環(huán)境監(jiān)測課程中基于項目化教學的應用型人才培養(yǎng)實踐探索

曾燕艷 王玥婷 梁志輝 李衍亮 胡俊杰 蘭善紅

(東莞理工學院 生態(tài)環(huán)境與建筑工程學院，廣東東莞 523808)

項目化教學[1-3]是一種把被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習的教學模式，它把課程教學中的知識滲透到項目中，通過完成實際工程項目來實現(xiàn)既定的教學目標。近年來，項目化教學法在小學[4]、中學[5]、技校[6]和高校[7-8]等教學機構(gòu)得到廣泛的研究和應用，取得了良好的教學效果。環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境工程專業(yè)核心課程之一，它以水、大氣、土壤、固體廢棄物、噪聲等方面的分析檢測方法為核心內(nèi)容，通過課堂講授和室內(nèi)實驗，培養(yǎng)學生的分析測試技能，牢固掌握水、大氣、土壤、固體廢棄物等環(huán)境中主要污染物的監(jiān)測技術(shù)。但是單純的理論教學和機械化的單項實驗，不能充分調(diào)動學生主動學習，教學效果不好，難以達到教學目的。本文以東莞理工學院《環(huán)境監(jiān)測》課程為例，將項目化教學法應用于環(huán)境監(jiān)測教學中，從方案制定、項目實施、環(huán)境評價等方面進行探索和實踐，將理論與實踐相結(jié)合，充分發(fā)揮學生主觀能動性，培養(yǎng)應用型人才。

1 “項目化”教學模式實施背景

東莞理工學院生態(tài)環(huán)境與建筑工程學院環(huán)境監(jiān)測課程教學體系主要包括理論教學和實驗教學，其中理論教學36學時，實驗教學18學時。理論教學以水、大氣、固體廢棄物、土壤等環(huán)境的污染與監(jiān)測為主線，講授布點、采樣、樣品保存與預處理、分析測試等知識內(nèi)容，使學生能夠針對復雜環(huán)境工程問題，提出適合的污染物監(jiān)測方案。理論教學主要內(nèi)容見表1。

表1 《環(huán)境監(jiān)測》理論課程內(nèi)容設(shè)計

近年來，東莞理工學院對照新工科教育理念的要求，對環(huán)境監(jiān)測理論課堂進行多次教學改革，通過講授、討論和案例[9]等混合式教學法使學生更主動地參與到學習中，并設(shè)置了18學時實驗教學任務(wù)，選擇經(jīng)典的污染物，通過物理的、化學的和生物的方法對污染物進行分析測試，培養(yǎng)學生動手能力和實驗技能的同時又鞏固了理論知識。實驗教學內(nèi)容設(shè)計見表2。

表2 《環(huán)境監(jiān)測》實驗教學內(nèi)容設(shè)計

由表2可知，環(huán)境監(jiān)測課程雖然設(shè)置了實驗教學，但實驗項目主要以驗證性項目為主，且實驗試劑與設(shè)備由老師課前備好，上課老師手把手教學，學生死記步驟模仿實驗，喪失自主能力。此外，實驗物質(zhì)成分簡單，干擾物質(zhì)少，會導致學生在面對復雜環(huán)境樣品時無從下手，難以排除干擾進行分析檢測，使得學生缺乏獨立思考與解決問題的能力，無法達到培養(yǎng)應用型人才的目的。故東莞理工學院引入“項目化”教學模式，以實際監(jiān)測項目為主線，將課堂內(nèi)容和單項實驗訓練融入到實際項目中，充分發(fā)揮學生主觀能動性，鍛煉實驗技能，培養(yǎng)分析和解決問題的能力，從而提高創(chuàng)新的基本意識。

2 項目化教學的設(shè)計思路

2.1 項目的設(shè)定

《環(huán)境監(jiān)測實訓》是東莞理工學院為引入“項目化”教學模式而開設(shè)的一門實踐教學課程，課程開設(shè)2周。本課程按照環(huán)境要素，結(jié)合實驗室可利用設(shè)備，可以分為水、大氣、噪聲等環(huán)境監(jiān)測項目，即水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價、空氣質(zhì)量監(jiān)測與評價和噪聲環(huán)境監(jiān)測與評價。根據(jù)環(huán)境布局，將每一個項目類型分解成多個子項目，其中子項目的設(shè)定內(nèi)容見表3。

表3 《環(huán)境監(jiān)測實訓》項目的設(shè)計

環(huán)境監(jiān)測實訓過程一般為現(xiàn)場考察、制訂方案、優(yōu)化布點、采集樣品、保存運輸、分析測試、數(shù)據(jù)處理和綜合評價。學生首先根據(jù)所學的理論知識，或通過查閱相關(guān)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范結(jié)合實際環(huán)境條件制訂合理的、科學的監(jiān)測方案。接著借助實驗室設(shè)備，參照污染物的測定標準對采集的樣品進行分析測試。最后根據(jù)相應國家標準，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)對環(huán)境進行分析和綜合評價。

2.2 教學形式

本課程的教學采用學生分組，團隊合作的形式。根據(jù)班級人數(shù)，安排每班6～7組，每組5～6人，同班級不同組別項目選題不可重復。每組選出一名組長，負責安排、協(xié)調(diào)組內(nèi)成員的工作內(nèi)容，并向老師匯報工作進展。老師在實訓過程中負責答疑與指導，起到監(jiān)督與輔導的作用。學生在指定的時間內(nèi)，針對選定的項目進行現(xiàn)場調(diào)研、制訂方案、開展工作、處理數(shù)據(jù)和綜合評價，并形成報告書，制作演講報告，最后參與項目答辯，以完成本課程的實踐任務(wù)。

2.3 考核方式

課程教學目標是教學改革的出發(fā)點和歸宿點，本課程設(shè)定3個教學目標，根據(jù)課程特點，設(shè)立4個考核環(huán)節(jié)，包括監(jiān)測方案(20%)、實訓過程(25%)、實訓報告(35%)和實訓答辯(20%)，各考核環(huán)節(jié)對應課程目標的分值比例見表4。

表4 課程考核分值

3 項目化教學的實施效果分析

3.1 達成度評價

圖1 項目分數(shù)為20分的統(tǒng)計結(jié)果

對2個班級，72位學生的成績結(jié)果進行統(tǒng)計，其中，監(jiān)測方案、實訓答辯兩項總分均為20分的項目得分統(tǒng)計結(jié)果見圖1;實訓過程、實訓報告兩項總分均為30分的項目得分統(tǒng)計結(jié)果見圖2。如圖1、圖2所示，72位學生在4個考核項目中的成績基本呈正態(tài)分布趨勢;其中，最低得分均達到項目分數(shù)的70%，即達到中等以上成績。對于監(jiān)測方案和實訓報告項目，學生得分較為平均，這是由于該項目以團隊合作的形式開展，同一團隊不同學生的得分相同，團隊之間的分數(shù)存在差異。對于實訓答辯和實訓過程項目，主要考察每位學生的實操能力和語言表述能力，從圖1和圖2可以看出，學生在實驗操作和陳述發(fā)言方面存在較大差異。

圖2 項目分數(shù)為30分的統(tǒng)計結(jié)果

3.1.1 項目達成度評價

表5 考核項目平均成績統(tǒng)計

圖3 項目達成度統(tǒng)計結(jié)果

采用項目達成度來評價學生在課程每個環(huán)節(jié)的學習效果[10]，本課程每個考核項目的平均成績見表5，達到平均成績及以上的學生被認為達到預期學習目標。由表5可知，在實訓過程環(huán)節(jié)，達到預期目標的學生人數(shù)為32人，僅占44.4%，說明學生之間的實驗操作水平差異較大，這可能是因為《環(huán)境監(jiān)測》實驗教學中，單個實驗項目是以分組的形式開展，一部分學生認真實驗，實操能力得到訓練，但有一部分學生“搭便車”，沒有實際參與到實驗操作中，從而實驗操作能力較弱。項目達成度為某項目的平均得分與該項目總分的比值，如監(jiān)測方案的平均分為16.06 ，該項目總分為20，則該項目的達成度為0.803。本課程考核項目的達成度如圖3所示，其中，實訓答辯的達成度較低，這主要是因為學生在這個考核環(huán)節(jié)的得分普遍偏低，使得平均成績偏低，說明學生的陳述發(fā)言和綜合表達能力有待提高。

3.1.2 課程目標達成度評價

表6 課程目標達成度計算

圖4 學生綜合成績分析

采用課程目標達成度來評價本課程的教學效果[11-12]。分別計算每位學生每個課程目標的達成度，取平均值，確定課程目標達成度，結(jié)果見表6。如表6所示，課程目標1、課程目標2、課程目標3的達成度分別為0.81、0.78和0.81，取本課程總體達成度(取學生綜合得分平均值/總分100)0.80作為本課程目標達成度的設(shè)定值。如表6所示，課程目標1和課程目標3達到課程目標的設(shè)定值，說明通過本次實訓課程，學生加深了環(huán)境監(jiān)測理論知識的理解，基本掌握開展環(huán)境監(jiān)測工程實踐的流程和技術(shù)要點，進一步提升工程實踐能力。課程目標2的達成度相對較弱，說明學生實驗操作能力、對專業(yè)理論知識的綜合運用能力需要加強。取各學生綜合成績與本課程平均成績進行比較，結(jié)果見圖4，超出平均成績的認為達到預期目標；在60分和平均成績之間的認為沒有達到預期目標，需要持續(xù)改進；未達到60分的認為不合格。如圖4所示，本課程達到平均成績80.83的學生約48人，占總?cè)藬?shù)的66.67%，即大部分學生達到了預期的學習目標。

3.2 實施效果分析

從項目達成度評價結(jié)果可知，學生實踐操作水平差異較大，運用專業(yè)知識對數(shù)據(jù)的分析和陳述發(fā)言能力普遍較弱。從課程目標達成度評價結(jié)果可知，環(huán)境監(jiān)測實驗“項目化”教學實踐取得了良好的效果。其中，本次教學較好地實現(xiàn)了課程目標1和3，說明學生在制定和設(shè)計監(jiān)測方案和試驗方案時，理論知識得到進一步的加強，初步掌握了環(huán)境質(zhì)量評價的基本方法和技術(shù)要點，同時團隊合作促進學生的溝通交流，增強團隊協(xié)作的意識。此外，通過報告和答辯的形式，提升了學生環(huán)境監(jiān)測報告的撰寫能力，增強運用專業(yè)知識進行復雜環(huán)境工程問題的分析和綜合表達能力。課程目標2達成度相對較弱，主要原因在于學生實驗操作水平差異較大導致，同時學生對項目所獲得的數(shù)據(jù)分析和解釋能力不夠，不能準確說明問題得關(guān)鍵，在以后的授課過程中，需要重點細化實驗教學分組，增加綜合實驗項目，強化學生實踐操作能力，并結(jié)合最新環(huán)境知識指導學生對實驗數(shù)據(jù)進行分析和解釋。

4 結(jié)語

東莞理工學院生態(tài)環(huán)境與建筑工程學院在環(huán)境監(jiān)測教學改革中引入“項目化”教學模式，學生參與到實際項目中，理論結(jié)合實踐，充分發(fā)揮了學生的主觀能動性，提高了學生的實踐操作能力、團隊合作能力和創(chuàng)新意識。由項目達成度評價結(jié)果可知，本次教學改革取得了較好的教學成果。但在本次教學改革實踐中，也發(fā)現(xiàn)了一些不足，例如由于實驗室條件的限制，導致項目選題不夠廣泛和深入，由于課時條件的限制，使得項目課題的延續(xù)性和銜接性不強。后期逐步完善實驗室條件，引入導師制項目教學，增購實驗設(shè)備，結(jié)合“十四五”環(huán)保要求，增設(shè)符合行業(yè)需求的項目，更好的完成專業(yè)培養(yǎng)目標，培養(yǎng)滿足社會需求的應用型專業(yè)人才。