中職環境監測實驗教學的改革探索

摘 要：當前，環境監測教學實驗存在資源浪費的現象以及環境污染隱患；其實驗步驟復雜、耗時長等特點容易讓學習能力欠缺的學生產生厭學情緒；此外，實驗分析方法的修訂往往使教材更新不及時而導致學習內容與工作實際脫節。針對上述情況，筆者嘗試通過實驗方式微型化、實驗過程分段化、實驗方法更新化等途徑解決問題。

關鍵詞：環境監測教學實驗；微型化；分段化；更新化

環境監測是以掌握污染物的來源、擴散、遷移、反應、轉化，了解污染物對環境質量的影響程度，并在此基礎上，對環境污染作出預測、預報和預防等為主要目的。為達到這些目的必須借助實驗室的分析測試技術，這是環境監測專業學生的主要學習任務。然而，環境監測分析測試的特點導致教師開展實驗教學時面臨一些問題，筆者就幾個常見現象展開思考，以期走出某些教學困境。

一、環境監測實驗教學中存在的問題

目前中職環境監測專業的學生掌握的知識技能以化學分析法和儀器分析法為重點。前者需要使用大量的試劑，后者一般需消耗水資源和電能源等；實驗還存在污染隱患。此外，由于多數環境監測分析實驗步驟復雜、耗時長，而中等職業學校的學生普遍理解能力不強，學習的耐性不足，對知識技能的理解較為吃力；如果讓他們長期面對復雜難解的知識技能，久而久之會影響到他們的學習興趣和信心。還有，實驗的分析方法會被修訂，教材更新不及時將導致學生學習的知識與工作實際應用不符，當學生走上工作崗位時無法及時適應，競爭力下降。

基于以上情況，筆者在教學實踐中對中職環境監測教學實驗方式、方法展開思考，以探尋解決以上問題的方法。

二、環境監測實驗教學方式、方法改革的幾點探索

（一）探索實驗方式微型化，減少資源浪費、培養學生靈活應變的能力

微型化實驗是近年發展很快的一種革新的實驗方法，環境監測實驗在教學過程中也可以嘗試微型化。對于學習環境監測分析測試技術的學生來講，在初期的學習中，要以熟悉實驗原理，觀察實驗現象、掌握實驗技能為主要目的。微型化實驗雖然改變了試劑的濃度、儀器的規格，但方法步驟不變；對于學生理解實驗原理，掌握方法步驟并無影響。此外，微型化實驗還能從源頭上節約原材料、節省資源。不僅如此，微型化實驗操作要求學生更加認真，實驗操作更加準確，強化了學生的實驗技能。

以水環境監測項目中“鉑鈷比色法測定水樣的色度”為例，在實驗中可以做出如下改革：

1.減小標準溶液的濃度、減少配制體積。此項實驗中用及的鉑鈷標準溶液的穩定期為6個月，而以教學為目的實驗與工作相比最大的差別在于實驗的重復性低，試劑的利用率不高，該實驗項目在學生的學習期間重復鞏固2-3次即可，而此溶液的使用量一次估計為70ml，照此用量計算即可將方法標準中的1000ml減少為每組學生配制250ml即可。此外，可以將500度鉑鈷標準溶液的濃度降低為100度，照此量值計算，六氯鉑(Ⅳ)酸鉀和六水氯化鈷(Ⅳ)以及鹽酸用量僅為原量的1/20即可。

2.改變比色管的規格，將50ml比色管改為10ml的規格 。在各比色管中依次加入配制的100度鉑鈷標準溶液與國標規定量相符，各管的色度與國標分析方法中數值一致。

3.減少水樣的取樣量。直接取預處理后水樣（或稀釋后水樣）10ml進行比色測定，其它步驟不變。

此實驗微型化后，各項操作的步驟沒有改變，實驗結果與常量化實驗相符。但是，改革后的減量化實驗卻具有以下優點：

（1）實驗所用的原材料為氯化鉑和氯化鈷，價格昂貴，減量化的實驗使其原材料的消耗量降為原量的1/20，大大節約了實驗成本。同時也減少了試劑對環境的污染。

（2）實驗所用的比色管從50ml改為10ml后，使得學生技能操作需更加謹慎小心，由此能進一步加強學生嚴謹的實驗態度，培養他們熟練的實驗技巧。

（3）由于標準溶液由500度減為100度，配制的容量減少為250ml ，學生在配制試劑時不能機械地按照國標中的規定量進行操作，而是必須把分析方法中規定的藥品量根據實際配制量進行減量換算，由此可增強學生根據工作實際需求靈活應變的能力。

教學實踐表明微型化實驗具有其獨到的特點，在技能訓練、知識傳授、環保意識的培養等方面都能對學生有正面的作用。能提升學生操作技能的規范化，培養嚴謹的學習態度，增強他們的環境保護意識，同時節約資源、培養學生靈活應變的能力。

（二）嘗試實驗過程分段化，強化技能訓練，提升學生學習知識的信心

環境監測任務包括樣品的采集、保存、預處理和運輸、實驗室分析、結果計算和上報等，其中實驗室分析是核心任務。環境監測工作的程序復雜，步驟復雜，而職業學校的學生普遍學習能力不強，吸收知識的主動性不夠，存在畏難情緒，自信心不足。故繁雜的知識內容往往容易讓學生望而生畏，止步不前。要想走出這種困境，采取分段式教學不乏為一個解決的方式。教師要努力使復雜的教學內容得以分解簡化，讓階段的理論知識和相關技能技巧得到具體的貫徹和應用，讓學生短時內集中學習某項技能，便于掌握，并且教師易于指導，使得學生能及時獲取反饋意見。

以”納氏試劑分光光度法測定水樣的氨氮”為例，當水樣清潔但帶顏色或渾濁時，其測定步驟復雜，程序繁多。此時，在教學過程應結合考慮學生的接受能力和實驗階段特性，將任務過程分解成三個階段，教師針對不同階段的技能要點開展教學工作。第一階段重點培養學生配制試劑、采集水樣和用絮凝沉淀法處理水樣的專業技能。第二階段安排學生重點學習標準曲線系列的配制、分光光度計的使用和標準曲線的繪制。最后一個階段是讓學生測定預處理后水樣的吸光值，校準后利用曲線或線性方程計算水樣氨氮濃度，填寫報表。針對三個階段，教師開展教學，由此就可以將復雜的程序步驟劃分成幾個相對獨立的任務，教師就簡化后的任務內容進行講解，針對技能操作要點進行強調、示范。對于學習能力不強的職業學校的學生而言，進行任務分解，強化各段訓練是獲取良好教學效果的選擇。這種理論與實踐分段式對應結合的方式可以強化技能訓練，提升學生的學習信心。

（三）注重實驗方法更新化， 實現校崗銜接，培養學生與時俱進的素養

環境監測專業學生要掌握的核心技能是監測項目的分析技術，但項目分析方法的國家標準會被修訂。如國家環境保護部于2009年12月30日和31日合計發布新方法標準近20個，規定新標準自2010年4月1日起實施。同時提出標準實施之日起，原標準廢止。以《水質 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》為例，HJ 535-2009標準取代了GB 7479-87。從公布時計僅提供了3個月的調整期，新方法就取代了實行近12年的舊方法。這種變更容易導致教材的知識滯后于工作應用。因此，教師要為學生開拓多種信息渠道，通過網絡搜索、訂閱刊物和借助環?；ぜ瘓F的信息溝通作用。當教師將監測項目任務布置給學生后，要求學生必須通過各種途徑查詢監測項目的最新分析標準，并標注在工作任務書中?？傊覀円皶r引導學生更新實驗方法，實現教學知識技能與工作崗位任務的銜接。

為了讓學生將來能更好應對工作崗位中方法的更替，可以對照原教材，師生共同分析新舊方法的異同點。以納氏試劑分光光度法測定水樣氨氮的分析方法為例，通過新舊方法對比，學生發現新方法在標準曲線繪制的步驟中，氨氮標準工作溶液的取樣量由3.00ml、5.00 ml、7.00 ml增改為2.00 ml 、4.00 ml、6.00 ml 、8.00 ml，比色皿的規格由原要求的20mm改為根據水樣濃度的情況可選擇10mm和20mm。尤其要引起關注的是結果計算方式的改變，原方法只需要根據校準后的樣品吸光值在標準曲線上查出氨氮的含量，代入公式計算即可；新方法則需要學生計算出線性方程。此時需要學生借助科學計算器或Microsofe Excel工作表來完成，對學生的知識技能要求有進一步的提高。因此，通過引導，不僅可以讓學生了解工作中出現的技術變更，還能及時掌握專業技術的動態。同時可以培養學生養成探尋新知識的習慣，培養他們與時俱進的職業素養。

總之，筆者嘗試通過實驗方式微型化、實驗過程分段化、實驗方法更新化等途徑解決當前中職學校環境監測教學實驗中存在的一些問題。以期達到節約資源、減少污染；強化技能、實現校崗銜接；培養學生與時俱進職業素養等目的。

參考文獻：

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