應(yīng)用型高校《環(huán)境監(jiān)測》實驗教學(xué)改革探討*

湯 民，方 珂，郝漢舟，徐新創(chuàng)

(湖北科技學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 咸寧 437100)

應(yīng)用型高校主要培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展所需要的各類高素質(zhì)應(yīng)用型人才，重在培養(yǎng)學(xué)生利用專業(yè)知識分析和解決問題的能力。近年來，大氣污染、水污染、土壤污染等環(huán)境問題，牽動著公眾的神經(jīng)。當(dāng)前我國的生態(tài)環(huán)境保護形勢依然十分嚴(yán)峻，日益緊迫的環(huán)境危機對環(huán)保工作者提出了越來越高的要求[1]。高校是培養(yǎng)環(huán)境類專業(yè)人才的重要場所，而《環(huán)境監(jiān)測》是環(huán)境類專業(yè)必開的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有很強的實踐性、應(yīng)用性和綜合性[2-3]。國內(nèi)高校在《環(huán)境監(jiān)測》課程實驗教學(xué)方面進行了許多有益的探索[4-9]，取得了很好的效果，其主要研究成果有：①教學(xué)方式多樣化，采用傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)相結(jié)合的方式進行授課；②校地合作建立實習(xí)基地，為提高學(xué)生的實踐能力搭建平臺；③開設(shè)綜合性、設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。這些經(jīng)驗和成果為我校《環(huán)境監(jiān)測》實驗教學(xué)改革提供了可供借鑒的思路。本文分析目前我校《環(huán)境監(jiān)測》實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，弄清存在的主要問題，然后相應(yīng)地提出改革思路和舉措，旨在促進環(huán)境類應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

1 《環(huán)境監(jiān)測》實驗教學(xué)存在的問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容過于簡單，缺乏綜合性、實踐性

表1 《環(huán)境監(jiān)測》課程實驗

按照我校2015版《環(huán)境監(jiān)測》課程教學(xué)計劃，環(huán)境監(jiān)測實驗屬課程內(nèi)實驗，計劃28學(xué)時。但受限于實驗室容量和課時，目前本課程實驗教學(xué)只安排了較典型的環(huán)境質(zhì)量參數(shù)作為測定項目，我?！董h(huán)境監(jiān)測》課程實驗開設(shè)情況如表1所示。

學(xué)生通過上述實驗課程的學(xué)習(xí)，可以學(xué)會一些專業(yè)儀器設(shè)備的使用方法和相關(guān)環(huán)境參數(shù)的分析測試技術(shù)，然而遇到實際環(huán)境問題，如對湖泊水體富營養(yǎng)化進行評價、對農(nóng)村地下水水質(zhì)狀況進行綜合評價、對大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進行評價、對工礦用地土壤環(huán)境質(zhì)量進行調(diào)查與評價等，要求監(jiān)測人員全程參與“采樣-測試-數(shù)據(jù)處理-評價”過程，學(xué)生往往感到無從下手。

1.2 教學(xué)手段機械化、程序化

當(dāng)前，我?！董h(huán)境監(jiān)測》課程實驗仍然采用傳授式教學(xué)，借助黑板、粉筆講解實驗方案和需要注意的關(guān)鍵步驟、這種教學(xué)手段較為單一和枯燥，尤其講解具體儀器操作時不直觀、不具體，不能充分調(diào)動學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情。從表1可知，以上這些實驗都是傳統(tǒng)的驗證性實驗，即教師課前布置好實驗內(nèi)容，并提前準(zhǔn)備好需要的實驗儀器和藥品，學(xué)生在課堂上按照實驗指導(dǎo)書按部就班地操作。驗證性實驗教學(xué)只是讓學(xué)生對一些化學(xué)分析實驗技能進行了溫習(xí)：如標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、酸度計的校準(zhǔn)、酸式滴定管的使用等。這種實驗教學(xué)模式很大程度上抑制了學(xué)生的思考和綜合分析能力，學(xué)生在實驗過程中很少會對環(huán)境監(jiān)測實踐中可能遇到的重要問題進行思考和分析(例如，如何根據(jù)樣品的特性選擇合適的預(yù)處理方法、如何進行數(shù)據(jù)處理分析、如何選擇適當(dāng)?shù)沫h(huán)境質(zhì)量評價方法等)。

1.3 實驗考核標(biāo)準(zhǔn)單一

《環(huán)境監(jiān)測》課程實驗成績的考核依據(jù)主要是學(xué)生出勤和實驗報告，造成一些學(xué)生不重視實驗過程，部分實驗操作(如溶液的配制、移液管使用、有機溶劑的取用等)很隨意，甚至違反實驗技能操作規(guī)程。還有些學(xué)生過分追求“完美”的實驗結(jié)果，缺少個人思考與分析。這種考核方式使得學(xué)生只重視實驗結(jié)果，而忽視了對實驗操作技能的掌握，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.4 實驗室硬件設(shè)施薄弱

作為地方應(yīng)用型本科院校，由于受經(jīng)費的影響，我校環(huán)境科學(xué)教學(xué)實驗平臺建設(shè)進展緩慢。學(xué)生在《環(huán)境監(jiān)測》課程實驗中往往只能接觸一些簡單的基本儀器，如電子天平、酸度計、COD消解儀、分光光度計等；由于數(shù)量有限，學(xué)生較少接觸原子吸收分光光度計、液相色譜儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀等一些原理和操作較為復(fù)雜的大型儀器；實驗室面積亟待擴大，學(xué)生做實驗時十分擁擠，這些因素影響了實驗教學(xué)效果，造成學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性下降，達不到培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力的目的。

2 改革思路和舉措

針對目前《環(huán)境監(jiān)測》課程實驗教學(xué)中存在的上述問題，我們在學(xué)校高素質(zhì)人才培養(yǎng)模式的總體規(guī)劃下，加大實驗教學(xué)改革力度，提出了新的改革思路和舉措。

2.1 補充和完善實驗內(nèi)容

目前，我校《環(huán)境監(jiān)測》課程實驗仍然以基礎(chǔ)驗證性實驗為主，綜合性、設(shè)計性的實驗較少，學(xué)生的積極性不高。針對這種情況，可以靈活調(diào)整實驗方案，充分結(jié)合本地環(huán)境特征或?qū)W生感興趣的環(huán)境熱點問題，可以因時因地制宜。例如：攬月湖作為湖北科技學(xué)院極具特色的一處人工湖泊景觀，其水質(zhì)狀況對學(xué)生健康和校園環(huán)境有一定的影響。實驗授課時可以組織學(xué)生對攬月湖開展水質(zhì)常規(guī)指標(biāo)監(jiān)測，按照水質(zhì)監(jiān)測程序完成，對結(jié)果進行討論分析。又如對于咸寧市重點關(guān)注的非煤礦山生態(tài)修復(fù)治理問題，可以結(jié)合“土壤中重金屬的測定”實驗，組織學(xué)生選擇代表性區(qū)域進行土壤重金屬檢測，然后根據(jù)實驗結(jié)果評價該區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量狀況。這種開放式的實驗教學(xué)模式可以全面調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力，也能為當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護部門提供一些基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)[10]。

2.2 改進教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

《環(huán)境監(jiān)測》實驗課堂上可以采用講授、提問和討論相結(jié)合的互動式教學(xué)方法，鼓勵學(xué)生積極思考、多發(fā)言交流，例如：在講解“校園環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測”時，讓學(xué)生們先自行分組討論，常見的環(huán)境空氣質(zhì)量指標(biāo)有哪些？還可以結(jié)合一些環(huán)境污染問題如酸雨、霧霾、溫室效應(yīng)等，引導(dǎo)學(xué)生主動思考。這樣的環(huán)節(jié)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，最終教學(xué)效果也會顯著提高。多媒體教學(xué)作為一種新型的教學(xué)形式，能活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。環(huán)境監(jiān)測實驗涉及一些實際環(huán)境樣品的采集和分析，比如土樣采集時采樣點的布設(shè)和取樣技術(shù)、水樣采集時河流監(jiān)測斷面的設(shè)置、大氣顆粒物測定儀的工作原理等，使用傳統(tǒng)的講授式教學(xué)很難講述清楚，如果采用多媒體動畫技術(shù)來展示這些信息就會簡單明了且生動形象。另外，針對不同類型的實驗，選擇不同的教學(xué)方法。驗證性實驗主要以驗證理論課所學(xué)知識為主，強調(diào)操作必須規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；對于綜合性、設(shè)計性實驗，則應(yīng)該以學(xué)生為主體，由學(xué)生自己提出問題，制定合適的實驗方案，實施并撰寫實驗報告，培養(yǎng)學(xué)生在環(huán)境監(jiān)測實際工作中分析問題和解決問題的能力[11]。

2.3 優(yōu)化考核方式

表2 《環(huán)境監(jiān)測》實驗成績評定標(biāo)準(zhǔn)

《環(huán)境監(jiān)測》課程實驗考核是為了檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握基本實驗技能的情況，可以提高學(xué)生對課程實驗重要性的認(rèn)識[12]。考核不僅要考查學(xué)生的動手操作能力，還應(yīng)考查分析和解決問題的能力。改革現(xiàn)有的實驗考核方式，使用過程評價代替結(jié)果評價。摒棄傳統(tǒng)的通過實驗報告和實驗數(shù)據(jù)給出實驗成績的做法，提高平時成績的比重。對于綜合性和設(shè)計性實驗，考核應(yīng)貫穿整個實驗過程，側(cè)重反映學(xué)生解決實際問題的能力。表2為《環(huán)境監(jiān)測》課程實驗成績評定標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 加大對教學(xué)儀器設(shè)備的投入力度，充分開發(fā)現(xiàn)有資源

為了進一步提高《環(huán)境監(jiān)測》課程實驗教學(xué)質(zhì)量，需要加強實驗室實驗儀器設(shè)備的建設(shè)和管理[13]。 隨著一些新型污染物不斷在環(huán)境中被檢出，與之相應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)也在不斷更新，大型分析測試儀器及其聯(lián)用技術(shù)應(yīng)用變得常態(tài)化。在此背景下，我校環(huán)境科學(xué)教學(xué)實驗平臺建設(shè)顯得相對滯后。由于數(shù)量有限，學(xué)生較少接觸原子吸收分光光度計、液相色譜儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀等一些原理和操作較為復(fù)雜的大型儀器。其造成的結(jié)果是學(xué)生進入工作崗位后遇到此類儀器不會動手，增加工作難度。因此，學(xué)校應(yīng)繼續(xù)加大實驗室建設(shè)力度，增加實驗儀器設(shè)備投入。此外，還需要充分開發(fā)現(xiàn)有資源，建立與地方企業(yè)緊密合作的實習(xí)實訓(xùn)基地。如湖北科技學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院聯(lián)合咸寧市環(huán)境監(jiān)測中心、咸寧市污水處理廠、咸寧市西涼湖綜合管理局、九宮山國家級自然保護區(qū)等單位建立了長期實習(xí)實訓(xùn)基地。另外，我校與咸寧市環(huán)保部門合作，環(huán)保技術(shù)人員提供監(jiān)測儀器和試劑，定期安排指導(dǎo)學(xué)生監(jiān)測城區(qū)淦河水質(zhì)，這樣既可以服務(wù)于地方部門，又提高了學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和主動性。

3 結(jié) 語

在應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下，高校更應(yīng)重視鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力。通過對《環(huán)境監(jiān)測》實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式、教學(xué)儀器設(shè)備投入等方面的改革，能有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、提高學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)效果，以期更好地培養(yǎng)環(huán)境類應(yīng)用型技術(shù)人才。