基于参与式教学的环境监测课程教学改革
武家玉 耿振香 李镇镇 苏赛赛 王志强
（太原工业学院环境与安全工程系，山西 太原 030000）
摘 要：遵从我校环境工程专业定位，利用先进的教学方法和信息化手段，针对《环境监测》所存在的一些问题，基于参与式教学、以学生为中心的教学理念，提出“BOPPPS”6步法教学、翻转课堂、智慧教学工具及在线平台等多种教学手段的教学改革方案和措施，同时优化教学内容、设立开放性实验、优化考核标准，以学生为中心，提高学生学习兴趣，培养应用型大学生，服务于地方发展。
关键词：教学改革；环境监测；参与式教学；应用型
Teaching reform of environmental monitoring based on Participatory Teaching
Wu Jiayu, Geng Zhenxiang, Li Zhenzhen, Su Saisai, Wang Zhiqiang
（Environmental and safety engineering，Taiyuan Institute of Technology，Taiyuan 030008，Shanxi, China）
Abstract：Comply with environmental engineering major in our school orientation, advanced teaching methods and means was used to solve some problems in environmental monitoring, which was based on the participatory teaching, the teaching idea of student-centered. "BOPPPS" , Flipped class model, Intelligent teaching tool and online platform were used for transformation of education. Not only teaching content but also the assessment criteria was optimized. Open experiments were set up to sharpen students application ability. Student-centered can improve the students' learning interest and cultivate application-oriented university students for the local development.
Key words：Teaching reform; Environmental monitoring; Participatory teaching; applied
1 环境监测课程现状
环境监测是环境工程专业的专业基础课程，通过本课程的学习，使学生熟悉环境监测的基础理论、监测方法的基本原理，掌握环境质量因素代表值的测定方法。完成好环境监测课程教学，使学生掌握扎实的环境监测知识基础、过硬的环境监测岗位工作能力，对提升环境工程专业学生就业竞争力具有重要意义[1,2]。因此，环境监测课程建设尤为重要。但环境监测课程改革的过程中，仍存在一些亟待解决的问题：①环境监测知识点分散，实验原理比较枯燥，学生学习积极性不高；②环境监测实验设计内容较多，但课时有限，只能选择一些具有代表性的实验项目；③理论知识与实际应用脱节，难以学以致用。基于以上问题，笔者基于参与式教学、以学生为中心的教学理念，对环境监测课程教学进行了探讨。
2 课程体系改革实践
2.1 优化教学内容，提升应用性
2.1.1 更新环境监测知识
基于环境保护标准及环境监测技术规范的不断更新，教材内容更新缓慢。因此，在教学中应当增加新的规定，结合环保部发布的新国家环境保护标准进行讲解。如在水和废水部分为学生介绍《恶臭嗅觉实验室建设技术规范》（HJ865-2017），结合这一标准讲解课程内容；在空气和废气监测方面，更新《环境空气质量标准》（GB 3095—1996）为《环境空气质量标准》（GB 3095—2012），增加PM2.5的相关知识。
2.1.2 进行模块化设计
根据应用型人才培养目标，充分挖掘内容资源，按照环境监测行业工种，把理论课程内容进行从新构建，分模块进行教学（图1），使学生不仅明确对整门课程的学习目标和技能构成，而且对每一个内容模块的学习目标都非常的清晰。在讲授经典监测方法的理论基础上，引入环境监测岗位培训、岗位规范要求、行业标准等应用性较强的新内容融入教学过程，促进教学内容与职业标准对接。
图1 基于环境监测行业工种划分的课程模块化
2.2 教学手段多样化，以学生为中心
以教师为中心的教学模式忽视了学生的学习主体的作用，通常采用集体的、满堂灌的讲授式教学，学生积极性不高。相应的，以学生为中心的教学模式重视和体现学生的主体作用，同时又不忽视教师的主导作用，通常采用协作式、个别化、小组讨论等教学形式或采用多种教学形式组合起来进行教学[3]。
2.2.1 使用“BOPPPS”6步法教学
在环境监测教学过程中引入“BOPPPS”6步教学法[4]。①导言（Bridge），通过实例、现象或问题引发学生学习该知识点的兴趣。②学习目标（Objective），明确学生的学习目标，目标形象具体，使用行为动词明确学习目标，而非“了解”、“掌握”和“熟悉”这样的虚词。③先测（Pre-assessment），通过一两个简单的问题了解学生对于知识点的掌握程度，调整上课内容。④参与式教学（Participatory Learning），加入仿真视频、动画等多媒体手段，利用小组讨论、个别提问等提高学生的参与度，由传统式教学转变为学生主动参与、积极思考的教学模式。⑤后测（Post-assessment），通过提问、做题等方式考察学生对知识点的掌握程度。⑥总结（Summary），使用框架图对本节课的知识点进行总结，帮助学生梳理课程内容。应用于PM2.5这一知识点的具体教学过程设计见表1.
表1 PM2.5教学过程设计
环节 | 教学者活动 | 学习者活动 |
Bridge | 分析天气预报上的数据，引出本节课内容PM2.5。 | 思考，回答 |
Objective | 学生能够说出PM2.5的定义，来源；学生准确辨别PM2.5的两种测定方法；学生制定三条有效减少PM2.5的措施。 | 要求学员明白并记住 |
Pre-assessment | 提问：大家对PM2.5了解多少？ | 回答问题 |
Participatory Learning | 陈述PM2.5的定义；视频演示PM2.5对人体的危害，从而引发PM2.5来源的思考，小组讨论、提问；讲述PM2.5的测定方法。 | 听讲 观看视频 回答问题 |
Post-assessment | 后测：现在有什么措施是用来减少PM2.5的？ | 学生讨论 |
Summary | 总结：回顾PM2.5的定义，来源和测定方法，提出一个具有升华内容的问题，进行角色扮演。 | 共同回忆 二维码答题 |
2.2.2 引入“翻转课堂”教学手段
翻转课堂作为一种新型的教学模式，为改进高校教学提供了一条新的途径[5,6]。在环境监测教学过程中，开学初将内容比较简单的《第四章 固体废物监测》、《第六章 环境污染生物监测》交给学生，给出章节重点，将81个学生分为14组进行讲解，要求所有学生提前学习，每个小组重点负责一节内容。利用4-6学时进行讲解，一个小组讲解完毕后，其他学生进行提问、回答，一章内容讲解完以后老师进行总结。根据节2.2.4的考核方式给与平时分。
2.2.3 运用智慧教学工具及在线平台
雨课堂由学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发，旨在连接师生的智能终端，将课前-课上-课后的每一个环节都赋予全新的体验，最大限度地释放教与学的能量，推动教学改革[7]。上课前，使用雨课堂软件将带有微课、习题、语音的预习课件推送到学生手机，完成课前预习。上课过程中，学生使用手机观看ppt，避免了教室投影效果不好造成后排同学看不清的现象；同时在课堂上实时答题，了解学生掌握程度，调动学生学习积极性。下课后，学生可以通过翻看ppt进行知识复习。同时，还可以使用问卷星的在线问卷调查、测评、投票功能以及qq群签到、投票以及上墙功能，提高学生的参与度以及学习积极性。
2.3 设立开放性实验，培养学生综合能力
为了培养学生综合运用环境监测基本理论、方法和技能的实践能力，提高独立发现问题、分析问题和解决问题的工作能力，在学期中设立开放性实验，进行某一专项监测，通过监测实施方案制定－采样点布设（或选择）－采样及样品保存－样品处理－试剂配制－分析测试－数据处理等环境监测的全部实际操作步骤，使学生比较系统地熟悉并掌握环境监测实际过程。如尖草坪区域汾河水质调查，具体实验项目见表2。
表2 开放性实验项目一览表
序号 | 实验项目名称 | 开放对象 | 每组人数 |
1 | 河流环境质量调查方案的制定 | 环境工程（15,16级） | 4 |
2 | 水样采集及pH测定 | 环境工程（15,16级） | 4 |
3 | 水样中挥发酚的测定 | 环境工程（15,16级） | 4 |
4 | 水样中化学需氧量测定（重铬酸钾法） | 环境工程（15,16级） | 4 |
2.4 优化考核标准，提高学生积极性
环境监测课程考核模式进行优化，强调学生参与性考核、实施过程评价，有助于提高学生主动参与到教学活动中的积极性。基于参与式教学的课程平时分考核标准如表3所示。
表3 基于参与式教学的课程平时分考核标准
课程名称 | 考核项目 | 考核要求 | 分值占比（%） |
环境监测 | 作业 | 完成每一章节布置的作业 | 60 |
考勤 | 按时上课 | 5 | |
小组讨论 | 小组讨论积极参与、主动回答问题 | 5 | |
课前提问 | 课前提问准确回答课堂内容 | 5 | |
翻转课堂 | 小组完成小节讲解，具体见表4 | 25 | |
环境监测实验 | 实验报告 | 完成实验目的、实验原理、实验步骤、数据处理和思考题 | 60 |
考勤 | 按时上课 | 20 | |
操作 | 对配置溶液、定容、滴定、分光光度计等熟练操作 | 20 |
由于翻转课堂模块难以掌控每个学生的具体情况，因此在考核过程中采用小组互评、教师评价以及加分项结合的方式。环境监测翻转课堂考核标准如表4所示。
表4 翻转课堂考核标准
类别 | 考核要求 | 得分 | 总分 |
教师评分 | 基本讲述小节内容 | 6分 | 10分 |
强调小节重点 | +1分 | ||
改进ppt内容 | +1分 | ||
拓展资源（例子，动画，视频） | +1分 | ||
清楚回答同学提问 | +1分 | ||
小组互评 | 被动参与小组工作 | 6分 | 10分 |
主动参与小组工作 | +1分 | ||
积极参与小组工作 | +1分 | ||
提出重要改进意见 | +2分 | ||
加分项 | 小组代表上台讲述 | +1分 | 5分 |
提出问题 | +1分 | ||
回答提出的问题 | +1分 |
3 结语
现代化教育宗旨的核心，应该是让学生自由发展。但是以学生为中心的教育，对教师提出了更高的要求，首先教师工作量增加，其次是要求教师具有更丰富的专业知识，最后还要学会应用各种信息化手段。因此，一个优秀的教师一生也要不断地学习新的知识，教师也要有向学生学习的精神。总之，基于参与式教学的环境监测课程改革目的是让学生积极参与到教学中，主动学习，掌握更多的工作岗位技能。这种课程模式将有利于学生自主学习能力和实践能力的培养，发挥教师的专业知识和人文精神，增加课堂教学的趣味性。
参考文献
[1]李荣喜,雷敏,余取民,杨珊,宋勇. 《环境监测》课程创新性实验教学改革[J]. 长沙大学学报,2012,26(02):119-120.
[2]孙自淑. 基于工作过程导向下《环境监测技术》课程改革[J]. 教育教学论坛,2015,(31):125-126.
[3]赵炬明,高筱卉. 关于实施“以学生为中心”的本科教学改革的思考[J]. 中国高教研究,2017,(08):36-40.
[4]曹丹平,印兴耀. 加拿大BOPPPS教学模式及其对高等教育改革的启示[J]. 实验室研究与探索,2016,35(02):196-200+249.
[5]潘炳超. 翻转课堂模式应用于高校教学的实验研究[J]. 电化教育研究,2015,36(03):83-88.
[6]曹桂秋,朱新华,袁淑芳,陆晓华. 基于“翻转课堂”的混合式学习模式在诊断学教学中的应用[J]. 高教探索,2017,(S1):36-37.
[7]姚洁,王伟力. 微信雨课堂混合学习模式应用于高校教学的实证研究[J]. 高教探索,2017,(09):50-54.
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