基于卓越工程師培養(yǎng)的環(huán)境工程實(shí)踐教學(xué)研究

繆恒鋒 黃振興 阮文權(quán) 李秀芬 王中華

（江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122）

基于卓越工程師培養(yǎng)的環(huán)境工程實(shí)踐教學(xué)研究

繆恒鋒 黃振興 阮文權(quán) 李秀芬 王中華

（江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122）

基于卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的要求，以環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程為例進(jìn)行了實(shí)踐教學(xué)的研究和改革。針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)課程的現(xiàn)狀總結(jié)了目前存在的矛盾，就實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)設(shè)置、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和教學(xué)方式等問(wèn)題闡述了環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)踐課程建設(shè)與教學(xué)改革的必要性。并在此基礎(chǔ)上，提出了針對(duì)卓越工程師培養(yǎng)能力要求下的教學(xué)改革措施。

環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；卓越工程師

環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科的重要組成部分，亦是目前面向高等院校環(huán)境類專業(yè)學(xué)生所開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)主干或者平臺(tái)課程。而環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)作為該課程的實(shí)踐類教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于學(xué)生實(shí)際操作和動(dòng)手能力的提高、數(shù)據(jù)整理和分析能力的強(qiáng)化起著重要的作用。同時(shí)，該課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和實(shí)用性，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也具有積極意義?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計(jì)劃”是我國(guó)基于現(xiàn)階段自身發(fā)展特點(diǎn)提出的重大改革項(xiàng)目，其目標(biāo)主要在于：面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才、調(diào)整人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、推動(dòng)教育教學(xué)改革、增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)能力[1]。因此，改革和創(chuàng)新高校的實(shí)踐類課程，有針對(duì)性地制定適合社會(huì)發(fā)展需要的卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)出具有很強(qiáng)工程崗位適應(yīng)能力的卓越環(huán)境工程師，是亟待解決的問(wèn)題和研究的重點(diǎn)。

本文以環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程為例，通過(guò)分析社會(huì)對(duì)環(huán)境工程專業(yè)的需求、環(huán)境監(jiān)測(cè)理論計(jì)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)特征，總結(jié)目前環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，提出基于卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)的改革措施。

1 現(xiàn)狀與問(wèn)題

1.1 實(shí)驗(yàn)課程課的時(shí)設(shè)置問(wèn)題

我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多參照《環(huán)境監(jiān)測(cè)》教材，教學(xué)目的仍以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主要目的，本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是從屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)課程的。因此，在環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)安排上面，很多高校安排為32～36課時(shí)（1.5～2個(gè)學(xué)分）[2-4]。而這樣的課時(shí)設(shè)置對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)課程相對(duì)全面的內(nèi)容（水體、大氣、土壤、固廢、生物、噪聲及輻射），顯得課時(shí)設(shè)置過(guò)短，實(shí)驗(yàn)過(guò)程太過(guò)于目的性和形式性，缺少了應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng)過(guò)程。比如：由于課時(shí)設(shè)置過(guò)短，實(shí)驗(yàn)前許多的準(zhǔn)備工作（方案制定、試劑配制和設(shè)備調(diào)試等）往往都是由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師來(lái)完成，而學(xué)生只能機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)規(guī)定的試驗(yàn)方法和程序[3]。

1.2 實(shí)驗(yàn)課程的項(xiàng)目設(shè)置問(wèn)題

環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)主要是解決對(duì)水體、大氣、土壤、固廢、生物、噪聲和輻射等不同介質(zhì)中監(jiān)測(cè)過(guò)程的布點(diǎn)、采樣、樣品保存、分析方法、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析等實(shí)際問(wèn)題。然而目前的多數(shù)高校在對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程的項(xiàng)目設(shè)置過(guò)程中，通常局限于本學(xué)科教學(xué)平臺(tái)硬件配置，通常以化學(xué)分析為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)器皿和設(shè)備，對(duì)簡(jiǎn)單的幾種污染物進(jìn)行檢測(cè)分析（比如化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH4+-N）、總磷（TP）、氟化物等（F-）），和目前快速發(fā)展并廣泛應(yīng)用的儀器分析差距較大。另外實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目的設(shè)置往往受到各高校對(duì)于環(huán)境學(xué)科方向的發(fā)展偏好的影響，項(xiàng)目設(shè)置大都集中在某一種或者幾種研究方向，具有很大的片面性，項(xiàng)目設(shè)置缺乏系統(tǒng)性。比如：大多數(shù)學(xué)校的環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)在水污染控制方面研究比較突出，因此環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的設(shè)置基本集中在水體污染物的分析，而大氣、固廢相關(guān)的污染物分析就相對(duì)很少。

1.3 實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)方式問(wèn)題

目前的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課大多數(shù)仍然采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法，多數(shù)實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）仍然以老師先詳細(xì)講授，然后學(xué)生再機(jī)械地進(jìn)行操作、填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式。綜合性、設(shè)計(jì)性和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)受到實(shí)驗(yàn)課時(shí)和實(shí)驗(yàn)條件的限制，較少開(kāi)設(shè)或根本沒(méi)有開(kāi)設(shè)。這樣，環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程幾乎就成為了基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析技術(shù)課程等大學(xué)基礎(chǔ)課程的簡(jiǎn)單重復(fù)，沒(méi)有能夠突出環(huán)境專業(yè)課程的特點(diǎn)，也難以達(dá)到卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的要求。環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)包括現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、監(jiān)測(cè)方案制定、優(yōu)化布點(diǎn)、樣品采集、運(yùn)輸保存、分析測(cè)試、數(shù)據(jù)處理和綜合評(píng)價(jià)等一系列專業(yè)過(guò)程，目前的教學(xué)方式只是抓住了“點(diǎn)”，而忽略了“面”。

綜上所述，在現(xiàn)行的教育條件和形式下，目前的環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在諸多問(wèn)題，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行教學(xué)改革、探索與創(chuàng)新嘗試，是提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)符合卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的綜合型、研究型、創(chuàng)新型復(fù)合環(huán)境專業(yè)人才的必要環(huán)節(jié)[5]。

2 實(shí)踐教學(xué)的改革措施

2.1 增加實(shí)踐性

為了能夠保證學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中能夠充分地發(fā)揮主觀能動(dòng)性，需要最大限度地提高教學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐性。首先，讓學(xué)生分組各自配置藥品，親自動(dòng)手去查詢藥品、稱量、定量，這樣不僅提高了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性，也提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。其次，盡可能地讓每一個(gè)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作，掌握實(shí)驗(yàn)方法，體會(huì)到每個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟和需要規(guī)避的錯(cuò)誤。最后，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器及監(jiān)測(cè)手段，鼓勵(lì)學(xué)生能夠自主選取測(cè)定方法，對(duì)監(jiān)測(cè)得出的結(jié)果結(jié)合實(shí)際進(jìn)行合理詳細(xì)的分析。通過(guò)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)踐性的增加，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

2.2 強(qiáng)化綜合能力

傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式通常由教學(xué)老師給學(xué)生布設(shè)好采樣點(diǎn)，選擇好評(píng)價(jià)指標(biāo)，采樣及測(cè)定方法等。這種方式忽略了學(xué)生在環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)綜合能力的培養(yǎng)。本文建議：首先，學(xué)生進(jìn)行對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查制定環(huán)境監(jiān)測(cè)方案，合理進(jìn)行功能區(qū)劃分，確定合理的采樣點(diǎn)，依據(jù)污染源，選取合理的評(píng)價(jià)因子；其次，學(xué)生自主確定樣品采集、運(yùn)輸、保存等一列過(guò)程，讓學(xué)生學(xué)以致用，把學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到具體的實(shí)踐當(dāng)中；最后，學(xué)生根據(jù)采集的數(shù)據(jù)運(yùn)用環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法原理對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生采用Excel、SPSS和Origin等數(shù)據(jù)分析方法寫(xiě)出評(píng)價(jià)報(bào)告。

2.3 提高方法的前沿性與先進(jìn)性

結(jié)合目前環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展的前言，充分依托本科實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)，積極與學(xué)院公共資源平臺(tái)的合作，逐步提高儀器分析在環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目中的比重，保持課程內(nèi)容的先進(jìn)性以及與目前行業(yè)發(fā)展的一致性。開(kāi)展基于大型分析測(cè)試儀器為手段的演示型項(xiàng)目。讓學(xué)生充分了解高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（HPLC-MS）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）、離子色譜（IC）、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-AES）、原子吸收光譜（AAS）、總有機(jī)碳分析（TOC）等儀器分析的原理、操作和注意事項(xiàng)，突出其在水和大氣等污染物定性和定量的綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究。使學(xué)生能夠在保證基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分析和造作的前提下，進(jìn)一步和本領(lǐng)域研究和應(yīng)用前沿接軌，達(dá)到了卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

2.4 完善實(shí)踐教學(xué)的考核機(jī)制

傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程的考核方式主要以平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī) 2項(xiàng)作為課程考核的方式。其中，平時(shí)成績(jī)主要考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)出勤率、遵守實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性等；期末成績(jī)主要以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)，考核其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、報(bào)告的完整性等。實(shí)驗(yàn)課程考核成績(jī)?cè)O(shè)置是否合理直接影響成績(jī)的公平性以及學(xué)生學(xué)生的積極性。在以上課程改革的基礎(chǔ)上，增加考核學(xué)生對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)方案設(shè)置的合理性、實(shí)踐教學(xué)中監(jiān)測(cè)過(guò)程的規(guī)范性、演示型教學(xué)項(xiàng)目中學(xué)生對(duì)方法和操作理解的深入程度以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告體現(xiàn)出的數(shù)據(jù)分析的綜合性等。避免學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的抄襲現(xiàn)象，使成績(jī)能夠確實(shí)反應(yīng)學(xué)生在課程中學(xué)到的知識(shí)和掌握的能力。

3 結(jié)論

環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程是環(huán)境相關(guān)專業(yè)的一門重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是涉及化學(xué)分析、儀器分析、物理分析、生物測(cè)試等內(nèi)容的具有實(shí)踐性、應(yīng)用性、綜合性的課程。為適應(yīng)卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的要求，必須在課程實(shí)踐中強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合分析能力和解決問(wèn)題能力，鼓勵(lì)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、充分運(yùn)用所學(xué)基本知識(shí)，全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)。實(shí)踐表明，以能力培養(yǎng)為核心的環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建立提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，對(duì)實(shí)現(xiàn)卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)起著至關(guān)重要的作用。

[1] 中華人民共和國(guó)教育部. 國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年) [EB/OL].http://www.moe.gov.cn/publicfiles, 2010-07-29.

[2] 王元紅.環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].中國(guó)職工教育, 2013,(4):133-134.

[3] 王利軍.環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索[J].教育教學(xué)論壇,2012,(24):187-189.

[4] 王詩(shī)生,盛廣宏,戴波,等.環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式的改革與實(shí)踐[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2012,(5): 115-116.

[5] 牛顯春,周建敏,陳梅芹.卓越工程師培養(yǎng)下的環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)踐教學(xué)研究[J].廣東化工,2011,(8):183,174.

Research about practical teaching of environmental monitoring for excellent engineer training

According to the requirements of the outstanding engineers plans, investigation and reform were carried out based on the course of Experiment of Environmental Monitoring. Firstly, the current situation and problems of the course were concluded. Secondly, the necessity of teaching reform was analyzed from the perspective of experimental class arrangement, experimental items design and teaching methods. Finally, teaching reform measures were presented according to the training of outstanding engineers.

Experiment of environmental monitoring; teaching reform; outsanding engineers

G64...

A....

1008-1151(2015)08-0131-02

2015-07-10

江南大學(xué)2013年教學(xué)改革研究項(xiàng)目（JGB2013119）。

繆恒鋒（1980－），男，江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院博士，研究方向?yàn)榄h(huán)境化學(xué)，水污染控制。

阮文權(quán)，供職于江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院。