環境監測實踐教學模式探究

摘要：環境監測實踐是環境監測理論課程加以實踐的重要課程，作為環境科學的一門核心課程，具有綜合性、實踐性和應用性的特點，是環境科學教學改革的重要組成部分，也是實現環保行業人才培養目標的重要環節，對動手能力培養尤為重要。根據環保行業對環境監測人才的要求看，本文提出了三層次“教學體系”、“全過程參與”的教學模式、過程跟蹤考核方法，對環境監測實踐的教學改革進行了嶄新的探索與實踐。

關鍵詞：環境監測；實踐教學；教學改革

《環境監測》是環境科學與工程專業本科培養方案中規定的主干課程之一，同時也是學生就業必備的技能之一。因此，長期以來，環境監測教學一直是環境學科教學改革的研究熱點，而環境監測實踐教學則是教學改革的重要環節。在內容上，環境監測理論應當具備相關化學基礎、物理基礎以及數理統計基礎的知識，還應當有一定的環境微生物的知識；在分析測試中，既要求掌握化學操作和儀器分析的技能，也要熟悉環境監測技術規范和相關的法律法規。隨著環境監測精品課程建設和課堂教學內容的優化，環境監測實踐教學改革，逐漸成為改革的主要方向，其核心內容主要包括實驗教學內容和實驗教學方式兩方面。通過實踐教學改革，鍛煉學生自主學習和實驗操作能力，使學生掌握各種綜合技能。從我校歷年教學任務看，環境監測實驗課程的實際教學效果受兩方面制約：第一，教學體系層次不明，缺乏連貫性。我校環境監測實踐教學包括生產見習和課內實驗兩部分，課時分別為1周和36學時。首先，實踐教學的總學時較少，不利于實踐活動的開展，學生實踐能力不能得到很好鍛煉；其次，生產見習以參觀外單位環境監測為主要內容，而課內實驗限于教學條件，不能與見習內容相統一，缺乏連貫性。第二，受限于課時，實驗教學內容以驗證實驗為主，綜合性和設計性實驗少。課堂上，學生無法對實驗儀器和實驗方法融會貫通，而且課后又沒有安排相關的教學加以補充，缺乏能力培養。第三，傳統教學模式不利于學生掌握環境監測的全過程，不利于鍛煉綜合能力、培養專業興趣。傳統教學模式，在整個實驗過程中，實驗材料預備、實驗儀器調試由實驗技術員完成；實驗步驟和注意事項由教師整理后講解；學生僅僅在課堂上依賴實驗指導書，按部就班地進行分析操作。這樣學生完成的僅僅是一個監測過程的一小部分，而不是監測的全過程。教學方法和教學手段單一，不能發揮學生主動性和提高專業興趣。第四，考核方式不夠全面、科學。以往考核注重實驗結果的評定，依據課后上交的實驗報告來打分，考核方式存在漏洞，不能體現實驗操作，不能核查實驗數據，不能反映實驗報告的個體差異性。這樣就導致了部分學生認為實驗報告比實驗過程重要，為了使報告得到高分，隨意涂改數據，而不是認真對待實驗操作。鑒于此，我們認為，可以針對低年級本科生對專業知識強烈的求知欲，通過構建新型實踐教學體系，改革教學模式，激發他們的主體意識，提高其全方位的專業技能。

一、構建新型實踐教學體系

環境監測實踐的任務是培養學生掌握污染物監測技術路線和分析的基本原理和操作方法，使其具備基本的環境監測技能。在構建實踐教學體系中，以環境監測的全過程為主線，包括樣品采集、分析技術、數據處理和質量保證等內容，并將監測項目的測定方法和測定原理融于主線中，從而培養學生的創新精神和實踐能力。為此，我們將實踐教學內容分為三個層次：基礎實踐、開放實踐、創新實踐。

1.基礎實踐。依據實驗室現有條件，結合社會對環境監測的要求，選擇具有代表性的監測項目，讓學生學到更多的監測分析技術（如濃度分析方法、質量分析方法、分光光度法、色譜分析等），使學生掌握基本的專業技能。基礎實踐以驗證性實踐教學為主。

2.開放實踐。開放實踐是綜合實踐教學的重要訓練單元，是掌握監測技術的重要手段。開放實踐以課內指導、課外實施的方式開展。圍繞設定的監測任務，從優化布點和采樣方案、分析方法建立、數據處理等監測過程，均由學生在課外分時段完成。課內主要以樣品分析測試為主。這樣課內外結合，完成了整個環境的監測過程。

3.創新實踐。我們充分利用第二課堂，與地方服務相結合，以團隊的形式參與，指導學生開展環境質量現狀監測等綜合項目。一般服務于地方的監測項目，往往是多因素的，這樣就需要學生組成團隊，進行分工合作。針對各自的監測任務，要求學生完成污染源調查、資料收集、監測方案的制定、方案實施、監測報告撰寫等內容，涵蓋了環境監測的全過程。教師在此過程中，主要承擔指導工作：第一，指導學生文獻查閱和資料收集的方向，促使其對實踐活動形成總體構思和設計；第二，把握關鍵環節，使學生得以完成監測任務，如采樣布點的優化、分析方法的確定等；第三，通過設定處理任務，來引導學生完成標準曲線繪制和評價，加標回收率、標準差和變異系數評價分析方法和實驗操作，表征實驗方法準確度和精密度，應用模型擬合等，使其掌握實驗數據處理技術；第四，提出監測報告大綱，指導學生完成，并根據全過程的綜合實踐進行最終的總結和建議。

實踐證明，這種遞進式、全過程的教學體系，可以使學生對環境監測技術由學會到熟練掌握，最后提升到有所創新，鍛煉和提高學生綜合運用能力。通過各種任務的設定，提高學生的學習積極性和主動性。

二、改革實踐教學模式

1.全過程參與模式。環境監測包含了調研、布點、采樣、分析、數據分析等多項工作內容。為了讓學生更好的適應社會需求，我們改革了以往只重視監測分析測定試樣為主的教學模式，通過開放實踐和創新實踐體系，讓學生掌握環境監測的全過程。而對于環境監測分析測定試樣過程，包括試劑用量核算和配制，實驗儀器的校準和調試、樣品采集和保存、樣品預處理和分析等，我們改革了過去“全承包”式的教學模式，而以團隊形式全過程參與，完成從實驗準備到實驗結束的整個過程。運用這種模式，學生綜合能力得以提高，同時團隊意識也得以加強。因為在實驗的整個過程中，任何一個環節的失誤均有可能導致實驗失敗，因此，團隊組員的相互協助、相互監督就顯得非常重要。

2.任務驅動模式。從上述的開放實踐教學和創新實踐教學，教師將實踐教學總目標分解為若干小目標，使得學生明確自己的任務和方向，在任務的驅動下進行自主探索和實踐，循序漸進地完成總體目標。

3.網絡輔助教學模式。環境監測實踐涉及測試方法和測試儀器均較多，但受限于課內時間和條件的限制，對每個監測項目不可能做到一一演示。為此，我們收集和制作部分監測過程動畫，利用現代信息技術，構建虛擬實驗，讓學生完成實驗預習，擴大其知識面。通過虛擬實驗項目，改變了以往學生在實驗預習中對實驗指導書抄錄而流于形式的現狀，真正起到預習的目的。

三、改革考核方式

以往對學生成績評定比較注重實驗結果，主要依據學生的實驗報告來評價，因而常常出現“做的好不如寫的好”的現象。為此，我們結合“全過程參與”教學模式，改革考核方法，從過程分項考核來進行綜合評價。

1.實驗預習或方案制定環節。實驗預習或方案制定，是環境監測實踐開展的基礎。這個環節，學生要將實驗指導書中的文字描述轉化為操作流程圖，以便理清各個步驟之間的關系，并設計出分析項目原始數據記錄表以及數據處理的方法。教師通過這個環節可以掌握學生對該實踐項目的認識程度，并作為考核評定的一項內容，及時作出應對措施，以保證實踐的順利開展。

2.實驗操作環節。這個過程主要是教師對學生操作過程進行規范，糾正錯誤的操作習慣，規范數據記錄并現場備份保留原始數據，以此杜絕學生隨意涂改數據的現象和抄襲現象，作為考核評定的一項內容，來促進學生實驗的規范性和嚴肅性。

3.實驗數據處理和分析環節。實驗數據處理和分析是環境監測實踐最后成果的展示，反映了學生對已有知識的掌控能力，作為考核評定的一項內容，來促進學生創新性。

在環境監測實踐教學的構建過程中，杭州師范大學生命與環境學院環境監測課程組進行了嘗試與探索。已經連續4屆采用“全程參與”式的教學模式，開展“校園環境空氣質量監測與評價”和“校園聲環境質量監測與評價”的開放實驗項目，同學們積極參與，取得了良好的效果。

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基金項目：杭州師范大學“本科教學創一流工程”建設項目“《環境監測》網絡課程建設”.杭州師范大學課程教學模式改革專項“環境工程課程群實踐教學創新性研究”

通訊作者：倪偉敏（1978-），男，浙江杭州，博士，講師，主要研究方向：污染控制與資源化。