吳玲玲++陳玲++郭美婷++趙麗芳++陳皓++袁園

摘 要：環(huán)境儀器分析是面向環(huán)境類專業(yè)研究生開設的一門實踐性較強的專業(yè)學位課。針對環(huán)境類專業(yè)學生的特點，依托學院自身發(fā)展的優(yōu)勢，從師資隊伍多元化、教學模式多樣化、理論和實踐教學相結合以及多元化的考核體系上探索出一套適合環(huán)境類專業(yè)研究生的教學方法，起到了較好的教學效果。

關鍵詞：環(huán)境儀器分析 課程建設 課程實踐

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）02（b）-0054-02

隨著工業(yè)化進程的加快，環(huán)境污染已經(jīng)由點源污染轉(zhuǎn)向面源污染，由單一的環(huán)境介質(zhì)轉(zhuǎn)移到大氣、水體、土壤以及生物體等多介質(zhì)，發(fā)生了不少震驚世界的污染事件，如舉世聞名的“八大公害”事件。20世紀80、90年代，又發(fā)生了一些突發(fā)性的嚴重公害事件，如印度博帕爾農(nóng)藥事件和前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站泄漏事件等[1]。這些事件無疑給人類的生產(chǎn)生活帶來了巨大影響。隱藏在這些事件背后的環(huán)境問題直接或間接的與化學物質(zhì)有關。究竟哪些是污染物質(zhì)、有毒物質(zhì)？這些物質(zhì)從何而來？其進入環(huán)境之后會發(fā)生什么變化？可靠的儀器分析技術能為上述系列問題的正確解答提供依據(jù)，也能為環(huán)境標準的制定和科學研究、環(huán)境管理提供技術支持。

1 課程開設的必要性

在現(xiàn)代分析化學和分析儀器及其功能不斷完善、高靈敏度的新型分析儀器不斷涌現(xiàn)的今天，伴隨著全球環(huán)境問題、污染事件頻發(fā)，大型分析儀器在污染源解析、污染擴散途徑追蹤、污染與健康關系以及在環(huán)境污染治理效率評價、工藝技術路線改進等多領域發(fā)揮著越來越重要的作用，先進高效的化學、生物分析手段已成為環(huán)境分析科學的重要工具。這些技術手段涵蓋了微量和痕量污染物的識別、污染物形態(tài)、價態(tài)、結構分析（表面和微區(qū)）分析。因此，培養(yǎng)具備先進儀器分析能力是環(huán)境教育領域人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。

同濟大學環(huán)境科學與工程學院承擔著國家、省部級重點科研攻關項目，作為科研一線主力群體的研究生都將在導師的指導下，獨立完成某個研究方向上的論文實驗研究。為了使學生能夠順利開展論文研究并提升論文質(zhì)量，掌握分析方法的基本原理和應用技能十分重要，這也是在研究生學習階段開設環(huán)境儀器分析課程的重要原因。

2 課程建設的特點

“環(huán)境儀器分析”是同濟大學環(huán)境類專業(yè)研究生專業(yè)學位課程，始于1999年。伴隨著環(huán)境科學研究的需求，經(jīng)過十多年課程內(nèi)容和形式的與時俱進，2011年成為同濟大學首批研究生精品課程。本課程重點介紹如何運用現(xiàn)代儀器分析和樣品預處理的理論與技術來鑒別和測定環(huán)境介質(zhì)中化學物質(zhì)的種類、含量、結構和狀態(tài)。通過本課程的學習，可以使學生依據(jù)待測環(huán)境樣品中各組分的物理、化學性質(zhì)的不同，選擇合適的儀器分析方法進行目標物的分離與富集，建立起準確的“定性”及“定量”的概念，并掌握與此相關的基本理論、測定原理及實驗技術，為后繼的論文科研和質(zhì)量提升打好基礎。另一方面，研究生在學習本課程后，可以增強對近代儀器分析的發(fā)展趨勢以及新方法、新技術的理解，掌握環(huán)境分析方法和技術的研發(fā)技能。

2.1 組建教學團隊，豐富教學資源

該課程教學團隊有教師7人，其中教授3人，副教授等年青教師4人，其中實驗教師2人。教師學歷、年齡及學緣結構合理、教學任務分工明確，理論教學與實驗教學人員配備合理，為理論教學和實驗教學的順利開展奠定了堅實的基礎。各位任課教師的研究領域各具特色，兼顧環(huán)境領域多學科融合，因此，在教學中能夠突出重點。

污染控制與資源化研究國家重點實驗室擁有各種光譜類、色譜類和生物類大型儀器，如GC/MS、HPLC/MS、ICP/MS和實時熒光定量PCR等，并且擁有網(wǎng)絡平臺，可以為學生提供相關課件以及實驗室儀器的操作、維護及實驗講解錄像。實驗教學課程由骨干教師承擔，開設有光譜實驗、色譜實驗和生物實驗，可以滿足教學需求。由研究生可依據(jù)今后論文研究方向選擇實驗內(nèi)容，共享國家重點實驗室的各類分析儀器的豐富資源，實現(xiàn)了學有所用，學有專用。該課程深受學生歡迎，成為論文實驗研究的“預備”課，學生們受益匪淺。

2.2 理論應用相結合

依托同濟大學污染控制與資源化研究國家重點實驗室的豐富資源，該課程的教學按理論授課和實踐相結合的方式進行，更注重分析儀器的基本原理、操作使用要點以及在環(huán)境科學研究、環(huán)境監(jiān)測等領域的應用價值。

在學習掌握了相關儀器分析理論后，學生有機會面對分析儀器，訓練操作技能，旨在培養(yǎng)學生掌握儀器基本操作技術和基本實驗技能。通過實踐課程的開展，讓同學親身體驗各種分析儀器的功能，以理論指導實踐，彰顯理論的重要性。動手實踐，也能充分調(diào)動學生學習基礎專業(yè)知識的積極性，讓學生更有目的地進行理論學習[2～3]。這樣的教學方法，不但減少了學生在學習基礎知識時的盲目感，也大大提高了學習的主動性，對學生的動手能力也是很好的培養(yǎng)。

2.3 尊重自主，注重實效

鑒于學生興趣點的不同以及論文研究的需要，該實驗課程分光譜、色譜和生物分析技術三個模塊供學生自主選擇。這在一定程度下，實現(xiàn)了小班教學，使得每個學生都能接觸操作自己迫切需要使用的儀器。另一方面，尊重學生自主性，有利于學生的學習興趣培養(yǎng)。在大方向區(qū)分的基礎上，又進行了小組模式，使得每位同學參與到其中，并且可以互相討論，共享不同途徑捕獲的信息。

通過本課程的學習，使研究生對儀器分析這一領域有較全面的了解，基本掌握儀器分析的各類方法，初步具備根據(jù)分析對象選擇合適的分析方法及理解相應問題的能力，從而順利開展科學研究。據(jù)研究生反饋，該課程強化了學生的理論基礎知識，提高了學生自主分析設計實驗的能力，并且減少了研究生論文研究中實驗方面的問題。

2.4 撰寫教材重實用

隨著計算機技術的飛速發(fā)展，分析儀器的面貌日新月異，儀器的更新周期越來越短，但是目前教材內(nèi)容的更新遠遠落后于新型儀器的更新速度[4]。為了把最先進的內(nèi)容和教學科研的需求和特色相結合，我們在自編實驗講義的基礎上，撰寫并于2008年由科學出版社出版了《現(xiàn)代環(huán)境分析技術》，并于2013年6月更新出版了《現(xiàn)代環(huán)境分析技術》（第2版）。環(huán)境分析涉及的分析儀器種類多，面對的環(huán)境樣品也十分繁多和復雜。因此，該教材根據(jù)我國環(huán)境領域的實際需求和應用現(xiàn)狀，重點圍繞環(huán)境領域應用范圍廣、理論與技術相對成熟的方法，具體包括四個方面的內(nèi)容：（1）環(huán)境樣品分析中常用大型分析儀器的基本原理及其應用；（2）環(huán)境樣品預處理技術的基本原理及其應用，如高效富集、分離方法等；（3）多種儀器和方法的聯(lián)合技術；（4）環(huán)境分析技術的發(fā)展，包括新理論、新方法和連續(xù)自動化技術等。教材編寫過程中注重先進方法的理論性與應用性相結合，科學性、適用性強，更貼近學生的實際需求。

2.5 學習考核多方位

考核是對教師的教學效果和學生的學習效果的檢驗，而考核方式也起著引導學生改變學習方式的作用，科學的考核方式會推動學生的學習向最佳方向發(fā)展[5]。本課程的期終考核成績由平時參與和期末考試兩部分組成。平常參與通過學生課堂表現(xiàn)（隨堂考試、課堂提問）或?qū)嶒炃闆r（實驗操作、實驗數(shù)據(jù)處理等）等各方面綜合評定。針對目前大學課程知識容量大，容易出現(xiàn)滿堂灌，老師又很難及時、準確了解每一個學生對當堂課所授知識點的掌握情況的現(xiàn)狀，我們在隨堂考試中引入了同濟大學自主研發(fā)的“智能交互反饋系統(tǒng)”。該系統(tǒng)可以在課堂上即時了解學生對知識點掌握程度，以減輕學生在學期末的考試壓力。期末考試包括基礎理論知識考試和實驗部分考試?；A理論知識考試旨在考查學生對儀器分析基礎理論知識的掌握情況；實驗部分考試重在考查學生掌握儀器操作的能力。這種多元化的考評體系，更加注重評價學生主動參與的過程、善于思考的能力，可以科學合理、全面公正地反映學生課程學習的真實水平。

3 結語

針對環(huán)境類專業(yè)研究生開設的“環(huán)境儀器分析”課程，為碩士研究生論文質(zhì)量的提升打下了堅實的基礎。“師資隊伍多元化，教學模式多樣化”是課程教學質(zhì)量提升的根本保證，充分挖掘和利用高校大型儀器實驗平臺，為教學服務，是不斷提高教學質(zhì)量的重要舉措。

參考文獻

[1] 陳玲，郜洪文.現(xiàn)代環(huán)境分析技術[M].2版.科學出版社，2013.

[2] 白雁，潘瑾，李永強，等.研究生現(xiàn)代分析儀器課程教學改革的探索[J].實驗技術與管理，2011，28（9）：22-24.

[3] 張嫻，袁園，孫雅潔，等.利用光譜類儀器開設重金屬檢測實驗[J].實驗室科學，2012，15（2）：166-168.

[4] 吳秀紅，蔣伏廣，顧蘭云，等.儀器分析課程教學改革探索[J].高等理科教育，2011，6：156-158.

[5] 陳蘭化.淺談儀器分析實驗教學[J].淮北煤炭師范學院學報：自然科學版，2009，30（4）：88-90.endprint