“环境化学”课程教学改革实践

马长文,谢洪勇,陈胜文

(上海第二工业大学环境与材料工程学院,上海201209)

“环境化学”课程教学改革实践

马长文,谢洪勇,陈胜文

(上海第二工业大学环境与材料工程学院,上海201209)

“环境化学”是一门专业性、理论性较强的课程,在教学实践中如何激发学生的学习兴趣、提升教学效果,是值得主讲教师们持续探索的命题。在多年的教学实践中,教学内容日臻完善,教学方法推陈出新,如教师课堂精讲与学生课余自学相结合、让学生站上讲台授课、大力推行以生动具体的案例阐释有关机制理论的案例教学法、充分利用网络资源开展师生互动等,不断丰富教与学的形式,较好提升了教学效果,让师生共同受益。

环境化学;课程教学;改革实践

0　引言

环境污染问题正引发公众越来越广泛深入的关注。引起环境污染的因素有很多,包括物理因素、化学因素、生物因素等,其中因化学物质引起的约占80%～90%[1]。“环境化学”是在传统化学科学的基础上发展起来的,以解决化学物质进入环境而引起的生态环境问题为目标的一门新兴学科[1-2],主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为、效应及控制,重点在于其中的化学原理和方法。“环境化学”作为一门专业性理论性较强的课程,在教学实践中很容易流于理论灌输,难以激发学生的学习兴趣。笔者在教学过程中,以培养职业技能型人才的宗旨为指导,以提升教学质量为总目标,初步构建了适应我校教学特色的教学内容体系,在教学方式方法上做了实践探索,取得了比较理想的效果。

1　教学内容体系改革

我校环境工程专业、材料化学专业均开设“环境化学”课程,两者的教学大纲要求不同,各专业的培养计划中课程设置也有很大差异。戴树桂主编的“环境化学”,作为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,在内容安排上全面详尽,知识点层次分明,密切结合我国乃至全球关注的环境问题[1],同时反映本领域的最新研究成果和进展,将其选为主教材,不仅可满足两个专业的教学知识点选择需求,还有利于学有余力的学生拓展自学。

在教学实践中,教学内容体系在该教材的基础上,按3个原则构建。首先是“留”,根据大纲要求确定教学内容和相应要求,留下主讲教材中必需的、经典的知识点。其次是“删”,这主要是兼顾与其他专业课程的有机结合,避免重复讲授或培养计划中知识点遗漏的情况。在每一次的开班之前,相关的专业课程主讲教师会集中研究讨论,在一些共同涉及的知识点上,商讨出各自的侧重点及讲解层次。如“生物体内污染物质的运动过程及毒性”,是“环境化学”课程体系中不可或缺的重要组成部分,但是与同时开设的“环境毒理学”课程内容重复性很大,商定在“环境化学”课上仅对相关原理作详细讲解,具体的污染物质转化过程与毒性效应等则留在“环境毒理学”课上详细、全面地讲解。最后是“添”,在专业课程的教学中,不仅要把本课程的知识点讲好,还要考虑专业特色,将教学内容与专业工作实践结合起来,让学生知晓学的是什么,有什么用,怎么用,有的放矢,激发其学习兴趣,提高学习积极性。这就要求教师基于扎实的专业背景和丰富的实践经验,熟谙讲授内容,在教学过程中将知识点赋以专业特色,让枯燥的理论变得有趣。

2　教学方法手段探索

传统的教学理念和教学模式是“教师讲、学生学”,教师的全程讲解替代了学生的主体活动,教师的思维决定了学生对知识体系的理解,教师的认识结果滤掉了学生的认识过程。教学内容局限于应试教育,明显束缚了学生的思维能力和学习技巧,忽略了学生创新意识的培养,更不利于培养提高学生解决工程实践问题的能力,与培养职业技能型人才的要求相距甚远。在“环境化学”的教学实践中,笔者尽力避开传统教学误区,在丰富革新教学方法和手段上,做了几项尝试,取得了良好的教学效果,总结如下。

2.1教师精讲主讲为主、学生自学讲解为辅

在“环境化学”教材中,内容全面详尽,每一个知识点对于环境专业人才都值得学习掌握,即便是教学大纲中限定的知识内容及讲解层次,碍于学时限制,教师对某些知识点也只能略加提点,无法将“一桶水”全部赠予学生。所以笔者在课堂教学中,对要求“重点掌握”的知识点精讲、细讲,对要求达到“理解”或“了解”的那些知识点,若属于自学资源丰富且学生容易通过自学理解掌握的内容,则尽量安排利用课余时间自学,并将针对该内容的师生互动、讨论答疑等也安排在课余时间进行。例如PM2.5这个知识点,社会公众的关注度很高,作为环境专业人才,必然要比一般公众的认知要全面、科学、深刻,甚至按需作出权威性解答。但是这个知识点只是本门课程信息海洋中的一朵小浪花,课堂上几分钟时间的讲解毕竟是有限的。笔者在课堂上仅布置自学的任务,要求同学们充分利用网络资源,自行学习PM2.5的有关知识,尽可能掌握更多的有关信息,并将自学所得以邮件的形式告知老师。结果同学们的学习热情高涨,绝大部分同学发来的邮件内容丰富、形式多样,有图片、有影音视频、有学术文献、有列举出相关网页的网址、有同学自己总结整理的WORD文档或PPT文档,还有一位同学将搜集所得制作成了一套科学性、观赏性俱佳的动画,附言说是自己正在学习动画制作,通过此机会实际演练一下,还附上该动画软件的操作说明与老师共享。最为难得的是各位同学提交的内容几乎没有雷同,说明基本是通过自行学习搜集到的相关知识。

现代化职业技能型人才培养要求提醒了师生：讲台不仅是教师的,也应该是学生自己的。学生不仅要掌握教师所主讲的知识,而且要学习教师传授知识的技巧,培养传递知识信息、协调沟通等方面的能力。所以,课堂讲台也是一个绝佳的训练场。在“环境化学”课堂上,笔者有意识地提前布置学生讲解任务,让同学们分组合作,查阅资料、思考讨论、充分准备,制作PPT在课堂上演讲,并请其他同学作点评。较之教师主讲的课堂,学生在台上讲解的现场气氛热烈,更加轻松活跃。通过这次教学活动,同学们不但深切地领会了相关知识点及其在环境保护领域的指导性意义,也较好地锻炼了专业知识表达、团队合作等能力,是对毕业设计环节中的答辩、就业面试陈述等的一次很好的演练。这种学生参与课堂教学的方法让他们获益良多,深受学生欢迎。

教师通过灵活安排自学内容,可有效提高学生学习环境化学的积极性;学生在自学过程中,加深了对基础知识的了解和应用,同时不断根据自己的兴趣拓展所学内容,触类旁通,逐步提高了个人的自学和综合分析能力。需要注意的是：类似的自学内容在总课程安排中不宜过多,三五次即可,否则会消磨学生的自学积极性。

2.2用实践案例辅助理论传授

“环境化学”是一门理论性很强的专业课,有些知识点老师必须仔细讲解,学生方能完全理解掌握,对主讲教师的教学水平、教学手段、方法技巧等有很高要求。用实践案例辅助理论传授是许多教师的法宝之一[3]。案例教学法的优势在于密切联系实际,有针对性、实效性地将理论知识活用于工程实践,提高学生综合分析问题与解决问题的能力。在教学实践中,案例的选择很关键,不仅要能集中反映同类问题的共同特性,还要有较强的实践性,能更好地体现出理论指导实践的原则。所选取的案例要易于教师设计、分析、设问、启发、总结等,在逻辑上与学生的认知水平吻合,便于学生理解、记忆、思考和总结。案例的展示可以借助影音视频或多媒体课件,也可以结合媒体广泛传播的时事热点,还可以借助教学科研工作中所使用的实物模型等。

案例一“大气环境化学的酸性降水”知识点,“酸雨”一词同学们都听过无数遍了,直接讲书本知识,难以引起学生兴趣。笔者直接播放网上搜集到的一段约10min的视频,视频内容从在重庆下的一场“黑雨”说起,图文并茂、有声有色地介绍了酸雨的特性、形成原因、区域差别特点、危害性、防治措施等相关知识。同学们全神贯注地观看视频,对该部分知识点自然印象深刻。

案例二“水环境化学中的有机物在水体中的迁移转化过程”知识点,如果单纯罗列讲解有机物的分配作用、挥发作用、水解作用、降解作用等,内容单调生冷,恐怕同学们过耳即忘。笔者选择曾轰动一时的“松花江污染事故”作为典型案例,先结合网络新闻介绍该次事故,通过时任环保总局局长解振华引咎辞职、温家宝总理亲自领导与俄罗斯的外交行动等激起学生的听讲兴趣,设问松花江中的苯类污染物的最终归宿,一条条分析该有机物在水环境中可能发生的迁移转化过程,循序渐进地阐明有机物的稀释扩散、形态转化、生物积累等过程机制,引导学生以环境化学的基本原理分析污染危害发生的原因条件,提出相应的预防控制措施及工程技术手段,并适当引入相应的环境管理、法律规范及环境外交等知识,拓展学生的知识面及将来就业思路。值得一提的是,这个知识点的可选案例非常多,可选取当下环境新闻中的热点来切入教学。

案例三“受污染环境修复中的可渗透性反应格栅技术”知识点,在学生基本欠缺工程实践知识的大背景下,讲一项地下水环境修复技术,有纸上谈兵之嫌。笔者将科研工作中用于模拟地下环境的砂箱模型搬到教室,和学生一起在砂箱中建了一截可渗透性反应墙,并模拟运行了修复过程。边动手边讲解,让学生直观地理解了可渗透性反应墙的构造、修复原理、墙体建设及运行技术要点、适用范围等相关知识点。

诸如此类的实践案例教学,或简单或复杂、或深奥或浅显、或形象或具体,灵活充分地运用在“环境化学”课堂上,将枯燥的理论知识学习变身为职业技能的训练场,学生的学习积极性被充分调动起来,培养了学生分析问题和解决问题的能力。

2.3课堂教学为主、网络教学为辅

现代网络技术的迅猛发展,对于丰富课堂教学功不可没。教师除了在备课环节通过网络搜集精选案例等工作以外,还可以通过网络进行疑难解答与学生互动;学生也是借助网络开展自学,或激发或明晰自己的兴趣所在。笔者对网络资源的利用,还体现在“环境化学”课程网站的建设与使用。借助我校课程中心平台,笔者建设了“环境化学”课程网站,不仅展示了课程教学大纲、教学进程表等常规文件资料,还将每一次讲课的多媒体课件展示出来,同学们可以随时下载观看,或预习或复习,便于自学。对于因具体原因缺席某节课的同学,也不必担心,他可以在课程网站上观看该课录像视频。笔者也将自己积累的有关教学资料、案例素材等放在网上共享,同学们登陆课程网站,不仅可以详细查看课堂提及的案例,还可以了解到平时难以引起重视的环境化学有关知识,对于拓宽专业视野、加深化学理论知识的理解大有裨益。在互动栏目中,同学们可以将自己感兴趣的问题提出来,供教师和其他同学思考讨论,也可以共享自己的学习所得或者体会。“环境化学”课程网站再现了课堂教学,更是对课堂教学的极大补充。所以,课程网站的建设是一项值得长期倾心的工作,不断更新内容、持续丰富形式才能有效提高其利用率,才能为环境化学的课堂教学提供最好辅助。

3　结语

“环境化学”课程的基础理论内容丰富,对于完善学生的知识体系非常重要。在教学实践中,只有不断实施环境化学的课程改革,丰富教学方法手段,勇于尝试,才能在有限的学时中,让学生更多、更好地掌握环境化学的理论和规律,才能达到良好的教学效果,在教学实践中的每一次探索尝试,都将让师生共同受惠。通过“环境化学”的教学实践和探索,希望为相关学科的理论教学提供参考。

[1]戴树桂.环境化学[M].2版.北京：高等教育出版社, 2006.

[2]SPIRO T G,STIGLIANI W M.环境化学[M].2版.张钟宪,等译.北京：清华大学出版社,2007.

[3]陆俊元.案例教学法的本质特征及其适用性分析[J].中国职业技术教育,2007,284(28)：22-24.

Innovation Practice of Environmental Chemistry Curriculum Teaching and Learning

MA Chang-wen,XIE Hong-yong,CHEN Sheng-wen
(School of Environmental and Materials Engineering,Shanghai Second Polytechnic University, Shanghai 201209,P.R.China)

As an undergraduate curriculum,Environmental Chemistry has a large amount of professional theories.It is significant for teachers to explore persistently how to inspire students and improve teaching and learning effect.During the period of Environmental Chemistry curriculum teaching and learning practice,the knowledge system of Environmental Chemistry is growing better and better, the new methods and techniques of teaching and learning have developed through the traditional ways.For the important knowledge points,teacher’s classroom teaching is combined with the students’learning after school;the students are encouraged to stand on the platform to teach and discuss with their classmates.Case teaching method is vigorously implemented in order to explain the mechanism theory in a vivid and specific case.The network resources are used fully to carry out the interaction between teachers and students.The achievements are enjoyable and inspiriting.Such teaching techniques benefit teachers as well as students.

Environmental Chemistry;curriculum teaching and learning;innovation practice

G642.0

B

1001-4543(2015)04-0349-04

2015-01-30

马长文(1979—),女,江苏人,副教授,博士,主要研究方向为水环境污染控制。电子邮箱cwma@sspu.edu.cn。

上海第二工业大学校培育学科项目(No.XXKPY1303)、上海市教育委员会和上海第二工业大学重点课程建设项目资助