景　江,谷　儷,周　箏,王付軍,吳菊珍

(成都工業(yè)學院，成都　610000)

· 環(huán)境監(jiān)測 ·

地表水樣采集實驗融入環(huán)境監(jiān)測實驗課程的探索

景江,谷儷,周箏,王付軍,吳菊珍

(成都工業(yè)學院，成都610000)

環(huán)境監(jiān)測實驗課程是環(huán)境專業(yè)的基礎實驗課程，是培養(yǎng)學生專業(yè)實驗技能、技巧的重要途徑。將地表水樣的采集實驗加入到環(huán)境監(jiān)測實驗過程中，水樣采集由學生自己動手完成，由此大大提高了學生的實驗興趣及動手能力，同時也促進了實驗教師專業(yè)水平和綜合管理素質(zhì)的提高，為提高環(huán)境監(jiān)測實驗課程整體質(zhì)量起到了積極的作用。

地表水樣的采集；課程體系；環(huán)境監(jiān)測實驗；探索

1　引　言

環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境科學與環(huán)境工程等相關專業(yè)的必修課之一。環(huán)境監(jiān)測實驗課程是將環(huán)境監(jiān)測理論知識付諸實踐的重要途徑之一，目標是使學生掌握環(huán)境監(jiān)測的基本理論和知識，以污染物為主線，掌握從布點、采樣、樣品保存及前處理到選擇科學的分析方法和數(shù)據(jù)處理的環(huán)境監(jiān)測全過程，使學生具備從事環(huán)境監(jiān)測工作的能力及素質(zhì)[1～3]。2009年，我校的環(huán)境監(jiān)測課程被評為教育部環(huán)保與氣象類教指委精品課程。

2　目前環(huán)境監(jiān)測實驗教學存在的主要問題

傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測實驗教學，實驗所需的監(jiān)測樣品和試劑往往由實驗教師準備好，然后由學生按照實驗指導書設計的方法進行操作。整個過程是機械式的、死板的，對待測樣品從何而來？如何而來？沒有深刻的認識。與環(huán)境監(jiān)測的實際情況相距很大[4～6]，導致學生對實驗課的興趣不高，嚴重影響了實驗教學質(zhì)量的提升，最終編寫出全班相似的實驗報告。實驗教學模式僵化[7～9]，實驗考評制度不能激發(fā)學生創(chuàng)造性等問題[10，11]。因此，通過加入戶外采集實驗來提高學生的積極性、和責任心，并以此來推動環(huán)境監(jiān)測實驗教學改革的探討是非常必要的。

3　實驗項目設置

環(huán)境監(jiān)測實驗課程主要根據(jù)理論課的內(nèi)容設置實驗項目，采取循序漸進、先易后難的原則。目前共設置10個實驗項目，分為基礎性實驗、綜合性和設計性實驗，涵蓋水、氣、聲等領域。其中，又以基礎性和綜合性實驗為主，而基礎性和綜合性的實驗項目中近80%都是水體指標的測定，見表1。因此，環(huán)境監(jiān)測實驗課程選擇地表水體作為學生戶外采集的對象。加入地表水樣的采集實驗后，本課程實驗變成了4個大類，分為戶外實驗、基礎性實驗、綜合性和設計性實驗，實驗項目增加到11個。

表1　環(huán)境監(jiān)測實驗項目

4　地表水樣的采集項目

地表水樣的采集實驗是環(huán)境監(jiān)測實驗專周的第一個實驗項目，也是唯一一個戶外實驗項目。實驗的目的一是讓學生真實了解待測水樣從哪里來，通過自己動手采集水樣，認識環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)容和程序。二是每個實驗小組后面幾天都必須用自己采集的水樣進行實驗。學生對通過自己動手采集的水樣都格外的珍惜，實驗的認真程度很高，責任心也很強。

4.1教材與教案

實驗教材采用我校內(nèi)部編寫的《環(huán)境監(jiān)測實驗指導書》，主要是根據(jù)環(huán)境監(jiān)測理論課以及相關的環(huán)境標準編寫而成[12～14]。另外配套有《環(huán)境監(jiān)測實驗報告》，將每個實驗項目給學生流出了填寫數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、畫圖貼圖、粘貼照片等位置。這樣做的優(yōu)點是：每個學生將其水樣照片(粘貼標簽紙)、溫度顯示照片、pH試紙(用膠水黏貼)等貼在實驗報告的附圖處，要求每個學生必須自己動手完成采樣實驗、處理實驗結果、完成實驗報告。杜絕了學生間的互相抄襲行為；實驗報告的封面、大小、格式等整齊劃一，便于收集、歸檔。

4.2實驗過程

實驗過程中，學生3人一組，站位成三角形。其中一名小組長負責指揮協(xié)調(diào)工作，并做好現(xiàn)場描述、采樣記錄、拍照取證。一名采水員負責采集水樣，并讀取水溫。還有一名取水員負責將水樣取入采樣容器中，然后根據(jù)水樣用途加入保護劑、調(diào)節(jié)pH等，貼好標簽、封存水樣。每一組學生做平行實驗3次，每次實驗互換角色。

采樣地點在我校內(nèi)部的一處人工湖泊岸邊。水深1.5m，水質(zhì)良好，周圍沒有動、植物，便于實驗操作，也便于清潔打掃。

(1) 儀器和試劑

采水器(2500ml/L有機玻璃采水器)；采樣容器(500ml/L試劑瓶)；硫酸(1+1)；廣泛pH試紙；標簽紙；其他防護用品。

(2) 采樣步驟

采樣前準備：選擇并洗凈采水器、采樣容器；配制水樣保護劑；攜帶pH廣泛試紙和水樣防護必須品。

采樣：在規(guī)定的采樣點，規(guī)定的采樣深度(水塘深小于2m)，用水樣將采水器和裝水樣容器洗滌3遍，采集水樣、平行樣和現(xiàn)場空白樣各一個，加入保護劑，調(diào)節(jié)pH，作好現(xiàn)場描述和采樣記錄，貼好標簽，對水樣采取適當保護措施，將水樣安全帶回實驗室。

(3) 注意事項

采樣的一般安全預防措施；注意水文特征的影響及描述；注意避免樣品被污染；注意保持采樣現(xiàn)場的環(huán)境衛(wèi)生。

4.3現(xiàn)場演示與管理

在現(xiàn)場，指導教師通過自身的實驗操作，讓學生觀看到規(guī)范和完整的實驗操作與步驟。學生可以結合實驗指導書以及自己分組情況、分組角色，很快了解到自己的實驗操作流程和實驗目的。

現(xiàn)場管理的目的一是檢查學生的操作是否規(guī)范并給與糾正，解答學生的提問，通過觀察學生的實驗操作，對學生的現(xiàn)場實驗表現(xiàn)進行評價。二是做好實驗現(xiàn)場的安全工作，維護現(xiàn)場的紀律。將現(xiàn)場劃分為實驗區(qū)、等待區(qū)、討論區(qū)，不同實驗進程的同學必須待在各自的區(qū)域。實驗區(qū)最靠近水邊，也最危險，等待的同學不準進去實驗區(qū)，并嚴禁學生嬉戲、打鬧。三是保護好現(xiàn)場的自然環(huán)境，取水時盡量不要擾動湖泊內(nèi)的底泥和水生生物，清洗用水不準倒入湖泊，實驗產(chǎn)生的廢物廢水統(tǒng)一回收處置。

4.4實驗報告的制作與批改

由于是采樣實驗，實驗報告制作的格式與方式也有所不同。實驗報告以表格的方式形成，在表格中學生需要填寫采樣人員、采樣步驟、現(xiàn)場描述、采樣記錄等內(nèi)容，采樣結果欄中則需要黏貼水樣照片、水樣標簽照片、水樣與人員合照、pH試紙照片(照片以A4的紙打印)。這樣就保障了每個同學都必須參與到實驗中，實實在在地完成實驗、形成實驗結果，也杜絕了個別同學偷懶、抄襲實驗報告的行為。

5　水樣采集對環(huán)境監(jiān)測實驗課程的影響

5.1增加了學生的實驗興趣，提高了學生的實驗積極性

通過觀察，學生在戶外采集水樣的過程中情緒都較高，每一個實驗步驟都希望自己親力親為，有時甚至出現(xiàn)互相爭搶操作的情況。戶外實驗產(chǎn)生的新鮮感對學生實驗興趣的增加起到了很好的促進作用。二是學生第一次以專業(yè)實驗的方式接觸自然、采集地表水體樣品，在這個過程中會產(chǎn)生一種成就感，使學生覺得可以學以致用，理論與實踐相結合，提高了實驗積極性。通過第一天的戶外采樣，都會將學生的實驗興趣調(diào)動起來，他們對自己采集的水樣都有一份感情和期待，這份感情和期待推動著他們在整個環(huán)境監(jiān)測專周中保持高度的實驗關注度和積極的實驗態(tài)度。

通過問卷調(diào)查的方式，統(tǒng)計了學生對水樣的采集實驗的評價。通過圖1可以看出實驗改革后，學生對實驗的興趣程度有了整體的提高，一半以上的同學都對實驗很感興趣。

圖1　學生對實驗興趣評價Fig.1　Evaluation of students' interest in experiment

5.2加深了學生對實驗的了解，提高了學生的實驗成績

通過自己動手采集水樣，學生深刻認識了實驗待測水樣從哪里來，也在一定程度上加深了對環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)容和程序的認識。學生對自己的水樣狀況了解得十分清楚。例如，在實驗水中溶解氧的測定中，學生在實驗前發(fā)現(xiàn)了水樣中有沉淀，最終的實驗結果證明誤差很大。根據(jù)學生的回憶和分析，認為在采樣時不慎將水中的底泥或大塊懸浮物采入水樣，因此產(chǎn)生了干擾，最終導致結果不準確。

可見，自己采集水樣用于實驗，可以使學生對其他實驗項目有更深層次的了解和分析，他們可以自己融會貫通，對其他實驗的化學反應、實驗原理、實驗目的都主動的深入思考。

通過對幾屆學生實驗成績的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，加入水樣的采集實驗項目后，學生的整體實驗成績有了一定的提高，如圖2所示，85分以上(優(yōu))所占的比例提高了一倍左右，70分～80分(良)所占的比例也有所提高。

5.3增強了學生的團隊協(xié)作意識，提高了學生的動手能力

傳統(tǒng)的實驗課程中，學生一般是分為兩人一組或一人一組來完成實驗，一人一組的模式中，學生幾乎沒有協(xié)作的機會。兩人一組的模式中，往往會出現(xiàn)兩級分化的情況，其中實力強的同學喜歡自己包攬，不太喜歡別人插手，實力弱的同學也正好樂得清閑，在一旁袖手旁觀。這種情況在傳統(tǒng)實驗課程中是常見的，也是很難控制和避免的。

圖2　學生的實驗成績分析Fig.2　Analysis of students' experimental grades

如前所述，水樣采集實驗實行3人一組，3人的分工和角色各不一樣，用客觀條件約束了學生自己的“懶惰”和相互間的“推諉”，促使他們相互協(xié)作，按照程序完成實驗，同時提高了他們的動手能力。

5.4促進了實驗教師自身素質(zhì)水平的提高，提高了環(huán)境監(jiān)測實驗課程的整體質(zhì)量

戶外實驗不但豐富了學生的知識，同時也對實驗教師提出了更高的要求。在教學過程中，教師必須在現(xiàn)場進行演示，每個步驟和程序都要邊做邊講，每個動作都要做到位、做標準。在現(xiàn)場，要將相關的水文、地理、環(huán)境方面的知識介紹給學生，還補充一些環(huán)境監(jiān)測工作、環(huán)境考察方面的案例。實驗過程中教師的精神高度緊張。因此，實驗教師不能只局限于實驗知識、實驗原理、儀器使用，還要努力提高自己的專業(yè)水平和綜合管理素質(zhì)。

表2為實驗教師課后對實驗課程的整體評價，通過評價學生在實驗中的專注程度、教師自身的實驗參與程度以及實驗課程的整體質(zhì)量，反應教師對實驗教學改革的認可程度。

表2　實驗教師評價

6　結　語

水樣采集實驗加入到環(huán)境監(jiān)測實驗課程中給這門課程帶了正面的、積極的影響，帶動了整個實驗課程往良好的方向發(fā)展。尤其是在提高學生興趣方面，比傳統(tǒng)的實驗課程給學生的感官沖擊更大、操作要求更具體，更能激發(fā)學生的興趣點和主觀能動性。同時，對實驗教師也提出了更高的要求，實驗教師也必須努力提高自己的專業(yè)水平和綜合管理素質(zhì)才能跟上高校的實驗教學改革。因此，水樣采集實驗是一種相互的、雙贏的作用，為提高環(huán)境監(jiān)測實驗課程整體質(zhì)量起到了積極的作用。

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Exploration on the Environmental Monitoring Experiment Course Integrated with Surface Water Sampling Experiment

JING Jiang，GU Li，ZHOU Zheng，WANG Fu-jun，WU Ju-zhen

(ChengduTechnologicalUniversity,Chengdu610000,China)

Environmental monitoring experiment course is the basic experimental course of environmental specialty. It is an important way to develop students’ experimental skills. Add the surface water sampling experiment to environmental monitoring experiment course, let the students themselves to complete water sampling. It can largely develop students’ ability and interest in the experiment, as well as enhance the teachers’ professional level and comprehensive management ability, and then positively improve the overall quality of the environmental monitoring experiment course.

Surface water sampling; course system; environmental monitoring experiment; exploration

2015-06-17

四川省科技廳重點項目(2011ZR0139)。

景江(1982-)，陜西子長人，2007年畢業(yè)于華中科技大學環(huán)境生態(tài)學專業(yè)，碩士，講師，研究方向為地表水環(huán)境，藍藻水華治理。

X832

A

1001-3644(2015)04-0075-04