環(huán)境監(jiān)測(cè)課程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)改革研究

王小敏， 馮圣東， 楊志新， 劉樹(shù)慶

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北 保定 071001）

環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境科學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科，是學(xué)生掌握了環(huán)境學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、分析化學(xué)、儀器分析等基礎(chǔ)知識(shí)后必修的一門(mén)綜合性、實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課［1，2］。該課程目標(biāo)是使學(xué)生掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本理論和基本知識(shí)，以污染物為主線掌握從布點(diǎn)、采樣、樣品保存及前處理到選擇科學(xué)的分析測(cè)試方法和數(shù)據(jù)處理及分析的環(huán)境監(jiān)測(cè)全過(guò)程，使學(xué)生具備從事監(jiān)測(cè)工作的基本能力及素質(zhì)。如何通過(guò)本課程的教學(xué)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力并較快地適應(yīng)畢業(yè)后的工作，是實(shí)踐性教學(xué)工作中一直探討的重要熱點(diǎn)問(wèn)題。

此外，隨著科技進(jìn)步，市場(chǎng)對(duì)人才實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的要求日益提高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)則成為了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基本手段。如何培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的人才是目前高等教育改革的主要目標(biāo)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)之一。目前多所高校在環(huán)境監(jiān)測(cè)課程教學(xué)改革方面做了大量工作，如拓展教學(xué)內(nèi)容、豐富教學(xué)手段等，但在完善學(xué)生成績(jī)考核體系方面涉及較少。筆者針對(duì)河北農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境監(jiān)測(cè)教學(xué)過(guò)程中存在的實(shí)際問(wèn)題，從授課學(xué)時(shí)、教學(xué)內(nèi)容、手段及課程考核方式等方面對(duì)河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院本科生課程《環(huán)境監(jiān)測(cè)》的教學(xué)改革進(jìn)行探索，旨在提高教學(xué)質(zhì)量并培養(yǎng)出具有較高綜合素質(zhì)的環(huán)境人才。

一、《環(huán)境監(jiān)測(cè)》教學(xué)改革的必要性

目前運(yùn)行的的環(huán)境監(jiān)測(cè)教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及運(yùn)行管理等方面都存在不同程度的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

1．環(huán)境監(jiān)測(cè)是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的課程，涉及的知識(shí)面廣、專業(yè)基礎(chǔ)課程多。目前的教學(xué)學(xué)時(shí)是由16學(xué)時(shí)的理論講授和64學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)操作構(gòu)成。為完成教學(xué)計(jì)劃，教學(xué)學(xué)時(shí)安排極為緊張，教學(xué)效果無(wú)法達(dá)到預(yù)期目的。

2．目前的教學(xué)模式是：在教學(xué)計(jì)劃指定的時(shí)間內(nèi)開(kāi)設(shè)所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生按照教材中已有的實(shí)驗(yàn)步驟做實(shí)驗(yàn)、寫(xiě)報(bào)告，而自己無(wú)需動(dòng)腦設(shè)計(jì)和安排實(shí)驗(yàn)，學(xué)生僅僅是實(shí)驗(yàn)方案的執(zhí)行者。雖然學(xué)生基本掌握了實(shí)驗(yàn)操作方法，動(dòng)手能力也有了一定鍛煉，但這種教學(xué)模式易造成學(xué)生循規(guī)蹈矩，主動(dòng)性及創(chuàng)造性較差，不利于思維能力、綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，可能在畢業(yè)后的工作過(guò)程中表現(xiàn)出無(wú)法獨(dú)立解決問(wèn)題的現(xiàn)象，使學(xué)生難以很快融入工作崗位。

3．環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證性試驗(yàn)）、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，而河北農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境監(jiān)測(cè)教學(xué)現(xiàn)狀僅停留在以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的階段，與全國(guó)其他高校環(huán)境類專業(yè)類似，設(shè)置了針對(duì)水、氣、噪聲、土壤、生物等要素的典型性代表性污染物的監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，缺乏綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這種現(xiàn)狀既難以鍛煉學(xué)生獨(dú)立承擔(dān)具體監(jiān)測(cè)工作的能力，又不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，距學(xué)校專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)方案的要求還有一定差距。同時(shí)，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)和方法不斷發(fā)展變化，環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器也在不斷更新，教學(xué)內(nèi)容必須不斷隨之更新。

4．在教學(xué)手段上，現(xiàn)行理論教學(xué)以PPT教學(xué)為主，對(duì)于沒(méi)有實(shí)驗(yàn)條件的實(shí)驗(yàn)，缺乏動(dòng)畫(huà)及影像資料等形式的教學(xué)手段。

5．環(huán)境監(jiān)測(cè)課的教學(xué)運(yùn)行管理也并不完善，如考核體系不夠科學(xué)，課程考核內(nèi)容由傳統(tǒng)的預(yù)習(xí)、理論考試、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及考勤等幾部分組成，從現(xiàn)有指標(biāo)體系尚不能體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力，也不利于激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣及學(xué)習(xí)積極性，需進(jìn)一步完善學(xué)生成績(jī)的考核指標(biāo)體系。

綜合上述問(wèn)題，遵循創(chuàng)新、開(kāi)放與綜合的改革原則和目標(biāo)，筆者擬對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)課程進(jìn)行教學(xué)改革，以發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，從而適應(yīng)我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)環(huán)境人才的需求。

二、《環(huán)境監(jiān)測(cè)》教學(xué)改革措施

1．調(diào)整《環(huán)境監(jiān)測(cè)》授課內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配 目前，教學(xué)學(xué)時(shí)是由16學(xué)時(shí)的理論講授和64學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)操作組成，且實(shí)驗(yàn)設(shè)置以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為主。通過(guò)16學(xué)時(shí)的理論講授，學(xué)生了解了環(huán)境監(jiān)測(cè)基本理論知識(shí)，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)全過(guò)程有了基本認(rèn)識(shí)?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)操作要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)行操作。該項(xiàng)任務(wù)鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，但由于該種模式是以教師詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)步驟之后學(xué)生按教科書(shū)照方抓藥，缺乏創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，無(wú)法發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，也忽視了團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)，故需調(diào)整學(xué)時(shí)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。具體調(diào)整方案為：保持理論授課學(xué)時(shí)16學(xué)時(shí)不變，將原基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)64學(xué)時(shí)改為48學(xué)時(shí)，由12個(gè)針對(duì)不同環(huán)境要素的代表性指標(biāo)的監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)組成。每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目4學(xué)時(shí)，使學(xué)生具備了實(shí)驗(yàn)操作基本能力和基本技能。在此基礎(chǔ)上，增加1周的綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。

綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃針對(duì)大氣和水兩個(gè)環(huán)境要素進(jìn)行。大氣環(huán)境綜合性實(shí)驗(yàn)定位于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)校園的大氣環(huán)境污染監(jiān)測(cè)，要求學(xué)生對(duì)東、西校區(qū)大氣環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，學(xué)生結(jié)成3人小組，每個(gè)小組先查閱資料，獨(dú)立完成監(jiān)測(cè)指標(biāo)的確定、校園采樣點(diǎn)的布設(shè)、樣品的采集保存及分析、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析等。水環(huán)境綜合性實(shí)驗(yàn)定位于保定府河的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，要求每個(gè)小組獨(dú)立完成確定水質(zhì)指標(biāo)、監(jiān)測(cè)斷面選擇、水樣保存及測(cè)定等工作。各組完成上述工作后，任課老師召集各組學(xué)生進(jìn)行討論，請(qǐng)每組代表發(fā)言，講述各自實(shí)驗(yàn)方案，并互相交流經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)任課老師指導(dǎo)修訂形成可行的試驗(yàn)方案。如果各組方案有交叉性內(nèi)容，把交叉性實(shí)驗(yàn)用品歸納列表，各組共同負(fù)責(zé)準(zhǔn)備，使資源共享，避免實(shí)驗(yàn)用品浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，任課教師隨時(shí)了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題啟發(fā)誘導(dǎo)，共同提出解決方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要求各小組對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)，采用科學(xué)方法對(duì)兩校區(qū)大氣環(huán)境和府河水環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，繪制環(huán)境質(zhì)量分布圖。通過(guò)綜合性實(shí)驗(yàn)鞏固了學(xué)生在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)中所學(xué)到的基本實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)，更重要的是激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)造力，提高了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，同時(shí)也提高了分析解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，并把所學(xué)的基本理論知識(shí)和操作技術(shù)系統(tǒng)地貫穿起來(lái)用于實(shí)際工作中，從而為畢業(yè)后參加工作打下堅(jiān)實(shí)的理論及實(shí)踐基礎(chǔ)［3－5］。

2．改進(jìn)《環(huán)境監(jiān)測(cè)》教學(xué)手段及方法 監(jiān)測(cè)手段主要包括化學(xué)分析、儀器分析法、生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)、遙感技術(shù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)等。分析化學(xué)中分析方法原理一般沒(méi)有太大變化，而各種現(xiàn)代的更精確的分析儀器卻在不斷出現(xiàn)。由于經(jīng)費(fèi)限制等因素的影響，實(shí)驗(yàn)室只有一些傳統(tǒng)的分析儀器，如紫外分光光度計(jì)、原子吸收分光光度計(jì)、氣象色譜儀等，實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上現(xiàn)代儀器的研發(fā)速度。只有通過(guò)了解新型監(jiān)測(cè)技術(shù)、生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)、遙感技術(shù)，學(xué)生才能掌握監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，也才能在未來(lái)發(fā)展的領(lǐng)域中去思考和探索。倘若向?qū)W生逐一介紹各種新型監(jiān)測(cè)技術(shù)，則需要準(zhǔn)備大量的資料，而通過(guò)動(dòng)畫(huà)仿真等資料教學(xué)完全可以生動(dòng)直觀的演示這些儀器的工作原理及測(cè)試過(guò)程，從而通過(guò)較為簡(jiǎn)便快捷的途徑拓展了學(xué)生的監(jiān)測(cè)知識(shí)［6，7］。

此外，還可以組織學(xué)生到環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)進(jìn)行實(shí)地參觀，目地是使學(xué)生對(duì)監(jiān)測(cè)工作產(chǎn)生直觀的認(rèn)識(shí)，了解到自己所學(xué)知識(shí)是跟實(shí)踐相結(jié)合的，從而提高了學(xué)習(xí)該課程的積極性。還可邀請(qǐng)監(jiān)測(cè)站經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員前來(lái)為學(xué)生講授操作規(guī)范、數(shù)據(jù)處理及匯總等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)做事、踏實(shí)做人的良好品德，形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

鼓勵(lì)學(xué)生參與環(huán)境科學(xué)研究工作也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效手段。如果實(shí)驗(yàn)室條件允許，可以考慮對(duì)高年級(jí)學(xué)生開(kāi)放，學(xué)生可根據(jù)自身興趣獨(dú)立選題、獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立操作提升個(gè)人綜合素質(zhì)［8，9］。

3．完善《環(huán)境監(jiān)測(cè)》課程成績(jī)考核指標(biāo)體系 實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的掌握，考核除了要體現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的掌握外，更重要的是要反映出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)施能力以及對(duì)現(xiàn)象結(jié)果分析等環(huán)節(jié)上的綜合素質(zhì)，成績(jī)?cè)u(píng)定對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度具有導(dǎo)向作用，同時(shí)它也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，因此必須全面客觀地對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測(cè)課程對(duì)學(xué)生成績(jī)的考核體系主要由預(yù)習(xí)、理論考試（期末試卷）、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及考勤等幾部分組成，并且這些考核指標(biāo)基本由個(gè)體獨(dú)立完成。因此，該體系主要考核了學(xué)生們對(duì)基本知識(shí)的掌握和對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作技能的熟練程度，尚不能通過(guò)該體系評(píng)價(jià)學(xué)生的創(chuàng)新能力差異，也無(wú)法體現(xiàn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)之間的團(tuán)結(jié)合作精神。鑒于此，環(huán)境監(jiān)測(cè)課將在原有指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，增加綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能力指標(biāo)和團(tuán)隊(duì)合作指標(biāo)。綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能力指標(biāo)由綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)分析能力組成，而團(tuán)隊(duì)合作指標(biāo)則由小組成員完成的實(shí)驗(yàn)作品來(lái)決定。實(shí)驗(yàn)分析能力主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及過(guò)程的分析上。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一般情況下實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有誤差，甚至出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的任何問(wèn)題或現(xiàn)象，能否應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，這就反映了學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力。團(tuán)隊(duì)合作指標(biāo)具體地講，小組成員通過(guò)分工協(xié)作將小組的實(shí)驗(yàn)方案制定、實(shí)施過(guò)程及最終的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果以PPT形式展示出來(lái)，這體現(xiàn)的是小組團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)作品。通過(guò)PPT可以反映出學(xué)生創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作及協(xié)調(diào)工作能力、表述能力等綜合素質(zhì)，若能科學(xué)合理的對(duì)學(xué)生綜合能力進(jìn)行考核，對(duì)表現(xiàn)突出的小組和組員進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋頁(yè)P(yáng)和加分，從成績(jī)上鼓勵(lì)學(xué)生深入思考、獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題分析并解決問(wèn)題的能力［6］，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)將具有積極的推動(dòng)作用。

另外，現(xiàn)有的綜合成績(jī)?cè)u(píng)估往往是由任課老師主觀確定各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重。這樣主觀確定權(quán)重的做法，既在理論上缺乏科學(xué)性，使學(xué)生對(duì)綜合成績(jī)的認(rèn)可度也降低；在實(shí)踐上也往往會(huì)挫傷學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性，甚至產(chǎn)生負(fù)面效果。 因此，該教學(xué)改革中，不僅增加了新的指標(biāo)屬性，而且還建議采用科學(xué)的層次分析法來(lái)確定不同指標(biāo)的權(quán)重，使學(xué)生的綜合成績(jī)更合理。改進(jìn)評(píng)價(jià)指標(biāo)和權(quán)重確定方法的綜合成績(jī)能充分反映學(xué)生在環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中的綜合素質(zhì)與能力。完善的考核體系不僅增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)樂(lè)趣，也激發(fā)了學(xué)習(xí)的熱情。

三、結(jié)論

1．在實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)及內(nèi)容上，在保證學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)操作技能的前提下，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)由64學(xué)時(shí)減少為48學(xué)時(shí)，增加1周綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，使得教師地位由“教”向“導(dǎo)”的轉(zhuǎn)變，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)真正建立在學(xué)生主動(dòng)探索的基礎(chǔ)上。

2．在授課方式及手段上，建議采用靈活多樣的教學(xué)方法，加強(qiáng)動(dòng)畫(huà)、仿真等模擬和演示實(shí)驗(yàn)，活躍課堂氣氛，增加教學(xué)效果。

3．在課程成績(jī)考核指標(biāo)體系上，增加了創(chuàng)新能力指標(biāo)和團(tuán)隊(duì)合作指標(biāo)，完善了成績(jī)考核指標(biāo)體系，提出了采用層次分析法科學(xué)確定指標(biāo)權(quán)重，使綜合成績(jī)真正體現(xiàn)出學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力。

［1］奚旦立，孫裕生，劉秀英．環(huán)境監(jiān)測(cè)［M］．北京：高等教育出版社，2004．

［2］蔣欣，聶麥茜．環(huán)境監(jiān)測(cè)課程綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方式及內(nèi)容改革實(shí)踐［J］．高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2006（3）：18－20．

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［4］張琳．環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究［J］．高等理科教育，2004（5）：94－97．

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［9］溫淑瑤．本科生《環(huán)境監(jiān)測(cè)》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的初步嘗試［J］．實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2007（5）：34－36．