新工科背景下環境監測實驗的改革實踐

肖 萍 王 捷 孫啟耀 趙小輝

（長江師范學院綠色智慧環境學院，重慶408100）

0 引言

目前，新工科的建設成為各個高校工作當中的重點，培養新型人才成為高等院校的一個重點內容，而新工科的建設與發展必然是高等院校教育改革之中的重大戰略選擇。各個高校在開展新工科建設時，需要以工程教育改革的理念、體系、結構和模式為中心全面展開[1]。其內涵是以育情育人為主要引領，以敢闖會創為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養多元化、創新型卓越工程人才。對于新工科的建設與發展其主要重擔落在了高等院校的發展任務之中，如何布局新工科相應專業的構架、培養能夠把握未來科技以及順應產業發展的工科人才、如何在進行傳統工科建設時有的放矢、如何對高校現有的工科專業及學子的培養改革創新，都是高等院校需要有所把握、有所突破的重點[2-3]。

理工科專業培養應用型技術人才時，缺少不了實驗教學課程[4]。環境監測實驗是環境科學類專業學生的必修課程，以提升學生的專業實踐能力為主要宗旨，以落實環境監測原理、技術、基本技能為主要任務，著眼于培養學生實驗技能、綜合知識應用能力，并為職業發展奠定基礎。近年來，長江師范學院步入快速發展階段，在學校實驗室各硬件條件的加持下，實驗教學改革勢在必行。本文針對長江師范學院綠色智慧環境學院環境監測實驗教學，提出環境監測實驗教學的改革方案。

1 實驗教學內容改革

以往實驗教學，主要進行環境中單個指標（如溶解氧、總磷等）的測定，難以對監測對象（水體、大氣等）形成系統評價，同時環境監測實驗采取的方法大部分也是傳統化學方法。隨著現代化儀器技術和方法的發展，環保行業已經開始使用新興的、現代化的監測手段和監測設備。環境監測實驗教學與行業無法精準對接，導致培養的學生畢業后走入工作崗位還需要很長的適應過程。因此，在實驗教學過程中進行了以下的改革：

1.1 增加綜合性或設計性實驗

在環境科學專業教學中，新增地表水河流監測方案的制定、區域環境空氣質量監測、區域空氣質量監測的評價、土壤環境質量監測及評價等綜合性實驗體系[5]。在實驗課程中，增設了一個綜合性的設計實驗。設計性實驗題目不限，由學生自主選題。學生從基礎資料收集、監測方案的制定、實驗室分析、數據處理、監測報告的撰寫以及質量控制與評價，整個過程中每一步都由學生自己完成，教師僅進行指導和監督。通過該方法，學生通過發現問題、解決問題、回顧反思，于潛移默化之中提升其專業知識、促使其知行合一、實現團隊合作，進而全方位提升其綜合素質。

1.2 將現代化檢測儀器引入實驗項目

近幾年，學院實驗室條件不斷提高。實驗室增加了多臺新款分光光度計和消解儀，并將這些儀器引入了實驗教學。如水樣的預處理，實驗手段由原有的傳統加熱消解改為利用消解儀快速消解。不僅節省了時間，還新增了學生對儀器的了解，開闊了視野。

2 教學環節或過程的改革

以往的教學方式以教師講授為主，進行填壓式教學。學生缺乏主觀能動的學習。因此在實驗過程中，操作錯誤、實驗失敗等現象層出不窮。針對這些情況，做了一些改革：

2.1 增加學生預備實驗

實驗準備工作全部由學生負責，實驗教師協助學生完成，增加了學生的責任感和團結協作能力，提高了學生實際操作能力。

2.2 強調課前預習，增加課堂現場提問與考核

在實驗開展之前，通過設問的形式，促使學生預習，進而明確實驗主要目的、要求、原理以及步驟等。上課時，通過課堂提問，考核學生預習情況和對實驗內容的把握。

2.3 縮短教師講授時間

在與環境監測理論課教學內容步調一致的基礎上，減少教師實驗課授課時間，僅對重點和難點知識進行講解。

2.4 規范課后實驗報告整理環節，提倡計算機技術的應用

計算機技術科學研究之中應用廣泛的技術之一，應當成為新工科應用型人才必須掌握的基本能力。因此要求學生采用Excel、Sigmaplot等專業軟件進行繪圖和數據處理，使學生熟練運用計算機軟件的同時，提高數據處理和分析能力。同時，規范實驗報告，創建實驗報告的電子模板，對報告內容、書寫格式、語言等進行了規范，利在當下，也在之后的畢業論文及科學研究之中。提倡學生在實驗過程中，利用電子設備對實驗過程進行記錄，便于后續改進和留存。

3 多形式強化實驗教學

受課程時間和實驗條件的限制，不可能將所有環境要素的實驗均納入實驗課程體系中，因此為了更好地提升學生的專業知識、實驗分析技能，落實知行合一。該課程實驗教學提供多種平臺以期學生通過社會實踐、科技活動及教師科研課題等方式來強化實驗教學。如參與教師科研項目研究，以此使學生能夠掌握新的研究方法和新的分析技術，從而提高實驗分析的能力。如畢業課題選擇對流域環境質量狀況進行調研和評價，在此過程中學生需要查閱相關資料以便制訂完整的監測方案，進行布點、采樣、指標檢測分析，并進行相關評價。以上種種方法可使學生于實踐之中對相關理論知識點進行復習和應用，深化對環境監測理論知識的理解，初步培養學生能學、會用、敢想、會創、理論落地、獨立研究的能力。

4 考核方式的探索與改革

開展環境監測實驗的目的在于提高學生實驗能力，加深學生對知識的運用，調動學生的積極性。較之主要以學生考勤、實驗報告的成績評定方法，現在環境監測實驗考核在保留原有的基礎上，增加學生預習情況、實驗態度、實驗過程的操作情況，并要求學生在課程中做好原始實驗數據的記錄，課后進行結果分析和實驗過程的反思、總結。學生的成績由四部分組成，課堂考勤成績占10%，預習和實驗態度成績占20%，實驗操作成績占30%，實驗報告成績占40%。考核方式的改革體現了注重學習過程的觀念，更為科學、合理，且符合人才培養的目標。

5 結語

環境監測實驗經過改革后，實施效果較為顯著。主要體現在學生出勤率較高，學生對實驗內容和過程把握度增加，實驗技能和操作水平顯著提高，對問題的分析和思考能力增強等方面。實驗教學改革仍處于摸索初期，將繼續發現問題，不斷地調整、改進、總結、分析，提高教學效率和成果，找到適應新時代新工科發展環境下的實驗教學之路。