工程教育专业认证背景下《环境监测》课程的持续改进*

王会姣，王建兵，王春荣，于 妍，卜庆伟，刘彦君

(中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京 100083)

工程教育专业认证是新时代背景下对未来工程师所受专业教育进行的质量评价，是推动我国工程教育质量提升的重要手段，是建设一流本科专业的重要举措。工程教育认证秉承以学生为中心(Student Centered，SC)、以学习成果为导向(Outcomes-Based Education，OBE)、进行持续改进(Continuous Quality Improvement，CQI)三大核心理念[1-2]。在三大核心理念的引领下，中国矿业大学(北京)环境工程专业结合学校和专业特色，积极开展本科教学过程的尝试和探索，不断进行专业课程的持续改进。

《环境监测》是环境工程专业的核心必修课，涉及监测位点的布设、样品的采集和保存、监测指标和方法、结果统计分析及全过程质量控制等内容，旨在培养学生运用环境监测的基本原理和方法，进行复杂环境问题的污染调查、质量监测、污染源监测和污染治理效益评价的能力。不仅如此，《环境监测》还是环境本科生众多专业必修课的先行基础课，对学生后续专业课程的学习、实验技能的培养及科研创新思维的训练意义重大[3]。因此，本文将在工程教育专业认证背景下，基于课程大纲的修订，研究和探讨《环境监测》课程的持续改进。

1 课程目标的持续改进

在“明德至善，好学力行”的校训精神和“家国情怀、精英素养、能源特质”的人才培养定位下，中国矿业大学(北京)环境工程专业志在培养能在生态环境领域，尤其在能源矿业污染治理和生态修复方面，从事科学研究、技术开发、工程设计、项目管理等工作的创新型工程技术人才。为了支撑培养目标的达成，本专业按照工程教育专业认证的标准，制定了工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习等12项可衡量的毕业要求，每项毕业要求分解为更具体的2～4个指标点，每个指标点设置对应的专业核心课程，以达成环境工程专业本科生的毕业要求和培养目标。

《环境监测》作为专业核心课之一，在2016版教学大纲中主要用以支撑毕业要求中的“1工程知识”和“2问题分析”两项，支撑的指标点分别为“1.3掌握环境工程专业和煤炭开采基础知识，能够将相关知识用于推演和分析环境工程问题”和“2.2能够运用环境工程基本原理及专业知识识别、判断和表达工程技术问题”，由此确定了本课程的四个课程目标：①掌握环境监测布点、采样和样品保存的基本原则及方法，能够针对复杂工程中的环境质量监测和污染源监测等实际情况进行问题识别，制订和实施合理的布点采样及样品保存方案；②熟悉环境监测相关的质量控制标准、技术规范和监测方法标准，能够针对环境工程实际问题进行系统分析，具备依据监测对象特点判断应执行何种标准和规范的能力；③掌握水体、大气和土壤等环境介质的常规监测指标及分析测试原理，能够针对实际工程情况判断和表达出现的环境问题，选择正确的预处理方法和分析测试方法；④掌握环境监测全过程质量控制的原则和方法，能够系统地分析包括布点-采样-保存-运输-分析测试-数据处理和表达过程中出现的环境问题，具备对监测全过程进行质量控制的能力。

然而，随着科学技术的飞跃发展和监测水平的不断提高，环境监测的仪器工具也在快速迭代更新中，因此有必要在课程教学中补充和更新大型分析仪器的相关内容，以实现《环境监测》的与时俱进与不断创新。于是在2020版教学大纲修订中，对课程目标进行如下修改：原课程目标①和②合并为课程目标①，用以支撑指标点1.3；原课程目标③和④合并为课程目标②，用以支撑指标点2.2；同时添加课程目标③熟悉原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体发射光谱法、离子色谱法和气相色谱法等现代仪器的测定原理和方法，掌握其在环境监测中的应用，能够根据监测指标的特点选择使用合适的分析仪器进行分析和计算，用以支撑毕业要求“5使用现代工具”和指标点“5.2了解常用的现代仪器、工程工具和信息技术工具的使用原理与方法，并能够选择与使用上述工具对工程问题进行分析、计算与设计”。

此外，在2020版教学大纲中，《环境监测》课程的开课学期从第五学期调整为第四学期。这一调整主要是基于《环境监测》先行基础课的课程定位，该课程是本科生专业必修基础课的“起点”，能让学生学习后续专业课程所必备的基本知识，培养学生后续专业课程所必须的实验技能，锻炼学生后续学习工作中不可或缺的科研创新思维。考虑到其他专业核心必修课开课学期在第五学期及以后，将《环境监测》课程调整至第四学期是完全合理的，与清华大学等“双一流”环境专业的《环境监测》课程设置也是高度一致的[4]。

2 教学内容的持续改进

与2016版《环境监测》教学大纲一致，2020版教学大纲指定本课程的主要参考教材为奚旦立主编、高等教育出版社出版的《环境监测》第五版[5]，教学内容主要包括绪论、水和废水监测、空气和废气监测、固体废物监测、土壤质量监测、环境污染生物监测、物理性污染监测、环境污染自动监测、环境监测管理和质量保证等九个模块(章节)，但是每个模块的主要内容及授课学时进行适当改革和调整。

首先，为达成新版大纲中的课程目标③，在“水和废水监测”教学过程中，会在“水样的物理指标、金属化合物、非金属无机物、有机污染物、底泥及活性污泥的测定”授课过程中，适当补充和添加紫外-可见分光光度计、电感耦合等离子体发射光谱、离子色谱和气相色谱等现代仪器的测定原理和方法，通过课程讲授、案例分析、课程研讨等教学方式，不断开拓学生的专业视野，培养学生的科研思维。对应的，本章节的授课学时从9学时增加为10学时，而“空气和废气监测”章节的授课学时从8学时缩短为7学时，总体授课学时保持32学时不变。此外，“环境污染自动监测”章节也将围绕环境空气质量连续自动监测系统和地表水质自动监测系统，对分析仪器及其集成系统在环境监测中的应用进行介绍，以支撑新版教学大纲课程目标③的达成。

为及时跟踪环境热点和科研前沿问题，“固体废物监测”和“土壤质量监测”章节的教学内容也需要进行持续改进。例如，危险废物和生活垃圾作为两类重要的固废，特别是矿产开发利用过程中会产生多种工业危险废物(如废矿物油、有机溶剂废物、蒸馏残渣)，将在“固体废物监测”章节进行系统介绍，内容包括危险废物的鉴定方法(急性毒性的初筛试验，易燃性、腐蚀性、反应性、遇水反应性的测试方法及浸出毒性试验)和生活垃圾的监测(生活垃圾特性分析、渗滤液分析)。随着“土十条”的出台，国家对土壤污染的防治力度和土壤环境质量的改善要求不断加强，特别是矿山生态修复和土地复垦等内容与专业特色高度相关。因此，“土壤质量监测”章节将在介绍土壤环境质量监测方案，土壤样品的采集、加工与管理，土壤样品的预处理与污染物测定等内容的基础上，就相关环境问题和科研热点开展课堂研讨，以增加所学内容与实际问题的联系，提升学生的学习兴趣和专业认同感。

3 考核方式的持续改进

在2016版课程教学大纲中，《环境监测》的考核方式及占比主要为，期末考试(70%)+平时作业(18%)+考勤(6%)+测试(6%)。不难发现，课程考核方式较为单一，学生在课堂的参与度不高，即学生通过期末考试的突击学习便可获得较高的课程分数，无法体现以学生为中心、全过程学习的教学理念。在教学过程中，尽管教师会鼓励大家围绕某个课题进行调研、PPT展示和分享，但因为考核方式中没有很好地体现这一部分，学生的参与度和积极性不高，课堂研讨没能达到预期效果。

针对上述考核过程中的问题，在2020版教学大纲中，考核方式更加多元化，主要包括期末考试(70%)+平时作业(15%)+考勤(5%)+期中测试(5%)+课堂研讨(5%)。首先，考核方式中增加了课堂研讨的部分，学生自愿结合形成4～6人的学习小组，教师在开课前结合环境热点和课程重难点确定研讨方向，学生根据研讨方向进行文献调研和组内讨论确定研讨课题，然后以组为单位进行课程PPT汇报与展示，与老师和班级其他同学进行交流探讨，课程汇报的评分由教师和各学习小组共同完成，以更好地激发学生的主人翁意识和课堂研讨的积极性，提高课程学习效果。此外，课程将在进行一半时进行一次期中测试，以督促学生及时掌握前期所学知识点，养成全过程学习的优良习惯。期中考试题型设置与期末考试类似，主要包括填空题、简答题、判断题、案例分析题和计算题等，旨在使学生熟悉期末考试题型，运用所学知识分析、解决环境监测问题。

4 课程质量的持续改进

在修订专业培养方案和课程教学大纲的基础上，按照组织架构和制度文件的相关规定，《环境监测》作为专业核心课程，需要进行课程质量评价，以实现课程质量的持续改进。

《环境监测》课程质量评价的具体流程为：在课程结束后，任课教师收集用于课程评价的各项材料，包括教学准备材料(教学大纲、教案)、课程考核材料(作业、测试、期末试卷、试卷审查表、课程小结)、教学过程质量监控记录(听课记录、学生评教、座谈会记录)，课程负责人审核评价材料与课程目标的相关性。在各项材料均相关的前提下，对课程目标的整体达成与个体达成情况进行定量自评，即将课程考核内容、考核环节按照课程目标进行分解和占比统计，然后将每个学生在每个考核环节的得分进行计算和分析，完成个体对课程目标的达成情况评价，进而得到《环境监测》课程各项课程目标的整体平均达成度，将课程目标的达成情况与往届学生的情况进行比较，有针对性地提出改进和帮扶措施。在此基础上，本科教学工作组采用会议研讨与专家打分相结合的方法，从教学环节、教学过程质量监控环节、考核环节、课程目标达成情况自评结果等四个维度，对课程质量进行定性和定量评价，然后根据四个维度的权重和得分进行加权计算，得出《环境监测》课程质量综合评价得分。最后，本科教学工作组根据综合评价结果，开展会议研讨，形成持续改进的建议，不断提高和完善课程质量(详见图1)。

图1 《环境监测》课程的质量评价流程

5 结 语

《环境监测》是环境工程专业的核心必修课，是众多专业课程的先行基础课。本文在环境工程专业认证的背景下，基于课程教学大纲的修订，从课程目标、教学内容、考核方式、课程质量四个方面，研究和探讨了《环境监测》课程的持续改进：在新版教学大纲中增设“了解现代仪器工具”的课程目标，用以支撑“使用现代工具“的毕业要求；根据教学目标和环境前沿热点，对教学内容进行持续性补充和更新；对考核方式进行多元化改革，增设课程研讨环节，倡导以学生为中心、全过程参与的课程理念；将课程质量评价用于《环境监测》的持续改进，从而将工程教育专业认证的理念和举措落到实处。