环境监测实验教学改革的研究和探索
谭峰+张新+张瑛
[摘 要]分析了目前环境监测实验教学存在的问题，结合我校环境监测实验教学改革实践，就环境监测实验教学师资队伍建设、教学内容、教学方法及考核体系改革、环境监测实验与专业实习、创新实验融合等问题进行了探索，旨在提高环境监测实验教学的质量，培养学生的创新思维和动手能力。
[关键词]环境监测;能力培养;教学改革;实验教学
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0048-02
环境监测作为环境专业（环境科学、环境工程）的核心课程之一，是一门实验性很强的应用科学，而环境监测实验是环境监测理论课程不可分割的部分。通过环境监测实验，可以让学生将抽象的理论知识感性化，加深对理论知识的理解，培养学生的实践能力和创新思维，为以后走向社会开展环境监测方面的工作打下基础。然而，由于长期以来人们对实验教学不够重视，目前环境监测实验教学仍存在不合理的地方，需要进行教学改革，以适应我国对环境专业创新人才的要求。
一、环境监测实验教学的现状和存在的问题
（一）对实验课程不够重视
长期以来，从学校、老师到学生普遍对实验课程不够重视，认为实验课程只是理论教学的一个补充，在课程建设、课时安排、工作量考核等方面，相对于理论课处于“弱势”地位，不能充分体现出实验教学在培养创新性人才中的重要作用。笔者在教学中经常发现，部分学生为上理论课而放弃实验课。
（二）实验内容、课时安排不合理
环境监测实验总课时较少，只能安排一些常规实验内容，进行验证性实验教学。一些目前人们关心的重要环境监测项目（如大气中PM2.5、挥发性有机污染物的监测）由于课时紧张无法引入实验教学中。现有实验学时安排也不尽合理。环境监测实验课程以2或4学时为一个教学单元，一些需要较多学时的设计性、综合性实验难以开展。学生缺乏全面、综合训练的机会，不能充分发挥学生的想象力和创造力。
（三）教学方法、方式单一
目前环境监测实验仍然以传统的教学方式为主，即老师提前准备实验，实验前由老师讲解实验目的、实验原理和设备操作方法，学生按照教材或教义上的步骤进行操作，完成后提交实验报告。在这种教学模式下，一方面，学生对实验前的准备工作并不了解，大多数学生认为整个实验只是与在课堂上完成的一样，形成对实验认识的简单化，容易养成眼高手低的习惯。此外，实验教学过程缺少讨论环节，不利于培养学生发现问题、解决问题的能力。
（四）考核形式不科学
目前的考核方式仍然以实验报告为主，使学生不重视课前预习和实验操作过程。部分学生不动或少动手，却能交上一份很好的实验报告，这使最后考核成绩不能真实反映学生的知识水平和实验技能。
（五）与实际环境问题结合不紧密
实验内容与我们身边实际的环境问题结合不紧密，大部分学生在完成环境监测及实验课程学习后，仍然不知道这门课程到底可以干什么，能解决什么实际环境问题，不注重培养学生解决实际环境问题的能力。
二、实验教学改革的思考与措施
（一）树立正确的实验教学观念，加强环境监测实验课程建设
首先，从学校层面要给予环境监测实验足够重视，不断改善环境监测实验教学的条件;其次，要加强环境监测实验教学的师资队伍建设，形成一个理论水平和实践水平高的稳定教学团队，加强环境监测实验教材的建设;第三，教师要积极引导学生，使学生真正认识到实验教学在综合素质培养中的重要作用。笔者所在学校近年来投入了大量资金用于本科基础教学实验室建设，极大地改善了环境监测实验教学条件。为加强学生综合能力培养，环境监测实验现为环境专业（环境科学、环境工程）的必修课，由两位教师（副教授、工程师）专门负责该实验课程的教学和建设，并由本学科负责人编写了专门的环境监测实验教材。
（二）改革现有的实验教学环节，让学生充分参与各个实验环节
1.让学生参与课堂实验前的准备工作
在每次课堂实验前，选派学生参与到实验前的准备工作，包括各种实验材料、试剂的准备，特殊试剂的配置、预实验等。如在“化学需氧量的测定”实验中硫酸银-硫酸催化剂的配置，由于硫酸银在浓硫酸中溶解缓慢，需要学生提前2～3天配置。通过参与课堂实验前的准备环节，能够让学生全面认识实验，真正掌握实验操作方法与步骤，获得独立完成实验的能力。
2.增加对实验方案的讨论环节，调动学生的积极性，培养思考、分析问题的能力
如做“空气中氮氧化合物测定”这个实验，在进行实验前，会以提问的方式与学生讨论采样时间的确定，让学生知道可以根据实际天气情况灵活调整采样时间（参考当天气象预报的空气质量指数），而不是照搬讲义上的方法。测定完成后，将自己的实验测定结果与气象部门预报的结果进行对比，验证方法的可靠性，分析测定误差的可能原因。“空气中氮氧化合物测定”实验将学生分成三个大组（每个大组由10个小组构成，小组独立完成实验），在不同的时间完成实验。其中后两组的实验我们根据当天的空气质量指数和前一组的实验结果，与学生讨论重新设定新的采样时间，以促进实验测定的效果。此外，我们建立了“环境实验信息交流”QQ群，在线与学生进行交流、讨论，及时解决学生们在实验过程中或课后出现的问题。
（三）改革现有考核方式，使考核成绩真实反映学生实验技能
将以实验报告为主的考评方式改成以课前预习（20%）、实验操作（50%）和实验报告（30%）各占一定权重的综合考评体系。环境监测实验涉及7个单项实验，包括验证性、综合性和设计性三类实验，后两类实验注重对学生综合素质、创新能力的培养。在我们的教学改革实践中，在相同课时的情况下适当增加了综合性和设计性实验的权重，使最终的考评成绩更能体现学生对环境监测实验课程的掌握情况，真实反映学生在环境监测方面的综合技能和创新思维能力。此外，注重对学生操作技能的训练，课堂上及时纠正学生错误的实验操作，强化对实验数据、结果的准确性分析，使学生认识到严格按照规范认真进行实验操作的重要性。
（四）把环境监测实验与其他实践环节相结合，调动学生创新学习的主动性
1.典型环境污染事故案例库的建设
为调动学生对环境监测实验的兴趣和创新学习的主动性，搜集了近年来典型的环境污染案例，如2011年中石油大连石化公司起火事故对大连环境的污染、2005年松花江苯污染、2011年云南曲靖水库污染、近几年太湖蓝藻暴发导致的饮用水污染及2014年兰州自来水苯超标对居民日常用水的影响、过度装修导致的室内甲醛超标等环境污染事件。通过这些实际的环境污染事故案例，向学生讲解环境监测及其实验课程的重要性，并与学生一起分析、讨论这些污染事故发生的可能原因、事故的环境危害及对人们日常生活的影响，尝试让学生运用所学理论、实践知识，思考、设计对泄露的有毒污染物、空气质量、水体质量的分析监测方案。通过这些环境案例，使环境监测实验更接地气，学生也更加认识到环境监测与我们日常生活密切相关。
2.环境监测实验与其他实践环节的互动
我校环境专业的学生在大三学期末，需要进行为期四周的生产实习，主要内容是实地考察当地的环境监测中心、污水处理厂等企业。我们在进行环境监测实验教学时，会告知学生以后的实习计划，增加学生对实验课程的兴趣和重视。我们也发现，在环境监测实验中表现较好的同学在参观这些监测机构时，通常会与这些监测机构的技术人员进行交流，并就监测项目、仪器操作、运行提出问题。
3.引导学生开展校园环境监测
环境监测实验的实践性强，但由于教学课时的限制，目前课堂教学的内容相对比较简单，实验中使用的测试样品为实验室配置的模拟样品，不能反映真实环境条件下的测试情况。因此，可以通过创新实验的形式，引导学生利用课余时间进行校园环境监测。比如对校园噪声环境的监测、凌水河水质指标（pH、常见重金属、COD、BOD等）的测定。通过学生对能够亲身感受到的真实环境的环境指标分析、监测，不仅可以激发学生的学习兴趣，还能够确实培养学生解决实际环境监测问题的能力，为以后走上工作岗位打下坚实基础。
三、结语
实践证明，以上教学改革充分发挥了学生的主观能动性，增强了学生对环境监测实验课程的学习兴趣，提高了学生的基本实验操作能力，特别是将环境监测实验与创建环境污染事件案例库、校园环境监测创新实验等活动相结合，使学生的环境监测综合素质和创新思维能力得到显著提高，为培养环境专业创新人才奠定了坚实的基础。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 杜玉波.全面推进素质教育 培养高素质创新人才[J].中国高等教育研究，2012（1）：1-4.
[2] 黎双飞，王娟.实验教学改革对学生创新能力培养的实践与探索[J].实验室研究与探索，2010（8）：199-201.
[3] 刘敬勇，罗建中.新时期下环境监测实验教学改革初探[J].实验室研究与探索，2009（12）：151-154.
[4] 曾令初，孙连鹏，张再利.环境工程专业实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索，2008（3）：89-92.
[5] 周化岚，路荣春，施文健.环境工程环境监测实验教学改革研究[J].大学化学，2010（4）：25-27.
[6] 刘本志.环境监测实验课程改革的研究与探索[J].大学教育，2014（16）：145-146.
[责任编辑：钟 岚]
[摘 要]分析了目前环境监测实验教学存在的问题，结合我校环境监测实验教学改革实践，就环境监测实验教学师资队伍建设、教学内容、教学方法及考核体系改革、环境监测实验与专业实习、创新实验融合等问题进行了探索，旨在提高环境监测实验教学的质量，培养学生的创新思维和动手能力。
[关键词]环境监测;能力培养;教学改革;实验教学
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0048-02
环境监测作为环境专业（环境科学、环境工程）的核心课程之一，是一门实验性很强的应用科学，而环境监测实验是环境监测理论课程不可分割的部分。通过环境监测实验，可以让学生将抽象的理论知识感性化，加深对理论知识的理解，培养学生的实践能力和创新思维，为以后走向社会开展环境监测方面的工作打下基础。然而，由于长期以来人们对实验教学不够重视，目前环境监测实验教学仍存在不合理的地方，需要进行教学改革，以适应我国对环境专业创新人才的要求。
一、环境监测实验教学的现状和存在的问题
（一）对实验课程不够重视
长期以来，从学校、老师到学生普遍对实验课程不够重视，认为实验课程只是理论教学的一个补充，在课程建设、课时安排、工作量考核等方面，相对于理论课处于“弱势”地位，不能充分体现出实验教学在培养创新性人才中的重要作用。笔者在教学中经常发现，部分学生为上理论课而放弃实验课。
（二）实验内容、课时安排不合理
环境监测实验总课时较少，只能安排一些常规实验内容，进行验证性实验教学。一些目前人们关心的重要环境监测项目（如大气中PM2.5、挥发性有机污染物的监测）由于课时紧张无法引入实验教学中。现有实验学时安排也不尽合理。环境监测实验课程以2或4学时为一个教学单元，一些需要较多学时的设计性、综合性实验难以开展。学生缺乏全面、综合训练的机会，不能充分发挥学生的想象力和创造力。
（三）教学方法、方式单一
目前环境监测实验仍然以传统的教学方式为主，即老师提前准备实验，实验前由老师讲解实验目的、实验原理和设备操作方法，学生按照教材或教义上的步骤进行操作，完成后提交实验报告。在这种教学模式下，一方面，学生对实验前的准备工作并不了解，大多数学生认为整个实验只是与在课堂上完成的一样，形成对实验认识的简单化，容易养成眼高手低的习惯。此外，实验教学过程缺少讨论环节，不利于培养学生发现问题、解决问题的能力。
（四）考核形式不科学
目前的考核方式仍然以实验报告为主，使学生不重视课前预习和实验操作过程。部分学生不动或少动手，却能交上一份很好的实验报告，这使最后考核成绩不能真实反映学生的知识水平和实验技能。
（五）与实际环境问题结合不紧密
实验内容与我们身边实际的环境问题结合不紧密，大部分学生在完成环境监测及实验课程学习后，仍然不知道这门课程到底可以干什么，能解决什么实际环境问题，不注重培养学生解决实际环境问题的能力。
二、实验教学改革的思考与措施
（一）树立正确的实验教学观念，加强环境监测实验课程建设
首先，从学校层面要给予环境监测实验足够重视，不断改善环境监测实验教学的条件;其次，要加强环境监测实验教学的师资队伍建设，形成一个理论水平和实践水平高的稳定教学团队，加强环境监测实验教材的建设;第三，教师要积极引导学生，使学生真正认识到实验教学在综合素质培养中的重要作用。笔者所在学校近年来投入了大量资金用于本科基础教学实验室建设，极大地改善了环境监测实验教学条件。为加强学生综合能力培养，环境监测实验现为环境专业（环境科学、环境工程）的必修课，由两位教师（副教授、工程师）专门负责该实验课程的教学和建设，并由本学科负责人编写了专门的环境监测实验教材。
（二）改革现有的实验教学环节，让学生充分参与各个实验环节
1.让学生参与课堂实验前的准备工作
在每次课堂实验前，选派学生参与到实验前的准备工作，包括各种实验材料、试剂的准备，特殊试剂的配置、预实验等。如在“化学需氧量的测定”实验中硫酸银-硫酸催化剂的配置，由于硫酸银在浓硫酸中溶解缓慢，需要学生提前2～3天配置。通过参与课堂实验前的准备环节，能够让学生全面认识实验，真正掌握实验操作方法与步骤，获得独立完成实验的能力。
2.增加对实验方案的讨论环节，调动学生的积极性，培养思考、分析问题的能力
如做“空气中氮氧化合物测定”这个实验，在进行实验前，会以提问的方式与学生讨论采样时间的确定，让学生知道可以根据实际天气情况灵活调整采样时间（参考当天气象预报的空气质量指数），而不是照搬讲义上的方法。测定完成后，将自己的实验测定结果与气象部门预报的结果进行对比，验证方法的可靠性，分析测定误差的可能原因。“空气中氮氧化合物测定”实验将学生分成三个大组（每个大组由10个小组构成，小组独立完成实验），在不同的时间完成实验。其中后两组的实验我们根据当天的空气质量指数和前一组的实验结果，与学生讨论重新设定新的采样时间，以促进实验测定的效果。此外，我们建立了“环境实验信息交流”QQ群，在线与学生进行交流、讨论，及时解决学生们在实验过程中或课后出现的问题。
（三）改革现有考核方式，使考核成绩真实反映学生实验技能
将以实验报告为主的考评方式改成以课前预习（20%）、实验操作（50%）和实验报告（30%）各占一定权重的综合考评体系。环境监测实验涉及7个单项实验，包括验证性、综合性和设计性三类实验，后两类实验注重对学生综合素质、创新能力的培养。在我们的教学改革实践中，在相同课时的情况下适当增加了综合性和设计性实验的权重，使最终的考评成绩更能体现学生对环境监测实验课程的掌握情况，真实反映学生在环境监测方面的综合技能和创新思维能力。此外，注重对学生操作技能的训练，课堂上及时纠正学生错误的实验操作，强化对实验数据、结果的准确性分析，使学生认识到严格按照规范认真进行实验操作的重要性。
（四）把环境监测实验与其他实践环节相结合，调动学生创新学习的主动性
1.典型环境污染事故案例库的建设
为调动学生对环境监测实验的兴趣和创新学习的主动性，搜集了近年来典型的环境污染案例，如2011年中石油大连石化公司起火事故对大连环境的污染、2005年松花江苯污染、2011年云南曲靖水库污染、近几年太湖蓝藻暴发导致的饮用水污染及2014年兰州自来水苯超标对居民日常用水的影响、过度装修导致的室内甲醛超标等环境污染事件。通过这些实际的环境污染事故案例，向学生讲解环境监测及其实验课程的重要性，并与学生一起分析、讨论这些污染事故发生的可能原因、事故的环境危害及对人们日常生活的影响，尝试让学生运用所学理论、实践知识，思考、设计对泄露的有毒污染物、空气质量、水体质量的分析监测方案。通过这些环境案例，使环境监测实验更接地气，学生也更加认识到环境监测与我们日常生活密切相关。
2.环境监测实验与其他实践环节的互动
我校环境专业的学生在大三学期末，需要进行为期四周的生产实习，主要内容是实地考察当地的环境监测中心、污水处理厂等企业。我们在进行环境监测实验教学时，会告知学生以后的实习计划，增加学生对实验课程的兴趣和重视。我们也发现，在环境监测实验中表现较好的同学在参观这些监测机构时，通常会与这些监测机构的技术人员进行交流，并就监测项目、仪器操作、运行提出问题。
3.引导学生开展校园环境监测
环境监测实验的实践性强，但由于教学课时的限制，目前课堂教学的内容相对比较简单，实验中使用的测试样品为实验室配置的模拟样品，不能反映真实环境条件下的测试情况。因此，可以通过创新实验的形式，引导学生利用课余时间进行校园环境监测。比如对校园噪声环境的监测、凌水河水质指标（pH、常见重金属、COD、BOD等）的测定。通过学生对能够亲身感受到的真实环境的环境指标分析、监测，不仅可以激发学生的学习兴趣，还能够确实培养学生解决实际环境监测问题的能力，为以后走上工作岗位打下坚实基础。
三、结语
实践证明，以上教学改革充分发挥了学生的主观能动性，增强了学生对环境监测实验课程的学习兴趣，提高了学生的基本实验操作能力，特别是将环境监测实验与创建环境污染事件案例库、校园环境监测创新实验等活动相结合，使学生的环境监测综合素质和创新思维能力得到显著提高，为培养环境专业创新人才奠定了坚实的基础。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 杜玉波.全面推进素质教育 培养高素质创新人才[J].中国高等教育研究，2012（1）：1-4.
[2] 黎双飞，王娟.实验教学改革对学生创新能力培养的实践与探索[J].实验室研究与探索，2010（8）：199-201.
[3] 刘敬勇，罗建中.新时期下环境监测实验教学改革初探[J].实验室研究与探索，2009（12）：151-154.
[4] 曾令初，孙连鹏，张再利.环境工程专业实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索，2008（3）：89-92.
[5] 周化岚，路荣春，施文健.环境工程环境监测实验教学改革研究[J].大学化学，2010（4）：25-27.
[6] 刘本志.环境监测实验课程改革的研究与探索[J].大学教育，2014（16）：145-146.
[责任编辑：钟 岚]
