環境專業大學生實踐創新的綜合教學案例

李飛鵬++陶紅

摘 要：以組織上海理工大學環境工程專業大學生開展虬江河道污染源調查為例，詳細介紹了城市河道污染源調查創新性實踐的實施過程，設置了5個方面循序漸進的實踐內容，包括以資料調研為主的專業知識學習、以現場踏勘為主的污染調研、以實驗室實驗為主的水質和沉積物監測、以探索性研究為主的降雨徑流污染調查和以組織討論為主的河道整治和生態修復措施研討，形成了以污染源調查為主的多學科融合的創新性實踐教學案例，為推動環境類實踐課程創新的發展提供了有益借鑒。

關鍵詞：實踐創新 綜合案例 環境專業 城市河道 污染源調查

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（c）-0172-03

在我國經濟進入發展新常態后，面臨的環境形勢十分嚴峻，處于升級與轉型中的環境產業也面臨新的發展形勢，社會對環境類本科教育的要求正在發生重大變化[1]。環境類專業的特點是一個集自然科學、社會科學和工程技術于一體的交叉性學科，只有將創新教育實踐引入日常的教學工作中，才能培養出更多具有創新精神和實踐能力的高級專門技術和管理人才，滿足社會對創新創業人才的需求[2]。然而，當前多數學校開展的實踐活動由于培養規劃相對單一，多以普通的工程教學目的為導向，知識結構設置不合理，導致學生的興趣減弱，重視程度降低[3-4]。針對目前環境類本科教育對實踐教育的極大重視但創新性不足的問題，選擇合適和有意義的實踐案例具有非常重要的作用。

隨著國務院《水污染防治行動計劃》的實施，城市黑臭河道整治及生態恢復成為環境專業發展的重要方向和實踐內容。然而，絕大多數學校由于自身教學條件的限制和教學案例設計的缺陷，只能帶學生到江河湖邊做一些常規的監測實驗和定性的觀察描述，這樣的實踐活動固然可以達到對河道理念的初步認識，但其不嚴密和不夠科學性成為實踐活動的一個大的瓶頸[5]。例如，城市河道黑臭的歷史、成因及其污染源負荷量均不能或不足以引起學生的重視，這就使得實踐效果大打折扣。該研究基于上海理工大學環境工程專業學生參加上海市楊浦區虬江河道污染源調查的實踐案例，詳細介紹了城市河道污染源調查創新性實踐的實施過程及其意義，以期為環境類創新實踐案例的開發提供有益借鑒。

1 城市河道污染源調查專業實踐的綜合優勢

城市河道本是城市文明的搖籃，而今在人類的影響下卻被冠以富營養化、黑臭的形容詞，河道整治和生態恢復是眾多城市迫在眉睫的民生工程。作為城市的重要基礎設施，河道既是城市防洪排澇和引水抗旱的通道，又是城市景觀和市民休閑的要素，黑臭河道的治理是一項涉及眾多學科專業的系統工程。城市河道的污染分為外源污染與內源污染。外源污染主要來自于沿岸的人類生產、活動所產生的點源與面源污染。其中，點源污染如沿岸的生活污水及工業廢水的點源排放污染，包括污水廠尾水排放；老城區排水管網建設不能及時完善，生活污水直排入河道現象常有發生；經濟利益導致偷排現象等。面源污染主要是沿岸的農業或養殖污水匯入以及降雨帶來的地表徑流的沖刷引起面源污染等。內源污染主要指沉積物釋放。單就城市河道的污染源調查而論，就包括了專業文獻檢索與資料收集、河道水力學、污水管道和排污口、水工建筑物、面源污染、環境水質監測、沉積物和河道生態修復等多項綜合性知識。該研究的實踐創新就在于結合楊浦區的調研項目，將這些綜合性的知識融入城市河道污染源調查的實踐，構成了系統的實踐教學內容。

2 虬江污染源調查實踐創新的實踐案例介紹

2.1 創新實踐的目的

虬江是楊浦區的重要市管河道之一，在整個水系中發揮著重要作用。近年來，虬江由于長期水流不暢，水質惡化，尤其是天熱時會散發著陣陣惡臭。虬江水質的惡化和黑臭現象，不僅給群眾帶來了極差的感官體驗，也是直接影響群眾生活的突出水環境問題。認清其成因并采取有效治理措施，消除黑臭，是落實國務院《水污染防治行動計劃》和上海市第六輪環保3年行動計劃的重要內容。

基于虬江的污染現狀，結合學生的創新性實踐，此次污染源調查實踐創新的目的在于：（1）在環境保護新常態下，帶領學生了解城市河道污染形成的歷史和原因，了解國家環境保護新常態，形成以污染源調查為主的多學科融合的創新性實踐教學體系；（2）指導學生學習并實踐污染源調查的基本方法，調研分析虬江污染及治理現狀、生產生活污染源的污染特性、存在的問題，確定重點污染源和重點污染區域；（3）指導學生在實踐中了解河道治理和生態修復工程的系統性和復雜性，鼓勵學生利用專業知識提出科學、可操作、創新型的虬江污染防治對策，為減少虬江水生態環境壓力提供有效支持。

2.2 創新實踐的內容和形式

此次創新實踐形成了5個方面循序漸進的實踐內容，即以資料調研為主的專業知識學習、以現場踏勘為主的污染調研、以實驗室實驗為主的水質和沉積物監測、以探索性研究為主的降雨徑流污染調查和以組織討論為主的河道整治和生態修復措施研討，引導學生圍繞污染源調查，思考城市河道污染的成因和污染防治措施。這5個方面實踐內容的形式構成如圖1所示，具體內容介紹如下。

2.2.1 資料調研

通過資料調研的形式，要求學生學習掌握涉及的相關專業知識和對河道基本情況進行了解。采取了集中教學—自主搜索—集中教學—問卷設計—集中討論的形式，形式可根據需要自行組合或拆分，既引導學生如何從專業的角度查找相關資料，又充分發揮了學生的主觀能動性，提高了工作效率。

2.2.2 現場踏勘

這部分是此次污染源調查的重點內容。污染源調查的主要目標和內容是：采用走訪、實際觀察和現場測量等方式，對虬江河道的污染源進行全面調查，明確河道沿岸入河污染源的數量和種類，確定重點污染源和重點污染區域，分析估算區域污染物，包括COD、TN和TP等的排放特征。采取全面調查和重點調查相結合的方法，自國定路橋至虬江匯入黃浦江河口，分2次和數個小組進行，觀察沿途河水的水質現狀，深入居民家庭訪問，并通過居委會等管理部門了解所在小區的人口、生活用水等信息，從而對虬江的污染源及其負荷有了全面的了解；之后，采取全面調查的方法，對虬江河道進行了整體踏勘，具體調研了虬江生產生活污染源的污染特性、存在的問題，初步確定了重點污染源和重點污染區域；并針對相關信息走訪了楊浦區水務局、環保局等相關部門，針對虬江的現狀河道斷面特征以及河道路橋、涵洞、閘等的數量、尺寸、不同水期水量、流速特征、排入河道雨水、污水特征等進行了了解。整個調研能夠幫助學生切實理解了污染源的特征，同時其中設置相關研究性問題，引導學生更深層次的興趣。

2.2.3 實驗室監測實驗

這部分內容是污染源調查內容的深化。設置的內容包括定期的水質采樣和監測，引導學生通過現有的評價方法進行水質評估，結合污染源現場調查內容進一步使參與學生對河道污染現狀進行了解；同時設置了沉積物采集和監測實驗，讓學生對沉積物的風干、研磨、消解等過程進一步了解，實現了環境監測課程的實踐；同時由于儀器限制，指導參與學生觀摩了電感耦合等離子體發射光譜儀對沉積物中重金屬的檢測。在檢測結果出來后，鼓勵有興趣的學生對河道內源負荷進行了估算。

2.2.4 研究性探索

在污染源調查的同時，此次實踐還鼓勵有興趣的學生進行了關于降雨徑流污染調查的研究性探索，在幾次降雨期間組織學生參加地表徑流的采集和水質分析，分析降雨徑流的污染特征，也為估算河道面源污染提供了基礎數據。部分興趣濃厚的學生在實踐取得初步性成果的基礎上，以學院組織的科技創新實驗或直接進入課題組，繼續進行研究性實踐，成果好的也可在指導教師的指導下發表學術論文。

2.2.5 組織討論

最后，在污染源調查、實驗室研究和探索性研究的基礎上，組織了學生對虬江河道治理和生態修復策略的討論，充分發揮了學生的積極性。一些學生還提出了非常具有建設意義的想法，例如如何在有限空間內開展城市河道的污染整治技術，以及生態功能和景觀建設兼備的虬江河道生態修復模式等。

2.3 創新實踐的積極意義

環境工程專業是一門實踐性極強的學科，因此在實踐性教學的過程中，要認識新常態、適應新常態、引領新常態，將大學生的創新實踐活動轉化為常態化的教育實踐形式。此次創新性實踐的實施，正是基于這樣的目的，圍繞城市河道整治這樣一個重要課題，以污染源調查為中心設置了一組層次遞進的環境類綜合課程實踐，具有的積極意義主要體現在：首先，這次實踐圍繞城市河道整治和生態恢復設置課題，以環境監測和環境生物修復工程課程為依據，是我國當前環境保護的關鍵課題，具有非常重要的現實意義；其次，這次綜合性實踐真正提高了學生從理論知識向實際能力的轉變，培養了環境工程綜合知識的運用能力，增強了學生的動手能力和思考分析能力，使之為今后的實際工作打下了良好的基礎。再次，這次實踐是該專業在環境保護新常態下對實踐課程設置的初步嘗試，為今后設置類似更多的實踐課程提供了有益借鑒。最后，在此次創新的實踐體系中，學生的主動性得到了很大提高，師生之間的交流日益廣泛，有些學生還不舍晝夜來實驗室參與科研項目，這樣不僅提高了學生的動手能力和實踐能力，還極大地提高了其科研興趣。因此，培養學生“在興趣中認知，在認知中探索，在探索中思考，在思考中創新[6]”，才能激發其創新潛能。

3 結語

伴隨著經濟發展的新常態，環境類創新創業教學實踐亦在發生著重要變化，圍繞環境保護新常態設置綜合性實踐課程的必要性愈發重要。此次研究圍繞城市河道的污染源調查這個主題，創新性地設置了資料調查、現場踏勘、實驗室實驗、探索性研究和組織討論5個層次遞進的過程，其中開發了不同形式的實踐內容，并具有實施方式的靈活性，充分調動了參與學生的積極性，極大地提高了實踐的效果。當然，這次實踐是學校環境專業在環境保護新常態下對實踐課程設置的初步嘗試，一方面為其他環境類專業實踐課程的設置提供了有意義的借鑒；另一方面也應該在實踐中不斷改進，以適應新的學科發展需求，真正有效地提高學生的專業實踐能力，培養優秀的環境工程專業人才。

參考文獻

[1] 傅濤.新常態下環境產業發展趨勢分析[J].環境保護， 2015（1）：32-33.

[2] 李飛鵬，陶紅，毛凌晨.面向創新創業型人才培養目標的環境工程實踐教學體系思考[J].新課程研究，2015（9）：51-52.

[3] 蔣惠忠，張鳳君，李緒謙，等.環境工程專業綜合實習教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2008，27（9）：130-132.

[4] 魏祥東，鄒慧玲，鐵柏清，等.環境工程專業實驗實踐課程體系探究——以湖南農業大學環境工程專業為例[J].教育與教學研究，2014，28（8）：79-85.

[5] 姚杰.“馬鞍溪水質污染源調查”研究性學習方案設計與實踐操作[J].地理教學，2011（2）：35-36.

[6] 李莉梅，歐陽樂軍，曾富華.創新型人才培養理念下的師范院校生物化學實踐教學改革[J].高校生物學教學研究，2012（2）：30-32.