蘭 波,牟新利,劉昱宏
(重慶三峽學院 環(huán)境與化學工程學院,重慶 404000)
《環(huán)境化學》是環(huán)境科學專業(yè)重要的基礎課程之一,屬于化學與環(huán)境科學的交叉學科,主要研究水體、沉積物、大氣、土壤環(huán)境中潛在有害有毒化學物質的種類和含量測定、特定污染物質的遷移轉化規(guī)律、生態(tài)毒理效應等,是環(huán)境科學專業(yè)的重要基礎課程之一[1],涉及理化生多個學科,具有高度的學科綜合性[2]。
當前,隨著人口劇增以及人類活動增強,全球環(huán)境受到人類活動不同程度的干擾而出現多種環(huán)境化學問題,例如全球氣候變暖導致的水環(huán)境理化性質變化、大氣-土壤-水體環(huán)境污染、光化學污染、生態(tài)系統退化等等。針對這些環(huán)境問題,人類需要采取措施積極應對,例如我國十九大報告提出“讓青山綠水變成金山銀山”的國家戰(zhàn)略,預示著國家將對已受損的環(huán)境開展修復工作,環(huán)境治理技術將是未來的重點研發(fā)內容。目前,環(huán)境治理主要有化學、物理、生物三大類手段,其中化學手段是快速、相對廉價的,在化工行業(yè)的尾水處理、生態(tài)環(huán)境治理等方面都發(fā)揮積極作用。因此,培養(yǎng)合格的環(huán)境化學人才將是綜合性高校適應未來社會經濟發(fā)展需要的目標和任務。
根據對《環(huán)境化學》課程的理解和教學經驗,筆者對如何提高環(huán)境化學課程教學質量,提升學生能力素質做了反思,期望為今后環(huán)境化學課程教學提供有益的建議。
目前,國內中文版的《環(huán)境化學》教材倒有不少,但是缺乏適合不同學校層次的教材。常見的中文教材有高等教育出版社的《環(huán)境化學》(戴樹桂主編)及《環(huán)境化學》(朱利中主編)、科學出版社的《環(huán)境化學》(王曉蓉等主編)及《環(huán)境化學前沿(第二輯)》(江桂斌主編)、化學工業(yè)出版社的環(huán)境化學》(王凱雄主編)。國外經典的《環(huán)境化學》教材很多,例如John Wright、J. O’mBockris、Colin Baird和Michael Cann分別主編了一本《Environmental Chemistry》,SanghiRashmi主編了《Green Chemistry for Environmental Remediation》,HarrisonRoy主編了《Introductory Chemistry for the Environmental Sc》等等??偟膩碚f,國內的教材系統全面地介紹了環(huán)境化學的基礎知識,具有較好的理論性,但是對本學科的前瞻涉及較少,而且教材未針對學業(yè)水平參差不齊的學生。國內教材理論較深奧,適用于成績中等偏上的學生,而對于學業(yè)成績較差的一般院校則缺乏適用性。國外的教材系統用英文系統地介紹了環(huán)境化學基礎知識,還兼顧了專業(yè)知識的趣味性和前瞻性,但是對英語水平要求很高,不具普適性。總之,目前還十分缺乏能廣泛適用于中國不同層次高校的《環(huán)境化學》課程教材。
環(huán)境化學課程本身具有學科交叉融合、知識面廣、發(fā)展迅速等特點,與生物化學、基礎化學、基礎物理、植物學、生態(tài)學等專業(yè)課密切相關,學習難度大。然而,很多教師在課堂中依然采用傳統的滿堂灌授課模式,以教師講述式教學為主,缺少充分的課堂交流與互動,難以調動學生的學習積極性,導致學生對環(huán)境化學的理解不深入。即使教師刻意增加了教學互動,有時仍缺乏針對性,沒有讓學生理解到關鍵知識點,影響教學效果。
目前的課程考核多采用以期末成績?yōu)橹?,平時成績?yōu)檩o的考核方式。這就造成了學生重“結果”、輕“過程,習慣性地集中復習幾天以應付期末考試。學生在這門課程的實際學習效果難以保障,即使考過的學生也可能在短期內遺忘知識點,最終導致學生對課程知識的掌握、理解與運用大打折扣。
當前教材中大部分課程內容都是環(huán)境化學的理論基礎,對新出現的環(huán)境化學問題、技術涉及較少。例如,復雜的環(huán)境化學理論計算、深度的機制機理闡釋,常因內容晦澀而讓學生失去學習興趣。盡管理論計算和機制機理也重要,但對于本科層面的學生而言,這方面的內容淺嘗輒止即可,而應加強對課程多層次的介紹。另外,教學內容主要涉及污染物在大氣、水、土壤、生物等介質中的狀態(tài)、遷移轉化、受污環(huán)境的修復技術及原理、綠色化學等,知識點散而雜,相對陳舊[3]。現有的教學內容中難以對當前熱門環(huán)境問題進行探討,在教學內容的前沿性有待于提高。因此需要教師不斷更新課程教學內容,與世界先進技術接軌。
經過比對和閱讀,環(huán)境化學課程最終不指定國內專著作為主要教材。前文提及的幾本國內專著均可以作為主要教材,它們都系統性地闡述了《環(huán)境化學》的相關知識點,對了解本門課程的主題內容均有幫助。同時,結合國外的專著(如《Environmental Chemistry》)作輔助教材,不僅因書本圖文并茂,還因其具有科學前瞻性,對了解當前飛速發(fā)展的環(huán)境化學技術手段大有裨益。再者,考慮到學生的課程理論基礎相對薄弱,教師可以考慮匯編一冊簡易版的環(huán)境化學知識點手冊,涉及各個主要章節(jié)的概念、原理及運用,作為輔助材料供學生查閱。
除了采用傳統的教師講、學生聽的模式外,還要多采用多元化教考模式,例如提問啟發(fā)式、互動討論式、案例分析式、課堂辯論、翻轉課堂及現代教學手段(多媒體技術、慕課、微課等)[3-5]。傳統的教學模式雖提高了知識傳遞效率,但忽略師生交流,容易導致學生產生疲憊感,忽略學生知識點盲區(qū)。因
此,在教學過程中借助多媒體或者互聯網教學模式,以學生為中心開展教學工作。例如,我們可以讓學生圍繞幾個興趣點分組制作專題課件,每組選排代表全班講授,既鍛煉學生的表達能力,又讓學生沉浸到課程話題中,提升學生的理解。再如,我們讓學生觀看視頻后討論特定問題,根據學生討論結果針對性的查缺補漏,清除學生知識盲區(qū)。又如,我們借助互聯網教學深化教學工作,我們可以通過互聯網教學在網頁上設置知識趣味競答,不僅活躍課堂氣氛,還能靈活的記錄學生的學習情況,增加學生的參與感。
對于本課程的考核,建議提高平時成績的占比,調動學生積極性。平時成績除了包含學生的考勤、課堂發(fā)言、提問等因素外,更重要的是要考察學生對話題的自主學習程度。如上述的專題課件制作或者話題討論,鼓勵學生學會主動思考,去發(fā)現問題并解決問題。
針對教學內容復雜且陳舊的弊端,可增加相關知識點的最新案例解析或者實踐環(huán)節(jié)內容。例如在講解水體富營養(yǎng)化章節(jié)時,可以列舉當前效果相對較好的污染治理措施。這就要求任課教師對該領域的新技術有所了解,對教師提出了更高的要求。再如,在講解基于重金屬評估環(huán)境生態(tài)風險時,可以虛設一些數據,然后讓學生查閱資料后自行制作生態(tài)風險評估報告。在課堂教學以外的環(huán)節(jié),還應適當增加實踐內容,例如酸雨的搜集與理化指標的測定,強化學生對相關知識點的理解。另外,在教學過程中,導入教師的科研成果,或者融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育,最終提升學生的綜合能力。
在全球環(huán)境問題日益嚴峻的背景下,環(huán)境學科顯得越來越重要,急需一大批高素質的專業(yè)人才。環(huán)境化學作為環(huán)境專業(yè)的基礎理論課,應得到相應的重視。通過分析總結《環(huán)境化學》的問題和經驗,做到以學生為本,借助多媒體和互聯網教學激發(fā)了學生的學習興趣,不斷深化教學模式,為環(huán)境領域培養(yǎng)具有扎實基礎、創(chuàng)新精神和國際化視野的環(huán)保人才而努力。