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摘 要：为了提高教学质量和培养环境类应用型创新人才，对环境地学实验课教学进行了改革。通过优化实验教学内容、采用灵活多样的实验教学方法手段和建立利于创新能力培养的考核体系，调动了学生主动参与实验的积极性，更提高了学生独立分析、解决问题的能力，提高了环境地学实验教学质量和人才培养质量。
关键词：环境地学；实验教学；改革探索
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）09-0158-03
Abstract：In order to improve experimental teaching quality and cultivate environmental innovation talents，some reforms and innovation exploration of environmental geology experimental teaching were carried out. The experimental enthusiasm，the ability to analyze and solve problems independently of the students was aroused and the quality of experimental teaching and talent cultivation in environmental geology was improved and through reform and innovation exploration in finely compile lectures and optimize experimental projects，adopting flexible and diverse experimental teaching methods and means as well as establish an assessment system that is conducive to the cultivation of innovation ability.
Key words：Environmental geology；Experimental teaching；Reform exploration
实验教学体系是高等教育教学体系的重要组成部分[1]。实验教学对加深学生理论知识的掌握与理解、培养与塑造学生的科学研究思维、培养与开发学生的创新精神等具有重要的作用，是培养高素质应用型人才的重要手段[2]。
环境地学是地球科学与环境科学之间的新兴边缘交叉学科，具有很强的实践性和很广的应用性 [3]。随着全球环境问题日益突出，环境地学其独特的研究方法和手段已被广泛用来解决区域环境问题。然而，现在不少环境专业的学生不重视地环科学，缺乏地环科学的基本知识和基本训练，到单位后，需很长一段时间才能适应，反映出实践课程太少。完善的实验室教学和野外实习条件对培养具有较强实践能力的环境类应用型创新人才有特殊作用，然而，由于课时、经费、安全等诸多因素制约着野外实习教学活动的开展，需要强化实验教学予以补充。
目前，虽然许多设立环境类专业的高校已将《环境地学》纳入其本科生的专业核心课程，但由于该课程开设的时间短、涉及的范围广，在相应的基础实验课教学方面还存在诸多不足。笔者结合自身教学实践，对相关问题进行探讨，以期更好地为提高教学质量和培养应用型创新人才服务。
1 传统环境地学实验教学中存在的问题
1.1 实验内容重复、简单 由于环境科学专业是一门综合性的学科，涉及内容众多，开设实验的专业课也较多，除了环境地学外，还有环境化学、环境监测、环境生物学、环境土壤学等。以往这些实验课存在部分实验项目重复的现象。比如“水体中总氮/总磷的测定”，既在环境地学实验中开设，也在环境化学实验中开设了此实验项目。另一方面，实验教学目的往往在于加深学生对理论知识的理解和训练学生的实验操作技能，因此，实验类型以验证性实验为主，较少开设综合性和设计性实验，忽视了学生独立思考、独立分析、独立解决问题能力的培养，容易导致学生“眼高手低”，动手能力差。
1.2 教学方式僵化滞后 传统的实验教学一般是实验指导教师或者实验员将實验方案设计、试剂配制、仪器组装等前期工作完全准备完毕，只将实验最精彩的部分留给学生完成。学生只要按部就班地机械地“照猫画虎”，只要结果正确，就完成实验任务。这种教学方式忽视了学生的实验主动性和对实验过程的系统认识，致使学生虽然做过实验，但对实验目的和内容仍然一知半解，甚至一问三不知。实验教学手段上，一般是“一支粉笔加一块黑板”，这种教学手段课堂容量小，效率低下，抽象的内容缺乏形象感，学习比较困难。
1.3 教学考核方式单一 课程考核方式直接对学生的学习态度起到导向作用。过去的实验考核一般采用根据实验报告评定成绩的单一、定性考核方式。由于预习报告基本都是机械地抄写教材（讲义），做实验时也是机械地“照方抓药”，实验结果通常只有简单的数据记录，缺乏深入分析，一些自制能力较差的学生甚至直接抄袭别人的实验结果也能完成任务。因此，这种单一的定性考核方式不但不能反应学生的学习水平，甚至造成学生对实验产生厌烦情绪和草率应付的态度。
2 实验教学改革与创新
2.1 精编讲义，优化实验教学内容 教材是学科知识的精华，是教学活动的载体[4]。然而，《环境地学实验》课程到目前为止还没有国家统编教材，笔者在查阅了国内兄弟院校课程大纲后发现，该课程实验教学内容大致可分为：地质学基础实验（矿物鉴定、岩石鉴定、矿床认识、地质图编制、野外地质考察等）、地貌学实验（地形图地貌判读、地貌图绘制、微地貌测量等）、气象学与气候学实验（温度变化、气压变化、湿度、降水变化观测与分析、联合观测等）、植物生态学实验（植物的生态类群分析、植物群落调查与分析等）；水文学实验（河流水情要素、湖泊水文、地下水观测、工业污水指标等）；土壤地理学实验（土壤剖面观察、土壤标本采集、土壤有机质分析等）等6大块。 由于各高校设立环境类专业的背景、基础、特色等存在差异，所以各高校在课程设置方面也各有特色。面对环保用人单位普遍需要具有较强动手能力的应用型人才的新形势，结合本校属于“师范类”高校的属性，我们在编写《环境地学实验》讲义时注重以下几个方面：第一，实验教学内容与理论教学内容相关联，巩固对理论知识的理解和应用。第二，实验教学内容与基础教育的相关教学内容接轨，培养知识丰富的基础教育师资，体现师范性。第三，实验教学内容与生活实际相联系，培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力。第四，注重实验类型的多样化，既有验证性实验，也有综合性和设计性实验。结合笔者的教学实践和查阅的文献资料，淘汰了部分重复、内容陈旧、技术落后的实验，精设了17个具有代表性和较强实用性的实验项目供学生选择，强化培养学生科研和社会实践能力。
2.2 改革实验教学方法、手段，强化能力 针对以往学生对实验参与度和认识度低的状况，笔者采取以学生为主体、因实验类型而异的灵活多样的教学方式方法。针对验证性实验，实验时间安排在理论课之后立即进行，在讲解之前请学生阐述实验原理，如果阐述不正确，予以纠正并重点讲授，然后与学生讨论实验方案的设计和预测实验结果、实验中严格规范学生的操作步骤，实验结束后引导学生思考实验中的问题（现象），并要求学生严肃处理实验数据，重点分析讨论实验结果，规范撰写实验报告，使学生深刻理解理论，熟练掌握基本操作步骤和相关仪器使用，锻炼对实验数据的处理分析能力。针对综合性实验，注重以学生为主体，帮助学生对已有的课程知识和技能进行举一反三，培养学生综合运用本课程或相关课程理论知识的能力。针对设计性实验，发挥学生的主体性和实验指导教师的主导性，让学生自主设计实验方法步骤，自主选择仪器和材料，教师主要引导学生查阅资料、选择材料、设计方案、实施实验等工作，充分锻炼学生独立解决问题的能力及创新意识，提升学生综合素质，达到授之以“渔”的目的。
教学手段是师生教学相互传递信息的工具、媒体或设备。实验教学手段的多样化和不断现代化是实验教学的关键，也是提高教学效果的途径之一。作为一种现代教育手段，多媒体图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的特点把“一支粉笔加一块黑板”的教学模式变为一个生动形象、妙趣横生的教学环境。例如，针对“矿物（岩石）分类、识别”实验，在观察实物标本的同时，根据不同矿物（岩石）形成的地貌特征借助多媒体展示相应的风光图片，使课程讲解更形象、直观。运用多媒体教学提高了课堂效率，增大了教学内容，提高了学生学习兴趣。除了室内多媒体教学，我们也将一些实验项目搬到了实验室外，比如“土壤剖面观察与描述”，请同学们亲自挖掘、观察淮北市相山南麓相山公园的森林土壤，要求学生现场描述、记录其形态特征并分析其成土因素。另外，为了提高学生对于自然地理各要素的认识和培养学生爱护环境和保护地球的意识，我们在环境地学实验中安排了相关的野外调查实践活动，带领学生实地调查黄山风景区的地形、土壤、气温、植被等自然地理要素。开展野外实践教学活动，一方面有效体现了环境地学的地理性，是地理学研究的重要方法；另一方面开阔了学生的视野，培养了学生观察分析、解决身边环境问题的能力。
2.3 建立利于创新能力培养的考核体系 实验考核方法对教与学具有重要的导向作用[5]。鉴于仅凭实验报告评定成绩的不合理性，笔者尝试采用累积评分制综合评定成绩，总成绩包括平时成绩、期末操作考试成绩和期末理论考试成绩，相应所占比重分别为60%，20%和20%。平时成绩由出勤率、实验表现以及实验报告成绩构成。期末操作考试采取随机抽签的方式，成绩主要根据操作的规范性和结果的正确性评定。期末理论考试采取闭卷笔试的方式，重点考核学生对实验原理、实验注意事项的掌握和实验结果的分析。通过采用累积评分制，使成绩评定更具科学性，更重要的是培养了学生严谨务实的学习态度。
经过笔者多年的《环境地学实验》课程教学实践證明，这些实验教学改革是有效的，明显提高了学生的学习兴趣与主动性、提高了学生的实验操作技能、提高了学生发现问题、解决问题的实际动手能力等。笔者将坚持不懈地进行《环境地学实验》课程教学改革，为更好地提高教学质量，为培养适应社会需要的环境类应用型创新人才而熟思竭虑。
3 结语
在高等教育从精英教育走向大众化教育的大背景下，只有提高大学生的创新与应用技术水平，才能提高学生的社会竞争力。实验教学改革是创新和应用能力培养过程中的一个重要环节。保障实验教学的顺利开展，实验教学改革还要得到院校领导的重视和支持，以及相关职能部门的积极配合，提供实验场地、实验仪器设备和实验教学时间等教学资源以保障实验教学的顺利开展。
参考文献
[1]孙一民，李明弟，李大勇，等.我国高等教育实验教学体系研究现状[J].山东建筑大学学报，2012，27（2）：250-254.
[2]刘志刚.以培养创新型人才为目标构建高水平实验教学平台[J].中国高等教育，2009，6：20-22.
[3]赵烨.环境地学（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2015.
[4]储祖旺，刘艳霞，罗国立.地学教材使用与建设的调查分析[J].中国地质教育，2007，16（4）：56-60.
[5]范红艳，戚鹏程.环境资源与地理信息省级实验教学示范中心改革与实践[J].实验室研究与探索，2016，35（9）：154-157.
（责编：徐焕斗）
关键词：环境地学；实验教学；改革探索
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）09-0158-03
Abstract：In order to improve experimental teaching quality and cultivate environmental innovation talents，some reforms and innovation exploration of environmental geology experimental teaching were carried out. The experimental enthusiasm，the ability to analyze and solve problems independently of the students was aroused and the quality of experimental teaching and talent cultivation in environmental geology was improved and through reform and innovation exploration in finely compile lectures and optimize experimental projects，adopting flexible and diverse experimental teaching methods and means as well as establish an assessment system that is conducive to the cultivation of innovation ability.
Key words：Environmental geology；Experimental teaching；Reform exploration
实验教学体系是高等教育教学体系的重要组成部分[1]。实验教学对加深学生理论知识的掌握与理解、培养与塑造学生的科学研究思维、培养与开发学生的创新精神等具有重要的作用，是培养高素质应用型人才的重要手段[2]。
环境地学是地球科学与环境科学之间的新兴边缘交叉学科，具有很强的实践性和很广的应用性 [3]。随着全球环境问题日益突出，环境地学其独特的研究方法和手段已被广泛用来解决区域环境问题。然而，现在不少环境专业的学生不重视地环科学，缺乏地环科学的基本知识和基本训练，到单位后，需很长一段时间才能适应，反映出实践课程太少。完善的实验室教学和野外实习条件对培养具有较强实践能力的环境类应用型创新人才有特殊作用，然而，由于课时、经费、安全等诸多因素制约着野外实习教学活动的开展，需要强化实验教学予以补充。
目前，虽然许多设立环境类专业的高校已将《环境地学》纳入其本科生的专业核心课程，但由于该课程开设的时间短、涉及的范围广，在相应的基础实验课教学方面还存在诸多不足。笔者结合自身教学实践，对相关问题进行探讨，以期更好地为提高教学质量和培养应用型创新人才服务。
1 传统环境地学实验教学中存在的问题
1.1 实验内容重复、简单 由于环境科学专业是一门综合性的学科，涉及内容众多，开设实验的专业课也较多，除了环境地学外，还有环境化学、环境监测、环境生物学、环境土壤学等。以往这些实验课存在部分实验项目重复的现象。比如“水体中总氮/总磷的测定”，既在环境地学实验中开设，也在环境化学实验中开设了此实验项目。另一方面，实验教学目的往往在于加深学生对理论知识的理解和训练学生的实验操作技能，因此，实验类型以验证性实验为主，较少开设综合性和设计性实验，忽视了学生独立思考、独立分析、独立解决问题能力的培养，容易导致学生“眼高手低”，动手能力差。
1.2 教学方式僵化滞后 传统的实验教学一般是实验指导教师或者实验员将實验方案设计、试剂配制、仪器组装等前期工作完全准备完毕，只将实验最精彩的部分留给学生完成。学生只要按部就班地机械地“照猫画虎”，只要结果正确，就完成实验任务。这种教学方式忽视了学生的实验主动性和对实验过程的系统认识，致使学生虽然做过实验，但对实验目的和内容仍然一知半解，甚至一问三不知。实验教学手段上，一般是“一支粉笔加一块黑板”，这种教学手段课堂容量小，效率低下，抽象的内容缺乏形象感，学习比较困难。
1.3 教学考核方式单一 课程考核方式直接对学生的学习态度起到导向作用。过去的实验考核一般采用根据实验报告评定成绩的单一、定性考核方式。由于预习报告基本都是机械地抄写教材（讲义），做实验时也是机械地“照方抓药”，实验结果通常只有简单的数据记录，缺乏深入分析，一些自制能力较差的学生甚至直接抄袭别人的实验结果也能完成任务。因此，这种单一的定性考核方式不但不能反应学生的学习水平，甚至造成学生对实验产生厌烦情绪和草率应付的态度。
2 实验教学改革与创新
2.1 精编讲义，优化实验教学内容 教材是学科知识的精华，是教学活动的载体[4]。然而，《环境地学实验》课程到目前为止还没有国家统编教材，笔者在查阅了国内兄弟院校课程大纲后发现，该课程实验教学内容大致可分为：地质学基础实验（矿物鉴定、岩石鉴定、矿床认识、地质图编制、野外地质考察等）、地貌学实验（地形图地貌判读、地貌图绘制、微地貌测量等）、气象学与气候学实验（温度变化、气压变化、湿度、降水变化观测与分析、联合观测等）、植物生态学实验（植物的生态类群分析、植物群落调查与分析等）；水文学实验（河流水情要素、湖泊水文、地下水观测、工业污水指标等）；土壤地理学实验（土壤剖面观察、土壤标本采集、土壤有机质分析等）等6大块。 由于各高校设立环境类专业的背景、基础、特色等存在差异，所以各高校在课程设置方面也各有特色。面对环保用人单位普遍需要具有较强动手能力的应用型人才的新形势，结合本校属于“师范类”高校的属性，我们在编写《环境地学实验》讲义时注重以下几个方面：第一，实验教学内容与理论教学内容相关联，巩固对理论知识的理解和应用。第二，实验教学内容与基础教育的相关教学内容接轨，培养知识丰富的基础教育师资，体现师范性。第三，实验教学内容与生活实际相联系，培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力。第四，注重实验类型的多样化，既有验证性实验，也有综合性和设计性实验。结合笔者的教学实践和查阅的文献资料，淘汰了部分重复、内容陈旧、技术落后的实验，精设了17个具有代表性和较强实用性的实验项目供学生选择，强化培养学生科研和社会实践能力。
2.2 改革实验教学方法、手段，强化能力 针对以往学生对实验参与度和认识度低的状况，笔者采取以学生为主体、因实验类型而异的灵活多样的教学方式方法。针对验证性实验，实验时间安排在理论课之后立即进行，在讲解之前请学生阐述实验原理，如果阐述不正确，予以纠正并重点讲授，然后与学生讨论实验方案的设计和预测实验结果、实验中严格规范学生的操作步骤，实验结束后引导学生思考实验中的问题（现象），并要求学生严肃处理实验数据，重点分析讨论实验结果，规范撰写实验报告，使学生深刻理解理论，熟练掌握基本操作步骤和相关仪器使用，锻炼对实验数据的处理分析能力。针对综合性实验，注重以学生为主体，帮助学生对已有的课程知识和技能进行举一反三，培养学生综合运用本课程或相关课程理论知识的能力。针对设计性实验，发挥学生的主体性和实验指导教师的主导性，让学生自主设计实验方法步骤，自主选择仪器和材料，教师主要引导学生查阅资料、选择材料、设计方案、实施实验等工作，充分锻炼学生独立解决问题的能力及创新意识，提升学生综合素质，达到授之以“渔”的目的。
教学手段是师生教学相互传递信息的工具、媒体或设备。实验教学手段的多样化和不断现代化是实验教学的关键，也是提高教学效果的途径之一。作为一种现代教育手段，多媒体图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的特点把“一支粉笔加一块黑板”的教学模式变为一个生动形象、妙趣横生的教学环境。例如，针对“矿物（岩石）分类、识别”实验，在观察实物标本的同时，根据不同矿物（岩石）形成的地貌特征借助多媒体展示相应的风光图片，使课程讲解更形象、直观。运用多媒体教学提高了课堂效率，增大了教学内容，提高了学生学习兴趣。除了室内多媒体教学，我们也将一些实验项目搬到了实验室外，比如“土壤剖面观察与描述”，请同学们亲自挖掘、观察淮北市相山南麓相山公园的森林土壤，要求学生现场描述、记录其形态特征并分析其成土因素。另外，为了提高学生对于自然地理各要素的认识和培养学生爱护环境和保护地球的意识，我们在环境地学实验中安排了相关的野外调查实践活动，带领学生实地调查黄山风景区的地形、土壤、气温、植被等自然地理要素。开展野外实践教学活动，一方面有效体现了环境地学的地理性，是地理学研究的重要方法；另一方面开阔了学生的视野，培养了学生观察分析、解决身边环境问题的能力。
2.3 建立利于创新能力培养的考核体系 实验考核方法对教与学具有重要的导向作用[5]。鉴于仅凭实验报告评定成绩的不合理性，笔者尝试采用累积评分制综合评定成绩，总成绩包括平时成绩、期末操作考试成绩和期末理论考试成绩，相应所占比重分别为60%，20%和20%。平时成绩由出勤率、实验表现以及实验报告成绩构成。期末操作考试采取随机抽签的方式，成绩主要根据操作的规范性和结果的正确性评定。期末理论考试采取闭卷笔试的方式，重点考核学生对实验原理、实验注意事项的掌握和实验结果的分析。通过采用累积评分制，使成绩评定更具科学性，更重要的是培养了学生严谨务实的学习态度。
经过笔者多年的《环境地学实验》课程教学实践證明，这些实验教学改革是有效的，明显提高了学生的学习兴趣与主动性、提高了学生的实验操作技能、提高了学生发现问题、解决问题的实际动手能力等。笔者将坚持不懈地进行《环境地学实验》课程教学改革，为更好地提高教学质量，为培养适应社会需要的环境类应用型创新人才而熟思竭虑。
3 结语
在高等教育从精英教育走向大众化教育的大背景下，只有提高大学生的创新与应用技术水平，才能提高学生的社会竞争力。实验教学改革是创新和应用能力培养过程中的一个重要环节。保障实验教学的顺利开展，实验教学改革还要得到院校领导的重视和支持，以及相关职能部门的积极配合，提供实验场地、实验仪器设备和实验教学时间等教学资源以保障实验教学的顺利开展。
参考文献
[1]孙一民，李明弟，李大勇，等.我国高等教育实验教学体系研究现状[J].山东建筑大学学报，2012，27（2）：250-254.
[2]刘志刚.以培养创新型人才为目标构建高水平实验教学平台[J].中国高等教育，2009，6：20-22.
[3]赵烨.环境地学（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2015.
[4]储祖旺，刘艳霞，罗国立.地学教材使用与建设的调查分析[J].中国地质教育，2007，16（4）：56-60.
[5]范红艳，戚鹏程.环境资源与地理信息省级实验教学示范中心改革与实践[J].实验室研究与探索，2016，35（9）：154-157.
（责编：徐焕斗）