基于OBE理念的環境監測實驗教材建設的思考

胡磊+紀靚靚+袁旭音+李軼

摘要：環境監測實驗是環境工程專業重要的實踐課程。在對國內出版的環境監測實驗教材的詳細分析的基礎上，以OBE理念為指引，提出了改進環境監測實驗教材的思路和方法，以利于環境監測實驗課程的教學質量的提高和學生創新能力的培養。

關鍵詞：OBE；實踐創新；環境監測實驗；教學體系

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）09-0212-02

一、引言

OBE是Outcome-Based Education（成果導向教育）是指教育教學過程中一切教學活動（包括設計、課程設置和教學實施）都圍繞學生實現預期學習成果進行開展[1]，其教學過程要求教學從重視資源的投入轉變為重視學生整體學習成果，并要求教師為學生的學習成果負責，其核心理念可總結為學生中心、成果導向和持續改進[2]。

環境監測課程是環境工程專業的重要專業基礎課。環境監測的實驗技術廣泛應用于環境保護、食品檢驗等行業[3]，是物質的定性定量分析測試的重要手段。環境監測實驗一般包含樣品的采集和保存、樣品的預處理、污染物的分離和富集，污染物定性和定量分析以及實驗數據的處理和表達等專業內容。課程不但理論要求強，而且動手能力也要求高。在目前本科教育和社會對人才需求的現狀條件下，環境監測實驗教學是環境工程專業實踐教學的非常重要組成部分，是培養具備實踐創新能力的高素質大學生畢業生的關鍵途徑，而實驗教材則是實踐創新教育的重要載體。

二、已出版實驗教材的現狀

（一）實驗項目過多

目前已出版的環境監測實驗教材大多以環境監測的介質對象（如地表水、空氣等）作為分類的主線，全面介紹測定各種環境監測介質主要污染物的采樣、保存、樣品處理、檢測和數據處理的實驗方法。環境監測介質分類常以地表水監測、空氣監測、土壤和固廢監測、固體廢物監測、生物污染監測、物理性污染監測等為主，有的教材在各環境介質對象監測中根據不同的監測項目設定多少不一的實驗項目，總的實驗項目非常多而全。實驗項目大多參考國家的相關標準方法。雖然標準方法是經過實踐檢驗的成熟方法，但在目前各學校削減學分的大背景下，一般實驗課程學時均有不同程度的削減[4]，過多使用標準方法作為實驗項目，不利于使學生掌握環境監測發展的先進技術和方法。

（二）實驗內容過于具體

已出版的實驗教材的各實驗項目一般從實驗目的、儀器設備、方法、操作步驟和實驗數據表格等方面進行實驗講解，從試劑配置、儀器搭建到操作過程、數據處理等環節，實驗教材都介紹得清清楚楚，學生只要仔細地按照教材上的要求進行操作，就會很好地完成實驗項目，不會出現問題。這種全包式的實驗教材雖然能夠使學生在一定的時間內完成教材要求的實驗，但是過于詳細的介紹會將學生限制在一定的狹窄的空間內，會培養出學生機械呆板的思維方式，不太有利于學生今后的發展。同時過于規范的實驗教程，會限制學生的思考空間，也沒有給學生犯錯誤的空間，使得實驗項目失去了研究探索的樂趣，引不起學生的興趣，對大學生的創新實踐能力的培養是不利的。

（三）實驗方法和梯度單一

已出版實驗教材的實驗項目中同一種污染物的分析測定方法采用不同方法進行比較的實驗項目較少（大約占總實驗項目的9%以下），而且同一實驗項目中實驗條件單一，實驗步驟單一，實驗的數據分析方法單一等。設置的實驗項目缺乏梯度。實驗項目以監測介質對象進行分類，每一大類若干實驗項目，各實驗項目體現不出難易程度和重要程度的區分。所有的學生按照同一梯度要求進行實驗，不同能力的學生做不到因材施教，不利于實踐創新能力的培養。

三、編寫實驗教材的新思路

（一）實驗項目的設置思路

改變目前已出版實驗教材大而全的實驗項目設置思路，采用“少而精”的選擇思路，精選經典成熟的監測實驗項目。對具體的監測項目，不以某一的污染物的分析測定作為實驗內容，而是力圖提供多種實驗條件或介質條件，并充分考慮多種環境因素，綜合性地編寫實驗項目，以增加實驗教材中設計型和綜合型實驗的比例。

比如“水樣的化學需氧量（COD）測定”的實驗，改變過去在單一水樣，單一實驗條件下的實驗內容，轉變為提供不同類型的水樣，不同的氧化條件，不同的消解條件下的實驗內容，由學生進行選擇組合實驗分析測試，從中可以更好地理解化學需氧量的環境意義，為以后進一步的工作提供理論基礎。

（二）實驗內容編寫思路

科學簡化實驗內容，對實驗項目中的目的、原理、儀器設備、操作步驟和數據表格等項目，以表格或提綱的形式列出，其中重點內容以黑體標出，并提供適當的參考文獻作為學有余力的學生課后進一步探索。這樣處理既簡化了內容又清楚醒目，便于學生全面有效地掌握實驗內容。

比如在實驗“水樣中氨氮的測定”中，將實驗目的、原理、操作步驟和數據處理表格以提綱的形式簡單列出，黑體標注出實驗的關鍵點。并在實驗后附上最新氨氮測定方法的文獻名稱，以供學生課后進一步探索。根據我們多年開展的開放式實驗教學的規范要求和實踐經驗[5]，學生如有興趣，可以與實驗室聯系進行開放式實驗研究，甚至進一步凝練選題申報大學生創新訓練計劃。

（三）加強基礎理論的思路

基礎理論的熟練掌握有助于學生從全局考慮實驗問題，對培養學生的實踐創新能力具有非常重要的作用。實驗教材可以對常用的測定定性定量分析方法進行闡述，增加實驗常見實驗誤差的分析討論內容，有利于學生從多個角度思考實驗問題，以培養學生的實踐創新能力。

比如在綜合性實驗項目“校園區域大氣環境質量監測”中，通過對誤差概念的強化和訓練，學生可以對監測過程中出現的數據進行合理地分析，排除系統誤差的干擾，將隨機誤差控制在合理范圍內，以保證實驗數據的可靠性和可比性。學生還能對實驗過程中的突發性情況進行合理分析，排除其對實驗的干擾，這些訓練環節對學生今后從事環保工作具有很強的鍛煉價值。

四、結語

環境監測實驗教材在環境工程專業人才的培養過程中扮演著非常重要的角色。實驗教材應根據當前教育改革趨勢和環境工程學科現狀及發展方向，以增強學生的學習興趣，培養學生的自我學習能力、實踐能力、和創新能力等為核心指導思想，以OBE教育理念為指引，合理地安排實驗項目，有梯度地編寫實驗方式，及時地更新實驗內容，建設更加系統、科學的實驗教材，提高環境監測實驗的教學質量，提高學生的實驗實踐能力，以便更好更多地培養符合社會發展需求的人才。

參考文獻：

[1]顧佩華，胡文龍，林鵬等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[2]覃晶晶.基于OBE成果導向教育理念的給排水專業人才培養模式研究[J].教育教學論壇，2016，34：157-158.

[3]胡磊，紀靚靚，袁旭音，李軼.OBE理念驅動的環境監測實驗教學改革嘗試[J].教育現代化，2016（3）：44-45.

[4]胡磊，李軼，袁旭音.短學時背景下環境監測實驗教學改革實踐[J].實驗科學與技術，2013（6）：253-255.

[5]胡磊，李軼，倪利曉.水處理實驗技術開放式實驗教學嘗試[J].高等理科教育，2009（1）：78-80.

Thoughts on Construction of Environmental Monitoring Experiment Teaching Material Based on OBE

HU Lei，JI Liang-liang，YUAN Xu-yin，LI Yi

（College of Environmental，Hohai University，Nanjing，Jiangsu 210098，China）

Abstract：Environmental monitoring experiment is an important practical course of environmental engineering. Based on the analysis of the environmental monitoring experimental materials published in China，this paper puts forward the ideas and methods to improve the environment monitoring experiment teaching materials with the guidance of the OBE，in order to improve the teaching quality and students' innovation ability in environmental monitoring experiment course.

Key words：OBE；practice innovation；environmental monitoring experiment；teaching system