工程認證標準指導下環境監測教學改革探索*

王 藝, 丁克強, 劉廷鳳, 王慧雅, 胡志新, 楊 鳳

工程教育專業認證是一種在國際上通行的工程教育質量保障制度, 也是工程師資格認可的標準。 《環境監測》是環境工程、 環境科學專業的一門專業基礎課程, 是一門多學科交叉的綜合性課程, 具有理論性、 技術性和實踐性較強的特點。 然而目前南京工程學院環境監測教學還存在教學方法單一、 教學內容陳舊、 實踐教學問題突出、 教學評價方法單一等問題。 而工程教育認的核心教育理念為以學生為主體, 以產出為導向, 即Outcomes-based Education(OBE)[1]。 近幾年來, 環境工程學院積極開展該專業的工程認證工作, 基于工程認證標準, 努力探索環境監測課程改革措施, 以提高人才培養質量。

1 環境監測課程現狀

1.1 培養目標

根據專業認證標準, 目前環境監測課程的培養目標已進行一定的調整。 作為一門專業核心課, 環境監測課程以國家現行標準、 法規、 監測技術和方法為依據, 通過對課程的學習, 達到以下四點課程目標: (1)能夠獨立制定環境監測方案。 (2)掌握水、 氣、 固等各個環境介質的監測方法及技術, 具備獨立測量環境介質中各常規指標的能力。 (3)能夠利用環境標準, 評價環境質量。 (4)能夠正確處理監測數據, 通過環境監測手段確定污染程度, 追蹤污染源, 研究和提供污染變化趨勢, 為實現環境管理, 可持續發展, 污染控制, 以及制定環境相關法規、 標準和規劃等服務。

1.2 培養目標和畢業要求的關系

對應于工程教育認證的畢業要求, 《環境監測》這門課程對應畢業要求指標點為: (1)能在多種解決環境工程問題的方案中進行選擇, 通過研究確定合適的污染防治工藝及資源化的解決方案。 (2)能夠基于環境工程的科學原理, 結合研究, 識別復雜的環境工程問題。 (3)了解環境工程專業相關領域的技術標準體系、 知識產權、 產業政策和法律法規, 理解不同社會文化對環境工程活動的影響。 (4)了解國家的環境與可持續發展戰略, 熟悉環境工程領域相關的方針、 政策、 法律、 法規和標準。

1.3 環境監測教學存在的問題

環境監測課程開設于大二下學期, 盡管基于教育工程專業認證背景下, 學院對環境監測教學大綱進行了修訂, 但目前該課程在教學中還存在問題, 主要表現在以下幾點:

1.3.1 教學方法單一

目前環境監測的理論課程主要采用多媒體幻燈片講授, 教學內容固定, 進度快, 而環境監測屬于多學科交叉的綜合性課程, 由于學生基礎知識不扎實, 且專業知識有限, 對很多理論知識理解不深入。 因此, 當前的教學方法已經不能滿足專業認證標準的要求[2]。

1.3.2 教學內容陳舊

由于社會經濟的快速發展, 環境大幅變化, 各種技術突飛猛進。 實際上環境監測學科的內容發生了很大的變化, 然而目前現行的教材內容陳舊, 且任課教師由于缺乏實踐基礎, 在教學過程中對知識的更新、 主次的區分不夠, 導致學生較難領會課程精髓, 教學效果不佳。

1.3.3 實踐教學問題突出

環境監測具有很強的實踐性, 實踐教學對于提高學生的專業認識和工程素質具有重要的作用。 在環境監測課程中, 設置了歷時1 周的環境監測實驗, 但目前也存在諸多問題, 如實驗教學內容單一、 實驗項目主要是驗證性實驗為主、 實驗與理論課時間安排不合理等。 目前對于實驗課, 學生多只按實驗步驟進行操作, 且設置的實驗項目多為分析測試部分, 不能有效的對學生進行環境監測全過程實踐能力的培養, 不符合專業認證標準下的環境監測應用型人才。 同時, 在課程設置中, 實驗課開設在理論教學結束后進行, 導致理論與實踐脫節嚴重, 學習效果差。

1.3.4 教學評價方法單一

目前環境監測教學評價分為理論教學評價和實踐教學評價。 理論教學評價為40%平時表現和60%閉卷考試, 而平時表現主要集中在對于出勤率和作業的考核上, 而閉卷考試多為對于知識點的記憶考核。 這種評價方式并不能真正反映學生應用理論知識的能力, 不適用考核應用型人才的培養質量。 而實踐教學主要通過實驗報告進行考核, 但學生的實驗報告的大部分內容僅為對實驗指導書簡單的抄寫并存在嚴重的抄襲現象, 不能體現學生的實踐能力和獨立思考的能力。

2 環境監測教學改革措施

2.1 教學方式多元化

隨著互聯網的普及, 微課、 慕課等線上教學方式廣受推崇[3]。 線上教學能夠實現學生靈活安排學習, 同時還可以反復觀看重點內容。 目前各線上平臺共享了各學科示范教學課程,實現了不同空間和不同時間的教學與互動, 使學生能夠學習到各大高校的高質量課程。 但另一方面, 線上課程難以實現個性化教學, 對于自律性差的學生, 很難讓其如實參與課程學習,因此, 需采用線上-線下將結合的方式, 充分利用課堂的個性化教學[4]。 針對環境監測, 可以將核心內容的視頻教學、 線上案例討論、 以及將相關的法律法規等重要資料文件建成課包,便于學生反復學習和查看。 同時, 為提高學生的參與度, 可設置翻轉課堂, 例如以“為南京工程學院校園地表水制定監測方案” 為題, 讓學生分小組完成, 并在課上進行展示匯報, 這樣可以調動學生的積極性, 促進其對于所學知識的理解, 提高教學效果。

2.2 教學內容與時俱進

環境監測是一門不斷發展的課程, 隨著人們對環境質量的要求越高, 環境質量標準, 尤其是污染物的排放標準越來越嚴格, 而且隨著技術的進步, 各種污染物的檢測水平也不斷提高, 導致環境監測所依據的標準也在不斷改進和完善。 因此授課老師應多關注相關專業信息, 及時更新課程內容。 授課老師也要不斷提升自身的專業實踐能力, 例如對于各種陰離子的測定, 在實際操作中, 普遍采用的是離子色譜, 不僅制樣簡單,還能同時測定多種陰離子, 這與教學內容有所出入, 應及時更新。

2.3 實踐-理論相結合, 建立重點視頻教學

在環境分析與監測實驗課程中目前主要依照水、 氣、 土壤等環境介質中的重點監測項目, 設置了化學需要量、 生化需氧量、 水中總磷的測定、 水中氨氮、 大氣中總懸浮物的測定、 大氣中二氧化硫的測定、 校園區域環境噪聲、 土壤中水溶性氟化物等實驗教學內容, 著重訓練學生對于理論知識應用于實踐的能力。 針對理論教學和實踐教學課程安排實踐脫節嚴重的現象, 應調整實踐教學盡量在相應理論教學內容結束后一兩周內進行, 并拍攝相應的教學視頻, 要求學生在進行實踐前認真觀看, 同時多設置針對實踐項目的開放性問題, 培養學生獨立思考的能力。 目前學生采用的儀器多為分光光度計, 對于高效液相和氣相色譜-質譜聯用等大型儀器難以實現讓每個學生都進行親自操作, 針對這些儀器, 應充分利用視頻進行教學, 例如可以拍攝某儀器, 由教師講解儀器的原理、 組成、 樣品測試和結果分析等。

2.4 改進教學評價模式, 注重對過程的考核

考核是檢驗教學質量的重要手段, 成績評定方法對于學習效果有著重要的導向作用[5]。 對于學生創新、 實踐以及獨立思考能力的考核要體現在過程中, 注重對學習過程的評價。 通過學生課前課中以及實踐過程來進行定量考核。 具體的方法為:針對環境監測課程的重點內容, 將水、 氣、 土、 固廢的監測設置實際案例分析大作業。 案例分析由學生分小組進行, 約每四人為一個小組, 小組成員每次負責的內容不斷輪換, 即每人至少負責一次匯報發言。 大作業由報告成績和匯報成績兩部分組成, 成績的評定包括學生匯報、 學生自評、 學生互評以及老師點評和報告成績組成。 這種評價考核方法, 不僅能檢驗學生對于理論知識的掌握程度, 還有利于提高學生的積極性、 獨立思考和創新能力。

3 結 語

環境監測是一門理論性和實踐性較強的綜合性課程, 并屬于不斷發展與更新的學科, 在工程專業認證的背景下, 環境監測課程的課程建設改革, 不僅是簡單對于教學大綱的修改, 使其形似符合認證標準, 而是要結合學科的特點對課程的各個重要環節進行改革, 以“成果為導向”, 針對教學過程中的突出問題, 采用多元化教學方式、 更新完善教學內容、 建立重點內容線上視頻、 注重對學習過程的考核和評價, 培養出更多更合格的新時代環保領域工程專業人才。