环境标准在《环境监测》课程体系的导入模式探究

2018-01-25 11:23廖千家骅杜琼商景阁
新教育时代·教师版 2018年45期
关键词:环境标准环境监测课程体系

廖千家骅 杜琼 商景阁

摘 要:本研究探讨了课堂导入模式、eclass平台进行翻转课堂学习模式以及环境监测实验这三种导入模式,对比三种课程导入体系的优缺点,得在不同的场所用不同的课堂导入模式会取得更加良好的学习效果。通过对学生的问卷调查证实了环境标准导入的必要性,同时学生获得了更为系统的环境监测理论和实践知识,具有一定的推广价值。

关键词:环境监测 课程体系 环境标准 导入模式

近年来,随着技术的革新和公众环保意识的逐渐增强,环境标准逐年更新以满足更为详细的环保要求。截止到2018年6月1日,仅环境监测规范和方法标准部分,国家层面的环境标准共有496项,且330项为2008年1月1日后的新方法,占现有行业监测规范、方法标准的66%,更新速度非常快。同时,环境质量标准、污染物排放标准等也有大幅度地增加和更新,详见网址http://kjs.mep.gov.cn/hjbhbz/。

与此对应的是环境监测课程体系的相对滞后。环境监测课程是高等教育中环境科学、环境工程、环境监测、生态学等诸多本专科专业的核心专业课程,是环境影响评价、环境工程基础等其他专业课的基础,是专业课开课较为靠前的课程,一般设在大二下或大三上,属于专业课中的先修专业课,其重要性不言而喻。大多数高等院校环境科学与工程专业均采用高等教育出版社出版的《环境监测》教材,该教材是环境监测的权威首选教材,也是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。该教材内容全面,案例详实,且部分监测技术来自于行业标准。但该教材的最新版本为第四版(2010年出版),迄今已有8年,存在监测方法需要更新、标准需要替换等一系列问题。随着行业标准的更新,环境监测的相关内容也需要得到提升。国家环境保护部颁布的行业标准是权威方法,也是应用性非常强的方法,更是今后学各类工作岗位上的首选方法。因此,需要在授课中加入环境监测的部分标准。同时,目前开设环境科学专业的院校非常多,环境监测的授课都带有一定的广谱性,在授课体系中展现环境标准的应用具有重要的现实意义,为学生提供新的学习方法和思路。

一、环境标准的简介

环境标准可分为6类,包括环境质量标准、污染物排放标准、环境方法标准、环境标准物质标准,环境基础标准、以及环保仪器和设备标准(奚旦立,2010)。按照分级可分为国家标准和地方标准,地方标准严格于国家标准。其中,和环境监测最为紧密相连的是环境方法标准、环保仪器和设备标准,环境质量标准和污染物排放标准次之,最后是环境基础标准和环境标准物质标准。环境方法标准又包括监测规范和监测方法等,涉及水、大气、固废、声等多种环境介质,代表了目前环境监测方法中准确度高、精密度高、应用范围广的监测方法,也是众多监测部门优先选择的方法之一,更是学生走向工作岗位后要用到的首选方法。同时该标准又是更新最快的标准之一。从2008年开始,仅水监测规范、方法标准这一项,国家环境保护标准就增加和修订了200余项行业标准(大多数为增加的行业内新标准),占现有行业水监测规范、方法标准的49%,更新速度非常快。与此对应的大气、土壤、声、固体废弃物等监测规范、方法标准也有较大程度的更新。环境质量标准和污染物排放标准是环境监测课程中用的基础标准,是环境监测中监测方案的制定依据和评估准绳(包括采样点的布设、监测结果的评估等)。

二、环境监测课程的特点

环境监测课程最大的特点就是知识体系量大、内容繁多、方法更新快、理论和实践相结合、对仪器和设备的依赖程度高等(陈井影,趙素芬. 2010)。所谓的理论和实践相结合,指的是在掌握环境监测理论的基础上,务必开展对应的环境监测实验,且实验设置至少34学时,保证一定的实践操作量。且环境监测技术发展日新月异,10年前尚未普及的新方法到10年后很可能已经成为实验室众所周知和广泛使用的常规方法。且对实验精密度、检测限等要求越来越高,相应地对仪器的依赖程度也越来越高。因此,理论授课中需要加强对仪器原理的讲解,实验课中也尽可能用使用常规仪器进行巩固。

三、环境标准在环境监测课程体系中的导入

环境标准代表了环境监测最新最广泛的应用动态和监测结果的评估准绳,在现有环境监测经典教材相对滞后的现实情况下,更新得非常快的环境标准非常有必要导入到环境监测的授课体系中。

1.课堂授课导入模式。最容易实现的常规模式就是在课堂中导入,以老师讲解的形式在课堂授课中体现出来。当原上课内容对应的行业标准有更新时,以行业标准内容替换现有内容。以水样的消解部分为例,该部分是水环境监测的重要内容之一,当测定含有机物的水样中的无机元素时,需要消解。而最直接的应用为测定水中的重金属含量时,需要进行消解。原上课内容中有关消解的部分在行业标准中有更新的方法,2013年颁布的行业标准HJ 678-2013和HJ 677-2013,对金属总量的消解有了行业性的规定,这也成为了目前相关监测方法的首选,因此有必要在上课内容中以行业标准内容替换现有内容。因此可以在上课课堂中开展新标准的授课,上课内容选用行业标准内容为主,原课本内容为辅的次序。由于行业标准内容较为枯燥,尽量以图片、动画等形式生动说明,有必要时发放行业标准的纸质版,再辅以案例进行补充说明,同时还可以布置课后作业让学生掌握新内容的同时也了解目前新监测技术在实践、科研等领域的应用。比如,第一章绪论的教材内容为大气环境质量标准(GB3095-1996)介绍,而该标准已经停止使用,因此在这部分授课中,可以在课堂中直接导入新的大气环境质量标准(GB3095-2012),并可以简要对比新旧标准。

但这种模式有一个很大问题,会占用大量的、宝贵的课堂时间。环境监测课程内容繁多,而大多数院校开设的环境监测理论授课学时在34-68学时之间,把标准的内容都在课堂讲授肯定会顾此失彼,会大大压缩书本原本经典的原理和方法的讲解。因此,只能在原本课程模式中有标准方法的版块中开展课堂讲解模式,替换原有旧的标准。同时,采用多种授课方法如案例分析、对比讲解、引导式提问等加强授课效果。内容详见表1。

2.利用eclass平台进行翻转课堂学习。这种模式适合介绍行业标准中书本中很少或没有、但应用性强的内容。目前监测技术倾向于精密仪器分析、连续自动监测、便携快速监测等。监测的污染物种类逐渐增加,除了常规污染物外还有有毒有害的痕量污染物等。近年来,环境中有毒有害痕量污染物的污染受到人们的关注,其监测技术作为研究污染行为的首要技术显得越来越重要,已成为学生今后工作、科研应用的基本方法之一。但教材对这方面的介绍很少,需要补充。有机氯农药和氯苯类化合物等有机污染物在水体、土壤、以及生物体监测的预处理和监测方法,这部分书上也做了详细的介绍,其预处理主要为溶剂萃取、索氏提取等,对于固相萃取部分几乎没有涉及,但新的标准,如有机氯农药和氯苯类化合物的测定气相色谱-质谱法(HJ 699-2014)等均用到固相萃取。目前监测部门和监测公司、科研院所等常规的监测中,低浓度和多种干扰物质的情形下,更多地用固相萃取预处理技术。因此,低浓度有机污染物的固相萃取预处理已经成为有机污染物环境监测的重要环节,需要在现有的课程体系中补充完善。

引导学生利用eclass平台进行翻转课堂学习是一种很好的导入模式。翻转课堂指的是打破传统的学生课上学习课下作业的模式,创造学生课下学习课上练习巩固的一种新的课堂模式,它的直接运行结果是课下学生通过课前学习、课上集中讨论、交流、合作等解决问题。传统意义上的翻转课堂利用微视频等手段。但在环境监测的课程中,可以不用微视频,而用环境标准方法、以及使用该方法进行监测的文献等资料来代替视频,并提出学生应该提前学习的内容列表,目前已有课程开始应用(陈雪萍,2018;张倩. 2018)。还有一些环境标准酚类化合物的测定气相色谱-质谱法等,这些内容需侧重新仪器的使用及应用,按照ppt授课、案例分析和课后作业等方式进行讲解。

环境标准在翻转课堂中的导入模式为:①教师发布要线下学习的标准内容,并提出学习的具体要求,每个人都需要提前完成。②为节省时间,每4人组成一个小组在课前进行预讨论,得到该组的总观点。③在课堂花10-15min时间进行分组讨论和小结,得标准方法的特点和应用,以及和书本经典方法的对比。这种方法的实施能极大地提高学生的学习热情,并拓宽学生的学习面和学习思维,同时有关环境标准方法、以及书本经典方法的掌握也会非常透彻,对知识体系的理解会更加完善,详见表2。

3.在环境监测实验部分导入环境标准方法。环境监测是应用性较强的学科,开设有对应的环境监测实验。为了和理论课内容相对应,在实验教学方面,需要更新实验内容,或需要添加行业标准中的内容。现有的环境监测实验教材参考《环境监测》、《水和廢水分析监测方法》、《大气和废气分析监测方法》等自编而成,实验效果较好。但和现有更新速度非常快的行业标准方法对比,存在内容较老、部分表达需要规范等问题。

比如:①经典的水质CODCr监测实验为传统的行业标准方法(颁布于1993年),该方法为环境监测实验的首选,但该方法存在实验耗时长、操作不太便捷等问题,在环境监测实际应用中不如另一个新标准方法《水质化学需氧量的测定 快速消解分光光度法》HJ/T 399-2007。因此,若能让学生掌握传统的方法同时,再掌握应用性较强的新的行业标准方法,更有利于教学内容的完善,让学生体会到两种方法之间的差异。还可以有效地利用两种方法的时间差,老方法有回流2小时的等待时间,同时新方法借助于仪器操作仅需2小时就可以完成,因此在这两个小时中,可以让学生实施新方法,做到两种实验方法的对比。②在水质的氨氮、硝酸盐氮、总氮的监测实验中,参考《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》(HJ 636-2012),更改为新标准中的相关内容。③测土壤重金属Cd实验部分,原本设定的实验内容为普通消解,但现在环境标准有很多方法均用微波消解或加压流体萃取,参考环境标准《土壤和沉积物 汞、砷、硒、铋、锑的测定 微波消解/原子荧光法》(HJ 680-2013)将实验改为微波消解法。将环境标准引入到实验内容中,有助于加强学生对环境监测实验原理的理解和操作技能的提升,且这些方法更多地和实际监测操作相关,能极大地提升学生实践动手能力,当学生走向工作岗位后也能更好地开展工作。

四、教学效果反馈

为了保证教学质量,在一学期的环境监测51学时的教学结束后,设置了问卷调查,就教学内容、教学方式、效果等做问卷调查,共发放问卷57份,有效问卷56份。统计结果如表3。

通过上述统计可以看出大多数同学认为环境标准的导入十分有必要,且对环境监测的课程知识体系有帮助。三种模式均发挥了重要作用,相互协调促使教学质量更加优良。当然,实验授课的认可比例较高,因此在导入模式中可以适当地增加实验教程。同时环境标准对环境科学其他专业课也很重要,因此还可以推广到其他的专业课程。

结语

通过理论教学和实践教学相结合的方式,把环境监测技术的相关行业标准和相关知识体系结合,建立更新的、应用性强、符合现有时代需求的新教学内容。同时,为保证原本的授课知识点,需要采用多元化的教学模式来导入新增或更新的环境标准内容。本研究采用的三种教学模式有机结合,能有效补充和完善原有课程体系,获得更为满意的教学效果。同时,针对环境科学其他的专业课程,如环境影响评价、环境法学等和环境标准密切相关的其他课程,该导入模式也具有相当的推广价值。该方法的建立为学生获得更为全面和系统的知识体系提供了良好的应用途径。

参考文献

[1]奚旦立.环境监测[M],高等教育出版社,2010:22-29.

[2]陈井影,赵素芬.环境监测课程的教学改革思考与实践[J].东华理工大学学报(社会科学版),2010,29:380-382.

[3]陈学萍,张晓岚,陆永生,刘强.环境监测课程网上平台协同教学的探索[J].高教学刊,2018(10):24-27.

[4]张倩,洪俊明.翻转课堂在环境监测课程中运用面临的挑战与建议[J].教育教学论坛.2018(26):32-34.

作者简介

廖千家骅(1984—),女,湖南邵阳人,博士,讲师,长期从事环境科学的教学与科研,发表科研论文十余篇。

商景阁(1985—),男,江苏徐州人,博士,讲师,从事环境科学专业的教学与科研。

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