“環(huán)境監(jiān)測”課堂教學(xué)改革與實(shí)踐

王鋒文 王浩琪 盧培利

摘? ? 要：本科生課堂教學(xué)是“雙一流”高校培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的復(fù)合型優(yōu)秀人才的重要基礎(chǔ)。文章基于“環(huán)境監(jiān)測”在高校環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域中的重要作用，結(jié)合“雙一流”建設(shè)中課堂教學(xué)對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的要求，在改革課程體系，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方法，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面始終貫徹“啟發(fā)式、研討式”的教學(xué)理念。實(shí)踐證明，這一改革促進(jìn)學(xué)生對(duì)于“環(huán)境監(jiān)測”課程體系的進(jìn)一步理解，有效解決了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)吸收不充分的問題，深化了學(xué)生對(duì)于環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測;高校;環(huán)境科學(xué)與工程;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1002-4107（2020）02-0004-03

“環(huán)境監(jiān)測”是高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)本科生教學(xué)計(jì)劃中的一門專業(yè)基礎(chǔ)核心課程。該課程的主要教學(xué)目的是通過基礎(chǔ)知識(shí)、監(jiān)測方法以及監(jiān)測過程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握環(huán)境監(jiān)測的基本概念和基礎(chǔ)理論;以不同介質(zhì)中的污染物為線索，掌握現(xiàn)場調(diào)查、監(jiān)測方案制定、優(yōu)化布點(diǎn)、樣品采集、運(yùn)輸保存、分析測試、數(shù)據(jù)處理和綜合評(píng)價(jià)的環(huán)境監(jiān)測全過程[1];為學(xué)生今后獨(dú)立分析、設(shè)計(jì)、解決環(huán)境監(jiān)測問題，進(jìn)行環(huán)境保護(hù)工作和環(huán)境科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。

“環(huán)境監(jiān)測”具有很強(qiáng)的綜合性和學(xué)科交叉性。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，該課程教學(xué)內(nèi)容多、授課任務(wù)重，導(dǎo)致課堂節(jié)奏過快，影響了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的消化吸收，教學(xué)效果不理想[2]?！碍h(huán)境監(jiān)測”教學(xué)核心是監(jiān)測方法，該部分內(nèi)容在不同介質(zhì)污染物中的應(yīng)用有相似之處，并且部分監(jiān)測方法在另一門專業(yè)基礎(chǔ)課程“儀器分析”已進(jìn)行了詳細(xì)講述[3-4]。在有限的課程學(xué)時(shí)之內(nèi)，如何激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)潛力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高學(xué)生邏輯思維及創(chuàng)新實(shí)踐精神，是“環(huán)境監(jiān)測”課程改革面臨的一個(gè)重要問題。在反復(fù)總結(jié)往年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，充分借鑒相關(guān)課程改革方式，不斷吸收教學(xué)實(shí)踐時(shí)學(xué)生反饋等的基礎(chǔ)上，重慶大學(xué)環(huán)境科學(xué)系形成了以“啟發(fā)式、研討式”為核心的“環(huán)境監(jiān)測”課程教學(xué)模式，并取得了一定成效。

一、創(chuàng)新課程教學(xué)體系

重慶大學(xué)環(huán)境科學(xué)系采用奚旦立先生主編的《環(huán)境監(jiān)測》（第四版）為參考教材[5]。由于該課程本身具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，并且考慮到“雙一流”建設(shè)背景下對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)踐創(chuàng)新能力的要求，該課程一般設(shè)置54學(xué)時(shí)的理論授課，20學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和2周的環(huán)境監(jiān)測實(shí)習(xí)。首先，通過理論授課環(huán)節(jié)，讓學(xué)生對(duì)監(jiān)測方案的制定、監(jiān)測方法的選取、監(jiān)測技術(shù)的原理等方面有一個(gè)理論層次上的理解和系統(tǒng)層次上的把握;其次，在理論授課進(jìn)行28學(xué)時(shí)后，穿插進(jìn)行課夾實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過實(shí)驗(yàn)課程，夯實(shí)理論基礎(chǔ)知識(shí)，起到溫故知新的作用，同時(shí)鍛煉了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。最后，通過2周的環(huán)境監(jiān)測實(shí)習(xí)，將理論應(yīng)用于實(shí)踐，達(dá)到學(xué)以致用的目的。經(jīng)過理論基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)踐鍛煉三個(gè)階段的學(xué)習(xí)，不僅引導(dǎo)學(xué)生深入思考環(huán)境科學(xué)與工程這門學(xué)科的內(nèi)涵，而且對(duì)學(xué)生未來科研方向的選擇起到了指示性作用。

二、調(diào)整理論授課內(nèi)容

由于“環(huán)境監(jiān)測”涉及的監(jiān)測指標(biāo)眾多、監(jiān)測介質(zhì)復(fù)雜、監(jiān)測手段多樣、監(jiān)測環(huán)節(jié)繁瑣，并且還要保障授課質(zhì)量，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)充分吸收和消化，所以對(duì)理論授課內(nèi)容中教學(xué)章節(jié)的選取、章節(jié)學(xué)時(shí)的安排、教學(xué)內(nèi)容的更新、基礎(chǔ)知識(shí)的整合等方面進(jìn)行了調(diào)整。

重慶大學(xué)環(huán)境科學(xué)系選取水和廢水監(jiān)測、空氣和廢氣監(jiān)測、土壤質(zhì)量檢測和噪聲污染監(jiān)測這四個(gè)章節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)講授?？紤]到學(xué)生理論體系的逐步建立，并且通過對(duì)相似監(jiān)測手段、類似監(jiān)測儀器、相近環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)性整合，所以設(shè)置四個(gè)章節(jié)學(xué)時(shí)梯度為：16學(xué)時(shí)、16學(xué)時(shí)、12學(xué)時(shí)和8學(xué)時(shí)。并以翻轉(zhuǎn)課堂模式選取光譜與“3S”技術(shù)、環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)管理與組成、環(huán)境監(jiān)測管理和質(zhì)量保證等十項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行短時(shí)授課，對(duì)環(huán)境監(jiān)測的理論體系進(jìn)行系統(tǒng)完善。由于國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新與調(diào)整，所以在講授過程中，筆者對(duì)課本中涉及到的國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，并對(duì)課本中未涉及到的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)充，保障授課時(shí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與時(shí)效性。

三、優(yōu)化啟發(fā)式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)是從學(xué)生已掌握的理論知識(shí)基礎(chǔ)出發(fā)，采用多種方式，以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，促使學(xué)生充分思考問題并深刻理解教學(xué)要點(diǎn)，將傳統(tǒng)教學(xué)的“授人以魚”轉(zhuǎn)化為“授人以漁”的一種教學(xué)手段[6]。旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)融會(huì)貫通的思維和接受新信息的整合學(xué)習(xí)能力。

（一）運(yùn)用啟發(fā)式案例分析

案例分析是環(huán)境監(jiān)測教學(xué)中的重要內(nèi)容，是將“環(huán)境監(jiān)測”理論課堂與科學(xué)研究或?qū)嶋H應(yīng)用相聯(lián)系的重要環(huán)節(jié)。但科學(xué)研究與工程應(yīng)用之間往往存在與課本中模式化理論知識(shí)相脫節(jié)的現(xiàn)象。經(jīng)過教學(xué)過程中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與教學(xué)后的分析討論，筆者認(rèn)為，啟發(fā)式案例分析能夠有效解決本科生理論基礎(chǔ)薄弱與科研應(yīng)用繁瑣之間的矛盾。

筆者在“環(huán)境監(jiān)測”課程中，大膽嘗試將案例分析放于章節(jié)開始前，以學(xué)生興趣為導(dǎo)向，進(jìn)行具體實(shí)例展示與新章節(jié)內(nèi)容的引入，起到啟發(fā)式教學(xué)的目的。例如在環(huán)境監(jiān)測第三章：空氣與廢氣監(jiān)測教學(xué)開始前，進(jìn)行筆者博士期間大氣監(jiān)測科研內(nèi)容“基于正定矩陣因子方法的上海PM2.5多環(huán)芳烴源解析”的案例展示。通過啟發(fā)式教學(xué)，既能深化學(xué)生對(duì)環(huán)境監(jiān)測流程的認(rèn)識(shí)，也能激發(fā)學(xué)生對(duì)新章節(jié)內(nèi)容的思考與相關(guān)科研的興趣，為今后深造提供方向性指引。

（二）開展啟發(fā)式視頻教學(xué)

由于“環(huán)境監(jiān)測”課程的綜合性與交叉性，教學(xué)內(nèi)容往往存在與儀器分析、物理化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科重復(fù)的部分。所以為了教學(xué)質(zhì)量的最優(yōu)化，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景，筆者將互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的創(chuàng)新成果與環(huán)境監(jiān)測課程相融合，達(dá)到在環(huán)境監(jiān)測中以智能學(xué)習(xí)輔助啟發(fā)教學(xué)的目的[7]。

筆者通過精選課程視頻及相關(guān)學(xué)習(xí)網(wǎng)址，對(duì)相關(guān)難講解、難理解、難記憶的重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行啟發(fā)式視頻教學(xué)。例如，選取新加坡國立大學(xué)制作的視頻 “電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）用于檢測痕量金屬的多元素分析技術(shù)”，輔助講解ICP-AES的儀器構(gòu)成及工作原理。第一，雙語視頻加深了學(xué)生對(duì)學(xué)術(shù)英語表達(dá)的印象;第二，視頻時(shí)長僅3分鐘，有效避免長視頻觀看時(shí)學(xué)生注意力不集中的現(xiàn)象，提高了課堂效率;第三，通過多次觀看，逐一分解儀器構(gòu)成、分析工作原理、講述標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制和樣品測定，生動(dòng)化地展示出ICP-AES講解中難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)該方法的理解和掌握。