夏德华 曹菁 许贵智 梁卓城 何春

摘  要：环境监测是环境专业本科所开设的重要必修课程，该课拥有较强的实践性与综合性。故在教学过程中需要采用合理有效的教学方法来实现学生对理论知识与实验操作的掌握并激发学生的学习热情，为培养环境类综合型新工科人才打下基础。该文着眼于环境监测教学的具体目标，探讨教学工作中可采用的改进手段，包括优化教学内容、改进教学方法和鼓励实践等。在探索改革过程中提出线上线下混合式课程教学手段，通过此方法进一步完善教学体系，提高教学质量。

关键词：环境监测；教学方法；新工科；教学改革；线上线下混合式

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）03-0060-04

Abstract： Environmental Monitoring is an important compulsory course for undergraduates majoring in environment， which is practical and comprehensive. Therefore， it is necessary to adopt reasonable and effective teaching methods in the teaching process to realize students' mastery of theoretical knowledge and experimental operation and stimulate students' learning enthusiasm， so as to lay a foundation for cultivating comprehensive new engineering talents of environment. This paper focuses on the specific goal of Environmental Monitoring teaching and discusses the means of improvement in teaching work， including optimizing teaching content， improving teaching methods and encouraging practice. In the process of exploring the reform， we put forward the blended online and offline course teaching method to further improve the teaching system and improve the teaching quality through this method.

Keywords： Environmental Monitoring; teaching method; the new engineering; teaching reform; online and offline mixed mode

互联网、人工智能的发展给传统行业带来了颠覆性影响。面向产业未来发展需要，传统工科需要通过信息化、智能化的渗透而转型、改造和升级成为新型工科。环境科学与工程是一门新兴的综合性学科，建立于多领域知识体系之上，主要研究环境及其与人类的关系、如何通过工程改造环境、解决环境污染等方面的基本知识和技能，进行环境工程建设、环境质量监测评价、环境污染防治等。其中，环境监测（以下简称“本课程”）是高校环境类相关专业的核心课程，旨在让学生了解环境监测的基本概念及原理、各类指标的监测方法理论与技术，掌握方案设计、布点取样、样品储存处理以及分析测定等基本技能。本课程内容综合性较强[1]，理论与实践并重，对已有一定基础的学生而言内容并不完全陌生，但同时又更加深入专业。由于新冠病毒感染疫情影响，自2020年开始各高校不得不陆续开展线上授课。考虑到特殊时期线上教学的必要性以及互联网教学的便捷性和灵活性等独特优势，合理地将线上授课与线下教学相结合以助力环境监测课程教学是十分必要的。

国家所需的新工科人才不仅需要拥有过硬的专业知识与将各门类融会贯通的学习能力，更需要注重培养其工程思维、数字化思维、生态意识和环境保护意识，乃至家国情怀与全球视野[2]。怎样在新工科建设的大背景下开展教学工作，培育新工科人才？教师如何设计教学方案？何种教学形式更为高效？本文以广东省中山大学为例，就在新工科背景下如何更好实施环境监测课程的教学进行探讨。

一  环境监测课程目标

环境监测的理论与实验课程分别开设在大二与大三学期，此时学生已经学习了大部分基础通识课、实验操作课和部分专业理论课程，具有一定的基础知识储备。在内容方面，环境监测主要介绍了水、气、固、土以及噪声等不同对象的监测理论方法和实践应用。故本课程的总体教学目标是向学生介绍环境监测方面的基础知识和发展历程，激发学生对专业的学习兴趣；结合过往所学理论应用于实际操作，锻炼学生学以致用的能力；帮助学生了解环境领域中的一项重要工作，对环境从业者所要承担的社会责任加深理解，对我国生态文明建设的基础工作的认识更加清晰；此外还应关注国家和国际水平上监测方法的进展，紧跟时代潮流。

随着社会、技术的变化与发展，本课程计划的实施过程中逐渐发现了一些问题。首先，本课程包括理论教学与实验部分，单一的教学形式已经无法满足课程需要。线下授课形式以传统板书与简单多媒体为主，授课方法多是输出式教学，上课课时有限并且不便监督学生课前预习与课后复习的情况，使授课效果难以得到保证；而线上授课又面临着难以落实本课程实验部分和培养学生实际动手操作能力的问题，同時线上也未形成系统的教学模式，缺少配套的网络课程。除了以上提到的采用何种教学形式的顾虑，在其他方面同样存在教材老旧、知识更新滞后，对本课程中的实验操作部分不够重视，以及评估手段较为单一等问题。

二  环境监测课程改革方法

（一）  教学内容

1  重视基础知识，辅以难点问题

环境科学与工程是一门交叉学科，所涉及的知识范围比较广。因此，本课程要求对教学内容进行系统化讲解，包括水气固土各个基础方向，同时也需兼顾物理性污染等分支。但在有限教学课时中要求详细讲解教材中的所有内容是不现实的，因此教师必须根据教学对象的需求对教材中的内容进行针对性的取舍，结合环境学导论等课程中学到的知识打好基础，在此之外根据本课程的特点突出重难点。在内容结构的安排方面要做到循序渐进，做好从理论知识到方法技术的衔接，使学生易于接受以打好基础。由于环境学科是一门理论性较强的应用科学，故应详细分析其中具有一定规律性的基本理论，理清其中脉络，促进学生思维的连贯性；同时教师也要注重其应用方面，训练学生对基础操作的熟练度并重点讲解实验课程中的设计与操作难点。

2  革新老旧内容，关心政策方向

随着化学、生物、材料等各个学科的快速发展，原本的教学内容已经无法表现当前环境学科的发展情况，也难以应对新出现的环境问题。现代教育的发展要求在教学中革故鼎新，在保留经典理论的同时删去过时观点，并补充新近发展的理论和科技成果。教师还应留意近年发布的各行业污染物排放标准、与环境治理相关的法律法规、与环境保护有关的国家政策以及最近发生的环境问题，将其纳入教学内容，做到与时俱进。虽然该做法导致教师备课工作量的增加，但对时事进行分析整理得出的发展对比能激发学生对当代环境问题的探索欲望。

例如，在新冠感染疫情大背景下，国家对《危险废物焚烧污染控制标准》进行了修订，完善了危废焚烧污染控制管理要求；并首次发布《医疗废物处理处置污染控制标准》，填补了我国相关污染控制方面的空白。在环保政策方面，国家近年提出《2030年前碳达峰行动方案》，为日后的降碳工作指明了方向。

3  重视实验思维，训练综合能力

传统环境监测实验课程中，教师通常会在实验开始前讲述实验内容与注意事项，然后再由学生按照设计好的实验方案进行机械式的操作[3]。这种教学方法与大一的基础实验课流程类似，但从一门专业实验课的角度来讲则缺乏了对学生思维的训练。课程中学生比较被动和消极，对实验兴趣不足。环境监测属于一种综合性工作，有其完整的流程以及明确的实际应用价值，包括从实验方案设计、布点取样及预处理、监测样品指标到后续数据分析处理，最后得出一个具有后续指导作用的结果。综合性实验要求学生充分利用所学知识与多种实验技能解决较为复杂的实验问题，是提高学生综合素质与创新能力的重要途径。故中山大学（以下简称“我校”）在教学中“授之以渔”，除了教师讲授实验原理，还加入了学生独立设计试验方案再进行评判的教学步骤，充分发挥学生的主观能动性和创造性。

4  结合就业情况，培养社会责任

老师还可邀请生态环境局研究员以及水库水质监测技术员等环境监测从业人员通过线下讲座或腾讯会议等方式来给同学们上一堂课，结合他们的日常工作来现身讲解各自领域的专业知识和工作意义。这样与环境专业从业人员的直接面对面交流有助于帮助学生认识学到的知识除在实验室进行理论研究之外，更重要的是在现实生活中如何应用、能为社会作出怎样的实际贡献，在该过程中形成正确的自我定位，增强社会责任感。如此一来可以为学生做好从校园到社会的过渡，让学生直接了解到本专业的就业情况，帮助他们对环境整体行业形成比较清晰的认识，有助于學生为后续的选择构建初步规划。

（二）  教学方法

1  导向教学，自主训练

在授课过程中结合具体案例来阐述相关理论，从历史上或当代公认的环境事件切入，由教师先介绍背景，再提出设问引导学生对典型案例分析讨论，减少教师对学生的单向输出和学生对知识的被动接受，锻炼学生自主思考的能力，并提高了教学的生动性和趣味性，鼓励学生积极主动地学习。在实验课程中，通过“任务驱动”[4]的教学方法，老师可在理论课时前给出实验背景与要求、近年相关真实案例，或是结合前期专业课学过的环境事件来讨论实施环境监测的必要性及手段，增加课程体系的连贯性。让学生结合背景与实际案例自行设计实验方案，这样既能强化实验预习阶段，又能提高学生对实验课的兴趣，在熟悉实验操作的同时锻炼整体思维，有助于学生后续从事科研工作或实习。此外，通过对生态环境部等相关部门发布的国家标准的学习可以让学生对相关环境数据产生一定概念，了解枯燥数字的背后对应着什么样的环境水平，并根据数十年来标准的迭代更新，体现出我国的政策转变与行业技术进步。例如钢铁行业的超低排放标准进一步规定了烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放限值，相应的新兴技术路线的低温电除尘、低氮燃烧改造等对于污染物排放控制的效果相比老技术提高了多少。

大学不仅需要培养学生解决问题的能力，更要教会他们如何提出问题。在后期已经掌握本课程的大致全貌的情况下鼓励学生自拟题目分组调研，这样的训练对于新生来说是比较新奇并具有挑战性的，也是帮助他们开展本科专业性学习的必要途径。该种各方参与式教学需要教师引导学生充分发挥主观能动性，主动、积极地获取大部分课堂相关的知识从而完成环境知识体系的自我构建。

2  新媒体助力，建设线上教学系统

互联网给我们带来了多元化的网络教学材料，不仅可以从网络资源中寻找到现实素材作为课堂切入点与例证，还可以利用网络资源中的视频图像或动画等形式使教学变得生动。相对于传统板书，多媒体教学形式能在有限时间直观地传达更多知识。研究表明人类的大脑更容易接受图像而不是文字，所以使用图形辅助记忆知识的效果会比单独使用文字好得多。在课堂中穿插学生喜闻乐见的视频、图像、动态模型等新教学形式，有利于化抽象为具象，提高学习乐趣与积极性。

教师可以通过将互联网资源与本课程的结合，将知识的传授和能力的培养结合起来，通过提供多元化的教学材料，帮助学生构建完整系统的知识体系，促进学生对知识的融会贯通，提升和发展学生的学习能力[5]。网络教育平台可充分展示课程的参考教材和扩充资料，方便学生课前预习和课后复习。充分利用雨课堂与慕课等网站打造互联网平台，开设网上互动社区，帮助师生突破线下教学条件的限制进行更密切的交流。在此前大部分院校还是缺少对线上教育平台的关注，再加上环境监测课程理论与实践并重的特殊性，导致线上授课时缺乏系统、可用的环境监测教学素材。考虑到这个问题，我校录制了环境监测说课视频与系列微课程视频助力线上教学，内容包括系统介绍环境监测知识体系、讲解部分重要知识点以及有代表性的检测指标的实验操作。该模式不仅可以及时更新教材中滞后于学科发展的部分[6]，还可以将难以文字表述的实验操作更加直观地展现出来，有利于学生接受最新理论，消化知识和熟悉操作，提高实验课程的安全性。

（三）  实践教学，开拓第二课堂

“学以致用、用以促学、学用相长”是学习的最终落脚点，如果不注重把学到的知识运用到工作中，即使再博学也不能说达到了学习的最终目的。除课堂教学外，作为一门基础课程也应适当引入一些其他更为贴近现实的教学手段，例如组织学生在校内进行实验锻炼、去往校外进行参观见习或亲身参与环保活动等社会实践。在讲解到“水体质量监测”一章时，本学院会组织学生一同参观东校园内的珠江流段，采集水样并在学院的公共实验室进行检测，对比地表水环境质量标准判断该时段珠江水质，对判定水质标准的水平产生现实认识。在实验完成后学生以小组形式提交专题报告或班级内展示，就实验结果和过程中遇到的困难和心得抒发自己的感受。

在条件允许的情况下，学院可组织学生实地参观电厂、化工厂、污水厂等企业，让学生对各个技术工艺的排污项目与指标有更直观的认识。但由于疫情原因和大批学生出校可能存在的安全隐患，也可以选择使用虚拟仿真平台对工厂进行线上参观，通过交互技术并结合实践教学内容，实现学生在教室就能身临其境地体验实践环境。

在实验课实际授课的同时，课堂之外，教师也应鼓励学生参与大学生创新创业项目、教师的科研项目等实践活动，提出明确的科学问题并结合课堂所学来设计解决，既有相当高的自由自主度，又能使学生将所学知识应用起来，落脚于实践。

（四）  双语教学，接轨国际

引入双语教学是当前高校教育改革的必然趋势，也是培养新世纪复合型人才的重要方式之一。在了解术语的基本概念的同时，课程有必要增加对其对应英语的学习。不仅要给学生普及环境学基础知识，还要从一开始就打下良好的专业英语基础。在大二大三期间，本院有相当一部分学生加入研习小组，进入实验室进行科研活动。在从事科研期间，阅读国际主流期刊是非常重要且必要的。但从目前的状况来看，对于大多数学生而言，进行非母语的阅读是有一定障碍的，尤其是当文章还带有非常强的专业性时。故在本课程中加入双语元素有助于学生后期进一步的专业知识学习和外语实际运用。本课程作为环境学科基础课，具有涉及面广、发展迅速的特点，双语教学有助于跟踪国际环境领域发展前沿，了解国际上先进的技术理念，体现出教学内容的与时俱进。

在教学实践过程中可以采用以下方法自然引入双语内容：①在课件幻灯片中插入英文关键词和关键知识点，提高学生对新知识的接受度；②教师给学生推荐一些英文环境宣传片及专业英文文献，在课堂上一同观看或留给学生课后阅读，再对其内容理解进行讨论；③在课后习题中布置一定比例的英文题目并要求使用英文回答，以增强对外语的运用能力。在设置此类教学模块时，还应特别注意学生英语水平的差异，因材施教，调动不同层次英语水平学生的积极性，提高参与度。

（五）  融入“习言习语”，立足时代背景

环境专业大学生肩负我国生态文明建设和环境保护的重任，故教师在对学生进行专业素质培养的同时还需注重生态价值观教育，引导学生主动承担全球环境保护的义务和责任。环境监测是生态环境保护的重要支撑和技术基础，具有极强的实效特征，与行业标准、国家规范等有紧密联系，思政元素特色明显[7]。从这几年的新闻中可以看出习近平总书记对环境保护非常重视，从2012年12月至2021年12月多次发表有关环境保护的重要讲话，观点与环境监测课程高度契合。从“绿水青山就是金山银山”到“保护生态环境就是保护生产力，改善生态环境就是发展生产力”；从“着力推进人与自然和谐共生”到“加快生态文明体制改革，建设美丽中国”；从“坚决深入打好污染防治攻坚战”到“如期实现碳达峰、碳中和目标”“为全球绿色转型作出贡献”等无不体现了总书记对环境保护的高度重视，同时传达出对环境人的殷切期望。在教学中适时、适量引入“习言习语”，讲解讲话内容，不仅能丰富教学文案，提振学生学习本学科的信心，同时亦可与国家发展主旋律产生共鸣。

（六）  优化教学考核评价

采取教师评价与学生自评相结合、课堂展示与期末考试等多种考核方式相结合来考察学生对于教学内容的掌握情况与应用能力。主要依据作业、实验技能掌握和实验报告三部分来进行实验成绩的评定。作业的布置方面应适当减少题目数量的同时注重出题质量，力求每道题目都能引起学生的深度思考；课前预习性质与课后巩固性质的作业并行布置，提高课堂上的学习效率，巩固知识的吸收效果。实验考核除了要体现对实验原理的掌握，更重要的是考量学生方案设计是否合理，实验操作是否规范等。适度提高调研报告、实验操作[8]等“实践型作业”的占比有助于改善学生“重理论轻实验”的普遍现象，全面考察学生资料分析、知识应用和专业实验报告写作等各项素质。最后根据设立的考核方式合理确立考核评价的量化标准，确保公平赋分。

三  结束语

随着国家科技发展和人民环保意识的提高，一些现存的环境问题亟需解决。在碳达峰、碳中和大背景下，我国对新时代专业环保人才的需求进一步扩大。因此，环境监测作为环境专业基礎课程的教学意义和作用不言而喻。通过更新教学内容、采用多种行之有效的教学方法，全方位、多层次地开展教学工作，激发学生对课程乃至本专业的学习兴趣，在实践中加强学生对于理论知识的理解、掌握与应用，极大提高该课程的教学质量。除教材内容的教学以外，教师还应注意培养学生的环境意识，贯彻绿色低碳的生活理念。综合以上教学方法更好地开展教学工作，有助于为国家培养优秀的新时代高等环境人才。

参考文献：

[1] 陈淼．环境监测课程的教学与实践改革初步研究[J]．赤峰学院学报：自然科学版，2016，32（6）：254-255.

[2]  “新工科”建设行动路线“天大行动”[J].高等工程教育研究，2017  （2）：24-25.

[3] 叶琳琳，刘波，蒋慧.环境监测实验教学改革探讨[J].实验室科学，2014，17（4）：135-137，141.

[4] 曾爱斌.基于任务驱动、理实一体的高职课堂，教学改革与实践——以环境监测技术与实训课程为例[J].西昌学院学报（自然科学版），2016，30（1）：126-129.

[5] 赵竹子，叶招莲，马帅帅，等.“互联网+”模式应用于环境监测课程教学优势分析[J].广东化工，2021，48（17）：311-312，302.

[6] 王媛．浅析“互联网+”背景下《环境监测》课程的教学改革[J]．云南化工，2018（1）：246-248．

[7] 王东梅，龚正君，吕淼，等.环境监测课程中的思政内容设计[J].高教学刊，2022，8（18）：190-192，196.

[8] 郭兴强.环境监测实验课程建设探讨[J].教育现代化，2017，4（35）：48-49.