创新驱动发展背景下现代环境检测技术课程改革探讨

孙友敏 朱丽 张桂芹 魏小锋

摘  要 现代环境检测技术是环境科学与工程专业学位硕士研究生一门必修的专业基础课程。在创新驱动发展大背景及该学位硕士研究生培养要求下，根据实际教学过程中教学内容调整、教学方式融合、考评体系多元化建立三个方面进行改革和探索，使学生在掌握基本原理的基础上，侧重于提高创新能力和综合运用基础知识解决实际问题能力的培养。

关键词 创新驱动发展;现代环境检测技术;研究生;创新能

力;仿真实验;大型检测仪器

中图分类号：G642.3    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）16-0087-03

Discussion of Curricular Reforms of Modern Environmental Detection Technology under Background of Innovation-driven Development//SUN Youmin， ZHU Li， ZHANG Guiqin， WEI Xiao-feng

Abstract Modern Environmental Detection Technology is an impor-

tant specialized course for Environmental Science and engineering graduate student. Under the background of innovation-driven deve-lopment and the requirement of cultivating masters degree， the reform

of curriculum learning is discussed. The aim is to focus on impro-ving students innovative and solve practical problems abilities on

basis of mastering the fundamental principles. This article is about to

the three aspects reform and the exploration including the adjustment

of teaching content， the integration of teaching methods and the establishment of diversified evaluation system.

Key words innovation-driven development; modern environmental detection technology; graduate; innovative abilities; simulation ex-periment; large scale testing instrument

1 引言

党的十八大报告明确提出：“实施创新驱动发展战略，强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。”由此可知，创新驱动发展战略有两层含义：一是我国未来的发展要靠科技创新驱动;二是创新的目的是驱动发展[1-2]。创新驱动要从基础开始做，只有有了牢固的研究基础，才会有其他应用技术的突破，因此，要学好基础知识，夯实专业基础，从而真正地落实科学研究的每一步。

对于担负高层次人才培养重任的高等学校，应把科技创新与素质培养并重，依据学校的办学特色，发挥优势专业，同与学校专业相关的企业一起构建产学研相结合的技术创新体系，形成一套有效的中国特色高校协同创新模式[3-5]。这种新型模式的构建落实到某门具体课程上，就是教学资源的有效整合、知识点的合理分配及授课方式、教学方法的合理构建。

现代环境检测技术课程是环境科学与工程专业学位硕士研究生的一门专业基础课程，其教学目的是使学生掌握有关环境介质中样品预处理技术和现代仪器分析的科学理论和基本原理，熟悉常用大型检测仪器分析方法的原理和仪器的简单结构、操作流程，理解不同现代分析技术与不同种类和不同形态污染物之间的关系，能够具备根据分析的目的，结合学到的各种仪器分析方法的特点、应用范围，选择适宜的分析方法的能力。

在创新驱动背景下，现代环境检测技术课程的授课内容、教学方法以及学生考评等均需要进行优化，需要以创新能力的培养为宗旨，对现有的教学方式、教学内容以及教学评价等进行相应的改革創新。

2 优化课程知识体系，注重创新思维能力培养

现代环境检测技术课程内容主要包括两部分，即环境介质中样品前处理技术和现代仪器分析方法。其中样品前处理主要有三个目的，分别是除去样品基质中的干扰物、富集组分、增强仪器的性能;现代仪器分析技术主要学习新的仪器分析方法、技术以及仪器设备。而环境专业的学生在本科期间学习了环境监测、仪器分析等课程，对污染物现场调查、监测方案的制定、环境样品的采集与保存以及常规的分析测试方法等知识有了初步的了解和掌握。相应开设的实验主要针对常规污染因子，如化学需氧量、氮氧化合物、无机金属离子等，一般采用传统的常量分析方法进行测定。本科内容学习往往要求基础性、常规性和全面性，对适应新时代环境介质污染物的环境样品前处理技术和仪器分析技术等方面的内容并没有系统介绍和学习。因此，在进行现代环境检测技术课程讲授时，不能只侧重于某一技术，而是要将其他新产生的或是新关联的技术进行着重讲解，让学生在有限的时间内对知识有全面系统的掌握。

针对样品前处理部分，侧重于样品前处理装置的结构、与之关联的操作方法;相关的检测技术部分，侧重于讲解各种分析仪器的结构、工作站的使用，以及使用过程中应注意的问题，着重培养学生创新思维以及锻炼学生综合运用知识分析和解决实际问题的能力。比如讲解前处理技术，在本科学习原有萃取、富集、浓缩前处理方案的基础上，结合目前先进的处理方法展开每一个环节：萃取环节除了可以采用索氏提取、超声萃取、微波辅助萃取外，还可以选择快速溶解萃取方法;富集过程可以采用固相萃取、固相微萃取等方法，根据目标化合物的性质，应选择合适的固相萃取柱。探究每一种前处理方法的优缺点，并结合国家发布的每一类污染物的标准以及各个地市出台的地方标准，帮助学生能够尽快领悟和掌握不同环境介质不同污染种类可以选择和采取的方法。

在讲授气相色谱分离技术时，带领学生一起回顾流程气相色谱的流程、理论基础及分离条件选择等基础知识，侧重于讲解工作站的使用、定量和定性方法的优缺点。如根据环境介质中污染物的特点，如何选择合适的检测器？目前商用的检测器主要是热导检测器（TCD）、氢火焰离子化检测器（FID）、电子捕获检测器（ECD）、火焰光度检测器（FPD）、氮磷检测器（NPD），这几类检测器在环境领域的污染物识别、痕量浓度水平检测以及污染物的积累、代谢、迁移和转化等方面都有广泛应用。

结合实际案例以及科研过程中的问题，让学生设计测定环境空气中挥发性有机物VOCs的采样、前处理、检测方法和检测器的选择。通过调整学时，优化课程相关知识点，根据具体实际应用设计方案，让学生将被动学习变为主动学习，进一步调动他们在课堂上学习的积极性，课下主动查询收集涉及案例的相关资料，从而锻炼发散思维和创新思维能力。

3 改进教学方法，注重学生主体意识的培养

目前，研究生的课堂教学已经从过去的“教师教—学生学”转化为“教师—教学生学”的模式[6]，要循序渐进，逐步实现以学生能力培养为导向的教育改革，要充分发挥学生在教学过程中的主体性意识，注重提高学生主动学习能力，进而提高课堂教学质量，因此，需要将现有的教学方式进行改变和融合。

现代环境检测技术是一门具有较强实践性、综合性、前沿性的课程，且需要精密、昂贵的大型仪器，故在讲述课程基本理论时，可以配合视频和动画制作多媒体课件，这样可以把大型仪器设备的外观与内部构造、微观过程机理、运行原理等知识内容形象直观、图文并茂地呈现出来，给学生带来视觉上的冲击和感官认识。

针对学校大型仪器数量不多和种类不全，基本上无法满足学生独立操作的现状，可以借助计算机进行课程仿真实验，带领学生在仿真软件上进行仪器操作，模拟相关实验流程，从而有效帮助学生形象地理解相关的基本原理，且通过自身的仿真实验操作，获取直观的学习，掌握仪器操作要领。

除了采用视频、动画以及计算机虚拟实验室等多媒体教学手段，还可以采用问题式切入教学方法[6]，通过提出问题，设计合适的问题情境，让学生以设计者和实施者的角色参与，通过查阅相关文献，分组讨论、设计制作PPT或撰写论文，加深对知识的理解，发挥和调动每一个学生参与的积极性，让学生讲解自己的设计理念以及方案，把课堂变为他们的主场。这种教学方式有利于培养学生查阅文献与组织材料的能力、进行文字处理的能力以及初步掌握科技论文的结构，提高创新和常新的能力。

讲解案例时，可就某个方面的知识点展开课堂讨论，将学过的知识理论应用到具体实践中，通过让学生参与讨论活跃课堂氛围，使沉闷的“教—学”课堂活跃起来，调动学生的发散思维，学会从另一个角度去思考问题，解决同一个问题采取不同的方式，最终提升学生理论联系实际解决问题的能力。

采用课外讲座的形式，促进学生对课程内容有更深层次的理解和掌握，使高校协同创新模式实现有效运转。现代环境检测技术是控制环境污染的“眼睛”，在环境污染物的发现及其环境行为的跟踪研究中发挥着“侦察兵”或“哨兵”的关键作用，是环境管理的“耳目”，能及时准确、全面地反映环境质量和污染源现状及发展趋势，为环境管理、规划和污染防治提供依据，是环境保护的基础。那么，它在一线是如何运作的呢？邀请山东省环保厅环境监测中心站站长开设专题讲座“环境监测现状和发展趋势”，介绍环境监测中心站利用现代环境检测技术来确保相关的监测数据的准确性与可信性，让学生树立信息化、网格化的理念;进行应急监测与环境风险处理，采用实例介绍环境自动监测、遥感遥测等最新环境检测技术，让学生了解监测方案的制订方法及监测过程质量保证，明白自己在学校学习知识的目的应当是满足社会和企业的需求，服务于社会发展。

4 改变学习效果评判标准，注重实践能力的培养

研究生阶段对学习效果的评价强调素质和能力的培养，主要是在实践中运用理论知识解决实际问题和总结表达能力的培养。因此，将学习效果评判标准进行调整，把能考查学生综合素质和创新应用的PPT制作和论文撰写考核占比提高为40%，基础理论考试占比为40%，学生主动发言参与课堂讨论的占比为20%。这种考试考核方法能够尽可能地评判学生的各项能力，督促他们有意识地加强实践和创新能力的锻炼。

为了体现考核的公平公正，采用学生自评、课堂互评以及教师评价相结合的方式，考核内容主要包括学生查阅文献数量与质量、团队合作态度、PPT的制作和讲解、课堂发言情况等方面。由此，这种多元化的考评标准更加注重评价学生主动参与课程学习的过程、善于独立思考的能力，能有效地激发学生主动学习和培养努力探索的精神，注重学生实践能力的培养，让学生在实践中领悟求真务实和态度严谨的精神内涵。

5 结语

《教育部关于改进和加强研究生課程建设的意见》（教研〔2014〕5号）中明确指出[7]：要立足研究生能力培养和长远发展加强课程建设，需要师生的共同努力。环境类研究生开展科研工作，需要具备扎实的基础知识和对大型检测仪器的正确使用。在创新驱动发展战略背景下需要加强现代环境检测技术课程建设与实践，进一步加深和拓宽研究生对理论内容的理解，培养他们解决环境实际问题的能力，尊重和激发他们学习和探究前沿科学的兴趣，全面提升创新能力和发展能力，在实践中不断创新。

参考文献

[1]陈宇学.创新驱动发展战略[M].北京：新华出版社，

2014.

[2]王泽山.科学研究要遵循创新驱动发展战略指引[J].中国发明与专利，2018（3）：6.

[3]王德波.协同创新视角下大学生创新创业教育的思考[J].中国高校科技，2016（8）：85-87.

[4]邱学青，李正.创新办学资源共享机制 构建校内协同育人体系[J].中国高等教育，2013（24）：23-25.

[5]赵小蕾，许喜斌，李晓宁.创新思维驱动及校企深入协同的创新应用型人才培养模式[J].计算机教育，2019（2）：

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[6]刘国福，李慧，张玘，等.研究生课程研讨式教学初探[J].高等教育研究学报，2009（1）：37-38.

[7]教育部关于改进和加强研究生课程建设的意见（教研

〔2014〕5号）[DB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A22/s7065/201412/t20141205_182992.html.

[8]常珞珞.基于问题式教学的翻转课堂教学模式探索与实践[J].中国教育技术装备，2018（12）：82-83，86.