工程認證背景下環境監測課程改革與實踐

于英翠 馬愛生 梁東麗

摘? 要：工程認證背景下，教育教學應堅持以學生中心、產出為導向、持續改進的核心要求，對環境監測課程進行了改革與探索。文章采用啟發滲透式教學、交錯學習法、案例教學討論和線上線下相結合的教學手段，探索并建立了“理論教學—實驗教學—實踐教學—創新實踐”模塊結構的教學框架。在實踐環節中針對不同監測類型，逐步建立和擴展教學實踐基地，采取“理論－實驗－實踐”三管齊下教學模式，將技能培訓與監測評價項目相結合，強調學校與企業、教學與生產、教學與科研的結合，在提高學生專業技能培訓的同時，注重綜合素質和專業素養的培養，凸顯研究型大學人才培養的特色，提高學生的綜合競爭實力。

關鍵詞：工程認證；環境監測；課程改革

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）05-0185-04

隨著經濟快速發展、生態文明建設的大力推進，環境工程類專業得到了快速發展，工程認證背景下，堅持以學生中心、產出導向、持續改進等核心要求，要求高校培養具有實踐能力、創新能力、國際競爭力的高素質復合型環保人才［1-4］。

環境監測作為環境科學的一個重要分支學科，監測對象內容非常廣泛，從水體、空氣到土壤介質中污染因子，以及對相關生物、生態影響；從點源污染到面源污染的監測，甚至更廣泛的全區域、全球性監測，它是環境類專業的一門核心專業課程［5-6］。學生需在規定的學時內，掌握環境監測知識點并在工程實踐中進行應用，關注前沿熱點，了解行業趨勢。如今，專業教育與素質教育并舉，如何使人才滿足用人單位的崗位需求，是傳統的環境監測課程教學方法面臨的問題和挑戰。如何建立適合于工程認證背景下的環境監測體系，真正做到理論和實踐并重？學校應讓學生通過實踐掌握、應用和提高環境監測的理論，通過理論系統了解環境監測體系及其最新前沿，滿足新形勢對環境監測人才的需求，促進人才全面健康發展。

一、傳統教學面臨的問題及挑戰

（一）原有的教學內容不能滿足工程認證需要

原有的環境監測體系偏重三廢（水、氣、固廢）污染物的監測，而對土壤、生物監測方面相對都薄弱，對生態監測考慮更少，再加上環境問題復雜化、污染的多元化和毒害效應的復合化，因此對環境監測技術、方法的發展都提出了新的要求，使環境監測教學能更好地滿足環境問題發展以及專業工程認證的需要，進而更好地為環境污染控制、環境規劃管理和環境科學研究服務，是新的環境背景下對監測課程提出的新的要求［7］。

（二）教學條件與教學現狀要求不符

監測新技術、新方法的不斷更新，也要求課程組加強對教師的培養，不斷提高教師的科研和教學水平，對包括儀器設備條件等實踐平臺進行建設和改善。

（三）實踐教學與理論和實際需求脫節

監測課程是一門實踐性非常強的課程，只有把課堂的理論充分應用到實際操作中，才能做到對理論的深化和提升，掌握監測的技術，真正為研究和生產實際服務。打破課程的框架，增加學生對知識和技能的應用能力是監測實際對監測課程提出的要求。

（四）教學組織形式和教學方式與學習興趣不協調

理論講授因為偏重方法的原理和操作細節，比較枯燥，教師應通過改進教學方法，讓學生自覺參與到教學實踐中來，通過自主學習建立完整的課程體系，注重建立課程間的聯系，真正讓學生感受到學有所用，提高他們自主學習的積極性。

二、工程認證背景下環境監測課程的改革與實踐

（一）完善、更新教學方法及手段，優化教學過程

傳統的教學模式以教師為主導，學生參與度不高，形成了知識本位的教學觀念。工程認證背景下側重以學生為中心、產出為導向，對教學內容、教學方法、教學手段等方面進行持續改進。

1. 采用啟發滲透式教學，培養學生思維能力

教師在授課過程中，運用啟發滲透式教學方法，將授課內容進行分解切割，分為重點、難點、疑點、興趣點。在師生互動過程中，教師應隨時提出與監測內容相關的問題，讓學生討論思考并提出解決方案。例如，空氣中氮氧化物監測，一般采用鹽酸萘乙二胺分光光度法進行比色測定，那么該方法的原理是什么？氮氧化物濃度還和哪些物質的物理化學性質相關？通過啟發滲透引出原電池庫侖法。然后對兩種方法進行對比：比色法原理是偶合顯色，庫倫法實質是氧化還原反應電流和二氧化氮濃度成正比。教師應通過改進教學方法，幫助學生理解各種監測方法本質，突破重點難點，獲得較好的教學效果。

2. 采用交錯學習法，把理論講授與實驗技能培養緊密結合起來

在監測課程講授過程中，根據不同監測對象的特點，將理論和實驗交錯進行。例如在水質監測部分，主要涉及廢水酸堿度、氨氮、總磷、生化需氧量（BOD）等，采用先講清楚方法原理，后進行實驗操作的方式進行驗證。在土壤監測部分，常規監測項目土壤、陽離子交換量，有機質的測定，也采用先理論后實驗的方式。對于土壤中重金屬，農藥等需要利用氣相色譜法、液相色譜等大型儀器等進行測定的項目，先進行實驗，后進行理論補充。實驗中教師應對照儀器，講清儀器原理、結構、測定方法以及數據處理過程中的誤差分析等等，結合實驗內容進一步進行理論學習，加深學生理解。

3. 案例教學法，注重綜合應用能力培養

眾所周知，環境監測具有實踐性強的特點，不同部分結合相關案例進行總結性實踐教學，將理論知識落實到實踐當中，使所學知識在實際應用中得到驗證和升華，激發了學生的學習興趣，培養學生充分利用互聯網資源，查閱文獻，分析問題和解決問題的能力［8］。在講授土壤監測的布點原則及采樣方法后，對楊凌區內工業區、農田區、居住區等區域，讓學生設置采樣點，并進行討論；講述空氣質量監測部分的知識后，與學生一起探討如何對某工業區空氣質量狀況進行監測，根據采樣點布設原則和方法，該如何布設監測點。除此之外，帶領學生到環境監測部門見習參觀實際案例，配合開展大咖講座，請校外相關專家講工程案例及實際應用，雙管齊下，將理論和工程案例有機結合，最后引導學生撰寫實習報告，提高學生調研、查閱相關文獻及工程實踐能力。

4. 線上線下混合式教學模式，提高教學效果

工程認證背景下，傳統的授課模式難以滿足環境類專業創新型人才培養的迫切需求。高校應探索線上線下相結合的教學模式，充分發揮二者教學方式優點，提高教學效果。線上教學模式沒有空間的限制，彌補了傳統環境監測課程教學和實驗教學上的不足，與課堂教學互補，只要教師和學生時間允許，可隨時上課極大的優勢。互聯網又具有存儲性和交互性的特點，提供了大量教學平臺以及虛擬仿真軟件。虛擬仿真教學作為一種典型線上學習模式，是環境監測學科發展不可替代的技術手段。尤其是在難以現場開展實驗和實習課程的情況下，通過虛擬仿真技術構建了一種高度虛擬現實的實驗教學環境，在虛擬仿真實驗過程中，學生在實驗過程中可以設置實驗場景，配置標準試劑，調節儀器參數，進行結果測定等等，極大地激發學生的學習興趣和實踐動手能力。針對樣品處理過程操作復雜，危險試劑多，周期長，在樣品測定過程中需要的儀器原理抽象，構造復雜等具體問題，通常在講授過程中難以描述清楚，但是虛擬仿真實驗可以完美地解決這些問題，將抽象的理論、復雜的操作可視化，將復雜的構造進行分解，使學生更容易理解。線上線下混合教學模式，充分發揮了線上資源的優勢，結合教室、實驗室傳統教學模式，構建不同層次、多個模塊、線上線下相互結合的科學教學體系。通過幾年的探索，環境監測教學團隊將環境監測課程打造成了省級資源精品共享課程，對外分享［9-10］。

（二）強化實踐鍛煉，進入“產、學、研”基地實習

實踐教學是環境科學類專業的生命線，通過該課程學生可以了解社會、了解自己所學知識的社會應用價值，豐富自身知識結構，鍛煉他們綜合運用知識解決問題的能力，實踐教學是培養學生能力必需的第二課堂［11-12］。充分挖掘不同類型的教學實習基地：楊凌工業園區新希望飼料廠，楊凌區環境監測中心、楊凌污水處理廠等配合實驗和實習。學生通過參加實踐基地的參觀見習，強化理論與社會需求、教學與生產、教學與科研的結合，增強學生實踐動手能力［13-14］。學生在不同的實習單位，針對每個單位的相關監測重點，進行參觀和討論。例如污水處理廠的常規水質監測指標，監測站重點關注空氣質量的監測，飼料廠重視粉塵污染的治理，學生也可以采集樣品，帶回學校實驗室進行檢測，加深實習的實踐效果。教師可鼓勵學生加入自己的科研課題，對感興趣的方向進行深入研究，為將來從事相關科研工作奠定基礎。這類教學實踐發揮“產、學、研”基地的作用，提高了資源綜合利用率，明確了學生的專業認知和定位。

（三）以創新實驗為平臺，注重素質和能力培養的結合

針對學生環境監測實驗及其他課程中發現的一些新問題，鼓勵并幫助他們積極進行全國大學生創新項目的申報，將所學到的理論知識與實際相結合，運用環境監測的手段進行研究。充分利用實驗中心的科研資源，接收優秀本科生提前進入實驗室進行科學研究，使有基礎、有能力、有意愿的同學接受高層次教育。在項目執行過程中通過解決實際問題，鍛煉學生與人溝通交流、直面現實、解決問題的能力，提高他們的綜合素質，培養他們的科研能力和素質，激發他們的科研熱情。在參加科技創新項目的近50名學生中，先后有人30選擇進行深造。

（四）積極支持科技社團活動，樹立環境保護的責任感和使命感

西北農林科技大學“義務環保協會”成立于2001年11月，以資源環境學院為依托，本著“開展環保實踐，喚醒綠色意識”的宗旨，通過舉辦環境監測、環保主題宣傳、實地考察、專題講座等各種宣傳與實踐活動，爭取在校園營造出濃厚的環保氛圍，提高學生們的環保意識。

自社團成立以來，環境監測課程組的教師們都大力支持學生在實踐活動中利用所學知識，解決身邊的環境問題。學校義務環保協會倡導，由大學生組成的綠色營率先在陜西省發起“大學生保護陜西母親河——渭河”行動，以后連續八年社團都利用暑假進行渭河考察和環保宣傳活動，在活動過程中如遇到技術屏障本梯隊教師都積極結合環境化學理論為本科生科技社團活動提供技術支持和空間、儀器條件支持。任課教師為該社團成員進行環境前沿知識講座，補充理論知識的不足，激發學生學習熱情，使學生在實踐參與活動的同時，逐漸樹立起對未來環境保護責任感和使命感。

（五）做好社會服務工作，為相關企業單位提供技術指導

自2007年楊凌監測站成立至今，一直承擔該站在監測方法的驗證、數據的審核、自動監測站的選點等方面的技術支持，并幫助進行人員培訓和解決實際工作中遇到的問題。因為建立了這種聯系，學生可以利用業余時間和節假日到監測站工作，一方面解決了監測站編制有限、人員不足的問題，保證了監測站在起步階段的順利運行，另一方面也使得他們把自己的所學與實際工作結合起來，較早地接觸、了解社會，學會與人打交道，為他們最終找到與專業相關滿意的工作奠定了基礎。

三、結論

在長期的教學實踐中，堅持以學生為中心、以創新能力和綜合素質培養為主線。本研究探索并建立了“理論教學—實驗教學—實踐教學—創新實踐”模塊結構的教學框架。采用啟發滲透式教學，培養學生思維能力；采用講、做交錯學習法，把理論講授與實驗技能培養緊密結合起來；采用案例教學和討論，注重綜合應用能力培養；采用線上線下相結合的教學手段，講授方式生動，加強師生互動；注意拓展學生的知識面，穿插相關基礎理論和專業知識講授，提升學生的想象空間，把課程講授與學科發展前沿結合起來，以幫助學生了解學科進展，在掌握監測測定的基本技能的同時，將技能培訓與實際監測評價項目相結合，在實踐環節中針對不同監測類型，逐步建立和擴展教學實踐基地。

采取“理論－實驗－實踐”三管齊下教學模式，技能培訓與監測評價項目相結合，強調學校與企業、教學與生產、教學與科研的結合，在實踐環節中，注重學生獨立分析問題、解決問題、與人合作的能力，培養他們并且培養了他們嚴謹的科學態度和實事求是的工作作風。與理論課相結合，形成了“理論講授—實驗—實習—研究”的創新教學模式，在提高學生專業技能培訓的同時，注重綜合素質和專業素養的培養，凸顯研究型大學人才培養的特色，提高學生的綜合競爭實力。

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（責任編輯：淳潔）