工科大学环境工程专业环境监测教学改革探索与实践

工科大学环境工程专业环境监测教学改革探索与实践 工科大学环境工程专业环境监测教学改革探索与实践 工科大学环境工程专业环境监测教学改革探索与实践

我国工科大学为社会主义建设培养了众多高素质的专业人才。但是面对新世纪的发展与挑战,工科大学所培养的人才的综合素质与客观要求之间仍存在较大的差距,因此,工科大学教育必须进行必要的改革。环境监测是工科大学环境工程专业的必需课程,其应用性、实践性、综合性强,教学内容涉及水体、大气、土壤、固废、生态、噪声、辐射等环境要素的监测,课程涵盖了物理、化学、生物、地理、计算机、数学等学科。工科大学的“环境监测”对后续专业课程的教学起到基础性支撑作用,同时它也是一门技术性很强的课程。该门课程的主要任务在于使学生掌握环境监测的基本理论和基本知识,以污染物为主线,使学生掌握从布点、采样、样品保存、预处理到分析测试和数据处理的环境监测全过程。为了适应环境监测科学发展的要求,满足创新型人才培养的需求,笔者根据环境监测课程的特点,结合教学实际,从理论课、实验课及其考评体系等角度探讨了“环境监测”的教学改革与实践。

一、整合理论课教学内容和改进教学方法

工科大学环境工程专业开设的“环境监测”与“水分析化学”、“环境分析化学”和“仪器分析”等存在密切的关联,只有保证环境监测与上述课程间和后续课程间的衔接性、呼应性和互补性,力求避免不合理的交叉和重叠,才能使整个专业课教学体系更加高效和完善。以大多工科大学选用的教材为例,对环境监测相关课程的教学内容进行对比,如表1所示。

对比发现,环境监测教材上编排的一些的分析仪器的原理、分析方法等与“水分析化学”、“环境分析化学”和“仪器分析”课程在内容上存在一定的重复,因此授课时需要对该部分内容进行从略处理。若是非常重要的内容则宜采取教师提问、学生回答的方式进行,了解学生对知识的掌握程度。教师也可以归纳总结后进行略述即可。例如水体中各种类型化合物的测定,教材中一般是按化合物的种类编排的,在讲述时可按照测定方法进行归类,例如,色谱法、电化学法、ICP法、原子吸收法、分光光度法、冷原子吸收或冷原子荧光法等。另外,学生除了掌握基本的环境监测基础知识和理论外,还应了解监测技术发展前沿的新趋势、新技术等,课件中应补充环境监测发展的前沿技术及其趋势等新知识(如痕量污染物的样品采集与测定,环境监测新法规、新标准和新技术规范等),才能够使这门课程具有活力。

二、优化实验课教学环节

环境监测作为一门实践性很强的课程,在做好理论课教学的同时,必须加大实验、实践教学的课时分配比例,通过系统的实验、实践的训练,增强学生对环境监测具体方法、技术的运用能力。并在此基础上,吸收有兴趣的本科生参加相关的科研工作,将基础理论与环境监测前沿课题相结合,为学生提供理论与实践衔接的平台,这将十分有助于培养学生分析问题、解决问题、科学研究和创新思维的能力。基于此,笔者提出以下优化实验课程教学环节的措施:

1.建立分析性实验和设计性实验并重的实验教学方式。传统的实验课内容多为验证性实验,学生一般只需按照讲义写明的操作步骤,逐步完成即可。这种模式十分不利于学生主动思考和创新能力的培养。综合性、设计性实验是提高学生综合能力、创新能力和创造性的重要途径。综合性实验是指实验内容涉及知识面较为广,需要综合应用所学知识和各种实验手段、方法、技能,解决有一定难度的实验问题。设计性实验是指在给定实验目的、要求和实验条件下,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验,设计性实验对于培养学生的主动性、积极性、探求科学的精神具有重要意义。针对基础实验、设计性实验、综合实验和研究性实验的各自特征,充分考虑实验条件的情况下,适当增加综合性和设计性实验的比例,使验证性实验模式向设计性、综合性和研究性较强的实验模式转变。比如对于“大气中的污染物分析”这部分内容应采用设计性实验模式,让学生自己设计采样点、采样时间、采样方式,同时增加环境质量评价的相关内容、样品预处理等。此外,随着现代分析手段的更新换代,传统的分析方法逐渐被淘汰。对于分析性实验,有选择地摒弃传统的分析检测方法而改用现代检测分析手段,以提高学生的实验效率和在有限的学时里拓展实验内容空间。比如学生实习过程中可以采用速测仪进行水质、校园空气质量及校园噪声质量状况的监测及综合评价。这样学生有充足时间完成现场调查、监测计划设计、优化布点、样品采集和测试、数据处理和综合评价一系列内容。

2.采取实验课与实习参观相结合的实验教学方式。建立实验课与实习参观相结合的实验教学模式,让学生置身于实际环境进行直观学习,以缩短学生在校学习与环境监测实际工作的距离。环境监测是实践性很强的课程,尽管在教学安排上综合考虑了理论与实践两方面的学习要求,但是教学上的学习毕竟与行业的生产实践还有很大区别。通过实习活动,可以缩短学生在校学习与行业生产实践的距离。因此,应该在环境监测课程中设置一定学时的诸如环境监测站、污水处理厂等的课程实习。学生在接触环境监测部门时,进行实地参观。通过对参观学习,可以使学生对所学的知识有更深刻、直观的体会。也可以同时开设环境污染调查实习,比如组织学生到污水处理厂和自来水厂等相关单位进行水质调查,这样能使学生接触到环境监测技术在实际工作中的具体运作情况,进而对开展环境监测工作有了更多的感性认识,同时也提高了学习该课程的积极性和主动性。

三、建立综合性理论课和实验课考评机制

传统的环境监测理论课评分以出勤率、课后作业、期末考试等为依据,方法相对单一。因此,应拓展课程考核和评分的新方式,建立基于学生对知识的理解和运用能力的新型考核和评分方式,提升成绩评定的综合性。此外,针对教学内容和教学目的的不同,提出不同的考核内容和评分办法,提高学生的学习热情和创新能力。从考核内容和评分方式上进行切实有效的探索,使成绩评定更加科学合理,使学习效果和教学效果的评价更加科学、客观。比如,在课堂上鼓励学生积极参与课堂教学的各个环节,可以把学生的参与情况作为学生考核成绩的一部分。此外,应积极倡导学生独立学习,鼓励学生查阅环境检测的相关资料,或者让学生去做一些环境监测相关的调查,并撰写调查报告,以此作为学生考核的内容之一。逐步改变“单向灌输”的教学方式,可以有效提高学生的学习兴趣和保证教学效果。传统的实验课考核方式以预习报告、实验记录和实验报告为主要形式。建立传统考核方法和以肯定创新能力为基础的新型考核方法并重的综合性考核和评分机制。比如以加分鼓励的方式,提高学生完成实验后的自由讨论、提出问题、发表建议的热情,进而提高学生的学习积极性和主动性,提高实验教学效果。建立分析性实验、设计性实验相区别的科学合理的考核方式,从成绩上鼓励学生独立思考、积极创新。环境监测作为一门必修课程,只有采用科学、合理、综合性强的评分机制,才能充分引起学生的重视。比如,考核时可以分理论、实践、实训、实习等几个模块进行。理论课应涵盖监测方案的设计、采样点的确定、样品的采集、样品的分析测定、监测数据的处理和监测成果的表达等。考试形式采用闭卷,考查学生对知识掌握的牢固程度和准确性。对于实践课可以采用现场操作和口试相结合的方法,对未知样进行测定,要求学生达到国家环境监测标准方法的规定,采用等级制评分。实训周要求每位学生独立制订监测方案、完成实训项目并提交实训报告,也采用等级制评分。实习考核成绩由实习单位进行评分,采用等级制评分。

四、结语

在我国现行的教育形式下,目前的环境监测教学仍然存在诸多问题。针对工科大学环境工程专业环境监测教学体系存在的问题,以提高学生全方位理论和实验技能为目的的教学改革势在必行。笔者结合自身教学实践,在深入调查研究的基础上,提出了课时设置、教学内容、实验方式和考评制度等方面的改革措施。这些措施对于提高环境监测教学效果,培养符合时代发展要求的创新型人才具有重要意义。