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[摘要]根据环境监测课程特点,结合日常教学实践,从选好教材、整合教学内容、改革教学方法、加强实践教学、加强教学实习等环节进行了改革和优化探讨。课程的改革与优化取得了较好的教学效果,综合培养了学生的专业素质和能力。
[关键词]环境监测 教学体系 教学优化
环境监测是环境质量评价的基础、环境工程治理效果判定的手段、环境规划与管理的工具,环境监测是环境科学的一个重要分支学科。因此,环境监测课程是环境科学专业重要的专业基础课或专业课,是构成诸多后续课程的基础性支撑平台之一[1]。通过该课程的学习,使学生掌握环境监测的方法,环境监测的质量保证体系,为学生毕业后到环境管理等部门从事环境规划与管理、环境监测、评价和环境治理等工作打下基础。因此,在环境监测课程教学过程中, 努力构建 “ 理论 — 实践” 一体化的课程教学优化体系。
一、注重教材建设,整合优化理论教学内容
1.选好教材
教材作为教师与学生之间教与学的桥梁, 是体现教学内容的知识载体[3]。选择具有系统、完整的知识体系和反映本学科领域最新成就的优秀教材, 是确保教学质量的关键和基础。目前出版的适合高等教育的“环境监测”教材有:奚旦立主编的《环境监测》(第四版)[4]、吴忠标主编的《环境监测》(第四版)[5]和陈玲主编的《环境监测》(第五版)[6]。通过比较各教材内容与优势,结合我校环境科学专业培养目标与要求,选取奚旦立等编写的《环境监测》(第四版)作为教材,该教材能全面的反映环境监测的基本理论与监测技术的现状和发展趋势,充分体现了国内外环境监测的新成果,克服了以前教材知识的滞后性,为教学质量的提高奠定了基礎,是环境类专业教材优选对象。
由于不同的教材其内容的侧重点不同,学生学习兴趣也不尽相同,我们在指定教材的同时,为学生指定多种侧重点不同的参考用书,如《水和废水监测分析方法》[7]《空气和废气监测分析方法》[8]等, 使监测方法根据监测对象不同而更加具体和详细,教学内容更为充实,使学生在系统学习中获得了新知识,拓宽了视野[9]。
2.整合优化理论教学内容
《环境监测》课程是由“污染源监测”、“区域环境质量监测”、“环境监测质量保证”三个学习模块组合而成。在教学内容上,笔者采取“汇”、“增”、“删”、“解”措施对教学内容进行整合优化。“汇”是在把握教材的基础上,将教学内容融汇为以下几个部分:6大监测(包括水质监测、大气监测、噪声监测、土壤监测、固体废弃物监测、生物监测,其中水质监测、大气监测、噪声监测为主导监测);环境监测系 统分析方法与技术;环境监测的质量保证。“增”是增加必要的新知识新内容,主要增加了近年来监测新方法、新技术和新标准以及结合西宁实际监测案例设计,培养学生的综合分析能力。“删”即删除一些相同的测定步骤及陈旧的监测方法。“解”是将经过“汇”、“增”、“删”后的教学内容再分解为“教学部分”和“自学部分”,突出重点与难点。通过不断调整、更新教学内容, 逐步形成自己独具特色的教学体系和教学艺术,保证学生掌握环境监测课程的主要知识点和基础理论。
二、改革教学方法
在教学方法上,以充分调动学生学习积极性和参与性为目的,强调理论教学与实践教学并重,重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。教学组织形式具体包括课堂教学、课堂讨论、课程作业、实践教学等方式。
1.采用“学中做,做中学,边做边学”的教学方法[1],实施以能力建设为目标,以学生为主体,教师为主导的“引导法”教学,辅以讲练结合法,渐进式教学等多种教学方法,生动教学过程,提高学生的学习效果。如实验“大气中二氧化硫的测定”,我们尝试让学生先做实验, 让学生先熟悉仪器结构和采样测定的具体操作,实验完毕后再由教师讲解实验原理、仪器结构等理论知识,这样加深了学生的理解,收到了较好的教学效果。
2.运用多媒体,采用课件方式进行课堂直观教学。环境监测课程内容中涉及很多监测仪器的构造、监测点位的布设、在线监测等具体而抽象的问题,通过多媒体教学既可弥补实验室仪器的不足,还利于扩大信息量和拓展知识面,增加教学的形象性、动态性、直观性,从而提高教学效果[9]。改进教学手段是本课程建设的一个重点,是变抽象﹑枯燥为生动﹑形象直观的主要途径。从2003级环境科学专业开始,教研室开始自制幻灯片(PPT),同时结合多媒体影象加强学生对教学内容的理解,教学中根据教学内容组织学生观看、讨论,既活跃了课堂气氛,开拓了学生思维,又极大地提高了教学信息量和教学效果。
3.在教学中应用信息技术手段。在开发及应用现代教育技术方面,我们给予了高度重视。在教学过程中较好地应用了网络和计算机辅助教学等现代教育技术。《环境监测》课程上网资料包括教学大纲、电子教案、课件、实验指导、习题集等教学资料,同时准备开设网上答疑、课程资料下载等栏目,这些都为学生提供了多种可供选择的学习方式。教学资源上网将很好地解决学生课前预习、课后复习、自学、以及由于课堂信息量大给学生做笔记带来一定困难(可以下载打印后作为笔记底稿)等问题,并有助于形成教学过程和课程建设自我完善、自我管理、健康发展的机制。
通过上述教学方法改革,环境监测课程取得较好的教学效果,在学生和教师中获得了一致好评。
三、加强实践教学
环境监测是一门实践性很强的课程,实验教学占了较高的比例。为切实提高学生实验能力,我校环境监测实验教学安排16学时,共开设8个实验项目。在实验教学过程中, 我们经过近几年的教学实践,构筑了“3+1”的实践教学体系,即“综合性大实验为主、强化综合性、设计性实验、基础实验为辅,外加科研训练”的实验体系,并建立了合理的实验管理体系, 形成了该课程实验教学的特色。
1.注重基本实验技能训练
针对学生动手能力比较薄弱,我校在基础性实验教学中做了积极的探索。在做实验前,要求学生提前预习实验内容;在实验过程中,老师不再单纯地讲实验原理、目的、方法,而主要讲实验步骤、关键环节及实验中注意事项;实验前在教师监督与指导下,适当时让学生自己动手配制一部分药品溶液;而对一些环境监测分析仪器的使用,都是让学生自己熟悉使用原理和操作步骤。学生通过这一系列的实验训练,大大提高了学生的基本实验技能。 2.增开综合性、设计性实验
以往课程实验内容多以验证性和示范性实验内容为主,学生的兴趣及主观能动性不能充分调动,造成教学资源的浪费。开设综合性、设计性实验是培养学生综合能力和科研素质的重要途径[11]。我校环境类专业开设的综合性、设计性实验内容丰富,内容涵盖地表水、生活垃圾、大气等的监测及污染处理方法等诸多领域,根据学生的兴趣及爱好选择部分内容,学生与教师对实验内容进行讨论和修改后制定初步的实验方案,按照“以学生为主、教师指导为辅”的原则, 对学生实验进行引导,以发挥学生的创造力及主观能动性。在开展“湟水河北川河水质动态监测”时,让学生充分预习实验指导书,查阅有关资料,写出实验操作程序、实验材料及预期实验结果的预习报告。教师认真批阅修改预习报告后,让学生进行实验前的全部准备工作。指导教师在实验过程中不过分干扰学生的实验过程,而只对学生的实验进行引导。实验结束后, 各组学生宣讲实验报告并回答其他同学提出的相关问题,这样既增加了实际操作锻炼的机会,又使学生进一步了解实验原理、方法和步骤,做到心中有数,实验效率提高。通过综合性大实验,使学生得到现代环境监测操作的全程训练、熟悉各个测定环境的操作,巩固课堂所学的理论知识和技术。
3.发挥综合性大实验的作用
综合性大实验是课程实验的提高环节, 具有一定的自主性、设计性及连贯性[10]。根据教学经验, 我们把实验安排贴近于生产实际, 实验内容前后联系。我校在2011年大纲修订中增加了为期4周的《环境监测与污染处理综合性大实验》,内容涉及到当地地表水、校园垃圾、校园空气的监测及污染处理方法,这些实验包括从实验方案、样品采集、分析方法的确定、实验试剂的准备、样品的测定、数据处理和质量保证的全部过程,将实验课题交给学生,讲明要求,让他们查阅有关资料,选择控制的指标和合适的实验方法,独立设计出实验方案,然后在教师的指导下形成可行的实验方案,独立完成实验任务。在此过程中,学生变被动为主动,培养了他们独立分析问题、解决问题的能力,达到了理论联系实际、学以致用的目的。
4.建立合理的实验管理体系
建立合理的实验管理体系是保证实验实施、完成教学任务的重要环节。为此, 我们制定了系统的实验教学计划,基础实验与理论课同步开设,理论课程结束后, 集中时间安排综合大实验,通过连贯性的实验教学安排,学生在实验技能方面能得到系统的训练。实施灵活的实验考核办法, 使教师能够及时地发现學生在实验中出现的问题,并及时给予纠正或和学生一起进行分析与解释[2]。
四、加强实习教学环节
《环境监测》是一门实践性和应用性很强的课程,是环保部门一项基础性、常规性的工作,需要理论与实践的密切联系。通过实习活动,可以缩短学生在校学习与行业实践的距离。我校环境类专业在《环境监测》课程教学中与为期五周的生产实习紧密结合,增加了实践教学在教学计划中的比重,通过优化组合实习教学手段完成了教学任务,达到了教学目的。
1.进入环境监测站,进行实际监测工作
通过组织学生到青海省环境监测站、西宁市环境监测站、青海水环境监测中心、青海省渔业环境监测站等部门进行实际监测工作,使学生接触到环境监测部门的具体运作情况,对开展环境监测的实际工作有了更多的感性认识。在各个实习单位,学生能接触到学校实验室没有的仪器设备及在线监测系统。例如:在线COD监测设备、大气连续自动监测系统、原子吸收系统等, 达到了理论与实践的紧密结合。
2.参观污水处理厂与自来水厂
通过组织学生到西宁市鹏瑶污水处理厂、西宁市第二污水处理厂、西宁市第三污水处理厂和西宁市自来水有限责任公司等相关监测部门进行实地参观学习,可使学生了解污水厂和自来水厂必须监测控制的水质指标以及如何开展监测工作,增强了对行业监测部门工作的感性认识,同时也提高了学习该课程的自觉性和主动性。参观结束,教师对参观内容进行概括性讲授,引导学生把感性知识提升到理性认识。
[参考文献]
[1]汪万芬,傅先兰.环境监测课程教学体系优化探讨[J].皖西学院学报,2009,25(2):133-134.
[2]纪振,朱建梅.浅谈《环境监测》课程教学改革[J].常州工程职业技术学院学报,2008,58(4):91-93.
[3]翟琨,向东山.环境监测课程教学体系的重构与优化[J].中国科技信息,2007,22(4):277-278.
[4]奚旦立,孙裕生,刘秀英.环境监测(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2010:352-360.
[5]吴忠标.环境监测[M].北京:化学工业出版社,2003:95-102.
[6]陈玲.赵建夫.环境监测[M].北京:化学工业出版社,2004:258-263.
[7]魏复盛.《水和废水监测分析方法》[M],北京:中国环境科学出版社,2002:117-121.
[8]《空气和废气监测分析方法》编委会.《空气和废气监测分析方法[M],北京:中国环境科学出版社,2003:56-65.
[9]周权锁,李辉信,宗良纲,等.高等农业院校环境科学专业实验教学改革[J].中国农业教育,2007,78(4):56-58.
[10]史文海,李校兵.水力学综合设计性实验教学改革探索[J].温州大学学报(自然科学版),2007,28(5):57-60.
[11]周权锁,李学林,黄耀等.CODcr实验的改进[J].实验室研究与探索,2007,26(10):19-21.
(作者单位:青海大学生态工程学院 西宁)
[关键词]环境监测 教学体系 教学优化
环境监测是环境质量评价的基础、环境工程治理效果判定的手段、环境规划与管理的工具,环境监测是环境科学的一个重要分支学科。因此,环境监测课程是环境科学专业重要的专业基础课或专业课,是构成诸多后续课程的基础性支撑平台之一[1]。通过该课程的学习,使学生掌握环境监测的方法,环境监测的质量保证体系,为学生毕业后到环境管理等部门从事环境规划与管理、环境监测、评价和环境治理等工作打下基础。因此,在环境监测课程教学过程中, 努力构建 “ 理论 — 实践” 一体化的课程教学优化体系。
一、注重教材建设,整合优化理论教学内容
1.选好教材
教材作为教师与学生之间教与学的桥梁, 是体现教学内容的知识载体[3]。选择具有系统、完整的知识体系和反映本学科领域最新成就的优秀教材, 是确保教学质量的关键和基础。目前出版的适合高等教育的“环境监测”教材有:奚旦立主编的《环境监测》(第四版)[4]、吴忠标主编的《环境监测》(第四版)[5]和陈玲主编的《环境监测》(第五版)[6]。通过比较各教材内容与优势,结合我校环境科学专业培养目标与要求,选取奚旦立等编写的《环境监测》(第四版)作为教材,该教材能全面的反映环境监测的基本理论与监测技术的现状和发展趋势,充分体现了国内外环境监测的新成果,克服了以前教材知识的滞后性,为教学质量的提高奠定了基礎,是环境类专业教材优选对象。
由于不同的教材其内容的侧重点不同,学生学习兴趣也不尽相同,我们在指定教材的同时,为学生指定多种侧重点不同的参考用书,如《水和废水监测分析方法》[7]《空气和废气监测分析方法》[8]等, 使监测方法根据监测对象不同而更加具体和详细,教学内容更为充实,使学生在系统学习中获得了新知识,拓宽了视野[9]。
2.整合优化理论教学内容
《环境监测》课程是由“污染源监测”、“区域环境质量监测”、“环境监测质量保证”三个学习模块组合而成。在教学内容上,笔者采取“汇”、“增”、“删”、“解”措施对教学内容进行整合优化。“汇”是在把握教材的基础上,将教学内容融汇为以下几个部分:6大监测(包括水质监测、大气监测、噪声监测、土壤监测、固体废弃物监测、生物监测,其中水质监测、大气监测、噪声监测为主导监测);环境监测系 统分析方法与技术;环境监测的质量保证。“增”是增加必要的新知识新内容,主要增加了近年来监测新方法、新技术和新标准以及结合西宁实际监测案例设计,培养学生的综合分析能力。“删”即删除一些相同的测定步骤及陈旧的监测方法。“解”是将经过“汇”、“增”、“删”后的教学内容再分解为“教学部分”和“自学部分”,突出重点与难点。通过不断调整、更新教学内容, 逐步形成自己独具特色的教学体系和教学艺术,保证学生掌握环境监测课程的主要知识点和基础理论。
二、改革教学方法
在教学方法上,以充分调动学生学习积极性和参与性为目的,强调理论教学与实践教学并重,重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。教学组织形式具体包括课堂教学、课堂讨论、课程作业、实践教学等方式。
1.采用“学中做,做中学,边做边学”的教学方法[1],实施以能力建设为目标,以学生为主体,教师为主导的“引导法”教学,辅以讲练结合法,渐进式教学等多种教学方法,生动教学过程,提高学生的学习效果。如实验“大气中二氧化硫的测定”,我们尝试让学生先做实验, 让学生先熟悉仪器结构和采样测定的具体操作,实验完毕后再由教师讲解实验原理、仪器结构等理论知识,这样加深了学生的理解,收到了较好的教学效果。
2.运用多媒体,采用课件方式进行课堂直观教学。环境监测课程内容中涉及很多监测仪器的构造、监测点位的布设、在线监测等具体而抽象的问题,通过多媒体教学既可弥补实验室仪器的不足,还利于扩大信息量和拓展知识面,增加教学的形象性、动态性、直观性,从而提高教学效果[9]。改进教学手段是本课程建设的一个重点,是变抽象﹑枯燥为生动﹑形象直观的主要途径。从2003级环境科学专业开始,教研室开始自制幻灯片(PPT),同时结合多媒体影象加强学生对教学内容的理解,教学中根据教学内容组织学生观看、讨论,既活跃了课堂气氛,开拓了学生思维,又极大地提高了教学信息量和教学效果。
3.在教学中应用信息技术手段。在开发及应用现代教育技术方面,我们给予了高度重视。在教学过程中较好地应用了网络和计算机辅助教学等现代教育技术。《环境监测》课程上网资料包括教学大纲、电子教案、课件、实验指导、习题集等教学资料,同时准备开设网上答疑、课程资料下载等栏目,这些都为学生提供了多种可供选择的学习方式。教学资源上网将很好地解决学生课前预习、课后复习、自学、以及由于课堂信息量大给学生做笔记带来一定困难(可以下载打印后作为笔记底稿)等问题,并有助于形成教学过程和课程建设自我完善、自我管理、健康发展的机制。
通过上述教学方法改革,环境监测课程取得较好的教学效果,在学生和教师中获得了一致好评。
三、加强实践教学
环境监测是一门实践性很强的课程,实验教学占了较高的比例。为切实提高学生实验能力,我校环境监测实验教学安排16学时,共开设8个实验项目。在实验教学过程中, 我们经过近几年的教学实践,构筑了“3+1”的实践教学体系,即“综合性大实验为主、强化综合性、设计性实验、基础实验为辅,外加科研训练”的实验体系,并建立了合理的实验管理体系, 形成了该课程实验教学的特色。
1.注重基本实验技能训练
针对学生动手能力比较薄弱,我校在基础性实验教学中做了积极的探索。在做实验前,要求学生提前预习实验内容;在实验过程中,老师不再单纯地讲实验原理、目的、方法,而主要讲实验步骤、关键环节及实验中注意事项;实验前在教师监督与指导下,适当时让学生自己动手配制一部分药品溶液;而对一些环境监测分析仪器的使用,都是让学生自己熟悉使用原理和操作步骤。学生通过这一系列的实验训练,大大提高了学生的基本实验技能。 2.增开综合性、设计性实验
以往课程实验内容多以验证性和示范性实验内容为主,学生的兴趣及主观能动性不能充分调动,造成教学资源的浪费。开设综合性、设计性实验是培养学生综合能力和科研素质的重要途径[11]。我校环境类专业开设的综合性、设计性实验内容丰富,内容涵盖地表水、生活垃圾、大气等的监测及污染处理方法等诸多领域,根据学生的兴趣及爱好选择部分内容,学生与教师对实验内容进行讨论和修改后制定初步的实验方案,按照“以学生为主、教师指导为辅”的原则, 对学生实验进行引导,以发挥学生的创造力及主观能动性。在开展“湟水河北川河水质动态监测”时,让学生充分预习实验指导书,查阅有关资料,写出实验操作程序、实验材料及预期实验结果的预习报告。教师认真批阅修改预习报告后,让学生进行实验前的全部准备工作。指导教师在实验过程中不过分干扰学生的实验过程,而只对学生的实验进行引导。实验结束后, 各组学生宣讲实验报告并回答其他同学提出的相关问题,这样既增加了实际操作锻炼的机会,又使学生进一步了解实验原理、方法和步骤,做到心中有数,实验效率提高。通过综合性大实验,使学生得到现代环境监测操作的全程训练、熟悉各个测定环境的操作,巩固课堂所学的理论知识和技术。
3.发挥综合性大实验的作用
综合性大实验是课程实验的提高环节, 具有一定的自主性、设计性及连贯性[10]。根据教学经验, 我们把实验安排贴近于生产实际, 实验内容前后联系。我校在2011年大纲修订中增加了为期4周的《环境监测与污染处理综合性大实验》,内容涉及到当地地表水、校园垃圾、校园空气的监测及污染处理方法,这些实验包括从实验方案、样品采集、分析方法的确定、实验试剂的准备、样品的测定、数据处理和质量保证的全部过程,将实验课题交给学生,讲明要求,让他们查阅有关资料,选择控制的指标和合适的实验方法,独立设计出实验方案,然后在教师的指导下形成可行的实验方案,独立完成实验任务。在此过程中,学生变被动为主动,培养了他们独立分析问题、解决问题的能力,达到了理论联系实际、学以致用的目的。
4.建立合理的实验管理体系
建立合理的实验管理体系是保证实验实施、完成教学任务的重要环节。为此, 我们制定了系统的实验教学计划,基础实验与理论课同步开设,理论课程结束后, 集中时间安排综合大实验,通过连贯性的实验教学安排,学生在实验技能方面能得到系统的训练。实施灵活的实验考核办法, 使教师能够及时地发现學生在实验中出现的问题,并及时给予纠正或和学生一起进行分析与解释[2]。
四、加强实习教学环节
《环境监测》是一门实践性和应用性很强的课程,是环保部门一项基础性、常规性的工作,需要理论与实践的密切联系。通过实习活动,可以缩短学生在校学习与行业实践的距离。我校环境类专业在《环境监测》课程教学中与为期五周的生产实习紧密结合,增加了实践教学在教学计划中的比重,通过优化组合实习教学手段完成了教学任务,达到了教学目的。
1.进入环境监测站,进行实际监测工作
通过组织学生到青海省环境监测站、西宁市环境监测站、青海水环境监测中心、青海省渔业环境监测站等部门进行实际监测工作,使学生接触到环境监测部门的具体运作情况,对开展环境监测的实际工作有了更多的感性认识。在各个实习单位,学生能接触到学校实验室没有的仪器设备及在线监测系统。例如:在线COD监测设备、大气连续自动监测系统、原子吸收系统等, 达到了理论与实践的紧密结合。
2.参观污水处理厂与自来水厂
通过组织学生到西宁市鹏瑶污水处理厂、西宁市第二污水处理厂、西宁市第三污水处理厂和西宁市自来水有限责任公司等相关监测部门进行实地参观学习,可使学生了解污水厂和自来水厂必须监测控制的水质指标以及如何开展监测工作,增强了对行业监测部门工作的感性认识,同时也提高了学习该课程的自觉性和主动性。参观结束,教师对参观内容进行概括性讲授,引导学生把感性知识提升到理性认识。
[参考文献]
[1]汪万芬,傅先兰.环境监测课程教学体系优化探讨[J].皖西学院学报,2009,25(2):133-134.
[2]纪振,朱建梅.浅谈《环境监测》课程教学改革[J].常州工程职业技术学院学报,2008,58(4):91-93.
[3]翟琨,向东山.环境监测课程教学体系的重构与优化[J].中国科技信息,2007,22(4):277-278.
[4]奚旦立,孙裕生,刘秀英.环境监测(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2010:352-360.
[5]吴忠标.环境监测[M].北京:化学工业出版社,2003:95-102.
[6]陈玲.赵建夫.环境监测[M].北京:化学工业出版社,2004:258-263.
[7]魏复盛.《水和废水监测分析方法》[M],北京:中国环境科学出版社,2002:117-121.
[8]《空气和废气监测分析方法》编委会.《空气和废气监测分析方法[M],北京:中国环境科学出版社,2003:56-65.
[9]周权锁,李辉信,宗良纲,等.高等农业院校环境科学专业实验教学改革[J].中国农业教育,2007,78(4):56-58.
[10]史文海,李校兵.水力学综合设计性实验教学改革探索[J].温州大学学报(自然科学版),2007,28(5):57-60.
[11]周权锁,李学林,黄耀等.CODcr实验的改进[J].实验室研究与探索,2007,26(10):19-21.
(作者单位:青海大学生态工程学院 西宁)