工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下《環(huán)境監(jiān)測(cè)》課程的持續(xù)改進(jìn)*

王會(huì)姣，王建兵，王春榮，于 妍，卜慶偉，劉彥君

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083)

工程教育專業(yè)認(rèn)證是新時(shí)代背景下對(duì)未來(lái)工程師所受專業(yè)教育進(jìn)行的質(zhì)量評(píng)價(jià)，是推動(dòng)我國(guó)工程教育質(zhì)量提升的重要手段，是建設(shè)一流本科專業(yè)的重要舉措。工程教育認(rèn)證秉承以學(xué)生為中心(Student Centered，SC)、以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向(Outcomes-Based Education，OBE)、進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)(Continuous Quality Improvement，CQI)三大核心理念[1-2]。在三大核心理念的引領(lǐng)下，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)環(huán)境工程專業(yè)結(jié)合學(xué)校和專業(yè)特色，積極開(kāi)展本科教學(xué)過(guò)程的嘗試和探索，不斷進(jìn)行專業(yè)課程的持續(xù)改進(jìn)。

《環(huán)境監(jiān)測(cè)》是環(huán)境工程專業(yè)的核心必修課，涉及監(jiān)測(cè)位點(diǎn)的布設(shè)、樣品的采集和保存、監(jiān)測(cè)指標(biāo)和方法、結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析及全過(guò)程質(zhì)量控制等內(nèi)容，旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本原理和方法，進(jìn)行復(fù)雜環(huán)境問(wèn)題的污染調(diào)查、質(zhì)量監(jiān)測(cè)、污染源監(jiān)測(cè)和污染治理效益評(píng)價(jià)的能力。不僅如此，《環(huán)境監(jiān)測(cè)》還是環(huán)境本科生眾多專業(yè)必修課的先行基礎(chǔ)課，對(duì)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)及科研創(chuàng)新思維的訓(xùn)練意義重大[3]。因此，本文將在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，基于課程大綱的修訂，研究和探討《環(huán)境監(jiān)測(cè)》課程的持續(xù)改進(jìn)。

1 課程目標(biāo)的持續(xù)改進(jìn)

在“明德至善，好學(xué)力行”的校訓(xùn)精神和“家國(guó)情懷、精英素養(yǎng)、能源特質(zhì)”的人才培養(yǎng)定位下，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)環(huán)境工程專業(yè)志在培養(yǎng)能在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，尤其在能源礦業(yè)污染治理和生態(tài)修復(fù)方面，從事科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理等工作的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。為了支撐培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成，本專業(yè)按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，制定了工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理、終身學(xué)習(xí)等12項(xiàng)可衡量的畢業(yè)要求，每項(xiàng)畢業(yè)要求分解為更具體的2～4個(gè)指標(biāo)點(diǎn)，每個(gè)指標(biāo)點(diǎn)設(shè)置對(duì)應(yīng)的專業(yè)核心課程，以達(dá)成環(huán)境工程專業(yè)本科生的畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)。

《環(huán)境監(jiān)測(cè)》作為專業(yè)核心課之一，在2016版教學(xué)大綱中主要用以支撐畢業(yè)要求中的“1工程知識(shí)”和“2問(wèn)題分析”兩項(xiàng)，支撐的指標(biāo)點(diǎn)分別為“1.3掌握環(huán)境工程專業(yè)和煤炭開(kāi)采基礎(chǔ)知識(shí)，能夠?qū)⑾嚓P(guān)知識(shí)用于推演和分析環(huán)境工程問(wèn)題”和“2.2能夠運(yùn)用環(huán)境工程基本原理及專業(yè)知識(shí)識(shí)別、判斷和表達(dá)工程技術(shù)問(wèn)題”，由此確定了本課程的四個(gè)課程目標(biāo)：①掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)布點(diǎn)、采樣和樣品保存的基本原則及方法，能夠針對(duì)復(fù)雜工程中的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)和污染源監(jiān)測(cè)等實(shí)際情況進(jìn)行問(wèn)題識(shí)別，制訂和實(shí)施合理的布點(diǎn)采樣及樣品保存方案；②熟悉環(huán)境監(jiān)測(cè)相關(guān)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和監(jiān)測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)，能夠針對(duì)環(huán)境工程實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)分析，具備依據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象特點(diǎn)判斷應(yīng)執(zhí)行何種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的能力；③掌握水體、大氣和土壤等環(huán)境介質(zhì)的常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)及分析測(cè)試原理，能夠針對(duì)實(shí)際工程情況判斷和表達(dá)出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題，選擇正確的預(yù)處理方法和分析測(cè)試方法；④掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)全過(guò)程質(zhì)量控制的原則和方法，能夠系統(tǒng)地分析包括布點(diǎn)-采樣-保存-運(yùn)輸-分析測(cè)試-數(shù)據(jù)處理和表達(dá)過(guò)程中出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題，具備對(duì)監(jiān)測(cè)全過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量控制的能力。

然而，隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展和監(jiān)測(cè)水平的不斷提高，環(huán)境監(jiān)測(cè)的儀器工具也在快速迭代更新中，因此有必要在課程教學(xué)中補(bǔ)充和更新大型分析儀器的相關(guān)內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)《環(huán)境監(jiān)測(cè)》的與時(shí)俱進(jìn)與不斷創(chuàng)新。于是在2020版教學(xué)大綱修訂中，對(duì)課程目標(biāo)進(jìn)行如下修改：原課程目標(biāo)①和②合并為課程目標(biāo)①，用以支撐指標(biāo)點(diǎn)1.3；原課程目標(biāo)③和④合并為課程目標(biāo)②，用以支撐指標(biāo)點(diǎn)2.2；同時(shí)添加課程目標(biāo)③熟悉原子吸收分光光度法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、離子色譜法和氣相色譜法等現(xiàn)代儀器的測(cè)定原理和方法，掌握其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的特點(diǎn)選擇使用合適的分析儀器進(jìn)行分析和計(jì)算，用以支撐畢業(yè)要求“5使用現(xiàn)代工具”和指標(biāo)點(diǎn)“5.2了解常用的現(xiàn)代儀器、工程工具和信息技術(shù)工具的使用原理與方法，并能夠選擇與使用上述工具對(duì)工程問(wèn)題進(jìn)行分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)”。

此外，在2020版教學(xué)大綱中，《環(huán)境監(jiān)測(cè)》課程的開(kāi)課學(xué)期從第五學(xué)期調(diào)整為第四學(xué)期。這一調(diào)整主要是基于《環(huán)境監(jiān)測(cè)》先行基礎(chǔ)課的課程定位，該課程是本科生專業(yè)必修基礎(chǔ)課的“起點(diǎn)”，能讓學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程所必備的基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程所必須的實(shí)驗(yàn)技能，鍛煉學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)工作中不可或缺的科研創(chuàng)新思維。考慮到其他專業(yè)核心必修課開(kāi)課學(xué)期在第五學(xué)期及以后，將《環(huán)境監(jiān)測(cè)》課程調(diào)整至第四學(xué)期是完全合理的，與清華大學(xué)等“雙一流”環(huán)境專業(yè)的《環(huán)境監(jiān)測(cè)》課程設(shè)置也是高度一致的[4]。

2 教學(xué)內(nèi)容的持續(xù)改進(jìn)

與2016版《環(huán)境監(jiān)測(cè)》教學(xué)大綱一致，2020版教學(xué)大綱指定本課程的主要參考教材為奚旦立主編、高等教育出版社出版的《環(huán)境監(jiān)測(cè)》第五版[5]，教學(xué)內(nèi)容主要包括緒論、水和廢水監(jiān)測(cè)、空氣和廢氣監(jiān)測(cè)、固體廢物監(jiān)測(cè)、土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè)、環(huán)境污染生物監(jiān)測(cè)、物理性污染監(jiān)測(cè)、環(huán)境污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)管理和質(zhì)量保證等九個(gè)模塊(章節(jié))，但是每個(gè)模塊的主要內(nèi)容及授課學(xué)時(shí)進(jìn)行適當(dāng)改革和調(diào)整。

首先，為達(dá)成新版大綱中的課程目標(biāo)③，在“水和廢水監(jiān)測(cè)”教學(xué)過(guò)程中，會(huì)在“水樣的物理指標(biāo)、金屬化合物、非金屬無(wú)機(jī)物、有機(jī)污染物、底泥及活性污泥的測(cè)定”授課過(guò)程中，適當(dāng)補(bǔ)充和添加紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜、離子色譜和氣相色譜等現(xiàn)代儀器的測(cè)定原理和方法，通過(guò)課程講授、案例分析、課程研討等教學(xué)方式，不斷開(kāi)拓學(xué)生的專業(yè)視野，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維。對(duì)應(yīng)的，本章節(jié)的授課學(xué)時(shí)從9學(xué)時(shí)增加為10學(xué)時(shí)，而“空氣和廢氣監(jiān)測(cè)”章節(jié)的授課學(xué)時(shí)從8學(xué)時(shí)縮短為7學(xué)時(shí)，總體授課學(xué)時(shí)保持32學(xué)時(shí)不變。此外，“環(huán)境污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)”章節(jié)也將圍繞環(huán)境空氣質(zhì)量連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和地表水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)分析儀器及其集成系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹，以支撐新版教學(xué)大綱課程目標(biāo)③的達(dá)成。

為及時(shí)跟蹤環(huán)境熱點(diǎn)和科研前沿問(wèn)題，“固體廢物監(jiān)測(cè)”和“土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè)”章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容也需要進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。例如，危險(xiǎn)廢物和生活垃圾作為兩類重要的固廢，特別是礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種工業(yè)危險(xiǎn)廢物(如廢礦物油、有機(jī)溶劑廢物、蒸餾殘?jiān)?，將在“固體廢物監(jiān)測(cè)”章節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)介紹，內(nèi)容包括危險(xiǎn)廢物的鑒定方法(急性毒性的初篩試驗(yàn)，易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性、遇水反應(yīng)性的測(cè)試方法及浸出毒性試驗(yàn))和生活垃圾的監(jiān)測(cè)(生活垃圾特性分析、滲濾液分析)。隨著“土十條”的出臺(tái)，國(guó)家對(duì)土壤污染的防治力度和土壤環(huán)境質(zhì)量的改善要求不斷加強(qiáng)，特別是礦山生態(tài)修復(fù)和土地復(fù)墾等內(nèi)容與專業(yè)特色高度相關(guān)。因此，“土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè)”章節(jié)將在介紹土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方案，土壤樣品的采集、加工與管理，土壤樣品的預(yù)處理與污染物測(cè)定等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，就相關(guān)環(huán)境問(wèn)題和科研熱點(diǎn)開(kāi)展課堂研討，以增加所學(xué)內(nèi)容與實(shí)際問(wèn)題的聯(lián)系，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)認(rèn)同感。

3 考核方式的持續(xù)改進(jìn)

在2016版課程教學(xué)大綱中，《環(huán)境監(jiān)測(cè)》的考核方式及占比主要為，期末考試(70%)+平時(shí)作業(yè)(18%)+考勤(6%)+測(cè)試(6%)。不難發(fā)現(xiàn)，課程考核方式較為單一，學(xué)生在課堂的參與度不高，即學(xué)生通過(guò)期末考試的突擊學(xué)習(xí)便可獲得較高的課程分?jǐn)?shù)，無(wú)法體現(xiàn)以學(xué)生為中心、全過(guò)程學(xué)習(xí)的教學(xué)理念。在教學(xué)過(guò)程中，盡管教師會(huì)鼓勵(lì)大家圍繞某個(gè)課題進(jìn)行調(diào)研、PPT展示和分享，但因?yàn)榭己朔绞街袥](méi)有很好地體現(xiàn)這一部分，學(xué)生的參與度和積極性不高，課堂研討沒(méi)能達(dá)到預(yù)期效果。

針對(duì)上述考核過(guò)程中的問(wèn)題，在2020版教學(xué)大綱中，考核方式更加多元化，主要包括期末考試(70%)+平時(shí)作業(yè)(15%)+考勤(5%)+期中測(cè)試(5%)+課堂研討(5%)。首先，考核方式中增加了課堂研討的部分，學(xué)生自愿結(jié)合形成4～6人的學(xué)習(xí)小組，教師在開(kāi)課前結(jié)合環(huán)境熱點(diǎn)和課程重難點(diǎn)確定研討方向，學(xué)生根據(jù)研討方向進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研和組內(nèi)討論確定研討課題，然后以組為單位進(jìn)行課程PPT匯報(bào)與展示，與老師和班級(jí)其他同學(xué)進(jìn)行交流探討，課程匯報(bào)的評(píng)分由教師和各學(xué)習(xí)小組共同完成，以更好地激發(fā)學(xué)生的主人翁意識(shí)和課堂研討的積極性，提高課程學(xué)習(xí)效果。此外，課程將在進(jìn)行一半時(shí)進(jìn)行一次期中測(cè)試，以督促學(xué)生及時(shí)掌握前期所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，養(yǎng)成全過(guò)程學(xué)習(xí)的優(yōu)良習(xí)慣。期中考試題型設(shè)置與期末考試類似，主要包括填空題、簡(jiǎn)答題、判斷題、案例分析題和計(jì)算題等，旨在使學(xué)生熟悉期末考試題型，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決環(huán)境監(jiān)測(cè)問(wèn)題。

4 課程質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)

在修訂專業(yè)培養(yǎng)方案和課程教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，按照組織架構(gòu)和制度文件的相關(guān)規(guī)定，《環(huán)境監(jiān)測(cè)》作為專業(yè)核心課程，需要進(jìn)行課程質(zhì)量評(píng)價(jià)，以實(shí)現(xiàn)課程質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。

《環(huán)境監(jiān)測(cè)》課程質(zhì)量評(píng)價(jià)的具體流程為：在課程結(jié)束后，任課教師收集用于課程評(píng)價(jià)的各項(xiàng)材料，包括教學(xué)準(zhǔn)備材料(教學(xué)大綱、教案)、課程考核材料(作業(yè)、測(cè)試、期末試卷、試卷審查表、課程小結(jié))、教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控記錄(聽(tīng)課記錄、學(xué)生評(píng)教、座談會(huì)記錄)，課程負(fù)責(zé)人審核評(píng)價(jià)材料與課程目標(biāo)的相關(guān)性。在各項(xiàng)材料均相關(guān)的前提下，對(duì)課程目標(biāo)的整體達(dá)成與個(gè)體達(dá)成情況進(jìn)行定量自評(píng)，即將課程考核內(nèi)容、考核環(huán)節(jié)按照課程目標(biāo)進(jìn)行分解和占比統(tǒng)計(jì)，然后將每個(gè)學(xué)生在每個(gè)考核環(huán)節(jié)的得分進(jìn)行計(jì)算和分析，完成個(gè)體對(duì)課程目標(biāo)的達(dá)成情況評(píng)價(jià)，進(jìn)而得到《環(huán)境監(jiān)測(cè)》課程各項(xiàng)課程目標(biāo)的整體平均達(dá)成度，將課程目標(biāo)的達(dá)成情況與往屆學(xué)生的情況進(jìn)行比較，有針對(duì)性地提出改進(jìn)和幫扶措施。在此基礎(chǔ)上，本科教學(xué)工作組采用會(huì)議研討與專家打分相結(jié)合的方法，從教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控環(huán)節(jié)、考核環(huán)節(jié)、課程目標(biāo)達(dá)成情況自評(píng)結(jié)果等四個(gè)維度，對(duì)課程質(zhì)量進(jìn)行定性和定量評(píng)價(jià)，然后根據(jù)四個(gè)維度的權(quán)重和得分進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得出《環(huán)境監(jiān)測(cè)》課程質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)得分。最后，本科教學(xué)工作組根據(jù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，開(kāi)展會(huì)議研討，形成持續(xù)改進(jìn)的建議，不斷提高和完善課程質(zhì)量(詳見(jiàn)圖1)。

圖1 《環(huán)境監(jiān)測(cè)》課程的質(zhì)量評(píng)價(jià)流程

5 結(jié) 語(yǔ)

《環(huán)境監(jiān)測(cè)》是環(huán)境工程專業(yè)的核心必修課，是眾多專業(yè)課程的先行基礎(chǔ)課。本文在環(huán)境工程專業(yè)認(rèn)證的背景下，基于課程教學(xué)大綱的修訂，從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、考核方式、課程質(zhì)量四個(gè)方面，研究和探討了《環(huán)境監(jiān)測(cè)》課程的持續(xù)改進(jìn)：在新版教學(xué)大綱中增設(shè)“了解現(xiàn)代儀器工具”的課程目標(biāo)，用以支撐“使用現(xiàn)代工具“的畢業(yè)要求；根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和環(huán)境前沿?zé)狳c(diǎn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行持續(xù)性補(bǔ)充和更新；對(duì)考核方式進(jìn)行多元化改革，增設(shè)課程研討環(huán)節(jié)，倡導(dǎo)以學(xué)生為中心、全過(guò)程參與的課程理念；將課程質(zhì)量評(píng)價(jià)用于《環(huán)境監(jiān)測(cè)》的持續(xù)改進(jìn)，從而將工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念和舉措落到實(shí)處。