環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課教學(xué)改革探索

湯紅妍 徐航 董鐵有

摘要：本文闡述了環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，提出了環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課的必要性，并從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式三個(gè)方面分別論述獨(dú)立設(shè)課的具體內(nèi)容和方式，對于環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)；獨(dú)立設(shè)課；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1002-4107（2012）02-0030-02

目前，我國大部分綜合院校都設(shè)置了環(huán)境類專業(yè)，環(huán)境監(jiān)測課程是環(huán)境類專業(yè)的必修課之一，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和實(shí)用性，其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)在該課程的教學(xué)中占有非常重要的地位。如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、動(dòng)手能力和結(jié)合實(shí)際環(huán)境分析問題、解決問題的綜合素質(zhì)能力，是高校工作者需要不斷探索的重要內(nèi)容[1-3]。

一、環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

環(huán)境監(jiān)測是河南科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)是依附于理論課程之后進(jìn)行的。經(jīng)過幾年的教學(xué)觀察，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果不夠理想，仍存在諸多問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（一）實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)少且內(nèi)容陳舊

目前，河南科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃中環(huán)境監(jiān)測總課時(shí)56學(xué)時(shí)，其中理論課40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少，安排的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目只有6個(gè)，相對比較簡單，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，內(nèi)容不全面，主要是水和大氣方面的監(jiān)測，而其他的如固廢、生物、土壤等內(nèi)容沒有設(shè)置相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不夠科學(xué)

環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)課附屬于理論課，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由任課教師結(jié)合自身的實(shí)驗(yàn)條件從教材上選取，多數(shù)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)一般2—3個(gè)學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)之間缺乏連貫性。

由于學(xué)時(shí)有限，實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作由實(shí)驗(yàn)室教師完成，如試劑的配制、監(jiān)測水樣的配制或提取、樣品的預(yù)處理、實(shí)驗(yàn)設(shè)備性能的檢查、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制等。由于缺少實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，學(xué)生缺乏對實(shí)驗(yàn)的整體認(rèn)識(shí)，難以體會(huì)準(zhǔn)備工作對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，對實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作不予以重視。等到做項(xiàng)目或畢業(yè)論文時(shí)，基本的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不會(huì)使用，試劑配制不規(guī)范，幾次重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果差別較大，監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，由指導(dǎo)教師詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)的目的、原理、步驟、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作方法和實(shí)驗(yàn)中可能存在的問題，然后學(xué)生按部就班地進(jìn)行操作。學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中很少經(jīng)過思考，只是在機(jī)械地重復(fù)，對某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因不清楚，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理只是機(jī)械地套用公式，很少分析公式的來源，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整體分析缺乏一定的深度，對實(shí)踐的指導(dǎo)意義不夠清楚，因此，做過的實(shí)驗(yàn)印象不深刻，需要自己再動(dòng)手做時(shí)，問題百出，不知所措。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核體系不完善

環(huán)境監(jiān)測課程最終成績的考核包括平時(shí)成績、考試成績和實(shí)驗(yàn)成績?nèi)糠郑渲袑?shí)驗(yàn)成績占20%，比例較小，不足以引起學(xué)生的重視。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，一般2—4個(gè)人為一組，只有部分學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)全過程中積極主動(dòng)參與操作，另一部分學(xué)生只是參與實(shí)驗(yàn)操作的一部分，個(gè)別學(xué)生甚至不動(dòng)手，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后抄同組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄來應(yīng)付實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由于實(shí)驗(yàn)學(xué)生多，又無詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)記錄，指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告評定的實(shí)驗(yàn)成績不能客觀反映學(xué)生的表現(xiàn)。

二、環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課的思考與探索

（一）獨(dú)立設(shè)課的內(nèi)容和方法

自2006年河南科技大學(xué)開設(shè)環(huán)境監(jiān)測課程以來，已歷經(jīng)5年的教學(xué)實(shí)踐，雖然也進(jìn)行過幾次教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱的修改，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果仍不理想。要徹底改變環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)課的現(xiàn)狀，可將實(shí)驗(yàn)教學(xué)從理論教學(xué)中完全脫離出來，設(shè)立成獨(dú)立的一門課程——環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)課，擁有獨(dú)立的學(xué)分，建立獨(dú)立的考核方式，讓學(xué)生先從思想上重視起來。

環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃也要相應(yīng)修改，減少環(huán)境監(jiān)測課程理論學(xué)時(shí)，可設(shè)為32學(xué)時(shí)，教學(xué)中以引導(dǎo)為主，把教學(xué)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，而并不是整天學(xué)習(xí)枯燥的規(guī)范方法。增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，可從目前的16學(xué)時(shí)增加到40學(xué)時(shí)，學(xué)生有更多的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，通過大量的實(shí)驗(yàn)操作強(qiáng)化監(jiān)測理論。實(shí)驗(yàn)課程可安排在環(huán)境監(jiān)測理論課程完成后的下一個(gè)學(xué)期進(jìn)行，盡可能地延長實(shí)驗(yàn)周期，保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間的充足。

以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中水環(huán)境監(jiān)測方面設(shè)置了CODCr、BOD5、SS和NH3-N四個(gè)基本指標(biāo)的測定，且實(shí)驗(yàn)水樣一般是實(shí)驗(yàn)室配制水樣，水樣成分單一，實(shí)驗(yàn)操作非常簡單。而實(shí)際的水樣成分復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)操作程序較多，且具有一定的難度。如BOD5的測定，水樣不同，實(shí)驗(yàn)操作差別很大，水樣是否需要稀釋，稀釋水是否需要接種微生物，采用幾個(gè)稀釋倍數(shù)，而需要接種稀釋水的實(shí)驗(yàn)操作是最復(fù)雜、難度最大的。

獨(dú)立設(shè)課后實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容要進(jìn)行整體的更新和組合，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可分為以下四大項(xiàng)目。

1.水質(zhì)監(jiān)測：地表水水質(zhì)監(jiān)測，取洛河水水樣，主要監(jiān)測pH值、水溫、DO、COD、BOD5、TN、TP、SS等常規(guī)性指標(biāo)，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果評價(jià)洛河水質(zhì)。采樣時(shí)要測量洛河的寬度、深度、水的流速，并確定采樣點(diǎn)的數(shù)目和具體位置；污水處理廠水質(zhì)監(jiān)測，取澗西污水處理廠進(jìn)、出水口水樣，主要監(jiān)測水量、pH值、水溫、CODCr、SS、BOD5、NH3-N、TN、TP等常規(guī)性指標(biāo)，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果評價(jià)該污水處理廠污水處理工藝的處理效果及出水水質(zhì)達(dá)到幾級標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生可選做其一，或不同的小組選擇不同水樣。

2.大氣監(jiān)測：校園空氣質(zhì)量監(jiān)測，以河南科技大學(xué)校園空氣為監(jiān)測對象，設(shè)置幾個(gè)采樣點(diǎn)分別采樣，主要監(jiān)測TSP、SO2、NOx三個(gè)指標(biāo)，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果計(jì)算ASP，評價(jià)校園空氣質(zhì)量等級；室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測，以某新裝修房內(nèi)空氣為監(jiān)測對象，監(jiān)測甲醛、TSP等指標(biāo)，評價(jià)室內(nèi)空氣質(zhì)量。

3.土壤監(jiān)測：土壤中有害成分監(jiān)測，以洛陽郊區(qū)某一耕地土壤為研究對象，合理布置采樣點(diǎn)進(jìn)行樣品采集，選擇合適方法進(jìn)行預(yù)處理和主要污染成分的監(jiān)測，監(jiān)測指標(biāo)可選擇毒性大的重金屬元素，此外，當(dāng)?shù)赝寥来嬖诜廴荆蓽y氟含量指標(biāo)。

4.噪聲監(jiān)測：居住區(qū)附近道路交通噪聲監(jiān)測，以市中心某居住區(qū)周邊道路為監(jiān)測地點(diǎn)，監(jiān)測其不同時(shí)間噪聲大小，并評價(jià)對居民生活的影響程度。

上述幾大塊監(jiān)測內(nèi)容基本涵蓋了環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用最廣泛的幾個(gè)方面，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中不僅能體會(huì)樣品采集和預(yù)處理的重要性，掌握各個(gè)監(jiān)測指標(biāo)的具體監(jiān)測分析方法，還要具體分析監(jiān)測哪些指標(biāo)才能反映問題，怎樣根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)用性更強(qiáng)、趣味性更強(qiáng)，同時(shí)還能讓學(xué)生懂得監(jiān)測工作的重要性和嚴(yán)謹(jǐn)性，以及對自己監(jiān)測結(jié)果所承擔(dān)的責(zé)任。

（二）教學(xué)模式的變更

1.新的教學(xué)模式：經(jīng)過基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握實(shí)驗(yàn)的基本操作規(guī)范，加上教師的輔導(dǎo)，學(xué)生可自行根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵髞愍?dú)立完成環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。獨(dú)立設(shè)課后實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“學(xué)生為主、教師為輔”的教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備和藥品由教師提供，其他實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由學(xué)生自己獨(dú)立完成。

2.實(shí)驗(yàn)分組方式：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可設(shè)置上述四個(gè)大項(xiàng)

目，每個(gè)項(xiàng)目設(shè)置周期為一個(gè)月，總共歷時(shí)四個(gè)月；環(huán)境兩個(gè)班級分為四大組，每一大組實(shí)驗(yàn)時(shí)間為一周，每兩個(gè)人為一小組，每一小組要各自獨(dú)立完成所有的監(jiān)測任務(wù)。

3.自編實(shí)驗(yàn)講義：指導(dǎo)教師將根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編制相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)講義，實(shí)驗(yàn)講義將嚴(yán)格以國家環(huán)境保護(hù)部制定和頒布的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，分為四個(gè)章節(jié)進(jìn)行編制，列出每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中樣品的采集、預(yù)處理、監(jiān)測分析方法、數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)等內(nèi)容。

4.開放實(shí)驗(yàn)室：實(shí)驗(yàn)室管理采取開放性政策，不嚴(yán)格制定實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，由學(xué)生自行安排，但須在約定的一周內(nèi)完成某個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的全部內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間為8:00—21:00，由環(huán)境專業(yè)教師輪流值班，并審核學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，解答學(xué)生疑問，觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作情況，并作詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)記錄，據(jù)此給出實(shí)驗(yàn)操作成績。

5.學(xué)生根據(jù)要求先預(yù)習(xí)某個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，熟悉實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼?shí)驗(yàn)步驟，列出實(shí)驗(yàn)方案，并經(jīng)指導(dǎo)教師審核后，獨(dú)立完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（三）考核方式的變更

獨(dú)立設(shè)課后，實(shí)驗(yàn)課擁有獨(dú)立的學(xué)分，學(xué)生會(huì)從思想上重視起來，在一定程度上避免了“實(shí)驗(yàn)不重要、隨便做做就行”的思想。指導(dǎo)教師要全面了解和掌握學(xué)生實(shí)驗(yàn)的整體情況，對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)結(jié)果質(zhì)量做出及時(shí)、客觀、公正的評價(jià)，并按照以下四個(gè)方面進(jìn)行考核。

1.實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：了解學(xué)生對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容的熟悉程

度，實(shí)驗(yàn)方案的制訂是否合理，實(shí)驗(yàn)監(jiān)測分析方法的選擇是否科學(xué)，并給出預(yù)習(xí)成績，占總分的20%。

2.樣品采集：對采集后的樣品進(jìn)行考核，檢查是否根據(jù)監(jiān)測指標(biāo)的特點(diǎn)采集不同的樣品，需要現(xiàn)場測的指標(biāo)（如水溫度、pH值）是否漏測；還要詢問采樣位置是否合理，是否按照采樣方案在不同的采樣點(diǎn)位進(jìn)行采樣，并給出成績，占總分的10%。

3.實(shí)驗(yàn)操作：指導(dǎo)教師深入小組觀察學(xué)生是否各自獨(dú)立完成操作過程，操作方法是否規(guī)范，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否知道原因，并記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況，給出相應(yīng)成績，占總分的40%。

4.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：審查學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的正確性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性，給出相應(yīng)成績，占總分的30%。

環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課將有效避免傳統(tǒng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的弊端，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的監(jiān)測技術(shù)水平，使學(xué)生在以后的工作中游刃有余。指導(dǎo)教師作為學(xué)生的領(lǐng)路人，也要不斷提高專業(yè)知識(shí)水平和業(yè)務(wù)能力，緊跟環(huán)境監(jiān)測技術(shù)水平的發(fā)展，逐步更新完善環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

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