劉奕禎,劉 卉,鄧 斌
(湘南學院化學生物與環(huán)境工程學院,湖南 郴州 423000)
隨著生態(tài)文明建設(shè)的大力推進,保護生態(tài)環(huán)境已成為我國基本國策,我國對環(huán)境專業(yè)人才的需求量急增,同時也對從業(yè)人員的素質(zhì)有了更高的要求。為了滿足社會需求,環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)日趨成為熱門“新工科”專業(yè),建設(shè)“新工科”要求工科專業(yè)的課程更注重實用性、綜合性和創(chuàng)新性,旨在培養(yǎng)創(chuàng)新型工程科技人才[1-2],正契合目前高等教育應用型改革和市場經(jīng)濟發(fā)展的需要。地方應用型本科院校環(huán)境生態(tài)專業(yè)教學改革的主要目的是結(jié)合專業(yè)特點、利用地方產(chǎn)業(yè)及學校優(yōu)勢推動轉(zhuǎn)型發(fā)展,為地方經(jīng)濟社會服務,培養(yǎng)應用型技術(shù)人才。
環(huán)境監(jiān)測作為環(huán)境類的專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程,是培養(yǎng)環(huán)境監(jiān)測人才的必修課,也為后續(xù)專業(yè)課程如水、大氣污染控制提供必要的理論基礎(chǔ)。環(huán)境監(jiān)測實驗可加深學生對理論知識的理解和鞏固,又能培養(yǎng)學生動手能力及分析問題、解決問題的能力[3]。
傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測實驗教學模式很難培養(yǎng)創(chuàng)新型工程科技人才,為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才并更好服務社會,對實驗教學模式進行科學改革已勢在必行。
傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測實驗教學與新工科的要求不匹配,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
環(huán)境監(jiān)測包含水、氣、聲、固廢等方面污染指標的監(jiān)測,但傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測實驗項目單一,一般只涉及水污染指標的監(jiān)測,內(nèi)容覆蓋面窄,且實驗內(nèi)容只涉及分析監(jiān)測部分,與分析化學實驗類似,差異僅是測試項目的不同,但真實環(huán)境監(jiān)測過程復雜多變,它包含基礎(chǔ)資料收集→實地調(diào)查→監(jiān)測方案制訂→優(yōu)化布點→樣品采集→運送保存→分析測試(包括試劑配制)→數(shù)據(jù)處理→綜合評價等環(huán)節(jié)。實驗內(nèi)容單一導致學生無法獨立完成環(huán)境監(jiān)測全過程[3],學生的應變能力和綜合能力得不到培養(yǎng)。
隨著社會進步和人民生活水平的提高,人民對生態(tài)環(huán)境的要求越來越高,環(huán)境監(jiān)測指標的國家標準方法和行業(yè)標準方法更新較快,但環(huán)境監(jiān)測課程理論和實驗教材更新較慢,導致課程所學的監(jiān)測方法與日后學生在工作中使用方法不一致,且實驗教學過程較少使用大型儀器設(shè)備,如ICP、熒光光譜儀、紫外光譜儀等,但監(jiān)測站和第三方監(jiān)測公司多采用大型儀器設(shè)備進行分析測試,這導致學生畢業(yè)后無專業(yè)優(yōu)勢,無法立即投入到監(jiān)測工作中,這不符合“新工科”對應用型人才的要求。
目前,環(huán)境監(jiān)測實驗教學多為教師制訂實驗方案并進行講授和演示,學生機械完成實驗。在這種教學模式下,既不能發(fā)揮學生的主觀能動性,更無法激發(fā)學生的好奇心和求知欲,學生積極性不高,很少主動思考和提出問題,無思考不創(chuàng)新,這有悖于“新工科”培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求。
環(huán)境監(jiān)測實驗成績一般以實驗報告成績?yōu)橹鳎珕螐膶嶒瀳蟾鎭碓u定成績,無法體現(xiàn)學生對實驗的掌握情況。反而促使學生只重視實驗報告的撰寫,忽視動手能力的培養(yǎng),這與開設(shè)實驗旨在培養(yǎng)學生的動手能力相違背。
環(huán)境監(jiān)測實驗教學目的是培養(yǎng)符合新工科要求的具有動手能力、分析解決問題能力、創(chuàng)新能力的工程科技人才,對實驗教學進行科學的改革已刻不容緩,具體措施如下。
改變教學內(nèi)容,首先應改變學生只參與分析測試環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀,增加實驗的綜合性,實驗包含實驗試劑準備、樣品采集、樣品保存、樣品前處理、樣品分析測試和數(shù)據(jù)整理等環(huán)節(jié),都讓學生自主完成,在實驗過程中老師參與指導和解疑。實驗內(nèi)容還應凸顯出專業(yè)的應用性[4],將環(huán)境樣品取代模擬樣品,由學生到熟悉的生活環(huán)境中采集樣品,為了了解周邊環(huán)境狀況,得到準確的數(shù)據(jù),學生會更專注到實驗中,學習積極性和實驗效果均倍增,且在實驗中遇到問題,學生會自覺反思并設(shè)法解決問題,這樣動手能力和創(chuàng)新能力都得到了培養(yǎng)。同時,學校與企業(yè)合作,在校園內(nèi)建設(shè)了第三方監(jiān)測公司,將監(jiān)測公司測的實際樣品作為課程實驗樣品,設(shè)計綜合實驗,測定樣品中的各種指標,這樣一方面直接與環(huán)境監(jiān)測公司的工作相融合,實驗更具應用性,另一方面,監(jiān)測真實復雜高濃度樣品,學生面臨的問題更多,他們必須分析和解決更多具體問題,實驗結(jié)果的實用性也讓學生更有成就感,這樣學生綜合素質(zhì)得到提高,也進一步激發(fā)學生對環(huán)境專業(yè)的認同感和學習興趣。
隨著我國對環(huán)境問題的重視程度日益增加,環(huán)境監(jiān)測指標的國家標準方法和行業(yè)標準方法更新頻率增加,環(huán)境監(jiān)測實驗內(nèi)容及方法需與時俱進,應實時更新環(huán)境監(jiān)測實驗教學大綱及實驗指導書,選用的監(jiān)測方法應與行業(yè)同步。監(jiān)測污染物采用的儀器設(shè)備也應與時俱進,如測尾礦廢水中的多種重金屬元素,選用ICP進行測定;測水體中痕量砷,使用原子熒光光譜進行測定,與行業(yè)接軌,讓學生在監(jiān)測實驗中就能接觸大型儀器,并熟練掌握其原理和測試方法,開闊他們的視野,這有助于縮短學生上崗培訓時間,更符合新工科對應用型人才的培養(yǎng)模式。
實驗教學是增強學生的動手能力和實踐技能的重要手段。以往實驗教學模式,教師過多參與,應改變這種教學模式。應由學生設(shè)計實驗過程,教師起指導和輔助作用,讓學生學會合理設(shè)計實驗過程,在此過程中學會思考和解決問題[5]。
湘南學院環(huán)境監(jiān)測實驗課程是與湖南乾誠監(jiān)測公司聯(lián)合教學,公司特派一線監(jiān)測人員與學校教師一同帶教,教師負責實驗理論知識的指導以及實驗方案可行性的評估,監(jiān)測人員負責實驗儀器的講解以及分享監(jiān)測過程中可能遇到的問題,這樣學生能更加順利的開展實驗,為今后監(jiān)測工作積攢經(jīng)驗。
除此之外,還應改變傳統(tǒng)的教學方法,充分利用現(xiàn)代化教學手段,增設(shè)在線課程內(nèi)容,利用網(wǎng)絡(luò)資源,豐富教學手段和方法。環(huán)境監(jiān)測實驗在線課堂包含實驗過程演示及注意事項講解,還包含虛擬仿真實驗內(nèi)容,同學通過操作虛擬仿真實驗,熟悉實驗過程,清楚其原理[4],課后學生還可以在線上復習實驗內(nèi)容,這有利于學生充分掌握環(huán)境監(jiān)測實驗的教學內(nèi)容,提高教學效果。
為改變重理論輕實踐的現(xiàn)狀,須對以平時成績和實驗報告成績?yōu)橹鞯目己朔绞竭M行變革,增設(shè)課前預習、課上表現(xiàn)和實驗操作技能考核部分,具體考核細則和占比如表1所示。增設(shè)課前預習成績可激發(fā)學生預習的動力。課上表現(xiàn),教師應增強課上的指導和觀察,記錄學生的表現(xiàn)情況,有助于培養(yǎng)學生的動手能力。實驗報告成績評定應側(cè)重于監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與討論及實驗反思,有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。實驗操作技能考試讓學生獨立完成環(huán)境樣品的監(jiān)測過程(樣品為合作企業(yè)已測樣品),考察操作的規(guī)范性及數(shù)據(jù)的準確性,測試結(jié)果與公司監(jiān)測人員所測結(jié)果進行比較,考核學生對實驗各環(huán)節(jié)的掌握情況。該考核體系的四部分相輔相成,可較真實地反映出學生的學習情況,有利于提高學生創(chuàng)新能力、動手能力、分析及解決問題能力,提高了學生今后從事環(huán)境監(jiān)測工作的競爭力,符合新工科培養(yǎng)應用創(chuàng)新型人才的初衷。
表1 考核體系
環(huán)境監(jiān)測實驗課程綜合性、實效性很強,課程建設(shè)的目的是培養(yǎng)學生實踐能力、分析解決問題的能力和創(chuàng)新能力,但傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測實驗教學模式很難培養(yǎng)出與時俱進符合經(jīng)濟發(fā)展需要的人才,基于目前教學現(xiàn)狀,本文從教學內(nèi)容、教學方法和考核方法三方面對環(huán)境監(jiān)測實驗課程進行改進,旨在提高學生的實踐綜合能力,以更好的服務社會。