环境监测实践教学模式探究

摘要：环境监测实践是环境监测理论课程加以实践的重要课程，作为环境科学的一门核心课程，具有综合性、实践性和应用性的特点，是环境科学教学改革的重要组成部分，也是实现环保行业人才培养目标的重要环节，对动手能力培养尤为重要。根据环保行业对环境监测人才的要求看，本文提出了三层次“教学体系”、“全过程参与”的教学模式、过程跟踪考核方法，对环境监测实践的教学改革进行了崭新的探索与实践。

关键词：环境监测；实践教学；教学改革

《环境监测》是环境科学与工程专业本科培养方案中规定的主干课程之一，同时也是学生就业必备的技能之一。因此，长期以来，环境监测教学一直是环境学科教学改革的研究热点，而环境监测实践教学则是教学改革的重要环节。在内容上，环境监测理论应当具备相关化学基础、物理基础以及数理统计基础的知识，还应当有一定的环境微生物的知识；在分析测试中，既要求掌握化学操作和仪器分析的技能，也要熟悉环境监测技术规范和相关的法律法规。随着环境监测精品课程建设和课堂教学内容的优化，环境监测实践教学改革，逐渐成为改革的主要方向，其核心内容主要包括实验教学内容和实验教学方式两方面。通过实践教学改革，锻炼学生自主学习和实验操作能力，使学生掌握各种综合技能。从我校历年教学任务看，环境监测实验课程的实际教学效果受两方面制约：第一，教学体系层次不明，缺乏连贯性。我校环境监测实践教学包括生产见习和课内实验两部分，课时分别为1周和36学时。首先，实践教学的总学时较少，不利于实践活动的开展，学生实践能力不能得到很好锻炼；其次，生产见习以参观外单位环境监测为主要内容，而课内实验限于教学条件，不能与见习内容相统一，缺乏连贯性。第二，受限于课时，实验教学内容以验证实验为主，综合性和设计性实验少。课堂上，学生无法对实验仪器和实验方法融会贯通，而且课后又没有安排相关的教学加以补充，缺乏能力培养。第三，传统教学模式不利于学生掌握环境监测的全过程，不利于锻炼综合能力、培养专业兴趣。传统教学模式，在整个实验过程中，实验材料预备、实验仪器调试由实验技术员完成；实验步骤和注意事项由教师整理后讲解；学生仅仅在课堂上依赖实验指导书，按部就班地进行分析操作。这样学生完成的仅仅是一个监测过程的一小部分，而不是监测的全过程。教学方法和教学手段单一，不能发挥学生主动性和提高专业兴趣。第四，考核方式不够全面、科学。以往考核注重实验结果的评定，依据课后上交的实验报告来打分，考核方式存在漏洞，不能体现实验操作，不能核查实验数据，不能反映实验报告的个体差异性。这样就导致了部分学生认为实验报告比实验过程重要，为了使报告得到高分，随意涂改数据，而不是认真对待实验操作。鉴于此，我们认为，可以针对低年级本科生对专业知识强烈的求知欲，通过构建新型实践教学体系，改革教学模式，激发他们的主体意识，提高其全方位的专业技能。

一、构建新型实践教学体系

环境监测实践的任务是培养学生掌握污染物监测技术路线和分析的基本原理和操作方法，使其具备基本的环境监测技能。在构建实践教学体系中，以环境监测的全过程为主线，包括样品采集、分析技术、数据处理和质量保证等内容，并将监测项目的测定方法和测定原理融于主线中，从而培养学生的创新精神和实践能力。为此，我们将实践教学内容分为三个层次：基础实践、开放实践、创新实践。

1.基础实践。依据实验室现有条件，结合社会对环境监测的要求，选择具有代表性的监测项目，让学生学到更多的监测分析技术（如浓度分析方法、质量分析方法、分光光度法、色谱分析等），使学生掌握基本的专业技能。基础实践以验证性实践教学为主。

2.开放实践。开放实践是综合实践教学的重要训练单元，是掌握监测技术的重要手段。开放实践以课内指导、课外实施的方式开展。围绕设定的监测任务，从优化布点和采样方案、分析方法建立、数据处理等监测过程，均由学生在课外分时段完成。课内主要以样品分析测试为主。这样课内外结合，完成了整个环境的监测过程。

3.创新实践。我们充分利用第二课堂，与地方服务相结合，以团队的形式参与，指导学生开展环境质量现状监测等综合项目。一般服务于地方的监测项目，往往是多因素的，这样就需要学生组成团队，进行分工合作。针对各自的监测任务，要求学生完成污染源调查、资料收集、监测方案的制定、方案实施、监测报告撰写等内容，涵盖了环境监测的全过程。教师在此过程中，主要承担指导工作：第一，指导学生文献查阅和资料收集的方向，促使其对实践活动形成总体构思和设计；第二，把握关键环节，使学生得以完成监测任务，如采样布点的优化、分析方法的确定等；第三，通过设定处理任务，来引导学生完成标准曲线绘制和评价，加标回收率、标准差和变异系数评价分析方法和实验操作，表征实验方法准确度和精密度，应用模型拟合等，使其掌握实验数据处理技术；第四，提出监测报告大纲，指导学生完成，并根据全过程的综合实践进行最终的总结和建议。

实践证明，这种递进式、全过程的教学体系，可以使学生对环境监测技术由学会到熟练掌握，最后提升到有所创新，锻炼和提高学生综合运用能力。通过各种任务的设定，提高学生的学习积极性和主动性。

二、改革实践教学模式

1.全过程参与模式。环境监测包含了调研、布点、采样、分析、数据分析等多项工作内容。为了让学生更好的适应社会需求，我们改革了以往只重视监测分析测定试样为主的教学模式，通过开放实践和创新实践体系，让学生掌握环境监测的全过程。而对于环境监测分析测定试样过程，包括试剂用量核算和配制，实验仪器的校准和调试、样品采集和保存、样品预处理和分析等，我们改革了过去“全承包”式的教学模式，而以团队形式全过程参与，完成从实验准备到实验结束的整个过程。运用这种模式，学生综合能力得以提高，同时团队意识也得以加强。因为在实验的整个过程中，任何一个环节的失误均有可能导致实验失败，因此，团队组员的相互协助、相互监督就显得非常重要。

2.任务驱动模式。从上述的开放实践教学和创新实践教学，教师将实践教学总目标分解为若干小目标，使得学生明确自己的任务和方向，在任务的驱动下进行自主探索和实践，循序渐进地完成总体目标。

3.网络辅助教学模式。环境监测实践涉及测试方法和测试仪器均较多，但受限于课内时间和条件的限制，对每个监测项目不可能做到一一演示。为此，我们收集和制作部分监测过程动画，利用现代信息技术，构建虚拟实验，让学生完成实验预习，扩大其知识面。通过虚拟实验项目，改变了以往学生在实验预习中对实验指导书抄录而流于形式的现状，真正起到预习的目的。

三、改革考核方式

以往对学生成绩评定比较注重实验结果，主要依据学生的实验报告来评价，因而常常出现“做的好不如写的好”的现象。为此，我们结合“全过程参与”教学模式，改革考核方法，从过程分项考核来进行综合评价。

1.实验预习或方案制定环节。实验预习或方案制定，是环境监测实践开展的基础。这个环节，学生要将实验指导书中的文字描述转化为操作流程图，以便理清各个步骤之间的关系，并设计出分析项目原始数据记录表以及数据处理的方法。教师通过这个环节可以掌握学生对该实践项目的认识程度，并作为考核评定的一项内容，及时作出应对措施，以保证实践的顺利开展。

2.实验操作环节。这个过程主要是教师对学生操作过程进行规范，纠正错误的操作习惯，规范数据记录并现场备份保留原始数据，以此杜绝学生随意涂改数据的现象和抄袭现象，作为考核评定的一项内容，来促进学生实验的规范性和严肃性。

3.实验数据处理和分析环节。实验数据处理和分析是环境监测实践最后成果的展示，反映了学生对已有知识的掌控能力，作为考核评定的一项内容，来促进学生创新性。

在环境监测实践教学的构建过程中，杭州师范大学生命与环境学院环境监测课程组进行了尝试与探索。已经连续4届采用“全程参与”式的教学模式，开展“校园环境空气质量监测与评价”和“校园声环境质量监测与评价”的开放实验项目，同学们积极参与，取得了良好的效果。

参考文献：

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基金项目：杭州师范大学“本科教学创一流工程”建设项目“《环境监测》网络课程建设”.杭州师范大学课程教学模式改革专项“环境工程课程群实践教学创新性研究”

通讯作者：倪伟敏（1978-），男，浙江杭州，博士，讲师，主要研究方向：污染控制与资源化。