環(huán)境監(jiān)測實驗獨立設課教學改革探索

湯紅妍 徐航 董鐵有

摘要：本文闡述了環(huán)境監(jiān)測實驗教學存在的問題，提出了環(huán)境監(jiān)測實驗獨立設課的必要性，并從實驗內(nèi)容、教學模式和考核方式三個方面分別論述獨立設課的具體內(nèi)容和方式，對于環(huán)境監(jiān)測實驗教學的改革具有一定的參考價值。

關鍵詞：環(huán)境監(jiān)測實驗；獨立設課；教學改革

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1002-4107（2012）02-0030-02

目前，我國大部分綜合院校都設置了環(huán)境類專業(yè)，環(huán)境監(jiān)測課程是環(huán)境類專業(yè)的必修課之一，具有很強的實踐性和實用性，其中實驗教學在該課程的教學中占有非常重要的地位。如何培養(yǎng)學生的實驗技能、動手能力和結(jié)合實際環(huán)境分析問題、解決問題的綜合素質(zhì)能力，是高校工作者需要不斷探索的重要內(nèi)容[1-3]。

一、環(huán)境監(jiān)測實驗教學存在的問題

環(huán)境監(jiān)測是河南科技大學環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)計劃中非常重要的一門專業(yè)基礎課，其實驗教學是依附于理論課程之后進行的。經(jīng)過幾年的教學觀察，實驗教學的效果不夠理想，仍存在諸多問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）實驗課學時少且內(nèi)容陳舊

目前，河南科技大學環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃中環(huán)境監(jiān)測總課時56學時，其中理論課40學時，實驗課16學時。實驗課時較少，安排的實驗項目只有6個，相對比較簡單，以驗證性實驗為主，內(nèi)容不全面，主要是水和大氣方面的監(jiān)測，而其他的如固廢、生物、土壤等內(nèi)容沒有設置相關實驗。

（二）實驗教學模式不夠科學

環(huán)境監(jiān)測實驗課附屬于理論課，其實驗內(nèi)容由任課教師結(jié)合自身的實驗條件從教材上選取，多數(shù)為驗證性實驗，每個實驗一般2—3個學時，實驗之間缺乏連貫性。

由于學時有限，實驗的準備工作由實驗室教師完成，如試劑的配制、監(jiān)測水樣的配制或提取、樣品的預處理、實驗設備性能的檢查、標準曲線的繪制等。由于缺少實驗準備工作，學生缺乏對實驗的整體認識，難以體會準備工作對實驗結(jié)果的影響，對實驗準備工作不予以重視。等到做項目或畢業(yè)論文時，基本的實驗設備不會使用，試劑配制不規(guī)范，幾次重復實驗結(jié)果差別較大，監(jiān)測數(shù)據(jù)不準確。

學生上實驗課時，由指導教師詳細講解實驗的目的、原理、步驟、數(shù)據(jù)處理、實驗設備的操作方法和實驗中可能存在的問題，然后學生按部就班地進行操作。學生在整個實驗過程中很少經(jīng)過思考，只是在機械地重復，對某些實驗現(xiàn)象的產(chǎn)生原因不清楚，實驗數(shù)據(jù)的處理只是機械地套用公式，很少分析公式的來源，對實驗結(jié)果的整體分析缺乏一定的深度，對實踐的指導意義不夠清楚，因此，做過的實驗印象不深刻，需要自己再動手做時，問題百出，不知所措。

（三）實驗教學考核體系不完善

環(huán)境監(jiān)測課程最終成績的考核包括平時成績、考試成績和實驗成績?nèi)糠?，其中實驗成績?0%，比例較小，不足以引起學生的重視。學生在實驗中，一般2—4個人為一組，只有部分學生能在實驗全過程中積極主動參與操作，另一部分學生只是參與實驗操作的一部分，個別學生甚至不動手，實驗結(jié)束后抄同組同學的實驗記錄來應付實驗報告。由于實驗學生多，又無詳細的實驗記錄，指導教師根據(jù)實驗報告評定的實驗成績不能客觀反映學生的表現(xiàn)。

二、環(huán)境監(jiān)測實驗獨立設課的思考與探索

（一）獨立設課的內(nèi)容和方法

自2006年河南科技大學開設環(huán)境監(jiān)測課程以來，已歷經(jīng)5年的教學實踐，雖然也進行過幾次教學大綱、實驗大綱的修改，但實驗教學效果仍不理想。要徹底改變環(huán)境監(jiān)測實驗課的現(xiàn)狀，可將實驗教學從理論教學中完全脫離出來，設立成獨立的一門課程——環(huán)境監(jiān)測實驗課，擁有獨立的學分，建立獨立的考核方式，讓學生先從思想上重視起來。

環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃也要相應修改，減少環(huán)境監(jiān)測課程理論學時，可設為32學時，教學中以引導為主，把教學重點轉(zhuǎn)移到環(huán)境監(jiān)測實驗教學上，而并不是整天學習枯燥的規(guī)范方法。增加實驗學時，可從目前的16學時增加到40學時，學生有更多的時間進行實驗操作，通過大量的實驗操作強化監(jiān)測理論。實驗課程可安排在環(huán)境監(jiān)測理論課程完成后的下一個學期進行，盡可能地延長實驗周期，保證學生實驗時間的充足。

以往的實驗教學中水環(huán)境監(jiān)測方面設置了CODCr、BOD5、SS和NH3-N四個基本指標的測定，且實驗水樣一般是實驗室配制水樣，水樣成分單一，實驗操作非常簡單。而實際的水樣成分復雜，實驗操作程序較多，且具有一定的難度。如BOD5的測定，水樣不同，實驗操作差別很大，水樣是否需要稀釋，稀釋水是否需要接種微生物，采用幾個稀釋倍數(shù)，而需要接種稀釋水的實驗操作是最復雜、難度最大的。

獨立設課后實驗教學的內(nèi)容要進行整體的更新和組合，實驗內(nèi)容可分為以下四大項目。

1.水質(zhì)監(jiān)測：地表水水質(zhì)監(jiān)測，取洛河水水樣，主要監(jiān)測pH值、水溫、DO、COD、BOD5、TN、TP、SS等常規(guī)性指標，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果評價洛河水質(zhì)。采樣時要測量洛河的寬度、深度、水的流速，并確定采樣點的數(shù)目和具體位置；污水處理廠水質(zhì)監(jiān)測，取澗西污水處理廠進、出水口水樣，主要監(jiān)測水量、pH值、水溫、CODCr、SS、BOD5、NH3-N、TN、TP等常規(guī)性指標，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果評價該污水處理廠污水處理工藝的處理效果及出水水質(zhì)達到幾級標準。學生可選做其一，或不同的小組選擇不同水樣。

2.大氣監(jiān)測：校園空氣質(zhì)量監(jiān)測，以河南科技大學校園空氣為監(jiān)測對象，設置幾個采樣點分別采樣，主要監(jiān)測TSP、SO2、NOx三個指標，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果計算ASP，評價校園空氣質(zhì)量等級；室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測，以某新裝修房內(nèi)空氣為監(jiān)測對象，監(jiān)測甲醛、TSP等指標，評價室內(nèi)空氣質(zhì)量。

3.土壤監(jiān)測：土壤中有害成分監(jiān)測，以洛陽郊區(qū)某一耕地土壤為研究對象，合理布置采樣點進行樣品采集，選擇合適方法進行預處理和主要污染成分的監(jiān)測，監(jiān)測指標可選擇毒性大的重金屬元素，此外，當?shù)赝寥来嬖诜廴?，可測氟含量指標。

4.噪聲監(jiān)測：居住區(qū)附近道路交通噪聲監(jiān)測，以市中心某居住區(qū)周邊道路為監(jiān)測地點，監(jiān)測其不同時間噪聲大小，并評價對居民生活的影響程度。

上述幾大塊監(jiān)測內(nèi)容基本涵蓋了環(huán)境監(jiān)測應用最廣泛的幾個方面，學生在實驗中不僅能體會樣品采集和預處理的重要性，掌握各個監(jiān)測指標的具體監(jiān)測分析方法，還要具體分析監(jiān)測哪些指標才能反映問題，怎樣根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進行評價。整個實驗過程的實用性更強、趣味性更強，同時還能讓學生懂得監(jiān)測工作的重要性和嚴謹性，以及對自己監(jiān)測結(jié)果所承擔的責任。

（二）教學模式的變更

1.新的教學模式：經(jīng)過基礎化學實驗的學習，學生已經(jīng)掌握實驗的基本操作規(guī)范，加上教師的輔導，學生可自行根據(jù)實驗目的和要求來獨立完成環(huán)境監(jiān)測實驗的內(nèi)容。獨立設課后實驗教學采用“學生為主、教師為輔”的教學模式，實驗儀器、設備和藥品由教師提供，其他實驗內(nèi)容由學生自己獨立完成。

2.實驗分組方式：實驗內(nèi)容可設置上述四個大項

目，每個項目設置周期為一個月，總共歷時四個月；環(huán)境兩個班級分為四大組，每一大組實驗時間為一周，每兩個人為一小組，每一小組要各自獨立完成所有的監(jiān)測任務。

3.自編實驗講義：指導教師將根據(jù)上述實驗內(nèi)容編制相應的實驗講義，實驗講義將嚴格以國家環(huán)境保護部制定和頒布的環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范和標準為依據(jù)，分為四個章節(jié)進行編制，列出每個實驗項目中樣品的采集、預處理、監(jiān)測分析方法、數(shù)據(jù)處理和實驗中的注意事項等內(nèi)容。

4.開放實驗室：實驗室管理采取開放性政策，不嚴格制定實驗的時間，由學生自行安排，但須在約定的一周內(nèi)完成某個實驗項目的全部內(nèi)容；實驗室開放時間為8:00—21:00，由環(huán)境專業(yè)教師輪流值班，并審核學生的預習情況，解答學生疑問，觀察學生實驗操作情況，并作詳細的實驗記錄，據(jù)此給出實驗操作成績。

5.學生根據(jù)要求先預習某個實驗項目，熟悉實驗目的、原理、實驗步驟，列出實驗方案，并經(jīng)指導教師審核后，獨立完成整個實驗內(nèi)容。

（三）考核方式的變更

獨立設課后，實驗課擁有獨立的學分，學生會從思想上重視起來，在一定程度上避免了“實驗不重要、隨便做做就行”的思想。指導教師要全面了解和掌握學生實驗的整體情況，對學生實驗過程質(zhì)量和實驗結(jié)果質(zhì)量做出及時、客觀、公正的評價，并按照以下四個方面進行考核。

1.實驗預習：了解學生對實驗項目內(nèi)容的熟悉程

度，實驗方案的制訂是否合理，實驗監(jiān)測分析方法的選擇是否科學，并給出預習成績，占總分的20%。

2.樣品采集：對采集后的樣品進行考核，檢查是否根據(jù)監(jiān)測指標的特點采集不同的樣品，需要現(xiàn)場測的指標（如水溫度、pH值）是否漏測；還要詢問采樣位置是否合理，是否按照采樣方案在不同的采樣點位進行采樣，并給出成績，占總分的10%。

3.實驗操作：指導教師深入小組觀察學生是否各自獨立完成操作過程，操作方法是否規(guī)范，實驗現(xiàn)象是否知道原因，并記錄學生實驗情況，給出相應成績，占總分的40%。

4.實驗報告：審查學生實驗報告的完整性，實驗數(shù)據(jù)處理的正確性，實驗結(jié)果的合理性，給出相應成績，占總分的30%。

環(huán)境監(jiān)測實驗獨立設課將有效避免傳統(tǒng)環(huán)境實驗教學中出現(xiàn)的弊端，啟發(fā)學生的學習興趣，提高學生的監(jiān)測技術水平，使學生在以后的工作中游刃有余。指導教師作為學生的領路人，也要不斷提高專業(yè)知識水平和業(yè)務能力，緊跟環(huán)境監(jiān)測技術水平的發(fā)展，逐步更新完善環(huán)境監(jiān)測實驗教學體系。

參考文獻：

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