環境監測實驗教學改革初探

羅曉璐

摘要：環境監測實驗是環境監測教學體系中相當重要的組成部分，本文針對目前環境監測實驗教學中存在的問題，結合筆者多年的教學經驗和體會對環境監測實驗教學體系的改革進行探討，提出了更新實驗內容、改革實驗教學模式和完善實驗教學考核評價體系等改革措施。

關鍵詞：環境監測；實驗教學；改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2014）22-0038-03

隨著科技和經濟的快速發展，環境保護工作越來越受到人們的重視，對污染物的監測要求也越來越高?！碍h境監測實驗”是環境科學專業、環境工程專業及相關專業必開的一門的專業基礎課程，具有很強的綜合性、實踐性和應用性；涉及的知識面寬，操作要求嚴格，實驗現象復雜多變，實驗數據處理量大，對數據精密度、準確度要求高，同時影響實驗成敗的因素多：如環境條件的變化、儀器的精密度和穩定性、試劑的純度和處理方法、操作者的基本技能和對實驗相關知識的掌握情況等，所以它在培養學生基本實驗技能，分析、解決問題的能力，正確的思維方式及嚴謹的研究作風等方面起著不可替代的作用。本文根據環境監測實驗課程的特點、學校的發展與定位、當前學院實驗教學現狀以及社會對環境類人才的需求特點，對環境監測實驗課程的教學進行了一系列探索、改革與創新嘗試，旨在提高教學質量，培養綜合型、研究型、創新型復合環境專業人才。

一、環境監測實驗教學的現狀與存在的問題

1.實驗課程課時設置過短。杭州電子科技大學材料與環境工程學院的環境監測實驗安排在大二第二學期，共計16個課時，每周4個課時，教學4周。這就顯得實驗課時過短，實驗過程太過目的性和形式性，缺少了應有的實驗操作能力的培養過程。環境監測過程中無論是現場實地采樣，還是樣品預處理以及分析測試過程中對實驗現象的判斷，都要求培養學生的觀察判斷能力和實際問題的解決能力。由于連續實驗時間設置偏短，所以實驗中所需的各種樣品等本應由學生先實地采樣，結果往往是由教師預先將實驗所需樣品采集到課堂，這就導致學生無法全面掌握實驗監測技術，僅培養了學生在檢測樣品方面的能力。

2.實驗教學內容和方式單一。目前所開設的實驗在教學內容上還停留在以驗證性實驗為主的階段，很多實驗主要在室內完成，缺乏綜合性、設計性的實驗內容，無法鍛煉學生獨立開展實際監測工作的能力，不利于培養學生的創新思維。而且現有的教學方法依舊采用保姆式教學，教學的手段也顯得較為單一。實驗課僅僅是驗證理論學習的一個環節，先是由老師講述整個實驗過程和注意事項，而后學生只是“照方抓藥”地按照實驗指導書上的步驟進行操作，完成實驗過程和實驗報告。這種傳統的教學模式不能體現出實驗教學中學生的主體性，使實驗過程中缺少思考，缺少體溫，缺少討論，抑制了學生思維的積極性，沒有真正培養學生的實踐能力和創新能力。

3.實驗儀器設備條件有限。由于經費等因素的影響，現有的實驗儀器設備大大限制了實驗教學內容。有些儀器種類缺乏，陳舊落后，有些則是儀器的臺數不夠，特別是隨著近幾年招生規模的擴大，這種矛盾更加突出，造成了一些實驗多人一組，有些實驗由于缺乏儀器，只能安排參觀或演示性實驗，這樣使得實驗教學效果大打折扣，學生的實際動手操作能力得不到應有的培養和鍛煉。

4.實驗評價體系單一。目前，實驗課程基本都是依據學生實驗操作、實驗報告以及參加實驗考勤來進行實驗成績評定，這種考核評價方法只能反映出學生實驗做得怎么樣，不能評價學生對一項具體的監測任務的完成度。而且也會造成學生的重視度不夠，起不到檢驗的目的。

綜上所述，目前的環境監測實驗教學仍然存在諸多問題。針對環境監測實驗課的特點，我們對環境監測實驗教學體系進行教學改革，以提高學生全方位實驗技能。

二、環境監測實驗教學改革的思路和內容

1.改革實驗教學體系。在我校的環境專業的培養方案中，環境監測實驗已經從“環境監測”課程教學內容中剝離出來，成為了一門單獨考核的課程。在本學期進行教學改革后，課時總數和課時分配進行了適當的調整，課時總數由原有的16學時增加為64學時。同時，將驗證性實驗與設計性、綜合性實驗相互結合，要求學生結合生產實際根據監測任務分組獨立地設計、制定監測方案并執行，最后再對實驗進行總結。這樣學生不僅可以靈活掌握各個實驗的方法，也鞏固了以前所學到的基本實驗操作技術，更重要的是提高了學生的主動性、自覺性和設計創新能力，把所學的基本操作技術系統地貫穿起來用于實際工作中。

2.改革實驗教學內容。原有的實驗項目基本上是驗證性實驗，雖然在實驗中培養了學生較為扎實的基礎知識和熟練的基本操作技能，但對學生的主動性、探索能力和創新能力的培養非常匱乏。為此，我們制定了以下的改革方案：①完善基礎實驗，實驗內容安排環境監測常規監測項目的測定，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境監測中常規監測項目的國家標準方法，力求培養學生的基本操作和基本技能。②開設綜合性設計性實驗項目，針對以前教學中出現的學生積極性不高、照本宣科完成實驗的問題，我們引入綜合性設計性實驗。學生結合所學知識，以小組為單位，參與教師的科研課題，結合生產實際，把環境監測教學實驗和區域環境監測及環境質量評價結合起來，不在局限于僅測試環境中污染物的濃度，而是要學習環境監測方案的制定、監測項目的選擇、采樣點的布置、采樣方法的選擇和分析測試、監測數據處理及環境質量評價等有關環境監測的全過程。例如校園空氣質量監測、校園環境噪聲監測與評價等，在實驗中，從實驗方案設計到每一步的實施，到最后一步的評價全部由學生自己完成。學生查閱文獻和資料，通過與同學討論確定實驗方案，然后由教師指導修訂，形成可行的實驗方案，最后學生獨立完成實驗任務。學生通過這樣一個過程，充分發揮主動性和積極性，通過理論聯系實際，真正提高了動手能力和解決實際問題的能力，也發揮了團結協作精神。③推廣計算機在環境監測實驗中的應用，環境監測有大量的數據要分析處理，應用計算機可以根據監測數據建立模型，預測環境變化，正確評價環境質量。利用視頻文件、CAI課件、3D動畫等電子輔助教材，演示實驗過程，使實驗操作規范化，并將不正確操作可能導致的實驗后果用動畫演示。對尚不具備條件開展的實驗，可利用計算機進行仿真實驗模擬，以開拓學生的視野。鼓勵教師和學生多利用國際流行的數據處理軟件Origin、SPSS、化學分子結構繪圖團結Chemsketch等軟件進行實驗教學，極大提高了學生綜合能力。endprint

3.改進實驗教學模式。在實驗教學的過程中，改革原有的教學模式，不再是老師講，學生做，而是強調學生必須在課前掌握監測項目的操作步驟，老師只在課堂上強調關鍵及要注意的部分，讓學生充分參與進來，提高學生的主動性，提高教學效率。通過開設監測實習周的教學環節模擬實際，提出具體的環境監測任務，使學生可以根據自己的情況進行有針對的實驗測定，學生以小組形式完成所有實習任務，老師僅僅從旁協助和指導。進行實驗室開放管理。實驗室在場地、時間和設備等方面全方位開放，讓學生可以利用課余時間做實驗，鞏固及應用所學，以利于學生可以有機會接觸并使用更多的現代分析儀器。

4.完善實驗教學評價體系。以往的環境監測實驗考核方法不完善，一般根據實驗報告進行打分，實驗報告的抄襲較多。實驗成績很難體現公平，這也造成了學生對實驗課不重視，學生的動手能力和創新能力很難得到培養。作為一門實踐性較強的課程，根據實驗教學要求，與理論課教學一樣，實行實驗單獨考核，制定嚴格的考核制度。著重檢查平時實驗動手能力的訓練結果；著重檢查學生掌握和運用知識的情況以及觀察、分析和判斷問題的能力，即基本實驗考核；重點檢查學生實驗方案的確定及材料、儀器等的合理選用及解決實際問題等方面的能力；注重平時成績與實驗報告相結合。

實踐表明，以能力培養為核心的實驗教學改革提高了學生的監測工作完成能力，收到了較好的教學效果。在實驗中培養學生實際動手能力、創新思維能力及團隊協作能力，使學生得到全面發展。環境監測實驗教學改革是一項長期的任務，還需要通過教學實踐不斷總結經驗加以完善，以進一步提高實驗教學質量。

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