環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探

羅曉璐

（杭州電子科技大學(xué) 材料與環(huán)境工程學(xué)院，浙江 杭州 310018）

環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探

羅曉璐

（杭州電子科技大學(xué) 材料與環(huán)境工程學(xué)院，浙江 杭州 310018）

環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)是環(huán)境監(jiān)測教學(xué)體系中相當(dāng)重要的組成部分，本文針對目前環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，結(jié)合筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會對環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革進(jìn)行探討，提出了更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評價體系等改革措施。

環(huán)境監(jiān)測；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革

隨著科技和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)工作越來越受到人們的重視，對污染物的監(jiān)測要求也越來越高。“環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)”是環(huán)境科學(xué)專業(yè)、環(huán)境工程專業(yè)及相關(guān)專業(yè)必開的一門的專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有很強(qiáng)的綜合性、實(shí)踐性和應(yīng)用性；涉及的知識面寬，操作要求嚴(yán)格，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象復(fù)雜多變，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理量大，對數(shù)據(jù)精密度、準(zhǔn)確度要求高，同時影響實(shí)驗(yàn)成敗的因素多：如環(huán)境條件的變化、儀器的精密度和穩(wěn)定性、試劑的純度和處理方法、操作者的基本技能和對實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識的掌握情況等，所以它在培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能，分析、解決問題的能力，正確的思維方式及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯孔黠L(fēng)等方面起著不可替代的作用。本文根據(jù)環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)、學(xué)校的發(fā)展與定位、當(dāng)前學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀以及社會對環(huán)境類人才的需求特點(diǎn)，對環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)進(jìn)行了一系列探索、改革與創(chuàng)新嘗試，旨在提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)綜合型、研究型、創(chuàng)新型復(fù)合環(huán)境專業(yè)人才。

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

1.實(shí)驗(yàn)課程課時設(shè)置過短。杭州電子科技大學(xué)材料與環(huán)境工程學(xué)院的環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)安排在大二第二學(xué)期，共計16個課時，每周4個課時，教學(xué)4周。這就顯得實(shí)驗(yàn)課時過短，實(shí)驗(yàn)過程太過目的性和形式性，缺少了應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng)過程。環(huán)境監(jiān)測過程中無論是現(xiàn)場實(shí)地采樣，還是樣品預(yù)處理以及分析測試過程中對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷，都要求培養(yǎng)學(xué)生的觀察判斷能力和實(shí)際問題的解決能力。由于連續(xù)實(shí)驗(yàn)時間設(shè)置偏短，所以實(shí)驗(yàn)中所需的各種樣品等本應(yīng)由學(xué)生先實(shí)地采樣，結(jié)果往往是由教師預(yù)先將實(shí)驗(yàn)所需樣品采集到課堂，這就導(dǎo)致學(xué)生無法全面掌握實(shí)驗(yàn)監(jiān)測技術(shù)，僅培養(yǎng)了學(xué)生在檢測樣品方面的能力。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方式單一。目前所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)在教學(xué)內(nèi)容上還停留在以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的階段，很多實(shí)驗(yàn)主要在室內(nèi)完成，缺乏綜合性、設(shè)計性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，無法鍛煉學(xué)生獨(dú)立開展實(shí)際監(jiān)測工作的能力，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。而且現(xiàn)有的教學(xué)方法依舊采用保姆式教學(xué)，教學(xué)的手段也顯得較為單一。實(shí)驗(yàn)課僅僅是驗(yàn)證理論學(xué)習(xí)的一個環(huán)節(jié)，先是由老師講述整個實(shí)驗(yàn)過程和注意事項，而后學(xué)生只是“照方抓藥”地按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的步驟進(jìn)行操作，完成實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)報告。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生的主體性，使實(shí)驗(yàn)過程中缺少思考，缺少體溫，缺少討論，抑制了學(xué)生思維的積極性，沒有真正培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

3.實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備條件有限。由于經(jīng)費(fèi)等因素的影響，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備大大限制了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。有些儀器種類缺乏，陳舊落后，有些則是儀器的臺數(shù)不夠，特別是隨著近幾年招生規(guī)模的擴(kuò)大，這種矛盾更加突出，造成了一些實(shí)驗(yàn)多人一組，有些實(shí)驗(yàn)由于缺乏儀器，只能安排參觀或演示性實(shí)驗(yàn)，這樣使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果大打折扣，學(xué)生的實(shí)際動手操作能力得不到應(yīng)有的培養(yǎng)和鍛煉。

4.實(shí)驗(yàn)評價體系單一。目前，實(shí)驗(yàn)課程基本都是依據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報告以及參加實(shí)驗(yàn)考勤來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成績評定，這種考核評價方法只能反映出學(xué)生實(shí)驗(yàn)做得怎么樣，不能評價學(xué)生對一項具體的監(jiān)測任務(wù)的完成度。而且也會造成學(xué)生的重視度不夠，起不到檢驗(yàn)的目的。

綜上所述，目前的環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在諸多問題。針對環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)課的特點(diǎn)，我們對環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行教學(xué)改革，以提高學(xué)生全方位實(shí)驗(yàn)技能。

二、環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路和內(nèi)容

1.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。在我校的環(huán)境專業(yè)的培養(yǎng)方案中，環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)已經(jīng)從“環(huán)境監(jiān)測”課程教學(xué)內(nèi)容中剝離出來，成為了一門單獨(dú)考核的課程。在本學(xué)期進(jìn)行教學(xué)改革后，課時總數(shù)和課時分配進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，課時總數(shù)由原有的16學(xué)時增加為64學(xué)時。同時，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計性、綜合性實(shí)驗(yàn)相互結(jié)合，要求學(xué)生結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際根據(jù)監(jiān)測任務(wù)分組獨(dú)立地設(shè)計、制定監(jiān)測方案并執(zhí)行，最后再對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。這樣學(xué)生不僅可以靈活掌握各個實(shí)驗(yàn)的方法，也鞏固了以前所學(xué)到的基本實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)，更重要的是提高了學(xué)生的主動性、自覺性和設(shè)計創(chuàng)新能力，把所學(xué)的基本操作技術(shù)系統(tǒng)地貫穿起來用于實(shí)際工作中。

2.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。原有的實(shí)驗(yàn)項目基本上是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，雖然在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)了學(xué)生較為扎實(shí)的基礎(chǔ)知識和熟練的基本操作技能，但對學(xué)生的主動性、探索能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)非常匱乏。為此，我們制定了以下的改革方案：①完善基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排環(huán)境監(jiān)測常規(guī)監(jiān)測項目的測定，選擇有代表性的項目，包括空氣中總懸浮顆粒物和氮氧化物的測定、地面水中SS和化學(xué)需氧量的測定、水中氨氮的分析等等，所選的方法全部采用目前環(huán)境監(jiān)測中常規(guī)監(jiān)測項目的國家標(biāo)準(zhǔn)方法，力求培養(yǎng)學(xué)生的基本操作和基本技能。②開設(shè)綜合性設(shè)計性實(shí)驗(yàn)項目，針對以前教學(xué)中出現(xiàn)的學(xué)生積極性不高、照本宣科完成實(shí)驗(yàn)的問題，我們引入綜合性設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，以小組為單位，參與教師的科研課題，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，把環(huán)境監(jiān)測教學(xué)實(shí)驗(yàn)和區(qū)域環(huán)境監(jiān)測及環(huán)境質(zhì)量評價結(jié)合起來，不在局限于僅測試環(huán)境中污染物的濃度，而是要學(xué)習(xí)環(huán)境監(jiān)測方案的制定、監(jiān)測項目的選擇、采樣點(diǎn)的布置、采樣方法的選擇和分析測試、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及環(huán)境質(zhì)量評價等有關(guān)環(huán)境監(jiān)測的全過程。例如校園空氣質(zhì)量監(jiān)測、校園環(huán)境噪聲監(jiān)測與評價等，在實(shí)驗(yàn)中，從實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計到每一步的實(shí)施，到最后一步的評價全部由學(xué)生自己完成。學(xué)生查閱文獻(xiàn)和資料，通過與同學(xué)討論確定實(shí)驗(yàn)方案，然后由教師指導(dǎo)修訂，形成可行的實(shí)驗(yàn)方案，最后學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。學(xué)生通過這樣一個過程，充分發(fā)揮主動性和積極性，通過理論聯(lián)系實(shí)際，真正提高了動手能力和解決實(shí)際問題的能力，也發(fā)揮了團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。③推廣計算機(jī)在環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，環(huán)境監(jiān)測有大量的數(shù)據(jù)要分析處理，應(yīng)用計算機(jī)可以根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)建立模型，預(yù)測環(huán)境變化，正確評價環(huán)境質(zhì)量。利用視頻文件、CAI課件、3D動畫等電子輔助教材，演示實(shí)驗(yàn)過程，使實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范化，并將不正確操作可能導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)后果用動畫演示。對尚不具備條件開展的實(shí)驗(yàn)，可利用計算機(jī)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M，以開拓學(xué)生的視野。鼓勵教師和學(xué)生多利用國際流行的數(shù)據(jù)處理軟件Origin、SPSS、化學(xué)分子結(jié)構(gòu)繪圖團(tuán)結(jié)Chemsketch等軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，極大提高了學(xué)生綜合能力。

3.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，改革原有的教學(xué)模式，不再是老師講，學(xué)生做，而是強(qiáng)調(diào)學(xué)生必須在課前掌握監(jiān)測項目的操作步驟，老師只在課堂上強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵及要注意的部分，讓學(xué)生充分參與進(jìn)來，提高學(xué)生的主動性，提高教學(xué)效率。通過開設(shè)監(jiān)測實(shí)習(xí)周的教學(xué)環(huán)節(jié)模擬實(shí)際，提出具體的環(huán)境監(jiān)測任務(wù)，使學(xué)生可以根據(jù)自己的情況進(jìn)行有針對的實(shí)驗(yàn)測定，學(xué)生以小組形式完成所有實(shí)習(xí)任務(wù)，老師僅僅從旁協(xié)助和指導(dǎo)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室開放管理。實(shí)驗(yàn)室在場地、時間和設(shè)備等方面全方位開放，讓學(xué)生可以利用課余時間做實(shí)驗(yàn)，鞏固及應(yīng)用所學(xué)，以利于學(xué)生可以有機(jī)會接觸并使用更多的現(xiàn)代分析儀器。

4.完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價體系。以往的環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)考核方法不完善，一般根據(jù)實(shí)驗(yàn)報告進(jìn)行打分，實(shí)驗(yàn)報告的抄襲較多。實(shí)驗(yàn)成績很難體現(xiàn)公平，這也造成了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課不重視，學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力很難得到培養(yǎng)。作為一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，與理論課教學(xué)一樣，實(shí)行實(shí)驗(yàn)單獨(dú)考核，制定嚴(yán)格的考核制度。著重檢查平時實(shí)驗(yàn)動手能力的訓(xùn)練結(jié)果；著重檢查學(xué)生掌握和運(yùn)用知識的情況以及觀察、分析和判斷問題的能力，即基本實(shí)驗(yàn)考核；重點(diǎn)檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的確定及材料、儀器等的合理選用及解決實(shí)際問題等方面的能力；注重平時成績與實(shí)驗(yàn)報告相結(jié)合。

實(shí)踐表明，以能力培養(yǎng)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提高了學(xué)生的監(jiān)測工作完成能力，收到了較好的教學(xué)效果。在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手能力、創(chuàng)新思維能力及團(tuán)隊協(xié)作能力，使學(xué)生得到全面發(fā)展。環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項長期的任務(wù)，還需要通過教學(xué)實(shí)踐不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)加以完善，以進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

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1674-9324（2014）22-0038-03