于英翠 马爱生 梁东丽
摘 要：工程认证背景下，教育教学应坚持以学生中心、产出为导向、持续改进的核心要求，对环境监测课程进行了改革与探索。文章采用启发渗透式教学、交错学习法、案例教学讨论和线上线下相结合的教学手段，探索并建立了“理论教学—实验教学—实践教学—创新实践”模块结构的教学框架。在实践环节中针对不同监测类型，逐步建立和扩展教学实践基地，采取“理论－实验－实践”三管齐下教学模式，将技能培训与监测评价项目相结合，强调学校与企业、教学与生产、教学与科研的结合，在提高学生专业技能培训的同时，注重综合素质和专业素养的培养，凸显研究型大学人才培养的特色，提高学生的综合竞争实力。
关键词：工程认证；
环境监测；
课程改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-7164（2023）05-0185-04
随着经济快速发展、生态文明建设的大力推进，环境工程类专业得到了快速发展，工程认证背景下，坚持以学生中心、产出导向、持续改进等核心要求，要求高校培养具有实践能力、创新能力、国际竞争力的高素质复合型环保人才［1-4］。
环境监测作为环境科学的一个重要分支学科，监测对象内容非常广泛，从水体、空气到土壤介质中污染因子，以及对相关生物、生态影响；
从点源污染到面源污染的监测，甚至更广泛的全区域、全球性监测，它是环境类专业的一门核心专业课程［5-6］。学生需在规定的学时内，掌握环境监测知识点并在工程实践中进行应用，关注前沿热点，了解行业趋势。如今，專业教育与素质教育并举，如何使人才满足用人单位的岗位需求，是传统的环境监测课程教学方法面临的问题和挑战。如何建立适合于工程认证背景下的环境监测体系，真正做到理论和实践并重？学校应让学生通过实践掌握、应用和提高环境监测的理论，通过理论系统了解环境监测体系及其最新前沿，满足新形势对环境监测人才的需求，促进人才全面健康发展。
一、传统教学面临的问题及挑战
（一）原有的教学内容不能满足工程认证需要
原有的环境监测体系偏重三废（水、气、固废）污染物的监测，而对土壤、生物监测方面相对都薄弱，对生态监测考虑更少，再加上环境问题复杂化、污染的多元化和毒害效应的复合化，因此对环境监测技术、方法的发展都提出了新的要求，使环境监测教学能更好地满足环境问题发展以及专业工程认证的需要，进而更好地为环境污染控制、环境规划管理和环境科学研究服务，是新的环境背景下对监测课程提出的新的要求［7］。
（二）教学条件与教学现状要求不符
监测新技术、新方法的不断更新，也要求课程组加强对教师的培养，不断提高教师的科研和教学水平，对包括仪器设备条件等实践平台进行建设和改善。
（三）实践教学与理论和实际需求脱节
监测课程是一门实践性非常强的课程，只有把课堂的理论充分应用到实际操作中，才能做到对理论的深化和提升，掌握监测的技术，真正为研究和生产实际服务。打破课程的框架，增加学生对知识和技能的应用能力是监测实际对监测课程提出的要求。
（四）教学组织形式和教学方式与学习兴趣不协调
理论讲授因为偏重方法的原理和操作细节，比较枯燥，教师应通过改进教学方法，让学生自觉参与到教学实践中来，通过自主学习建立完整的课程体系，注重建立课程间的联系，真正让学生感受到学有所用，提高他们自主学习的积极性。
二、工程认证背景下环境监测课程的改革与实践
（一）完善、更新教学方法及手段，优化教学过程
传统的教学模式以教师为主导，学生参与度不高，形成了知识本位的教学观念。工程认证背景下侧重以学生为中心、产出为导向，对教学内容、教学方法、教学手段等方面进行持续改进。
1. 采用启发渗透式教学，培养学生思维能力
教师在授课过程中，运用启发渗透式教学方法，将授课内容进行分解切割，分为重点、难点、疑点、兴趣点。在师生互动过程中，教师应随时提出与监测内容相关的问题，让学生讨论思考并提出解决方案。例如，空气中氮氧化物监测，一般采用盐酸萘乙二胺分光光度法进行比色测定，那么该方法的原理是什么？氮氧化物浓度还和哪些物质的物理化学性质相关？通过启发渗透引出原电池库仑法。然后对两种方法进行对比：比色法原理是偶合显色，库伦法实质是氧化还原反应电流和二氧化氮浓度成正比。教师应通过改进教学方法，帮助学生理解各种监测方法本质，突破重点难点，获得较好的教学效果。
2. 采用交错学习法，把理论讲授与实验技能培养紧密结合起来
在监测课程讲授过程中，根据不同监测对象的特点，将理论和实验交错进行。例如在水质监测部分，主要涉及废水酸碱度、氨氮、总磷、生化需氧量（BOD）等，采用先讲清楚方法原理，后进行实验操作的方式进行验证。在土壤监测部分，常规监测项目土壤、阳离子交换量，有机质的测定，也采用先理论后实验的方式。对于土壤中重金属，农药等需要利用气相色谱法、液相色谱等大型仪器等进行测定的项目，先进行实验，后进行理论补充。实验中教师应对照仪器，讲清仪器原理、结构、测定方法以及数据处理过程中的误差分析等等，结合实验内容进一步进行理论学习，加深学生理解。
3. 案例教学法，注重综合应用能力培养
众所周知，环境监测具有实践性强的特点，不同部分结合相关案例进行总结性实践教学，将理论知识落实到实践当中，使所学知识在实际应用中得到验证和升华，激发了学生的学习兴趣，培养学生充分利用互联网资源，查阅文献，分析问题和解决问题的能力［8］。在讲授土壤监测的布点原则及采样方法后，对杨凌区内工业区、农田区、居住区等区域，让学生设置采样点，并进行讨论；
讲述空气质量监测部分的知识后，与学生一起探讨如何对某工业区空气质量状况进行监测，根据采样点布设原则和方法，该如何布设监测点。除此之外，带领学生到环境监测部门见习参观实际案例，配合开展大咖讲座，请校外相关专家讲工程案例及实际应用，双管齐下，将理论和工程案例有机结合，最后引导学生撰写实习报告，提高学生调研、查阅相关文献及工程实践能力。
4. 线上线下混合式教学模式，提高教学效果
工程认证背景下，传统的授课模式难以满足环境类专业创新型人才培养的迫切需求。高校应探索线上线下相结合的教学模式，充分发挥二者教学方式优点，提高教学效果。线上教学模式没有空间的限制，弥补了传统环境监测课程教学和实验教学上的不足，与课堂教学互补，只要教师和学生时间允许，可随时上课极大的优势。互联网又具有存储性和交互性的特点，提供了大量教学平台以及虚拟仿真软件。虚拟仿真教学作为一种典型线上学习模式，是环境监测学科发展不可替代的技术手段。尤其是在难以现场开展实验和实习课程的情况下，通过虚拟仿真技术构建了一种高度虚拟现实的实验教学环境，在虚拟仿真实验过程中，学生在实验过程中可以设置实验场景，配置标准试剂，调节仪器参数，进行结果测定等等，极大地激发学生的学习兴趣和实践动手能力。针对样品处理过程操作复杂，危险试剂多，周期长，在样品测定过程中需要的仪器原理抽象，构造复杂等具体问题，通常在讲授过程中难以描述清楚，但是虚拟仿真实验可以完美地解决这些问题，将抽象的理论、复杂的操作可视化，将复杂的构造进行分解，使学生更容易理解。线上线下混合教学模式，充分发挥了线上资源的优势，结合教室、实验室传统教学模式，构建不同层次、多个模块、线上线下相互结合的科学教学体系。通过几年的探索，环境监测教学团队将环境监测课程打造成了省级资源精品共享课程，对外分享［9-10］。
（二）强化实践锻炼，进入“产、学、研”基地实习
实践教学是环境科学类专业的生命线，通过该课程学生可以了解社会、了解自己所学知识的社会应用价值，丰富自身知识结构，锻炼他们综合运用知识解决问题的能力，实践教学是培养学生能力必需的第二课堂［11-12］。充分挖掘不同类型的教学实习基地：杨凌工业园区新希望饲料厂，杨凌区环境监测中心、杨凌污水处理厂等配合实验和实习。学生通过参加实践基地的参观见习，强化理论与社会需求、教学与生产、教学与科研的结合，增强学生实践动手能力［13-14］。学生在不同的实习单位，针对每个单位的相关监测重点，进行参观和讨论。例如污水处理厂的常规水质监测指标，监测站重点关注空气质量的监测，饲料厂重视粉尘污染的治理，学生也可以采集样品，带回学校实验室进行检测，加深实习的实践效果。教师可鼓励学生加入自己的科研课题，对感兴趣的方向进行深入研究，为将来从事相关科研工作奠定基础。这类教学实践发挥“产、学、研”基地的作用，提高了资源综合利用率，明确了学生的专业认知和定位。
（三）以创新实验为平台，注重素质和能力培养的结合
针对学生环境监测实验及其他课程中发现的一些新问题，鼓励并帮助他们积极进行全国大学生创新项目的申报，将所学到的理论知识与实际相结合，运用环境监测的手段进行研究。充分利用实验中心的科研资源，接收优秀本科生提前进入实验室进行科学研究，使有基础、有能力、有意愿的同学接受高层次教育。在项目执行过程中通过解决实际问题，锻炼学生与人沟通交流、直面现实、解决问题的能力，提高他们的综合素质，培养他们的科研能力和素质，激发他们的科研热情。在参加科技创新项目的近50名学生中，先后有人30选择进行深造。
（四）积极支持科技社团活动，树立环境保护的责任感和使命感
西北农林科技大学“义务环保协会”成立于2001年11月，以资源环境学院为依托，本着“开展环保实践，唤醒绿色意识”的宗旨，通过举办环境监测、环保主题宣传、实地考察、专题讲座等各种宣传与实践活动，争取在校园营造出浓厚的环保氛围，提高学生们的环保意识。
自社团成立以来，环境监测课程组的教师们都大力支持学生在实践活动中利用所学知识，解决身边的环境问题。学校义务环保协会倡导，由大学生组成的绿色营率先在陕西省发起“大学生保护陕西母亲河——渭河”行动，以后连续八年社团都利用暑假进行渭河考察和环保宣传活动，在活动过程中如遇到技术屏障本梯队教师都积极结合环境化学理论为本科生科技社团活动提供技术支持和空间、仪器条件支持。任课教师为该社团成员进行环境前沿知识讲座，补充理论知识的不足，激发学生学习热情，使学生在实践参与活动的同时，逐渐树立起对未来环境保护责任感和使命感。
（五）做好社会服务工作，为相关企业单位提供技术指导
自2007年杨凌监测站成立至今，一直承担该站在监测方法的验证、数据的审核、自动监测站的选点等方面的技术支持，并帮助进行人员培训和解决实际工作中遇到的问题。因为建立了这种联系，学生可以利用业余时间和节假日到监测站工作，一方面解决了监测站编制有限、人员不足的问题，保证了监测站在起步阶段的顺利运行，另一方面也使得他们把自己的所学与实际工作结合起来，较早地接触、了解社会，学会与人打交道，为他们最终找到与专业相关满意的工作奠定了基础。
三、结论
在长期的教学实践中，坚持以学生为中心、以创新能力和综合素质培养为主线。本研究探索并建立了“理论教学—实验教学—实践教学—创新实践”模块结构的教学框架。采用启发渗透式教学，培养学生思维能力；
采用讲、做交错学习法，把理论讲授与实验技能培养紧密结合起来；
采用案例教学和讨论，注重综合应用能力培养；
采用线上线下相结合的教学手段，讲授方式生动，加强师生互动；
注意拓展学生的知识面，穿插相关基础理论和专业知识讲授，提升学生的想象空间，把课程讲授与学科发展前沿结合起来，以帮助学生了解学科进展，在掌握监测测定的基本技能的同时，将技能培训与实际监测评价项目相结合，在實践环节中针对不同监测类型，逐步建立和扩展教学实践基地。
采取“理论－实验－实践”三管齐下教学模式，技能培训与监测评价项目相结合，强调学校与企业、教学与生产、教学与科研的结合，在实践环节中，注重学生独立分析问题、解决问题、与人合作的能力，培养他们并且培养了他们严谨的科学态度和实事求是的工作作风。与理论课相结合，形成了“理论讲授—实验—实习—研究”的创新教学模式，在提高学生专业技能培训的同时，注重综合素质和专业素养的培养，凸显研究型大学人才培养的特色，提高学生的综合竞争实力。
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（责任编辑：淳洁）
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