環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)瓶頸及改進(jìn)方法

劉德新 段海靜 楊東陽(yáng)

摘要：環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)是一門基礎(chǔ)性強(qiáng)、應(yīng)用性廣的課程，對(duì)環(huán)境學(xué)類相關(guān)專業(yè)的學(xué)生就業(yè)或繼續(xù)深造十分重要。本文總結(jié)了目前課程教學(xué)過(guò)程中考核標(biāo)準(zhǔn)單一、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)包含不完整、缺乏正式出版的權(quán)威實(shí)驗(yàn)教材等一系列問(wèn)題，提出建立以學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)方法，建立完整有序的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和全過(guò)程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以及加快環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)權(quán)威教材的出版等對(duì)策，力爭(zhēng)滿足我國(guó)環(huán)保事業(yè)對(duì)綜合性、研究性專業(yè)人才培養(yǎng)的需求，實(shí)現(xiàn)成果導(dǎo)向型的教育目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè);實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)瓶頸;改進(jìn)方法

基金項(xiàng)目：河南省大氣污染綜合防治與生態(tài)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（PAP201801）

中圖分類號(hào)：? X830-4;G642.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? A ? ? ? ? ? ?DOI編號(hào)：? ?10.14025/j.cnki.jlny.2019.22.060

近年來(lái)，由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，大氣、水、土壤污染等環(huán)境問(wèn)題不斷加劇，乃至威脅人類健康。隨著當(dāng)前日益嚴(yán)峻的環(huán)境形勢(shì)和人們對(duì)生活質(zhì)量需求的不斷提高，對(duì)高校環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程等相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)的要求也逐漸完善，更加注重理論與實(shí)踐的結(jié)合。環(huán)境監(jiān)測(cè)是利用物理、化學(xué)或生物手段確定環(huán)境質(zhì)量的一門綜合性學(xué)科，其既是環(huán)境科學(xué)的重要分支，又是環(huán)境科學(xué)其他分支學(xué)科（如環(huán)境工程、環(huán)境管理和環(huán)境化學(xué)等）的專業(yè)基礎(chǔ)。因此，環(huán)境監(jiān)測(cè)是高校環(huán)境相關(guān)專業(yè)的必修課程之一，開設(shè)時(shí)間通常在本科生第三、四學(xué)期。一方面，旨在通過(guò)理論課程學(xué)習(xí)使學(xué)生對(duì)不同環(huán)境介質(zhì)（水、土、氣等）的特點(diǎn)有所了解，進(jìn)而掌握相應(yīng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)方法;另一方面，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程使學(xué)生得到基本的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，培養(yǎng)良好的科研思維及創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)而增強(qiáng)分析、解決問(wèn)題的綜合能力[1-2]。

然而，近年來(lái)隨著理論課程及專業(yè)課程門類的增多，致使高校環(huán)境實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)有所壓縮，課程容量進(jìn)一步受到限制[3-4]。因此，探討高效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，科學(xué)合理地安排授課內(nèi)容、設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，并及時(shí)總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)與不足，進(jìn)而高水平且高效地完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。本研究根據(jù)筆者在河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院數(shù)年來(lái)的《環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)，在分析總結(jié)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)瓶頸的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前社會(huì)對(duì)環(huán)境科學(xué)相關(guān)人才的需求，探討了課程可改進(jìn)的創(chuàng)新性教學(xué)方法，旨在提高教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)“雙一流”建設(shè)背景下我國(guó)高校人才培養(yǎng)目標(biāo)。

1 環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)瓶頸

1.1實(shí)驗(yàn)課程考核標(biāo)準(zhǔn)單一，重視程度不夠

就目前而言，教師和學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的重視程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，由于該課程期末結(jié)課時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定方式主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為參考，導(dǎo)致了部分學(xué)生認(rèn)為只要每次實(shí)驗(yàn)課之后能上交一份較好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告即可獲得理想的分?jǐn)?shù)，而在實(shí)驗(yàn)課堂上不認(rèn)真甚至不動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。顯然，學(xué)生最終的成績(jī)并不能真實(shí)的反映其實(shí)際水平，畢業(yè)后從事環(huán)境相關(guān)行業(yè)的工作也缺乏動(dòng)手能力。在這一背景下，高校很難為國(guó)家培養(yǎng)綜合性、應(yīng)用型環(huán)境專業(yè)人才。

1.2教學(xué)手段相對(duì)單一，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不完整

在實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足的背景下（每周2～3學(xué)時(shí)），環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)仍以傳統(tǒng)的教學(xué)方式為主：在上實(shí)驗(yàn)課之前，實(shí)驗(yàn)教師和助理做好試劑配制、儀器準(zhǔn)備等實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作;實(shí)驗(yàn)課上，教師一般會(huì)花費(fèi)10～20分鐘時(shí)間給學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、步驟、操作及注意事項(xiàng)，之后學(xué)生再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。顯然，在這種教學(xué)模式下，學(xué)生很難理解實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作，對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)也難免簡(jiǎn)單化，畢業(yè)后也不具備解決實(shí)際環(huán)境問(wèn)題的能力。

1.3缺乏正式出版的權(quán)威實(shí)驗(yàn)教材

沒(méi)有正式出版的權(quán)威教材是當(dāng)前諸多高校環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程面臨的共性問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，學(xué)生使用的實(shí)驗(yàn)參考材料都是實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)理論以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)等自編形成。目前發(fā)行的環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教材也多是按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)匯編而成，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏綜合性實(shí)驗(yàn)，很難培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)方法

2.1 建立以學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)方法

為培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作精神和便于管理，采用分組教學(xué)（2～4人為宜），以學(xué)生為主、教師為輔的方法，讓學(xué)生完整地參與到實(shí)驗(yàn)之中。在教學(xué)準(zhǔn)備階段，每組至少分派一名學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和預(yù)實(shí)驗(yàn)，目的是熟悉實(shí)驗(yàn)流程、及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題;實(shí)驗(yàn)課上，參加預(yù)實(shí)驗(yàn)的同學(xué)可更為順暢的開展實(shí)驗(yàn)，同時(shí)還可協(xié)助其他學(xué)生。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求學(xué)生實(shí)事求是，遇到錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也要認(rèn)真分析，并討論其原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)日志上及時(shí)記錄數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2.2建立完整有序的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

經(jīng)過(guò)多位教師十余年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與積淀，目前，該校環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)?zāi)毩巳惤虒W(xué)內(nèi)容（如表1所示）。一是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。該部分內(nèi)容是整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)，目的是讓學(xué)生在熟悉實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)的基礎(chǔ)上，掌握各類實(shí)驗(yàn)用水制備、基礎(chǔ)儀器清洗及使用、試劑配制等基本技能。該階段內(nèi)容有助于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作等良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，是環(huán)境類相關(guān)專業(yè)學(xué)生的必備技能;二是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。該部分內(nèi)容是環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，目的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)會(huì)對(duì)目標(biāo)污染物的監(jiān)測(cè)。該校共設(shè)置了氣、土、水等不同介質(zhì)的9個(gè)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，所選實(shí)驗(yàn)方法均是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。該階段內(nèi)容有助于培養(yǎng)學(xué)生的監(jiān)測(cè)技能，包括從樣品采集、預(yù)處理、污染物監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理及分析等方面訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?三是綜合性/研究性實(shí)驗(yàn)。該部分內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)課程的延伸與實(shí)踐拓展，學(xué)生根據(jù)所給課題（氣、土、水等介質(zhì)）自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，方案需涵蓋樣點(diǎn)布設(shè)、樣品采集、預(yù)處理、監(jiān)測(cè)方法、試劑選擇等完整的實(shí)驗(yàn)流程。該階段往往依托學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目進(jìn)行，學(xué)生可根據(jù)愛好自由申請(qǐng)，學(xué)校提供大型儀器設(shè)備等優(yōu)越的實(shí)驗(yàn)條件。經(jīng)過(guò)研究性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生不僅培養(yǎng)了基本的獨(dú)立科研監(jiān)測(cè)能力，還掌握了大型儀器的操作方法，成效尤為顯著。

2.3 建立環(huán)境監(jiān)測(cè)全過(guò)程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

為了提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的重視程度，建立貫穿環(huán)境監(jiān)測(cè)全過(guò)程的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（如表2所示）。為保證完整有序的教學(xué)內(nèi)容的順利實(shí)施，在考勤的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生積極參加實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及預(yù)實(shí)驗(yàn)，并撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性是環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠的重要保障，課堂上教師要處處留心學(xué)生的實(shí)驗(yàn)流程，涉及到的重要操作步驟要更注意。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式、思路、結(jié)果呈現(xiàn)及分析是評(píng)分重要依據(jù)，尤其遇到在報(bào)告中有較為深入討論的學(xué)生，要酌情加分。綜合性/研究性實(shí)驗(yàn)論文考核所占比重較大，主要是初步考察學(xué)生的寫作水平及分析能力，促使學(xué)生形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和科學(xué)的探究精神。

表2 環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

2.4 加快環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)權(quán)威教材的出版

實(shí)驗(yàn)教材是開展實(shí)踐創(chuàng)新教育的載體[5]。在教學(xué)內(nèi)容上，環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教材要涵蓋氣、水、土等多介質(zhì)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性或研究性實(shí)驗(yàn);在教學(xué)方法上，應(yīng)包含重量法、電化學(xué)法、光譜法、色譜法、質(zhì)譜法等;在教材設(shè)計(jì)上，要簡(jiǎn)潔明了、圖文并茂，讓學(xué)生既能讀下去，又容易掌握。此外，教材內(nèi)容還應(yīng)與當(dāng)今典型的環(huán)境事件相聯(lián)系，增加與之相關(guān)的案例分析;編者應(yīng)聯(lián)合相關(guān)院校教師共同編著，相互補(bǔ)充，將教材交付權(quán)威的出版社出版。

3 結(jié)語(yǔ)

環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)是一門基礎(chǔ)性強(qiáng)、應(yīng)用性廣的課程。無(wú)論對(duì)學(xué)生畢業(yè)后直接從事環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)等相關(guān)工作，還是攻讀研究生繼續(xù)深造，該課程的重要性都不言而喻。盡管教學(xué)過(guò)程中還存在諸多問(wèn)題，但只要建立合理的教學(xué)方法、完整有序的教學(xué)內(nèi)容、合適的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)用權(quán)威的實(shí)驗(yàn)教材，仍能滿足我國(guó)環(huán)保事業(yè)對(duì)綜合性、研究性專業(yè)人才培養(yǎng)的需求，實(shí)現(xiàn)成果導(dǎo)向型的教育目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：劉德新，博士，講師，研究方向：環(huán)境演變。

通訊作者：段海靜，博士，講師，研究方向：環(huán)境化學(xué)分析。