環境監測實驗教學改革的研究和探索

譚峰+張新+張瑛

[摘 要]分析了目前環境監測實驗教學存在的問題，結合我校環境監測實驗教學改革實踐，就環境監測實驗教學師資隊伍建設、教學內容、教學方法及考核體系改革、環境監測實驗與專業實習、創新實驗融合等問題進行了探索，旨在提高環境監測實驗教學的質量，培養學生的創新思維和動手能力。

[關鍵詞]環境監測;能力培養;教學改革;實驗教學

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）11-0048-02

環境監測作為環境專業（環境科學、環境工程）的核心課程之一，是一門實驗性很強的應用科學，而環境監測實驗是環境監測理論課程不可分割的部分。通過環境監測實驗，可以讓學生將抽象的理論知識感性化，加深對理論知識的理解，培養學生的實踐能力和創新思維，為以后走向社會開展環境監測方面的工作打下基礎。然而，由于長期以來人們對實驗教學不夠重視，目前環境監測實驗教學仍存在不合理的地方，需要進行教學改革，以適應我國對環境專業創新人才的要求。

一、環境監測實驗教學的現狀和存在的問題

（一）對實驗課程不夠重視

長期以來，從學校、老師到學生普遍對實驗課程不夠重視，認為實驗課程只是理論教學的一個補充，在課程建設、課時安排、工作量考核等方面，相對于理論課處于“弱勢”地位，不能充分體現出實驗教學在培養創新性人才中的重要作用。筆者在教學中經常發現，部分學生為上理論課而放棄實驗課。

（二）實驗內容、課時安排不合理

環境監測實驗總課時較少，只能安排一些常規實驗內容，進行驗證性實驗教學。一些目前人們關心的重要環境監測項目（如大氣中PM2.5、揮發性有機污染物的監測）由于課時緊張無法引入實驗教學中?，F有實驗學時安排也不盡合理。環境監測實驗課程以2或4學時為一個教學單元，一些需要較多學時的設計性、綜合性實驗難以開展。學生缺乏全面、綜合訓練的機會，不能充分發揮學生的想象力和創造力。

（三）教學方法、方式單一

目前環境監測實驗仍然以傳統的教學方式為主，即老師提前準備實驗，實驗前由老師講解實驗目的、實驗原理和設備操作方法，學生按照教材或教義上的步驟進行操作，完成后提交實驗報告。在這種教學模式下，一方面，學生對實驗前的準備工作并不了解，大多數學生認為整個實驗只是與在課堂上完成的一樣，形成對實驗認識的簡單化，容易養成眼高手低的習慣。此外，實驗教學過程缺少討論環節，不利于培養學生發現問題、解決問題的能力。

（四）考核形式不科學

目前的考核方式仍然以實驗報告為主，使學生不重視課前預習和實驗操作過程。部分學生不動或少動手，卻能交上一份很好的實驗報告，這使最后考核成績不能真實反映學生的知識水平和實驗技能。

（五）與實際環境問題結合不緊密

實驗內容與我們身邊實際的環境問題結合不緊密，大部分學生在完成環境監測及實驗課程學習后，仍然不知道這門課程到底可以干什么，能解決什么實際環境問題，不注重培養學生解決實際環境問題的能力。

二、實驗教學改革的思考與措施

（一）樹立正確的實驗教學觀念，加強環境監測實驗課程建設

首先，從學校層面要給予環境監測實驗足夠重視，不斷改善環境監測實驗教學的條件;其次，要加強環境監測實驗教學的師資隊伍建設，形成一個理論水平和實踐水平高的穩定教學團隊，加強環境監測實驗教材的建設;第三，教師要積極引導學生，使學生真正認識到實驗教學在綜合素質培養中的重要作用。筆者所在學校近年來投入了大量資金用于本科基礎教學實驗室建設，極大地改善了環境監測實驗教學條件。為加強學生綜合能力培養，環境監測實驗現為環境專業（環境科學、環境工程）的必修課，由兩位教師（副教授、工程師）專門負責該實驗課程的教學和建設，并由本學科負責人編寫了專門的環境監測實驗教材。

（二）改革現有的實驗教學環節，讓學生充分參與各個實驗環節

1.讓學生參與課堂實驗前的準備工作

在每次課堂實驗前，選派學生參與到實驗前的準備工作，包括各種實驗材料、試劑的準備，特殊試劑的配置、預實驗等。如在“化學需氧量的測定”實驗中硫酸銀-硫酸催化劑的配置，由于硫酸銀在濃硫酸中溶解緩慢，需要學生提前2～3天配置。通過參與課堂實驗前的準備環節，能夠讓學生全面認識實驗，真正掌握實驗操作方法與步驟，獲得獨立完成實驗的能力。

2.增加對實驗方案的討論環節，調動學生的積極性，培養思考、分析問題的能力

如做“空氣中氮氧化合物測定”這個實驗，在進行實驗前，會以提問的方式與學生討論采樣時間的確定，讓學生知道可以根據實際天氣情況靈活調整采樣時間（參考當天氣象預報的空氣質量指數），而不是照搬講義上的方法。測定完成后，將自己的實驗測定結果與氣象部門預報的結果進行對比，驗證方法的可靠性，分析測定誤差的可能原因?！翱諝庵械趸衔餃y定”實驗將學生分成三個大組（每個大組由10個小組構成，小組獨立完成實驗），在不同的時間完成實驗。其中后兩組的實驗我們根據當天的空氣質量指數和前一組的實驗結果，與學生討論重新設定新的采樣時間，以促進實驗測定的效果。此外，我們建立了“環境實驗信息交流”QQ群，在線與學生進行交流、討論，及時解決學生們在實驗過程中或課后出現的問題。

（三）改革現有考核方式，使考核成績真實反映學生實驗技能

將以實驗報告為主的考評方式改成以課前預習（20%）、實驗操作（50%）和實驗報告（30%）各占一定權重的綜合考評體系。環境監測實驗涉及7個單項實驗，包括驗證性、綜合性和設計性三類實驗，后兩類實驗注重對學生綜合素質、創新能力的培養。在我們的教學改革實踐中，在相同課時的情況下適當增加了綜合性和設計性實驗的權重，使最終的考評成績更能體現學生對環境監測實驗課程的掌握情況，真實反映學生在環境監測方面的綜合技能和創新思維能力。此外，注重對學生操作技能的訓練，課堂上及時糾正學生錯誤的實驗操作，強化對實驗數據、結果的準確性分析，使學生認識到嚴格按照規范認真進行實驗操作的重要性。

（四）把環境監測實驗與其他實踐環節相結合，調動學生創新學習的主動性

1.典型環境污染事故案例庫的建設

為調動學生對環境監測實驗的興趣和創新學習的主動性，搜集了近年來典型的環境污染案例，如2011年中石油大連石化公司起火事故對大連環境的污染、2005年松花江苯污染、2011年云南曲靖水庫污染、近幾年太湖藍藻暴發導致的飲用水污染及2014年蘭州自來水苯超標對居民日常用水的影響、過度裝修導致的室內甲醛超標等環境污染事件。通過這些實際的環境污染事故案例，向學生講解環境監測及其實驗課程的重要性，并與學生一起分析、討論這些污染事故發生的可能原因、事故的環境危害及對人們日常生活的影響，嘗試讓學生運用所學理論、實踐知識，思考、設計對泄露的有毒污染物、空氣質量、水體質量的分析監測方案。通過這些環境案例，使環境監測實驗更接地氣，學生也更加認識到環境監測與我們日常生活密切相關。

2.環境監測實驗與其他實踐環節的互動

我校環境專業的學生在大三學期末，需要進行為期四周的生產實習，主要內容是實地考察當地的環境監測中心、污水處理廠等企業。我們在進行環境監測實驗教學時，會告知學生以后的實習計劃，增加學生對實驗課程的興趣和重視。我們也發現，在環境監測實驗中表現較好的同學在參觀這些監測機構時，通常會與這些監測機構的技術人員進行交流，并就監測項目、儀器操作、運行提出問題。

3.引導學生開展校園環境監測

環境監測實驗的實踐性強，但由于教學課時的限制，目前課堂教學的內容相對比較簡單，實驗中使用的測試樣品為實驗室配置的模擬樣品，不能反映真實環境條件下的測試情況。因此，可以通過創新實驗的形式，引導學生利用課余時間進行校園環境監測。比如對校園噪聲環境的監測、凌水河水質指標（pH、常見重金屬、COD、BOD等）的測定。通過學生對能夠親身感受到的真實環境的環境指標分析、監測，不僅可以激發學生的學習興趣，還能夠確實培養學生解決實際環境監測問題的能力，為以后走上工作崗位打下堅實基礎。

三、結語

實踐證明，以上教學改革充分發揮了學生的主觀能動性，增強了學生對環境監測實驗課程的學習興趣，提高了學生的基本實驗操作能力，特別是將環境監測實驗與創建環境污染事件案例庫、校園環境監測創新實驗等活動相結合，使學生的環境監測綜合素質和創新思維能力得到顯著提高，為培養環境專業創新人才奠定了堅實的基礎。

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[責任編輯：鐘 嵐]