新工科背景下環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)的改革實(shí)踐

肖 萍 王 捷 孫啟耀 趙小輝

（長江師范學(xué)院綠色智慧環(huán)境學(xué)院，重慶408100）

0 引言

目前，新工科的建設(shè)成為各個(gè)高校工作當(dāng)中的重點(diǎn)，培養(yǎng)新型人才成為高等院校的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，而新工科的建設(shè)與發(fā)展必然是高等院校教育改革之中的重大戰(zhàn)略選擇。各個(gè)高校在開展新工科建設(shè)時(shí)，需要以工程教育改革的理念、體系、結(jié)構(gòu)和模式為中心全面展開[1]。其內(nèi)涵是以育情育人為主要引領(lǐng)，以敢闖會(huì)創(chuàng)為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才。對(duì)于新工科的建設(shè)與發(fā)展其主要重?fù)?dān)落在了高等院校的發(fā)展任務(wù)之中，如何布局新工科相應(yīng)專業(yè)的構(gòu)架、培養(yǎng)能夠把握未來科技以及順應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工科人才、如何在進(jìn)行傳統(tǒng)工科建設(shè)時(shí)有的放矢、如何對(duì)高?，F(xiàn)有的工科專業(yè)及學(xué)子的培養(yǎng)改革創(chuàng)新，都是高等院校需要有所把握、有所突破的重點(diǎn)[2-3]。

理工科專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才時(shí)，缺少不了實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程[4]。環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)是環(huán)境科學(xué)類專業(yè)學(xué)生的必修課程，以提升學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力為主要宗旨，以落實(shí)環(huán)境監(jiān)測原理、技術(shù)、基本技能為主要任務(wù)，著眼于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、綜合知識(shí)應(yīng)用能力，并為職業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。近年來，長江師范學(xué)院步入快速發(fā)展階段，在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室各硬件條件的加持下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢在必行。本文針對(duì)長江師范學(xué)院綠色智慧環(huán)境學(xué)院環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提出環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革方案。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要進(jìn)行環(huán)境中單個(gè)指標(biāo)（如溶解氧、總磷等）的測定，難以對(duì)監(jiān)測對(duì)象（水體、大氣等）形成系統(tǒng)評(píng)價(jià)，同時(shí)環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)采取的方法大部分也是傳統(tǒng)化學(xué)方法。隨著現(xiàn)代化儀器技術(shù)和方法的發(fā)展，環(huán)保行業(yè)已經(jīng)開始使用新興的、現(xiàn)代化的監(jiān)測手段和監(jiān)測設(shè)備。環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教學(xué)與行業(yè)無法精準(zhǔn)對(duì)接，導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生畢業(yè)后走入工作崗位還需要很長的適應(yīng)過程。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中進(jìn)行了以下的改革：

1.1 增加綜合性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

在環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)中，新增地表水河流監(jiān)測方案的制定、區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測、區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測的評(píng)價(jià)、土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測及評(píng)價(jià)等綜合性實(shí)驗(yàn)體系[5]。在實(shí)驗(yàn)課程中，增設(shè)了一個(gè)綜合性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目不限，由學(xué)生自主選題。學(xué)生從基礎(chǔ)資料收集、監(jiān)測方案的制定、實(shí)驗(yàn)室分析、數(shù)據(jù)處理、監(jiān)測報(bào)告的撰寫以及質(zhì)量控制與評(píng)價(jià)，整個(gè)過程中每一步都由學(xué)生自己完成，教師僅進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督。通過該方法，學(xué)生通過發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、回顧反思，于潛移默化之中提升其專業(yè)知識(shí)、促使其知行合一、實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作，進(jìn)而全方位提升其綜合素質(zhì)。

1.2 將現(xiàn)代化檢測儀器引入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

近幾年，學(xué)院實(shí)驗(yàn)室條件不斷提高。實(shí)驗(yàn)室增加了多臺(tái)新款分光光度計(jì)和消解儀，并將這些儀器引入了實(shí)驗(yàn)教學(xué)。如水樣的預(yù)處理，實(shí)驗(yàn)手段由原有的傳統(tǒng)加熱消解改為利用消解儀快速消解。不僅節(jié)省了時(shí)間，還新增了學(xué)生對(duì)儀器的了解，開闊了視野。

2 教學(xué)環(huán)節(jié)或過程的改革

以往的教學(xué)方式以教師講授為主，進(jìn)行填壓式教學(xué)。學(xué)生缺乏主觀能動(dòng)的學(xué)習(xí)。因此在實(shí)驗(yàn)過程中，操作錯(cuò)誤、實(shí)驗(yàn)失敗等現(xiàn)象層出不窮。針對(duì)這些情況，做了一些改革：

2.1 增加學(xué)生預(yù)備實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作全部由學(xué)生負(fù)責(zé)，實(shí)驗(yàn)教師協(xié)助學(xué)生完成，增加了學(xué)生的責(zé)任感和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，提高了學(xué)生實(shí)際操作能力。

2.2 強(qiáng)調(diào)課前預(yù)習(xí)，增加課堂現(xiàn)場提問與考核

在實(shí)驗(yàn)開展之前，通過設(shè)問的形式，促使學(xué)生預(yù)習(xí)，進(jìn)而明確實(shí)驗(yàn)主要目的、要求、原理以及步驟等。上課時(shí)，通過課堂提問，考核學(xué)生預(yù)習(xí)情況和對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的把握。

2.3 縮短教師講授時(shí)間

在與環(huán)境監(jiān)測理論課教學(xué)內(nèi)容步調(diào)一致的基礎(chǔ)上，減少教師實(shí)驗(yàn)課授課時(shí)間，僅對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行講解。

2.4 規(guī)范課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告整理環(huán)節(jié)，提倡計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)研究之中應(yīng)用廣泛的技術(shù)之一，應(yīng)當(dāng)成為新工科應(yīng)用型人才必須掌握的基本能力。因此要求學(xué)生采用Excel、Sigmaplot等專業(yè)軟件進(jìn)行繪圖和數(shù)據(jù)處理，使學(xué)生熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件的同時(shí)，提高數(shù)據(jù)處理和分析能力。同時(shí)，規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告，創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)報(bào)告的電子模板，對(duì)報(bào)告內(nèi)容、書寫格式、語言等進(jìn)行了規(guī)范，利在當(dāng)下，也在之后的畢業(yè)論文及科學(xué)研究之中。提倡學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，利用電子設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行記錄，便于后續(xù)改進(jìn)和留存。

3 多形式強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

受課程時(shí)間和實(shí)驗(yàn)條件的限制，不可能將所有環(huán)境要素的實(shí)驗(yàn)均納入實(shí)驗(yàn)課程體系中，因此為了更好地提升學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)分析技能，落實(shí)知行合一。該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供多種平臺(tái)以期學(xué)生通過社會(huì)實(shí)踐、科技活動(dòng)及教師科研課題等方式來強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。如參與教師科研項(xiàng)目研究，以此使學(xué)生能夠掌握新的研究方法和新的分析技術(shù)，從而提高實(shí)驗(yàn)分析的能力。如畢業(yè)課題選擇對(duì)流域環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行調(diào)研和評(píng)價(jià)，在此過程中學(xué)生需要查閱相關(guān)資料以便制訂完整的監(jiān)測方案，進(jìn)行布點(diǎn)、采樣、指標(biāo)檢測分析，并進(jìn)行相關(guān)評(píng)價(jià)。以上種種方法可使學(xué)生于實(shí)踐之中對(duì)相關(guān)理論知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)和應(yīng)用，深化對(duì)環(huán)境監(jiān)測理論知識(shí)的理解，初步培養(yǎng)學(xué)生能學(xué)、會(huì)用、敢想、會(huì)創(chuàng)、理論落地、獨(dú)立研究的能力。

4 考核方式的探索與改革

開展環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)的目的在于提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ由顚W(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。較之主要以學(xué)生考勤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績評(píng)定方法，現(xiàn)在環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)考核在保留原有的基礎(chǔ)上，增加學(xué)生預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)過程的操作情況，并要求學(xué)生在課程中做好原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，課后進(jìn)行結(jié)果分析和實(shí)驗(yàn)過程的反思、總結(jié)。學(xué)生的成績由四部分組成，課堂考勤成績占10%，預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)態(tài)度成績占20%，實(shí)驗(yàn)操作成績占30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績占40%?？己朔绞降母母矬w現(xiàn)了注重學(xué)習(xí)過程的觀念，更為科學(xué)、合理，且符合人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

5 結(jié)語

環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)經(jīng)過改革后，實(shí)施效果較為顯著。主要體現(xiàn)在學(xué)生出勤率較高，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和過程把握度增加，實(shí)驗(yàn)技能和操作水平顯著提高，對(duì)問題的分析和思考能力增強(qiáng)等方面。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革仍處于摸索初期，將繼續(xù)發(fā)現(xiàn)問題，不斷地調(diào)整、改進(jìn)、總結(jié)、分析，提高教學(xué)效率和成果，找到適應(yīng)新時(shí)代新工科發(fā)展環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)之路。