立足校园环境的《环境监测》实践教学模式探讨

立足校园环境的《环境监测》实践教学模式探讨张雪英，罗平，张宇峰（南京工业大学环境学院，南京，210009）摘要：在总结传统环境监测实验存在问题的基础上，提出了环境监测教学实验与校园环境监测与评价相结合的创新实验教学模式，激发学生参加实验的积极性，提高学生动手能力，并为教学质量的进一步提高提出了几点建议。关键词：环境监测实践教学教学质量目前，《环境监测》是我校环境工程、环境科学专业的专业基础课，整个课程主要有四部分组成，第一部分为环境监测的基本概念、一般过程、主要技术以及相关的环境标准等；第二部分为各环境要素（水、气、固废、土壤等）的环境质量监测，包括监测方案的制定、样品的采集与预处理、样品的分析技术等；第三部分为环境监测实验室基础以及质量保证；第四部分为现代自动监测技术等。该课程涵盖了环境科学领域中各环境要素的质量监测，以及传统的、现代的分析技术手段进行成千上万种常见污染物或优先污染物进行分析测定，知识点多，涉及面广，与现实环境联系紧密，具有基础性强、时代感强、实践性强的特点，作为环境类学生必修的一门重要专业课，在课程体系中占有重要地位，构成诸多后续课程的基础性支撑平台之一。1传统实践教学存在问题《环境监测》集化学、物理、生物、环境、仪器分析、数学等多学科知识于一身，综合性，交叉性极强；从监测对象和方法讲，它融合了经典与现代，且基础与先进性并存；从教学要求讲，既有监测理论，又有方法论和综合技术的学习，是理论与实践高度结合的课程。但通过近几年的教学实践发现，传统《环境监测》课程在实践教学方面主要存在以下几个需要改进和建设的方面。1.1实验课时数在教学计划中所占比例较高，但课程整体教学课时偏少。环境监测是一门环境介质、污染物、监测方法三大块内容纵横交错,监测方法机理复杂、流程多且较难懂、多学科交叉的课程，在有限的学时内学生把课堂抽象的基本操作和现实环境联系起来有一定的难度。教学中对现用教材《环境监测》(第三版)（奚旦立主编）课程内容原有章节进行优化组合,并补充了《环境监测新技术》、《环境分析》等参考教材，使学生在容易理解前提下掌握教学的重点和难点。1.2实验教学内容略显陈旧，传统验证性实验较多，综合性、应用型、设计性实验偏少,教学内容仍停留在物理、化学等手段对主要环境要素中的常见污染物进行分析，更新缓慢，教学方法过于死板，而且与学习的“无机与分析化学”、“仪器分析”某些实验类似。在教学思想和方法上重视系统训练，常常是教师调好仪器，并采用实验室模拟的环境污染物展开，学生直接测定读数,与实际环境问题存在一定的脱节，不利于学生创造才能和动手能力的培养。而且多年来实验教学一直沿用封闭式教学模式，实验时间一刀切，教学形式单一，教学1效果相对受到限制，学生的积极性和创造性不易得到发挥。1.3教学条件有待改善，教学手段落后，实验教学队伍素质不高，教学仪器设备老化,测试手段缺乏、先进检测仪器缺乏等现象，从而导致实验教学质量差，人才培养的质量难以适应时代发展对高等教育创新精神和实践能力培养的要求。1.4缺乏与社会环境监测机构的有效沟通，以及社会发展环境问题的实践。如社会环境监测部门实际需要、家庭新装潢环境的污染物检测、社会人口与环境质量关系等问题，缺乏实际的调查与实践。同时实践教学考试手段也有待改进。2实践教学的改革模式南京工业大学江浦校区位于南京市浦口大学城，占地200余公顷，是“生态型、园林式、数字化”的绿色校园，被誉为“长江沿岸最美丽的校园”。考虑到现有实验教学存在的问题，并对照我国的《环境监测技术规范》，结合我校的自然环境优势，以及学校实验室仪器设备的条件和实验教学的特点，根据目前我国环境监测的体系、主要测试项目、标准布点方式、采样仪器设备、采样方式、分析测试仪器、样品分析、数据处理等，并结合《环境质量评价》主干课程，改革原来的环境监测实验教学的方案，将环境监测教学实验与校园环境监测结合起来，并采用环境质量现状评价方法进行校园环境质量的评价，从而提高环境监测及环境治理评价课程的教学效果。2.1实验教学的改革内容为了克服原来环境监测实验教学中存在的问题，对教学内容进行改革和创新，改革原来验证性实验内容，将我国环境监测站环境监测生产实际的工作内容引入实验教学，把环境监测教学实验和学校校园环境监测及环境质量评价结合起来。把现有班组成员分成水、大气2个小组，同时开设土壤、噪声环境监测的开放实验，每个小组可选择其中一个，学生需要严格按照环境监测的过程进行操作。其不仅需要测试环境中污染物的浓度，而且要在调查校园环境的基础上，制定监测方案、选择监测项目、布设采样点、进行样品采集保存、分析测试、仪器调试、数据处理、报告撰写以及校园环境质量评价等有关环境监测的全过程。其不再是与生产实际脱节的简单验证性实验，而是作为一个大的整体性实验，与环境监测实际工作一致。任课教师根据平时表现、工作状况等给定实验成绩。水环境监测组：根据我校地面水的景观水水域功能，按照国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）、以及社会环境监测部门例行环境监测的实际工作情况，结合我校实验室的实验设备、分析仪器、实验学时等，主要进行pH、浊度、SS、COD、BOD5、总磷、总氮、重金属等项目的分析测定，并结合《环境质量评价》、《水污染控制工程》等课程了解校园的水环境质量状况，并提出水污染防治的对策。大气环境监测组：根据我校自然环境状况和所处区域，按照国家《环境空气质量标准》（GB3095-1996）、以及社会环境监测部门例行环境监测的实际工作情况，结合我校实验室的实验设备、分析仪器、实验学时等，主要进行SO2、NOx、TSP、PM10、硫酸盐化速率等项目的分析测定，并结合《环境质量评价》、《大气污染控制工程》等课程了解校园的大气环2境质量状况，并计算校园的空气质量指数API。土壤环境监测开放实验组：根据我校原始森林、驾校、校园主干道、教学区、生活区等不同的土壤功能区域，进行土壤样品的采集，分析pH、总磷、总氮、重金属等，并与原始森林土进行比较，了解人为活动对土壤环境的影响。噪声环境监测开放实验组：根据我校校园主干道、教学区、生活区、建筑工地、食堂、宿舍等不同的功能区域，利用噪声仪进行噪声监测，了解人为活动对噪声环境的影响，以及噪声的衰减规律、减噪措施等。新实验内容综合了若干个单元实验，实验的进行以小组为单位，由专业教师指导，小组长总体负责，各组员分工操作，每人必须进行一个样品的全程采样、分析测试、结果处理等，同时每组必须选派一人进行小组的工作介绍、结果汇总及报告答辩，进而形成全班的总体结果。因此，每一个人、每一个小组的实验数据直接影响到小组、班级的整体结果，而在实验选择的监测项目中，其采样和分析测试方法都不相同，这样就最大限度的焕发了学生的责任感、调动了积极性，使其实验的态度更端正，实验过程更严谨，能很好的培养学生的团结协作精神，满足学生动手能力的培养，并进行多课程的融会贯通、学以致用，同时评价的指标又能对校园环境质量的评价与管理提供有利的参考。2.2实验教学改革效果初探结合校园环境质量进行环境监测课程的教学工作，专业任课教师从2000级环境工程专业本科毕业论文中就赋予实施，3个学生分别针对丁家桥、虹桥、江浦校区的土壤、水、空气等环境进行了监测与评价，并取得了毕业论文良好的成绩。同时，在2004级环境科学的环境质量调查实习中，再次进行了全班同学的整体研究，班级同学分成2小组，分布进行了江浦校区水、土壤环境的监测与评价，以及垃圾的组成与生物可降解性研究的开放，学生利用2周的开放时间进行了校园环境的实地调查、采样分析与评价。由于实验一改往常的教学模式，学生的学习兴趣浓厚，学习积极性大大提高，团队协作、动手能力得到了很好的培养，为毕业实验打下了良好的基础。在不断进行的课程实践教学模式研究中，《环境监测》立足校园质量的创新实验教学模式获准2007年度南京工业大学校级开放实验。3进一步提高实践教学效果的建议实践教学环节是将知识内化为能力的重要过程，对培养学生的实践能力起着非常重要的作用。从近几年的学生就业形势来看，80％的用人单位更加看重学生的创新能力和动手能力以及实践经验等综合素质。因此，我们在理论教学，以及总结以往实践教学不足的基础上，重视和加强实践性教学，力求教学实践起到实效。3.1增加实验教学的投入环境监测的实验投入主要包括时间和资金的投入。目前“实践才是工程专业的根本”已成为国际高等工程教育界的共识，工科本科专业的理论教学与实践教学应该“平分秋色”，但目前在大部分高校中，《环境监测》课时普遍较少，一般在64－80学时，而实验所占比重一般在0-40％，因而制约了很多实验项目的开设与深入。而且，随着社会工业化的发展和3人们对环境质量的重视，需要监测和控制的环境污染物大量增加，监测的仪器设备也在发生日新月异的变化，因此，我们需要进行更多的财力投入，满足对新仪器设备的需要，进而对教学质量起到推动作用。3.2加强与社会监测部门的沟通与合作学生的培养目的是为了走向社会，因而加强与社会监测部门的沟通和合作，了解社会需求，为学生更好的走向社会奠定良好的基础。比如，在教学过程中，可请安排学生到省、市监测站参观实习，或请相关专家安排学术讲座，或带领学生到有关单位参观在线自动监测设备。再如，新装修房屋室内空气污染物监测是一个社会发展问题，在教学中可组织学生利用仪器设备进行校园新建图书馆、办公室、教工住宅等室内甲醛、苯、氨、挥发性有机物、氡等污染物监测的开放实验，为其走向社会提供就业渠道。3.3建立网上虚拟实验室现代网络技术发达，可在学院实验中心网上利用Flash动画、图片、视频、文字、表格等，建立网络虚拟实验室，实验室的建设主要包括开放实验预约、大型仪器设备使用登记、环境监测实验室须知、监测实验过程、实验准备（药品、试剂、设备等）、实验流程、实验操作步骤、实验现象等，学生可在进入实际实验室之前，先到网上实验室进行实验的预习、登记，这样可大大提高实验的效率。3.4开设学生科研训练项目（USRP，UndergraduateStudentsResearchProgram）。结合环境监测及环境污染治理课程及项目，聘请具有学术声望，治学严谨，教学和科研工作经验丰富的教授、专家组成学生创新实践活动指导委员会，设立学生创新专项基金，设置学生课余研究计划，资助学生创新实践课题立项、兴趣小组的成立和各类竞赛，并让学生参与教师重大科研项目，如太湖治理中水中氮、磷等营养物质的实时监控，环境风险评价中风险因子的监测与筛选，让更多的学生围绕课程及兴趣在创新的舞台上表现自己的才能。4参考文献1、蔡艳荣.环境综合实验教学新模式探索[J].实验科学与技术.2006(6):80-82.2、张琳,肖玫,胡将军,张根寿.环境监测实验教学改革研究[J].高等理科教育.2004(5):94-97.3、夏静芬,杨国靖,胡长庆.环境监测实验课程体系改革的探索[J].实验科学与技术.2007(5):83-85.4、胡将军,刘慧龙,肖玫,张琳.联系校园实际改革环境监测实验教学[J].实验室研究与探索.2007(1):87-89.5、温淑瑶.本科生《环境监测》实验课教学改革的初步尝试[J].实验室研究与探索.2007(5):34-35.4