創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展背景下現(xiàn)代環(huán)境檢測技術(shù)課程改革探討

孫友敏 朱麗 張桂芹 魏小鋒

摘 ?要 現(xiàn)代環(huán)境檢測技術(shù)是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)位碩士研究生一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。在創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展大背景及該學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)要求下，根據(jù)實際教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)方式融合、考評體系多元化建立三個方面進(jìn)行改革和探索，使學(xué)生在掌握基本原理的基礎(chǔ)上，側(cè)重于提高創(chuàng)新能力和綜合運用基礎(chǔ)知識解決實際問題能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展;現(xiàn)代環(huán)境檢測技術(shù);研究生;創(chuàng)新能

力;仿真實驗;大型檢測儀器

中圖分類號：G642.3 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）16-0087-03

Discussion of Curricular Reforms of Modern Environmental Detection Technology under Background of Innovation-driven Development//SUN Youmin， ZHU Li， ZHANG Guiqin， WEI Xiao-feng

Abstract Modern Environmental Detection Technology is an impor-

tant specialized course for Environmental Science and engineering graduate student. Under the background of innovation-driven deve-lopment and the requirement of cultivating masters degree， the reform

of curriculum learning is discussed. The aim is to focus on impro-ving students innovative and solve practical problems abilities on

basis of mastering the fundamental principles. This article is about to

the three aspects reform and the exploration including the adjustment

of teaching content， the integration of teaching methods and the establishment of diversified evaluation system.

Key words innovation-driven development; modern environmental detection technology; graduate; innovative abilities; simulation ex-periment; large scale testing instrument

1 引言

黨的十八大報告明確提出：“實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置?！庇纱丝芍?，創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略有兩層含義：一是我國未來的發(fā)展要靠科技創(chuàng)新驅(qū)動;二是創(chuàng)新的目的是驅(qū)動發(fā)展[1-2]。創(chuàng)新驅(qū)動要從基礎(chǔ)開始做，只有有了牢固的研究基礎(chǔ)，才會有其他應(yīng)用技術(shù)的突破，因此，要學(xué)好基礎(chǔ)知識，夯實專業(yè)基礎(chǔ)，從而真正地落實科學(xué)研究的每一步。

對于擔(dān)負(fù)高層次人才培養(yǎng)重任的高等學(xué)校，應(yīng)把科技創(chuàng)新與素質(zhì)培養(yǎng)并重，依據(jù)學(xué)校的辦學(xué)特色，發(fā)揮優(yōu)勢專業(yè)，同與學(xué)校專業(yè)相關(guān)的企業(yè)一起構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，形成一套有效的中國特色高校協(xié)同創(chuàng)新模式[3-5]。這種新型模式的構(gòu)建落實到某門具體課程上，就是教學(xué)資源的有效整合、知識點的合理分配及授課方式、教學(xué)方法的合理構(gòu)建。

現(xiàn)代環(huán)境檢測技術(shù)課程是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)位碩士研究生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目的是使學(xué)生掌握有關(guān)環(huán)境介質(zhì)中樣品預(yù)處理技術(shù)和現(xiàn)代儀器分析的科學(xué)理論和基本原理，熟悉常用大型檢測儀器分析方法的原理和儀器的簡單結(jié)構(gòu)、操作流程，理解不同現(xiàn)代分析技術(shù)與不同種類和不同形態(tài)污染物之間的關(guān)系，能夠具備根據(jù)分析的目的，結(jié)合學(xué)到的各種儀器分析方法的特點、應(yīng)用范圍，選擇適宜的分析方法的能力。

在創(chuàng)新驅(qū)動背景下，現(xiàn)代環(huán)境檢測技術(shù)課程的授課內(nèi)容、教學(xué)方法以及學(xué)生考評等均需要進(jìn)行優(yōu)化，需要以創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為宗旨，對現(xiàn)有的教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)評價等進(jìn)行相應(yīng)的改革創(chuàng)新。

2 優(yōu)化課程知識體系，注重創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)

現(xiàn)代環(huán)境檢測技術(shù)課程內(nèi)容主要包括兩部分，即環(huán)境介質(zhì)中樣品前處理技術(shù)和現(xiàn)代儀器分析方法。其中樣品前處理主要有三個目的，分別是除去樣品基質(zhì)中的干擾物、富集組分、增強(qiáng)儀器的性能;現(xiàn)代儀器分析技術(shù)主要學(xué)習(xí)新的儀器分析方法、技術(shù)以及儀器設(shè)備。而環(huán)境專業(yè)的學(xué)生在本科期間學(xué)習(xí)了環(huán)境監(jiān)測、儀器分析等課程，對污染物現(xiàn)場調(diào)查、監(jiān)測方案的制定、環(huán)境樣品的采集與保存以及常規(guī)的分析測試方法等知識有了初步的了解和掌握。相應(yīng)開設(shè)的實驗主要針對常規(guī)污染因子，如化學(xué)需氧量、氮氧化合物、無機(jī)金屬離子等，一般采用傳統(tǒng)的常量分析方法進(jìn)行測定。本科內(nèi)容學(xué)習(xí)往往要求基礎(chǔ)性、常規(guī)性和全面性，對適應(yīng)新時代環(huán)境介質(zhì)污染物的環(huán)境樣品前處理技術(shù)和儀器分析技術(shù)等方面的內(nèi)容并沒有系統(tǒng)介紹和學(xué)習(xí)。因此，在進(jìn)行現(xiàn)代環(huán)境檢測技術(shù)課程講授時，不能只側(cè)重于某一技術(shù)，而是要將其他新產(chǎn)生的或是新關(guān)聯(lián)的技術(shù)進(jìn)行著重講解，讓學(xué)生在有限的時間內(nèi)對知識有全面系統(tǒng)的掌握。

針對樣品前處理部分，側(cè)重于樣品前處理裝置的結(jié)構(gòu)、與之關(guān)聯(lián)的操作方法;相關(guān)的檢測技術(shù)部分，側(cè)重于講解各種分析儀器的結(jié)構(gòu)、工作站的使用，以及使用過程中應(yīng)注意的問題，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維以及鍛煉學(xué)生綜合運用知識分析和解決實際問題的能力。比如講解前處理技術(shù)，在本科學(xué)習(xí)原有萃取、富集、濃縮前處理方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前先進(jìn)的處理方法展開每一個環(huán)節(jié)：萃取環(huán)節(jié)除了可以采用索氏提取、超聲萃取、微波輔助萃取外，還可以選擇快速溶解萃取方法;富集過程可以采用固相萃取、固相微萃取等方法，根據(jù)目標(biāo)化合物的性質(zhì)，應(yīng)選擇合適的固相萃取柱。探究每一種前處理方法的優(yōu)缺點，并結(jié)合國家發(fā)布的每一類污染物的標(biāo)準(zhǔn)以及各個地市出臺的地方標(biāo)準(zhǔn)，幫助學(xué)生能夠盡快領(lǐng)悟和掌握不同環(huán)境介質(zhì)不同污染種類可以選擇和采取的方法。

在講授氣相色譜分離技術(shù)時，帶領(lǐng)學(xué)生一起回顧流程氣相色譜的流程、理論基礎(chǔ)及分離條件選擇等基礎(chǔ)知識，側(cè)重于講解工作站的使用、定量和定性方法的優(yōu)缺點。如根據(jù)環(huán)境介質(zhì)中污染物的特點，如何選擇合適的檢測器？目前商用的檢測器主要是熱導(dǎo)檢測器（TCD）、氫火焰離子化檢測器（FID）、電子捕獲檢測器（ECD）、火焰光度檢測器（FPD）、氮磷檢測器（NPD），這幾類檢測器在環(huán)境領(lǐng)域的污染物識別、痕量濃度水平檢測以及污染物的積累、代謝、遷移和轉(zhuǎn)化等方面都有廣泛應(yīng)用。

結(jié)合實際案例以及科研過程中的問題，讓學(xué)生設(shè)計測定環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物VOCs的采樣、前處理、檢測方法和檢測器的選擇。通過調(diào)整學(xué)時，優(yōu)化課程相關(guān)知識點，根據(jù)具體實際應(yīng)用設(shè)計方案，讓學(xué)生將被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，進(jìn)一步調(diào)動他們在課堂上學(xué)習(xí)的積極性，課下主動查詢收集涉及案例的相關(guān)資料，從而鍛煉發(fā)散思維和創(chuàng)新思維能力。

3 改進(jìn)教學(xué)方法，注重學(xué)生主體意識的培養(yǎng)

目前，研究生的課堂教學(xué)已經(jīng)從過去的“教師教—學(xué)生學(xué)”轉(zhuǎn)化為“教師—教學(xué)生學(xué)”的模式[6]，要循序漸進(jìn)，逐步實現(xiàn)以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教育改革，要充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)過程中的主體性意識，注重提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力，進(jìn)而提高課堂教學(xué)質(zhì)量，因此，需要將現(xiàn)有的教學(xué)方式進(jìn)行改變和融合。

現(xiàn)代環(huán)境檢測技術(shù)是一門具有較強(qiáng)實踐性、綜合性、前沿性的課程，且需要精密、昂貴的大型儀器，故在講述課程基本理論時，可以配合視頻和動畫制作多媒體課件，這樣可以把大型儀器設(shè)備的外觀與內(nèi)部構(gòu)造、微觀過程機(jī)理、運行原理等知識內(nèi)容形象直觀、圖文并茂地呈現(xiàn)出來，給學(xué)生帶來視覺上的沖擊和感官認(rèn)識。

針對學(xué)校大型儀器數(shù)量不多和種類不全，基本上無法滿足學(xué)生獨立操作的現(xiàn)狀，可以借助計算機(jī)進(jìn)行課程仿真實驗，帶領(lǐng)學(xué)生在仿真軟件上進(jìn)行儀器操作，模擬相關(guān)實驗流程，從而有效幫助學(xué)生形象地理解相關(guān)的基本原理，且通過自身的仿真實驗操作，獲取直觀的學(xué)習(xí)，掌握儀器操作要領(lǐng)。

除了采用視頻、動畫以及計算機(jī)虛擬實驗室等多媒體教學(xué)手段，還可以采用問題式切入教學(xué)方法[6]，通過提出問題，設(shè)計合適的問題情境，讓學(xué)生以設(shè)計者和實施者的角色參與，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，分組討論、設(shè)計制作PPT或撰寫論文，加深對知識的理解，發(fā)揮和調(diào)動每一個學(xué)生參與的積極性，讓學(xué)生講解自己的設(shè)計理念以及方案，把課堂變?yōu)樗麄兊闹鲌?。這種教學(xué)方式有利于培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)與組織材料的能力、進(jìn)行文字處理的能力以及初步掌握科技論文的結(jié)構(gòu)，提高創(chuàng)新和常新的能力。

講解案例時，可就某個方面的知識點展開課堂討論，將學(xué)過的知識理論應(yīng)用到具體實踐中，通過讓學(xué)生參與討論活躍課堂氛圍，使沉悶的“教—學(xué)”課堂活躍起來，調(diào)動學(xué)生的發(fā)散思維，學(xué)會從另一個角度去思考問題，解決同一個問題采取不同的方式，最終提升學(xué)生理論聯(lián)系實際解決問題的能力。

采用課外講座的形式，促進(jìn)學(xué)生對課程內(nèi)容有更深層次的理解和掌握，使高校協(xié)同創(chuàng)新模式實現(xiàn)有效運轉(zhuǎn)?，F(xiàn)代環(huán)境檢測技術(shù)是控制環(huán)境污染的“眼睛”，在環(huán)境污染物的發(fā)現(xiàn)及其環(huán)境行為的跟蹤研究中發(fā)揮著“偵察兵”或“哨兵”的關(guān)鍵作用，是環(huán)境管理的“耳目”，能及時準(zhǔn)確、全面地反映環(huán)境質(zhì)量和污染源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為環(huán)境管理、規(guī)劃和污染防治提供依據(jù)，是環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)。那么，它在一線是如何運作的呢？邀請山東省環(huán)保廳環(huán)境監(jiān)測中心站站長開設(shè)專題講座“環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢”，介紹環(huán)境監(jiān)測中心站利用現(xiàn)代環(huán)境檢測技術(shù)來確保相關(guān)的監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可信性，讓學(xué)生樹立信息化、網(wǎng)格化的理念;進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測與環(huán)境風(fēng)險處理，采用實例介紹環(huán)境自動監(jiān)測、遙感遙測等最新環(huán)境檢測技術(shù)，讓學(xué)生了解監(jiān)測方案的制訂方法及監(jiān)測過程質(zhì)量保證，明白自己在學(xué)校學(xué)習(xí)知識的目的應(yīng)當(dāng)是滿足社會和企業(yè)的需求，服務(wù)于社會發(fā)展。

4 改變學(xué)習(xí)效果評判標(biāo)準(zhǔn)，注重實踐能力的培養(yǎng)

研究生階段對學(xué)習(xí)效果的評價強(qiáng)調(diào)素質(zhì)和能力的培養(yǎng)，主要是在實踐中運用理論知識解決實際問題和總結(jié)表達(dá)能力的培養(yǎng)。因此，將學(xué)習(xí)效果評判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，把能考查學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新應(yīng)用的PPT制作和論文撰寫考核占比提高為40%，基礎(chǔ)理論考試占比為40%，學(xué)生主動發(fā)言參與課堂討論的占比為20%。這種考試考核方法能夠盡可能地評判學(xué)生的各項能力，督促他們有意識地加強(qiáng)實踐和創(chuàng)新能力的鍛煉。

為了體現(xiàn)考核的公平公正，采用學(xué)生自評、課堂互評以及教師評價相結(jié)合的方式，考核內(nèi)容主要包括學(xué)生查閱文獻(xiàn)數(shù)量與質(zhì)量、團(tuán)隊合作態(tài)度、PPT的制作和講解、課堂發(fā)言情況等方面。由此，這種多元化的考評標(biāo)準(zhǔn)更加注重評價學(xué)生主動參與課程學(xué)習(xí)的過程、善于獨立思考的能力，能有效地激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和培養(yǎng)努力探索的精神，注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生在實踐中領(lǐng)悟求真務(wù)實和態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木駜?nèi)涵。

5 結(jié)語

《教育部關(guān)于改進(jìn)和加強(qiáng)研究生課程建設(shè)的意見》（教研〔2014〕5號）中明確指出[7]：要立足研究生能力培養(yǎng)和長遠(yuǎn)發(fā)展加強(qiáng)課程建設(shè)，需要師生的共同努力。環(huán)境類研究生開展科研工作，需要具備扎實的基礎(chǔ)知識和對大型檢測儀器的正確使用。在創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略背景下需要加強(qiáng)現(xiàn)代環(huán)境檢測技術(shù)課程建設(shè)與實踐，進(jìn)一步加深和拓寬研究生對理論內(nèi)容的理解，培養(yǎng)他們解決環(huán)境實際問題的能力，尊重和激發(fā)他們學(xué)習(xí)和探究前沿科學(xué)的興趣，全面提升創(chuàng)新能力和發(fā)展能力，在實踐中不斷創(chuàng)新。

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