基于卓越工程師培養(yǎng)的環(huán)境工程實踐教學(xué)研究

繆恒鋒 黃振興 阮文權(quán) 李秀芬 王中華

（江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇 無錫 214122）

基于卓越工程師培養(yǎng)的環(huán)境工程實踐教學(xué)研究

繆恒鋒 黃振興 阮文權(quán) 李秀芬 王中華

（江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇 無錫 214122）

基于卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的要求，以環(huán)境監(jiān)測實驗課程為例進(jìn)行了實踐教學(xué)的研究和改革。針對環(huán)境監(jiān)測課程的現(xiàn)狀總結(jié)了目前存在的矛盾，就實驗教學(xué)的課時設(shè)置、實驗項目和教學(xué)方式等問題闡述了環(huán)境監(jiān)測實踐課程建設(shè)與教學(xué)改革的必要性。并在此基礎(chǔ)上，提出了針對卓越工程師培養(yǎng)能力要求下的教學(xué)改革措施。

環(huán)境監(jiān)測實驗；教學(xué)改革；卓越工程師

環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科的重要組成部分，亦是目前面向高等院校環(huán)境類專業(yè)學(xué)生所開設(shè)的一門專業(yè)主干或者平臺課程。而環(huán)境監(jiān)測實驗作為該課程的實踐類教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，對于學(xué)生實際操作和動手能力的提高、數(shù)據(jù)整理和分析能力的強(qiáng)化起著重要的作用。同時，該課程具有很強(qiáng)的實踐性和實用性，對于學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也具有積極意義。“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是我國基于現(xiàn)階段自身發(fā)展特點提出的重大改革項目，其目標(biāo)主要在于：面向社會需求培養(yǎng)人才、調(diào)整人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、推動教育教學(xué)改革、增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)能力[1]。因此，改革和創(chuàng)新高校的實踐類課程，有針對性地制定適合社會發(fā)展需要的卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)出具有很強(qiáng)工程崗位適應(yīng)能力的卓越環(huán)境工程師，是亟待解決的問題和研究的重點。

本文以環(huán)境監(jiān)測實驗課程為例，通過分析社會對環(huán)境工程專業(yè)的需求、環(huán)境監(jiān)測理論計環(huán)境監(jiān)測實驗的教學(xué)特征，總結(jié)目前環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題，提出基于卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的實踐教學(xué)的改革措施。

1 現(xiàn)狀與問題

1.1 實驗課程課的時設(shè)置問題

我國的環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)大多參照《環(huán)境監(jiān)測》教材，教學(xué)目的仍以驗證性實驗為主要目的，本質(zhì)上來說是從屬于環(huán)境監(jiān)測課程的。因此，在環(huán)境監(jiān)測實驗課程的課時安排上面，很多高校安排為32～36課時（1.5～2個學(xué)分）[2-4]。而這樣的課時設(shè)置對于環(huán)境監(jiān)測課程相對全面的內(nèi)容（水體、大氣、土壤、固廢、生物、噪聲及輻射），顯得課時設(shè)置過短，實驗過程太過于目的性和形式性，缺少了應(yīng)有的實驗操作能力的培養(yǎng)過程。比如：由于課時設(shè)置過短，實驗前許多的準(zhǔn)備工作（方案制定、試劑配制和設(shè)備調(diào)試等）往往都是由實驗指導(dǎo)教師來完成，而學(xué)生只能機(jī)械地完成實驗規(guī)定的試驗方法和程序[3]。

1.2 實驗課程的項目設(shè)置問題

環(huán)境監(jiān)測實驗主要是解決對水體、大氣、土壤、固廢、生物、噪聲和輻射等不同介質(zhì)中監(jiān)測過程的布點、采樣、樣品保存、分析方法、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析等實際問題。然而目前的多數(shù)高校在對環(huán)境監(jiān)測實驗課程的項目設(shè)置過程中，通常局限于本學(xué)科教學(xué)平臺硬件配置，通常以化學(xué)分析為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)有的實驗基礎(chǔ)器皿和設(shè)備，對簡單的幾種污染物進(jìn)行檢測分析（比如化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH4+-N）、總磷（TP）、氟化物等（F-）），和目前快速發(fā)展并廣泛應(yīng)用的儀器分析差距較大。另外實驗課程項目的設(shè)置往往受到各高校對于環(huán)境學(xué)科方向的發(fā)展偏好的影響，項目設(shè)置大都集中在某一種或者幾種研究方向，具有很大的片面性，項目設(shè)置缺乏系統(tǒng)性。比如：大多數(shù)學(xué)校的環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)在水污染控制方面研究比較突出，因此環(huán)境監(jiān)測項目的設(shè)置基本集中在水體污染物的分析，而大氣、固廢相關(guān)的污染物分析就相對很少。

1.3 實驗課程的教學(xué)方式問題

目前的專業(yè)實驗課大多數(shù)仍然采用傳統(tǒng)的實驗課教學(xué)方法，多數(shù)實驗（驗證性實驗）仍然以老師先詳細(xì)講授，然后學(xué)生再機(jī)械地進(jìn)行操作、填寫實驗報告的形式。綜合性、設(shè)計性和開放性實驗受到實驗課時和實驗條件的限制，較少開設(shè)或根本沒有開設(shè)。這樣，環(huán)境監(jiān)測實驗課程幾乎就成為了基礎(chǔ)化學(xué)實驗、分析技術(shù)課程等大學(xué)基礎(chǔ)課程的簡單重復(fù)，沒有能夠突出環(huán)境專業(yè)課程的特點，也難以達(dá)到卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的要求。環(huán)境監(jiān)測應(yīng)包括現(xiàn)場調(diào)查、監(jiān)測方案制定、優(yōu)化布點、樣品采集、運輸保存、分析測試、數(shù)據(jù)處理和綜合評價等一系列專業(yè)過程，目前的教學(xué)方式只是抓住了“點”，而忽略了“面”。

綜上所述，在現(xiàn)行的教育條件和形式下，目前的環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)仍然存在諸多問題，對環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)體系進(jìn)行教學(xué)改革、探索與創(chuàng)新嘗試，是提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)符合卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的綜合型、研究型、創(chuàng)新型復(fù)合環(huán)境專業(yè)人才的必要環(huán)節(jié)[5]。

2 實踐教學(xué)的改革措施

2.1 增加實踐性

為了能夠保證學(xué)生在實驗課程中能夠充分地發(fā)揮主觀能動性，需要最大限度地提高教學(xué)實驗的實踐性。首先，讓學(xué)生分組各自配置藥品，親自動手去查詢藥品、稱量、定量，這樣不僅提高了學(xué)生做實驗的積極性，也提高了學(xué)生的動手能力。其次，盡可能地讓每一個學(xué)生參與實驗操作，掌握實驗方法，體會到每個實驗的關(guān)鍵步驟和需要規(guī)避的錯誤。最后，結(jié)合實驗室現(xiàn)有的儀器及監(jiān)測手段，鼓勵學(xué)生能夠自主選取測定方法，對監(jiān)測得出的結(jié)果結(jié)合實際進(jìn)行合理詳細(xì)的分析。通過對環(huán)境監(jiān)測實驗課程實踐性的增加，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

2.2 強(qiáng)化綜合能力

傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測實驗課教學(xué)方式通常由教學(xué)老師給學(xué)生布設(shè)好采樣點，選擇好評價指標(biāo)，采樣及測定方法等。這種方式忽略了學(xué)生在環(huán)境監(jiān)測實驗綜合能力的培養(yǎng)。本文建議：首先，學(xué)生進(jìn)行對監(jiān)測區(qū)的現(xiàn)場調(diào)查制定環(huán)境監(jiān)測方案，合理進(jìn)行功能區(qū)劃分，確定合理的采樣點，依據(jù)污染源，選取合理的評價因子；其次，學(xué)生自主確定樣品采集、運輸、保存等一列過程，讓學(xué)生學(xué)以致用，把學(xué)到的理論知識應(yīng)用到具體的實踐當(dāng)中；最后，學(xué)生根據(jù)采集的數(shù)據(jù)運用環(huán)境質(zhì)量評價的方法原理對監(jiān)測區(qū)的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評價，鼓勵學(xué)生采用Excel、SPSS和Origin等數(shù)據(jù)分析方法寫出評價報告。

2.3 提高方法的前沿性與先進(jìn)性

結(jié)合目前環(huán)境監(jiān)測發(fā)展的前言，充分依托本科實踐教學(xué)平臺的建設(shè)，積極與學(xué)院公共資源平臺的合作，逐步提高儀器分析在環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)項目中的比重，保持課程內(nèi)容的先進(jìn)性以及與目前行業(yè)發(fā)展的一致性。開展基于大型分析測試儀器為手段的演示型項目。讓學(xué)生充分了解高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（HPLC-MS）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）、離子色譜（IC）、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-AES）、原子吸收光譜（AAS）、總有機(jī)碳分析（TOC）等儀器分析的原理、操作和注意事項，突出其在水和大氣等污染物定性和定量的綜合實驗教學(xué)研究。使學(xué)生能夠在保證基礎(chǔ)實驗分析和造作的前提下，進(jìn)一步和本領(lǐng)域研究和應(yīng)用前沿接軌，達(dá)到了卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

2.4 完善實踐教學(xué)的考核機(jī)制

傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測實驗課程的考核方式主要以平時成績和期末成績 2項作為課程考核的方式。其中，平時成績主要考核學(xué)生的實驗出勤率、遵守實驗室紀(jì)律、實驗操作規(guī)范性等；期末成績主要以學(xué)生的實驗報告為依據(jù)，考核其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、報告的完整性等。實驗課程考核成績設(shè)置是否合理直接影響成績的公平性以及學(xué)生學(xué)生的積極性。在以上課程改革的基礎(chǔ)上，增加考核學(xué)生對于環(huán)境監(jiān)測方案設(shè)置的合理性、實踐教學(xué)中監(jiān)測過程的規(guī)范性、演示型教學(xué)項目中學(xué)生對方法和操作理解的深入程度以及實驗報告體現(xiàn)出的數(shù)據(jù)分析的綜合性等。避免學(xué)生實驗報告的抄襲現(xiàn)象，使成績能夠確實反應(yīng)學(xué)生在課程中學(xué)到的知識和掌握的能力。

3 結(jié)論

環(huán)境監(jiān)測實驗課程是環(huán)境相關(guān)專業(yè)的一門重要的實踐環(huán)節(jié)，是涉及化學(xué)分析、儀器分析、物理分析、生物測試等內(nèi)容的具有實踐性、應(yīng)用性、綜合性的課程。為適應(yīng)卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的要求，必須在課程實踐中強(qiáng)化學(xué)生的動手能力、綜合分析能力和解決問題能力，鼓勵學(xué)生理論聯(lián)系實際、充分運用所學(xué)基本知識，全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)。實踐表明，以能力培養(yǎng)為核心的環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)模式的建立提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，對實現(xiàn)卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)起著至關(guān)重要的作用。

[1] 中華人民共和國教育部. 國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年) [EB/OL].http://www.moe.gov.cn/publicfiles, 2010-07-29.

[2] 王元紅.環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)改革初探[J].中國職工教育, 2013,(4):133-134.

[3] 王利軍.環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)的改革與探索[J].教育教學(xué)論壇,2012,(24):187-189.

[4] 王詩生,盛廣宏,戴波,等.環(huán)境監(jiān)測實驗課程教學(xué)模式的改革與實踐[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2012,(5): 115-116.

[5] 牛顯春,周建敏,陳梅芹.卓越工程師培養(yǎng)下的環(huán)境監(jiān)測實踐教學(xué)研究[J].廣東化工,2011,(8):183,174.

Research about practical teaching of environmental monitoring for excellent engineer training

According to the requirements of the outstanding engineers plans, investigation and reform were carried out based on the course of Experiment of Environmental Monitoring. Firstly, the current situation and problems of the course were concluded. Secondly, the necessity of teaching reform was analyzed from the perspective of experimental class arrangement, experimental items design and teaching methods. Finally, teaching reform measures were presented according to the training of outstanding engineers.

Experiment of environmental monitoring; teaching reform; outsanding engineers

G64...

A....

1008-1151(2015)08-0131-02

2015-07-10

江南大學(xué)2013年教學(xué)改革研究項目（JGB2013119）。

繆恒鋒（1980－），男，江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院博士，研究方向為環(huán)境化學(xué)，水污染控制。

阮文權(quán)，供職于江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院。