高等林业院校研究生课程“环境水化学”教学设计与考评方式的新尝试

洪 喻

（北京林业大学环境科学与工程学院,北京 100083）

高等林业院校研究生课程“环境水化学”教学设计与考评方式的新尝试

洪 喻

（北京林业大学环境科学与工程学院,北京 100083）

研究生课程“环境水化学”理论深、综合性强的特点使其教学再设计成为必要。因此,基于“理论学习→科学研究→实际应用”的教学思路,提出“环境水化学”课程教学再设计应从“理论”出发、将“研究”贯穿始终、以“实际”为落脚点、突出“林业”特色,从而深化了课程的理论知识、强化了课程的研究色彩、加强了课程理论与实际案例特别是与林业相关的特色案例的紧密联系。此外,提出在课程教学改革实践中,要认真观察和总结教学效果,建立适时的反馈机制,以提高课程的教学效果;要建立“一对一”的课程论文考察制度,综合考评学生的学习效果和教师的教学质量,以帮助学生进行二次学习和提高学习效果。

高等林业院校;研究生教育;课程改革;环境水化学;教学设计;课程考评

快速发展的经济引发的日益突出的环境问题,越来越受到人们的关注。解决好环境问题,已经直接关系到经济的长期稳定增长以及社会的可持续发展。水环境问题在众多环境问题中尤为突出,水环境保护是我国环境保护基本国策中的重中之重。如何为国家培养水环境治理高层次创新型专门人才,已成为高等教育的重要任务。

“环境水化学”又称“水化学”,是一门以解决水环境问题为目标的研究水环境污染的化学本质和化学过程的新兴学科,属于环境化学的重要分支学科,也是环境科学的重要组成部分。北京林业大学为环境科学专业研究生开设了“环境水化学”课程,其目的是使研究生能够深入掌握环境污染物在各类水介质中的环境化学行为和相关的高效污染控制技术原理,能够使用物理化学的基本原理探讨天然水体的有关参变数的特征;并培养研究生的自学能力和独立分析问题的能力,特别是解决林业相关环境问题的能力。但是,由于“环境水化学”课程教学内容涉及面广、理论性很强,讲授的概念抽象,所以如果仅通过常规的教学是难以达到满意的教学效果的。

因此,笔者针对“环境水化学”课程的特点,进行了课程教学的再设计,即基于“理论学习→科学研究→实际应用”的教学思路,采取以课堂讲授为主、以课上讨论和课外资料查阅总结为辅的方式展开教学。首先,课程理论教学的脉络主要以王凯雄编著的《水化学》为依据,教学内容紧跟学科领域内最新的研究进展。其次,在课程教学过程中,笔者针对特殊或重要的水环境事件或热点,注重辅以专题介绍,并组织学生展开讨论。第三,在课程教学改革实践中,笔者注意观察学生的学习情况和特点,及时总结教学心得;并设计了不计名调查问卷,不定期地向学生发放,搭建学生向教师反馈学习情况的渠道,以利于教师根据实际情况适时调整教学。最后,笔者在课程考评方式上也做了大胆的革新,建立了“一对一”的课程论文考察制度,以期综合考察研究生课程学习的效果。

一、基于“理论学习→科学研究→实际应用”的教学思路,进行“环境水化学”课程教学的再设计

（一）对理论深、综合性强的“环境水化学”课程进行教学再设计的必要性

教师普遍反映研究生的课程难上,究其原因主要有2点：①在我国的研究生教育中,研究生以科学研究为主,课程学习所占的比重很低,这使其对课程学习不能给与足够的重视。②研究生在本科期间较全面地接触了专业领域的基础理论知识,多数学生对研究生课程讲授的内容有初步的了解,这使其对课程产生“已经知道了”的错误认识。因此,如何调动研究生课程学习的积极性,既能使学生充分投入课程学习、不断更新所储备的知识,又能为其科学研究工作提供有效的帮助,应成为今后研究生课程教学改革的方向。

“环境水化学”课程是一门相对难学的课程,课程教学内容的理论性强,需要有很好的“四大化学”知识背景。同时,纷繁的推导和计算使学生难以提起学习兴趣。此外,对如何运用理论性强的知识进行科学研究以及开展实际应用,学生更是束手无策。笔者认为,要解决“环境水化学”研究生课程教学面临的问题,如果仍采用“教师讲—学生听”的教学模式[1],抽象的教学内容会导致学生的学习“消化不良”,从而极易出现“学生上课不听,教师麻木教学”的后果。因此,从明确教学目的、加强教学的逻辑性、契合研究生的特点等角度,对理论深、综合性强的“环境水化学”课程进行教学再设计是十分必要的。

（二）“环境水化学”课程教学再设计从“理论”出发

依据“理论学习→科学研究→实际应用”的思路对“环境水化学”课程教学进行再设计,就是本着理论知识要强化、研究工作能深入、实际问题能解决的宗旨进行课程教学改革。首先,“环境水化学”课程理论教学的脉络主要以王凯雄编著的《水化学》[2]为依据,而没有选择Stumm编著的Aquatic Chemistry。由于王凯雄编著的《水化学》对理论体系的介绍思路清晰、层次分明、重点明确且分析深入,而Stumm编著的A quatic Chemistry知识量极大、难度过高,不适于课堂讲授,所以前者被选作课程教学的依据,后者被选作研究生课后阅读的材料。

其次,“环境水化学”课程教学遵循从“理论”出发的原则。在课程教学过程中,教师首先通过图片、表格等形式指出在研究生教育阶段所学的“环境水化学”课程与本科教育阶段所学的是不同的以及其不同之处,理清了2者之间的关系和各自的重点,划定了研究生课程学习的难点;同时,明确学习对象,防止学生出现“自以为是”的心理;然后结合课后读物,指定了要求学生课后学习的内容及下一节课学生参与讨论的内容。以图表的形式进行课程教学内容的对比分析、难点和重点内容的展示、课后学习内容的规定,能够激起学生对比学习的欲望,帮助学生在学习理论知识时建立起新的、完整的知识体系。

（三）“环境水化学”课程教学再设计将“研究”贯穿始终

作为一门研究生课程,“环境水化学”的课程教学必须紧密结合研究生的需要,因此除了要充分展示本领域的研究进展和前沿内容以深化理论教学之外,还要强化研究生从事科学研究的意识,使研究生了解如何利用环境水化学的理论知识从事科学研究,并培养其运用理论知识解决环境问题的能力。

将“研究”贯穿于“环境水化学”课程教学的始终,就是要求教师以研究者的身份带领学生思考如何利用抽象的理论进行问题的研究。例如,在学生理解并掌握了“固体表面吸附中吸附等温式”这一理论知识后[2],教师可以从粘土颗粒物吸附除草剂“2,4-D”的研究出发,引导学生思考“如何研究固体表面吸附问题,并进行实验设计”;然后教师进一步介绍吸附等温式在上述研究中的必要性、重要性及最新的研究案例,如羟基铝蒙脱石对“2,4-D”的吸附解吸、层状双金属氢氧化物对除草剂MCPA的吸附等,并逐步拓展到二乙烯三胺—细菌纤维素吸附铜和铅、假单胞菌吸附铬和镍、苦瓜植物体吸附饮用水中的砷、桉树叶和脱硫菌共同修复酸性矿排水等研究的热点问题。这样,通过课程教学过程不仅展示了如何从“理论学习”向“科学研究”过渡[3],而且可以引导学生从浅到深地利用理论知识;同时,通过“由点及面、部分服务于整体、层层递进”的案例讲解模式还可以帮助学生能够举一反三、融会贯通。笔者在“环境水化学”理论脉络的各个重要环节都贯彻了“从理论学习到科学研究”的教学设计思路,从而保证该课程的教学充满了“研究色彩”。

（四）“环境水化学”课程教学再设计以“实际”为落脚点,并突出“林业”特色

对环境科学专业研究生来说,不管今后是从事环境类的科学研究工作,还是从事环境类的工程设计工作,最终都将服务于环境,都要促进社会与环境的协调发展。因此,“环境水化学”研究生课程的教学应该更注重实际应用,无论是从“理论”出发,还是将“研究”贯穿始终,最终都将以“实际”为教学的落脚点。

因此,在进行“环境水化学”研究生课程教学时,笔者采取了案例教学的方式,即针对特殊或重要的水环境事件和热点,辅以专题介绍并组织学生展开讨论。笔者通过实际案例建立起了“理论学习→科学研究→实际应用”的课程教学链条,使学生明确了所学知识“有何用,如何用”并能够“学会用”。同时,为了突出高等林业院校环境课程的教学特点,笔者在选择课程教学案例时特别注意侧重于选择与林业相关的内容,如选择“林产化工导致的水污染问题”作为案例进行讲解;而且,在教学过程中对一系列“林产化工污染”的典型案例进行了总结,并结合相应的理论内容展开案例分析,争取做到理论学习以治理环境问题为目标和以解决林业领域的污染问题为特色。

二、认真观察和总结“环境水化学”课程教学改革实践的效果,建立适时的反馈机制

在“理论学习→科学研究→实际应用”课程教学链条的各个环节,笔者都认真、仔细地观察并总结了研究生学习的情况和特点。例如,在讲授难点、重点内容时,注意观察学生的表情、动作和反应,并及时询问学生的学习情况。为了从整体上把握课程教学的情况,笔者还设计了不计名调查问卷,并适时向学生发放,以利于学生对课程教学能够畅所欲言地表达真实的想法。

通过观察和调查,笔者发现,总体而言,新的教学设计使学生听课的主动性大大提高,学生对“如何运用理论知识”产生了浓厚的兴趣;但是,相比科学研究和实际应用环节,学生对理论学习环节的关注度仍相对较低。这可能与学生的学习基础参差不齐有关。部分学生在调查问卷中表示,本科阶段理论知识的基础不够扎实导致了研究生阶段学习理论知识时注意力不能集中。因此,笔者今后将针对这一情况寻找行之有效的解决办法。

三、针对“环境水化学”课程理论深、综合性强的特点,建立“一对一”的课程论文考察制度

课程考评是衡量和检验学生对课程教学内容的理解、掌握程度和运用能力的手段,同时也是对教师的教学态度、教学水平和教学效果的检验手段。如果采用传统的闭卷考试作为“环境水化学”研究生课程的课程考评方式,那么很难满足该课程新的教学设计思路“理论学习→科学研究→实际应用”的需要[4],也无法体现综合性课程教学的效果。因此,笔者认为应进行与新的教学设计相配套的课程考评改革,以进一步促进课程教学质量的提高,使学生学有所得、学以致用。

笔者在“环境水化学”研究生课程考评改革中,尝试建立了“一对一”课程论文考察制度。其具体实施方案如下：若选课人数为N,则教师确定备选课题数为N+2;然后学生通过抽签的方式确定自己的期末课程论文题目。之所以备选课题数为N+2,是为了增加学生选题的自由度,但又不过分加重教师课后的教学工作量。备选课题除了全部选自国内外热点研究课题和最新的研究方向之外,还要求具有一定的难度、题目的限制性强、参考文献有限且多为英文论文。这样,学生仅通过简单的摘抄、拼凑、堆砌是无法完成课程论文任务的。同时,要求学生的课程论文以正式论文的格式提交,格式参考中文环境科学类权威杂志的要求,以训练研究生的科技论文写作能力;要求论文内容具有严密的逻辑性,文章结构合理,全文具有一定的深度,文末结论部分要包含个人的思考;要求学生撰写论文前至少阅读10篇国内外文献,其中至少要有4篇英文文献,从而使学生通过查找文献并阅读相关最新研究进展分析归纳出4000～6000字的科技论文,并提出个人观点。此外,还要求学生在正式提交课程论文前,需与教师进行论文讨论,并进行修改完善。

“环境水化学”研究生课程采取“一对一”课程论文考察制度,有利于学生的二次学习和提高,提升了学生对学科前沿知识的领悟和辨析能力。对每篇课程论文,教师都要认真修改,与学生进行“一对一”的讨论,指出论文存在的问题和不足,并做出全面的评价。这样的考评方式,对增进师生交流极有好处,有利于学生对理论知识的深刻理解和知识面的拓宽。但是,进行“一对一”课程考评的难点在于教师需要承担相当大的工作量,所以要推广实施难度较大。有鉴于此,笔者建议可将其作为传统课程考评方式的补充。

[1] 刘绮.精品课程“环境化学”的建设措施研究[J].高等理科教育,2007（5）：39-42.

[2] 王凯雄.水化学[M].北京：化学工业出版社,2001：288-292.

[3] 孙福生,朱英存,张丽君,等.高等环境化学课程教学与硕士论文相结合的研究[J].科技信息,2008（29）：11-12.

[4] 褚超美,陈家琪.汽车专业工程类专业理论课程考评方法改革研究与实践[J].高等教育研究,2008,25（3）：31-32.

高等学校环境科学特色专业建设点项目,项目编号TS11829;北京林业大学2010年质量工程项目“环境科学专业建设”。

（责任编辑 柳小玲）