前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇保护生物学理论范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
1建设内容
1.1课程教学内容和体系
继续优化教学内容,强化野生动物医学特色,进一步完善教学体系。强化野生动物医学特色体现在教学内容的组织上,以感染野生动物或经济动物常见病原微生物为教学重点,兼顾传统教学中常见病原微生物的列举,调整优化教学内容。为此,课题组成员在日常教学中非常注重收集野生动物微生物教学案例,现已收集野生动物及经济动物感染各种病原微生物案例近千件,且绝大部分案例来源于外文文献,将这些案例按微生物种属特性进行分类,并且将一些代表性案例定位于教学章节中,与教学内容有机融合,优化教学内容,强化了野生动物医学特色。部分优化后的教学内容初步应用于2010级动物医学专业的兽医微生物学的教学中,取得良好的教学效果。学生课堂上态度积极,专业学习目标更加明确,专业学习动力明显增强,主动查阅野生动物及经济动物疾病文献的积极性提高,能够积极与课程组教师探讨自然保护区、森林动物园、经济动物饲养场野生动物习性及野生动物病原微生物感染及流行情况。而课程组教师在授课过程中,运用优化后的教学内容来讲授,课堂教学务实,有抓手,授课效果更加生动。
1.2教学方法和手段
教学中大力推行启发式、问题式、案例式等教学方式,依据野生动物保护医学工作特点,将枯燥的理论知识融于临床案例的破解中讲述。大量搜集和整理问题式的问题和案例式的案例,将其细化并定位融于教学章节中。通过教学中问题和案例的提出、问题解决方案的设计及问题预想结果的推断,可促使学生更好地掌握和运用兽医微生物学理论知识,更好地引导学生进行野生动物医学相关科研探索。例如肉毒梭菌感染野生鸟类的教学案例:2011年10月份,加拿大安大略省一处海滩上惊现数只死鸟尸体。专家认为,这些鸟可能是感染肉毒杆菌死亡的。目前,这处海滩附近尚未发现人类感染肉毒梭菌的病例。教学导入:什么是肉毒梭菌?它在形态结构上有哪些特点?有哪些生化特性?如何分离培养?怎样进行诊断?野生动物肉毒梭菌感染的流行病学特征怎样?该病的爆发与野生动物栖息生境和食有何关系?案例分析:野生鸟类肉毒梭菌中毒的疾病特点?野生鸟类食性(吃鱼)与肉毒梭菌中毒的关系?肉毒梭菌的作用机理?如何诊断和防治野生动物的肉毒梭菌病?教学中利用多种手段提高授课效果,加强数字化资源建设,搭建网上教学平台[2]。首先要大力开发、完善多媒体教学课件,利用多媒体教学手段直观、生动、形象传递教学内容。将课程教学大纲、教学方法、授课教案、习题、授课录像、多媒体课件等资源上网,充分利用网上教学平台,促进教学互动,使学生更加全面清晰地掌握授课内容。在课堂上大量导入自然保护区、森林动物园、经济动物饲养场等在生产实践中常见的野生动物兽医微生物学相关问题,同时向学生征集处理解决方案,可促进学生对授课内容的加深理解和吸纳。另外,大量收集临床病例资料,丰富教学资源。在教学中,不定期展示临床真实病例,尽可能多提供学生接触实际病例的机会,指导学生利用所学兽医微生物学理论知识及实践技能进行取样、检验及临床分析,更直观展现教学内容,提升教学效果。
1.3实践环节建设
要构建兽医微生物学实践教学体系,需充分论证现有实践教学内容的设置,对实验内容进行合理的删减和整合,增加野生动物病原微生物实验对象比例,把一些孤立分散的实验项目有机整合,增加综合性、创新性实验项目,使实践教学过程尽量符合病原微生物临床检验及科学研究的实际程序,模拟现场工作程序。教学方式采用启发式,教学设计采用环环相扣式,通过一系列环环相扣的实验项目来解决教师在实践教学前设置的问题,使整个实验教学过程完整、系统,教给学生一种连续的微生物技术和手段[3]。丰富实践教学野生动物疾病临床样本,建立完整的实践教学测评体系。
1.4考核改革
考核是一种有效提高和巩固学生《兽医微生物学》学习效果的手段。考核标准的确定受到教学目的和培养目标的制约,服务于教学活动。良好的考核体系能够正确地反映学生的学习效果,评估教师的教学效果,促进教学质量的提高。改变现有的理论知识测评办法,逐步建设兽医微生物学试题库,增加实践性、综合性及分析性试题的比例,强调考核学生利用理论知识解决实际问题的能力。
2建设中存在的问题与对策
2.1特色案例的收集及整理
特色教学案例在教学中的适时给出大大提升教学效果,提高课程教学质量。但如何全面准确获得这些特色教学案例是个难题。课程组成员反复商讨解决办法,决定采用网络、杂志、书刊等途径广泛收集相关资料,为了获得更加生动的教学案例,课程组成员几次深入国内几处大型野生动物园、自然保护区、珍稀动物繁育基地及特种经济动物饲养场,大量收集野生动物流行疫病相关资料,整理特色教学相关案例,并融于教学内容中,充实教学,突出课程特色。
2.2课程保障体系建设
关键词:探究教学模式 生态系统 物质循环
教学模式是联系教学理论与教学实践的中心环节,是在一定教学思想和教学理论指导下建立起来的教学活动的基本框架结构,它既能够使教学理论得以具体化,又能够使教学实践得以概括化。探究教学是世界各国基础教育课程改革的突出特点,在生物教学中,探究教学更成为其中心环节。20世纪中叶,美国著名生物学家、教育家施布瓦在《生物学教师手册》中提出“诱发探究”的概念,将探究教学作为现代教学的一种学习和教学模式。我国《普通高中生物课程标准(实验)》指出:“生物科学作为由众多生物事实和理论组成的知识体系,是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。”本文以人教版高中生物必修3《稳态与环境》第5章第3节“生态系统的物质循环”为例,谈谈探究教学模式在高中生物教学中的应用。
人教版高中生物必修3《稳态与环境》第5章“生态系统及其稳定性”包括:生态系统的结构、功能和稳定性等三个部分的内容,其中生态系统的功能部分是本章的重点与难点,包括生态系统的能量流动、物质循环、信息传递等三个方面,教材用三个小节的篇幅进行叙述。物质循环作为生态系统的重要功能之一,出现在教材的第三节,是在学生掌握生态系统的结构、生态系统的能量流动等基础知识上展开。本节内容的教学目标是:以碳循环为例,分析、理解生态系统的物质循环过程,掌握生态系统物质循环的概念和特点;探讨温室效应的原因,培养学生的环境保护意识;理解能量流动和物质循环的关系。
1.巧用导言,创设探究情境
导言如同戏剧中的“序幕”,能渲染气氛、启迪思维、创设情境。在课堂教学中设计一个好的导言,能唤起学生的学习兴趣,激发学生的求知欲望,使学生进入最佳的学习状态,积极主动地投入到这一节课的学习中来。在本节课的教学中,我将两周前制作好的放在教室靠窗边的后书架上的一个密闭生态缸拿到讲台上进行展示,创设生动具体的探究情境,通过提出一个个的探究问题,使学生的注意力迅速集中到课堂教学中来,将枯燥的学习转化为学生积极参与的探究活动。
师:这是一个密闭的生态缸,里面有小鱼小草,我们一直把它放在教室靠窗边的后书架上,里面的生物都生活得很好。但是,假如我们把它搬到另一个位置,就会发现没过多久里面的生物都死了,请问,我们把它搬到了什么地方?
生:没有阳光的地方。
师:生态缸为什么要放在有阳光的地方?
生:绿色植物的光合作用需要阳光。
师:没错,有光绿色植物才能进行光合作用,然后怎样?
生:然后制造有机物、产生氧气,维持生态缸里生物的生存。
师:前面我们学习了能量流动,能量流动的特点是什么?
生:能量流动的特点是单向运动、逐级递减。
师:所以?
生:所以生态系统需要依靠太阳源源不断地提供能量。
师:但是,我们制作好生态缸后就把它密闭起来,没有加入过什么物质。密闭的生态缸中各种生物所需的物质如何得到补充?难道能量是不能循环利用,而物质可以循环利用?今天我们就来研究这个问题。
所谓兴趣是最好的老师,通过课堂教学导言的设计,创设了探究情境,使课堂马上“活”了起来,这样学生就在不知不觉中走进了兴趣盎然的探究学习。
2.善用课件,整合探究资源
戴尔的“经验之塔”理论指出,位于塔中部的替代经验,能冲破时空的限制,弥补学生直接经验的不足。多媒体课件的有效使用,为课堂教学中探究活动的进行提供了可视可感的鲜活素材,易于培养学生的探究能力,同时可以使学生的认识沿着“从生动的直观到抽象的思维”的路线前进。
例如碳循环是本节课的教学重点,为了帮助学生更好地理解生态系统的碳循环过程,我制作了碳循环的课件,以实物图解形式动态演示了碳循环的具体过程,并设计了探究式导学案,学生4~6人一组按照导学案进行层层深入的探究活动,形成关于碳循环过程的清晰概念。碳循环的形式:CO2;碳在无机环境中存在的形式:CO2(和碳酸盐);碳在生物体内的存在形式:含碳有机物;碳进入生物体的主要途径:绿色植物的光合作用;碳在生物体之间传递的途径:食物链(网);碳进入大气的途径:生物的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧。然后应用课件回顾了第一节生态系统的结构中关于生态系统的成分:非生物的物质与能量、生产者、消费者、分解者,并以动画形式演示了碳在大气与生物群落之间的循环以及在生物群落内部的传递,作为学生探究活动的梳理与提升。最后形成如下知识总结:
又如能量流动和物质循环的关系是本节课的教学难点。在日常的教学中,教师通常是引导学生以前面所学知识进行对比形成结论。我的处理是制作了多媒体课件,以动画形式展示了生态系统中大气与生物群落之间以及生物群落内部,物质合成与分解(图中实线)的同时所发生的能量(图中虚线)储存与释放,组织学生进行小组探究讨论,然后通过导学案上设计的表格进行归纳,很好地突破了这一难点。
3.引导拓展,提升探究能力
1 预防兽医学专业研究生研究方向的把握
预防兽医学研究生由于对本学科研究领域的基础理论和技术研究及应用认识不充分,他们的研究很大一部分重复国内外最新研究,表现为对国内国际最新研究进展的跟踪性研究很多,①因此预防兽医学研究生研究内容过分集中和单一,很难有创新和突破。国家自然科学基金委项目管理专家们指出:今后预防兽医学研究选题应把预防兽医领域经典的病毒学、细菌学、免疫学和病理学等基础理论同动物实验技术和现代分子生物学技术结合,才能进一步扩展该领域研究的广度和深度,才能最终把病原落实到易感宿主动物,把病原和构成病的易感宿主动物体结合起来,这样才能阐明病原的致病机理,在弄清病原致病机理的基础上,才能研究和开发有效的防制产品,制定恰当的防制措施,减少动物传染病所带来的损失。
预防兽医学研究选题还应立足于当前我国畜牧生产的需求,在今后一段时期内,重视研究畜(禽)群中宿主动物的易感性、病原对不同易感宿主的感染规律,研究病原生态学,阐明病原与宿主的相互作用机制,不同病原在畜(禽)群中的共同存在以及不同病原间的相互作用,在这些相互作用的过程中,病原的变异及重组等对其毒力和致病性的影响等,②这样不仅能把新技术更好地加以运用,同时也能解决我国畜牧生产中亟待解决的预防兽医学问题。预防兽医学研究生导师和研究生应结合国家科技管理政策导向和我国畜牧业生产的实际需求,在研究大方向确定的前提下,合理定位细致的研究方向,开展创新性研究。
2 现代分子生物学技术应作为预防兽医学研究生重要的专业基础课
自20世纪以来,生命科学领域的每一点进步都离不开分子生物学理论和技术的进步,分子生物学在预防兽医学的病原学、免疫学和疫病预防与控制学研究等方面都也起着重要的作用。预防兽医学分子生物学形成和发展以及与预防兽医学其它学科如微生物学和免疫学等的相互融合、相互促进的过程,在整个分子生物学的发展历史中扮演重要的角色。预防兽医学分子生物学技术是分子生物学的重要组成部分,它的形成和发展对其它学科特别是分子生物学本身也具有巨大的推动作用。同时分子生物学的快速发展,为预防兽医学在分子水平阐明疾病病原的生物特征、发病规律、致病机理以及采取有效手段进行预防和控制疾病提供了理论和方法。③因此,作为预防兽医学的研究生,广泛学习分子生物学理论与技术,对提高其研究水平和拓宽其研究领域具有重要作用。在预防兽医学研究生课程设置中,应开设分子生物学理论与技术作为重要的专业基础课程,同时应将其与其他课程密切联系起来。
3 教师在研究生科研能力培养过程中起着主导作用
培养研究生科研能力的教师,不单单是研究生的导师,它还包括了不直接承担指导研究生研究任务只从事研究生课程教学的教师。研究生科研能力的提高离不开教学和指导,教师培养研究生的科研能力是责任,国内外研究生教育的共同做法是导师作为主导指导研究生在其他教师的课堂或实践教学下,完成基础理论和基本技能的学习,在导师指导下独立选题或完成导师承担的课题,不管是独立自主选题还是完成导师的研究课题,都需要研究生以课题为载体,完成课题的理论或实验研究,发表相应的研究论文。
研究生科研能力的培养和提高,虽然是一个非常复杂而且漫长的过程,但在教师有目的、有计划的指导和培养下,以研究生本人在长期学习和训练中掌握的基础知识、基本理论和基本技能为基础,研究生的科研能力是完全可以获得和不断提高的。从总体上讲,取得了很好的成绩。但还存在诸多问题,如课程教学令人堪忧、导师指导不尽人意、学生素质下降和学位论文质量控制不严等,严重影响了教师培养研究生科研能力。究其原因主要是由于国家教育资源的紧缺、教育政策和社会经济发展不平衡等的不利影响,研究生教育从精品化向大众化方向发展,学生素质难免良莠不齐,再加上学校对教师和研究生的管理的松懈,教师和研究生都没有充分重视自己的职责,教师没有严把教学质量关和研究生论文质量,学生停留于应付论文,甚至出现大量的论文抄袭现象等,同时研究生和教师的自身素质亟待提高。与国内教师比较,国外教师在培养研究生科研能力方面的做法值得提倡,他们在研究生生源上严格把关,研究生入学后,在课程教学和导师指导上充分发挥培养研究生科研能力的作用,并通过不断探索和完善导师指导方式,促进对研究生科研能力的培养。④在预防兽医学研究生培养的过程中,要培养研究生的科研能力,兽医学是一门实践性很强的学科,要不断加强对预防兽医学研究生动手能力和接触生产实践环节的培养,在实践中积累大量的一手研究材料,从实践中来,再回到实践中去。
4 实验室是预防兽医学专业研究生培养必要的硬件支撑
随着规模化养殖的发展,疫病的群防群治越来越重要,特别是对经济动物来说,预防兽医学对经济动物养殖业的发展更是起着保驾护航的作用。兽医学实验室特别是预防兽医学实验室是动物疫病防控体系的重要组成部分,是农业院校培养兽医人才的重要基地,同时也是从事兽医科学研究和培养研究人才的基础。⑤加强预防兽医学实验室建设和管理是实现“预防为主”动物疫病防控方针的基础。预防兽医学实验室应合理规划布局,将实验室分为不同的功能区域,比如准备室、病毒室、细菌室、血清学实验室、分子生物学实验室、细胞培养室以及学生教室等功能间。只有实验室功能分区恰当,合理布局,按标准配置实验仪器,这样才能为预防兽医学专业研究生培养提供必要的硬件支持。
综述所述,通过对预防兽医学专业研究方向、课程设置中分子生物学技术在预防兽医学研究中的作用、教师在培养研究生中的作用和预防兽医学实验室建设等软、硬件方面进行的分析,阐明了这些因素对预防兽医学专业研究生培养的影响和其重要作用,为培养具有创新能力、动手能力和适应能力的专业型预防兽医研究人才提出如下建议:准确把握预防兽医学研究生培养方向,并为研究生研究课题的完成提供良好的实验条件,导师作为主导,充分发挥其在培养研究生过程中的指导和引领作用。这样才能不断提高预防兽医学研究生的培养质量。
注释
①②陈越,于振良,杜生明.预防兽医学资助格局及未来研究方向的探讨[J].中国基础科学:58-61.
③ 景志忠,才学鹏,陈娟.预防兽医学分子生物学技术发展概况[J].动物医学进展,2002.23(4):10-13.
不畏百转千回的足迹,我将这本《天马行空,独来独往》品读。仿佛看到:“一条破旧的小船,载着一位驼背的老人,伴着孤雁,映着残阳,走在回家的路上”;仿佛看到:“30余年前,他的技术成果曾引起国内外媒体的广泛关注;30余年后,他的理论成果再次引起媒体的广泛报道。前后30余年,他从意气风发的青年到目光深邃的聪智老者”。渐渐的,一个视寂寞如自由、视逆境如修行的“孤独的行者”朝我走来,这就是“世界理论保藏学”创始者张承志,我国自然科学领域从事理论研究的一朵奇葩。
张承志,北京自然博物馆研究员,1938年出生于青岛,1960年毕业于沂水一中,同年考取北京林学院生物物理专业,1965毕业于林业系,1966年3月分配到北京自然博物馆工作。《中国大百科全书》撰稿者、《花色之谜》译者、《文物保藏学原理》作者。曾兼任中国科学院植物研究所研究员、北京师范大学历史学院教授、北京林业大学教授、美国凯撒国际教育集团亚洲研究中心首席科学家、中国科学探险协会理事、中国文物保护技术协会理事。孤舟独钓江雪漫途苦旅沧桑
1972年,的龙卷风还未停息,在那个风雨如晦的年代,搞研究很难。张老鼓足勇气,捡拾起了被扔掉多年的“弃儿”-1962年国家科委向中科院的两个研究所及北京自然博物馆下达的有关生物标本保护的研究课题,带着忧谗畏讥的沉重心情,孤独地踏上了这一泥泞的研究历程,历经种种磨难,利用别人丢弃的过期试剂,未花一分经费却神奇地完成了这一重大课题。1980年,一次偶然的机会,张承志走进了文物界的圣殿,在这里获悉文物界急切需要保藏学的理论支持后,张老将研究转移到这个新的领域。
“保藏学”由“理论保藏学”和“技术保藏学”两部分构成。“理论保藏学”是研究环境因素、时间因素、残余应力因素对文物的作用机理和作用规律的学科,文物在上述因素的作用下,将发生下述自然劣变:色变(褪色、变色、泛黄、失光)、形变、质变、破裂(脆性材料依赖于时间的重要行为,是应力腐蚀造成的开裂或断裂)。每种物品都有被选作文物的可能,每种物质都有自己的劣变机理和劣变规律,保藏学理论需要研究各种物质在各条件下的劣变机理及劣变规律,这需要跨越数理化和生物学等全部理科领域及众多工科领域,跨学科研究的方式,主要是向诸多己成熟学科求助。例如要想了解褪色现象,就需要借助量子论、能带论、配位场理论及多门类化学理论如微生物化学、表面化学、物理化学、环境化学等。它是一门边缘性、综合性基础应用理论学科。
“理论保藏学”具有学科多对象化和对象多学科化特征,跨学科研究成为必然选择,张老没有能力组织群体性跨学科研究团队,就用向单位提交技术转让费的形式,换得足够长的自由探索时间以及对时间的支配权,漫长的研究工作加上多年接触有毒试剂,张老的健康受到严重危害。
当时的研究不是以创立新学科为目的的,研究的结果却创立了“理论保藏学”。1999年,他花费10年时间写作的《保藏学原理》第一版面世,2003年《文物保藏学原理》第二版面世,2010年科学出版社出版了《文物保藏学原理》第三版。
华发半生著书 惠泽后人扬名
“理论保藏学”的诞生,使文物保护、档案保护等门类的经典学问,由描述性学科转变为实验性学科,从而成为自然科学领域的独立新学科,并且对科学考古提供了有力的理论支持,被认为是文物的“病理学”和“衰老学”。
2003年《文物保藏学原理》第二版面世后,被北京大学考古文博学院选作博士生入学考试参考书、研究生教学参考书。中国人民大学的相关院系,多年来一直延用第一版《保藏学原理》作为外国来华留学博士生入学考试参考书。北京大学和中国人民大学等诸多名校对这部书的厚爱,体现了其学术价值的尊贵性;外国来华留学博士生入学考试需要此书,体现了该理论跨越国界的影响力。《保藏学原理》理论体系的新颖性和系统性,技术手段的先进性和实用性,使之成为了大专院校相关专业师生的参考书,也成了博物馆、美术馆、纪念馆及图书资料馆的研究人员、技术人员、管理人员的应备读物。
业内最高学术权威人士陆寿麟、蔡学昌评价道:“他在长期探索和实践中有了新的发现,并一一列出了他所发现的四大理论”。在网上我们可以查到大量国内外技术保藏学的资料,但找不到系统的保藏学理论,张承志的理论保藏学适时地填补了这一领域的空白。
张老以理论保藏学之父的身份,入选纪念100周年的文献典籍《百年中国》,并在“记录百年复兴之路,展示百位中华儿女风采”的学者排行榜中,名列第44位;先后被科技界多家著名刊物选作封面人物,并被一些物评为“2010年度科学影响力人物”,与6位院士分享这一殊荣。
荣辱挫折皆忘 孤舟豪放远航
“创立”指首次建立。在世间找不到而社会又需要保藏学理论的情况下,总得有人去创立。作为世界文明古国和文物大国的中国,更有条件、有热忱、有义务去做这件事,张老是这么想的,也是这么做的。
在艰辛探索“理论保藏学”的过程中,张老历经诸多磨难,特别是折磨他30余年的“三个通常”。所谓“三个通常”是指当年对张老的(重大)研究成果,单位通常不上报,上报的(重大)成果时通常不署他的姓名,评职称时通常他较难评上。为了远离这可怕的“三个通常”,张老只好提前三年退休,回家对原著进行修正补充,2010年总算修补完,于是卖掉房子出书。到第三版面世时,已历时38年。磨难使这位古稀老人四次因祸得福,在逆境中抢占了世界保藏学理论的制高点。回顾学科发展史便可知道,中国学者在社会科学领域、在社会科学与自然科学交汇处、在工程技术领域,创立过多门新学科。但在自然科学基础应用理论领域,却很难找到有生命力的新学科。该学科面世后很快就广泛地应用于科研、教学、考古等领域,迅速被最高学术阶层接受,显示出很强的生命力。
[关键词]环境;特色;实验教学;体系
[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)04-0154-03
高等教育最本质的职能是人才培养。[1]实验教学不仅让学生更加直观深入的理解和学习相关理论知识,也是学生解决科学研究最直接、最有效、最科学的渠道。[1]现阶段,高校招生规模不断扩大,各学科蓬勃发展,但实验教学进展缓慢,内容单一,本科生实践动手能力不强、科研素质能力不高等问题日益凸显出来。[2]环境专业是由多个学科组成的交叉科学,它围绕环境问题的预防、发生、治理以及评价等方面进行研究与应用,突出强调学生的应用以及创新能力,因此,完善实验教学系统在环境专业体系建设中尤为重要。[3]但目前研究发现,环境专业涉及范围广,课程体系关联度相对较弱,且实验教学缺乏相应的体系规划,这些问题致使实验教学内容相对片面化与碎片化[4],致使学生缺少独立解决实际问题的能力,因此构建与实践环境专业实验教学体系具有重要意义。
安徽大学环境专业以“厚生物学”背景为基础,以“国家级生态与环境实验教学中心”为依托,以培养“安徽生态强省建设和环境保护亟须的高素质复合型创新人才”为目标,以“重基础,多方向,精特色,提能力”的教育教学理念为指导,积极探索,不断前进,建立了以“厚生物学”为基础的环境科学实验教学体系。体系的建立使学生将理论与实践相结合,培养学生分析环境问题、解决环境问题的能力,为社会输送了一大批新生力量,也为其他院校环境科学实验体系建设提供有益参考。
一、循序渐进的实验体系建设
环境专业以“层次递进,因材施教”为原则,精选实验项目,建立了“公共基础型实验”“专业基础型实验”“综合应用型实验”“创新型实验”以及“实习实训”五个层次的实验教学体系(见图1),循序渐进的提升学生的综合能力。
(一)严谨授课,夯实基础
扎实的实验素养是学生今后进行科研工作的重要基础。环境专业在本科基础年开设“公共基础型实验”以及“专业基础型实验”,这两类实验开设的目的主要是帮助学生验证课堂所学理论知识,掌握基本的实验技能以及常规仪器的操作与维护,前一类实验是每个理工科学生必须掌握的基本技能,而后一类实验更加偏重于环境专业实验特色技能。教师在讲授这两类实验时,更重要的是培养学生科学严谨的实验态度以及基本的实验素养,为今后的实验打下坚实的基础。
环境科学专业覆盖面广,研究方向复杂,本科阶段需开展不同方向的基础实验,让学生接触到不同类型实验,为以后学生进行“综合应用型实验”以及“创新型实验”奠定基础,进一步培养出具有较高综合素质的人才。为此,环境专业开展了环境化学类实验、环境生态学类实验、环境生物学类实验等不同方向的实验,保证学生对传统学科能够做到整体把握,夯实基础。
(二)学科交叉,提高能力
“综合应用型实验”是在本科生具有一定理论及实验操作能力后开设的,主要是让学生运用多方向的知识综合考虑、设计并解决实际问题,以培养学生的综合实践及独立操作等方面的能力。实验过程中,学生需先行提交可行性报告及实验计划书,教师提出修改意见,并根据实验计划书,供给实验所需物品,确认无误后方可进行实验。如“大气中苯系物的监测与评价”这个实验项目,主要针对汽油中芳香烃化合物的加入增加了汽车尾气中苯的污染。本校周边机动车流量大,其排放的尾气对校园空气质量有一定影响,因此要求学生对校园空气中苯系物进行监测。此实验项目涉及环境监测这门理论课中大气采样点的布设、采样时间的确定方法,环境影响评价课程中利用监测数据对研究区域污染状况进行评价的方法,以及相色谱等大型仪器的使用等问题,需要学生们进行独立思考以及调度,并相互配合。此实验锻炼了学生搜集资料、调研环境、团队协作等多方面的能力。通过环境科学综合实验的开设,加强了各课程之间的交叉渗透性,让学生能够掌握实验课程的内容,具备应用综合性课程知识简单解决环境问题的能力,促使学生融汇专业基础平台课程的理论知识,尝试应用理论分析、解决复杂环境的问题,培养学生辨证、联系、全面地看待问题的思维方式,从而为今后的科研工作奠定坚实基础。
近年来,环境科学领域不断涌现出新的研究成果,但传统的实验教学明显滞后于学科领域的发展,很难满足学生创新意识的培养。因此,实验专业需不断更新实验教学理念,将先进的大型仪器运用于“综合应用型实验”以及“创新型实验”中。如利用分子荧光分析法测定环境水体中的抗生素,利用气相色谱法测定挥发性脂肪酸,运用火焰分光光度计对水以及沉积物中重金属的形态进行分析等,大型实验仪器的引入,拓宽了学生的视野,丰富了教学内容。
(三)紧跟时代,创新高地
高校教育既要满足大众教育,又要适应学生的个性化发展。教学过程中发现,有些学生资质高,能力强,普通的实验教学已不能满足他们对知识的渴求,对于这一类学生,环境专业鼓励他们参与到教师的科研项目中。学院教师有着丰富的经验,有国家级、省级自然科学基金以及国家级、省级重大科研项目等前沿课题。本科生进入实验室,跟随导师或者研究生进行学习,此做法让学生更加直观的认识到前沿的科学进展,并为科研岗位的教师输送大量的有生力量。
此外,学校及学院每年还为本科生开展大量的诸如大学生创新创业训练计划、动植物标本制作大赛等活动,在环境科学的学生中得到了积极响应。研究中发现,许多学生对开展创新活动的兴趣都特别高。[5][6]学生将所学知识应用于解决自身所好奇的问题,能够让学生体验学习中的乐趣,提升学生素质。仅在2015年,环境科学专业学生共申请大学生创新创业训练计划6项,其中国家级项目4项。这些活动为学生今后的学习和工作提供了宝贵经验。
二、特色实验平台建设体系
环境专业实验体系中开设了不同方向的实验项目,让学生充分接触到不同类型实验,掌握不同实验的技巧的同时,也保持着自己的学科特色方向。安徽大学环境科学专业在2010年由生命科学学院独立出来,有着深厚的生物学背景。随着国家对“生态环境”的日益重视,这一特色显得尤为重要。现今,人们越来越关注生物多样性保护、环境污染对生态系统和人体健康的损害等问题,生物学背景显得更为必要。环境专业筛选或改进了实验项目,使学生从宏观和微观两个方向(环境微生物学、环境生态学)进行学习。
环境微生物实验注重各实验内容的衔接,从最基础的培养基的制备、消毒与灭菌、微生物的纯种分离培养及生理生化反应,由浅入深,使学生熟练掌握微生物实验的基本操作。而后进行“水中细菌总数和大肠菌群的测定”“环境因素对微生物生长的影响”等综合实验项目的学习,进一步强化学生微生物实验的基本技能,激发学生对于环境微生物的兴趣,培养学生利用生物手段进行环境监测与治理的技能。
环境生态学实验包括显微镜构造与使用、生物绘图、植物分类、简单动物的解剖等经典实验,为环境专业学生奠定生态学基础背景。而后将生态学实验联系实际,如“水体中浮游生物的采集、观察与鉴定”项目,浮游生物是水体生态系统重要的组成成分,通过对浮游生物多样性的分析,可以客观地反映水环境质量状况。而水体富营养化严重影响浮游生物的生存环境,致使浮游生物多样性指数下降。在生态学原理指导下,加强对浮游生物多样性的方法研究,从治理水体污染、维护水生生态系统平衡、保护水环境等应用方面给予学生一定思路。
三、实习基地建设
理论学习必不可少,但是实习实践亦是不可或缺的环节。环境专业积极响应学校号召,组织学生投身于实习基地中去。
(一)亲近大自然,增强“环保人”的自豪感――野外认知实习以及野外调查实习
野外实习比课堂实习更具有直观性、实践性和综合性,通过野外实习使学生深入地理解课堂所学知识。[3]前人经验告诉我们:选择一个好的实习地点,是保证实习质量的首要条件,建立一个高质量的实习基地对于保证野外实习的效果非常重要。[7][8]安徽大学环境专业的野外实习一般定于黄山浮溪野猴谷或鹞落坪国家级自然保护区,这两个地点均具有环境优美,生B环境复杂,动物资源丰富,交通、食宿及医疗条件便利等条件,适合环境科学专业长期定点实习。野外实习过程中,学生置身于大自然,了解生物生活习性与行为和它们对环境的适应性,掌握动、植物标本的采集、鉴定和保存方法,让学生充分感受到自然界的神奇和美丽,激发学生保护自然资源的责任感与使命感。同时,在教师的引导下,学生还对实习所在地区的环境样品进行监测,让学生可以把在课堂所学习到的知识运用到实际中去,提高学生的自豪感。野外环境地形复杂,工作量较大,跋山涉水,对磨练学生意志,增强学生之间的友谊也起到了积极的作用。
(二)科学理论与工程应用相结合――工程实践实习
为提高学生的综合素质及专业知识应用能力,环境专业不断探索校企协同的工程实践教学模式,让学生真正能将理论知识运用于解决工程实际问题。目前,环境专业合作的企业有塘西河再生水厂、中国节能可再生能源有限公司合肥分公司以及合肥市循环经济园区的工业污水处理厂、合肥市久易化工厂、合肥市望塘污水处理厂等。接触不同的废物类型,不同的工艺类型,可以让学生更加生动直观的了解不同的处理工艺,而非只是学习枯燥的理论知识。
四、结语
环境专业是一门综合性的学科,研究对象涉及范围广,学科涉及领域多,技术性和实践性强,这对环境专业的教学,尤其是实验教学提出了更高的要求。我院环境专业以“重基础,多方向,精特色,提能力”的教育教学理念为指导,通过合理安排的“五阶梯,重特色”环境专业实验教学体系,以不断“提升学生竞争力”为目标,积极探索,不断前进,加快建设具有区域特色的实验示范中心。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 浦玉忠.高校实验室资源共享的实践路径研究[J].实验技术与管理,2015(9):11-13.
[2] 刘雪萍,张进军.地方高校实验室建设的改革与实践[J]. 山西师大学报(社会科学版),2015(5):143-145.
[3] 赵建华.大学生实践能力的概念、结构与影响因素分析[J].中国大学教学,2009(1):36-37.
[4] 石辉,葛碧洲,张军.环境科学专业实验教学体系重建与实践[J].实验技术与管理,2015(12):5-8.
[5] 赵玉红,李欣,崔建林,等.MOOC环境下基础实验教学中学生创新能力的培养[J].实验技术与管理, 2016(3):13-15.
[6] 施建华,马浩统,江文杰,等.“理论―实践―创新”三位一体网络课程改革探索[J].高等教育研究学报,2014(4): 84-87.
[7] 向玉勇,诸立新,张元昶,等.新建本科院校动物学野外实习现状分析及对策[J].滁州学院学报,2012(5):113-115.