“環境監測”課堂教學改革與實踐

王鋒文 王浩琪 盧培利

摘? ? 要：本科生課堂教學是“雙一流”高校培養具有創新精神與實踐能力的復合型優秀人才的重要基礎。文章基于“環境監測”在高校環境科學與工程領域中的重要作用，結合“雙一流”建設中課堂教學對學生綜合素質培養的要求，在改革課程體系，調整教學內容，優化教學方法，強化實踐環節等方面始終貫徹“啟發式、研討式”的教學理念。實踐證明，這一改革促進學生對于“環境監測”課程體系的進一步理解，有效解決了學生對知識點吸收不充分的問題，深化了學生對于環境科學與工程學科的認識。

關鍵詞：環境監測;高校;環境科學與工程;教學改革

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2020）02-0004-03

“環境監測”是高等學校環境科學與工程專業本科生教學計劃中的一門專業基礎核心課程。該課程的主要教學目的是通過基礎知識、監測方法以及監測過程的學習，使學生掌握環境監測的基本概念和基礎理論;以不同介質中的污染物為線索，掌握現場調查、監測方案制定、優化布點、樣品采集、運輸保存、分析測試、數據處理和綜合評價的環境監測全過程[1];為學生今后獨立分析、設計、解決環境監測問題，進行環境保護工作和環境科學研究打下良好的基礎。

“環境監測”具有很強的綜合性和學科交叉性。在傳統的教學模式中，該課程教學內容多、授課任務重，導致課堂節奏過快，影響了學生對知識點的消化吸收，教學效果不理想[2]。“環境監測”教學核心是監測方法，該部分內容在不同介質污染物中的應用有相似之處，并且部分監測方法在另一門專業基礎課程“儀器分析”已進行了詳細講述[3-4]。在有限的課程學時之內，如何激發學生自主學習潛力和團隊協作能力，提高學生邏輯思維及創新實踐精神，是“環境監測”課程改革面臨的一個重要問題。在反復總結往年教學經驗，充分借鑒相關課程改革方式，不斷吸收教學實踐時學生反饋等的基礎上，重慶大學環境科學系形成了以“啟發式、研討式”為核心的“環境監測”課程教學模式，并取得了一定成效。

一、創新課程教學體系

重慶大學環境科學系采用奚旦立先生主編的《環境監測》（第四版）為參考教材[5]。由于該課程本身具有較強的實踐性，并且考慮到“雙一流”建設背景下對學生綜合素質和實踐創新能力的要求，該課程一般設置54學時的理論授課，20學時的實驗教學和2周的環境監測實習。首先，通過理論授課環節，讓學生對監測方案的制定、監測方法的選取、監測技術的原理等方面有一個理論層次上的理解和系統層次上的把握;其次，在理論授課進行28學時后，穿插進行課夾實驗教學。通過實驗課程，夯實理論基礎知識，起到溫故知新的作用，同時鍛煉了學生實驗操作能力和團隊協作能力。最后，通過2周的環境監測實習，將理論應用于實踐，達到學以致用的目的。經過理論基礎、實驗操作、實踐鍛煉三個階段的學習，不僅引導學生深入思考環境科學與工程這門學科的內涵，而且對學生未來科研方向的選擇起到了指示性作用。

二、調整理論授課內容

由于“環境監測”涉及的監測指標眾多、監測介質復雜、監測手段多樣、監測環節繁瑣，并且還要保障授課質量，讓學生對知識點充分吸收和消化，所以對理論授課內容中教學章節的選取、章節學時的安排、教學內容的更新、基礎知識的整合等方面進行了調整。

重慶大學環境科學系選取水和廢水監測、空氣和廢氣監測、土壤質量檢測和噪聲污染監測這四個章節進行重點講授。考慮到學生理論體系的逐步建立，并且通過對相似監測手段、類似監測儀器、相近環境標準等內容進行系統性整合，所以設置四個章節學時梯度為：16學時、16學時、12學時和8學時。并以翻轉課堂模式選取光譜與“3S”技術、環境監測網管理與組成、環境監測管理和質量保證等十項內容進行短時授課，對環境監測的理論體系進行系統完善。由于國家環境保護標準的不斷更新與調整，所以在講授過程中，筆者對課本中涉及到的國家環境保護標準進行數據更新，并對課本中未涉及到的標準進行補充，保障授課時數據的準確性與時效性。

三、優化啟發式教學

啟發式教學是從學生已掌握的理論知識基礎出發，采用多種方式，以啟發學生的思維為核心，充分發揮學生學習的主觀能動性，促使學生充分思考問題并深刻理解教學要點，將傳統教學的“授人以魚”轉化為“授人以漁”的一種教學手段[6]。旨在培養學生學習新知識融會貫通的思維和接受新信息的整合學習能力。

（一）運用啟發式案例分析

案例分析是環境監測教學中的重要內容，是將“環境監測”理論課堂與科學研究或實際應用相聯系的重要環節。但科學研究與工程應用之間往往存在與課本中模式化理論知識相脫節的現象。經過教學過程中的經驗總結與教學后的分析討論，筆者認為，啟發式案例分析能夠有效解決本科生理論基礎薄弱與科研應用繁瑣之間的矛盾。

筆者在“環境監測”課程中，大膽嘗試將案例分析放于章節開始前，以學生興趣為導向，進行具體實例展示與新章節內容的引入，起到啟發式教學的目的。例如在環境監測第三章：空氣與廢氣監測教學開始前，進行筆者博士期間大氣監測科研內容“基于正定矩陣因子方法的上海PM2.5多環芳烴源解析”的案例展示。通過啟發式教學，既能深化學生對環境監測流程的認識，也能激發學生對新章節內容的思考與相關科研的興趣，為今后深造提供方向性指引。

（二）開展啟發式視頻教學

由于“環境監測”課程的綜合性與交叉性，教學內容往往存在與儀器分析、物理化學等基礎學科重復的部分。所以為了教學質量的最優化，結合“互聯網+”時代背景，筆者將互聯網教學的創新成果與環境監測課程相融合，達到在環境監測中以智能學習輔助啟發教學的目的[7]。

筆者通過精選課程視頻及相關學習網址，對相關難講解、難理解、難記憶的重要知識點進行啟發式視頻教學。例如，選取新加坡國立大學制作的視頻 “電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）用于檢測痕量金屬的多元素分析技術”，輔助講解ICP-AES的儀器構成及工作原理。第一，雙語視頻加深了學生對學術英語表達的印象;第二，視頻時長僅3分鐘，有效避免長視頻觀看時學生注意力不集中的現象，提高了課堂效率;第三，通過多次觀看，逐一分解儀器構成、分析工作原理、講述標準曲線的繪制和樣品測定，生動化地展示出ICP-AES講解中難點，引導學生對該方法的理解和掌握。