給排水專業環境監測與評價教學改革探討

曾慶玲 沈春花 馬紅芳 莊黎寧 陳秀峰

[摘要]環境監測與評價課程的理論性與實踐性都很強。課題組通過剖析目前環境監測與評價課程本科教學中存在的問題，在理論教學與實踐教學方面進行了改革與探索，采用多樣化的教學模式，優化教學內容，將科研引入實踐，培養學生的綜合能力，為學生以后的工作和學習打下良好基礎。

[關鍵詞]環境監測與評價;理論教學;實踐教學;探討

[中圖分類號]G642

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-3437（2020）03-0070-03

水是社會和經濟可持續發展的命脈。由于水資源短缺和水環境污染加重，人類社會面臨著嚴重的水危機。水已成為我國社會經濟發展的重要制約因素。給水排水行業對保障水的良性社會循環、支撐社會經濟可持續發展，具有十分重要的戰略地位和作用。給水排水工程的主要矛盾由水量問題為主轉移到水量水質矛盾并重、水質問題突出上來。給水排水行業的內涵及外延已遠非傳統的給水排水工程所能覆蓋。面向新需求，給排水科學與工程專業在人才培養目標、專業學科體系建立與完善、課程體系與教材建設等方面，進行了一系列深入研究和改革實踐。

課程體系建設方面，專業選修課是掌握專業知識的重要途徑，學生在修滿規定的學分后才有畢業資格。環境監測與評價課程設置為給排水科學與工程專業的專業選修課，本校對本課程選修的學生在90%以上。環境監測與評價涉及的知識面較廣，內容涉及物理、生物、化學、儀器分析等相關課程的知識，它的理論性、實踐性都很強。通過本課程的學習，使學生掌握環境監測與評價的基本概念、基本原理及相關法規和監測技術，掌握環境監測的基本情況、樣品的采集與保存、數據處理與質量保證、監測分析方法、環境影響評價方法，了解在線檢測與自動監測的發展以及化學和儀器分析方法，培養學生具有綜合應用多種方法處理環境監測實踐問題的能力，在環境影響評價等方面具有獨立開展工作的能力，對提升給排水科學與工程專業學生就業競爭力具有重要意義。因此，在教學過程中，任課教師必須不斷地加強教學方法、教學內容的創新，重視環境監測與評價在人才培養中的重要地位。

一、環境監測與評價課程教學現狀

傳統的教學模式是一種以教師為中心、以傳授知識為直接目的的教學模式，并形成了教師單向灌輸、學生被動接受的局面，學生在學習中的主體性被忽略了。這種教育模式過于重視知識的傳授，忽視對學生綜合能力特別是創新能力的培養，只注重對學生的知識記憶儲存，而不注重發展其綜合素質和創新能力，不利于培養學生的創造性思維、發散性思維、批判性思維，不能適應新時期教育的需要。環境監測與評價課程傳統的教學模式存在一些問題。

（一）教學方法單一

目前，很多高校的理論教學方法單一，主要采用多媒體講授，環境監測與評價課程也不例外。運用多媒體講授，節約了大量的板書時間，可以生動形象地演示各環境要素的環境監測過程，教學效率得到了提高。但是過度依賴多媒體，學習內容固定，上課進度較快，部分學生基礎知識有限，對很多理論知識還來不及深入理解與掌握就接著進入了一下章節的學習。教學中，學生參與不積極，課前預習與課后復習很少，教學互動效果不好。學生被動學習知識，不能主動思考問題與解決問題。因此，這種教學方法已經不能滿足新時代專業認證標準對教學的要求。

（二）教學內容陳舊

環境監測與評價課程采用的教材為《環境監測》（第四版，奚旦立主編，2010）。由于教材近十年沒更新，部分教材內容過時，與環境科技發展不匹配，不能滿足環境監測發展的需求。近年來，涌現了一系列環境監測新手段，如高分辨質譜、免疫生物條形碼技術、便攜式、分子生物光譜等，教材上缺少這些新的檢測技術。除了新技術的涌現，國家相關環境標準也在不斷更新，一些新的環境污染問題也凸顯，如目前采用的《環境空氣質量標準（GB3095-2012）》，環境空氣污染物項目增加了pm2.5的濃度限值，污染物的數據有效性規定發生了變化。課本內容與環境監測技術發展的不匹配性正在呈現。

（三）實踐教學模式陳舊

我校給排水科學與工程專業環境監測與評價課程的實踐教學模式陳舊，實驗學習獲0.5學分，12學時，實驗課時少，實驗內容只能完成部分環境要素的環境監測過程，如對水質進行監測且評價水體污染程度，對空氣污染物進行監測，對噪聲進行監測。由于實踐課時較少，雖然有綜合實驗訓練，但采用的實踐教學模式陳舊，主要還是按照實驗步驟開展實驗，對實驗過程中的實驗原理、實驗現象不能很好地解釋，學生缺乏創新的思維模式。陳舊的教學模式不能有效地對學生進行環境監測與評價全過程實踐能力的培養，難以培養符合順應時代發展的環境監測與評價應用型人才。

二、環境監測與評價本科教學改革策略

環境監測與評價作為一門理論性與實踐性很強的課程，兼顧理論教學的同時，也要注重實踐教學。該課程的內容涵蓋面廣、監測技術更新快、學時較少，當前仍采用傳統的教學模式，不利于培養學生的綜合能力，導致學生缺乏創新的思維。這樣的教學模式已不能滿足時代發展的需求，所以對環境監測與評價課程進行教學改革探索勢在必行。我們要從被動的、任務與資源驅動的教學改革向自主的內驅的專業化教學改革階段發展，提升教學改革境界;通過教改，促進大學教學理論與實際指導的有機融合，提煉與升華教學思想，揭示和遵循教學規律。

（一）理論教學改革

1.采用多樣化的教學方法

環境監測與評價課程的理論教學內容包括了環境標準、環境要素監測、應急監測、自動監測，環境監測管理和質量保證等五個模塊，環境要素監測是其中內容最多的模塊，涉及的環境要素有水和廢水、空氣和廢氣、固體廢棄物、土壤、生物、噪聲等，每個環境要素為一個章節。教師針對每個模塊的特點，應采用不同的教學方法。

運用多媒體講授是一種有效的教學方法。進入21世紀以來，各大高校都引進了課堂多媒體教學設備，教師也會在授課前制作多媒體課件，適當加入一些圖片、視頻等資料來增加教學的豐富性、趣味性。環境標準是標準中的一類，是對環境保護工作中需要統一的各項技術規范和計算要求所定的規定，是政策、法規的具體體現，是環境管理的技術基礎。環境監測管理和質量保證模塊包括行政、制度上的管理，監測數據的統計處理方法，標準物質和標準分析方法等。針對這兩個模塊的理論教學，運用多媒體講授為主，同時開展課堂討論，讓學生全情投入，動口討論、動腦思考，充分發揮學生的主觀能動性。

“互聯網+教學”模式推進傳統教學變革?！盎ヂ摼W+教學”利用互聯網的優勢平臺，將互聯網信息和傳統意義上的課堂教學相結合，從而體現出更加鮮明的體驗性、開放性和共享性。教務部門積極引導推進網絡在線課程的建設，在學習國內外慕課建設經驗的同時，引入有資質的拍攝公司與網絡運營公司，建設校內慕課平臺，為申請在線課程設計和拍攝的教師提供指導與服務。教師可以把環境要素監測模塊涉及的基本原理、監測步驟、分析與評價方法等制作成參考資料放在網上供學生查閱使用。環境污染事故應急監測與自動監測模塊采用在線課程的學習方式，增加最新的污染事故應急監測案例相關的視頻與圖片，比如泉州碳九泄漏事故等。教師不再占用課堂的時間來講授信息，這些信息需要學生在課前完成自主學習，進行知識的收集和整合。教師作為學習的指導者，既講授理論知識又指引學生自主學習。

翻轉課堂教學模式是多種數字化教學模式的綜合應用，目前受到越來越多高校的青睞。翻轉課堂是多種教學方式混合應用的一種教學模式，是“面對面教學”和“網絡教學”方式的混合模式，是指學生在課前選擇適合自己的方式學習新知識，課堂內參與具體問題的分析討論，學生相互之間協作交流學習的一種教學模式。為了更好地采用翻轉課堂教學模式，我校投入建設了新型現代化“智慧教室”?！爸腔劢淌摇弊兒诎鍨橛|摸式顯示器，可以更有效地進行網絡資源利用，學生的座位也不再是排排坐，而是凸顯了圓桌討論式的形態，課堂教學被直接拍攝，且一些資源共享共建的部分高?？梢詫崟r參與或轉播優質課程，或遠程在線參與，實現了“互聯網+教學”模式的共享和多元，有助于開發學生自主思考與學習能力。環境要素監測模塊、監測點的布設、如何采樣、如何選擇測試方法等內容的講授，可采用翻轉課堂教學模式。在教學過程中，始終以學生作為主體，激發學生的學習主動性;以課堂任務為指導，學生進行知識的收集和整合，制訂計劃，評估目標等;教師作為學習的指導者，既講授理論知識又指引學生自主學習。

2.整合優化教學內容

授課教師在教學過程中，應順應時代發展，及時更新教學內容，培養符合社會需求的環境監測與評價技術專業人才。教師應對教學內容進行優化，結合本專業，使教學內容重點突出，覆蓋面廣。對環境要素監測模塊，給排水科學與工程專業的學生重點學習水和廢水的環境監測與評價過程，包括現場調查、監測方案的制訂、優化布點、樣品采集、運送保存、分析測試、數據處理、綜合評價等。水環境污染生物監測、水環境污染事故應急監測、水環境污染自動監測都是給排水科學與工程專業學生重點要掌握的內容。其他環境要素的監測與評價過程，也需要學生熟悉或掌握，做到有的放矢，重點突出。

教材中的內容缺少環境影響評價案例分析，因此應補充環境影響評價方法，比如水質標準指數的計算方法等，增加環境影響評價案例分析，將最新的真實的環境監測與評價案例融入教學，用學生針對案例進行資料查閱、小組討論、課堂講授等形式展現其中涉及的環境監測與評價知識，使學生在具體的問題情境中積極思考、主動探討，以達到高層次認知的學習目標。教學水環境污染事故應急監測案例，可通過觀看案例視頻，進行案例分析，讓學生們意識到當前人們面臨的水與空氣環境問題，也讓學生在實際應用中深刻體會到課堂上所學理論知識的重要性。比如，比較嚴重的泉州碳九泄漏事故，給水和空氣帶來什么污染，如何應急監測？讓學生針對身邊發生的環境污染事件進行討論。案例學習也可以把專業的前沿知識和發展趨勢傳達給學生，并把環境領域中現存的問題擺放在學生面前。

（二）實踐教學改革

實踐教學是理論教學的必要補充和發展，是學生掌握知識的重要途徑，更是強化學生理論知識，培養分析問題與解決問題能力，提高創新意識不可或缺的環節。環境監測與評價實驗教學能提高學生的創新思維和實踐動手能力，培養學生的科研興趣，為學生以后的工作和學習打下良好的基礎。傳統的實驗教學中，老師講、演示、指導，學生按步做實驗、寫報告，無法激發學生的學習熱情。本課程著重培養學生污染源調查、采樣分析、數據處理及評價的能力，注重教學過程與實踐過程的結合。

1.學生設計實驗

在水質污染檢測與評價教學中，教師將實驗任務布置給學生，讓學生組隊自主完成任務，需要具備水分析化學的實驗基礎。為了完成實驗任務，需要查閱大量的文獻，總結分析文獻，設計實驗方案，根據實地考察確定取樣點并進行取樣，然后將取得的樣品進行分析測試，用所學知識評價污染程度，最終以小論文的形式完成實驗報告。在此過程中所有實驗環節均由學生自行完成，學生變被動接受為主動學習，提高了學生的實驗操作技能，鍛煉了學生的創新能力，培養了學生分析問題與解決問題的能力，以及團隊協作精神和嚴謹的科學態度。對于室內空氣污染、交通噪聲監測，教師給出監測內容與實驗指導書，學生根據要求完成監測。

2.教師演示實驗

在環境監測與評價實驗教學中，有些實驗分析測試技術復雜，儀器設備昂貴，學生只需掌握該實驗流程及結果，教師可以將實驗演示給學生。比如天然水體與污水中新興污染物藥品和個人護理用品的監測，需要使用液相色譜與質譜聯用技術，測試之前需要進行預處理。這些實驗中，學生參與水樣固相萃取預處理，進行液相色譜—質譜分析時采用教師演示實驗的方法。土壤中污染物的監測實驗中，有機污染物的提取需要將土壤樣品冷凍干燥、研磨、有機溶劑超聲震蕩提取等過程，重金屬的提取需要消解等預處理，也可以采取學生輔助預處理，教師演示實驗的方法。演示過程中需要井然有序解釋該實驗的原理、步驟，鼓勵學生發言講述分析誤差，以提高學生的語言組織能力和分析能力。

3.將科研引入實踐教學

我校不但重視理論教學，同時也重視實踐操作技能和自主創新能力的培養。課外科技活動的重心在于創新思維、創新精神、實踐能力的培養，引導學生參加創新創業訓練項目，在“挑戰杯”科技作品競賽中申報有意義的科研課題，比如水體污染調查、污水中新型污染物的監測等，獨立開展研究內容，并建立導師指導機制。在過去的幾年中，我校給排水科學與工程專業有多人次參與了學校的科研創新立項，學生不僅具備一定理論基礎，還具備較強的動手能力和一定的自主創新能力。在實踐教學環節中，教師可以將正在開展的研究課題與實踐教學有機地結合起來，學生課下參加部分水質監測內容、土壤污染現狀基礎數據調查工作等。學生在科研和實踐技能方面得到了一定的提升。將科研引入實踐教學有利于應用型人才的培養。

三、結語

環境監測與評價課程的理論性和實踐性都很強。傳統的教學模式存在一些問題，要針對這些問題進行教學改革探索。理論教學方面，采用多媒體、在線課程、翻轉課堂等“互聯網+”的教學模式。實踐教學方面，讓學生學會自主設計實驗，完成環境要素的污染檢測與評價整個過程，部分復雜、需要用到高精密儀器的實驗，教師演示實驗，學生輔助預處理并將科研引入實踐教學。通過理論教學與實踐教學的不斷改革探索，采用理論加實踐并重的教學模式，調動學生學習的積極性、自主能動性和創造性;學生將掌握的知識更好地理解和應用，以提高學生的創新能力和動手能力，增強學生分析問題、解決問題的能力，最大效率地提高學生的綜合能力，為學生以后的工作和學習打下良好基礎。

[責任編輯：鐘嵐]