地表水样采集实验融入环境监测实验课程的探索

景　江,谷　俪,周　筝,王付军,吴菊珍

(成都工业学院，成都　610000)

· 环境监测 ·

地表水样采集实验融入环境监测实验课程的探索

景江,谷俪,周筝,王付军,吴菊珍

(成都工业学院，成都610000)

环境监测实验课程是环境专业的基础实验课程，是培养学生专业实验技能、技巧的重要途径。将地表水样的采集实验加入到环境监测实验过程中，水样采集由学生自己动手完成，由此大大提高了学生的实验兴趣及动手能力，同时也促进了实验教师专业水平和综合管理素质的提高，为提高环境监测实验课程整体质量起到了积极的作用。

地表水样的采集；课程体系；环境监测实验；探索

1　引　言

环境监测是环境科学与环境工程等相关专业的必修课之一。环境监测实验课程是将环境监测理论知识付诸实践的重要途径之一，目标是使学生掌握环境监测的基本理论和知识，以污染物为主线，掌握从布点、采样、样品保存及前处理到选择科学的分析方法和数据处理的环境监测全过程，使学生具备从事环境监测工作的能力及素质[1～3]。2009年，我校的环境监测课程被评为教育部环保与气象类教指委精品课程。

2　目前环境监测实验教学存在的主要问题

传统的环境监测实验教学，实验所需的监测样品和试剂往往由实验教师准备好，然后由学生按照实验指导书设计的方法进行操作。整个过程是机械式的、死板的，对待测样品从何而来？如何而来？没有深刻的认识。与环境监测的实际情况相距很大[4～6]，导致学生对实验课的兴趣不高，严重影响了实验教学质量的提升，最终编写出全班相似的实验报告。实验教学模式僵化[7～9]，实验考评制度不能激发学生创造性等问题[10，11]。因此，通过加入户外采集实验来提高学生的积极性、和责任心，并以此来推动环境监测实验教学改革的探讨是非常必要的。

3　实验项目设置

环境监测实验课程主要根据理论课的内容设置实验项目，采取循序渐进、先易后难的原则。目前共设置10个实验项目，分为基础性实验、综合性和设计性实验，涵盖水、气、声等领域。其中，又以基础性和综合性实验为主，而基础性和综合性的实验项目中近80%都是水体指标的测定，见表1。因此，环境监测实验课程选择地表水体作为学生户外采集的对象。加入地表水样的采集实验后，本课程实验变成了4个大类，分为户外实验、基础性实验、综合性和设计性实验，实验项目增加到11个。

表1　环境监测实验项目

4　地表水样的采集项目

地表水样的采集实验是环境监测实验专周的第一个实验项目，也是唯一一个户外实验项目。实验的目的一是让学生真实了解待测水样从哪里来，通过自己动手采集水样，认识环境监测的内容和程序。二是每个实验小组后面几天都必须用自己采集的水样进行实验。学生对通过自己动手采集的水样都格外的珍惜，实验的认真程度很高，责任心也很强。

4.1教材与教案

实验教材采用我校内部编写的《环境监测实验指导书》，主要是根据环境监测理论课以及相关的环境标准编写而成[12～14]。另外配套有《环境监测实验报告》，将每个实验项目给学生流出了填写数据、数据处理、画图贴图、粘贴照片等位置。这样做的优点是：每个学生将其水样照片(粘贴标签纸)、温度显示照片、pH试纸(用胶水黏贴)等贴在实验报告的附图处，要求每个学生必须自己动手完成采样实验、处理实验结果、完成实验报告。杜绝了学生间的互相抄袭行为；实验报告的封面、大小、格式等整齐划一，便于收集、归档。

4.2实验过程

实验过程中，学生3人一组，站位成三角形。其中一名小组长负责指挥协调工作，并做好现场描述、采样记录、拍照取证。一名采水员负责采集水样，并读取水温。还有一名取水员负责将水样取入采样容器中，然后根据水样用途加入保护剂、调节pH等，贴好标签、封存水样。每一组学生做平行实验3次，每次实验互换角色。

采样地点在我校内部的一处人工湖泊岸边。水深1.5m，水质良好，周围没有动、植物，便于实验操作，也便于清洁打扫。

(1) 仪器和试剂

采水器(2500ml/L有机玻璃采水器)；采样容器(500ml/L试剂瓶)；硫酸(1+1)；广泛pH试纸；标签纸；其他防护用品。

(2) 采样步骤

采样前准备：选择并洗净采水器、采样容器；配制水样保护剂；携带pH广泛试纸和水样防护必须品。

采样：在规定的采样点，规定的采样深度(水塘深小于2m)，用水样将采水器和装水样容器洗涤3遍，采集水样、平行样和现场空白样各一个，加入保护剂，调节pH，作好现场描述和采样记录，贴好标签，对水样采取适当保护措施，将水样安全带回实验室。

(3) 注意事项

采样的一般安全预防措施；注意水文特征的影响及描述；注意避免样品被污染；注意保持采样现场的环境卫生。

4.3现场演示与管理

在现场，指导教师通过自身的实验操作，让学生观看到规范和完整的实验操作与步骤。学生可以结合实验指导书以及自己分组情况、分组角色，很快了解到自己的实验操作流程和实验目的。

现场管理的目的一是检查学生的操作是否规范并给与纠正，解答学生的提问，通过观察学生的实验操作，对学生的现场实验表现进行评价。二是做好实验现场的安全工作，维护现场的纪律。将现场划分为实验区、等待区、讨论区，不同实验进程的同学必须待在各自的区域。实验区最靠近水边，也最危险，等待的同学不准进去实验区，并严禁学生嬉戏、打闹。三是保护好现场的自然环境，取水时尽量不要扰动湖泊内的底泥和水生生物，清洗用水不准倒入湖泊，实验产生的废物废水统一回收处置。

4.4实验报告的制作与批改

由于是采样实验，实验报告制作的格式与方式也有所不同。实验报告以表格的方式形成，在表格中学生需要填写采样人员、采样步骤、现场描述、采样记录等内容，采样结果栏中则需要黏贴水样照片、水样标签照片、水样与人员合照、pH试纸照片(照片以A4的纸打印)。这样就保障了每个同学都必须参与到实验中，实实在在地完成实验、形成实验结果，也杜绝了个别同学偷懒、抄袭实验报告的行为。

5　水样采集对环境监测实验课程的影响

5.1增加了学生的实验兴趣，提高了学生的实验积极性

通过观察，学生在户外采集水样的过程中情绪都较高，每一个实验步骤都希望自己亲力亲为，有时甚至出现互相争抢操作的情况。户外实验产生的新鲜感对学生实验兴趣的增加起到了很好的促进作用。二是学生第一次以专业实验的方式接触自然、采集地表水体样品，在这个过程中会产生一种成就感，使学生觉得可以学以致用，理论与实践相结合，提高了实验积极性。通过第一天的户外采样，都会将学生的实验兴趣调动起来，他们对自己采集的水样都有一份感情和期待，这份感情和期待推动着他们在整个环境监测专周中保持高度的实验关注度和积极的实验态度。

通过问卷调查的方式，统计了学生对水样的采集实验的评价。通过图1可以看出实验改革后，学生对实验的兴趣程度有了整体的提高，一半以上的同学都对实验很感兴趣。

图1　学生对实验兴趣评价Fig.1　Evaluation of students' interest in experiment

5.2加深了学生对实验的了解，提高了学生的实验成绩

通过自己动手采集水样，学生深刻认识了实验待测水样从哪里来，也在一定程度上加深了对环境监测的内容和程序的认识。学生对自己的水样状况了解得十分清楚。例如，在实验水中溶解氧的测定中，学生在实验前发现了水样中有沉淀，最终的实验结果证明误差很大。根据学生的回忆和分析，认为在采样时不慎将水中的底泥或大块悬浮物采入水样，因此产生了干扰，最终导致结果不准确。

可见，自己采集水样用于实验，可以使学生对其他实验项目有更深层次的了解和分析，他们可以自己融会贯通，对其他实验的化学反应、实验原理、实验目的都主动的深入思考。

通过对几届学生实验成绩的统计发现，加入水样的采集实验项目后，学生的整体实验成绩有了一定的提高，如图2所示，85分以上(优)所占的比例提高了一倍左右，70分～80分(良)所占的比例也有所提高。

5.3增强了学生的团队协作意识，提高了学生的动手能力

传统的实验课程中，学生一般是分为两人一组或一人一组来完成实验，一人一组的模式中，学生几乎没有协作的机会。两人一组的模式中，往往会出现两级分化的情况，其中实力强的同学喜欢自己包揽，不太喜欢别人插手，实力弱的同学也正好乐得清闲，在一旁袖手旁观。这种情况在传统实验课程中是常见的，也是很难控制和避免的。

图2　学生的实验成绩分析Fig.2　Analysis of students' experimental grades

如前所述，水样采集实验实行3人一组，3人的分工和角色各不一样，用客观条件约束了学生自己的“懒惰”和相互间的“推诿”，促使他们相互协作，按照程序完成实验，同时提高了他们的动手能力。

5.4促进了实验教师自身素质水平的提高，提高了环境监测实验课程的整体质量

户外实验不但丰富了学生的知识，同时也对实验教师提出了更高的要求。在教学过程中，教师必须在现场进行演示，每个步骤和程序都要边做边讲，每个动作都要做到位、做标准。在现场，要将相关的水文、地理、环境方面的知识介绍给学生，还补充一些环境监测工作、环境考察方面的案例。实验过程中教师的精神高度紧张。因此，实验教师不能只局限于实验知识、实验原理、仪器使用，还要努力提高自己的专业水平和综合管理素质。

表2为实验教师课后对实验课程的整体评价，通过评价学生在实验中的专注程度、教师自身的实验参与程度以及实验课程的整体质量，反应教师对实验教学改革的认可程度。

表2　实验教师评价

6　结　语

水样采集实验加入到环境监测实验课程中给这门课程带了正面的、积极的影响，带动了整个实验课程往良好的方向发展。尤其是在提高学生兴趣方面，比传统的实验课程给学生的感官冲击更大、操作要求更具体，更能激发学生的兴趣点和主观能动性。同时，对实验教师也提出了更高的要求，实验教师也必须努力提高自己的专业水平和综合管理素质才能跟上高校的实验教学改革。因此，水样采集实验是一种相互的、双赢的作用，为提高环境监测实验课程整体质量起到了积极的作用。

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Exploration on the Environmental Monitoring Experiment Course Integrated with Surface Water Sampling Experiment

JING Jiang，GU Li，ZHOU Zheng，WANG Fu-jun，WU Ju-zhen

(ChengduTechnologicalUniversity,Chengdu610000,China)

Environmental monitoring experiment course is the basic experimental course of environmental specialty. It is an important way to develop students’ experimental skills. Add the surface water sampling experiment to environmental monitoring experiment course, let the students themselves to complete water sampling. It can largely develop students’ ability and interest in the experiment, as well as enhance the teachers’ professional level and comprehensive management ability, and then positively improve the overall quality of the environmental monitoring experiment course.

Surface water sampling; course system; environmental monitoring experiment; exploration

2015-06-17

四川省科技厅重点项目(2011ZR0139)。

景江(1982-)，陕西子长人，2007年毕业于华中科技大学环境生态学专业，硕士，讲师，研究方向为地表水环境，蓝藻水华治理。

X832

A

1001-3644(2015)04-0075-04