馬長文,謝洪勇,陳勝文

(上海第二工業(yè)大學環(huán)境與材料工程學院,上海201209)

“環(huán)境化學”課程教學改革實踐

馬長文,謝洪勇,陳勝文

(上海第二工業(yè)大學環(huán)境與材料工程學院,上海201209)

“環(huán)境化學”是一門專業(yè)性、理論性較強的課程,在教學實踐中如何激發(fā)學生的學習興趣、提升教學效果,是值得主講教師們持續(xù)探索的命題。在多年的教學實踐中,教學內容日臻完善,教學方法推陳出新,如教師課堂精講與學生課余自學相結合、讓學生站上講臺授課、大力推行以生動具體的案例闡釋有關機制理論的案例教學法、充分利用網(wǎng)絡資源開展師生互動等,不斷豐富教與學的形式,較好提升了教學效果,讓師生共同受益。

環(huán)境化學;課程教學;改革實踐

0　引言

環(huán)境污染問題正引發(fā)公眾越來越廣泛深入的關注。引起環(huán)境污染的因素有很多,包括物理因素、化學因素、生物因素等,其中因化學物質引起的約占80%～90%[1]?！碍h(huán)境化學”是在傳統(tǒng)化學科學的基礎上發(fā)展起來的,以解決化學物質進入環(huán)境而引起的生態(tài)環(huán)境問題為目標的一門新興學科[1-2],主要研究有害化學物質在環(huán)境介質中的存在、化學特性、行為、效應及控制,重點在于其中的化學原理和方法。“環(huán)境化學”作為一門專業(yè)性理論性較強的課程,在教學實踐中很容易流于理論灌輸,難以激發(fā)學生的學習興趣。筆者在教學過程中,以培養(yǎng)職業(yè)技能型人才的宗旨為指導,以提升教學質量為總目標,初步構建了適應我校教學特色的教學內容體系,在教學方式方法上做了實踐探索,取得了比較理想的效果。

1　教學內容體系改革

我校環(huán)境工程專業(yè)、材料化學專業(yè)均開設“環(huán)境化學”課程,兩者的教學大綱要求不同,各專業(yè)的培養(yǎng)計劃中課程設置也有很大差異。戴樹桂主編的“環(huán)境化學”,作為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,在內容安排上全面詳盡,知識點層次分明,密切結合我國乃至全球關注的環(huán)境問題[1],同時反映本領域的最新研究成果和進展,將其選為主教材,不僅可滿足兩個專業(yè)的教學知識點選擇需求,還有利于學有余力的學生拓展自學。

在教學實踐中,教學內容體系在該教材的基礎上,按3個原則構建。首先是“留”,根據(jù)大綱要求確定教學內容和相應要求,留下主講教材中必需的、經(jīng)典的知識點。其次是“刪”,這主要是兼顧與其他專業(yè)課程的有機結合,避免重復講授或培養(yǎng)計劃中知識點遺漏的情況。在每一次的開班之前,相關的專業(yè)課程主講教師會集中研究討論,在一些共同涉及的知識點上,商討出各自的側重點及講解層次。如“生物體內污染物質的運動過程及毒性”,是“環(huán)境化學”課程體系中不可或缺的重要組成部分,但是與同時開設的“環(huán)境毒理學”課程內容重復性很大,商定在“環(huán)境化學”課上僅對相關原理作詳細講解,具體的污染物質轉化過程與毒性效應等則留在“環(huán)境毒理學”課上詳細、全面地講解。最后是“添”,在專業(yè)課程的教學中,不僅要把本課程的知識點講好,還要考慮專業(yè)特色,將教學內容與專業(yè)工作實踐結合起來,讓學生知曉學的是什么,有什么用,怎么用,有的放矢,激發(fā)其學習興趣,提高學習積極性。這就要求教師基于扎實的專業(yè)背景和豐富的實踐經(jīng)驗,熟諳講授內容,在教學過程中將知識點賦以專業(yè)特色,讓枯燥的理論變得有趣。

2　教學方法手段探索

傳統(tǒng)的教學理念和教學模式是“教師講、學生學”,教師的全程講解替代了學生的主體活動,教師的思維決定了學生對知識體系的理解,教師的認識結果濾掉了學生的認識過程。教學內容局限于應試教育,明顯束縛了學生的思維能力和學習技巧,忽略了學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng),更不利于培養(yǎng)提高學生解決工程實踐問題的能力,與培養(yǎng)職業(yè)技能型人才的要求相距甚遠。在“環(huán)境化學”的教學實踐中,筆者盡力避開傳統(tǒng)教學誤區(qū),在豐富革新教學方法和手段上,做了幾項嘗試,取得了良好的教學效果,總結如下。

2.1教師精講主講為主、學生自學講解為輔

在“環(huán)境化學”教材中,內容全面詳盡,每一個知識點對于環(huán)境專業(yè)人才都值得學習掌握,即便是教學大綱中限定的知識內容及講解層次,礙于學時限制,教師對某些知識點也只能略加提點,無法將“一桶水”全部贈予學生。所以筆者在課堂教學中,對要求“重點掌握”的知識點精講、細講,對要求達到“理解”或“了解”的那些知識點,若屬于自學資源豐富且學生容易通過自學理解掌握的內容,則盡量安排利用課余時間自學,并將針對該內容的師生互動、討論答疑等也安排在課余時間進行。例如PM2.5這個知識點,社會公眾的關注度很高,作為環(huán)境專業(yè)人才,必然要比一般公眾的認知要全面、科學、深刻,甚至按需作出權威性解答。但是這個知識點只是本門課程信息海洋中的一朵小浪花,課堂上幾分鐘時間的講解畢竟是有限的。筆者在課堂上僅布置自學的任務,要求同學們充分利用網(wǎng)絡資源,自行學習PM2.5的有關知識,盡可能掌握更多的有關信息,并將自學所得以郵件的形式告知老師。結果同學們的學習熱情高漲,絕大部分同學發(fā)來的郵件內容豐富、形式多樣,有圖片、有影音視頻、有學術文獻、有列舉出相關網(wǎng)頁的網(wǎng)址、有同學自己總結整理的WORD文檔或PPT文檔,還有一位同學將搜集所得制作成了一套科學性、觀賞性俱佳的動畫,附言說是自己正在學習動畫制作,通過此機會實際演練一下,還附上該動畫軟件的操作說明與老師共享。最為難得的是各位同學提交的內容幾乎沒有雷同,說明基本是通過自行學習搜集到的相關知識。

現(xiàn)代化職業(yè)技能型人才培養(yǎng)要求提醒了師生：講臺不僅是教師的,也應該是學生自己的。學生不僅要掌握教師所主講的知識,而且要學習教師傳授知識的技巧,培養(yǎng)傳遞知識信息、協(xié)調溝通等方面的能力。所以,課堂講臺也是一個絕佳的訓練場。在“環(huán)境化學”課堂上,筆者有意識地提前布置學生講解任務,讓同學們分組合作,查閱資料、思考討論、充分準備,制作PPT在課堂上演講,并請其他同學作點評。較之教師主講的課堂,學生在臺上講解的現(xiàn)場氣氛熱烈,更加輕松活躍。通過這次教學活動,同學們不但深切地領會了相關知識點及其在環(huán)境保護領域的指導性意義,也較好地鍛煉了專業(yè)知識表達、團隊合作等能力,是對畢業(yè)設計環(huán)節(jié)中的答辯、就業(yè)面試陳述等的一次很好的演練。這種學生參與課堂教學的方法讓他們獲益良多,深受學生歡迎。

教師通過靈活安排自學內容,可有效提高學生學習環(huán)境化學的積極性;學生在自學過程中,加深了對基礎知識的了解和應用,同時不斷根據(jù)自己的興趣拓展所學內容,觸類旁通,逐步提高了個人的自學和綜合分析能力。需要注意的是：類似的自學內容在總課程安排中不宜過多,三五次即可,否則會消磨學生的自學積極性。

2.2用實踐案例輔助理論傳授

“環(huán)境化學”是一門理論性很強的專業(yè)課,有些知識點老師必須仔細講解,學生方能完全理解掌握,對主講教師的教學水平、教學手段、方法技巧等有很高要求。用實踐案例輔助理論傳授是許多教師的法寶之一[3]。案例教學法的優(yōu)勢在于密切聯(lián)系實際,有針對性、實效性地將理論知識活用于工程實踐,提高學生綜合分析問題與解決問題的能力。在教學實踐中,案例的選擇很關鍵,不僅要能集中反映同類問題的共同特性,還要有較強的實踐性,能更好地體現(xiàn)出理論指導實踐的原則。所選取的案例要易于教師設計、分析、設問、啟發(fā)、總結等,在邏輯上與學生的認知水平吻合,便于學生理解、記憶、思考和總結。案例的展示可以借助影音視頻或多媒體課件,也可以結合媒體廣泛傳播的時事熱點,還可以借助教學科研工作中所使用的實物模型等。

案例一“大氣環(huán)境化學的酸性降水”知識點,“酸雨”一詞同學們都聽過無數(shù)遍了,直接講書本知識,難以引起學生興趣。筆者直接播放網(wǎng)上搜集到的一段約10min的視頻,視頻內容從在重慶下的一場“黑雨”說起,圖文并茂、有聲有色地介紹了酸雨的特性、形成原因、區(qū)域差別特點、危害性、防治措施等相關知識。同學們全神貫注地觀看視頻,對該部分知識點自然印象深刻。

案例二“水環(huán)境化學中的有機物在水體中的遷移轉化過程”知識點,如果單純羅列講解有機物的分配作用、揮發(fā)作用、水解作用、降解作用等,內容單調生冷,恐怕同學們過耳即忘。筆者選擇曾轟動一時的“松花江污染事故”作為典型案例,先結合網(wǎng)絡新聞介紹該次事故,通過時任環(huán)?？偩志珠L解振華引咎辭職、溫家寶總理親自領導與俄羅斯的外交行動等激起學生的聽講興趣,設問松花江中的苯類污染物的最終歸宿,一條條分析該有機物在水環(huán)境中可能發(fā)生的遷移轉化過程,循序漸進地闡明有機物的稀釋擴散、形態(tài)轉化、生物積累等過程機制,引導學生以環(huán)境化學的基本原理分析污染危害發(fā)生的原因條件,提出相應的預防控制措施及工程技術手段,并適當引入相應的環(huán)境管理、法律規(guī)范及環(huán)境外交等知識,拓展學生的知識面及將來就業(yè)思路。值得一提的是,這個知識點的可選案例非常多,可選取當下環(huán)境新聞中的熱點來切入教學。

案例三“受污染環(huán)境修復中的可滲透性反應格柵技術”知識點,在學生基本欠缺工程實踐知識的大背景下,講一項地下水環(huán)境修復技術,有紙上談兵之嫌。筆者將科研工作中用于模擬地下環(huán)境的砂箱模型搬到教室,和學生一起在砂箱中建了一截可滲透性反應墻,并模擬運行了修復過程。邊動手邊講解,讓學生直觀地理解了可滲透性反應墻的構造、修復原理、墻體建設及運行技術要點、適用范圍等相關知識點。

諸如此類的實踐案例教學,或簡單或復雜、或深奧或淺顯、或形象或具體,靈活充分地運用在“環(huán)境化學”課堂上,將枯燥的理論知識學習變身為職業(yè)技能的訓練場,學生的學習積極性被充分調動起來,培養(yǎng)了學生分析問題和解決問題的能力。

2.3課堂教學為主、網(wǎng)絡教學為輔

現(xiàn)代網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展,對于豐富課堂教學功不可沒。教師除了在備課環(huán)節(jié)通過網(wǎng)絡搜集精選案例等工作以外,還可以通過網(wǎng)絡進行疑難解答與學生互動;學生也是借助網(wǎng)絡開展自學,或激發(fā)或明晰自己的興趣所在。筆者對網(wǎng)絡資源的利用,還體現(xiàn)在“環(huán)境化學”課程網(wǎng)站的建設與使用。借助我校課程中心平臺,筆者建設了“環(huán)境化學”課程網(wǎng)站,不僅展示了課程教學大綱、教學進程表等常規(guī)文件資料,還將每一次講課的多媒體課件展示出來,同學們可以隨時下載觀看,或預習或復習,便于自學。對于因具體原因缺席某節(jié)課的同學,也不必擔心,他可以在課程網(wǎng)站上觀看該課錄像視頻。筆者也將自己積累的有關教學資料、案例素材等放在網(wǎng)上共享,同學們登陸課程網(wǎng)站,不僅可以詳細查看課堂提及的案例,還可以了解到平時難以引起重視的環(huán)境化學有關知識,對于拓寬專業(yè)視野、加深化學理論知識的理解大有裨益。在互動欄目中,同學們可以將自己感興趣的問題提出來,供教師和其他同學思考討論,也可以共享自己的學習所得或者體會?！碍h(huán)境化學”課程網(wǎng)站再現(xiàn)了課堂教學,更是對課堂教學的極大補充。所以,課程網(wǎng)站的建設是一項值得長期傾心的工作,不斷更新內容、持續(xù)豐富形式才能有效提高其利用率,才能為環(huán)境化學的課堂教學提供最好輔助。

3　結語

“環(huán)境化學”課程的基礎理論內容豐富,對于完善學生的知識體系非常重要。在教學實踐中,只有不斷實施環(huán)境化學的課程改革,豐富教學方法手段,勇于嘗試,才能在有限的學時中,讓學生更多、更好地掌握環(huán)境化學的理論和規(guī)律,才能達到良好的教學效果,在教學實踐中的每一次探索嘗試,都將讓師生共同受惠。通過“環(huán)境化學”的教學實踐和探索,希望為相關學科的理論教學提供參考。

[1]戴樹桂.環(huán)境化學[M].2版.北京：高等教育出版社, 2006.

[2]SPIRO T G,STIGLIANI W M.環(huán)境化學[M].2版.張鐘憲,等譯.北京：清華大學出版社,2007.

[3]陸俊元.案例教學法的本質特征及其適用性分析[J].中國職業(yè)技術教育,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

馬長文(1979—),女,江蘇人,副教授,博士,主要研究方向為水環(huán)境污染控制。電子郵箱cwma@sspu.edu.cn。

上海第二工業(yè)大學校培育學科項目(No.XXKPY1303)、上海市教育委員會和上海第二工業(yè)大學重點課程建設項目資助