湯紅妍， 朱書法，王　輝，羅　潔

(河南科技大學(xué)化工與制藥學(xué)院，河南　洛陽　471003)

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環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)新模式探索*

湯紅妍， 朱書法，王輝，羅潔

(河南科技大學(xué)化工與制藥學(xué)院，河南洛陽471003)

介紹了傳統(tǒng)模式下環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)存在的問題，提出了新的實驗教學(xué)模式，并從實驗獨立設(shè)課、實驗項目的設(shè)置、實驗準(zhǔn)備工作、實驗項目的實施和實驗課程考核五個方面詳細(xì)論述了新實驗教學(xué)模式的實施方式和內(nèi)容，同時強調(diào)了實施過程中教師責(zé)任心的重要性。實踐證明新實驗教學(xué)模式有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動手能力，以及培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)作風(fēng)等方面具有顯著的成效。

環(huán)境監(jiān)測；實驗教學(xué)；教學(xué)模式

環(huán)境監(jiān)測是高校環(huán)境類專業(yè)必設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程包括理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩個環(huán)節(jié)，其中實驗教學(xué)的效果對整個課程的學(xué)習(xí)起著決定性作用，也是對于這門實踐性很強的課程達到培養(yǎng)學(xué)生監(jiān)測技能的重要途徑。而在實驗教學(xué)中如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高學(xué)生的分析問題、解決問題的能力和監(jiān)測實驗技能，是環(huán)境監(jiān)測教學(xué)中需要不斷探索和思考的問題，近些年各個高校各自積累了一些實驗教學(xué)經(jīng)驗[1-3]。

1　新實驗教學(xué)模式的提出

1.1傳統(tǒng)模式下實驗教學(xué)存在的問題

環(huán)境監(jiān)測是河南科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)計劃中的主干專業(yè)基礎(chǔ)課，從2003級到2011級的本科生教學(xué)歷經(jīng)9年的教學(xué)實踐，但實驗教學(xué)中依舊存在一系列問題。我?！董h(huán)境監(jiān)測》課程共56個學(xué)時，其中實驗教學(xué)16學(xué)時，實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)，且實驗項目設(shè)置較少，以水和大氣方面的驗證性實驗為主。因?qū)W時有限，各實驗項目都是獨立的，學(xué)生在規(guī)定的時間(2～3學(xué)時)內(nèi)完成，且只是按部就班的完成實驗，且各小組的實驗對象完全一致，從而造成學(xué)生照抄照搬現(xiàn)象明顯，缺乏對實驗結(jié)果應(yīng)承擔(dān)責(zé)任的體驗。同時造成了部分學(xué)生對實驗課產(chǎn)生“隨便做做”的心理，實驗教學(xué)效果有限，不能達到預(yù)期的目的。

1.2新實驗教學(xué)模式的特點

以往實驗教學(xué)中存在的不足，不利于教師對實驗教學(xué)的開展，不利于學(xué)生對實驗教學(xué)學(xué)習(xí)的重視，不利于學(xué)生對監(jiān)測技能的真正掌握，使學(xué)生在后續(xù)的考碩和就業(yè)中缺乏應(yīng)有的優(yōu)勢，因此新的教學(xué)模式的變更和實施迫在眉睫。

(1)重視性

新的實驗教學(xué)模式，應(yīng)讓學(xué)生從思想上對實驗課程重視起來，對實驗課程學(xué)習(xí)存在一定的壓力和動力，真正自覺的原意去學(xué)，原意動手和思考，能對平時缺乏學(xué)習(xí)興趣和積極性的學(xué)生起到督促作用。

(2)引導(dǎo)性

新的實驗教學(xué)模式中教師發(fā)揮的作用是引導(dǎo)學(xué)生如何完成整個實驗項目，而不是教學(xué)生怎樣一步一步做。良好引導(dǎo)的前提是學(xué)生對指導(dǎo)教師的信任、信服和對實驗的興趣，以及教師對學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)心和教師教書育人的責(zé)任感和使命感。這對教師的綜合素質(zhì)提出了更高的要求，需要教師擁有自己獨特的性格魅力、無私的奉獻精神和高超的專業(yè)技術(shù)水平。教師將很大程度的影響著學(xué)生，并在教學(xué)中督促著學(xué)生。得到教師的重視和鼓勵是學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，因此，在實驗安排中教師應(yīng)強調(diào)每位學(xué)生自己工作的重要性，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

這種教學(xué)模式需要教師付出更多的時間和精力，多和學(xué)生接觸和交流，去了解學(xué)生的思想，熟悉學(xué)生的特點，據(jù)此合理分配安排學(xué)生的工作內(nèi)容，督促學(xué)生完成實驗準(zhǔn)備、實驗操作及結(jié)果處理等完整的實驗項目內(nèi)容。

(3)合理性

合理性包括實驗項目設(shè)置的合理性和實驗實施方式的合理性，實驗項目的設(shè)置包括實驗項目的內(nèi)容和學(xué)時的安排。實驗項目的內(nèi)容應(yīng)結(jié)合實際監(jiān)測工作中涉及的常規(guī)監(jiān)測項目，并考慮國家環(huán)保工作的重點，跟隨環(huán)保的發(fā)展而設(shè)置。各個實驗項目之間不再是獨立的，而是具有一定的聯(lián)系，能夠完整反映一個問題，也就是綜合性實驗。

每個實驗安排多長時間完成應(yīng)結(jié)合該實驗的特點，在總結(jié)往年實驗中大部分學(xué)生完成時間和最長完成時間綜合考慮而進行設(shè)置，并在以后的實驗中不斷修改至比較合理為止。實驗實施方式是整個環(huán)節(jié)的重點，實施方式是否合理影響整個實驗效果，新模式下將改變以往實驗時間點固定的方式，在考慮學(xué)生整個課程安排的基礎(chǔ)上，由學(xué)生自己安排實驗時間，實行實驗室開放的模式。

2　新實驗教學(xué)模式的實施

2.1實驗獨立設(shè)課

目前，我校對環(huán)境工程專業(yè)的本科生培養(yǎng)計劃進行了修改，并從2012級開始執(zhí)行，在新的培養(yǎng)計劃中，環(huán)境監(jiān)測實驗獨立設(shè)課，擁有獨立的學(xué)分，實驗課時共計32學(xué)時。

2.2科學(xué)設(shè)置實驗項目

根據(jù)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和國家環(huán)境污染治理現(xiàn)狀的需求，結(jié)合我校的實際情況，我校《環(huán)境監(jiān)測實驗》設(shè)置了四個綜合性實驗項目，具體包括：

一是地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測或城市污水水質(zhì)監(jiān)測，主要監(jiān)測指標(biāo)有CODCr、BOD5、CODMn、NH3-N、TN和TP六個指標(biāo)，共計14學(xué)時；

二是校園空氣質(zhì)量監(jiān)測，監(jiān)測指標(biāo)包括PM2.5、SO2和NOx，并計算AQI值，評價校園空氣質(zhì)量水平，共計8學(xué)時；

三是室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測，主要是對新裝修的居住房屋進行甲醛和苯系物的含量測定，并據(jù)此進行室內(nèi)空氣質(zhì)量評價，共計6學(xué)時；

四是土壤中重金屬Cd的測定，主要是針對“近年來土壤重金屬污染現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，土壤重金屬污染治理及其研究越來越受到重視，而土壤中重金屬的準(zhǔn)確測定具有很重要的意義”這樣的社會需求而設(shè)置的，共計4學(xué)時。

所有實驗項目的設(shè)置既參考了環(huán)境監(jiān)測工作中的常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)，又考慮了環(huán)境污染治理對監(jiān)測工作的需求，并以學(xué)生周圍環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測為主科學(xué)設(shè)置了上述四類項目。

2.3實驗準(zhǔn)備工作

為了保證實驗課程的順利實施，要做好實驗準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)備工作包括基本藥品的配制和保存、玻璃儀器的清洗、實驗儀器的安裝和檢查、學(xué)生的分組、每組實驗完成時間的確定和指導(dǎo)教師的指導(dǎo)安排等。其中，合理的分組是實驗有序完成的保障，指導(dǎo)教師要在了解學(xué)生的基礎(chǔ)上進行合理分組，按照我校環(huán)境學(xué)生的招生情況來看，每屆64人左右，可分成4大組，每組約16人，每組在同一段時間進行實驗；一大組中分8個小組，每小組2人合作完成所有實驗項目；實驗藥品和儀器設(shè)備準(zhǔn)備8套，每個小組有一套完整的實驗操作平臺，并貼上標(biāo)簽(如第一組)。指導(dǎo)教師要了解學(xué)生的課程安排，掌握學(xué)生的空閑時間，分析每個大實驗項目完成需要的時間(如14學(xué)時)，安排每一大組完成某一個綜合性實驗項目實驗需要的時間(如兩周)。實驗實施期間，實行實驗室開放的方式，開放時間是8:00-20:00，制作指導(dǎo)教師值班表，輪流值班，并告知學(xué)生，學(xué)生在空閑時間自行安排實驗。

2.4實驗項目的實施

第一步，預(yù)習(xí)。實驗前學(xué)生明確實驗項目具體內(nèi)容，并在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下查閱相關(guān)指標(biāo)測定的國標(biāo)，進行預(yù)習(xí)并撰寫實驗方案，包括實驗樣品的采集方法、樣品的預(yù)處理步驟和實驗檢測分析步驟。指導(dǎo)教師在學(xué)生實驗前檢查每位同學(xué)的實驗方案，并提出自己的疑問，以檢查學(xué)生對實驗的掌握程度，在學(xué)生已清楚整個實驗過程的前提下允許開始實驗，否則不能實施。

第二步，操作。學(xué)生按照自己的實驗方案進行實驗操作，指導(dǎo)教師不再詳細(xì)講解，完全由學(xué)生獨立完成全部實驗過程。但是，指導(dǎo)教師需要在實驗室觀察和指導(dǎo)，記錄學(xué)生操作情況，隨時糾正實驗過程中錯誤的操作方式，解答學(xué)生實驗期間的疑惑問題。這種沒有固定時間的教學(xué)模式給予了學(xué)生很大的自由，卻增加了指導(dǎo)教師的工作量，消耗更多的指導(dǎo)時間，需要指導(dǎo)教師的耐心和理解。此外，每個綜合性實驗需要測定的指標(biāo)較多，每小組成員要合理分工，明確自己的任務(wù)，體驗合作的重要性。

第三步，審核。學(xué)生完成實驗操作后，需要現(xiàn)場處理實驗數(shù)據(jù)，如氨氮標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作，要求學(xué)生現(xiàn)場完成，并計算樣品的檢測結(jié)果。指導(dǎo)教師檢查實驗結(jié)果，對于有明顯問題的數(shù)據(jù)要求重做。此外，實驗中各小組的檢測對象設(shè)置成不同的樣品，如城市污水水質(zhì)監(jiān)測，可選擇沉砂池進水、二沉池出水、總出水等不同地方取樣，測定COD時，稀釋倍數(shù)是不一樣的，這樣使小組之間數(shù)據(jù)沒有可比性，避免照抄照搬。

2.5實驗課程考核

環(huán)境監(jiān)測實驗課程考核分為平時成績和考試成績，各占50%；平時成績按照“實驗預(yù)習(xí)20%+樣品制備10%+實驗操作40%+實驗報告30%”進行評定，實驗考試采用標(biāo)準(zhǔn)樣品，如COD測定中用到的鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，COD濃度已知，可用于檢查學(xué)生實驗的準(zhǔn)確性，根據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性和實驗操作的規(guī)范性給予評定。

3　新實驗教學(xué)模式的成效

根據(jù)我校進行的“環(huán)境工程專業(yè)就業(yè)現(xiàn)狀調(diào)查”，結(jié)果顯示7.8%的學(xué)生從事監(jiān)測方面的工作，31%的學(xué)生讀研深造，61.2%的學(xué)生從事其他方面工作。

新的實驗教學(xué)模式經(jīng)過2011級和2012級兩屆學(xué)生的實踐，收到良好的效果，從目前2011級的學(xué)生就業(yè)狀況來看，有6個學(xué)生到當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)測站工作，2個學(xué)生到企業(yè)進行化驗工作，說明學(xué)生的監(jiān)測技能等綜合素質(zhì)得到了社會的認(rèn)可，使從事監(jiān)測工作學(xué)生的比例上升到12.5%，創(chuàng)歷年最高；同時，從2012級研究生復(fù)試的結(jié)果來看，復(fù)試中關(guān)于監(jiān)測實驗方面的內(nèi)容表現(xiàn)突出，得到其他高校的認(rèn)可，成功讀研繼續(xù)深造的同學(xué)比例占39%。

2012級學(xué)生也反映，大量的監(jiān)測實驗的科學(xué)訓(xùn)練，監(jiān)測實驗技能有了很大的提高，對于以后的就業(yè)或繼續(xù)深造有了更大的信心。

4　結(jié)　語

實踐證明，環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)新模式在改變學(xué)生對實驗教學(xué)的態(tài)度，訓(xùn)練學(xué)生的實驗技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動手能力，以及培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)作風(fēng)等方面具有顯著的成效。此外，新模式的順利實施需要教師付出的更多，包括責(zé)任心、愛心、時間和精力；指導(dǎo)教師是否能夠本著“為人師表，諄諄教誨”的心態(tài)去幫助學(xué)生，并在實驗教學(xué)中不斷的發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)問題和完善新的教學(xué)模式，將對實施效果起到重要作用[5]。

[1]楊孝榮，江滔，韓耀霞，等．環(huán)境監(jiān)測實驗的教學(xué)改革探索[J].實驗室科學(xué)，2010，13(4)：13-16．

[2]葉琳琳，劉波，蔣慧．環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)改革探討[J].實驗室科學(xué)，2014，17(4)：135-137．

[3]王方園，陳建榮，洪華嫦，等．多平臺環(huán)境監(jiān)測實踐教學(xué)模式的構(gòu)建與創(chuàng)新[J].實驗室科學(xué)，2012，15(6)：166-169．

[4]奚旦立， 孫裕生， 劉秀英．環(huán)境監(jiān)測[M].北京：高等教育出版社.2004：1-8．

[5]劉麗紅．教師責(zé)任感對學(xué)生的心理影響[J].教育探索，2004(1)：1-3.

Exploration of New Mode on Environmental Monitoring Experimental Teaching*

TANG Hong-yan, ZHU Shu-fa, WANG Hui, LUO Jie

(School of Chemical Engineering and Pharmacy, Henan University of Science andTechnology,HenanLuoyang471000,China)

The problems in the environmental monitoring environmental teaching based on traditional mode were introduced, and the idea of adopting new practical teaching mode was put forward. The implementation pattern and content of the new experimental teaching mode were also discussed in terms of independent establishment of experimental course, setting up of experimental project, experimental preparations, the implementation of pilot project, and the assessment of experimental course. Moreover, it emphasized the significance of teacher responsibility during the implementation process. It was proved that new experimental teaching mode not only did good for inspiring students’ interest in learning, improving students’ practical and hands-on ability, but also achieved remarkable results in cultivating students’ good scientific style.

environmental monitoring; experimental teaching; teaching mode

河南科技大學(xué)教育教學(xué)改革項目(2013Y-020)。

湯紅妍(1979-)，女，碩士，講師，主要從事環(huán)境監(jiān)測教學(xué)研究。

X830.0

A

1001-9677(2016)01-0190-03