孫鵬 張連科 王維大

摘? 要：“新工科”建設(shè)是為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略，由教育部于2017年提出。“新工科”建設(shè)的提出勢必引發(fā)高校工程教育深入改革與實踐，對專業(yè)課程教育提出了新的目標(biāo)和要求。文章即在此背景下，分析了環(huán)境監(jiān)測實驗課程教學(xué)現(xiàn)狀與“新工科”要求之間存在的差距及問題，并提出相應(yīng)的解決措施，以期在“新工科”建設(shè)背景下提高教師教學(xué)水平和科研水平，提升學(xué)生工程實踐能力與創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：“新工科”;環(huán)境監(jiān)測實驗;教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）14-0127-03

Abstract： The construction of "New Engineering" is a series of national strategies to actively respond to a new round of scientific and technological revolution and industrial transformation， support service innovation and drive development， and "Made in China 2025"， which was proposed by the Ministry of Education in 2017. The construction of "new engineering" will inevitably lead to in-depth reform and practice of engineering education in colleges and universities， and put forward new goals and requirements for professional curriculum education. In this context， this paper analyzes the gaps and problems between the teaching status quo of environmental monitoring experiment courses and the requirements of "new engineering"， and proposes corresponding solutions to improve the teaching level of teachers in the context of "new engineering" construction. The level of scientific research enhances students' engineering practice ability and innovation ability.

Keywords： "new engineering"; environmental monitoring experiment; teaching reform

一、概述

2017年以來，達成的復(fù)旦共識、天大行動和北京指南，是新工科建設(shè)的“三部曲”，開拓了工程教育改革新路徑。由此引發(fā)全國高校工程教育新一輪改革熱潮，并成為全社會及高等教育領(lǐng)域熱點問題?！靶鹿た啤备鼜娬{(diào)學(xué)科的實用性、交叉性、綜合性和創(chuàng)新性，注重培養(yǎng)造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才。在此要求下，具體專業(yè)課程設(shè)置及教學(xué)也應(yīng)側(cè)重實用性、交叉性、綜合性和創(chuàng)新性。

環(huán)境監(jiān)測實驗是環(huán)境工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是環(huán)境監(jiān)測課程的實踐內(nèi)容，其可以加深學(xué)生對理論課內(nèi)容的理解和掌握，又可以培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力、創(chuàng)新能力、分析問題及解決問題能力。環(huán)境監(jiān)測實驗課程既可以為環(huán)境領(lǐng)域培養(yǎng)專門的環(huán)境監(jiān)測人才，又可以為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課如水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置等課程打下良好基礎(chǔ)。然而，環(huán)境監(jiān)測實驗課程目前與“新工科”建設(shè)的要求還存在差距，必須進行教學(xué)改革，以期適應(yīng)“新工科”對培養(yǎng)創(chuàng)新型卓越工程科技人才的要求。

二、傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

目前，全國大多數(shù)高校環(huán)境監(jiān)測實驗課程仍以傳統(tǒng)的教學(xué)方式為主，而當(dāng)今，環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)發(fā)展日新月異，導(dǎo)致傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)方法、實驗內(nèi)容設(shè)置等方面都落后于環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展及“新工科”的要求。目前，傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)主要存在以下問題及不足。

（一）實驗教學(xué)方法單一

傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)過程為實驗教師課前準(zhǔn)備實驗，包括準(zhǔn)備課上所需儀器、設(shè)備、藥品及其它所需資料，之后在實驗課上由教師講解實驗?zāi)康?、實驗原理、儀器設(shè)備使用方法、實驗操作步驟及相關(guān)注意事項，然后指導(dǎo)學(xué)生動手完成實驗，課后學(xué)生提交實驗報告。在此種實驗教學(xué)模式下，存在以下三個主要弊端。一是學(xué)生只參與整個實驗環(huán)節(jié)的一部分，即分析測試部分，這就導(dǎo)致學(xué)生從主觀上認為實際的環(huán)境監(jiān)測實驗工作只有分析測試，而對環(huán)境監(jiān)測的其它環(huán)節(jié)如樣品采集、保存、藥品配制、儀器設(shè)備調(diào)試等缺乏認識和實際操作，最終在實際工作中無法獨立完成環(huán)境監(jiān)測實驗的全過程;二是實驗中所用樣品大多數(shù)為教師人工配置，樣品往往成分簡單，干擾物質(zhì)少，例如，用國標(biāo)方法測定化學(xué)需氧量（COD）的樣品，通常是用蒸餾水和葡萄糖配置的，樣品基本無干擾，這導(dǎo)致學(xué)生在實際工作中面臨復(fù)雜干擾多的環(huán)境樣品時無法準(zhǔn)確分析測定;三是實驗標(biāo)準(zhǔn)操作教師往往只示范一次，在實驗課上又由于學(xué)生人數(shù)眾多，教師無法及時糾正每個學(xué)生實驗操作錯誤，使多數(shù)學(xué)生實驗操作不規(guī)范，最終導(dǎo)致實驗操作誤差過大，測試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

（二）實驗內(nèi)容、課時安排設(shè)置不合理

“新工科”要求學(xué)生從實際工程應(yīng)用出發(fā)，具體到環(huán)境監(jiān)測實驗課程上，即應(yīng)將課堂上實驗測試指標(biāo)與測試方法與日后學(xué)生實際工作中測試指標(biāo)與測試方法相一致。然而，當(dāng)前許多高校對環(huán)境監(jiān)測實驗測試指標(biāo)與測試方法的設(shè)置往往與實際工作中測試指標(biāo)與測試方法不一致，致使學(xué)和用脫節(jié)，沒有重點培養(yǎng)學(xué)生解決實際環(huán)境問題的能力，無法使學(xué)生畢業(yè)工作后立即投入到實際的環(huán)境監(jiān)測工作中去。

環(huán)境監(jiān)測實驗課程總學(xué)時往往設(shè)置過少，在有限的學(xué)時內(nèi)通常以演示性和驗證性實驗為主，設(shè)計性和綜合性實驗偏少。此實驗設(shè)置一方面無法充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，另一方面使學(xué)生缺乏全面、綜合訓(xùn)練的機會，不利于學(xué)生解決問題能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（三）學(xué)生主體能動性差，缺乏創(chuàng)新精神

“新工科”培養(yǎng)理念中一個重要的目標(biāo)是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，而創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，必須要發(fā)揮其主觀能動性，使學(xué)生主動學(xué)習(xí)、自主思考、自主解決問題。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中，不僅是被動接受現(xiàn)有知識和理論，而且要積極動腦、勤于動手，在熟練掌握知識技能的基礎(chǔ)上，能夠具有發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，從而具備創(chuàng)新的基本素質(zhì)。目前環(huán)境監(jiān)測實驗課程的教學(xué)，還主要采用傳統(tǒng)的教師講授為主，學(xué)生被動接受的方式，即實驗課程基本是教師全程設(shè)計，然后手把手教授。這種教學(xué)方式的優(yōu)點是教師在設(shè)計課程和實驗的過程中，可以綜合考慮，整體設(shè)計，有利于學(xué)生對知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和把握。但是，這種教學(xué)方式的弊端是不能充分調(diào)動學(xué)生的主體能動性，從而導(dǎo)致其創(chuàng)新能力不足。

（四）課程考核方法不夠合理

環(huán)境監(jiān)測實驗成績考核主要以平時成績加實驗報告成績評定，平時成績主要以學(xué)生在實驗操作過程中的表現(xiàn)核定，實驗報告成績以學(xué)生提交實驗報告質(zhì)量核定。而在實際操作中，往往由于實驗課上學(xué)生眾多，實驗教師既要指導(dǎo)學(xué)生實驗操作，又要注意實驗室安全，往往沒有過多精力去關(guān)注所有學(xué)生實驗操作過程中的表現(xiàn)，導(dǎo)致無法客觀的給出每個學(xué)生的平時成績。而實驗報告又是課后完成的，存在部分學(xué)生實際實驗課上表現(xiàn)不佳，實驗操作技能差，但卻能提交一份優(yōu)秀的實驗報告，致使考核結(jié)果不客觀，無法真實反映出學(xué)生掌握實驗技能情況。在此考評體系下，又間接的導(dǎo)致學(xué)生對環(huán)境監(jiān)測實驗課程不重視，部分學(xué)生會認為只要提交一份漂亮的實驗報告即可，而忽略了對環(huán)境監(jiān)測實驗知識和操作技能的掌握，進而使教學(xué)效果不佳，工作后，學(xué)生無法獨立動手完成環(huán)境指標(biāo)的監(jiān)測。

三、環(huán)境監(jiān)測實驗課程改革思考與措施

（一）改善教學(xué)環(huán)節(jié)、豐富教學(xué)方法

教學(xué)本就是教與學(xué)的雙向互動關(guān)系，特別是對于環(huán)境監(jiān)測實驗這種理論與實踐緊密結(jié)合的課程，不僅要充分調(diào)動學(xué)生的大腦，還要讓學(xué)生勤于動手、多實踐，從而在實踐中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，真正做到學(xué)以致用。這就要求教師在教學(xué)過程中，要考慮學(xué)生的參與程度，改變以往學(xué)生只參與環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)分析測試單一環(huán)節(jié)的情況，使學(xué)生充分參與環(huán)境監(jiān)測的全過程，即學(xué)生參與樣品采集、樣品保存、樣品前處理、樣品分析測試和數(shù)據(jù)整理與討論的每個環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握環(huán)境監(jiān)測的全過程，提高學(xué)生獨立完成對環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測的能力。

為了更好的適應(yīng)“新工科”的教育理念，依據(jù)環(huán)境監(jiān)測課程的實踐特點，把理論教學(xué)與實踐應(yīng)用相結(jié)合，不斷改善教學(xué)環(huán)節(jié)，豐富教學(xué)方法。適當(dāng)增加綜合性和研究性實驗，這樣不僅可以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且還可以提高學(xué)生的解決問題的能力。例如，改變以往指導(dǎo)教師人工合成組分簡單樣品的做法，在環(huán)境監(jiān)測實驗中應(yīng)選用實際樣品進行分析，例如可以選取城市污水處理廠進水作為樣品，設(shè)計一個綜合實驗，測定城市污水處理廠進水水質(zhì)指標(biāo)，這樣一方面可以使學(xué)習(xí)與實際工作相結(jié)合，另一方面使學(xué)生掌握復(fù)雜環(huán)境樣品前處理及分析測試方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

除此之外，還要充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，改變以往教師講授、指導(dǎo)的環(huán)境監(jiān)測教學(xué)模式，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，增設(shè)微課和在線課堂內(nèi)容，豐富教學(xué)手段和方法。微課部分可以包含教師演示的環(huán)境監(jiān)測實驗標(biāo)準(zhǔn)操作方法及注意事項，在線課堂可以包含環(huán)境監(jiān)測教學(xué)大綱、課件、典型環(huán)境監(jiān)測案例等內(nèi)容。每次實驗課前，可以要求學(xué)生網(wǎng)上預(yù)習(xí)相應(yīng)實驗課內(nèi)容，課后學(xué)生還可以根據(jù)實驗課程的實際操作體會上網(wǎng)復(fù)習(xí)實驗課內(nèi)容，這樣可使學(xué)生充分掌握環(huán)境監(jiān)測實驗的教學(xué)內(nèi)容，切實提高教學(xué)效果，增強學(xué)生實踐能力。

（二）實時更新、合理設(shè)置實驗內(nèi)容

環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)發(fā)展日新月異，同時環(huán)境監(jiān)測的國家標(biāo)準(zhǔn)方法和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法更新周期也是逐年加快，為了使環(huán)境監(jiān)測實驗項目更好的與實際監(jiān)測工作相結(jié)合，應(yīng)將傳統(tǒng)的幾年修改一次環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)大綱的做法改為實時更新，在充分考慮國標(biāo)方法、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法及環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)發(fā)展趨勢情況下，合理設(shè)置實驗項目，使學(xué)生緊跟環(huán)境監(jiān)測技術(shù)發(fā)展潮流，掌握最新及最常用的監(jiān)測技術(shù)，切實做到學(xué)以致用，已期滿足“新工科”對實用性的要求。

增強校企合作，合理設(shè)置實驗項目。環(huán)境監(jiān)測實驗內(nèi)容與實際工作中環(huán)境領(lǐng)域指標(biāo)監(jiān)測密切相關(guān)，可增強校企合作，合理設(shè)置實驗項目，使學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的監(jiān)測技能與實際監(jiān)測工作相吻合。例如，可增強學(xué)校與本地環(huán)境監(jiān)測站的合作，盡可能選用環(huán)境監(jiān)測站實際測試的監(jiān)測指標(biāo)和監(jiān)測技術(shù)為環(huán)境監(jiān)測實驗課程內(nèi)容，使學(xué)生學(xué)以致用，切實達到“新工科”對實用性的要求。

增加環(huán)境監(jiān)測實驗總學(xué)時，使學(xué)生有充足的時間來掌握環(huán)境監(jiān)測實驗的基本操作技能和儀器設(shè)備操作技巧。增加開放性、設(shè)計性和研究性實驗，減少驗證性實驗。開發(fā)性、設(shè)計性和研究性實驗可由學(xué)生結(jié)合實際環(huán)境問題或教師的科研項目提出實驗方案并與實驗指導(dǎo)老師討論修改，最終由實驗指導(dǎo)老師審批并指導(dǎo)學(xué)生開展實驗。例如，可以讓學(xué)生設(shè)計一個校園土壤質(zhì)量監(jiān)測實驗，此時，可充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生充分參與到實驗中來并了解環(huán)境監(jiān)測實驗內(nèi)容與實際環(huán)境問題的相關(guān)性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力。

（三）充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性

教學(xué)是教師和學(xué)生雙向互動的關(guān)系，要提高教學(xué)效果，使學(xué)生切實掌握環(huán)境監(jiān)測實驗技能，必須充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。首先，在環(huán)境監(jiān)測實驗課程正式開課前，實驗教師可以帶領(lǐng)學(xué)生去企業(yè)實地參觀與環(huán)境監(jiān)測相關(guān)的工作，例如可以去環(huán)境監(jiān)測站或污水處理廠的實驗室去參觀，實地了解實際的環(huán)境監(jiān)測工作，使學(xué)生從思想上認識到環(huán)境監(jiān)測實驗課程與實際環(huán)境監(jiān)測工作密切相關(guān)，而不是把課程簡單的理解為修學(xué)分，從而在主觀上調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。其次，在環(huán)境監(jiān)測實驗課程中可以增加討論環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生討論交流實驗過程中出現(xiàn)的各種問題，使學(xué)生主動去思考、去學(xué)習(xí)。

除此之外，在實驗設(shè)計和執(zhí)行過程中，要從學(xué)生關(guān)注的事件和環(huán)境入手，使學(xué)生對環(huán)境監(jiān)測課程具有更加直觀和切身感受，從而增加對課程的喜愛程度和實踐后的成就感。例如，在實驗設(shè)計的過程中，可以考慮在校園內(nèi)，或者校園周圍尋找采樣點;或者讓學(xué)生自己設(shè)計實驗，解決周圍存在的環(huán)境問題。通過這種發(fā)生在身邊的實驗，一方面可以調(diào)動學(xué)生參與的積極性，同時也使學(xué)生把理論知識，內(nèi)化為實踐力量，解決問題，不僅會調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，并在一定程度上增加其職業(yè)自豪感。

（四）科學(xué)設(shè)置考核方法

改革傳統(tǒng)的以平時成績和實驗報告成績評定環(huán)境監(jiān)測實驗成績的考評體系，將考評體系設(shè)置為由課前預(yù)習(xí)（15%）、課上表現(xiàn)（15%）、實驗報告（25%）和實驗操作技能考試（45%）四部分組成的綜合考評體系。課前預(yù)習(xí)成績可由學(xué)生提交的課前預(yù)習(xí)報告及學(xué)生課前所設(shè)計的開放性、設(shè)計性實驗的表現(xiàn)評定，增加此部分成績可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生主動參與到環(huán)境監(jiān)測實驗的學(xué)習(xí)中來，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性及解決問題的能力。課上表現(xiàn)可由學(xué)生課上總體表現(xiàn)給定，教師應(yīng)增強課上的巡視和指導(dǎo)，隨時記錄學(xué)生的具體表現(xiàn)，督促學(xué)生動手操作實驗，切實培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。實驗報告成績評定應(yīng)更側(cè)重于實驗結(jié)果與討論部分而給定，鼓勵學(xué)生對測定的數(shù)據(jù)進行分析和討論，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，而不是讓學(xué)生簡單抄寫實驗?zāi)康?、操作步驟及實驗數(shù)據(jù)，這有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。實驗操作技能考試可以預(yù)先設(shè)置多個環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)，由學(xué)生采用抽簽的方式隨機抽取測定指標(biāo)，并獨立完成整個實驗，教師可根據(jù)學(xué)生實驗考試過程中操作的規(guī)范性及數(shù)據(jù)測定準(zhǔn)確性給出實驗操作考試成績。增加實驗操作技能考試環(huán)節(jié)可使學(xué)生更加重視和珍惜平時課上動手機會，提高教學(xué)效果并切實培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力。此綜合考評體系的四部分相輔相成，可真實反映出學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并有利于學(xué)生創(chuàng)新能力、動手能力、分析問題及解決問題能力的培養(yǎng)，達到“新工科”建設(shè)的要求。

四、結(jié)束語

在“新工科”建設(shè)背景下，對環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)提出了新的要求及挑戰(zhàn)。針對“新工科”對學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力的要求，合理設(shè)置環(huán)境監(jiān)測實驗課程教學(xué)內(nèi)容，增加新的教學(xué)方法及教學(xué)手段，增強校企合作，充分提高教學(xué)質(zhì)量，最終為培養(yǎng)出創(chuàng)新型卓越工程科技人才打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]譚峰，等.環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)改革的研究和探索[J].大學(xué)教育，2016（11）：48-49.

[2]李俊鵬.技能大賽對教學(xué)改革和人才培養(yǎng)有效促進的實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2019（1）：180-183.

[3]陳孟威，陳興明.“新工科”理念下地方高校人才培養(yǎng)路徑探析[J].教育探索，2018（6）：37-40.

[4]呂綠洲，等.環(huán)境工程專業(yè)實驗課程改革與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2017（11）：221-224.

[5]陳建軍，等.“實踐型”課程的教學(xué)體系改革探索——以環(huán)境監(jiān)測課程為例[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)），2017（4）：88-91+109.