项目教学法在“环境监测”实践教学中的应用

朱雅兰，张业明，吴风林，刘桥阳，刘红霞，汤 平

(湖北理工学院矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室，湖北黄石435003)

“环境监测”是环境类专业教学中的重要专业基础课程，学生在课堂和实验室中只能学到理论知识和基本的分析技能，要想很好地掌握环境污染监测过程中的各个环节及操作技能，则迫切需要一个与现实相结合的环境来体会［1］，缩小与实际工作的差距。

通过组织学生参加科研活动和实际工程项目，使学生在实际科研活动中获得知识的实践教学方法即项目教学法。我院在“环境监测”课程设计和课程实习中，把科研项目引入实践教学，让学生尽量多接触科研工作，培养其科研能力，激发他们的学习兴趣。“环境监测”课程实习结合黄石磁湖水污染控制与水体修复技术研究项目，让学生参与到项目的各个环节中，使学生在实践环节中学到了课本中没有涉及的知识和经验［2－5］。

1 环境监测实施步骤的构建

1.1 实施内容和步骤

学生在课堂教学中学习了较多的理论知识，急需通过实践环节来消化和理解;且学生学完专业基础课和专业课，已经具备环境监测实验操作基础、污染分析的理论基础和环境质量评价基础的能力。在磁湖水污染控制与水体修复技术研究项目实施过程中，让学生参与磁湖水环境调查、布点采样分析、各个污染指标的实验分析，以及实验结果评价方法的选择和结果分析等各个环节，培养学生完成各个环节的工作能力，为今后就业打下了坚实的基础。具体实施内容如图1所示。

图1 磁湖水污染控制与水体修复技术研究项目环境监测实施步骤

1.2 资料收集调查分析

1.2.1 水资源调查

让学生到水文部门收集资料，内容包括水体的水文、气候、地质、地貌特征;实地考察了解磁湖的源头、支流、水流成因(地表水、山谷径流、降雨量的频率、降雨历时、降雨强度)及磁湖沿岸的资源现状，特别是植被破坏和水土流失情况;了解水资源的用途、实地勘察现场的交通情况、河宽、河床结构、岸边标志等。调查生物、沉积物的特点，间温层分布、容积、平均深度、等深线和水的更新时间等;收集原有的水质分析资料、水体历史或在需要设置断面的河段上设若干调查断面进行采样分析。

1.2.2 污染源调查

1)工业污染源调查。调查了解磁湖沿岸城市工业布局、污染源分布与排污情况、城市的给排水情况等;了解磁湖周边企业概况、周边企业所在地的地理位置、地形地貌及所属环境功能区的环境现状;对企业工艺、能源、水源、原辅材料、生产布局、污染治理情况、管理、排污情况、污染危害及生产发展等进行调查。重点对产生污染物的生产工艺、原料、产品、排放量、排放种类、排放形式和去向进行详细调查。

2)生活污染源调查。调查磁湖沿岸生活污染源:住宅、学校、医院、商业及其他公共设施排放的生活污水、垃圾、废气等;对城市居民用水和排水、垃圾及其处置方法进行调查。

3)社会背景与自然背景调查。向规划、统计、市政、水利、气象、地质、农林及工厂主管单位等有关部门，收集调查对象所在地区环境的自然背景及社会背景资料。自然背景调查的内容包括地质、地貌、气象、水文、土壤、生物所在地区的行政隶属、经济水平、人口分布、社会功能(如工业区、农业区、商业区、文教区、游览区等)、人体健康以及该区的污染源密度等。社会背景调查的内容包括居民区、水源区、风景区、名胜古迹、工业区、农业区、林业区。

1.3 确定磁湖监测断面，进行布点，确定采样点位及监测的主要指标

判断磁湖是单一水体还是复杂水体，需考虑汇入磁湖河流流量、水体的径流量、季节变化、沿岸污染源分布、污染物扩散与自净规律、生态环境特点、磁湖地理位置、周边各功能区的分布及进出湖的河流小溪渠道汇合的分布点等。按照《水和废水监测分析方法》(第4 版)中监测断面的设置原则确定监测断面的位置，进行布点，确定采样点位及监测的主要指标:pH 值、SS、DO、COD、BOD5、重金属、Cr、TP、高锰酸盐指数等;然后通过实验测出指标。将不同时间不同污染物的所在地排成时间地点序列，分析其长期发展趋势、季节波动以及不规则波动，对各种指标进行多元分析，找出指标间的相互关系。

1.4 布点采样，样品的保存和运输

根据《水和废水监测分析方法》(第4 版)的原则确定采样点位、采样频度、采样方法及采样量。采取的水样除一部分现场测定外，大部分要运送到实验室进行分析测试。在运输过程中，为继续保证水样的完整性、代表性，使之不受污染、不被损坏和丢失，必须遵守各项保证措施。根据水样采样记录表清点样品，塑料容器要塞紧内塞、旋紧外塞;玻璃瓶要塞紧磨口塞，然后用细绳将瓶塞与瓶颈拴紧。需冷藏的样品，要配备专门的隔热容器，放冷却剂。冬季运送样品时应采取保温措施，以免冻裂样瓶。

1.5 样品分析

让学生选择样品的预处理方法，自己进行样品预处理。回到实验室，学生依据自己设计的方案，从被测样品采集、预处理、试剂的配制、仪器的选用调试到样品的测试分析等环节都亲自动手操作，各个指标实验分组协调。这种时间性较长的课程实习实验，采用开放式的教学方式，即在一定时间段内，将实验室场所、仪器设备、药品试剂及采样器等向学生开放，教师在此期间只起解答疑难、监督设计进展和提供后勤保障的作用。这种开放式教学方式可培养学生动手设计的能力、综合应用知识的能力和创新能力，为将来的专业实训和毕业论文设计打下坚实的基础。

1.6 数据处理与环境质量评价

监测结果的原始数据要根据有效数字的保留规则正确书写，监测数据的运算要遵循修约运算规则。在数据处理中，对出现的可疑数据，首先应从技术上查明原因，然后再用统计检验方法处理验证，经验证后属离群数据应予以剔除，使测定结果更符合实际，保证测定结果的准确度。

最后，全班学生共同对实验监测数据的结果进行讨论，根据《地表水环境质量标准》、《生活饮用水卫生标准》等标准，选择环境评价指标体系，选定评价方法，对磁湖水环境进行分析和评价，判断各功能区、监测断面和采样点水质属于几级，推断污染物的来源，对污染物的种类进行分类，阐明环境污染现状，分析污染原因，对磁湖的环境质量进行评价，预测未来水质变化趋势，提出对磁湖水污染控制与水体修复技术的建议及措施。

2 成绩考核

为了提高项目教学法在“环境监测”实践教学中的教学效果，教师应提前做好准备，检查并调试好每台仪器，在实习中如果出现仪器故障，教师应及时修理，如一时修理不好，在可能的条件下应及时更换，以保证实习正常进行。学生违反操作规程损坏仪器，按规定赔偿故然有必要，但教师还应该经常教育学生爱护国家财产，提醒学生注意容易出事故的仪器，防患于未然，同时对学生在整个实习过程中的工作态度、技能熟练程度、分析问题与解决问题的能力、创新能力、协作能力等做出考核［6］。项目教学法在“环境监测”实践教学中的考核应遵循全程考核的原则，考察学生的信息获取能力、文献检索能力、综合设计能力、分析监测能力以及创新能力等［7－8］，学生实习成绩分为优、良、中、及格、不及格5 个等级，教师应依据分析结果的质量、实习报告的水平、使用分析仪器的熟练程度等［9－10］，恰如其分地为每位学生评定成绩。

3 实践效果

自我院在2007～2010 级环境工程专业，4 个年级的“环境监测”实践教学中应用项目教学法，在不断调研、实践、总结和完善中取得了较好的教学效果。

1)解决了理论与实际相结合的问题。学生除了要学会书本上的理论知识，还必须把理论灵活应用于实践中，在实践中得到升华和提高。采用项目教学法，缩小了学生与社会要求的差距，使学生能更好地满足工作、企业生产的需要，充分发挥了每个学生的主观能动性，让学生真正成为学习的主人。

2)培养了学生的团队合作精神。项目教学法强调学生在学习的过程中要开展合作，每个学生在完成或操作某一个环节时，都必须关注别人的观点，与他人共同协作，相互探讨，通过学生之间的交流与合作，既扩大了个人对问题认识的视野，又完善了所学知识的相关性和完整性。

3)我院每年在课程实习期间利用科研项目为提高学生专业技能提供实训机会。学生带仪器与药品现场或在实验室进行水污染物的测定，通过多种有效的方式提高学生的专业知识水平，达到了查漏补缺和融会贯通的效果，改善了学生的知识完整性和相关性，全面提高了学生的综合素质。

［1］奚旦立，孙裕生，刘秀英.环境监测［M］.4 版.北京:高等教育出版社，2010:1－2.

［2］蒋欣，聂麦茜.环境监测课程综合设计性实验方式及内容改革实践［J］.高校实验室工作研究，2006(1):18－20.

［3］谭燕宏.环境监测课程改革探究［J］.辽宁师专学报，2007，9(2):76－77.

［4］唐燕超，俞慧芳，成岳.环境监测综合性实验教学改革研究［J］.景德镇高专学报，2006，21(2):84－85.

［5］胡将军，刘慧龙，肖玫，等.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，2007，26(1):87－88.

［6］曾巧云，朱夕珍.大学本科非环境科学专业“环境监测”课程教学改革初探［J］.中国电力教育，2009(1):100－101.

［7］杨乐，王开勇，庞玮，等.环境监测实验教学改革的探讨［J］.现代教育管理与教学，2008(2):28－29.

［8］王英健.环境监测课程的工学结合［J］.科技创新导报，2009(2):145.

［9］肖俊霞，吴贤格.环境监测课程教学改革的研究与实践［J］.广州化工，2010，38(7):270－272.

［10］黄晓东.环境监测课程的改革与创新［J］.高师理科学刊，2010，30(1):112－114.