“現(xiàn)代環(huán)境分析技術(shù)”教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

吳 纓， 劉盛萍

(合肥學(xué)院 a.化學(xué)與材料工程系;b.生物與環(huán)境工程系，合肥 230601)

?

“現(xiàn)代環(huán)境分析技術(shù)”教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

吳 纓a， 劉盛萍b

(合肥學(xué)院 a.化學(xué)與材料工程系;b.生物與環(huán)境工程系，合肥 230601)

“現(xiàn)代環(huán)境分析技術(shù)”是環(huán)境工程碩士專業(yè)研究生必修課程。針對課程的特點(diǎn)和教學(xué)中面臨的一些難題，從授課內(nèi)容、授課方式、學(xué)生能力培養(yǎng)等多方面進(jìn)行了改革與探索。實(shí)踐表明，這些做法有助于學(xué)生在有限學(xué)時(shí)內(nèi)掌握環(huán)境監(jiān)測的理論與技術(shù)，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。

“環(huán)境分析技術(shù)”；研究生教育；教學(xué)改革

2009年，我國全面啟動了全日制工程碩士專業(yè)學(xué)位教育工作，[1]與傳統(tǒng)的注重科學(xué)研究和原始創(chuàng)新能力的科學(xué)碩士培養(yǎng)不同，工程專業(yè)學(xué)位碩士的培養(yǎng)更注重具有良好的職業(yè)素養(yǎng)和解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。合肥學(xué)院的工程碩士研究生教育，屬于服務(wù)國家特殊需求人才培養(yǎng)項(xiàng)目——環(huán)境工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)試點(diǎn)單位，[2]自2012年招生以來，一直把提高工程碩士研究生教育培養(yǎng)質(zhì)量作為首要任務(wù)。其培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)思想觀念新、工程實(shí)踐能力強(qiáng)，掌握固體廢物處理工程領(lǐng)域的基本理論、先進(jìn)技術(shù)方法，具有獨(dú)立從事固體廢物處理領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新、研究設(shè)計(jì)、污染防治與綜合利用的高層次工程技術(shù)和項(xiàng)目管理人才。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境惡化、資源匱乏、能源危機(jī)等一系列人與環(huán)境之間的矛盾愈加突出，為了社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，環(huán)境工程專業(yè)人才對自然資源合理利用、清潔生產(chǎn)、廢物資源化與能源化、污染防治、環(huán)境保護(hù)和質(zhì)量改善等提供了強(qiáng)有力的支撐，只有掌握該領(lǐng)域扎實(shí)的基礎(chǔ)知識和系統(tǒng)的專業(yè)知識，才能成為一名合格工程技術(shù)人員或工程管理者。

“現(xiàn)代環(huán)境分析技術(shù)”是環(huán)境工程學(xué)科必修專業(yè)學(xué)位課，是一門具有綜合性、實(shí)踐性、時(shí)代性和創(chuàng)新性的理論與方法課程，是學(xué)習(xí)后續(xù)課程“環(huán)境規(guī)劃與管理”“城市生活垃圾管理”“環(huán)境評價(jià)的理論和方法”等的基礎(chǔ)，也是畢業(yè)論文環(huán)節(jié)必不可少的研究方法之一。自2012年開始，已經(jīng)連續(xù)開設(shè)四年。在每次正式授課前，對每一屆新生的專業(yè)知識背景都進(jìn)行了調(diào)查和分析，如2014級24位學(xué)生，本科階段具有化學(xué)知識背景的學(xué)生9人，占37.5%，本科沒有學(xué)習(xí)大學(xué)化學(xué)的學(xué)生15人，占62.5%，甚至有幾位從高中時(shí)期就遠(yuǎn)離了化學(xué)。由此可見，我校生源差異較大，個(gè)別學(xué)生基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱；另外，來自不同高校的學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量也有一些差別，學(xué)生的接受能力也參差不齊。得到合肥學(xué)院研究生教學(xué)研究項(xiàng)目的資助，我們對該課程的授課內(nèi)容、授課方式、學(xué)生能力培養(yǎng)等方面進(jìn)行了積極的探索與改革，全方位、多角度促進(jìn)學(xué)生對所授課程知識的掌握，以培養(yǎng)掌握環(huán)境專業(yè)領(lǐng)域堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論和寬廣的專業(yè)知識，具有較強(qiáng)的解決實(shí)際問題的能力，具有良好的職業(yè)素養(yǎng)的應(yīng)用型環(huán)境人才，滿足社會和國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展對高層次人才之需。[3]

1 調(diào)整和優(yōu)化授課內(nèi)容

培養(yǎng)高水平的工程應(yīng)用創(chuàng)新型人才，是工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的重點(diǎn)任務(wù)之一。全日制工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生課程體系在其培養(yǎng)方案中處于核心地位，課程教學(xué)是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的中介和橋梁。[4]課程設(shè)置堅(jiān)持應(yīng)用導(dǎo)向，突出個(gè)性化培養(yǎng)，又體現(xiàn)知識的廣度和深度，使全日制工程碩士研究生具有扎實(shí)的文化素養(yǎng)和合理的知識結(jié)構(gòu)。

“現(xiàn)代環(huán)境分析技術(shù)”課程理論講授安排24學(xué)時(shí)。主要講授大氣、水體、土壤、噪聲、固體廢棄物等主要污染物的監(jiān)測分析技術(shù)方法，需要分析化學(xué)、儀器分析、有機(jī)化學(xué)、環(huán)境保護(hù)概論等作為預(yù)備知識。在非常有限的學(xué)時(shí)內(nèi)達(dá)到“能夠基本掌握現(xiàn)代環(huán)境分析技術(shù)的科學(xué)原理和技術(shù)關(guān)鍵、各類監(jiān)測方法的特點(diǎn)及適用范圍等一系列理論與技術(shù)問題”教學(xué)目標(biāo)，無論對授課教師還是學(xué)生，都是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。顯然，按照常規(guī)的授課方法是不可能完成教學(xué)任務(wù)、達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的。

經(jīng)過反復(fù)調(diào)研、論證與商討，我們對授課內(nèi)容重新安排和調(diào)整，強(qiáng)化監(jiān)測方法的原理講授，如水和廢水監(jiān)測、大氣和廢氣監(jiān)測、固體廢物監(jiān)測等內(nèi)容，弱化有關(guān)物理污染監(jiān)測、生物監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測、遙感監(jiān)測等理論教學(xué)，力爭既傳授新鮮內(nèi)容，又復(fù)習(xí)既往知識；既關(guān)注基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，也提升基礎(chǔ)較好的學(xué)生。對個(gè)別完全沒有專業(yè)知識基礎(chǔ)的學(xué)生，在正式授課前就指定自學(xué)內(nèi)容，督促他們旁聽本科生的相關(guān)課程。對學(xué)有余力的學(xué)生，推薦課外學(xué)習(xí)材料，加深理解，拓寬視野。

2 綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法

目前，應(yīng)用型碩士人才培養(yǎng)的教學(xué)法研究仍處于嘗試起步階段。應(yīng)用型人才在未來工作中所要接觸的認(rèn)識對象，多的是來自于第一線的未經(jīng)加工的實(shí)際事物，故而在教學(xué)方法的選用上，應(yīng)更多的偏重與著力于能對應(yīng)用型人才能力進(jìn)行提升培養(yǎng)的教學(xué)方法，[5]在教學(xué)方法上應(yīng)充分喚醒和發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)過程中的主體性意識，從“教師教—學(xué)生學(xué)”的模式逐步向“教師—教學(xué)生學(xué)”轉(zhuǎn)化，由過去被動地接受知識向主動去提高能力轉(zhuǎn)變。

合肥學(xué)院研究生在入校后第一項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)是為期兩周專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)，這種親臨現(xiàn)場觀摩學(xué)習(xí)的專業(yè)體驗(yàn)，為啟發(fā)式、討論式等教學(xué)模式的運(yùn)用提供了良好的前提條件。比如，涉及教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的水、氣、土壤三類污染監(jiān)測的基本原理、方法要求等，教師盡可能從多角度闡述，配合視頻、動畫等多媒體教學(xué)手段，要求學(xué)生們踴躍參與討論，把感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。 又如，選擇“巢湖水質(zhì)分析”作為案例教學(xué)法的實(shí)例，讓學(xué)生們以設(shè)計(jì)者和實(shí)施者的角色，把環(huán)境監(jiān)測的基本原理和方法運(yùn)用在環(huán)境分析評價(jià)和環(huán)境保護(hù)中。

現(xiàn)代環(huán)境分析技術(shù)是環(huán)境科學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科，通過對影響環(huán)境質(zhì)量因素的代表值的準(zhǔn)確、及時(shí)測定，為污染的控制與治理、環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃等提供科學(xué)依據(jù)。作為環(huán)境保護(hù)工作的重要基礎(chǔ)和有效手段，它在一線是如何運(yùn)作的，我們邀請合肥市環(huán)境監(jiān)測中心站專家開設(shè)專題講座“合肥環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢”，詳細(xì)介紹其技術(shù)監(jiān)督管理職能，合肥市環(huán)境監(jiān)測技術(shù)水平，了解監(jiān)測方案的制訂方法及監(jiān)測過程質(zhì)量保證，環(huán)境監(jiān)測如何為環(huán)境管理提供服務(wù)；同時(shí)用實(shí)例介紹環(huán)境自動監(jiān)測、生物監(jiān)測、遙感遙測等最新環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、環(huán)境監(jiān)測的最新進(jìn)展如信息化、網(wǎng)絡(luò)化概念、應(yīng)急監(jiān)測……校外有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)老師的介紹和面對面的交流，使學(xué)生們對課程內(nèi)容有了深層次的理解和掌握。

3 培養(yǎng)學(xué)生獲取知識與信息的能力

在“工程碩士專業(yè)學(xué)位基本要求”中，獲取知識能力位列第一，[6]工程碩士生在校學(xué)習(xí)的知識是有限的，因而不斷獲取新信息、自主更新知識、進(jìn)行終身學(xué)習(xí)是一種很重要的能力。工程人才職業(yè)生涯的發(fā)展需要這種能力，以適應(yīng)工程技術(shù)的發(fā)展變化、解決多變的問題、面臨不同的挑戰(zhàn)?！笆谌艘贼~不如授人以漁”，在教學(xué)過程中要有目的引導(dǎo)學(xué)生通過課堂、網(wǎng)絡(luò)、實(shí)踐和交流等方式增強(qiáng)自身獲取知識、信息的能力，不斷優(yōu)化自己知識結(jié)構(gòu)的能力，使他們將來更好地熟練地利用所掌握的知識、理論、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，形成解決實(shí)際問題的能力。

現(xiàn)在的研究生絕大多數(shù)是應(yīng)屆本科畢業(yè)生直接考取的，學(xué)習(xí)方法不能適應(yīng)新的學(xué)習(xí)任務(wù)要求，仍過多依賴指定教材或參考書、不會記筆記的現(xiàn)象依然存在，要在學(xué)習(xí)方法上加以引導(dǎo)。為了幫助研究生克服學(xué)習(xí)中的畏難情緒，針對他們的學(xué)科背景不同，以及化學(xué)基礎(chǔ)參差不齊等實(shí)際情況，組成學(xué)習(xí)小組，交流學(xué)習(xí)心得，開展互幫互學(xué)，共同進(jìn)步。

調(diào)整后的“現(xiàn)代環(huán)境分析技術(shù)”把各環(huán)境要素的監(jiān)測理論與技術(shù)問題作為重點(diǎn)講解內(nèi)容，為了展示其在環(huán)境工程領(lǐng)域工作中的廣泛應(yīng)用，要求學(xué)生們依據(jù)教學(xué)要求，課后自主學(xué)習(xí)，每人自行查閱、研讀文獻(xiàn)，小組討論，并制作成ppt在全班匯報(bào)交流，教師逐一點(diǎn)評，答疑解惑。每位學(xué)生的理解及表述將計(jì)入平時(shí)成績。

例如，苯并[a]芘為一種突變原和致癌物質(zhì)，存在于煤焦油中，而煤焦油可見于汽車廢氣(尤其是柴油引擎)、煙草與木材燃燒產(chǎn)生的煙以及炭烤食物中，有關(guān)它的監(jiān)測方法，學(xué)生經(jīng)過調(diào)閱文獻(xiàn)，歸納實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測方法如下。

監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)來源類別高效液相色譜法GB13198-91水質(zhì)高效液相色譜法GB/T15439-95空氣質(zhì)量高效液相色譜法HJ/T40-1999固定污染源排氣氣相色譜法《固體廢棄物試驗(yàn)分析評價(jià)手冊》固體廢棄物氣相色譜法《空氣中有害物質(zhì)的測定方法》(第二版)空氣熒光光度法GB/T5009.27-1996食品

此舉拓展和強(qiáng)化了學(xué)生對“環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)”的認(rèn)識，如《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095—2012)、《生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749—85)、《食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB7104—94)等。這些標(biāo)準(zhǔn)中明確表明了不同環(huán)境中對有害物質(zhì)苯并[a]芘的控制濃度。

4 注重強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用知識的能力

專業(yè)學(xué)位研究生教育是培養(yǎng)應(yīng)用型高級工程技術(shù)與管理人才。作為專業(yè)實(shí)踐性很強(qiáng)的一門學(xué)位課，除了在理解各種監(jiān)測方法的特點(diǎn)及適用范圍等一系列理論與技術(shù)問題，更重要的是具備監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取、整理和評價(jià)等工作的能力，進(jìn)而達(dá)到學(xué)生具有綜合應(yīng)用多種方法處理環(huán)境監(jiān)測實(shí)踐問題的能力。

正確的監(jiān)測分析概念及其相應(yīng)的現(xiàn)代技術(shù)，是環(huán)境類碩士研究生解決一線環(huán)境問題的必備基礎(chǔ)。環(huán)境類專業(yè)學(xué)生通常在本科階段都學(xué)習(xí)了“環(huán)境監(jiān)測”課程，并實(shí)踐了應(yīng)用范圍廣或具有典型意義的監(jiān)測技術(shù)，如COD、溶解氧的測定等。如今，大中型現(xiàn)代先進(jìn)測試儀器及相關(guān)的分析技術(shù)已成為環(huán)境科學(xué)研究甚至日常環(huán)境監(jiān)測的重要輔助技術(shù)，鑒于合肥學(xué)院實(shí)驗(yàn)室硬件條件較為充足，根據(jù)培養(yǎng)需求，開設(shè)了涉及使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、原子吸收分光光度計(jì)、離子色譜儀等大型分析儀器實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?？傊?，合理、實(shí)用又具備先進(jìn)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)，旨在加深和拓寬同學(xué)們對理論內(nèi)容的理解，培養(yǎng)他們解決環(huán)境實(shí)際問題的能力，同時(shí)形成良好的科學(xué)作風(fēng)，提升解決問題能力和動手能力。

通過師生的共同努力，學(xué)生們收獲了知識、鍛煉了能力，逐漸由“門外漢”向“業(yè)內(nèi)人士”轉(zhuǎn)變。比如，開始關(guān)注對身邊有關(guān)環(huán)境事件的報(bào)道，注意環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的最新進(jìn)展等，專業(yè)認(rèn)知水平和素養(yǎng)明顯得到提升。另外，通過團(tuán)隊(duì)合作，鍛煉了與他人溝通、協(xié)作能力，提高了口語表達(dá)、文檔處理水平。從課程結(jié)束時(shí)征集的意見來看，學(xué)生們對該課程教學(xué)改革認(rèn)同度很高，項(xiàng)目實(shí)施收到了滿意的效果，找到了持續(xù)改進(jìn)的目標(biāo)。

教育部“關(guān)于改進(jìn)和加強(qiáng)研究生課程建設(shè)的意見”中明確指出：課程學(xué)習(xí)是我國學(xué)位和研究生教育制度的重要特征，是保障研究生培養(yǎng)質(zhì)量的必備環(huán)節(jié)，在研究生成長成才中具有全面、綜合和基礎(chǔ)性作用。[7]在項(xiàng)目實(shí)施過程中，必須堅(jiān)持以研究生成長成才為中心，打好知識基礎(chǔ)、加強(qiáng)能力培養(yǎng)、為長遠(yuǎn)發(fā)展儲備能力。環(huán)境類研究生的科研工作越來越依賴于大型儀器的合理正確使用，未來需要加強(qiáng)現(xiàn)代環(huán)境分析技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)與實(shí)踐。同時(shí)，還應(yīng)充分調(diào)動研究生參與教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)改革和教學(xué)評價(jià)等的積極性，使學(xué)生們真正成為教學(xué)改革的參與者。

[1] 教育部．關(guān)于做好全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)工作的若干意見[Z]．教研〔2009〕1號．

[2] 服務(wù)國家特殊需求人才培養(yǎng)項(xiàng)目. [EB/OL][2016-03-01]. http://baike.baidu.com/link?url=y51HQ-QlEFWdH82RTH_GBsM_HdCVWGedzNaSC8kJ4OzyzvNAaLZt4Xyc0oJFD_33OqIUSDRR_aOTQ0TuLA5Kw_#3

[3] 陳偉，杜世章，游章強(qiáng)．地方高校工程碩士研究生培養(yǎng)模式探討:以“服務(wù)國家需求人才培養(yǎng)項(xiàng)目”環(huán)境工程專業(yè)碩士為例[J].綿陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2013(2) : 143-146．

[4] 韓娜，張興祥，劉海輝，等．全日制工程碩士研究生課程建設(shè)與改革[J]．廣州化工，2015(2)：189-190, 209.

[5] 陳嘯，劉楊.國際應(yīng)用型本科教育教學(xué)法研究的啟示[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012(4):92-95.

[6] 全國工程專業(yè)學(xué)位研究生教育指導(dǎo)委員會 40個(gè)工程領(lǐng)域工程碩士專業(yè)學(xué)位基本要求(2014年)[EB/OL][2016-07-01].http://www.meng.edu.cn/publish/gcss/282/index.html.

[7] 教育部.關(guān)于改進(jìn)和加強(qiáng)研究生課程建設(shè)的意見[Z].教研〔2014〕5號．

[責(zé)任編輯：李德才]

Exploration and Practice on Graduate Education ofModernEnvironmentalAnalysisTechnology

WU Yinga,LIU Sheng-pingb

(a.Department of Chemical and Material Engineering,b. Department of Biological and Environmental Engineering, Hefei University, Hefei 230601,China)

ModernEnvironmentalAnalysisTechnologyis a required course for environmental engineering postgraduate. Based on the characteristics of course and some problems by teaching, exploration and reform have been taken such as teaching contents, teaching methods, cultivating students’ ability. Some experience has been accumulated for graduate teaching. The results show that these reforms will help the students to obtain the related theory and technology in a short period, and promote their ability that solving practical problems.

ModernEnvironmentalAnalysisTechnology; graduate education; teaching reform

2015-10-12

2016-07-12

合肥學(xué)院研究生教學(xué)研究項(xiàng)目(2014JY07)資助。

吳 纓(1963—) ，女，安徽合肥人，合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系教授，研究方向: 污染控制及資源化；劉盛萍(1978—)，女，安徽東至人，合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系實(shí)驗(yàn)師，研究方向：固體廢物處理。

X830.2；G642.0

A

2096-2371(2016)04-0136-04