杨 涛,郭 琳,李玉瑛
(五邑大学 生物科技与大健康学院,广东 江门 529020)
随着经济的发展,国家、社会和个人对环境保护的意识逐渐增强。“环境监测”是环境专业的核心课程,在环境工程、监测、管理等各个领域不可或缺。由于涉及知识面较广、原理和流程较多,环境监测也是一门交叉学科。在传统教学中,学生的考试成绩都较高,但据用人单位反馈,学生解决环境监测实际问题的能力较差、实践能力较弱,遇到实际问题时通常表现为无从下手。通过分析,造成该现象的主要原因是在教学过程中没有很好地培养学生的实践能力、创新能力及职业素养等。因此,亟须对“环境监测”课程进行教学改革。
与“双一流”高校相比,地方院校在办学历史、经费投入、基础条件和学科积淀等方面与其差距较大,课程建设基础与“双一流”高校也有较大差距[1]。地方院校要想提升课程建设,必须要有明确的发展思路,认清自己的核心能力和学科定位。五邑大学是一所地方应用型本科院校,其办学理念为“根植侨乡,服务社会,内外合力,特色发展”,始终坚持以本科生的教学为中心,落实教育创新,切实培养学生的创新实践能力。“环境监测”作为五邑大学环境相关专业的必修课,如何实现“环境监测”的教学目标并保证其教学质量,培养具有创新精神和实践能力的应用型复合人才,走出地方特色之路,一直是地方应用型本科院校教学工作者所探索的问题,也是本文探讨的主要问题。
五邑大学“环境监测”课程的课时为32学时,课程设置2学分,选用的课本为奚旦立主编的《环境监测(第五版)》,该教材属于国家级规划教材。目前,“环境监测”课程的教学模式为较为传统的灌输模式,教学内容、教学方法、课前预习情况、先修课程等方面都存在一定的问题,不利于提升教学效果、达到教学目标,主要表现在以下几个方面。
“环境监测”作为环境类专业的核心课程,是一门理论与实践相结合的课程,该课程涉及的教学内容很广、教学涉及面很宽、系统性很强,既包含水与废水、空气与废气、固废、土壤等传统监测内容,又包含生物、遥感及自动监测等新技术内容,而且还融入了近几年的新标准和新方法。受课时的限制,教师难以面面俱到地讲完每个章节的知识点。再加上部分教师存在惯性思维,不能及时更新自己的授课方式和知识框架,导致学生难以有效吸收课上内容,以致教学效果不佳。
随着国家对环境保护的重视,以及如今环境污染的复杂程度,当今社会对新型的环境监测手段和技术需求日益增加。随着国家、行业对环境监测技术的更新修订,“环境监测”课本中某些知识点滞后的现象逐渐增加。例如,《“十四五”国家地表水监测及评价方案(试行)》(以下简称《方案》)中明确了国家地表水按“9+X”进行监测,按“5+X”进行评价,《方案》于2021年1月1日起实施,进一步完善了国家地表水监测及评价方式。而《方案》在教材中尚未提及,教师需紧跟时事,及时更新教学内容。同时,教师选择授课案例时,需紧跟国内外环境领域热点问题,聚焦环境领域关键问题,根据社会对环境监测的需求不断更新、迭代教学内容。例如,对当前环境领域的研究热点——新型消毒副产物及新兴全氟化合物等的监测方案给予更多关注。另外,部分授课教师的教授方式较为单一,他们大多重理论轻实践,在分析测试的细节方面讲授过多,忽略了前期的监测方案制订以及后期的数据处理和质量控制;师生互动较少,学生上课积极性不高,课堂效率较低。
环境监测是一门交叉学科,要求学生具备化学、生物、物理及环境学基础等学科知识,其对前修课程的要求较高且较多,如没有前修课程的积累,可能会导致学生对监测指标、监测手段等了解不深入。如何能在现有的学时内保证学生掌握课程理论知识,是目前教学中急需解决的问题。这就需要学生在上“环境监测”课之前,掌握仪器分析等基础知识,以及环境专业的基础课程。然而,有些院校基于不同的考虑,在做培养方案时没有注意到前修课程与“环境监测”课程之间的衔接问题,导致教学效果较差。比如,我校的“环境监测”课程排在大二下学期,而“仪器分析”课程排在大三上学期,这就导致学生无法理解“环境监测”课程中仪器的运行原理,而为解决此问题,教师需讲解仪器的原理,导致课时不够用、教学超纲等。
目前,“环境监测”课程的评价方式主要以笔试为主、平时成绩为辅。这种考核方式会误导学生过分追求笔试分数,导致学生过于依赖死记硬背知识点,出现不认真听讲、考试时“临时抱佛脚”等现象。这与地方应用型本科院校的教育目的相背离,不利于全面考查学生的实际应用能力,以及应用型人才和创新人才能力的培养。
在“环境监测”教学内容中,为了拓宽学生的专业视野、培养学生的探索创新意识,需在课堂中引入环境监测的前沿成果,让学生了解最新的环境检测技术和动向[2]。例如,在教授“水中有机污染物指标测定”时,可以讲解最新的关于水体中抗生素类、个人护肤品类及消毒副产物的检测技术,探讨新型的消毒副产物检测过程;在讲授“水中金属化合物测定”时,可以引入新的控制水中重金属的前沿技术,激发学生的探索精神。通过补充前沿科学知识,让学生认识到环境监测知识不仅仅是书本中的内容,一种污染物的发现需攻克许多技术瓶颈,激发学生不断探索、不拘泥于书本的精神。另外,对于前沿内容的扩充,还需授课教师及时跟进最新的研究报道,这样才能让学生学到“新”知识。
为培养新工科人才,实现人才知识、能力、素质全方位协调发展的要求,有限的教学课时已难以满足“环境监测”的教学需求,且地方本科院校存在学生缺乏学习兴趣、学习积极性不高、课上缺乏有效互动等现象[3]。因此,有必要改革传统的教学模式,通过线上线下相结合的教学模式,培养学生分析问题、解决问题的能力和创新能力[4]。
首先,线上利用先进的信息技术,鼓励学生利用碎片化的时间学习,使其主动获取专业知识。利用智慧树平台制作电子书包,在电子书包中分享与课程相关的各种学习资源,如环境污染事故与防治案例、环境热点问题(如微塑料的研究进展等)、国家最新环境相关的法律法规及标准规范等。教师通过设计和利用优质的网上资源(如MOOC等),构建适合本校学生的教学内容和课程。目前,我校基于“环境监测”课程建立的线上资源已开设4学期,点击量超过1万余次,课程中除了有教师讲授的视频外,还有各种大型仪器工作原理的视频动画,这些都可以加深学生对教学内容的理解和掌握。另外,线上课程中还加入了讨论环节,培养学生分析问题、解决问题的能力。在线上课堂中,学生可以学习到一些基础知识,减少线下课堂对简单内容的过多阐述,提升“教”与“学”的质量和效果。
在线下课堂中,可实现高层认知的学习。在教师的引导下,使学生自主式、探索式、合作式地学习。在“环境监测”线下课堂中主要开展重点和难点的讲授、案例分析及科研前沿成果交流等教学活动。对于重点和难点的掌握情况,教师可通过雨课堂等方式获取反馈,这样教师在授课时就能有的放矢。可以通过给学生分小组的形式对工程案例和前沿内容进行分析和交流,培养学生分析问题、解决问题的能力。在上课前,教师可提前将课堂中的内容布置给学生,让学生在课前进行思考,提高线下课堂的利用率。在讲授冷原子荧光光谱法、原子荧光光谱法和冷原子吸收光谱法测定水中重金属时,让学生自己先去查找这些仪器的工作原理,然后在课堂上,以小组汇报的形式将布置的问题进行研讨和交流,教师进行反馈。通过案例讨论的教学方式,将课堂内容变得生动有趣,增加课堂的互动性,提升学生分析问题、解决问题的能力以及创新能力,实现深层次学习。
传统的基于章节知识体系的教学大纲已难以满足如今的教学需求。基于目前教学学时的设置,需要将整个教学内容分成若干个知识模块,每个知识模块再划分成为若干个知识点,教师在讲课时,要本着少而精的原则注意取舍,并加强相关知识点的衔接与融合;凝练出核心教学内容,优化整个知识体系,形成以知识模块为基础的新型教学大纲。例如,在讲授水中金属化合物检测时,因为书中提到的重金属种类较多,如果每个都去教一遍会比较耗时。在授课中,教师可以先让学生自学,让他们总结重金属检测方法中的异同点,最后教师再归纳总结。合理分配线上线下的教学任务,在制定相关学习任务时,需要以知识点为单位,这样可有助于学生自主学习。优化课程知识体系时,要与“环境监测”课程的培养目标密切结合。“环境监测”课程是整个环境专业的课程基础,随着现代技术的发展,各种现代监测技术手段不断出现,在平时讲授中,要结合行业发展和社会需求,适量、实时地引入新技术、新应用,还要与工程实践案例相结合,增强学生的工程应用能力[5]。
对大部分学生来说,课程的考核评定方式直接关系到他们的学习热情,可起到激励作用。目前,“环境监测”课程普遍的考核方式是以期末成绩为主,以往的“环境监测”考试中,主要考核学生对知识点的掌握和记忆,这种方式导致部分学生会在考试前对重点内容进行突击,考试的区分度较低。这种传统的考核形式不利于地方应用型本科院校学生的培养,难以培养出新工科人才[6]。
在课程评价考核中实施全过程评价考核方式,使学生的综合能力得到全面考查,增强学生在专业知识学习中的获得感,提升教学效果。在全过程评价考核体系中,将学生的自主学习、课堂参与度、线上学习情况等都纳入考核标准中,加大过程性评价的占比,考查形式灵活多样,贯穿整个课堂学习阶段。这样授课教师可以及时掌握学生的学习情况。利用线上教学平台,完善参与学生成绩评定的方式。在期末考试中,改变以填空题、选择题等客观题为主的现状,大幅增加可以体现学生综合知识运用能力的开放题,如案例分析等题型。通过这种全过程评价考核方式,促使学生重视课前预习、课堂参与度及知识的实际应用能力。
“环境监测”是一门应用性强、覆盖面广、技术更新快的课程,要想使教学内容与行业发展保持一致,教师不仅要具备扎实的基础知识,还要及时更新教学内容;另外,作为应用性很强的专业核心课,其教学内容需包含大量的实践经验。因此,这就需要地方应用型本科院校实行校企合作的协同育人模式,聚焦企业优势资源,实现产教融合,加深学生对企业实际情况及企业需求的了解。目前,我校与江门市利诚检测技术有限公司、广东搏胜环境检测咨询有限公司等企业开展合作,实现学校与企业共同培养学生。开展校企合作之后,学生可以了解到更全面的检测仪器,学生的学习积极性显著提高。
“环境监测”课程改革需加深课程深度、提升课程难度,这需要不断提高教师的教学水平。因此,“环境监测”课程教学团队的建设有助于课程改革。在教学改革中,线上线下相结合的培养模式需要教师投入更多的精力和时间,仅靠部分教师的努力尚有困难,难以保障课程的教学水平。而课程团队的建设可以使教师协调合作,加强沟通和交流,拧成一股力量,共同努力做好课程改革。因此,课程团队的重要性和必要性显而易见。我校“环境监测”课程亦开展了“环境监测”课程团队建设,团队成员有教授1名、副教授2名、青年教师3名,通过“传帮带”的方式加强团队建设。另外,本课程团队还邀请了2名校外专家加入,提高课程的实践水平,了解行业发展动态,以提升团队的综合素质。
基于如今国家大力倡导工程教育认证和工程建设背景下,我校进行了“环境监测”课程教学改革。“环境监测”是环境类专业的核心课程,本文通过探讨传统“环境监测”课程在教学过程中存在的问题,提出了几点关于课程改革的措施:在教学过程中扩充前沿性内容、线上线下课程相融合、优化知识体系、构建全过程评价考核体系、积极开展校企合作、建设“环境监测”课程团队,通过这一系列改革措施,希望培养的专业人才能满足地方对专业人才的需求,进一步推动高质量人才培养。