應用型本科環境分析與監測課程群的構建與實踐

夏靜芬+唐力+陸菁菁+蘆群+楊國靖+沙昊雷

[摘 要]環境分析與監測類課程是環境科學專業的核心課程。課題組以課程群建設為切入點，實踐基于應用型人才培養的地方本科院校環境分析與監測系列課程的改革，構建由理論教學、實驗教學、實習實訓、素質拓展四大環節組成的課程群教學體系。課題組探討了提升課程群教學效果和學生綜合應用能力的“問題導向-網實結合”的探究式教學方法與“全過程、多元化”評價方法。

[關鍵詞]應用型；環境分析與監測；課程群；問題導向

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）01-0128-03

培養高層次應用型人才是應用型本科教育的主要任務之一，而人才培養目標的實現歸根結底是課程及課程體系的改革和完善。近幾年，我校的環境科學專業課程建設已取得了一些成效[1，2]，積累了一些經驗，為優化教學過程，提高教學質量，推動高層次教學改革，培養專業合格人才起到了良好的作用。但是，以往所進行的課程建設基本上是單門課程結構的整合與改革，忽視了相關課程間的橫向聯系和交叉綜合，從而導致專業課程間的教學合力不能發揮，專業培養優勢不能凸顯，教學效果也得不到最大程度的提升。[3，4]在社會經濟飛速發展的今天，我校環境科學專業要培養適應經濟社會發展需要的應用型人才，就必須對專業課程的建設和改革提出新的要求，即要求課程建設必須由單門課程建設與改革轉向課程群的建設與改革。[5，6]

環境監測與分析課程群是環境科學專業系列課程中的重要組成部分。這些課程基于化學分析理論，以化學分析手段為主，研究環境中各種污染因子的分析方法、監測理論、實驗操作技術和實驗數據的統計分析與處理，實踐性強，在環境專業本科生培養中占據非常重要的地位。課程組理順了環境分析與監測相關課程的關系，以問題為導向集中力量對課程群結構、課程內容、教學方法和手段、評價方法等進行系統性改革，進而獲得了課程設置、教學內容、實踐平臺、教學方法和手段的整體優化，有效提高了教學質量。

一、課程群構建的思路

課程群教師瞄準環境科學專業應用型人才培養的定位，按照“基礎為主，強化實踐，面向應用，提高素質”的培養目標，以課程優化整合為重點，以改革教學內容、教學方法與手段為主要內容，對原有教學體系中相關課程進行優化重組，構建了由理論教學、實驗教學、實習實訓、素質拓展四大環節組成的，以技能型和應用型的分析監測人才培養為核心的環境分析與監測課程群教學體系（見圖1）。

理論教學包括必修的無機及分析化學、有機化學、環境儀器分析、環境監測四門理論課，課程組以“必需、夠用”為度，少而精的講授無機和有機污染物性質、分析方法，布點、采樣、監測、分析評價的基礎知識和基本理論，計劃課時分別為64、48、48和48。在教學內容的安排上遵循實用原則，循序漸進、重點突出；內容設計上是以案例引出問題，以問題引出解決的方法，以解決方法形成基本概念和原理，以原理指導問題的解決，以此促進學生學習興趣，形成科學思維方法，激發自主學習動力。實驗教學環節強調“技能的規范性與標準化”，開設基礎化學實驗、環境儀器分析實驗、環境監測實驗三門獨立設課的實驗課，計劃課時分別為80、48和48。基礎化學實驗訓練學生規范的基本化學操作，環境儀器分析實驗側重學生的大型分析儀器操作技能的訓練，環境監測實驗90%以上的項目采用最新的國家標準監測方法；此外，增強實驗的應用性，減少驗證性實驗比例，根據行業需求、教師的學科基礎和科研方向，結合課程的特點，增加綜合性、研究性實驗內容。實習實訓環節強調“技能的行業應用”，包括專業調查與見習、畢業實習中的環境分析與監測模塊，培養學生污染因子、污染源調查以及實際樣品采集、分析監測、報告評價能力，這兩門課都安排在實踐周中進行，時長分別為1周（25學時）和4周（100學時）。素質拓展環節突出“實踐和創新”，開展包括高級環境監測技術，如生態遙感遙測、便攜式環境監測、在線監測技能的培訓；鼓勵學生參加大氣、水環境監測技能以及水質分析化驗技能的考證以及教師科研、學科競賽等項目，培養學生社會實踐、解決行業實際問題和基本的科學研究能力。此環節，學生可以根據自己興趣自由選擇，但最少不低于80學時。

新的課程群體系打破了單門課程內容的獨立性，具備了大課程體系的完整性，刪除重復及陳舊知識，填補空白，使群內課程由相互隔離變成相互貫通，由相互重疊變為相互補充，真正做到教學內容有機融合，相互關聯與照應。

二、課程群的教學方法和手段改革

教學方法和手段的改革與創新是培養高素質應用型分析監測人才的關鍵，課程群教學采用“問題導向-網實結合”的探究式教學方法激發學生的學習熱情，擴展學生課外的自主學習空間。

（一）“問題導向的探究式”教學法

“問題導向的探究式”教學方法包括實例的引入（創設分析、監測工作中實際遇到的問題情境），問題的提出（根據實例情景，教師因勢利導提出若干與基礎知識和基礎理論相關的專業問題），問題的解決（引導學生搜集信息、分析問題，進而得出方法，歸納原理），應用拓展（通過新的應用，鞏固知識體系）四個過程。整個過程的實施以問題解決為主線，引導學生積極、主動地探究問題解決的全過程，使學生親歷知識產生與形成的過程，學會獨立思考，通過問題解決還可使學生獲取知識、解決問題的能力得到提升。以環境儀器分析課程中氣相色譜分析法的教學為例（見圖2），首先引入“氣相色譜法測定環境樣品中鄰苯二甲酸酯類環境雌激素”這樣一個具體的實例，接下來提出問題：要掌握這種方法，那么需要解決的問題有哪些？問題分析完后，怎么解決？得出方法后，再由學生分析類似問題，查資料拓展該分析方法的應用。

同樣，在實驗教學中也采用“問題導向的探究式”教學方法。基礎技能實驗在教學過程中突出“問題導向”，目的是使學生牢固掌握基本的環境分析與監測技能。如“水樣六價鉻和總鉻含量的測定”，教師對實驗目標、關鍵點和主要內容提出要求，并對學生的實驗操作進行指導，學生作為實驗主體參與包括實驗準備的全過程，自編的實驗教材不再提供具體的試劑配制量，在這個過程中學生選擇哪種水樣預處理方法，需要的試劑如何配制，配制多少的量，標準曲線如何制作都以空格的形式作為問題提出，學生需在實驗前先行預習解決。這樣既培養學生扎實的基本功和全方位的問題解決能力，又培養學生嚴謹、細致的實驗作風和責任感。綜合和研究性實驗則在“問題導向”的基礎上，按照“探究”的方式開展，如“廢水可生化性評價”，實驗指導書只提出實驗的目標，而水樣采集、方案擬定、完成實驗、撰寫總結都由學生在教師的指導下獨立完成。經過系統的訓練，學生查閱資料、設計實驗、分析數據、撰寫報告等解決環境分析與監測問題的綜合能力都得到了顯著的提升。

素質拓展和實習實訓課程按照“自主、協作和開放”的模式實行。課程群教師依據“優化課內、強化課外”的原則，全面開放實驗室，學生組成團隊，自主選擇，有計劃的訓練分析和監測能力，有效地促進了學生自主協作能力與實際應用技能的發展。

（二）“網實結合”的教學法

“依托信息技術，完善教學手段建設”是提升教學質量，培養應用型人才的有效方法。近年，基于建構主義教育理論開發的課程管理系統——“Moodle”交互平臺已不斷完善，環境分析與檢測課程群即以“Moodle”為交互平臺，“網實結合”地進行教學，這樣不僅打破了學生學習和師生互動交流的時空限制，促進溝通交流，且加大了信息量，拓寬了學生的專業視野，提高教學的質量和效率。

利用“Moodle”建立環境分析與監測課程群的網絡學習平臺，主要包括資源下載、互動交流和成果提交三大板塊（見圖3）。資源下載板塊包括課程學習指導、課程進度及安排、課件以及視頻、動畫、軟件等。課前，教師在“Moodle”平臺上將需要“解決的問題”提前發布，學生根據平臺上提供的資料、講義和其他擴展性的學習資源，如網站鏈接等，提前做好預習準備。這些資源也可用于學生課后復習，以利于進一步鞏固課程教學內容。互動交流板塊設置多個功能區供師生之間互相交流，如：問題討論區、在線搶答區、在線測試區和評價反饋區等，以期達到師生、生生有效互動，提高學生學習興趣，提升學習效果；另外也使教師能及時了解學生對學習內容掌握的整體水平，適時調整教學設計。成果提交板塊，使學生可以方便提交各項任務成果，教師可以隨時隨地批閱成果。

三、改革考核方法，建立“全過程、多元化”評價方法

考核在教學中具有引導和促進作用，好的評價可以有效促進課程的學習效果。課程群教師以“掌握基礎知識，提高能力，培養技能型和應用型為核心”，采用既注重過程又注重結果的課程考核方法。

理論課程評價改變一紙試卷定乾坤的考核辦法，強化教學過程管理。如環境監測課程的期末考核采用閉卷形式，由試題庫自動組卷，考核學生的基本知識、基本理論，占總成績的50%；平時成績占50%，包括課堂提問、moodle在線搶答和測試、個人和小組協作作業等多種形式。實驗課程同樣采用平時表現、實驗預習、實驗操作、合作研討、實驗結果、實驗報告等多種形式相結合的考核方法，同時對有創新表現的學生給予額外加分，多方面、多角度對學生學習效果進行評價，全面衡量學生的理論知識、實驗技能與創新能力，激發學生實驗興趣，促進學生全面發展。

四、實踐效果

浙江萬里學院環境科學專業從2010級開始實行新的環境分析與監測課程群教學內容、教學方法和評價方法。從效果看，基于應用型人才培養的環境分析與監測課程群的建設與實施，弱化了課程的獨立性，強化了課程之間的銜接，確保了內容的層次性、邏輯性、遞進性和連通性，夯實了學生的專業知識和專業技能，拓展了學生專業素質。課程群“問題導向-網實結合”的探究式教學方法和“全過程、多元化”評價方法激發了學生的學習熱情，切實培養了學生自主獲取知識、解決問題等綜合應用能力。學生學習目的明確，積極性高，對課程群的平均滿意度達95%以上，畢業學生的環境分析與監測能力也得到了社會的高度認可與贊賞。但環境科學是一門綜合性的學科，涉及面廣，交叉性強，探索培養適應經濟社會發展的應用型環境人才是一項長期的、持續漸進的大工程，環境分析與監測課程群作為核心課程群之一，如何與其他課程群有效分工和銜接仍然需要持續思考和研究。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 夏靜芬，楊國靖，胡長慶.環境監測實驗課程體系改革探索與實踐[J].實驗科學與技術，2007（5）：83-85.

[2] 夏靜芬，唐力，羅薇楠.以能力培養為核心的“環境監測實驗”教學模式的實踐探索[J].高等理科教育，2008（6）：115-117.

[3] 湯紅妍，時清亮，羅潔.環境監測課程教學改革研究[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2015（9）：35-36.

[4] 翟琨，向東山.以應用型人才培養為導向的環境監測課程教學改革探究[J].中國電力教育，2014（3）：103-104.

[5] 李英柳，嚴文瑤.環境分析與監測課程群的建設與實踐[J].中國電力教育，2012（23）：56-57，59.

[6] 朱建安，譚嵐，周自明.基于課程群視角的應用型高校經濟學教學改革[J].中國高教研究，2012（12）：99-102.

[責任編輯：鐘 嵐]