工程认证标准指导下环境监测教学改革探索*

王 艺, 丁克强, 刘廷凤, 王慧雅, 胡志新, 杨 凤

工程教育专业认证是一种在国际上通行的工程教育质量保障制度, 也是工程师资格认可的标准。 《环境监测》是环境工程、 环境科学专业的一门专业基础课程, 是一门多学科交叉的综合性课程, 具有理论性、 技术性和实践性较强的特点。 然而目前南京工程学院环境监测教学还存在教学方法单一、 教学内容陈旧、 实践教学问题突出、 教学评价方法单一等问题。 而工程教育认的核心教育理念为以学生为主体, 以产出为导向, 即Outcomes-based Education(OBE)[1]。 近几年来, 环境工程学院积极开展该专业的工程认证工作, 基于工程认证标准, 努力探索环境监测课程改革措施, 以提高人才培养质量。

1 环境监测课程现状

1.1 培养目标

根据专业认证标准, 目前环境监测课程的培养目标已进行一定的调整。 作为一门专业核心课, 环境监测课程以国家现行标准、 法规、 监测技术和方法为依据, 通过对课程的学习, 达到以下四点课程目标: (1)能够独立制定环境监测方案。 (2)掌握水、 气、 固等各个环境介质的监测方法及技术, 具备独立测量环境介质中各常规指标的能力。 (3)能够利用环境标准, 评价环境质量。 (4)能够正确处理监测数据, 通过环境监测手段确定污染程度, 追踪污染源, 研究和提供污染变化趋势, 为实现环境管理, 可持续发展, 污染控制, 以及制定环境相关法规、 标准和规划等服务。

1.2 培养目标和毕业要求的关系

对应于工程教育认证的毕业要求, 《环境监测》这门课程对应毕业要求指标点为: (1)能在多种解决环境工程问题的方案中进行选择, 通过研究确定合适的污染防治工艺及资源化的解决方案。 (2)能够基于环境工程的科学原理, 结合研究, 识别复杂的环境工程问题。 (3)了解环境工程专业相关领域的技术标准体系、 知识产权、 产业政策和法律法规, 理解不同社会文化对环境工程活动的影响。 (4)了解国家的环境与可持续发展战略, 熟悉环境工程领域相关的方针、 政策、 法律、 法规和标准。

1.3 环境监测教学存在的问题

环境监测课程开设于大二下学期, 尽管基于教育工程专业认证背景下, 学院对环境监测教学大纲进行了修订, 但目前该课程在教学中还存在问题, 主要表现在以下几点:

1.3.1 教学方法单一

目前环境监测的理论课程主要采用多媒体幻灯片讲授, 教学内容固定, 进度快, 而环境监测属于多学科交叉的综合性课程, 由于学生基础知识不扎实, 且专业知识有限, 对很多理论知识理解不深入。 因此, 当前的教学方法已经不能满足专业认证标准的要求[2]。

1.3.2 教学内容陈旧

由于社会经济的快速发展, 环境大幅变化, 各种技术突飞猛进。 实际上环境监测学科的内容发生了很大的变化, 然而目前现行的教材内容陈旧, 且任课教师由于缺乏实践基础, 在教学过程中对知识的更新、 主次的区分不够, 导致学生较难领会课程精髓, 教学效果不佳。

1.3.3 实践教学问题突出

环境监测具有很强的实践性, 实践教学对于提高学生的专业认识和工程素质具有重要的作用。 在环境监测课程中, 设置了历时1 周的环境监测实验, 但目前也存在诸多问题, 如实验教学内容单一、 实验项目主要是验证性实验为主、 实验与理论课时间安排不合理等。 目前对于实验课, 学生多只按实验步骤进行操作, 且设置的实验项目多为分析测试部分, 不能有效的对学生进行环境监测全过程实践能力的培养, 不符合专业认证标准下的环境监测应用型人才。 同时, 在课程设置中, 实验课开设在理论教学结束后进行, 导致理论与实践脱节严重, 学习效果差。

1.3.4 教学评价方法单一

目前环境监测教学评价分为理论教学评价和实践教学评价。 理论教学评价为40%平时表现和60%闭卷考试, 而平时表现主要集中在对于出勤率和作业的考核上, 而闭卷考试多为对于知识点的记忆考核。 这种评价方式并不能真正反映学生应用理论知识的能力, 不适用考核应用型人才的培养质量。 而实践教学主要通过实验报告进行考核, 但学生的实验报告的大部分内容仅为对实验指导书简单的抄写并存在严重的抄袭现象, 不能体现学生的实践能力和独立思考的能力。

2 环境监测教学改革措施

2.1 教学方式多元化

随着互联网的普及, 微课、 慕课等线上教学方式广受推崇[3]。 线上教学能够实现学生灵活安排学习, 同时还可以反复观看重点内容。 目前各线上平台共享了各学科示范教学课程,实现了不同空间和不同时间的教学与互动, 使学生能够学习到各大高校的高质量课程。 但另一方面, 线上课程难以实现个性化教学, 对于自律性差的学生, 很难让其如实参与课程学习,因此, 需采用线上-线下将结合的方式, 充分利用课堂的个性化教学[4]。 针对环境监测, 可以将核心内容的视频教学、 线上案例讨论、 以及将相关的法律法规等重要资料文件建成课包,便于学生反复学习和查看。 同时, 为提高学生的参与度, 可设置翻转课堂, 例如以“为南京工程学院校园地表水制定监测方案” 为题, 让学生分小组完成, 并在课上进行展示汇报, 这样可以调动学生的积极性, 促进其对于所学知识的理解, 提高教学效果。

2.2 教学内容与时俱进

环境监测是一门不断发展的课程, 随着人们对环境质量的要求越高, 环境质量标准, 尤其是污染物的排放标准越来越严格, 而且随着技术的进步, 各种污染物的检测水平也不断提高, 导致环境监测所依据的标准也在不断改进和完善。 因此授课老师应多关注相关专业信息, 及时更新课程内容。 授课老师也要不断提升自身的专业实践能力, 例如对于各种阴离子的测定, 在实际操作中, 普遍采用的是离子色谱, 不仅制样简单,还能同时测定多种阴离子, 这与教学内容有所出入, 应及时更新。

2.3 实践-理论相结合, 建立重点视频教学

在环境分析与监测实验课程中目前主要依照水、 气、 土壤等环境介质中的重点监测项目, 设置了化学需要量、 生化需氧量、 水中总磷的测定、 水中氨氮、 大气中总悬浮物的测定、 大气中二氧化硫的测定、 校园区域环境噪声、 土壤中水溶性氟化物等实验教学内容, 着重训练学生对于理论知识应用于实践的能力。 针对理论教学和实践教学课程安排实践脱节严重的现象, 应调整实践教学尽量在相应理论教学内容结束后一两周内进行, 并拍摄相应的教学视频, 要求学生在进行实践前认真观看, 同时多设置针对实践项目的开放性问题, 培养学生独立思考的能力。 目前学生采用的仪器多为分光光度计, 对于高效液相和气相色谱-质谱联用等大型仪器难以实现让每个学生都进行亲自操作, 针对这些仪器, 应充分利用视频进行教学, 例如可以拍摄某仪器, 由教师讲解仪器的原理、 组成、 样品测试和结果分析等。

2.4 改进教学评价模式, 注重对过程的考核

考核是检验教学质量的重要手段, 成绩评定方法对于学习效果有着重要的导向作用[5]。 对于学生创新、 实践以及独立思考能力的考核要体现在过程中, 注重对学习过程的评价。 通过学生课前课中以及实践过程来进行定量考核。 具体的方法为:针对环境监测课程的重点内容, 将水、 气、 土、 固废的监测设置实际案例分析大作业。 案例分析由学生分小组进行, 约每四人为一个小组, 小组成员每次负责的内容不断轮换, 即每人至少负责一次汇报发言。 大作业由报告成绩和汇报成绩两部分组成, 成绩的评定包括学生汇报、 学生自评、 学生互评以及老师点评和报告成绩组成。 这种评价考核方法, 不仅能检验学生对于理论知识的掌握程度, 还有利于提高学生的积极性、 独立思考和创新能力。

3 结 语

环境监测是一门理论性和实践性较强的综合性课程, 并属于不断发展与更新的学科, 在工程专业认证的背景下, 环境监测课程的课程建设改革, 不仅是简单对于教学大纲的修改, 使其形似符合认证标准, 而是要结合学科的特点对课程的各个重要环节进行改革, 以“成果为导向”, 针对教学过程中的突出问题, 采用多元化教学方式、 更新完善教学内容、 建立重点内容线上视频、 注重对学习过程的考核和评价, 培养出更多更合格的新时代环保领域工程专业人才。