CDIO工程教学模式下“环境化学”教学策略探究

张文博 王岳俊 高子舒

（河套学院 内蒙古·巴彦淖尔 015000）

当前的环境化学教学中，尚存在些许问题。与绝大多数的学科相同，其存在问题主要涉及教学内容、教学方式及理论实践结合方面。为实现此类教学水平的有效突破，教师应当积极结合CDIO工程教学模式对以上问题进行一系列的查究，并规划新的教学策略进行改革。因此，本文对CDIO 工程教学模式下“环境化学”教学策略进行探究，具有重要的意义。

1 当前环境化学课程教学中存在问题

环境化学课程包含了诸多化学相关的理论知识及自然科学相关的教学内容，具有加强的理论性和实用性。学生通过进行相关的系统学习，可在掌握相关基本知识和技术后，对环境问题中的化学部分进行分析和解决。尽管此类教学课程已形成了较为成熟的人才培养体系，但在实际的教学过程中，仍存在些许问题。

首先，当前环境化学课程教学中，教学内容要点不够明晰。粗略纵观环境化学，其内容便涉及环境及化学两项研究的大方面，往下进行知识细分更不难发现其涉及范围较广，且构成较为复杂。尽管课程知识需长期渗透，并非一蹴而就，但其教学过程中知识要点不明晰此点，会为学生的知识梳理和记忆强化带来一定困难，致使学生无法很好地掌握当前所学理论知识。

其次，当前环境化学课程教学中，教学模式缺乏创新。环境化学作为难度较高的理论知识课程，尽管存在诸多值得深度剖析的论题，却仍难避免传统教学模式沿用的影响。课堂上，教师往往采用填鸭式教学方法，将本期的教学内容进行较为连贯的灌输，仅注重讲解，当学生举手提问时教师才会与学生产生互动。但遗憾的是，多数学生在接触新知识时往往都在努力理解和内化，很少有能达到当堂进行思考并产生相关疑问的高度。长此以往，学生的学习兴趣将大大降低，并习惯被动受教，难以养成主动学习意识。

最后，当前环境化学课程教学中，缺乏理论与实践的有效结合。多数院校具备完善的化学实验室及多种化学应用设备、器具，以供各化学相关专业进行实践操作。但在环境化学教学中，因其理论知识量大及晦涩的特性，教师稳固学生基础，更多注重于理论讲解而非实验操作。这种情况导致学生积累一定知识后难以学以致用，进而对枯燥的知识内化过程产生倦怠心理，从而秉承流于形式的学习习惯，最终仅为应付考试进行简单的复习和思维整理，进而导致学习成效大大降低。[1]

2 环境化学教学应用CDIO 工程教学模式的优势

CDIO 工程教学模式中的C、D、I、O 分别代表构思、设计、实施和运行，从字面来看就具备极大的操作性和执行性。在应用此类教学模式时，其主体不仅是授课教师，学生也要进行有效参与，让学生以更主动的方式进行环境化学的相关学习。其中C、D、I、O 的实施目标不仅是单堂课程，更应贯穿每个学生在本学科的学习过程。通过有效的构思，可为学生制定有效的学习计划；通过详细的设计，可使学生明确每个阶段的学习目标；通过实施的操作，可令学生在操作过程中获得不一样的学习体验；通过运行的推进，可保证学生学以致用的成果有效展现。这四项分步能打破当前环境化学固化的教学流程，促进其内容、模式的有效改革，并着重加教学过程中强理论实践的结合，补全传统教学模式中的短板，进而使学生全面均衡发展，逐步成为符合社会需求的环境化学人才。[2]

3 环境化学教学创新改革要点

尽管采用了CDIO这种高效的教学模式，但在进行其与环境化学的融合过程中，应考量学科教学内容特性，进行创新改革要点的提炼。如忽视要点提炼，将导致新式教学模式应用的效果大打折扣。通过长期的教学过程教师不难发现，环境化学教学改革创新需注重以下几点：

第一，强化实验教学。过往教学过程中，缺乏与大量理论知识相结合的实践活动。因此加强教学实践性是创新改革的首要任务。此项举措不但能锻炼学生的操作能力，还能逐步提升未来课程参与的积极性，从而促成师生高频互动，利于学生进行及时的知识难点攻克。第二，突出教学重点。在过往教学过程中，存在教学重点不明晰的情况。通过新式教学模式的应用，教师应当进行学科知识的有效梳理，突出其中重点难点，协助学生制定学习计划，进而提升相关知识的学习效率。其中，水环境及土壤环境化学与环境污染修复等章节为教学难点，教师应结合实际案例对此类知识进行深刻剖析，协助学生进行知识的有效内化。第三，提升实践比例。传统的环境化学教学中整体的教学活动围绕着书本和校内实验室，学生很少有亲身接触社会实例的机会。为有效突破传统教学固化模式，教师应当在新教学模式过程中提升课外实践的比例。除了合理选择实践合作企业外，还要注重实践内容的拓展性，应保证学生通过实践活动能有效提升环境化学知识的应用能力，进而开拓视野，加强学习意识。

4 环境化学教学应用CDIO工程教学模式改革的具体策略

4.1 优化课程教学内容及模式

在环境化学教学中应用CDIO工程教学模式，可有效优化课程教学内容及模式。传统的教学中，各项知识的教学主围绕教材上的基础理论知识，而CDIO则不同，从初期构思角度，就决定与相关的校外企业及国家部门联合制定全新的教案，结合实际情况对教学内容进行适当的调整。其中，以土壤环境化学课堂教学为例，新式土壤分析技术在教学中的渗透和技术实际应用存在差异，由此衍生出的污染治理思维也大不相同。教师应联合专业人士进行此类技术的着重探讨，并进行技术应用未来发展的合理的推算，并商定可能性较大的技术应用情况，制定切合实际的教案内容。尽管未来发展难以准确预测，但通过此番讨论确定的技术应用方向相对有据可循，由此保证教学内容的实用性。同时，CDIO 工程可引导案例式教学法在环境化学中的应用。其中案例的展示可借助院校相关的实地数据，如部分院校可能存在自身名下的污水处理厂，教师可带领学生进行实地考察，并根据场地处理工序中的情况，及相关的数据进行知识相关的案例讲解。学生可在期间进行小组讨论，并通过一系列的知识应用对当前情况进行分析，并提出自己的想法。同时，通过实地考察，学生能亲身观测到书本中部分相对抽象的知识，有利于基础巩固，提升相关知识的内化程度。

4.2 提升教学中实验操作比例

通过CDIO 工程教育模式可有效提升环境化学教学中实验相关的操作比例。为实现有效的实践能力锻炼，教师应通过CDIO 模式从教学计划中着重提升当前教学中实验操作比例，并在其中加强实际化学测验的样品测量及标准操作。传统环境化学实验往往通过在大小有限的器皿中进行环境场景的模拟，为保证结果严谨，需进行一系列的烦琐操作。尽管如此，这种模拟的环境也会出现测试过程及结果与现实工作差异较大的情况。由此，通过CDIO 工程教育可有效向企业引进其科研项目相关的实验参照，使学生进行相对具有实际拓展意义的化学实验。以水稻不同来源浇灌用水中潜在的安全隐患为例进行实验验证，学生小组可与联合企业进行检测技术及试剂应用等方面的交流，并参照企业用设备进行校内设备的补全，在己方测试结果出来后，与企业规范测试数据进行对比，并对其中出现差异数据的原因进行查找，并进行相关总结。[3]

4.3 突出教学中课外拓展的效果

在实际教学中，除课内的知识讲解和实验操作外，还涉及很多学生自主推进的课外拓展部分。如结合教学内容线上及线下考察，最新化学试剂及检测手法的信息收集，优化当前学习效率的诸多学习方法等，此类拓展内容均在CDIO工程教学的“计划”内。教师可在期间为学生提供一定的助力，鼓励学生根据自身总结的相关信息进行“实施”的步骤。针对教学内容的线上线下考察，学生可将内容编辑整理并提供给任课教师，完善当前课堂内容；针对最新化学试剂及检测手法的发现，学生可积极向院校申请项目实验，通过亲手操作验证其是否可应用于近期乃至未来的教学当中；针对发现的高效学习方法，学生可在校内网站及教学应用中进行相关文章的投稿，使更多师生了解到此类方法的存在。通过突出课外拓展效果，可大幅度提升学生对环境化学的学习积极性，进而提升其相关学习效率，实现此方面水平的稳步发展。

4.4 建立多元化教学评价体系

CDIO工程教育模式的“运行”部分可由多元化教学评价体系的建立来实现。此类教育模式提升了实践在环境化学中的构成，教师在对学生此科目的学习能力进行评测时同样要进行基础知识和此类活动中表现融合的全面评价。教师可结合实际情况对各项成绩在统算中的占比进行调整，同时邀请校外企业进行联合评价，实现教学评价主体多元化。

5 结论

总的来说，CDIO 工程教学模式可有效改善环境化学当前教学中存在的困境，教师应及时意识到环境化学教学应用CDIO 工程教学模式的优势，根据环境化学教学创新改革要点在教学优化实施过程中通过优化课程教学内容及模式，提升教学中实验操作比例，突出教学中课外拓展的效果，建立多元化教学评价体系加强学生在学习期间的体验，进而保证其进行知识相关的全面发展。