工程認證標準指導下環(huán)境監(jiān)測教學改革探索*

王 藝, 丁克強, 劉廷鳳, 王慧雅, 胡志新, 楊 鳳

工程教育專業(yè)認證是一種在國際上通行的工程教育質(zhì)量保障制度, 也是工程師資格認可的標準。 《環(huán)境監(jiān)測》是環(huán)境工程、 環(huán)境科學專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程, 是一門多學科交叉的綜合性課程, 具有理論性、 技術(shù)性和實踐性較強的特點。 然而目前南京工程學院環(huán)境監(jiān)測教學還存在教學方法單一、 教學內(nèi)容陳舊、 實踐教學問題突出、 教學評價方法單一等問題。 而工程教育認的核心教育理念為以學生為主體, 以產(chǎn)出為導向, 即Outcomes-based Education(OBE)[1]。 近幾年來, 環(huán)境工程學院積極開展該專業(yè)的工程認證工作, 基于工程認證標準, 努力探索環(huán)境監(jiān)測課程改革措施, 以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1 環(huán)境監(jiān)測課程現(xiàn)狀

1.1 培養(yǎng)目標

根據(jù)專業(yè)認證標準, 目前環(huán)境監(jiān)測課程的培養(yǎng)目標已進行一定的調(diào)整。 作為一門專業(yè)核心課, 環(huán)境監(jiān)測課程以國家現(xiàn)行標準、 法規(guī)、 監(jiān)測技術(shù)和方法為依據(jù), 通過對課程的學習, 達到以下四點課程目標: (1)能夠獨立制定環(huán)境監(jiān)測方案。 (2)掌握水、 氣、 固等各個環(huán)境介質(zhì)的監(jiān)測方法及技術(shù), 具備獨立測量環(huán)境介質(zhì)中各常規(guī)指標的能力。 (3)能夠利用環(huán)境標準, 評價環(huán)境質(zhì)量。 (4)能夠正確處理監(jiān)測數(shù)據(jù), 通過環(huán)境監(jiān)測手段確定污染程度, 追蹤污染源, 研究和提供污染變化趨勢, 為實現(xiàn)環(huán)境管理, 可持續(xù)發(fā)展, 污染控制, 以及制定環(huán)境相關(guān)法規(guī)、 標準和規(guī)劃等服務(wù)。

1.2 培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的關(guān)系

對應(yīng)于工程教育認證的畢業(yè)要求, 《環(huán)境監(jiān)測》這門課程對應(yīng)畢業(yè)要求指標點為: (1)能在多種解決環(huán)境工程問題的方案中進行選擇, 通過研究確定合適的污染防治工藝及資源化的解決方案。 (2)能夠基于環(huán)境工程的科學原理, 結(jié)合研究, 識別復雜的環(huán)境工程問題。 (3)了解環(huán)境工程專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)標準體系、 知識產(chǎn)權(quán)、 產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī), 理解不同社會文化對環(huán)境工程活動的影響。 (4)了解國家的環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略, 熟悉環(huán)境工程領(lǐng)域相關(guān)的方針、 政策、 法律、 法規(guī)和標準。

1.3 環(huán)境監(jiān)測教學存在的問題

環(huán)境監(jiān)測課程開設(shè)于大二下學期, 盡管基于教育工程專業(yè)認證背景下, 學院對環(huán)境監(jiān)測教學大綱進行了修訂, 但目前該課程在教學中還存在問題, 主要表現(xiàn)在以下幾點:

1.3.1 教學方法單一

目前環(huán)境監(jiān)測的理論課程主要采用多媒體幻燈片講授, 教學內(nèi)容固定, 進度快, 而環(huán)境監(jiān)測屬于多學科交叉的綜合性課程, 由于學生基礎(chǔ)知識不扎實, 且專業(yè)知識有限, 對很多理論知識理解不深入。 因此, 當前的教學方法已經(jīng)不能滿足專業(yè)認證標準的要求[2]。

1.3.2 教學內(nèi)容陳舊

由于社會經(jīng)濟的快速發(fā)展, 環(huán)境大幅變化, 各種技術(shù)突飛猛進。 實際上環(huán)境監(jiān)測學科的內(nèi)容發(fā)生了很大的變化, 然而目前現(xiàn)行的教材內(nèi)容陳舊, 且任課教師由于缺乏實踐基礎(chǔ), 在教學過程中對知識的更新、 主次的區(qū)分不夠, 導致學生較難領(lǐng)會課程精髓, 教學效果不佳。

1.3.3 實踐教學問題突出

環(huán)境監(jiān)測具有很強的實踐性, 實踐教學對于提高學生的專業(yè)認識和工程素質(zhì)具有重要的作用。 在環(huán)境監(jiān)測課程中, 設(shè)置了歷時1 周的環(huán)境監(jiān)測實驗, 但目前也存在諸多問題, 如實驗教學內(nèi)容單一、 實驗項目主要是驗證性實驗為主、 實驗與理論課時間安排不合理等。 目前對于實驗課, 學生多只按實驗步驟進行操作, 且設(shè)置的實驗項目多為分析測試部分, 不能有效的對學生進行環(huán)境監(jiān)測全過程實踐能力的培養(yǎng), 不符合專業(yè)認證標準下的環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用型人才。 同時, 在課程設(shè)置中, 實驗課開設(shè)在理論教學結(jié)束后進行, 導致理論與實踐脫節(jié)嚴重, 學習效果差。

1.3.4 教學評價方法單一

目前環(huán)境監(jiān)測教學評價分為理論教學評價和實踐教學評價。 理論教學評價為40%平時表現(xiàn)和60%閉卷考試, 而平時表現(xiàn)主要集中在對于出勤率和作業(yè)的考核上, 而閉卷考試多為對于知識點的記憶考核。 這種評價方式并不能真正反映學生應(yīng)用理論知識的能力, 不適用考核應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。 而實踐教學主要通過實驗報告進行考核, 但學生的實驗報告的大部分內(nèi)容僅為對實驗指導書簡單的抄寫并存在嚴重的抄襲現(xiàn)象, 不能體現(xiàn)學生的實踐能力和獨立思考的能力。

2 環(huán)境監(jiān)測教學改革措施

2.1 教學方式多元化

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及, 微課、 慕課等線上教學方式廣受推崇[3]。 線上教學能夠?qū)崿F(xiàn)學生靈活安排學習, 同時還可以反復觀看重點內(nèi)容。 目前各線上平臺共享了各學科示范教學課程,實現(xiàn)了不同空間和不同時間的教學與互動, 使學生能夠?qū)W習到各大高校的高質(zhì)量課程。 但另一方面, 線上課程難以實現(xiàn)個性化教學, 對于自律性差的學生, 很難讓其如實參與課程學習,因此, 需采用線上-線下將結(jié)合的方式, 充分利用課堂的個性化教學[4]。 針對環(huán)境監(jiān)測, 可以將核心內(nèi)容的視頻教學、 線上案例討論、 以及將相關(guān)的法律法規(guī)等重要資料文件建成課包,便于學生反復學習和查看。 同時, 為提高學生的參與度, 可設(shè)置翻轉(zhuǎn)課堂, 例如以“為南京工程學院校園地表水制定監(jiān)測方案” 為題, 讓學生分小組完成, 并在課上進行展示匯報, 這樣可以調(diào)動學生的積極性, 促進其對于所學知識的理解, 提高教學效果。

2.2 教學內(nèi)容與時俱進

環(huán)境監(jiān)測是一門不斷發(fā)展的課程, 隨著人們對環(huán)境質(zhì)量的要求越高, 環(huán)境質(zhì)量標準, 尤其是污染物的排放標準越來越嚴格, 而且隨著技術(shù)的進步, 各種污染物的檢測水平也不斷提高, 導致環(huán)境監(jiān)測所依據(jù)的標準也在不斷改進和完善。 因此授課老師應(yīng)多關(guān)注相關(guān)專業(yè)信息, 及時更新課程內(nèi)容。 授課老師也要不斷提升自身的專業(yè)實踐能力, 例如對于各種陰離子的測定, 在實際操作中, 普遍采用的是離子色譜, 不僅制樣簡單,還能同時測定多種陰離子, 這與教學內(nèi)容有所出入, 應(yīng)及時更新。

2.3 實踐-理論相結(jié)合, 建立重點視頻教學

在環(huán)境分析與監(jiān)測實驗課程中目前主要依照水、 氣、 土壤等環(huán)境介質(zhì)中的重點監(jiān)測項目, 設(shè)置了化學需要量、 生化需氧量、 水中總磷的測定、 水中氨氮、 大氣中總懸浮物的測定、 大氣中二氧化硫的測定、 校園區(qū)域環(huán)境噪聲、 土壤中水溶性氟化物等實驗教學內(nèi)容, 著重訓練學生對于理論知識應(yīng)用于實踐的能力。 針對理論教學和實踐教學課程安排實踐脫節(jié)嚴重的現(xiàn)象, 應(yīng)調(diào)整實踐教學盡量在相應(yīng)理論教學內(nèi)容結(jié)束后一兩周內(nèi)進行, 并拍攝相應(yīng)的教學視頻, 要求學生在進行實踐前認真觀看, 同時多設(shè)置針對實踐項目的開放性問題, 培養(yǎng)學生獨立思考的能力。 目前學生采用的儀器多為分光光度計, 對于高效液相和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等大型儀器難以實現(xiàn)讓每個學生都進行親自操作, 針對這些儀器, 應(yīng)充分利用視頻進行教學, 例如可以拍攝某儀器, 由教師講解儀器的原理、 組成、 樣品測試和結(jié)果分析等。

2.4 改進教學評價模式, 注重對過程的考核

考核是檢驗教學質(zhì)量的重要手段, 成績評定方法對于學習效果有著重要的導向作用[5]。 對于學生創(chuàng)新、 實踐以及獨立思考能力的考核要體現(xiàn)在過程中, 注重對學習過程的評價。 通過學生課前課中以及實踐過程來進行定量考核。 具體的方法為:針對環(huán)境監(jiān)測課程的重點內(nèi)容, 將水、 氣、 土、 固廢的監(jiān)測設(shè)置實際案例分析大作業(yè)。 案例分析由學生分小組進行, 約每四人為一個小組, 小組成員每次負責的內(nèi)容不斷輪換, 即每人至少負責一次匯報發(fā)言。 大作業(yè)由報告成績和匯報成績兩部分組成, 成績的評定包括學生匯報、 學生自評、 學生互評以及老師點評和報告成績組成。 這種評價考核方法, 不僅能檢驗學生對于理論知識的掌握程度, 還有利于提高學生的積極性、 獨立思考和創(chuàng)新能力。

3 結(jié) 語

環(huán)境監(jiān)測是一門理論性和實踐性較強的綜合性課程, 并屬于不斷發(fā)展與更新的學科, 在工程專業(yè)認證的背景下, 環(huán)境監(jiān)測課程的課程建設(shè)改革, 不僅是簡單對于教學大綱的修改, 使其形似符合認證標準, 而是要結(jié)合學科的特點對課程的各個重要環(huán)節(jié)進行改革, 以“成果為導向”, 針對教學過程中的突出問題, 采用多元化教學方式、 更新完善教學內(nèi)容、 建立重點內(nèi)容線上視頻、 注重對學習過程的考核和評價, 培養(yǎng)出更多更合格的新時代環(huán)保領(lǐng)域工程專業(yè)人才。