环境分析与监测课程系统的建构

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一、环境分析与监测课程群建设背景

科学技术的迅速发展与社会时代的变化对高等教育的改革与发展产生了全方位的影响，当前的高等教育已经从“精英教育”转向“大众教育”，人才培养目标也从对口专业教育转变为有适应性的专业教育，朝着培养厚基础、宽口径的广泛性和通用型人才方向发展。课程设置及其教学内容也带来相应的变革，专业课门数及学时大幅精简，教学内容要求精选优化，推陈出新。面对课堂教学时间相对压缩而教学内容有增无减的矛盾，相关课程内容缺乏纵横协调联系，课程内容重复严重，知识陈旧；综合知识与单科知识以及理论与实践应用之间明显失衡等问题，迫切需要对相关课程的教学内容进行整体规划和融合，而这恰恰属于课程群建设与研究的范畴。课程群是由若干门内容密切相关，前后承接连贯一致的课程集合，一般属于同一学科甚至同一专业。[1]以常州大学为例，将环境工程本科专业课程设置体系中涉及环境分析与监测内容的三门课程，即“水分析化学”、“现代检测仪器与分析技术”和“环境监测”组建为一个课程群。“水分析化学”和“现代检测仪器与分析技术”构成环境分析方法体系（包括化学分析与仪器分析），而“环境监测”依赖于环境分析方法，各课程在内容上密切相关，前后衔接相承，内在逻辑性强，作为课程群可构成环境分析与监测学科完整的教学内容体系。在课程群的大课程整体设计中，通过内容整合及合理的课程衔接关系可以避免课程内容重复或前后脱节，使之前后连贯、内容融合；同时通过优化教学资源配置，革新教学内容与教学方法，使课程之间相互配合与促进，教学中获得举一反三，融会贯通的整体效果，更好地为人才培养目标服务。

二、环境分析与监测课程群建设思路

课程群建设是以课程群为对象，对课程群相关内容进行整合设计，将课程设计与课程实施有效结合起来以提高教学效果的过程。[2]环境分析与监测课程群建设的目的是为了更好地实现专业培养目标，培养具有环境科学理论基础和环境工程技术的创新型、应用型人才，以便更好地适应社会需求。因此，课程群建设必须瞄准专业定位，与行业现状与发展相适应进行长远规划，以人才培养为中心，以课程优化整合为重点，以改革教学内容、教学方法与手段为主要内容，以加强教学基本条件为保障进行课程群建设。本课程群既有系统的理论研究内容，也有实践性强的实验内容，在教学上强调理论联系实际，打破以传授知识为中心的教学模式，转移到注重培养学生实践能力和创新能力、促进学生个性与才能全面发展的教学模式上来，建立传授知识+培养能力+提高素质的新课程体系。新课程体系由三门理论课程和一门实验课程组成，在课程内容的优化整合上，依照大课程的布局进行重新规划设计，打破单门课程内容的完整性，建立大课程体系的完整性，删除重复及陈旧知识，填补空白，使群内课程由相互隔离变成相互贯通，由相互重叠变为相互补充，由相互矛盾变为相辅相成，[3]真正做到教学内容有机融合，相互关联与照应。群内各课程虽然相互联系紧密，但保持相对的独立性，做到界限清晰，层次分明，各具特色，顺序合理。[4]

环境分析方法是课程群的核心内容。教师需要熟悉各门课程的教学内容并理清课程间的相互关系，依据课程间知识点、方法、问题之间的内在联系为结合点，在大课程的层次上连贯统一起来，将理论和技能融合成一个面向问题和应用的知识空间，遵循循序渐进的原则，按照由浅入深，先基础再综合的方式组织，教学内容随教学过程的推进而不断加深递进和拓展延伸，以整体、综合的科学思维方法训练学生的综合能力。课程群是教学目标的载体，本课程群的教学目标是培养具有环境污染检测与监测知识和技能的专门人才，重在知识的应用与实践，故新课程体系突出了课程群的实践定位，通过扩充实验内容和增加实验课时加强实践教学，实验课时与理论课时之比为1：2。在教学过程中遵循理论和实践相结合的原则，走知识理解→提出问题→实际操作→总结分析→实习应用→深化学习的路子。

三、环境分析与监测课程群的课程体系

环境分析与监测课程群旨在培养学生对环境污染进行分析与监测的方法和技能，为日后工作打下良好的理论基础和扎实的实验技术基础。课程群的主要内容包括环境样品的预处理技术，数据分析与质量保证，酸碱、络合、沉淀、氧化还原四大滴定分析方法，紫外-可见吸收光谱法，包括电位分析、伏安分析、库仑分析和电重量在内电化学分析方法，以气相色谱和高效液相色谱为主的色谱分析法，以原子吸收、原子发射、红外、分子发光为主的光谱分析法，利用上述各类定性定量分析方法及其使用的仪器，开展大气、水、土壤、固废等污染物分析，同时掌握噪声、放射线监测方法，生物监测和简易的自动监测技术。在原来各门课程中均包含相关的课程实验，在实验内容及分析方法上均有重复，因此在课程群体系中，将原先各门课程的实验内容抽取出来，经过重新设计，整理综合为独立的实验课程，即“环境分析与监测实验”，课程群设置体系以及内容分解和课时分配见表1，实验内容及课时分配见表2。样品采集、保存及预处理，数据处理和质量保证在各课程中均有涉及，为避免简单重复，这部分内容全部安排在“水分析化学”中学习，删除“水分析化学”中关于电化学和色谱等仪器分析的内容，放在“现代检测仪器与分析技术”课程中，简化仪器分析原理中高深的理论，强调应用，同时结合学科发展，补充当前环境分析中广泛使用的一些技术与仪器如总有机碳测定仪，微波消解、膜萃取制样，仪器联用技术，化学计量学方法等内容。环境监测的重点是监测点布置以及针对分析项目与内容选择和应用各类分析方法，通过监测实例综合运用所学知识，温故以知新。在课程安排上先理论学习再动手操作，课程顺序是先开设“水分析化学”和“现代检测仪器与分析技术”，然后是环境监测，实验课程紧跟其后。

环境分析与监测实验课程旨在培养学生严谨认真的科学态度和熟练的实验操作技能，是理论联系实际及知识综合运用的试验田，是提高实践能力和创新能力的催化剂，科学合理地设计实验项目和实验内容至关重要。实验项目的重点放在水质和大气的常测指标上，方法主要以化学分析和分光光度法为主，考虑到环境分析与监测领域大型仪器的日益广泛使用以及自动化趋势，结合当前环境污染热点和敏感问题，增设了仪器分析和开放性实验。实验类型包括基础性实验、验证性实验、综合设计性实验以及开放性选做实验各类型，在内容上涵盖大气、水、土壤、噪声监测。基础实验、验证实验和演示实验为必修项目，综合设计性实验任选一项。综合设计性实验要求学生在教师指导下，查阅文献资料，完成实验方案的设计、样品采集、污染物监测，进行数据处理和提交实验报告。自选实验为开放实验室所开设，供学生在综合性设计实验及课外科研实践选做。

四、环境分析与监测课程群的实施措施

为了确保课程群建设目标与人才培养目标的重合与实现，需从课程群管理制度、师资队伍建设、教材建设、教学条件建设、教学方法与手段改革等各方面努力。[5]以常州大学为例，环境分析与监测课程群通过人才引进和教师的培训进修，组建了一只以中青年、中高级职称和研究生学历为主的稳定的师资队伍，团队强调教学和科研意识，具有较高的教学水平和发展潜力。课程组在教师培训上做了很多工作。通过老教师的“传帮带”，青年教师开展课堂技艺竞赛，专任教师积极参与“讲、听、评”活动，相互听课和集体备课等一系列有计划的教学活动，切实提高了教师的授课水平。

课程组实行组长负责制统一管理，从制度上加强课程群建设的管理和监督。群内形成了比较自由的学术氛围和固定的交流制度，共商设计思路、实施方案。课程组对于教学大纲的修订，课程规划、内容整合、课时调整、顺序安排、教师选派、设备使用、实验设计、教研教改等一系列问题都进行了集体讨论，获得大家认同后即付诸实施。课程组从长远规划每门课程，重视教材研究和教材建设，各课程选用的教材和教学参考资料均为国家精品教材、二十一世纪优秀教材或获奖教材，要求专任教师透彻理解教材内容，博采众长，灵活把握教学内容。不断总结教学经验，自编本土教材和讲义，目前已有三门教材正式出版。课程组主动开展教学研究，积极参与网络课堂、精品课程、教学改革等项目的申报，为教研教改创造了良好的氛围和条件。

为了提高课程群的教学效果，必须对教学方法和手段，教学内容进行改进和改革。在课程组内部定期开展教学研讨活动，学习现代教育教学新理念，通过公开课和示范课的形式，探讨如何灵活开展案例式、启发式、讨论式、开放式、探究式等各种教学方法，切磋如何熟练合理使用各种教学手段如幻灯片、黑板、多媒体、网络课堂、实物等，经过摸索总结再使用到实际授课过程中，学生对这些变化的反应较好。在教学内容改革上，删除了陈旧过时的知识点，注重学科前沿、研究热点、发展趋势，补充反映学科变化和发展的新理论、新观点、新技术，对教学内容精选优化，突出重难点，合理分配学时，精讲教学内容，精用教学时间，追求内容精，概念清，效果好。

实践环节对于培养具有实际动手能力的应用型和创新型人才具有重要作用，实践教学环节改革是课程建设的重要内容之一。利用中央与地方共建项目，实验条件得到了很大的改善，从基本的实验教具到大型仪器都比较齐全，可开设的实验项目较多，可使学生技能强化、开拓思维。课程群开设了独立的实验课程，在实验内容设计上，减少了验证性实验，增加了综合性、研究性和开放性实验的比例，促进了学生分析问题、解决问题和实际动手的综合能力。实验课程采用综合考核方式评分：平时成绩20％，报告成绩40％，操作技能30％，创新意识10％，操作技能成绩由实验考试确定，一般选择一项验证实验作为考试项目。此外，通过建立校外实习基地，校企联合和产学研联合等平台，让学生在校园里学到的知识和技能应用到生产实践当中，巩固所学并根据实践中出现的新问题研究解决办法，深化学习。

五、结语

课程群建设的实践活动与理论研究在当前高等教育领域相当活跃，课程群建设和研究的内容非常宽泛，涉及师资、教材、课程、实验室建设，内容整合与学时分配，教学研究与改革，以至于学科发展和专业建设，是一件任务繁重、头绪复杂的工作；作为一种新兴事物，关于课程群还有一些地方没有形成一致的认识，对于课程群的设计与实施还有很多地方需要研究，在建设中也出现了一些问题，例如如何保证课程群建设取得大于单门课程建设之和的整体效果，[6]还有很多值得探索的地方，环境分析与环境监测课程群的建设也必然要不断地摸索，在教学实践中不断地试验，才能找到一条到达教学目标的新航线。