环境科学概论教学内容与教学方法研究

邹卫华，韩秀丽

(郑州大学化工与能源学院，河南郑州 450001)

环境科学概论教学内容与教学方法研究

邹卫华，韩秀丽

(郑州大学化工与能源学院，河南郑州 450001)

针对环境科学概论的重要意义及课程的特点和内容，探讨了在教学实践中如何采用多种教学方法和手段提高教学质量的问题.

环境科学;教学方法;教学内容;教学过程;多媒体教学;案例教学法

环境科学概论课程是高校环境相关专业的一门专业基础课，也是环境类课程的入门课［1］.而环境科学是一门综合性很强的学科，涉及面广，涵盖社会科学、自然科学和工程技术诸多领域，是一个由多学科到跨学科的庞大科学体系.环境科学发展极为迅速，学科交叉性强［2］.本院开课对象包括环境科学及环境工程专业本科生、与环境相关专业本科生和其他专业本科生.由于环境科学综合性强，知识面较广，学生对某些知识和理论既没有感性认识，又无法获得实践经验，并且各专业学生需求层次不一，对课程内容的理解差异较大，所以在教学内容的组织方式及教学方法上具有很大的差异.本文针对我院开设的环境科学概论课程，就课程的内容选择和教学方法进行探讨，目的是激发学生学习环境科学知识的积极性、主动性，使学生认识环境，了解环境问题，系统地掌握环境保护的基本概念、基本知识和基本原理，获得治理环境污染和生态破坏的基本知识和技能，同时引导学生在人与环境的关系上树立正确观点和态度，为将来从事各项与环境科学相关的工作奠定基础.

1 教学内容

1.1 针对不同专业的学生，教学内容应该有所调整

本课程的教学内容较为广泛，教学对象层次也不同，包括环境类本科生、相关专业的本科生和公选课学生，不可能将其一成不变地应用于所有层次的学生.对于环境科学专业主要是培养满足社会需要的环境科学研究人才和从事环境监测管理的技术人才，而环境科学概论课程属于专业培养方向的基础核心课程，因此该课程应注重原理、污染机理的讲解，全面介绍环境科学的概况，使学生对环境科学所涉及的主要领域有全面的了解，激发学生对专业基础课和专业课的学习兴趣;对于与环境相关专业的本科生，可以对其所学内容做简化介绍，使其全面了解环境科学中处理问题的思路;对于选修该课程的其他专业学生来说，力图使学生掌握更多的环境方面的知识以及从宏观看问题的思维方式，提高学生环境保护的认识与参与意识，同时能满足他们在今后工作中所碰到的环境问题，因此在内容深度上有别于环境专业的学生.目前大部分教材更适合于环境专业的学生，对非环境专业的学生较难找到合适的教材.所以针对不同专业培养目标，对环境科学概论的教学内容进行了调整，确定了每一章的教学内容体系、教学目的、教学重点和难点，并对本课程的教学大纲和教学计划进行了修订.同时在教学实践中进一步修改和完善教学大纲和教学计划，收到了较好的教学效果.

本院选用的教材是化学工业出版社出版的《环境保护概论》［1］，共有10章，内容包括绪论，大气环境，水体环境，土壤环境，固体废物，环境质量评价，环境规划与管理，全球环境问题，资源、能源、人口与环境和可持续发展与环境等.对于环境科学专业教学内容的安排，重点讲授前5章的内容，目的是促进本专业学生更深刻和牢固地掌握相关环境污染及治理措施的知识，由于本教材中没有物理环境的内容，在授课中增加了此章内容.其他的内容，如环境质量评价、环境规划与管理、可持续发展与环境等在以后的教学中分别作为单独的任选课，所以在这门课中进行简要介绍，让学生对这些知识有所了解.

对于非环境专业的学生，在选择授课内容时除了兼顾全面系统外，更要重点突出，即授课内容要包含环境保护的基本内容，并在有限的课时内突出环境科学的重要问题、热点问题以及与学生专业相关的环境知识.如对于本院其他专业的学生，可选择讲些环境污染治理、清洁生产、环境评价、环境规划等方面的基本专业知识;对于本校文科学生，教材中的数学推导、机理研究、污染的治理方法等不必讲解，可讲些环境管理学、环境经济学、环境法学等方面的基础知识.总之，应根据不同专业学生的特点，讲授相关的环境保护专业知识，使学生获得实用的环保技能，可达到事半功倍的教学效果.

1.2 注重充实新内容

由于教材出版的时间距今已有数年，一些内容跟不上当今环境保护发展的形势，体现不出当今环境科学的最新研究成果，所以在教学中要对本课的教学内容加以调整，剔除教材中陈旧的内容，把本学科的新理论、新的科技成果和实践进展的成果等内容充实到教学中，适应时代发展的需要.这就要求教师在教学过程中通过电视新闻、互联网、校园网络平台、报纸、杂志等各种手段收集相关资料，努力把国内外在本学科、本行业方面最新的科学知识、发展动态等传授给学生.例如近年国内外媒体对环境问题日益关注，一些关系人类健康的敏感环境问题时有报道，国家的环保政策、制度、标准等不断修订完善.在课程讲授过程中，将最新的资料展示给学生，既培养了学生的专业兴趣也收到较好的教学效果，增强其对环境热点问题的感性认识.

2 教学方法

环境科学课程涉及多方面内容，知识点多，结构有一定的复杂性，因而在教学实践中涉及相应的教学手段也应有所不同.经过几年的实践和完善，本课程形成了较为有效的教学方法.

2.1 利用多媒体教学

多媒体教学形象直观，便于学生理解，有利于学生记忆，并能激发学生学习兴趣.同时可以减少教师课堂板书时间，增加课堂传授知识的信息量，所以备受教师的青睐和学生的欢迎［3］.

为了采用多媒体教学，笔者把全部授课内容制作成电子教案，包括PPT课件、原理动画仿真模拟、图文和视频材料等.在教学过程中发现，学生对图片和视频材料感兴趣，比教师单纯讲课更有吸引力，所以在教学中精心筛选与教材内容相关性高的图片和视频材料.比如第1章绪论介绍环境问题的产生和危害时，分别从大气污染、水污染、土壤污染和物理环境污染以及对人类和大自然所造成的危害等几个方面讲授，把大量的相关图片展示给学生，引起了学生内心的极大震撼.这是传统教学所不能达到的效果.在随后的章节中还选取了一些中英文视频材料，例如酸雨形成、臭氧层破坏及保护、海洋生态系统、热带雨林、土地沙化、可再生资源、固体垃圾、城市环境污染、室内环境污染、重大环境污染事件、湿地保护、环境保护宣传等短片.

环境科学概论是一门理论性很强的学科，比如在“大气环境”和“水环境”等章节，一些基本理论是通过数学模型和图形来表述的.如果教师仅用一支粉笔解释这些模型和图形，在板书上会浪费大量时间，而且效果也不一定好.如果采用多媒体教学手段，用声音和动态的图像演示静态的理论模型，就能比较直观和形象地把抽象的内容表达出来.除此之外，利用原理动画仿真模拟将一些抽象的工作原理、复杂的运行过程转换为形象直观、图文并茂的计算机辅助教学，能有效解决传统教学过程中内容抽象、不易理解等问题.比如在讲述除尘装置、气体净化装置系统密闭的特点时，对于装置的内部结构、气体及颗粒物和气态污染物的运动状态的描述，采用FLASH动画能清晰地显示出其工作原理和影响净化效率的主要因素，学生容易理解和掌握.在讲授“固体废弃物的处理、处置和利用”章节时，对于布袋除尘系统、旋风除尘系统、电除尘系统等设备及工艺流程的工作原理也是通过FLASH动画演示程序实现的，使学生建立起对除尘装置整体系统的认识.

多媒体教学有诸多优势，但在授课中要控制好上课的节奏.多媒体课件呈现信息的速度快，往往会出现学生跟不上教师讲课速度的现象，教师需灵活掌控课堂教学进度以给学生足够的缓冲时间，特别是一些重点和难点的内容，应尽量讲清楚，留一定的时间让学生进行分析、思考和记笔记.

2.2 多媒体教学与传统教学方式的有机结合

多媒体教学与传统的教学方式相比，具有信息量大、生动形象等特点，有利于拓展学生的知识面，调动学生学习积极性.但多媒体教学本身也存在一些弊端，比如教学进度快，造成学生对授课内容印象不深，甚至对一些基本概念、基本原理不理解，同时在一定程度上限制了教师的临场发挥，教师与学生之间缺乏交流与沟通.所以，教学中教师在应用多媒体授课的同时，要充分结合传统教学的优势，发挥教师的主导作用，比如对于教材中的一些难点和重点问题，可以通过板书演算、推导，把学生的注意力吸引到教学的难点和重点上，帮助学生对知识充分理解和消化.

环境科学概论中有些需要进行公式推导的基础知识，比如各种典型条件下的大气污染物的迁移扩散模式涉及多个公式，需要用微积分推导.只用多媒体进行讲述很难使学生对公式的推导过程有深入的认识.这时，用黑板板书，引导学生一步一步地将公式推导出来，可使学生能更好地理解并记住这些公式.这样，采取多媒体课件和黑板板书相结合，能更加有效地组织课堂教学.

2.3 教学过程加强师生之间的互动

教学过程本身应是教学相长，课堂上师生之间要通过互动来完成教学任务.师生互动改变了过去老师在上面讲，学生在下面被动听的单向信息流的局面，形成老师引导、学生主动参与其中的信息双向交流过程.所以，教师要避免授课过程中一味地演示课件，而应不时地走下讲台通过提问、肢体语言等方式与学生进行交流，有必要板书的地方一定要板书，这样才能活跃课堂气氛，让学生对学习产生兴趣.

笔者在教学中，每学期都会抽出2～4个学时的时间，让学生自己讲授与环境科学课程相关的内容.例如教材第9章的内容是资源、能源、人口与环境，理论和原理较少，内容易理解，提前2～3周让学生自己看书、收集相关资料，并对所收集的资料进行分类、总结，然后把相关内容及自己的观点用图片、表格和PowerPoint等方式在课堂上进行演示和表达.学生利用课余时间，从选题角度、查阅资料和制作课件等方面进行了精心的准备，讲授也富有激情，在课堂上的表现非常踊跃，课堂气氛也十分活跃，取得了非常好的教学效果.对于学生的讨论结果，笔者及时作出了认真总结和评价，这既加深了学生对论题的理解，也加强了教学效果.通过这种上课方式，既提高了学生学习和思考的积极性，拓展了学生的知识面，又激发了学生的探索和创新知识的热情.

2.4 课程讲述宜多举实例

案例教学法是由西德教育家瓦·根舍因提出，强调从日常生活中选取蕴含科学本质的范例进行教学.案例分析可培养学生独立思考的能力，增强判断失误能力以及创造性，达到学以致用，这也是大学生素质教育的目的［4］.因此通过案例教学，用案例引路，把一些真实的典型问题展示给学生，教师进行启发诱导，学生参与讨论，变被动学习为主动学习，可以提高学生的独立解决和综合分析问题的能力，效果比大道理满堂灌好很多.

环境科学概论这门课程理论性比较强，内容以概述性为主.如果采用传统的教学方法对课本中的概念、原理等逐条讲解，就会出现授课内容枯燥无味、学生不耐烦的局面，从而导致学生失去学习的兴趣.如果采用案例教学法，学生能够主动参与学习活动，开动脑筋，积极思考，可以收到更好的教学效果.例如环境科学概论的第一节课，笔者讲授环境问题时，没有空洞地讲环境保护如何重要，而是给学生提供一些环境污染事件的典型案例(有图片、视频)，比如马斯河谷烟雾事件、英国伦敦的烟雾事件、日本的水俣病事件、骨痛病事件、切尔诺贝利核泄漏事件等，让学生分析其原因及后果，领悟环境保护的重要性.在讲授关于发展中国家的环境问题比发达国家严重的原因时，以著名的博帕尔事件为例，说明其中一个因素是发达国家利用发展中国家对经济发展的需要，将污染严重的工业转移到发展中国家，并向学生展示了相关的新闻图片、视频和数据.在讲授有关发达国家危险废物越境转移给发展中国家的问题时，以中国广东汕头贵屿镇的电子垃圾处理方式为典型案例进行讲解.在水污染的教学过程中，列举近年发生的具有较大影响的水污染公共事件，如松花江污染事件、紫金矿业污染事件、江苏盐城市标新化工污染事故，了解在公共污染事件发生过程中，政府、当地居民和环保工作者之间的行为和最终的处理措施，通过对实际问题的讨论，学生们可以认识到，环境问题的关键因素是人，环境科学研究的范围还涉及环境法、环境管理、环境经济问题等社会科学和自然科学领域.

2.5 组织学生进行实地参观

组织学生参观了郑州市污水处理厂、郑州市自来水公司、河南省环境监测站和郑州市垃圾处理场等，使学生亲临实地，观察工艺流程和处理效果，激发学生的学习兴趣.参观前先让学生查询相关的污水控制技术和工艺流程，对比探讨各种工艺流程和技术的优缺点，再结合现场参观，进行对比分析，然后根据所看到的现象组织学生进行讨论和总结，使学生从感性认识上升到正确的理性认识.

3 结束语

通过对环境科学概论课程的教学内容和教学方法的改进，提高了学生的学习兴趣和学习效率，同时也激发了学生的探索和创新知识的热情，取得了一定的成绩和教学效果.上述内容是笔者在总结环境科学概论课程近几年来教学实践经验的基础上得出的一些探索和思考，在今后的教学工作中随着教学改革的不断深入，该课程的教学改革和实践研究会进一步加强，其教学内容、方法和手段会更加日益完善.

［1］ 王岩，陈宜俍.环境科学概论［M］.北京:化学工业出版社，2003.

［2］ 杨燕舞，王晓，乔启成.“环境科学导论”教学理念与实践［J］.煤炭高等教育，2006，24(6):115－116.

［3］ 宋晓霞.高校多媒体教学改革与实践研究［J］.中国教育信息化:高教职教，2008(1):65－67.

［4］ 徐颂.案例教学法在《环境科学》课程教学中的应用［J］.中山大学学报论丛，2007，27(7):79－82.

Study on Teaching Content and Teaching Method of Environment Science Conspectus

ZOU Wei-hua， HAN Xiu-li

(School of Chemical Engineering and Energy，Zhengzhou University，Zhengzhou450001，China)

Based on significance，feature and content of Environment Science Conspectus，discusses how to apply diversified teaching method and means in teaching practice to improve teaching quality.

environment science;teaching method;teaching content;teaching process;multimedia teaching;case teaching methodology

G642.4

A

1007－0834(2011)02－0058－03

10.3969/j.issn.1007－0834.2011.02.021

2011－03－09

邹卫华(1967—)，女，河南郑州人，郑州大学化工与能源学院副教授，主要研究方向:环境分析.