化学师范类专业《环境化学》教学改革研究——以凯里学院化学专业为例

侯银玲，董 玮，季 甲

（凯里学院，贵州凯里 556011）

引言

环境化学是一门化学与环境科学的交叉学科，是化学科学的一个重要分支，同时也是环境科学的核心组成部分，它主要研究化学物质在环境中的存在、转化及危害防治.国家自然科学基金委员会发布的《自然科学学科发展战略调研报告》中将环境化学的主要研究内容划分为大气环境化学、水体环境化学、土壤环境化学、环境分析化学、污染生态化学以及污染控制化学等［1］.环境化学学科从业者采用化学科学的传统理论和方法，以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，掌握污染来源，解决环境问题.同时为消除和控制污染，提供科学依据并提出环境保护决策.

笔者近年来一直承担凯里学院化学本科专业环境化学课程的主讲工作，长期以来，致力于根据对化工生产及人类生活过程引发的环境污染问题进行分析处理，加深学生对基本概念、基本机理及基本方法的理解和掌握并提高学生运用基本原理、基本方法解决实际生产中出现问题的能力.本文结合环境化学课程日常教学工作中存在的一些问题进行反思，针对化学师范类专业环境化学课程的教学改革提出一些建议，以期更好地提高教学质量.

1 开设环境化学课程的必要性

对贵州省提出的“生态强省、工业强省、环境立省”的战略目标，为扎实打赢“蓝天保卫战”，环境保护和环境污染修复是最为重要的一环，而环境化学无疑在这关键一环中起着举足轻重的作用，例如：控制环境污染、防治生态恶化，改善环境质量、保护人类健康，最终促进国民经济的持续发展等.经过调研我们发现，许多高校的非环境专业都普遍以选修课形式开设了《环境化学》或与其相近的其他相关课程.显然，学校的目的并不是培养环境保护或者环境污染治理的专业人才，而是借助选修课使学生掌握环境化学方面的基本原理和环境保护的基本知识，激发学生保护环境的使命感和责任感［2］.

由于凯里学院化学师范类专业属性，毕业学生大多分布在中学化学教师岗位上，承担中学化学一线教学.2017 版中学化学新课标对主题5 进行了修改，由“化学与可持续发展”更改为“化学与社会发展”，更加强调了中学化学教育的社会属性.

化学课是中学阶段学习的必修课，也是中学生认识化学世界的第一扇窗户.中学生学习化学课程的最重要的意义，不应该是应对各种考试，而是通过对化学知识的学习来认知世界和了解社会现象，利用化学知识解决相关问题.近年来，我国的环境污染情况比较严重，为了根治环境问题，需要全社会行动起来，人人争做主人翁，人人都是环保军.中学生是祖国的未来，中学化学教师在化学课程中积极讲授环境问题的相关内容，把环保问题引入到课堂之中，会有助于中学生了解环境污染及防治的基础知识，增强学生的环保意识，有利于社会、经济的可持续发展.这些都充分体现了中学化学课程中环境化学教学的重要性，也进一步证实了化学师范类专业开设环境化学课程的必要性.［3］

2 环境化学课程教学目前存在的问题

凯里学院化学（师范）专业属于非环境类专业，长期坚持将《环境化学》作为专业选修课进行开设.虽取得一些成绩，同时也面临诸多困难，总结起来主要体现在如下几点：

第一，环境化学是化学与环境科学的交叉学科，综合性很强.除常规的化学、物理学、生物学之外，环境化学课程还涉及诸如水文学、地质学、气象学甚至是社会科学等多个学科.但由于在校生化学基础知识普遍比较薄弱，上述相关学科的知识也更为欠缺.基于这些客观原因，学生学习环境化学课程难度较大，这对老师的授课能力需求更高、挑战更大.

第二，该课程为选修课，且学时仅有32 学时.大多数学生对选修课的重视程度远远不够，如何利用有限的课时使学生最大限度地掌握环境化学课程的知识体系是授课教师亟须解决的一个问题.

第三，学生学习的积极性不高，能够做到自主学习的学生更是少之又少.教师“教”的主体地位过于突出，学生“学”的主体作用没有充分发挥出来，学生学习的积极性未被有效激发，教学质量有待提高.

第四，环境化学课程的教与学，对教师和学生而言，均存在一定的理论脱离实际的状况.教师在课堂上难以将讲授的理论知识运用到实际的生产生活，使得学生的学习仅停留在理论层面，学生对相关知识的实际应用能力差.

3 环境化学教学改革的几点建议

针对以上存在的四点问题，为了提高环境化学课程的教学质量，我们从以下几个方面进行了教学改革.

3.1 优化课程教学内容

3.1.1选择合适教材

目前凯里学院常使用的教材版本有3 个：2006 年高等教育出版社出版发行的由戴树桂主编的《环境化学》第2版，2011年暨南大学出版社出版发行的由邹洪涛、陈征澳主编的《环境化学》和2015 年西南交通大学出版社出版发行的由苑静、唐文华、蒋向辉主编的《环境化学教程》.但我们研究后发现，这些《环境化学》教材面向对象都是环境类专业学生，对我们师范学生而言教材内容难度整体偏大，因此迫切需要选用一本适合自己的教材，所选教材既要有一定的广度及深度，更要注意选取教材的难度要符合学生的既有水平.

3.1.2精简授课内容

由于《环境化学》总课时数限制，所讲内容就不能面面俱到，只能精选符合化学师范类专业环境化学课程相关的内容，并对授课内容进行优化，具体授课内容见表1.

表1 环境化学课程授课内容

3.2 采用新媒体扩展教师及学生知识面

网络时代学生获取知识有多种途径，其中一个非常重要的方式就是利用新媒体进行自学.“新媒体”与“传统媒体”相比较，它有着大容量、实时性和交互性等显著特征.新媒体主要是利用数字技术，向用户提供信息和服务的传播［4］.

笔者充分利用“学习强国”手机APP，通过“大自然”等栏目拓展自身专业素质，了解生活中与环境化学学科相关的最新研究进展.同时，在常规课时之外，借助学校搭建的“在线教育综合平台”试行网络教学，对学生开展邮件答疑、作业在线批改、随堂建议等工作；此外，教师精选部分网络公开视频，例如大气污染保护环境宣传动画、为什么要保护环境、环境保护与绿色化学、第十届全国环境化学大会等，通过QQ群、微信群等媒体推送给学生，扩展学生知识面的同时增强学生对环境化学课程的学习兴趣.

3.3 实践新型授课方式和方法

3.3.1利用“互联网+”开展慕课活动

利用凯里学院数字图书馆超星/尔雅学术视频开展慕课（MOOC）教学，笔者选取南开大学孙红文教授主讲的《环境化学》视频公开课让学生进行课下自学.该门课程主要涉及绪论、水环境化学、大气环境化学、土壤环境化学、生物体内污染物质的运动过程以及毒性、受污染环境的修复、绿色化学的基本原理和应用、典型污染物在环境各圈层中的转归与效应等环境化学课程中的主要章节.此网络公开课为校内IP免费访问，学生使用十分便捷，且课程内容丰富、授课教师权威性高，可有效补充授课课时，改善课堂教学内容有限的实际现状.

3.3.2采用“翻转课堂”教学，实践交互式教学

在学生课下进行慕课自学的基础上，结合“翻转课堂”的授课模式，可有效激发学生自学兴趣，活跃课堂氛围.主要方式为：老师课前布置课下自学章节内容并设置学习目标或提出相关问题；学生通过课下自学后，在课上对老师课前提出的问题进行解答，同时教师对重要知识点进行讲解.采用慕课（MOOC）+翻转课堂模式后，课下学生自主学习的比例和学习时长均有较大程度的提升，学习积极性增加，可极大程度地调动学生学习的主观能动性，确立学生“学”的主导地位.此外，学生在课堂上的教学参与度增大，具体表现为听课更认真、讨论更热烈；学生授课者与在座学生的沟通更流畅，师生之间互动性更好.由于学生参与度的增大，交互式教学不再流于形式，每堂课后所有师生都会收获新的体会，也更有利于“教学相长”目标的实现.

3.4 “创新型”、“应用型”人才培养理念融入课程教学

3.4.1指导学生申报创新创业训练计划项目，培养学生的创新能力

自2015年以来，为发挥学生的主观能动性、调动学生主动学习的积极性，笔者尝试鼓励高年级在校大学生积极申报大学生创新创业训练计划项目，让学生更早地接触、认识并真正参与科学研究.通过学生自选课题或参与教师科研项目的子课题，确立学生的主体地位，创造性地将实践性教学方式融入环境化学教学［5］.近年来，笔者及所在课题组相关专业的老师指导学生获得大学生创新创业训练计划项目立项10 余项，其中国家级1 项、省级重点1 项、省级一般2 项、校级8 项.培养“创新型”学生近60人，具体项目信息见表2和表3.通过实施大学生创新创业训练计划项目，学生的科研创新能力得到了有效的提升，极大地促进了广大学生参与科学研究的热情和兴趣，同时增强了学生常规课堂上的学习动力和兴趣，为学校培养“创新型”人才起到积极作用.

表2 国家级、省级大学生创新创业训练计划项目立项信息一览表

表3 校级大学生创新创业训练计划项目立项信息一览表

3.4.2与企业合作改革实践教学，扩展第二课堂

近年来，我校化学专业与环境检测企业合作，积极开展教学实践周活动.学生分组分批次在相关企业进行为期一周的实践，学习环境化学检测相关知识并跟班进行实际操作.教师提前与企业相关负责同志沟通好学生实践操作内容，以其中一个小组的实践教学计划为例，该组学生在一周内要进行以下3个实验的操作，即环境空气总悬浮颗粒物的测定（重量法）、水质悬浮物的测定（重量法）、水质五日生化需氧量（BOD5）的测定（稀释法与接种法）.笔者结合环境化学课堂授课工作，积极探索第二课堂教学研究，表4 是近年来化学专业学生涉及的环境化学相关实践操作，分别从验证型、设计型、综合型、研究型等几个不同的维度对学生第二课堂的学习内容进行优化、整合，使其实践内容体系更适合化学学科的本科学生.学生普遍反映采用此种教学方法后，实践课程密切联系实际，十分贴近日常生活，对理论课程知识点具有很强的针对性和启发性，有利于环境化学理论课程的消化吸收，第二课堂的教学取得阶段性的成功.

表4 化学专业学生环境化学第二课堂实践内容体系

4 结论

环境化学是一门专业性和综合性非常强的课程，要想获得良好的教学效果，探索并融合多形式的教学方法显得尤为重要，特别是对于授课教师的教学和非环境专业学生的能力培养方面是个巨大的挑战.通过近年来的教学模式改革探索与实践，笔者探究适合不同教学内容的相应教学方法，从优化课程教学内容、采用新媒体扩展教师及学生知识面、实践新型授课方式方法、“创新型”、“应用型”人才培养理念融入课程教学等几个方面进行教学改革.实践证明，经过改革能增强课程内容的生动性和灵活性，学生参与学习的积极性也显著性提高，学生分析问题、解决问题的能力得到了有效地锻炼.在初步取得较好教学效果的同时也对授课教师教学能力的提升提出了挑战，需要教师在教学过程中不断总结、探索，提高自身的教学能力.