環境標準在《環境監測》課程體系的導入模式探究

廖千家驊　杜瓊　商景閣

摘 要：本研究探討了課堂導入模式、eclass平臺進行翻轉課堂學習模式以及環境監測實驗這三種導入模式，對比三種課程導入體系的優缺點，得在不同的場所用不同的課堂導入模式會取得更加良好的學習效果。通過對學生的問卷調查證實了環境標準導入的必要性，同時學生獲得了更為系統的環境監測理論和實踐知識，具有一定的推廣價值。

關鍵詞：環境監測 課程體系 環境標準 導入模式

近年來，隨著技術的革新和公眾環保意識的逐漸增強，環境標準逐年更新以滿足更為詳細的環保要求。截止到2018年6月1日，僅環境監測規范和方法標準部分，國家層面的環境標準共有496項，且330項為2008年1月1日后的新方法，占現有行業監測規范、方法標準的66%，更新速度非?？臁Ｍ瑫r，環境質量標準、污染物排放標準等也有大幅度地增加和更新，詳見網址http：//kjs.mep.gov.cn/hjbhbz/。

與此對應的是環境監測課程體系的相對滯后。環境監測課程是高等教育中環境科學、環境工程、環境監測、生態學等諸多本?？茖I的核心專業課程，是環境影響評價、環境工程基礎等其他專業課的基礎，是專業課開課較為靠前的課程，一般設在大二下或大三上，屬于專業課中的先修專業課，其重要性不言而喻。大多數高等院校環境科學與工程專業均采用高等教育出版社出版的《環境監測》教材，該教材是環境監測的權威首選教材，也是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。該教材內容全面，案例詳實，且部分監測技術來自于行業標準。但該教材的最新版本為第四版（2010年出版），迄今已有8年，存在監測方法需要更新、標準需要替換等一系列問題。隨著行業標準的更新，環境監測的相關內容也需要得到提升。國家環境保護部頒布的行業標準是權威方法，也是應用性非常強的方法，更是今后學各類工作崗位上的首選方法。因此，需要在授課中加入環境監測的部分標準。同時，目前開設環境科學專業的院校非常多，環境監測的授課都帶有一定的廣譜性，在授課體系中展現環境標準的應用具有重要的現實意義，為學生提供新的學習方法和思路。

一、環境標準的簡介

環境標準可分為6類，包括環境質量標準、污染物排放標準、環境方法標準、環境標準物質標準，環境基礎標準、以及環保儀器和設備標準（奚旦立，2010）。按照分級可分為國家標準和地方標準，地方標準嚴格于國家標準。其中，和環境監測最為緊密相連的是環境方法標準、環保儀器和設備標準，環境質量標準和污染物排放標準次之，最后是環境基礎標準和環境標準物質標準。環境方法標準又包括監測規范和監測方法等，涉及水、大氣、固廢、聲等多種環境介質，代表了目前環境監測方法中準確度高、精密度高、應用范圍廣的監測方法，也是眾多監測部門優先選擇的方法之一，更是學生走向工作崗位后要用到的首選方法。同時該標準又是更新最快的標準之一。從2008年開始，僅水監測規范、方法標準這一項，國家環境保護標準就增加和修訂了200余項行業標準（大多數為增加的行業內新標準），占現有行業水監測規范、方法標準的49%，更新速度非常快。與此對應的大氣、土壤、聲、固體廢棄物等監測規范、方法標準也有較大程度的更新。環境質量標準和污染物排放標準是環境監測課程中用的基礎標準，是環境監測中監測方案的制定依據和評估準繩（包括采樣點的布設、監測結果的評估等）。

二、環境監測課程的特點

環境監測課程最大的特點就是知識體系量大、內容繁多、方法更新快、理論和實踐相結合、對儀器和設備的依賴程度高等（陳井影，趙素芬. 2010）。所謂的理論和實踐相結合，指的是在掌握環境監測理論的基礎上，務必開展對應的環境監測實驗，且實驗設置至少34學時，保證一定的實踐操作量。且環境監測技術發展日新月異，10年前尚未普及的新方法到10年后很可能已經成為實驗室眾所周知和廣泛使用的常規方法。且對實驗精密度、檢測限等要求越來越高，相應地對儀器的依賴程度也越來越高。因此，理論授課中需要加強對儀器原理的講解，實驗課中也盡可能用使用常規儀器進行鞏固。

三、環境標準在環境監測課程體系中的導入

環境標準代表了環境監測最新最廣泛的應用動態和監測結果的評估準繩，在現有環境監測經典教材相對滯后的現實情況下，更新得非常快的環境標準非常有必要導入到環境監測的授課體系中。

1.課堂授課導入模式。最容易實現的常規模式就是在課堂中導入，以老師講解的形式在課堂授課中體現出來。當原上課內容對應的行業標準有更新時，以行業標準內容替換現有內容。以水樣的消解部分為例，該部分是水環境監測的重要內容之一，當測定含有機物的水樣中的無機元素時，需要消解。而最直接的應用為測定水中的重金屬含量時，需要進行消解。原上課內容中有關消解的部分在行業標準中有更新的方法，2013年頒布的行業標準HJ 678-2013和HJ 677-2013，對金屬總量的消解有了行業性的規定，這也成為了目前相關監測方法的首選，因此有必要在上課內容中以行業標準內容替換現有內容。因此可以在上課課堂中開展新標準的授課，上課內容選用行業標準內容為主，原課本內容為輔的次序。由于行業標準內容較為枯燥，盡量以圖片、動畫等形式生動說明，有必要時發放行業標準的紙質版，再輔以案例進行補充說明，同時還可以布置課后作業讓學生掌握新內容的同時也了解目前新監測技術在實踐、科研等領域的應用。比如，第一章緒論的教材內容為大氣環境質量標準（GB3095-1996）介紹，而該標準已經停止使用，因此在這部分授課中，可以在課堂中直接導入新的大氣環境質量標準（GB3095-2012），并可以簡要對比新舊標準。

但這種模式有一個很大問題，會占用大量的、寶貴的課堂時間。環境監測課程內容繁多，而大多數院校開設的環境監測理論授課學時在34-68學時之間，把標準的內容都在課堂講授肯定會顧此失彼，會大大壓縮書本原本經典的原理和方法的講解。因此，只能在原本課程模式中有標準方法的版塊中開展課堂講解模式，替換原有舊的標準。同時，采用多種授課方法如案例分析、對比講解、引導式提問等加強授課效果。內容詳見表1。

2.利用eclass平臺進行翻轉課堂學習。這種模式適合介紹行業標準中書本中很少或沒有、但應用性強的內容。目前監測技術傾向于精密儀器分析、連續自動監測、便攜快速監測等。監測的污染物種類逐漸增加，除了常規污染物外還有有毒有害的痕量污染物等。近年來，環境中有毒有害痕量污染物的污染受到人們的關注，其監測技術作為研究污染行為的首要技術顯得越來越重要，已成為學生今后工作、科研應用的基本方法之一。但教材對這方面的介紹很少，需要補充。有機氯農藥和氯苯類化合物等有機污染物在水體、土壤、以及生物體監測的預處理和監測方法，這部分書上也做了詳細的介紹，其預處理主要為溶劑萃取、索氏提取等，對于固相萃取部分幾乎沒有涉及，但新的標準，如有機氯農藥和氯苯類化合物的測定氣相色譜-質譜法（HJ 699-2014）等均用到固相萃取。目前監測部門和監測公司、科研院所等常規的監測中，低濃度和多種干擾物質的情形下，更多地用固相萃取預處理技術。因此，低濃度有機污染物的固相萃取預處理已經成為有機污染物環境監測的重要環節，需要在現有的課程體系中補充完善。

引導學生利用eclass平臺進行翻轉課堂學習是一種很好的導入模式。翻轉課堂指的是打破傳統的學生課上學習課下作業的模式，創造學生課下學習課上練習鞏固的一種新的課堂模式，它的直接運行結果是課下學生通過課前學習、課上集中討論、交流、合作等解決問題。傳統意義上的翻轉課堂利用微視頻等手段。但在環境監測的課程中，可以不用微視頻，而用環境標準方法、以及使用該方法進行監測的文獻等資料來代替視頻，并提出學生應該提前學習的內容列表，目前已有課程開始應用（陳雪萍，2018；張倩. 2018）。還有一些環境標準酚類化合物的測定氣相色譜-質譜法等，這些內容需側重新儀器的使用及應用，按照ppt授課、案例分析和課后作業等方式進行講解。

環境標準在翻轉課堂中的導入模式為：①教師發布要線下學習的標準內容，并提出學習的具體要求，每個人都需要提前完成。②為節省時間，每4人組成一個小組在課前進行預討論，得到該組的總觀點。③在課堂花10-15min時間進行分組討論和小結，得標準方法的特點和應用，以及和書本經典方法的對比。這種方法的實施能極大地提高學生的學習熱情，并拓寬學生的學習面和學習思維，同時有關環境標準方法、以及書本經典方法的掌握也會非常透徹，對知識體系的理解會更加完善，詳見表2。

3.在環境監測實驗部分導入環境標準方法。環境監測是應用性較強的學科，開設有對應的環境監測實驗。為了和理論課內容相對應，在實驗教學方面，需要更新實驗內容，或需要添加行業標準中的內容。現有的環境監測實驗教材參考《環境監測》、《水和廢水分析監測方法》、《大氣和廢氣分析監測方法》等自編而成，實驗效果較好。但和現有更新速度非常快的行業標準方法對比，存在內容較老、部分表達需要規范等問題。

比如：①經典的水質CODCr監測實驗為傳統的行業標準方法（頒布于1993年），該方法為環境監測實驗的首選，但該方法存在實驗耗時長、操作不太便捷等問題，在環境監測實際應用中不如另一個新標準方法《水質化學需氧量的測定 快速消解分光光度法》HJ/T 399-2007。因此，若能讓學生掌握傳統的方法同時，再掌握應用性較強的新的行業標準方法，更有利于教學內容的完善，讓學生體會到兩種方法之間的差異。還可以有效地利用兩種方法的時間差，老方法有回流2小時的等待時間，同時新方法借助于儀器操作僅需2小時就可以完成，因此在這兩個小時中，可以讓學生實施新方法，做到兩種實驗方法的對比。②在水質的氨氮、硝酸鹽氮、總氮的監測實驗中，參考《水質 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》（HJ 636-2012），更改為新標準中的相關內容。③測土壤重金屬Cd實驗部分，原本設定的實驗內容為普通消解，但現在環境標準有很多方法均用微波消解或加壓流體萃取，參考環境標準《土壤和沉積物 汞、砷、硒、鉍、銻的測定 微波消解/原子熒光法》（HJ 680-2013）將實驗改為微波消解法。將環境標準引入到實驗內容中，有助于加強學生對環境監測實驗原理的理解和操作技能的提升，且這些方法更多地和實際監測操作相關，能極大地提升學生實踐動手能力，當學生走向工作崗位后也能更好地開展工作。

四、教學效果反饋

為了保證教學質量，在一學期的環境監測51學時的教學結束后，設置了問卷調查，就教學內容、教學方式、效果等做問卷調查，共發放問卷57份，有效問卷56份。統計結果如表3。

通過上述統計可以看出大多數同學認為環境標準的導入十分有必要，且對環境監測的課程知識體系有幫助。三種模式均發揮了重要作用，相互協調促使教學質量更加優良。當然，實驗授課的認可比例較高，因此在導入模式中可以適當地增加實驗教程。同時環境標準對環境科學其他專業課也很重要，因此還可以推廣到其他的專業課程。

結語

通過理論教學和實踐教學相結合的方式，把環境監測技術的相關行業標準和相關知識體系結合，建立更新的、應用性強、符合現有時代需求的新教學內容。同時，為保證原本的授課知識點，需要采用多元化的教學模式來導入新增或更新的環境標準內容。本研究采用的三種教學模式有機結合，能有效補充和完善原有課程體系，獲得更為滿意的教學效果。同時，針對環境科學其他的專業課程，如環境影響評價、環境法學等和環境標準密切相關的其他課程，該導入模式也具有相當的推廣價值。該方法的建立為學生獲得更為全面和系統的知識體系提供了良好的應用途徑。

參考文獻

[1]奚旦立.環境監測[M]，高等教育出版社，2010：22-29.

[2]陳井影，趙素芬.環境監測課程的教學改革思考與實踐[J].東華理工大學學報（社會科學版），2010，29：380-382.

[3]陳學萍，張曉嵐，陸永生，劉強.環境監測課程網上平臺協同教學的探索[J].高教學刊，2018（10）：24-27.

[4]張倩，洪俊明.翻轉課堂在環境監測課程中運用面臨的挑戰與建議[J].教育教學論壇.2018（26）：32-34.

作者簡介

廖千家驊（1984—），女，湖南邵陽人，博士，講師，長期從事環境科學的教學與科研，發表科研論文十余篇。

商景閣（1985—），男，江蘇徐州人，博士，講師，從事環境科學專業的教學與科研。