環(huán)境標準在《環(huán)境監(jiān)測》課程體系的導入模式探究

廖千家驊　杜瓊　商景閣

摘 要：本研究探討了課堂導入模式、eclass平臺進行翻轉課堂學習模式以及環(huán)境監(jiān)測實驗這三種導入模式，對比三種課程導入體系的優(yōu)缺點，得在不同的場所用不同的課堂導入模式會取得更加良好的學習效果。通過對學生的問卷調查證實了環(huán)境標準導入的必要性，同時學生獲得了更為系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測理論和實踐知識，具有一定的推廣價值。

關鍵詞：環(huán)境監(jiān)測 課程體系 環(huán)境標準 導入模式

近年來，隨著技術的革新和公眾環(huán)保意識的逐漸增強，環(huán)境標準逐年更新以滿足更為詳細的環(huán)保要求。截止到2018年6月1日，僅環(huán)境監(jiān)測規(guī)范和方法標準部分，國家層面的環(huán)境標準共有496項，且330項為2008年1月1日后的新方法，占現有行業(yè)監(jiān)測規(guī)范、方法標準的66%，更新速度非?？?。同時，環(huán)境質量標準、污染物排放標準等也有大幅度地增加和更新，詳見網址http：//kjs.mep.gov.cn/hjbhbz/。

與此對應的是環(huán)境監(jiān)測課程體系的相對滯后。環(huán)境監(jiān)測課程是高等教育中環(huán)境科學、環(huán)境工程、環(huán)境監(jiān)測、生態(tài)學等諸多本專科專業(yè)的核心專業(yè)課程，是環(huán)境影響評價、環(huán)境工程基礎等其他專業(yè)課的基礎，是專業(yè)課開課較為靠前的課程，一般設在大二下或大三上，屬于專業(yè)課中的先修專業(yè)課，其重要性不言而喻。大多數高等院校環(huán)境科學與工程專業(yè)均采用高等教育出版社出版的《環(huán)境監(jiān)測》教材，該教材是環(huán)境監(jiān)測的權威首選教材，也是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。該教材內容全面，案例詳實，且部分監(jiān)測技術來自于行業(yè)標準。但該教材的最新版本為第四版（2010年出版），迄今已有8年，存在監(jiān)測方法需要更新、標準需要替換等一系列問題。隨著行業(yè)標準的更新，環(huán)境監(jiān)測的相關內容也需要得到提升。國家環(huán)境保護部頒布的行業(yè)標準是權威方法，也是應用性非常強的方法，更是今后學各類工作崗位上的首選方法。因此，需要在授課中加入環(huán)境監(jiān)測的部分標準。同時，目前開設環(huán)境科學專業(yè)的院校非常多，環(huán)境監(jiān)測的授課都帶有一定的廣譜性，在授課體系中展現環(huán)境標準的應用具有重要的現實意義，為學生提供新的學習方法和思路。

一、環(huán)境標準的簡介

環(huán)境標準可分為6類，包括環(huán)境質量標準、污染物排放標準、環(huán)境方法標準、環(huán)境標準物質標準，環(huán)境基礎標準、以及環(huán)保儀器和設備標準（奚旦立，2010）。按照分級可分為國家標準和地方標準，地方標準嚴格于國家標準。其中，和環(huán)境監(jiān)測最為緊密相連的是環(huán)境方法標準、環(huán)保儀器和設備標準，環(huán)境質量標準和污染物排放標準次之，最后是環(huán)境基礎標準和環(huán)境標準物質標準。環(huán)境方法標準又包括監(jiān)測規(guī)范和監(jiān)測方法等，涉及水、大氣、固廢、聲等多種環(huán)境介質，代表了目前環(huán)境監(jiān)測方法中準確度高、精密度高、應用范圍廣的監(jiān)測方法，也是眾多監(jiān)測部門優(yōu)先選擇的方法之一，更是學生走向工作崗位后要用到的首選方法。同時該標準又是更新最快的標準之一。從2008年開始，僅水監(jiān)測規(guī)范、方法標準這一項，國家環(huán)境保護標準就增加和修訂了200余項行業(yè)標準（大多數為增加的行業(yè)內新標準），占現有行業(yè)水監(jiān)測規(guī)范、方法標準的49%，更新速度非?？?。與此對應的大氣、土壤、聲、固體廢棄物等監(jiān)測規(guī)范、方法標準也有較大程度的更新。環(huán)境質量標準和污染物排放標準是環(huán)境監(jiān)測課程中用的基礎標準，是環(huán)境監(jiān)測中監(jiān)測方案的制定依據和評估準繩（包括采樣點的布設、監(jiān)測結果的評估等）。

二、環(huán)境監(jiān)測課程的特點

環(huán)境監(jiān)測課程最大的特點就是知識體系量大、內容繁多、方法更新快、理論和實踐相結合、對儀器和設備的依賴程度高等（陳井影，趙素芬. 2010）。所謂的理論和實踐相結合，指的是在掌握環(huán)境監(jiān)測理論的基礎上，務必開展對應的環(huán)境監(jiān)測實驗，且實驗設置至少34學時，保證一定的實踐操作量。且環(huán)境監(jiān)測技術發(fā)展日新月異，10年前尚未普及的新方法到10年后很可能已經成為實驗室眾所周知和廣泛使用的常規(guī)方法。且對實驗精密度、檢測限等要求越來越高，相應地對儀器的依賴程度也越來越高。因此，理論授課中需要加強對儀器原理的講解，實驗課中也盡可能用使用常規(guī)儀器進行鞏固。

三、環(huán)境標準在環(huán)境監(jiān)測課程體系中的導入

環(huán)境標準代表了環(huán)境監(jiān)測最新最廣泛的應用動態(tài)和監(jiān)測結果的評估準繩，在現有環(huán)境監(jiān)測經典教材相對滯后的現實情況下，更新得非?？斓沫h(huán)境標準非常有必要導入到環(huán)境監(jiān)測的授課體系中。

1.課堂授課導入模式。最容易實現的常規(guī)模式就是在課堂中導入，以老師講解的形式在課堂授課中體現出來。當原上課內容對應的行業(yè)標準有更新時，以行業(yè)標準內容替換現有內容。以水樣的消解部分為例，該部分是水環(huán)境監(jiān)測的重要內容之一，當測定含有機物的水樣中的無機元素時，需要消解。而最直接的應用為測定水中的重金屬含量時，需要進行消解。原上課內容中有關消解的部分在行業(yè)標準中有更新的方法，2013年頒布的行業(yè)標準HJ 678-2013和HJ 677-2013，對金屬總量的消解有了行業(yè)性的規(guī)定，這也成為了目前相關監(jiān)測方法的首選，因此有必要在上課內容中以行業(yè)標準內容替換現有內容。因此可以在上課課堂中開展新標準的授課，上課內容選用行業(yè)標準內容為主，原課本內容為輔的次序。由于行業(yè)標準內容較為枯燥，盡量以圖片、動畫等形式生動說明，有必要時發(fā)放行業(yè)標準的紙質版，再輔以案例進行補充說明，同時還可以布置課后作業(yè)讓學生掌握新內容的同時也了解目前新監(jiān)測技術在實踐、科研等領域的應用。比如，第一章緒論的教材內容為大氣環(huán)境質量標準（GB3095-1996）介紹，而該標準已經停止使用，因此在這部分授課中，可以在課堂中直接導入新的大氣環(huán)境質量標準（GB3095-2012），并可以簡要對比新舊標準。

但這種模式有一個很大問題，會占用大量的、寶貴的課堂時間。環(huán)境監(jiān)測課程內容繁多，而大多數院校開設的環(huán)境監(jiān)測理論授課學時在34-68學時之間，把標準的內容都在課堂講授肯定會顧此失彼，會大大壓縮書本原本經典的原理和方法的講解。因此，只能在原本課程模式中有標準方法的版塊中開展課堂講解模式，替換原有舊的標準。同時，采用多種授課方法如案例分析、對比講解、引導式提問等加強授課效果。內容詳見表1。

2.利用eclass平臺進行翻轉課堂學習。這種模式適合介紹行業(yè)標準中書本中很少或沒有、但應用性強的內容。目前監(jiān)測技術傾向于精密儀器分析、連續(xù)自動監(jiān)測、便攜快速監(jiān)測等。監(jiān)測的污染物種類逐漸增加，除了常規(guī)污染物外還有有毒有害的痕量污染物等。近年來，環(huán)境中有毒有害痕量污染物的污染受到人們的關注，其監(jiān)測技術作為研究污染行為的首要技術顯得越來越重要，已成為學生今后工作、科研應用的基本方法之一。但教材對這方面的介紹很少，需要補充。有機氯農藥和氯苯類化合物等有機污染物在水體、土壤、以及生物體監(jiān)測的預處理和監(jiān)測方法，這部分書上也做了詳細的介紹，其預處理主要為溶劑萃取、索氏提取等，對于固相萃取部分幾乎沒有涉及，但新的標準，如有機氯農藥和氯苯類化合物的測定氣相色譜-質譜法（HJ 699-2014）等均用到固相萃取。目前監(jiān)測部門和監(jiān)測公司、科研院所等常規(guī)的監(jiān)測中，低濃度和多種干擾物質的情形下，更多地用固相萃取預處理技術。因此，低濃度有機污染物的固相萃取預處理已經成為有機污染物環(huán)境監(jiān)測的重要環(huán)節(jié)，需要在現有的課程體系中補充完善。

引導學生利用eclass平臺進行翻轉課堂學習是一種很好的導入模式。翻轉課堂指的是打破傳統(tǒng)的學生課上學習課下作業(yè)的模式，創(chuàng)造學生課下學習課上練習鞏固的一種新的課堂模式，它的直接運行結果是課下學生通過課前學習、課上集中討論、交流、合作等解決問題。傳統(tǒng)意義上的翻轉課堂利用微視頻等手段。但在環(huán)境監(jiān)測的課程中，可以不用微視頻，而用環(huán)境標準方法、以及使用該方法進行監(jiān)測的文獻等資料來代替視頻，并提出學生應該提前學習的內容列表，目前已有課程開始應用（陳雪萍，2018；張倩. 2018）。還有一些環(huán)境標準酚類化合物的測定氣相色譜-質譜法等，這些內容需側重新儀器的使用及應用，按照ppt授課、案例分析和課后作業(yè)等方式進行講解。

環(huán)境標準在翻轉課堂中的導入模式為：①教師發(fā)布要線下學習的標準內容，并提出學習的具體要求，每個人都需要提前完成。②為節(jié)省時間，每4人組成一個小組在課前進行預討論，得到該組的總觀點。③在課堂花10-15min時間進行分組討論和小結，得標準方法的特點和應用，以及和書本經典方法的對比。這種方法的實施能極大地提高學生的學習熱情，并拓寬學生的學習面和學習思維，同時有關環(huán)境標準方法、以及書本經典方法的掌握也會非常透徹，對知識體系的理解會更加完善，詳見表2。

3.在環(huán)境監(jiān)測實驗部分導入環(huán)境標準方法。環(huán)境監(jiān)測是應用性較強的學科，開設有對應的環(huán)境監(jiān)測實驗。為了和理論課內容相對應，在實驗教學方面，需要更新實驗內容，或需要添加行業(yè)標準中的內容。現有的環(huán)境監(jiān)測實驗教材參考《環(huán)境監(jiān)測》、《水和廢水分析監(jiān)測方法》、《大氣和廢氣分析監(jiān)測方法》等自編而成，實驗效果較好。但和現有更新速度非常快的行業(yè)標準方法對比，存在內容較老、部分表達需要規(guī)范等問題。

比如：①經典的水質CODCr監(jiān)測實驗為傳統(tǒng)的行業(yè)標準方法（頒布于1993年），該方法為環(huán)境監(jiān)測實驗的首選，但該方法存在實驗耗時長、操作不太便捷等問題，在環(huán)境監(jiān)測實際應用中不如另一個新標準方法《水質化學需氧量的測定 快速消解分光光度法》HJ/T 399-2007。因此，若能讓學生掌握傳統(tǒng)的方法同時，再掌握應用性較強的新的行業(yè)標準方法，更有利于教學內容的完善，讓學生體會到兩種方法之間的差異。還可以有效地利用兩種方法的時間差，老方法有回流2小時的等待時間，同時新方法借助于儀器操作僅需2小時就可以完成，因此在這兩個小時中，可以讓學生實施新方法，做到兩種實驗方法的對比。②在水質的氨氮、硝酸鹽氮、總氮的監(jiān)測實驗中，參考《水質 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》（HJ 636-2012），更改為新標準中的相關內容。③測土壤重金屬Cd實驗部分，原本設定的實驗內容為普通消解，但現在環(huán)境標準有很多方法均用微波消解或加壓流體萃取，參考環(huán)境標準《土壤和沉積物 汞、砷、硒、鉍、銻的測定 微波消解/原子熒光法》（HJ 680-2013）將實驗改為微波消解法。將環(huán)境標準引入到實驗內容中，有助于加強學生對環(huán)境監(jiān)測實驗原理的理解和操作技能的提升，且這些方法更多地和實際監(jiān)測操作相關，能極大地提升學生實踐動手能力，當學生走向工作崗位后也能更好地開展工作。

四、教學效果反饋

為了保證教學質量，在一學期的環(huán)境監(jiān)測51學時的教學結束后，設置了問卷調查，就教學內容、教學方式、效果等做問卷調查，共發(fā)放問卷57份，有效問卷56份。統(tǒng)計結果如表3。

通過上述統(tǒng)計可以看出大多數同學認為環(huán)境標準的導入十分有必要，且對環(huán)境監(jiān)測的課程知識體系有幫助。三種模式均發(fā)揮了重要作用，相互協(xié)調促使教學質量更加優(yōu)良。當然，實驗授課的認可比例較高，因此在導入模式中可以適當地增加實驗教程。同時環(huán)境標準對環(huán)境科學其他專業(yè)課也很重要，因此還可以推廣到其他的專業(yè)課程。

結語

通過理論教學和實踐教學相結合的方式，把環(huán)境監(jiān)測技術的相關行業(yè)標準和相關知識體系結合，建立更新的、應用性強、符合現有時代需求的新教學內容。同時，為保證原本的授課知識點，需要采用多元化的教學模式來導入新增或更新的環(huán)境標準內容。本研究采用的三種教學模式有機結合，能有效補充和完善原有課程體系，獲得更為滿意的教學效果。同時，針對環(huán)境科學其他的專業(yè)課程，如環(huán)境影響評價、環(huán)境法學等和環(huán)境標準密切相關的其他課程，該導入模式也具有相當的推廣價值。該方法的建立為學生獲得更為全面和系統(tǒng)的知識體系提供了良好的應用途徑。

參考文獻

[1]奚旦立.環(huán)境監(jiān)測[M]，高等教育出版社，2010：22-29.

[2]陳井影，趙素芬.環(huán)境監(jiān)測課程的教學改革思考與實踐[J].東華理工大學學報（社會科學版），2010，29：380-382.

[3]陳學萍，張曉嵐，陸永生，劉強.環(huán)境監(jiān)測課程網上平臺協(xié)同教學的探索[J].高教學刊，2018（10）：24-27.

[4]張倩，洪俊明.翻轉課堂在環(huán)境監(jiān)測課程中運用面臨的挑戰(zhàn)與建議[J].教育教學論壇.2018（26）：32-34.

作者簡介

廖千家驊（1984—），女，湖南邵陽人，博士，講師，長期從事環(huán)境科學的教學與科研，發(fā)表科研論文十余篇。

商景閣（1985—），男，江蘇徐州人，博士，講師，從事環(huán)境科學專業(yè)的教學與科研。