| 标题 | 生态文明新时代下环境监测实验教学改革 |
| 范文 | 谭峰 张新 [摘要]课题组以大连理工大学环境学院环境监测实验教学为例，就环境监测实验教学内容、教学方式及评价体系进行改革，旨在提高环境监测实验教学质量，增强学生的创新思维和解决复杂环境监测问题的能力，培养生态文明建设新时代下的现代环境监测人才。 [关键词]环境监测实验;教学改革;创新能力;生态文明 [中图分类号]G642.0 [文献标识码] A [文章编号]2095—3437（2021）01—0069—03 环境监测是环境科学、环境工程等相关专业的一门基础专业课程。与之配合开设的环境监测实验则是一门将环境监测的理论知识进行实践，加深学生对基础理论知识的理解和掌握，培养学生进行环境污染物监测的基本技能、创新思维和解决复杂环境监测问题的综合能力，为将来从事环境监测相关的工作打下坚实基础的实验课程。 随着我国生态文明建设的不断深入，如何培养符合新时代要求的生态环境监测人才，是环境监测和环境监测实验任课教师必须面对的课题。课程组教师根据多年从事环境监测实验教学的经验，对环境监测实验教学改革进行了深入思考，提出环境监测实验教学改革的思路和措施，并对大连理工大学环境监测实验教学进行实践，旨在提高环境监测实验教学质量，培养符合新时代要求的现代环境监测人才。 一、环境监测实验教学存在的问题和改革的必要性 （一）實验课程建设重视不够 实验课程建设涉及教学队伍、实验室硬件条件、实验教材等多方面内容。实验教学需要理论水平较高、实践经验丰富的教师担任。实验教学的工作量大，导致很多教师优先选择理论课教学而不愿从事实验教学工作。由于考核、评职称等方面存在重理论、轻实验的观念，任课教师很难投入大量时间和精力进行实验课程的建设，以改善和提升实验教学的效果与水平。实验教学需要大量的设备，很多学校在实验室建设方面经费投入不足，部分实验所需的设备台/套数较少，导致学生分组人数太多，教学效果较差。相比于理论课程，实验课程的优秀教材较少，同一实验课程各个学校开设的实验内容差别较大。实验课程注重学生参与，部分学生只注重写、抄实验报告，而对实验原理、实验过程重视不够，很多实验做完后就忘了，没有真正获得实验操作技能。因此，必须树立正确的实验教学观念，重视实验课程建设。 （二）实验内容、教学手段更新缓慢 随着科学技术的快速发展，一些新的监测原理、设备不断出现，并迅速应用到环保监测部门、工厂企业的日常环境监测项目中，监测过程向自动化、智能化方向发展。但在学校的实验教学中，为保证教学效果，受实验室条件的限制，很多实验仍采用传统的监测方法、设备，学生不能接触到当前主流的、最新的监测方法、设备，这导致学校培养的环境监测人才与社会需求脱节。此外，近些年一些新兴污染物逐渐被纳入环境监测项目中，但由于实验室缺乏相应的实验条件，新的监测实验内容开设不足，学生不能学习到新的污染物监测知识和操作技能。 （三）创新能力培养不足 环境监测实验的总学时较少，课程安排上多为2学时、4学时的验证性实验，只培养学生的基本实验技能。学生对实验前的准备工作不了解，大多数学生认为整个实验只是像在课堂上完成的那样，对监测实验认识的简单化，养成眼高手低的习惯。一些设计性、综合性的实验难以开展，学生缺乏全面、综合训练的机会，不能充分发挥学生的创造力。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。有必要改变课时安排，增加综合性、创新性实验项目和讨论环节，培养学生的创新能力和综合分析解决问题的能力。 （四）考核形式不科学 传统的实验教学考核仍然以实验报告为主，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，导致最后考核成绩不能真实反映学生知识水平和实验技能。 二、环境监测实验教学的改革与实践 （一）重视实验课程建设，增强学生的实验兴趣 针对实验教学教师队伍建设，必须改变重理论、轻实验的观念，调整现有的工作量考评体系，调动广大实验任课教师的积极性。以学部制改革和管理中心下移为契机，大连理工大学环境学院制订了新的实验教学工作量考评体系，鼓励任课教师把实验开得小而精，实行小班教学，提高实验教学的效果和水平。加强实验教学教师和理论课教师的队伍建设，构建一个理论水平和实践水平高的教学团队。目前环境学院所有实验课程均由1～3名教授、副教授担任任课教师，充分发挥各位教师的专长，鼓励实验任课教师开展教学改革研究，不断提高实验教学水平。 在实验室建设方面，近几年，在中央高校改善基本办学条件专项资金的支持下，大连理工大学环境学院环境实验教学中心购置了大量新的实验设备，如大气颗粒物自动连续监测仪、总有机碳分析仪、高效液相色谱仪、气相色谱一质谱联用仪和固废、大气及水处理实验设备等，极大地改善了环境教学实验中心的条件。这些设备除用于本科生实验教学外，还用于大学生创新实验、本科生毕业论文研究，以及研究生的实验教学工作，提高了仪器的使用效率。 一方面，教师要积极引导学生树立正确的实验课程观念。在课堂教学过程中，向学生讲解实验课程与科研实验的关系、区别，让学生认识到掌握基本的环境监测技能，对今后开展科研创新实验、毕业论文研究及研究生科研实验的重要性。另一方面，任课教师要切实加强实验教学的过程控制，比如签到制度、课前预习检查制度、实验小组成员分工协作等措施，确保学生在实验过程中做到勤思考、多动手，真正得到锻炼，让学生在实验过程中有获得感。 兴趣是学习的基础。为调动学生对环境监测实验的兴趣，课题组教师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、过度装修导致的室内甲醛超标等环境污染事件资料。通过这些环境污染事故案例，向学生讲解环境监测实验的重要性，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，引导学生运用所学理论、实践知识，思考对事故泄露的有毒污染物、空气质量、水体质量的分析监测方案。我校环境专业学生在大三学期末需进行为期四周的生产实习，主要内容是实地考察当地环境监测中心、污水和固废处理厂等企业。因此，在进行环境监测实验教学时，要告知学生以后的实习计划。这样，学生在掌握基本环境监测知识、技能后，再去参观考察环境监测中心等机构时，就会主动与监测机构的技术人员进行交流，并就监测项目，仪器操作、运行等方面提出问题。 （二）革新实验内容，改进教学条件 环境监测实验内容非常广泛，除化学需氧量（BOD）、生物需要量（BOD）、重金属等传统监测内容，近年来一些新型污染物如新型持久性有机污染物、大气颗粒物（PM2.5）等也逐渐被纳入日常的环境监测项目中。因此，环境监测实验教学也必须与时俱进，不断更新教学内容。对传统监测项目，任课教师要掌握目前主流的监测方法、手段，并在实验教学过程中对其积极采用，增加实验教学的效果和先进性，使学生接触到目前主流的监测方法、设备，这有利于学生毕业后顺利适应工作岗位要求。对于一些新型污染物，要充分利用各种教学资源（包括科研仪器），积极探索开设新的环境监测实验项目，让学生学习到新的环境监测知识和技能。 为支持环境监测实验教学改革，学校批准立项购买了大气颗粒物自动连续监测仪（含气象五参数测试仪），建设大气颗粒物自动连续监测站，用于环境专业学生开展大气颗粒物监测实验。通过该实验，学生掌握利用B射线法进行大气颗粒物（PM2.5，PM10）监测原理及仪器使用、维护的学习，同时对监测数据进行处理、分析，分析大气颗粒物浓度变化与气象参数的关系，探讨可能引起大气颗粒物浓度变化的环境因素。而大气颗粒物自动联系监测站也可作为实训实践基地，为本专业学生开展科研创新实验、毕业论文研究提供帮助。二苯碳酰二肼光度法测定水中六价铬是国家标准方法（GB 7467-87），该方法在环境监测实验中被采用多年，教学效果较好。随着科学技术的进步，一些新的监测标准方法不断出现，如2005年和2018年，环保部分别颁布了火焰原子吸收分光光度法（HJ 757-2015）和流动注射—二苯碳酰二肼光度法（HJ 908-2017）测定水中总铬和六价铬的方法。为了让学生学习这些新监测方法，我们新增了原子吸收光度法测定水中铬的实验，传授给学生利用原子吸收光度法测定重金属的知识和操作技能。 （三）探索新的教学方法，加强学生创新能力的培养 创新能力培养是实践教学的核心。在环境监测实验教学过程中，要注重启发式、讨论式教学，注重真实环境条件下的实验设计、操作。如空气中氮氧化合物测定实验，教師在进行实验前与学生讨论采样时间，让学生知道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），而不是照搬书本设定的采样时间。实验时，学生按照2～3人分成若干个小组，设置不同的采样地点（如操场、马路上、建筑工地等），最后根据各个小组的测定结果，获得区域内氮氧化合物浓度情况，引导学生讨论周边环境对测定结果的影响。学生还可以将自己的实验测定结果与气象部门预报的结果进行对比，分析二者测定结果的差异。 环境监测实验的实践性强，但由于教学课时的限制，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。可以通过创新实验、环境监测技能大赛等形式，引导学生利用课余时间进行校园环境的监测。比如对校园噪声环境的监测、校园河水水质指标（pH、常见重金属、COD、BOD等）的测定。通过学生对身边真实环境质量的监测，不仅能锻炼学生解决实际环境监测问题的综合能力，还有利于培养学生的科研兴趣。 （四）提升考核方式的科学性 课题组教师在实验教学过程发现，部分学生只注重写、抄实验报告，而不注重实验过程、动手能力的锻炼。为此，我们在教学过程不断探索实验教学的考评方式，将以实验报告为主的考核方式改成以课前预习、实验操作和实验报告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，在相同课时情况下适当增加了综合性和设计性实验的权重，使最终的考评成绩能够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，要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，强调实验数据、结果的准确性，使学生认识到严格按照规范认真进行实验操作的重要性。 三、结语 通过有效合理的实验教学改革，改善了环境监测实验教学效果，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，强化了学生的基本实验操作技能，使学生的环境监测综合素质和创新思维能力得到提高，为培养新时代环境监测人才奠定坚实的基础。 [责任编辑：钟岚] |
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