面向非環(huán)境類學(xué)生的環(huán)境監(jiān)測(cè)開放實(shí)驗(yàn)

肖 玫 張 琳 胡將軍

面向非環(huán)境類學(xué)生的環(huán)境監(jiān)測(cè)開放實(shí)驗(yàn)

肖 玫 張 琳 胡將軍

（武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，武漢 430079）

為充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要作用，面向非環(huán)境類專業(yè)的學(xué)生開展環(huán)境監(jiān)測(cè)開放實(shí)驗(yàn)。通過(guò)開放實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在跨學(xué)科的學(xué)習(xí)中，拓寬知識(shí)基礎(chǔ)，掌握一種環(huán)境污染物的監(jiān)測(cè)技術(shù)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，建立良好的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，從而加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

綜合素質(zhì)；開放實(shí)驗(yàn)；環(huán)境；監(jiān)測(cè)

武漢大學(xué)以培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)、科技和社會(huì)發(fā)展需要的厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強(qiáng)能力的，特別是具有創(chuàng)造、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)精神和能力的復(fù)合型人才作為人才培養(yǎng)的目標(biāo)，形成了獨(dú)具特色的“三創(chuàng)教育”模式體系［1］。在這種模式下，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。正如周濟(jì)部長(zhǎng)指出的：知識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，能力來(lái)自于實(shí)踐，素質(zhì)更需要在實(shí)踐中養(yǎng)成，各種實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力尤其重要［2］。由此可見，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在推進(jìn)素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面發(fā)揮著重要作用［3］。我們以環(huán)境科學(xué)與工程湖北省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心為依托，充分利用中心已有的資源，結(jié)合環(huán)境科學(xué)實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，組織申報(bào)了《武漢大學(xué)2012－2013學(xué)年度本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目》。該項(xiàng)目以“武漢大學(xué)校園湖泊、大氣、噪聲監(jiān)測(cè)的研究”為主題，主要面向非環(huán)境類專業(yè)的低年級(jí)本科生，使學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)之外，有機(jī)會(huì)涉獵更多不同學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，在跨學(xué)科的學(xué)習(xí)中，拓寬知識(shí)基礎(chǔ)，增強(qiáng)適應(yīng)能力。本文主要介紹其中的一個(gè)項(xiàng)目－大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的情況。

1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇

近年來(lái)，我校在大學(xué)生中開設(shè)了一系列環(huán)境類的通識(shí)課程，這些課程的開設(shè)對(duì)于大學(xué)生全面認(rèn)識(shí)人類面臨的環(huán)境危機(jī)，激發(fā)他們的環(huán)保意識(shí)，增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境的責(zé)任感、使命感起到了積極的作用。但這些課程都是以理論學(xué)習(xí)為主的，沒(méi)有涉及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。有相當(dāng)一部分學(xué)生，他們除了希望得到相關(guān)的理論知識(shí)外，還渴望能有機(jī)會(huì)進(jìn)一步獲得實(shí)驗(yàn)操作方面的鍛煉。因此，在通識(shí)課層面上的開放實(shí)驗(yàn)，能很好地滿足學(xué)生的需求。一方面，我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解和我們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容，明確空氣質(zhì)量指數(shù)的確切含義［4］，知道這些數(shù)據(jù)是通過(guò)什么方法獲取的；另一方面，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生學(xué)會(huì)一種環(huán)境污染物的監(jiān)測(cè)技術(shù)，包括采樣點(diǎn)的選取，樣品的采集、處理，數(shù)據(jù)的分析等一系列過(guò)程，訓(xùn)練實(shí)際動(dòng)手能力，提高綜合素質(zhì)。由于項(xiàng)目主要是針對(duì)低年級(jí)非環(huán)境類專業(yè)的學(xué)生，他們的專業(yè)背景不同，所具備的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能差異很大，如何使參與實(shí)驗(yàn)的同學(xué)既能通過(guò)開放實(shí)驗(yàn)有所收獲，又不至于過(guò)多的依賴專業(yè)技能；成為確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必須考慮的因素。

開放實(shí)驗(yàn)題目的確定，決定學(xué)生是否能受到良好的訓(xùn)練［5］。為了使開放實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)“以學(xué)生為本”的教育理念，選擇一個(gè)能引起學(xué)生興趣，激發(fā)參與熱情，又具有實(shí)際意義的項(xiàng)目是十分必要的。我們以身邊的環(huán)境問(wèn)題為切入點(diǎn)，很快將目標(biāo)集中在近期頻繁出現(xiàn)的熱門話題“霧霾天氣”上，顯然，空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)無(wú)疑是極具吸引力的。在眾多的指標(biāo)中，我們根據(jù)多年來(lái)開設(shè)環(huán)境監(jiān)測(cè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，考慮到現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室資源，最終中選定了“空氣中總懸浮顆粒的測(cè)定”做為開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2 實(shí)驗(yàn)的組織與準(zhǔn)備

首先，通過(guò)學(xué)院的信息平臺(tái)將開放實(shí)驗(yàn)的對(duì)象、目的、內(nèi)容、要求、人數(shù)等向?qū)W生發(fā)布，并通過(guò)網(wǎng)上報(bào)名的方式征集參與人員。消息一經(jīng)發(fā)出，學(xué)生的參與熱情非常高，很快就達(dá)到了計(jì)劃的人數(shù)。學(xué)生分別來(lái)自物理、化學(xué)、電子信息、口腔醫(yī)學(xué)、生物、地理信息系統(tǒng)、土地資源管理等學(xué)科。由于所有的實(shí)驗(yàn)都安排在課余時(shí)間進(jìn)行，而學(xué)生來(lái)自不同的院系和年級(jí)，課余時(shí)間不盡相同，采取常規(guī)的統(tǒng)一時(shí)間、集中安排的方法顯然是不現(xiàn)實(shí)的。于是，我們將參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生按照課余時(shí)間一致的原則分成若干個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，每組3～4名學(xué)生。實(shí)驗(yàn)室全天候開放，學(xué)生可以靈活的選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間，分批進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣既不影響學(xué)生正常的學(xué)習(xí)計(jì)劃，又可以獲取不同時(shí)間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，更全面地掌握大氣污染的整體情況。

為了便于及時(shí)和學(xué)生溝通，我們專門建立了一個(gè)由參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生和教師組成的QQ群，大家在群里對(duì)涉及實(shí)驗(yàn)的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行充分的交流。開始階段，教師在初步了解學(xué)生的學(xué)科背景的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地選擇了數(shù)篇專業(yè)文獻(xiàn)要求學(xué)生自學(xué)，其目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)大氣污染的基本概念、常用的監(jiān)測(cè)方法、相關(guān)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及防治對(duì)策等［6－11］。要求學(xué)生關(guān)注全國(guó)，特別是武漢市的天氣預(yù)報(bào)和空氣質(zhì)量報(bào)告，及時(shí)了解空氣質(zhì)量狀態(tài)。同時(shí)，提出有關(guān)的問(wèn)題，如本地區(qū)的大氣污染物主要有哪些？來(lái)源如何？它們有哪些危害？TSP、PM10、PM2.5之間的關(guān)系如何？引導(dǎo)學(xué)生查閱資料，自己尋求答案。對(duì)于難以理解的問(wèn)題，師生在QQ群里展開廣泛的討論，氣氛十分活躍。在討論中，學(xué)生反應(yīng)最為集中的問(wèn)題是大氣采樣器的使用方法，于是我們專門針對(duì)這個(gè)儀器制作一個(gè)詳細(xì)的課件，全面介紹儀器的結(jié)構(gòu)、性能、使用方法，使學(xué)生提前有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，在實(shí)際采樣時(shí)能較快地掌握操作要領(lǐng)。經(jīng)過(guò)上述階段的準(zhǔn)備，學(xué)生對(duì)相關(guān)的知識(shí)有了比較系統(tǒng)的了解，為下一步現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的開展打下了基礎(chǔ)。

3 實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施

第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們組織全體學(xué)生進(jìn)行了一次集中現(xiàn)場(chǎng)講解。使學(xué)生熟悉各實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，指導(dǎo)布置采樣點(diǎn)并正確安裝設(shè)備，讓每一位學(xué)生完整地練習(xí)一次儀器操作，掌握采樣的基本過(guò)程和要領(lǐng)。

3.1 總懸浮顆粒物的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)參照《GB T 15432－1995》進(jìn)行。在常規(guī)實(shí)驗(yàn)課中，受學(xué)時(shí)的限制，前期準(zhǔn)備工作由教師完成；而在開放實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有了學(xué)時(shí)的制約，學(xué)生有了更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，整個(gè)過(guò)程均由學(xué)生自己完成，從采樣的前期準(zhǔn)備—濾膜的預(yù)處理采樣、收樣及測(cè)定，一個(gè)周期下來(lái)，學(xué)生至少要來(lái)實(shí)驗(yàn)室四次，非常辛苦，特別是對(duì)遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)室所在校區(qū)的學(xué)生更是如此。使開放實(shí)驗(yàn)不僅是一個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程更是一個(gè)意志和品質(zhì)的鍛煉過(guò)程。

3.2 撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告

在完成了幾次監(jiān)測(cè)任務(wù)后，我們要求學(xué)生以一篇類似科研論文的格式獨(dú)立提交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這對(duì)大學(xué)低年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是有一定的難度的，但對(duì)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力卻是十分必要的。因此，我們從加強(qiáng)引導(dǎo)入手，一方面要求學(xué)生多看文獻(xiàn)，從中學(xué)習(xí)科學(xué)論文的寫作方法。另一方面給學(xué)生提供一個(gè)基本思路，要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：概述（有關(guān)概念、大氣污染的現(xiàn)狀、監(jiān)測(cè)的意義、常用的方法等）、實(shí)驗(yàn)方法與步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論。其中的討論部分是重點(diǎn)，希望學(xué)生結(jié)合自己的專業(yè)進(jìn)行分析論述。最后，我們特別強(qiáng)調(diào)每個(gè)學(xué)生都必須對(duì)這個(gè)過(guò)程有一個(gè)全面的總結(jié)，包括有何收獲？存在那些問(wèn)題？對(duì)今后繼續(xù)開展此類活動(dòng)有何建議等。從學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告看，學(xué)生基本上都能很好地完成，少數(shù)同學(xué)的報(bào)告十分完整，除了基本內(nèi)容外，還給出了摘要、關(guān)鍵詞、參考文獻(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

面向大學(xué)低年級(jí)非環(huán)境類學(xué)生開展環(huán)境監(jiān)測(cè)開放實(shí)驗(yàn)，對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一次新的嘗試。在整個(gè)活動(dòng)中，學(xué)校主管部門高度重視，不僅制定了一套專門的管理辦法，組織專家對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)行可行性論證，提供一定的經(jīng)費(fèi)作為項(xiàng)目支持，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目的跟蹤。作為開放實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施單位，我們積極利用現(xiàn)有的資源，緊密聯(lián)系當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行選題。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師積極引導(dǎo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)動(dòng)手能力和科學(xué)素養(yǎng)。開放實(shí)驗(yàn)促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，學(xué)生成為了最大的受益者，這將成為我們實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)十分重要的組成部分，我們深深體會(huì)到：

1）開放實(shí)驗(yàn)是全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的良好平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力。正如參與實(shí)驗(yàn)學(xué)生所說(shuō)的：“開始，大家對(duì)實(shí)驗(yàn)都不了解，從查閱文獻(xiàn)到相互交流，從一個(gè)完全不相干的專業(yè)到初步涉入大氣總懸浮顆粒物測(cè)定.在老師的帶動(dòng)下，我們順利的完成了實(shí)驗(yàn)。”；“這次實(shí)驗(yàn)讓我們走出了教室，走進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，放下了課本，拿起了儀器，它給了我們一個(gè)全面鍛煉自己的機(jī)會(huì)。”

2）開放實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度的重要方法?！斑@次實(shí)驗(yàn)老師以一個(gè)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)者的角度來(lái)要求我們，我懂得了實(shí)驗(yàn)是需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法和習(xí)慣的”；“在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中我深深地感受到，既然是實(shí)驗(yàn)就要要求自己一絲不茍地去對(duì)待”。從學(xué)生的這些切身體會(huì)中，不難看出他們的收獲。

3）開放實(shí)驗(yàn)是加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)的有效手段。通過(guò)實(shí)驗(yàn)中的分工與合作，使學(xué)生能夠體驗(yàn)到在工作中協(xié)作精神的重要性。學(xué)生感嘆到：“參加了實(shí)驗(yàn)，就要始終如一的負(fù)起責(zé)任來(lái)，同時(shí)又要與其他組員密切配合，團(tuán)隊(duì)密切的配合在這種合作的實(shí)驗(yàn)中是尤其重要的?！?/p>

4）開放實(shí)驗(yàn)是加深學(xué)生對(duì)環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，促使他們自覺(jué)養(yǎng)成保護(hù)環(huán)境的行為的最佳途徑?！皩?shí)驗(yàn)讓我實(shí)質(zhì)性地感受到了空氣污染，當(dāng)取下濾膜，看到濾膜上黑乎乎的灰塵時(shí)，覺(jué)得挺吃驚、挺震撼的?！痹谟辛巳绱松羁痰母行哉J(rèn)識(shí)后，他們發(fā)出了這樣的感嘆：“從實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)中看到了空氣污染的嚴(yán)重性以及實(shí)施治理防護(hù)措施的必要性。我們要樹立起環(huán)保意識(shí)，并將其付諸行動(dòng)，從身邊做起，從小事做起，從自己做起，這樣環(huán)境問(wèn)題的改善和解決才會(huì)指日可待?！?/p>

當(dāng)看到學(xué)生通過(guò)開放實(shí)驗(yàn)?zāi)苡腥绱耸斋@時(shí)，我們從內(nèi)心感到十分的欣慰。在此，我們借用學(xué)生的一段感言作為我們對(duì)今后工作的展望，“作為一個(gè)全校范圍拓展同學(xué)們知識(shí)面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以針對(duì)不同的需求開設(shè)更多方面的實(shí)驗(yàn)，不僅能讓同學(xué)們得到更多的知識(shí)，還能培養(yǎng)我們的責(zé)任意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。”

［1］羅儒國(guó).“三創(chuàng)教育”模式的探索與展望——以武漢大學(xué)為例［J］.黑龍江高教研究，2012（6）：20－23.

［2］周濟(jì).實(shí)施“質(zhì)量工程”，貫徹“2號(hào)文件”，全面提高高等教育質(zhì)量［J］.中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2007（3）：4－8.

［3］趙玉華，王紅.實(shí)驗(yàn)室在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的作用［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010，8（2）：181－183.

［4］HJ 633－2012環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）［S］.

［5］張愛英.認(rèn)真實(shí)施開放實(shí)驗(yàn)努力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2004，21（2）：5－8.

［6］莊馬展，吳宇光，周志林，等.空氣中總懸浮顆粒物的三種測(cè)定方法比較［J］.環(huán)境化學(xué)，2000，19（2）：170－175.

［7］GB/T 15432－1995環(huán)境空氣總懸浮顆粒物的測(cè)定重量法［S］.

［8］閆修花，邵理瑾.連續(xù)監(jiān)測(cè)中影響總懸浮顆粒物監(jiān)測(cè)質(zhì)量的因素［J］.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2002，14（6）：35.

［9］胡敏，唐倩，彭劍飛，等.我國(guó)大氣顆粒物來(lái)源及特征分析［J］.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2011（5）：15－19.

［10］尹振東.氣象條件對(duì)可吸入顆粒物濃度的影響［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2005，30（3）：46－47.

［11］徐映如，王丹俠，張建文，等.PM10和PM2.5危害、治理及標(biāo)準(zhǔn)體系的概況［J］.職業(yè)與健康，2013，29（1）：117－118.

Open Experiments of Environment M onitoring to Non-environmental Science Students

XIAO Mei，ZHANG Lin，HU Jiangjun
（School of Resource and Environmental Science，Wuhan University，Wuhan 430079，China）

In order to fully develop the role of experiment teaching demonstration center in the experiment teaching，we carried outexperiments of environmentmonitoring for non－environmental science students.Through these open experiments，students could：a）broaden knowledge base，b）master themonitoring technology of given environmental pollutants，c）cultivate the rigorous scientific attitude，and d）establish good team consciousness.By implementing the above mentioned measures，we strengthen the environmental protection awareness and enhance the comprehensive quality of students.

comprehensive quality；open experiment；environmental；monitoring

G423.06；G647.1；X830

A

10.3969/j.issn.1672－4550.2014.05.034

2014－02－26

武漢大學(xué)2012－2013學(xué)年度本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開放實(shí)驗(yàn)基金資助項(xiàng)目；武漢大學(xué)資環(huán)學(xué)院課程體系改革基金資助項(xiàng)目。

肖 玫（1963－），女，高級(jí)工程師，主要從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理。