如何提高《水环境化学》高效教学的思考

＊杨帆 盖爽

（东北农业大学 黑龙江 150030）

生态环境安全是经济社会发展和人类正常生活的根本保障，构建人与自然的和谐相处模式是人类社会可持续发展的基本前提。新时代中国特色社会主义生态文明建设提出了新的要求，坚持人与自然环境和谐共处、“绿水青山就是金山银山”的理念已成为中华民族永葆青春活力的长远计划，“像对待生命一样对待环境保护”的口号更是对高校相关专业的教育教学工作者提出了明确指示[1]。如何开展相关课程的教学已成为建设“美丽中国”的重要途径与迫切任务。人类的生存和生命的延续与水环境脱不开关系，而《水环境化学》课程是诸多高等院校的重点课程，更是环境工程、环境科学、农业水土工程等专业开设的必修课程[2]。

随着社会的发展和科学技术的不断进步，传统人才越来越无法适应当前社会的发展需求，如果仅是简单掌握和浅显理解最基本的课本知识，在高度重视实践和应用结合的今天已无法满足国家对高质量综合型人才的需求。因此，对《水环境化学》课程的教育教学工作进行针对性的改革和创新，找准发展和革新的方向对提高教育教学质量是至关重要的。故本文以《水环境化学》课程教学为着眼点，提出了课堂教学、课外实践与创新研究三方面结合的新型教学模式，以实现“校内教学重质量，品德学识两手抓；校外实践重操作，实际体悟最关键”的培养目标。通过合理的方式将课程教学与产学研项目相结合[3]，为国家培养具有高素质、高品德和扎实专业基础的人才。

1.《水环境化学》教学研究现状

大学生是我国宝贵的人才资源，是民族的希望和祖国的未来[4]。《水环境化学》是环境工程、农业水土工程等相关专业必修的一门关于水环境情况说明、水污染反应机理解析的课程。一些学者对《水环境化学》教学改革开展了深入研究，彭位华等[5]从理论、实验及教学方法等多视角对目前《水环境化学》课程教学过程中存在的问题进行梳理，拟通过调整理论教学内容、综合运用多种教育方式进行教育革新，以达到教学效果提高的目的。赵胜男等[6]采用了将实际环境问题与教学重点难点相结合，分段制定情景模式，将理论与实际结合。王小兵等[7]针对目前的教学缺陷提出了对教学大纲、教学手段、学生实践动手能力等全方位的革新方式，有利于学生主观能动性的全面提升。李京玲等[8]采取问卷调查的形式对目前《水环境化学》课程设计及教学模式现状进行了调研，从学生的角度提出目前急需革新的课程关键等，对未来《水环境化学》课程及实验设置提供了借鉴意义。

2.《水环境化学》面临的问题

(1)课程教育无法满足现阶段发展水平

随着我国经济的不断发展与城市化建设的加快，各项环境问题日趋严重。人类的生活与水环境密切相关，水环境质量的高低直接影响到我国的经济发展水平和人民的生活质量[9]。

目前大多数高校开展的《水环境化学》课程内容主要包括地球水资源的分布和组成、天然水循环、水体污染物、天然水中的化学平衡、天然水体的物理化学作用及其效应等多方面的知识，这些内容基本已经全部覆盖了地球水环境的化学行为，能够让学生对水环境的化学知识进行全面且细致的把握，如若学生能够掌握这些知识，则能够较好地应对大部分在未来的学习和工作中可能存在的问题。但是在目前的《水环境化学》课程的教学工作中却由于教学内容的固定性很少对新兴问题进行讨论和分析，导致学生可能在未来的学习和工作存在一定的知识空白。例如，在水环境治理的实际工程中有关新兴污染物问题已经成为了治理的重要目标之一，将水环境监测工程与人工智能、大数据和物联网结合也成为了未来水环境保护领域的重点发展方向之一，但是在目前的《水环境化学》教学中针对这些新兴问题的探讨较少。

基于以上课程中教育存在的问题，在新时代下如何根据《水环境化学》学科的发展特点，培养出具有扎实基础知识、过硬动手技能和较强创新能力的新时代接班人已成为学科发展的重中之重。

(2)理论教学方式需完善

目前《水环境化学》课程的教育教学方式仍以传统课堂教授为主，即在整个教育教学过程中借助教师的表述向学生传授知识，因不同教师对专业相关知识理解层次有所差异，所选教学方法相异，内容穿插各不相同；且伴随社会的发展，新的水环境污染问题不断涌现，急需根据时代发展及时调整学科内容与应用的契合度，以加强教学过程中的科学性、严谨性与先进性[10]。如何使教学过程生动有趣、逻辑清晰、内容全面完善，重点难点层次分明，激发学生的学习兴趣与主观能动性，对课程设置的内容及整体框架具有一定的了解是目前理论教学方面研究的重点。另外，教育教学方式单一、无法与网络和实践等教育教学模块有机结合也极大地限制了《水环境化学》理论教学的革新发展。

(3)实践动手能力有待提高

应用型人才的培养已逐渐成为目前国家竞争的关键所在，目前《水环境化学》课程相关实验实践学时较少，实验实践内容较为简单及体验较为单调，实际操作与知识的理解较不紧密，在有限教学时间内无法全面提升学生对重点知识的体会。实践课程少和实践课程简单是限制学生提高动手能力的最大原因，课程教学与实验教学分离是限制学生将基础知识转化为实验技能的次要原因，最终导致学生的学习效果较差和应用能力较弱的问题。随着信息与计算机技术的迅速发展，网络信息技术可以为《水环境化学》课程的教学提供更加直观的课程素材，然而目前的水环境化学教学课程中使用网络资源的频率较低或没有使用过网络资源。

(4)大学生创新意识有待培养

随着科技的进步与时代的日新月异，仅依靠传统的教育教学手段无法满足社会的高速发展对创新型人才的需求。单一的课程教学设置容易导致学生对学习失去兴趣，无法激发其对专业知识的吸收运用与科学研究的热情，简单完成学习任务的填鸭式教学模式已无法跟上快速发展的脚步[11]。《水环境化学》作为相关专业内举足轻重的一门课程，应在传统教育教学中紧密跟随时代发展的脚步，强调创新创造的重要性。而目前的相关教育授课模式依旧为老师被动灌输，教学模式较为传统。另一方面，《水环境化学》课程发展历史较长，当今水环境专业发展较快，教学大纲的更新较慢，教学大纲针对学生创新创造的内容较少，是限制学生创新创造能力的主要原因。

3.《水环境化学》决策与建议

（1）理清教育现状，对症下药。以建设“美丽中国”为背景，针对《水环境化学》学科特点、教学目标及现有教学模式，以培养学生扎实的基本知识体系、优秀的动手能力与较好的创新能力为目标，以相关专业学生实际情况为基础，设立各项基础调研指标，通过问卷调查、研讨会与针对采访等形式，对目前学科内学生的学习方式、教学任务完成情况与进行调研并汇总，通过对结果的分析与处理，得到学生对课程的认识分析、实验过程的操作情况教学方式的反馈等方面的意见和建议，分析目前《水环境化学》课程的发展情况及未来趋势，针对目前国家与个人对专业的需求，为后续教师根据实际情况调整和丰富教学及实验实践内容，利用多种形式提升教学质量提供数据支持。

（2）调整理论教学内容，构建扎实基础。在现有教育教学形势下，如何利用有效学时最大限度的提升教育教学质量，首先，应根据上述研究得到的学科发展特色及现状，合理安排教育教学顺序，理清教学中各章节的逻辑关系与衔接点，可使教育教学内容更加连贯；其次，可在教育教学过程中，结合相关专业特色与学院优势，适当增加专业相关的前沿知识，针对科技前沿的新兴问题开展专门的研讨会，邀请行业内专家学者或一线科研人员就前沿新兴问题开展讲座，让学生针对所学内容进行交流问题，将基础知识与热点问题结合，进而为学生形成深刻的印象；最后，可根据章节内容设置一定课时的分享会与研讨会，通过激发学生的自主学习能力，有效地提高知识结构的完整性与全面性。另外，开发《水环境化学》课程相关的网络资源，通过三维建模等软件程序的开发将课堂中不容易讲解的抽象知识转化为直观的动画操作，方便学生深入理解相关知识，降低学习的难度，同时提高学生的学习兴趣。

（3）提升实验实践比重，强化动手实践能力。针对目前《水环境化学》教学与实验实践存在的问题，首先，可通过优化实验实践内容来提升教学效果，体现专业特色与学科专长。其次，可根据学科研究前沿及热点问题，设计相应实验内容，通过问题导向激发学生的创造力与自主权，全面提升学生的分析和解决实际问题的能力。最后，还可以通过教学课程与实践内容相结合的形式，具体包括校企联合、实践参观、专家座谈等形式，最大限度利用有限课时全面提升学生的综合素养。

（4）运用多种教育教学手段，激发学生创造与思考。针对不同学生在《水环境化学》课程中的学习体验，可采取多种教学方式使学生激发学习兴趣，提升学习效率，如课题讨论法、任务驱动法、案例教学法等，采用老师引导、学生主动参与的模式，以双向式、团体式学习取代原有的个体冥思苦想式学习，减少学生对于传统教学模式的抵触与反感，鼓励其自主思考过程，培养其创造力与思考能力；对教学手段与方法进行合理搭配，逐步形成具有鲜明学科特色且稳定可靠的教学模式，极大地激发学生的创造力与想象力，为早日实现“中国创造”的目标助力。

4.总结与展望

本次课题研究以现代认知理论为基础，以课程理论、教育心理学理论、教育实践理论为辅助，对目前《水环境化学》课程教育教学活动进行革新。对目前《水环境化学》课程设计及教学模式现状进行调研，对学生基础、创新、实践三位一体培养模式进行了研究，充分利用现代发达网络资源的优势，以“产学研”相结合的新模式全面提升学生的基础知识、理解能力、创新能力和实践能力。