環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)改革的研究和探索

譚峰+張新+張瑛

[摘 要]分析了目前環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)存在的問題，結(jié)合我校環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)改革實踐，就環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)師資隊伍建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核體系改革、環(huán)境監(jiān)測實驗與專業(yè)實習(xí)、創(chuàng)新實驗融合等問題進(jìn)行了探索，旨在提高環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力。

[關(guān)鍵詞]環(huán)境監(jiān)測;能力培養(yǎng);教學(xué)改革;實驗教學(xué)

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）11-0048-02

環(huán)境監(jiān)測作為環(huán)境專業(yè)（環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程）的核心課程之一，是一門實驗性很強的應(yīng)用科學(xué)，而環(huán)境監(jiān)測實驗是環(huán)境監(jiān)測理論課程不可分割的部分。通過環(huán)境監(jiān)測實驗，可以讓學(xué)生將抽象的理論知識感性化，加深對理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維，為以后走向社會開展環(huán)境監(jiān)測方面的工作打下基礎(chǔ)。然而，由于長期以來人們對實驗教學(xué)不夠重視，目前環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)仍存在不合理的地方，需要進(jìn)行教學(xué)改革，以適應(yīng)我國對環(huán)境專業(yè)創(chuàng)新人才的要求。

一、環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題

（一）對實驗課程不夠重視

長期以來，從學(xué)校、老師到學(xué)生普遍對實驗課程不夠重視，認(rèn)為實驗課程只是理論教學(xué)的一個補充，在課程建設(shè)、課時安排、工作量考核等方面，相對于理論課處于“弱勢”地位，不能充分體現(xiàn)出實驗教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新性人才中的重要作用。筆者在教學(xué)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生為上理論課而放棄實驗課。

（二）實驗內(nèi)容、課時安排不合理

環(huán)境監(jiān)測實驗總課時較少，只能安排一些常規(guī)實驗內(nèi)容，進(jìn)行驗證性實驗教學(xué)。一些目前人們關(guān)心的重要環(huán)境監(jiān)測項目（如大氣中PM2.5、揮發(fā)性有機污染物的監(jiān)測）由于課時緊張無法引入實驗教學(xué)中。現(xiàn)有實驗學(xué)時安排也不盡合理。環(huán)境監(jiān)測實驗課程以2或4學(xué)時為一個教學(xué)單元，一些需要較多學(xué)時的設(shè)計性、綜合性實驗難以開展。學(xué)生缺乏全面、綜合訓(xùn)練的機會，不能充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。

（三）教學(xué)方法、方式單一

目前環(huán)境監(jiān)測實驗仍然以傳統(tǒng)的教學(xué)方式為主，即老師提前準(zhǔn)備實驗，實驗前由老師講解實驗?zāi)康摹嶒炘砗驮O(shè)備操作方法，學(xué)生按照教材或教義上的步驟進(jìn)行操作，完成后提交實驗報告。在這種教學(xué)模式下，一方面，學(xué)生對實驗前的準(zhǔn)備工作并不了解，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為整個實驗只是與在課堂上完成的一樣，形成對實驗認(rèn)識的簡單化，容易養(yǎng)成眼高手低的習(xí)慣。此外，實驗教學(xué)過程缺少討論環(huán)節(jié)，不利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

（四）考核形式不科學(xué)

目前的考核方式仍然以實驗報告為主，使學(xué)生不重視課前預(yù)習(xí)和實驗操作過程。部分學(xué)生不動或少動手，卻能交上一份很好的實驗報告，這使最后考核成績不能真實反映學(xué)生的知識水平和實驗技能。

（五）與實際環(huán)境問題結(jié)合不緊密

實驗內(nèi)容與我們身邊實際的環(huán)境問題結(jié)合不緊密，大部分學(xué)生在完成環(huán)境監(jiān)測及實驗課程學(xué)習(xí)后，仍然不知道這門課程到底可以干什么，能解決什么實際環(huán)境問題，不注重培養(yǎng)學(xué)生解決實際環(huán)境問題的能力。

二、實驗教學(xué)改革的思考與措施

（一）樹立正確的實驗教學(xué)觀念，加強環(huán)境監(jiān)測實驗課程建設(shè)

首先，從學(xué)校層面要給予環(huán)境監(jiān)測實驗足夠重視，不斷改善環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)的條件;其次，要加強環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)的師資隊伍建設(shè)，形成一個理論水平和實踐水平高的穩(wěn)定教學(xué)團隊，加強環(huán)境監(jiān)測實驗教材的建設(shè);第三，教師要積極引導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生真正認(rèn)識到實驗教學(xué)在綜合素質(zhì)培養(yǎng)中的重要作用。筆者所在學(xué)校近年來投入了大量資金用于本科基礎(chǔ)教學(xué)實驗室建設(shè)，極大地改善了環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)條件。為加強學(xué)生綜合能力培養(yǎng)，環(huán)境監(jiān)測實驗現(xiàn)為環(huán)境專業(yè)（環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程）的必修課，由兩位教師（副教授、工程師）專門負(fù)責(zé)該實驗課程的教學(xué)和建設(shè)，并由本學(xué)科負(fù)責(zé)人編寫了專門的環(huán)境監(jiān)測實驗教材。

（二）改革現(xiàn)有的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生充分參與各個實驗環(huán)節(jié)

1.讓學(xué)生參與課堂實驗前的準(zhǔn)備工作

在每次課堂實驗前，選派學(xué)生參與到實驗前的準(zhǔn)備工作，包括各種實驗材料、試劑的準(zhǔn)備，特殊試劑的配置、預(yù)實驗等。如在“化學(xué)需氧量的測定”實驗中硫酸銀-硫酸催化劑的配置，由于硫酸銀在濃硫酸中溶解緩慢，需要學(xué)生提前2～3天配置。通過參與課堂實驗前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，能夠讓學(xué)生全面認(rèn)識實驗，真正掌握實驗操作方法與步驟，獲得獨立完成實驗的能力。

2.增加對實驗方案的討論環(huán)節(jié)，調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)思考、分析問題的能力

如做“空氣中氮氧化合物測定”這個實驗，在進(jìn)行實驗前，會以提問的方式與學(xué)生討論采樣時間的確定，讓學(xué)生知道可以根據(jù)實際天氣情況靈活調(diào)整采樣時間（參考當(dāng)天氣象預(yù)報的空氣質(zhì)量指數(shù)），而不是照搬講義上的方法。測定完成后，將自己的實驗測定結(jié)果與氣象部門預(yù)報的結(jié)果進(jìn)行對比，驗證方法的可靠性，分析測定誤差的可能原因。“空氣中氮氧化合物測定”實驗將學(xué)生分成三個大組（每個大組由10個小組構(gòu)成，小組獨立完成實驗），在不同的時間完成實驗。其中后兩組的實驗我們根據(jù)當(dāng)天的空氣質(zhì)量指數(shù)和前一組的實驗結(jié)果，與學(xué)生討論重新設(shè)定新的采樣時間，以促進(jìn)實驗測定的效果。此外，我們建立了“環(huán)境實驗信息交流”QQ群，在線與學(xué)生進(jìn)行交流、討論，及時解決學(xué)生們在實驗過程中或課后出現(xiàn)的問題。

（三）改革現(xiàn)有考核方式，使考核成績真實反映學(xué)生實驗技能

將以實驗報告為主的考評方式改成以課前預(yù)習(xí)（20%）、實驗操作（50%）和實驗報告（30%）各占一定權(quán)重的綜合考評體系。環(huán)境監(jiān)測實驗涉及7個單項實驗，包括驗證性、綜合性和設(shè)計性三類實驗，后兩類實驗注重對學(xué)生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在我們的教學(xué)改革實踐中，在相同課時的情況下適當(dāng)增加了綜合性和設(shè)計性實驗的權(quán)重，使最終的考評成績更能體現(xiàn)學(xué)生對環(huán)境監(jiān)測實驗課程的掌握情況，真實反映學(xué)生在環(huán)境監(jiān)測方面的綜合技能和創(chuàng)新思維能力。此外，注重對學(xué)生操作技能的訓(xùn)練，課堂上及時糾正學(xué)生錯誤的實驗操作，強化對實驗數(shù)據(jù)、結(jié)果的準(zhǔn)確性分析，使學(xué)生認(rèn)識到嚴(yán)格按照規(guī)范認(rèn)真進(jìn)行實驗操作的重要性。

（四）把環(huán)境監(jiān)測實驗與其他實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，調(diào)動學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)的主動性

1.典型環(huán)境污染事故案例庫的建設(shè)

為調(diào)動學(xué)生對環(huán)境監(jiān)測實驗的興趣和創(chuàng)新學(xué)習(xí)的主動性，搜集了近年來典型的環(huán)境污染案例，如2011年中石油大連石化公司起火事故對大連環(huán)境的污染、2005年松花江苯污染、2011年云南曲靖水庫污染、近幾年太湖藍(lán)藻暴發(fā)導(dǎo)致的飲用水污染及2014年蘭州自來水苯超標(biāo)對居民日常用水的影響、過度裝修導(dǎo)致的室內(nèi)甲醛超標(biāo)等環(huán)境污染事件。通過這些實際的環(huán)境污染事故案例，向?qū)W生講解環(huán)境監(jiān)測及其實驗課程的重要性，并與學(xué)生一起分析、討論這些污染事故發(fā)生的可能原因、事故的環(huán)境危害及對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懀瑖L試讓學(xué)生運用所學(xué)理論、實踐知識，思考、設(shè)計對泄露的有毒污染物、空氣質(zhì)量、水體質(zhì)量的分析監(jiān)測方案。通過這些環(huán)境案例，使環(huán)境監(jiān)測實驗更接地氣，學(xué)生也更加認(rèn)識到環(huán)境監(jiān)測與我們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)。

2.環(huán)境監(jiān)測實驗與其他實踐環(huán)節(jié)的互動

我校環(huán)境專業(yè)的學(xué)生在大三學(xué)期末，需要進(jìn)行為期四周的生產(chǎn)實習(xí)，主要內(nèi)容是實地考察當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境監(jiān)測中心、污水處理廠等企業(yè)。我們在進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)時，會告知學(xué)生以后的實習(xí)計劃，增加學(xué)生對實驗課程的興趣和重視。我們也發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境監(jiān)測實驗中表現(xiàn)較好的同學(xué)在參觀這些監(jiān)測機構(gòu)時，通常會與這些監(jiān)測機構(gòu)的技術(shù)人員進(jìn)行交流，并就監(jiān)測項目、儀器操作、運行提出問題。

3.引導(dǎo)學(xué)生開展校園環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測實驗的實踐性強，但由于教學(xué)課時的限制，目前課堂教學(xué)的內(nèi)容相對比較簡單，實驗中使用的測試樣品為實驗室配置的模擬樣品，不能反映真實環(huán)境條件下的測試情況。因此，可以通過創(chuàng)新實驗的形式，引導(dǎo)學(xué)生利用課余時間進(jìn)行校園環(huán)境監(jiān)測。比如對校園噪聲環(huán)境的監(jiān)測、凌水河水質(zhì)指標(biāo)（pH、常見重金屬、COD、BOD等）的測定。通過學(xué)生對能夠親身感受到的真實環(huán)境的環(huán)境指標(biāo)分析、監(jiān)測，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠確實培養(yǎng)學(xué)生解決實際環(huán)境監(jiān)測問題的能力，為以后走上工作崗位打下堅實基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

實踐證明，以上教學(xué)改革充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，增強了學(xué)生對環(huán)境監(jiān)測實驗課程的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的基本實驗操作能力，特別是將環(huán)境監(jiān)測實驗與創(chuàng)建環(huán)境污染事件案例庫、校園環(huán)境監(jiān)測創(chuàng)新實驗等活動相結(jié)合，使學(xué)生的環(huán)境監(jiān)測綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維能力得到顯著提高，為培養(yǎng)環(huán)境專業(yè)創(chuàng)新人才奠定了堅實的基礎(chǔ)。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 杜玉波.全面推進(jìn)素質(zhì)教育 培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才[J].中國高等教育研究，2012（1）：1-4.

[2] 黎雙飛，王娟.實驗教學(xué)改革對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐與探索[J].實驗室研究與探索，2010（8）：199-201.

[3] 劉敬勇，羅建中.新時期下環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)改革初探[J].實驗室研究與探索，2009（12）：151-154.

[4] 曾令初，孫連鵬，張再利.環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)改革的探索[J].實驗室研究與探索，2008（3）：89-92.

[5] 周化嵐，路榮春，施文健.環(huán)境工程環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)改革研究[J].大學(xué)化學(xué)，2010（4）：25-27.

[6] 劉本志.環(huán)境監(jiān)測實驗課程改革的研究與探索[J].大學(xué)教育，2014（16）：145-146.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]