给排水专业环境监测与评价教学改革探讨

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　　[摘要]环境监测与评价课程的理论性与实践性都很强。课题组通过剖析目前环境监测与评价课程本科教学中存在的问题，在理论教学与实践教学方面进行了改革与探索，采用多样化的教学模式，优化教学内容，将科研引入实践，培养学生的综合能力，为学生以后的工作和学习打下良好基础。
　　[关键词]环境监测与评价;理论教学;实践教学;探讨
　　[中图分类号]G642
　　[文献标识码]A
　　[文章编号]2095-3437（2020）03-0070-03
　　水是社会和经济可持续发展的命脉。由于水资源短缺和水环境污染加重，人类社会面临着严重的水危机。水已成为我国社会经济发展的重要制约因素。给水排水行业对保障水的良性社会循环、支撑社会经济可持续发展，具有十分重要的战略地位和作用。给水排水工程的主要矛盾由水量问题为主转移到水量水质矛盾并重、水质问题突出上来。给水排水行业的内涵及外延已远非传统的给水排水工程所能覆盖。面向新需求，给排水科学与工程专业在人才培养目标、专业学科体系建立与完善、课程体系与教材建设等方面，进行了一系列深入研究和改革实践。
　　课程体系建设方面，专业选修课是掌握专业知识的重要途径，学生在修满规定的学分后才有毕业资格。环境监测与评价课程设置为给排水科学与工程专业的专业选修课，本校对本课程选修的学生在90%以上。环境监测与评价涉及的知识面较广，内容涉及物理、生物、化学、仪器分析等相关课程的知识，它的理论性、实践性都很强。通过本课程的学习，使学生掌握环境监测与评价的基本概念、基本原理及相关法规和监测技术，掌握环境监测的基本情况、样品的采集与保存、数据处理与质量保证、监测分析方法、环境影响评价方法，了解在线检测与自动监测的发展以及化学和仪器分析方法，培养学生具有综合应用多种方法处理环境监测实践问题的能力，在环境影响评价等方面具有独立开展工作的能力，对提升给排水科学与工程专业学生就业竞争力具有重要意义。因此，在教学过程中，任课教师必须不断地加强教学方法、教学内容的创新，重视环境监测与评价在人才培养中的重要地位。
　　一、环境监测与评价课程教学现状
　　传统的教学模式是一种以教师为中心、以传授知识为直接目的的教学模式，并形成了教师单向灌输、学生被动接受的局面，学生在学习中的主体性被忽略了。这种教育模式过于重视知识的传授，忽视对学生综合能力特别是创新能力的培养，只注重对学生的知识记忆储存，而不注重发展其综合素质和创新能力，不利于培养学生的创造性思维、发散性思维、批判性思维，不能适应新时期教育的需要。环境监测与评价课程传统的教学模式存在一些问题。
　　（一）教学方法单一
　　目前，很多高校的理论教学方法单一，主要采用多媒体讲授，环境监测与评价课程也不例外。运用多媒体讲授，节约了大量的板书时间，可以生动形象地演示各环境要素的环境监测过程，教学效率得到了提高。但是过度依赖多媒体，学习内容固定，上課进度较快，部分学生基础知识有限，对很多理论知识还来不及深入理解与掌握就接着进入了一下章节的学习。教学中，学生参与不积极，课前预习与课后复习很少，教学互动效果不好。学生被动学习知识，不能主动思考问题与解决问题。因此，这种教学方法已经不能满足新时代专业认证标准对教学的要求。
　　（二）教学内容陈旧
　　环境监测与评价课程采用的教材为《环境监测》（第四版，奚旦立主编，2010）。由于教材近十年没更新，部分教材内容过时，与环境科技发展不匹配，不能满足环境监测发展的需求。近年来，涌现了一系列环境监测新手段，如高分辨质谱、免疫生物条形码技术、便携式、分子生物光谱等，教材上缺少这些新的检测技术。除了新技术的涌现，国家相关环境标准也在不断更新，一些新的环境污染问题也凸显，如目前采用的《环境空气质量标准（GB3095-2012）》，环境空气污染物项目增加了pm2.5的浓度限值，污染物的数据有效性规定发生了变化。课本内容与环境监测技术发展的不匹配性正在呈现。
　　（三）实践教学模式陈旧
　　我校给排水科学与工程专业环境监测与评价课程的实践教学模式陈旧，实验学习获0.5学分，12学时，实验课时少，实验内容只能完成部分环境要素的环境监测过程，如对水质进行监测且评价水体污染程度，对空气污染物进行监测，对噪声进行监测。由于实践课时较少，虽然有综合实验训练，但采用的实践教学模式陈旧，主要还是按照实验步骤开展实验，对实验过程中的实验原理、实验现象不能很好地解释，学生缺乏创新的思维模式。陈旧的教学模式不能有效地对学生进行环境监测与评价全过程实践能力的培养，难以培养符合顺应时代发展的环境监测与评价应用型人才。
　　二、环境监测与评价本科教学改革策略
　　环境监测与评价作为一门理论性与实践性很强的课程，兼顾理论教学的同时，也要注重实践教学。该课程的内容涵盖面广、监测技术更新快、学时较少，当前仍采用传统的教学模式，不利于培养学生的综合能力，导致学生缺乏创新的思维。这样的教学模式已不能满足时代发展的需求，所以对环境监测与评价课程进行教学改革探索势在必行。我们要从被动的、任务与资源驱动的教学改革向自主的内驱的专业化教学改革阶段发展，提升教学改革境界;通过教改，促进大学教学理论与实际指导的有机融合，提炼与升华教学思想，揭示和遵循教学规律。
　　（一）理论教学改革
　　1.采用多样化的教学方法
　　环境监测与评价课程的理论教学内容包括了环境标准、环境要素监测、应急监测、自动监测，环境监测管理和质量保证等五个模块，环境要素监测是其中内容最多的模块，涉及的环境要素有水和废水、空气和废气、固体废弃物、土壤、生物、噪声等，每个环境要素为一个章节。教师针对每个模块的特点，应采用不同的教学方法。
　　运用多媒体讲授是一种有效的教学方法。进入21世纪以来，各大高校都引进了课堂多媒体教学设备，教师也会在授课前制作多媒体课件，适当加入一些图片、视频等资料来增加教学的丰富性、趣味性。环境标准是标准中的一类，是对环境保护工作中需要统一的各项技术规范和计算要求所定的规定，是政策、法规的具体体现，是环境管理的技术基础。环境监测管理和质量保证模块包括行政、制度上的管理，监测数据的统计处理方法，标准物质和标准分析方法等。针对这两个模块的理论教学，运用多媒体讲授为主，同时开展课堂讨论，让学生全情投入，动口讨论、动脑思考，充分发挥学生的主观能动性。 　　“互联网+教学”模式推进传统教学变革。“互联网+教学”利用互联网的优势平台，将互联网信息和传统意义上的课堂教学相结合，从而体现出更加鲜明的体验性、开放性和共享性。教务部门积极引导推进网络在线课程的建设，在学习国内外慕课建设经验的同时，引入有资质的拍摄公司与网络运营公司，建设校内慕课平台，为申请在线课程设计和拍摄的教师提供指导与服务。教师可以把环境要素监测模块涉及的基本原理、监测步骤、分析与评价方法等制作成参考资料放在网上供学生查阅使用。环境污染事故应急监测与自动监测模块采用在线课程的学习方式，增加最新的污染事故应急监测案例相关的视频与图片，比如泉州碳九泄漏事故等。教师不再占用课堂的时间来讲授信息，这些信息需要学生在课前完成自主学习，进行知识的收集和整合。教师作为学习的指导者，既讲授理论知识又指引学生自主学习。
　　翻转课堂教学模式是多种数字化教学模式的综合应用，目前受到越来越多高校的青睐。翻转课堂是多种教学方式混合应用的一种教学模式，是“面对面教学”和“网络教学”方式的混合模式，是指学生在课前选择适合自己的方式学习新知识，课堂内参与具体问题的分析讨论，学生相互之间协作交流学习的一种教学模式。为了更好地采用翻转课堂教学模式，我校投入建设了新型现代化“智慧教室”。“智慧教室”变黑板为触摸式显示器，可以更有效地进行网络资源利用，学生的座位也不再是排排坐，而是凸显了圆桌讨论式的形态，课堂教学被直接拍摄，且一些资源共享共建的部分高校可以实时参与或转播优质课程，或远程在线参与，实现了“互联网+教学”模式的共享和多元，有助于开发学生自主思考与学习能力。环境要素监测模块、监测点的布设、如何采样、如何选择测试方法等内容的讲授，可采用翻转课堂教学模式。在教学过程中，始终以学生作为主体，激发学生的学习主动性;以课堂任务为指导，学生进行知识的收集和整合，制订计划，评估目标等;教师作为学习的指导者，既讲授理论知识又指引学生自主学习。
　　2.整合优化教学内容
　　授课教师在教学过程中，应顺应时代发展，及时更新教学内容，培养符合社会需求的环境监测与评价技术专业人才。教师应对教学内容进行优化，结合本专业，使教学内容重点突出，覆盖面广。对环境要素监测模块，给排水科学与工程专业的学生重点学习水和废水的环境监测与评价过程，包括现场调查、监测方案的制订、优化布点、样品采集、运送保存、分析测试、数据处理、综合评价等。水环境污染生物监测、水环境污染事故应急监测、水环境污染自动监测都是给排水科学与工程专业学生重点要掌握的内容。其他环境要素的监测与评价过程，也需要学生熟悉或掌握，做到有的放矢，重点突出。
　　教材中的内容缺少环境影响评价案例分析，因此应补充环境影响评价方法，比如水质标准指数的计算方法等，增加环境影响评价案例分析，将最新的真实的环境监测与评价案例融入教学，用学生针对案例进行资料查阅、小组讨论、课堂讲授等形式展现其中涉及的环境监测与评价知识，使学生在具体的问题情境中积极思考、主动探讨，以达到高层次认知的学习目标。教学水环境污染事故应急监测案例，可通过观看案例视频，进行案例分析，让学生们意识到当前人们面临的水与空气环境问题，也让学生在实际应用中深刻体会到课堂上所学理论知识的重要性。比如，比较严重的泉州碳九泄漏事故，给水和空气带来什么污染，如何应急监测？让學生针对身边发生的环境污染事件进行讨论。案例学习也可以把专业的前沿知识和发展趋势传达给学生，并把环境领域中现存的问题摆放在学生面前。
　　（二）实践教学改革
　　实践教学是理论教学的必要补充和发展，是学生掌握知识的重要途径，更是强化学生理论知识，培养分析问题与解决问题能力，提高创新意识不可或缺的环节。环境监测与评价实验教学能提高学生的创新思维和实践动手能力，培养学生的科研兴趣，为学生以后的工作和学习打下良好的基础。传统的实验教学中，老师讲、演示、指导，学生按步做实验、写报告，无法激发学生的学习热情。本课程着重培养学生污染源调查、采样分析、数据处理及评价的能力，注重教学过程与实践过程的结合。
　　1.学生设计实验
　　在水质污染检测与评价教学中，教师将实验任务布置给学生，让学生组队自主完成任务，需要具备水分析化学的实验基础。为了完成实验任务，需要查阅大量的文献，总结分析文献，设计实验方案，根据实地考察确定取样点并进行取样，然后将取得的样品进行分析测试，用所学知识评价污染程度，最终以小论文的形式完成实验报告。在此过程中所有实验环节均由学生自行完成，学生变被动接受为主动学习，提高了学生的实验操作技能，锻炼了学生的创新能力，培养了学生分析问题与解决问题的能力，以及团队协作精神和严谨的科学态度。对于室内空气污染、交通噪声监测，教师给出监测内容与实验指导书，学生根据要求完成监测。
　　2.教师演示实验
　　在环境监测与评价实验教学中，有些实验分析测试技术复杂，仪器设备昂贵，学生只需掌握该实验流程及结果，教师可以将实验演示给学生。比如天然水体与污水中新兴污染物药品和个人护理用品的监测，需要使用液相色谱与质谱联用技术，测试之前需要进行预处理。这些实验中，学生参与水样固相萃取预处理，进行液相色谱—质谱分析时采用教师演示实验的方法。土壤中污染物的监测实验中，有机污染物的提取需要将土壤样品冷冻干燥、研磨、有机溶剂超声震荡提取等过程，重金属的提取需要消解等预处理，也可以采取学生辅助预处理，教师演示实验的方法。演示过程中需要井然有序解释该实验的原理、步骤，鼓励学生发言讲述分析误差，以提高学生的语言组织能力和分析能力。
　　3.将科研引入实践教学
　　我校不但重视理论教学，同时也重视实践操作技能和自主创新能力的培养。课外科技活动的重心在于创新思维、创新精神、实践能力的培养，引导学生参加创新创业训练项目，在“挑战杯”科技作品竞赛中申报有意义的科研课题，比如水体污染调查、污水中新型污染物的监测等，独立开展研究内容，并建立导师指导机制。在过去的几年中，我校给排水科学与工程专业有多人次参与了学校的科研创新立项，学生不仅具备一定理论基础，还具备较强的动手能力和一定的自主创新能力。在实践教学环节中，教师可以将正在开展的研究课题与实践教学有机地结合起来，学生课下参加部分水质监测内容、土壤污染现状基础数据调查工作等。学生在科研和实践技能方面得到了一定的提升。将科研引入实践教学有利于应用型人才的培养。
　　三、结语
　　环境监测与评价课程的理论性和实践性都很强。传统的教学模式存在一些问题，要针对这些问题进行教学改革探索。理论教学方面，采用多媒体、在线课程、翻转课堂等“互联网+”的教学模式。实践教学方面，让学生学会自主设计实验，完成环境要素的污染检测与评价整个过程，部分复杂、需要用到高精密仪器的实验，教师演示实验，学生辅助预处理并将科研引入实践教学。通过理论教学与实践教学的不断改革探索，采用理论加实践并重的教学模式，调动学生学习的积极性、自主能动性和创造性;学生将掌握的知识更好地理解和应用，以提高学生的创新能力和动手能力，增强学生分析问题、解决问题的能力，最大效率地提高学生的综合能力，为学生以后的工作和学习打下良好基础。
　　[责任编辑：钟岚]
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