工程認(rèn)證背景下環(huán)境監(jiān)測(cè)課程改革與實(shí)踐

于英翠 馬愛生 梁東麗

摘? 要：工程認(rèn)證背景下，教育教學(xué)應(yīng)堅(jiān)持以學(xué)生中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)的核心要求，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)課程進(jìn)行了改革與探索。文章采用啟發(fā)滲透式教學(xué)、交錯(cuò)學(xué)習(xí)法、案例教學(xué)討論和線上線下相結(jié)合的教學(xué)手段，探索并建立了“理論教學(xué)—實(shí)驗(yàn)教學(xué)—實(shí)踐教學(xué)—?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐”模塊結(jié)構(gòu)的教學(xué)框架。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中針對(duì)不同監(jiān)測(cè)類型，逐步建立和擴(kuò)展教學(xué)實(shí)踐基地，采取“理論－實(shí)驗(yàn)－實(shí)踐”三管齊下教學(xué)模式，將技能培訓(xùn)與監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)學(xué)校與企業(yè)、教學(xué)與生產(chǎn)、教學(xué)與科研的結(jié)合，在提高學(xué)生專業(yè)技能培訓(xùn)的同時(shí)，注重綜合素質(zhì)和專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，凸顯研究型大學(xué)人才培養(yǎng)的特色，提高學(xué)生的綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

關(guān)鍵詞：工程認(rèn)證；環(huán)境監(jiān)測(cè)；課程改革

中圖分類號(hào)：G642? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1673-7164（2023）05-0185-04

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)的大力推進(jìn)，環(huán)境工程類專業(yè)得到了快速發(fā)展，工程認(rèn)證背景下，堅(jiān)持以學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)等核心要求，要求高校培養(yǎng)具有實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)復(fù)合型環(huán)保人才［1-4］。

環(huán)境監(jiān)測(cè)作為環(huán)境科學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科，監(jiān)測(cè)對(duì)象內(nèi)容非常廣泛，從水體、空氣到土壤介質(zhì)中污染因子，以及對(duì)相關(guān)生物、生態(tài)影響；從點(diǎn)源污染到面源污染的監(jiān)測(cè)，甚至更廣泛的全區(qū)域、全球性監(jiān)測(cè)，它是環(huán)境類專業(yè)的一門核心專業(yè)課程［5-6］。學(xué)生需在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)，掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)知識(shí)點(diǎn)并在工程實(shí)踐中進(jìn)行應(yīng)用，關(guān)注前沿?zé)狳c(diǎn)，了解行業(yè)趨勢(shì)。如今，專業(yè)教育與素質(zhì)教育并舉，如何使人才滿足用人單位的崗位需求，是傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)課程教學(xué)方法面臨的問題和挑戰(zhàn)。如何建立適合于工程認(rèn)證背景下的環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，真正做到理論和實(shí)踐并重？學(xué)校應(yīng)讓學(xué)生通過實(shí)踐掌握、應(yīng)用和提高環(huán)境監(jiān)測(cè)的理論，通過理論系統(tǒng)了解環(huán)境監(jiān)測(cè)體系及其最新前沿，滿足新形勢(shì)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)人才的需求，促進(jìn)人才全面健康發(fā)展。

一、傳統(tǒng)教學(xué)面臨的問題及挑戰(zhàn)

（一）原有的教學(xué)內(nèi)容不能滿足工程認(rèn)證需要

原有的環(huán)境監(jiān)測(cè)體系偏重三廢（水、氣、固廢）污染物的監(jiān)測(cè)，而對(duì)土壤、生物監(jiān)測(cè)方面相對(duì)都薄弱，對(duì)生態(tài)監(jiān)測(cè)考慮更少，再加上環(huán)境問題復(fù)雜化、污染的多元化和毒害效應(yīng)的復(fù)合化，因此對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)、方法的發(fā)展都提出了新的要求，使環(huán)境監(jiān)測(cè)教學(xué)能更好地滿足環(huán)境問題發(fā)展以及專業(yè)工程認(rèn)證的需要，進(jìn)而更好地為環(huán)境污染控制、環(huán)境規(guī)劃管理和環(huán)境科學(xué)研究服務(wù)，是新的環(huán)境背景下對(duì)監(jiān)測(cè)課程提出的新的要求［7］。

（二）教學(xué)條件與教學(xué)現(xiàn)狀要求不符

監(jiān)測(cè)新技術(shù)、新方法的不斷更新，也要求課程組加強(qiáng)對(duì)教師的培養(yǎng)，不斷提高教師的科研和教學(xué)水平，對(duì)包括儀器設(shè)備條件等實(shí)踐平臺(tái)進(jìn)行建設(shè)和改善。

（三）實(shí)踐教學(xué)與理論和實(shí)際需求脫節(jié)

監(jiān)測(cè)課程是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，只有把課堂的理論充分應(yīng)用到實(shí)際操作中，才能做到對(duì)理論的深化和提升，掌握監(jiān)測(cè)的技術(shù)，真正為研究和生產(chǎn)實(shí)際服務(wù)。打破課程的框架，增加學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的應(yīng)用能力是監(jiān)測(cè)實(shí)際對(duì)監(jiān)測(cè)課程提出的要求。

（四）教學(xué)組織形式和教學(xué)方式與學(xué)習(xí)興趣不協(xié)調(diào)

理論講授因?yàn)槠胤椒ǖ脑砗筒僮骷?xì)節(jié)，比較枯燥，教師應(yīng)通過改進(jìn)教學(xué)方法，讓學(xué)生自覺參與到教學(xué)實(shí)踐中來，通過自主學(xué)習(xí)建立完整的課程體系，注重建立課程間的聯(lián)系，真正讓學(xué)生感受到學(xué)有所用，提高他們自主學(xué)習(xí)的積極性。

二、工程認(rèn)證背景下環(huán)境監(jiān)測(cè)課程的改革與實(shí)踐

（一）完善、更新教學(xué)方法及手段，優(yōu)化教學(xué)過程

傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師為主導(dǎo)，學(xué)生參與度不高，形成了知識(shí)本位的教學(xué)觀念。工程認(rèn)證背景下側(cè)重以學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

1. 采用啟發(fā)滲透式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力

教師在授課過程中，運(yùn)用啟發(fā)滲透式教學(xué)方法，將授課內(nèi)容進(jìn)行分解切割，分為重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、興趣點(diǎn)。在師生互動(dòng)過程中，教師應(yīng)隨時(shí)提出與監(jiān)測(cè)內(nèi)容相關(guān)的問題，讓學(xué)生討論思考并提出解決方案。例如，空氣中氮氧化物監(jiān)測(cè)，一般采用鹽酸萘乙二胺分光光度法進(jìn)行比色測(cè)定，那么該方法的原理是什么？氮氧化物濃度還和哪些物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)相關(guān)？通過啟發(fā)滲透引出原電池庫侖法。然后對(duì)兩種方法進(jìn)行對(duì)比：比色法原理是偶合顯色，庫倫法實(shí)質(zhì)是氧化還原反應(yīng)電流和二氧化氮濃度成正比。教師應(yīng)通過改進(jìn)教學(xué)方法，幫助學(xué)生理解各種監(jiān)測(cè)方法本質(zhì)，突破重點(diǎn)難點(diǎn)，獲得較好的教學(xué)效果。

2. 采用交錯(cuò)學(xué)習(xí)法，把理論講授與實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)緊密結(jié)合起來

在監(jiān)測(cè)課程講授過程中，根據(jù)不同監(jiān)測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)，將理論和實(shí)驗(yàn)交錯(cuò)進(jìn)行。例如在水質(zhì)監(jiān)測(cè)部分，主要涉及廢水酸堿度、氨氮、總磷、生化需氧量（BOD）等，采用先講清楚方法原理，后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的方式進(jìn)行驗(yàn)證。在土壤監(jiān)測(cè)部分，常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目土壤、陽離子交換量，有機(jī)質(zhì)的測(cè)定，也采用先理論后實(shí)驗(yàn)的方式。對(duì)于土壤中重金屬，農(nóng)藥等需要利用氣相色譜法、液相色譜等大型儀器等進(jìn)行測(cè)定的項(xiàng)目，先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，后進(jìn)行理論補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)中教師應(yīng)對(duì)照儀器，講清儀器原理、結(jié)構(gòu)、測(cè)定方法以及數(shù)據(jù)處理過程中的誤差分析等等，結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)一步進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，加深學(xué)生理解。

3. 案例教學(xué)法，注重綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)

眾所周知，環(huán)境監(jiān)測(cè)具有實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，不同部分結(jié)合相關(guān)案例進(jìn)行總結(jié)性實(shí)踐教學(xué)，將理論知識(shí)落實(shí)到實(shí)踐當(dāng)中，使所學(xué)知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中得到驗(yàn)證和升華，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，查閱文獻(xiàn)，分析問題和解決問題的能力［8］。在講授土壤監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)原則及采樣方法后，對(duì)楊凌區(qū)內(nèi)工業(yè)區(qū)、農(nóng)田區(qū)、居住區(qū)等區(qū)域，讓學(xué)生設(shè)置采樣點(diǎn)，并進(jìn)行討論；講述空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)部分的知識(shí)后，與學(xué)生一起探討如何對(duì)某工業(yè)區(qū)空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)采樣點(diǎn)布設(shè)原則和方法，該如何布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。除此之外，帶領(lǐng)學(xué)生到環(huán)境監(jiān)測(cè)部門見習(xí)參觀實(shí)際案例，配合開展大咖講座，請(qǐng)校外相關(guān)專家講工程案例及實(shí)際應(yīng)用，雙管齊下，將理論和工程案例有機(jī)結(jié)合，最后引導(dǎo)學(xué)生撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告，提高學(xué)生調(diào)研、查閱相關(guān)文獻(xiàn)及工程實(shí)踐能力。

4. 線上線下混合式教學(xué)模式，提高教學(xué)效果

工程認(rèn)證背景下，傳統(tǒng)的授課模式難以滿足環(huán)境類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的迫切需求。高校應(yīng)探索線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，充分發(fā)揮二者教學(xué)方式優(yōu)點(diǎn)，提高教學(xué)效果。線上教學(xué)模式?jīng)]有空間的限制，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的不足，與課堂教學(xué)互補(bǔ)，只要教師和學(xué)生時(shí)間允許，可隨時(shí)上課極大的優(yōu)勢(shì)。互聯(lián)網(wǎng)又具有存儲(chǔ)性和交互性的特點(diǎn)，提供了大量教學(xué)平臺(tái)以及虛擬仿真軟件。虛擬仿真教學(xué)作為一種典型線上學(xué)習(xí)模式，是環(huán)境監(jiān)測(cè)學(xué)科發(fā)展不可替代的技術(shù)手段。尤其是在難以現(xiàn)場(chǎng)開展實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)課程的情況下，通過虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建了一種高度虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中可以設(shè)置實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，配置標(biāo)準(zhǔn)試劑，調(diào)節(jié)儀器參數(shù)，進(jìn)行結(jié)果測(cè)定等等，極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐動(dòng)手能力。針對(duì)樣品處理過程操作復(fù)雜，危險(xiǎn)試劑多，周期長(zhǎng)，在樣品測(cè)定過程中需要的儀器原理抽象，構(gòu)造復(fù)雜等具體問題，通常在講授過程中難以描述清楚，但是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以完美地解決這些問題，將抽象的理論、復(fù)雜的操作可視化，將復(fù)雜的構(gòu)造進(jìn)行分解，使學(xué)生更容易理解。線上線下混合教學(xué)模式，充分發(fā)揮了線上資源的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合教室、實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)教學(xué)模式，構(gòu)建不同層次、多個(gè)模塊、線上線下相互結(jié)合的科學(xué)教學(xué)體系。通過幾年的探索，環(huán)境監(jiān)測(cè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)將環(huán)境監(jiān)測(cè)課程打造成了省級(jí)資源精品共享課程，對(duì)外分享［9-10］。

（二）強(qiáng)化實(shí)踐鍛煉，進(jìn)入“產(chǎn)、學(xué)、研”基地實(shí)習(xí)

實(shí)踐教學(xué)是環(huán)境科學(xué)類專業(yè)的生命線，通過該課程學(xué)生可以了解社會(huì)、了解自己所學(xué)知識(shí)的社會(huì)應(yīng)用價(jià)值，豐富自身知識(shí)結(jié)構(gòu)，鍛煉他們綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生能力必需的第二課堂［11-12］。充分挖掘不同類型的教學(xué)實(shí)習(xí)基地：楊凌工業(yè)園區(qū)新希望飼料廠，楊凌區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、楊凌污水處理廠等配合實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)。學(xué)生通過參加實(shí)踐基地的參觀見習(xí)，強(qiáng)化理論與社會(huì)需求、教學(xué)與生產(chǎn)、教學(xué)與科研的結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力［13-14］。學(xué)生在不同的實(shí)習(xí)單位，針對(duì)每個(gè)單位的相關(guān)監(jiān)測(cè)重點(diǎn)，進(jìn)行參觀和討論。例如污水處理廠的常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，監(jiān)測(cè)站重點(diǎn)關(guān)注空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，飼料廠重視粉塵污染的治理，學(xué)生也可以采集樣品，帶回學(xué)校實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，加深實(shí)習(xí)的實(shí)踐效果。教師可鼓勵(lì)學(xué)生加入自己的科研課題，對(duì)感興趣的方向進(jìn)行深入研究，為將來從事相關(guān)科研工作奠定基礎(chǔ)。這類教學(xué)實(shí)踐發(fā)揮“產(chǎn)、學(xué)、研”基地的作用，提高了資源綜合利用率，明確了學(xué)生的專業(yè)認(rèn)知和定位。

（三）以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為平臺(tái)，注重素質(zhì)和能力培養(yǎng)的結(jié)合

針對(duì)學(xué)生環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)及其他課程中發(fā)現(xiàn)的一些新問題，鼓勵(lì)并幫助他們積極進(jìn)行全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的申報(bào)，將所學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，運(yùn)用環(huán)境監(jiān)測(cè)的手段進(jìn)行研究。充分利用實(shí)驗(yàn)中心的科研資源，接收優(yōu)秀本科生提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科學(xué)研究，使有基礎(chǔ)、有能力、有意愿的同學(xué)接受高層次教育。在項(xiàng)目執(zhí)行過程中通過解決實(shí)際問題，鍛煉學(xué)生與人溝通交流、直面現(xiàn)實(shí)、解決問題的能力，提高他們的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)他們的科研能力和素質(zhì)，激發(fā)他們的科研熱情。在參加科技創(chuàng)新項(xiàng)目的近50名學(xué)生中，先后有人30選擇進(jìn)行深造。

（四）積極支持科技社團(tuán)活動(dòng)，樹立環(huán)境保護(hù)的責(zé)任感和使命感

西北農(nóng)林科技大學(xué)“義務(wù)環(huán)保協(xié)會(huì)”成立于2001年11月，以資源環(huán)境學(xué)院為依托，本著“開展環(huán)保實(shí)踐，喚醒綠色意識(shí)”的宗旨，通過舉辦環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)保主題宣傳、實(shí)地考察、專題講座等各種宣傳與實(shí)踐活動(dòng)，爭(zhēng)取在校園營(yíng)造出濃厚的環(huán)保氛圍，提高學(xué)生們的環(huán)保意識(shí)。

自社團(tuán)成立以來，環(huán)境監(jiān)測(cè)課程組的教師們都大力支持學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中利用所學(xué)知識(shí)，解決身邊的環(huán)境問題。學(xué)校義務(wù)環(huán)保協(xié)會(huì)倡導(dǎo)，由大學(xué)生組成的綠色營(yíng)率先在陜西省發(fā)起“大學(xué)生保護(hù)陜西母親河——渭河”行動(dòng)，以后連續(xù)八年社團(tuán)都利用暑假進(jìn)行渭河考察和環(huán)保宣傳活動(dòng)，在活動(dòng)過程中如遇到技術(shù)屏障本梯隊(duì)教師都積極結(jié)合環(huán)境化學(xué)理論為本科生科技社團(tuán)活動(dòng)提供技術(shù)支持和空間、儀器條件支持。任課教師為該社團(tuán)成員進(jìn)行環(huán)境前沿知識(shí)講座，補(bǔ)充理論知識(shí)的不足，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生在實(shí)踐參與活動(dòng)的同時(shí)，逐漸樹立起對(duì)未來環(huán)境保護(hù)責(zé)任感和使命感。

（五）做好社會(huì)服務(wù)工作，為相關(guān)企業(yè)單位提供技術(shù)指導(dǎo)

自2007年楊凌監(jiān)測(cè)站成立至今，一直承擔(dān)該站在監(jiān)測(cè)方法的驗(yàn)證、數(shù)據(jù)的審核、自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的選點(diǎn)等方面的技術(shù)支持，并幫助進(jìn)行人員培訓(xùn)和解決實(shí)際工作中遇到的問題。因?yàn)榻⒘诉@種聯(lián)系，學(xué)生可以利用業(yè)余時(shí)間和節(jié)假日到監(jiān)測(cè)站工作，一方面解決了監(jiān)測(cè)站編制有限、人員不足的問題，保證了監(jiān)測(cè)站在起步階段的順利運(yùn)行，另一方面也使得他們把自己的所學(xué)與實(shí)際工作結(jié)合起來，較早地接觸、了解社會(huì)，學(xué)會(huì)與人打交道，為他們最終找到與專業(yè)相關(guān)滿意的工作奠定了基礎(chǔ)。

三、結(jié)論

在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中，堅(jiān)持以學(xué)生為中心、以創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)為主線。本研究探索并建立了“理論教學(xué)—實(shí)驗(yàn)教學(xué)—實(shí)踐教學(xué)—?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐”模塊結(jié)構(gòu)的教學(xué)框架。采用啟發(fā)滲透式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力；采用講、做交錯(cuò)學(xué)習(xí)法，把理論講授與實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)緊密結(jié)合起來；采用案例教學(xué)和討論，注重綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)；采用線上線下相結(jié)合的教學(xué)手段，講授方式生動(dòng)，加強(qiáng)師生互動(dòng)；注意拓展學(xué)生的知識(shí)面，穿插相關(guān)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)講授，提升學(xué)生的想象空間，把課程講授與學(xué)科發(fā)展前沿結(jié)合起來，以幫助學(xué)生了解學(xué)科進(jìn)展，在掌握監(jiān)測(cè)測(cè)定的基本技能的同時(shí)，將技能培訓(xùn)與實(shí)際監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目相結(jié)合，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中針對(duì)不同監(jiān)測(cè)類型，逐步建立和擴(kuò)展教學(xué)實(shí)踐基地。

采取“理論－實(shí)驗(yàn)－實(shí)踐”三管齊下教學(xué)模式，技能培訓(xùn)與監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)學(xué)校與企業(yè)、教學(xué)與生產(chǎn)、教學(xué)與科研的結(jié)合，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，注重學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題、與人合作的能力，培養(yǎng)他們并且培養(yǎng)了他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的工作作風(fēng)。與理論課相結(jié)合，形成了“理論講授—實(shí)驗(yàn)—實(shí)習(xí)—研究”的創(chuàng)新教學(xué)模式，在提高學(xué)生專業(yè)技能培訓(xùn)的同時(shí)，注重綜合素質(zhì)和專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，凸顯研究型大學(xué)人才培養(yǎng)的特色，提高學(xué)生的綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

參考文獻(xiàn)：

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