新工科背景下环境监测实验教学改革探索*

刘奕祯，刘 卉，邓 斌

(湘南学院化学生物与环境工程学院，湖南 郴州 423000)

随着生态文明建设的大力推进，保护生态环境已成为我国基本国策，我国对环境专业人才的需求量急增，同时也对从业人员的素质有了更高的要求。为了满足社会需求，环境生态工程专业日趋成为热门“新工科”专业，建设“新工科”要求工科专业的课程更注重实用性、综合性和创新性，旨在培养创新型工程科技人才[1-2]，正契合目前高等教育应用型改革和市场经济发展的需要。地方应用型本科院校环境生态专业教学改革的主要目的是结合专业特点、利用地方产业及学校优势推动转型发展，为地方经济社会服务，培养应用型技术人才。

环境监测作为环境类的专业基础课，是一门以实验为基础的课程，是培养环境监测人才的必修课，也为后续专业课程如水、大气污染控制提供必要的理论基础。环境监测实验可加深学生对理论知识的理解和巩固，又能培养学生动手能力及分析问题、解决问题的能力[3]。

传统的环境监测实验教学模式很难培养创新型工程科技人才，为了培养创新型人才并更好服务社会，对实验教学模式进行科学改革已势在必行。

1 环境监测实验教学现状

传统环境监测实验教学与新工科的要求不匹配，主要表现在以下几个方面。

1.1 实验内容单一

环境监测包含水、气、声、固废等方面污染指标的监测，但传统的环境监测实验项目单一，一般只涉及水污染指标的监测，内容覆盖面窄，且实验内容只涉及分析监测部分，与分析化学实验类似，差异仅是测试项目的不同，但真实环境监测过程复杂多变，它包含基础资料收集→实地调查→监测方案制订→优化布点→样品采集→运送保存→分析测试(包括试剂配制)→数据处理→综合评价等环节。实验内容单一导致学生无法独立完成环境监测全过程[3]，学生的应变能力和综合能力得不到培养。

1.2 监测方法落后

随着社会进步和人民生活水平的提高，人民对生态环境的要求越来越高，环境监测指标的国家标准方法和行业标准方法更新较快，但环境监测课程理论和实验教材更新较慢，导致课程所学的监测方法与日后学生在工作中使用方法不一致，且实验教学过程较少使用大型仪器设备，如ICP、荧光光谱仪、紫外光谱仪等，但监测站和第三方监测公司多采用大型仪器设备进行分析测试，这导致学生毕业后无专业优势，无法立即投入到监测工作中，这不符合“新工科”对应用型人才的要求。

1.3 教学模式陈旧

目前，环境监测实验教学多为教师制订实验方案并进行讲授和演示，学生机械完成实验。在这种教学模式下，既不能发挥学生的主观能动性，更无法激发学生的好奇心和求知欲，学生积极性不高，很少主动思考和提出问题，无思考不创新，这有悖于“新工科”培养创新型人才的要求。

1.4 课程考核方法不够合理

环境监测实验成绩一般以实验报告成绩为主，但单从实验报告来评定成绩，无法体现学生对实验的掌握情况。反而促使学生只重视实验报告的撰写，忽视动手能力的培养，这与开设实验旨在培养学生的动手能力相违背。

2 环境监测实验教学改革措施

环境监测实验教学目的是培养符合新工科要求的具有动手能力、分析解决问题能力、创新能力的工程科技人才，对实验教学进行科学的改革已刻不容缓，具体措施如下。

2.1 改进教学内容

改变教学内容，首先应改变学生只参与分析测试环节的现状，增加实验的综合性，实验包含实验试剂准备、样品采集、样品保存、样品前处理、样品分析测试和数据整理等环节，都让学生自主完成，在实验过程中老师参与指导和解疑。实验内容还应凸显出专业的应用性[4]，将环境样品取代模拟样品，由学生到熟悉的生活环境中采集样品，为了了解周边环境状况，得到准确的数据，学生会更专注到实验中，学习积极性和实验效果均倍增，且在实验中遇到问题，学生会自觉反思并设法解决问题，这样动手能力和创新能力都得到了培养。同时，学校与企业合作，在校园内建设了第三方监测公司，将监测公司测的实际样品作为课程实验样品，设计综合实验，测定样品中的各种指标，这样一方面直接与环境监测公司的工作相融合，实验更具应用性，另一方面，监测真实复杂高浓度样品，学生面临的问题更多，他们必须分析和解决更多具体问题，实验结果的实用性也让学生更有成就感，这样学生综合素质得到提高，也进一步激发学生对环境专业的认同感和学习兴趣。

2.2 改进监测方法

随着我国对环境问题的重视程度日益增加，环境监测指标的国家标准方法和行业标准方法更新频率增加，环境监测实验内容及方法需与时俱进，应实时更新环境监测实验教学大纲及实验指导书，选用的监测方法应与行业同步。监测污染物采用的仪器设备也应与时俱进，如测尾矿废水中的多种重金属元素，选用ICP进行测定；测水体中痕量砷，使用原子荧光光谱进行测定，与行业接轨，让学生在监测实验中就能接触大型仪器，并熟练掌握其原理和测试方法，开阔他们的视野，这有助于缩短学生上岗培训时间，更符合新工科对应用型人才的培养模式。

2.3 改进教学方法

实验教学是增强学生的动手能力和实践技能的重要手段。以往实验教学模式，教师过多参与，应改变这种教学模式。应由学生设计实验过程，教师起指导和辅助作用，让学生学会合理设计实验过程，在此过程中学会思考和解决问题[5]。

湘南学院环境监测实验课程是与湖南乾诚监测公司联合教学，公司特派一线监测人员与学校教师一同带教，教师负责实验理论知识的指导以及实验方案可行性的评估，监测人员负责实验仪器的讲解以及分享监测过程中可能遇到的问题，这样学生能更加顺利的开展实验，为今后监测工作积攒经验。

除此之外，还应改变传统的教学方法，充分利用现代化教学手段，增设在线课程内容，利用网络资源，丰富教学手段和方法。环境监测实验在线课堂包含实验过程演示及注意事项讲解，还包含虚拟仿真实验内容，同学通过操作虚拟仿真实验，熟悉实验过程，清楚其原理[4]，课后学生还可以在线上复习实验内容，这有利于学生充分掌握环境监测实验的教学内容，提高教学效果。

2.4 改进考核方法

为改变重理论轻实践的现状，须对以平时成绩和实验报告成绩为主的考核方式进行变革，增设课前预习、课上表现和实验操作技能考核部分，具体考核细则和占比如表1所示。增设课前预习成绩可激发学生预习的动力。课上表现，教师应增强课上的指导和观察，记录学生的表现情况，有助于培养学生的动手能力。实验报告成绩评定应侧重于监测数据分析与讨论及实验反思，有利于培养学生发现问题、解决问题的能力。实验操作技能考试让学生独立完成环境样品的监测过程(样品为合作企业已测样品)，考察操作的规范性及数据的准确性，测试结果与公司监测人员所测结果进行比较，考核学生对实验各环节的掌握情况。该考核体系的四部分相辅相成，可较真实地反映出学生的学习情况，有利于提高学生创新能力、动手能力、分析及解决问题能力，提高了学生今后从事环境监测工作的竞争力，符合新工科培养应用创新型人才的初衷。

表1 考核体系

3 结 语

环境监测实验课程综合性、实效性很强，课程建设的目的是培养学生实践能力、分析解决问题的能力和创新能力，但传统的环境监测实验教学模式很难培养出与时俱进符合经济发展需要的人才，基于目前教学现状，本文从教学内容、教学方法和考核方法三方面对环境监测实验课程进行改进，旨在提高学生的实践综合能力，以更好的服务社会。