高樹梅，趙國(guó)華，鄭蘭蘭，劉 娟，蘇營(yíng)營(yíng)，趙歡歡

(1 嘉興學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001；2 浙江省嘉興生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心, 浙江 嘉興 314001)

環(huán)境化學(xué)是環(huán)境學(xué)科各專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，環(huán)境化學(xué)課程的教學(xué)，一直在不斷地改革和創(chuàng)新[1]，案例式、討論式、PBL教學(xué)、分組授課等方法和手段都在不斷的嘗試和探索；另外，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和信息技術(shù)的普及，線上線下混合式教學(xué)也成為信息技術(shù)和教育相融合的一種全新的教學(xué)模式，線上線下混合式教學(xué)將“線上”(在線網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái))與“線下”(課堂教學(xué))有機(jī)結(jié)合，既能體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，也能發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。筆者在前期的教學(xué)過(guò)程中，采取了各種方法和手段不斷提高教學(xué)質(zhì)量，均取得良好的教學(xué)效果，教學(xué)方法也得到了同學(xué)們的認(rèn)可[2-3]，目前，該課程已經(jīng)申報(bào)浙江省線上線下混合式一流課程。在本課程的教學(xué)過(guò)程中，利用思維導(dǎo)圖法對(duì)瑣碎又重要的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納和串連，既授之以魚，又授之以漁，既豐富了教學(xué)手段，又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，課程組在課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，制作了系列微課，能夠彌補(bǔ)課堂教學(xué)的缺陷，拓寬課堂教學(xué)的時(shí)空。從文獻(xiàn)調(diào)研可知，思維導(dǎo)圖[4-5]和微課[6-9]的方法在環(huán)境工程專業(yè)的其他相關(guān)科目教學(xué)過(guò)程中，都有廣泛的應(yīng)用。

本文以《環(huán)境化學(xué)》課程第二章大氣環(huán)境化學(xué)為例[10]，介紹教學(xué)過(guò)程中采用的微課及思維導(dǎo)圖。這一章涉及的知識(shí)點(diǎn)主要包括大氣中的主要污染物(來(lái)源、種類、危害)、污染物的遷移轉(zhuǎn)化(自由基反應(yīng)、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化，氮氧化物的轉(zhuǎn)化)、及典型的大氣環(huán)境問(wèn)題，如光化學(xué)煙霧、酸雨、臭氧空洞、溫室效應(yīng)、霧霾等。其特點(diǎn)是知識(shí)點(diǎn)零散，又前后交叉，錯(cuò)綜復(fù)雜。比如大氣污染物種類繁多、分類方法多樣、危害各不相同，彼此之間有著錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系[2]，如光化學(xué)煙霧現(xiàn)象涉及到大氣中的主要污染物的來(lái)源及危害，大氣污染物的遷移轉(zhuǎn)化、氮氧化物的轉(zhuǎn)化、有機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化等。為此，我們把主要知識(shí)點(diǎn)做成了一系列微課，分別為大氣污染物、氮氧化物轉(zhuǎn)化、光化學(xué)煙霧、酸雨、溫室效應(yīng)等，每個(gè)微課控制在10 min以內(nèi)，已經(jīng)上傳至超星在線學(xué)習(xí)平臺(tái)供同學(xué)們使用。微課的知識(shí)融會(huì)貫通、講解生動(dòng)有趣、思路清晰條理。同時(shí)在每個(gè)微課制作過(guò)程中，我們通過(guò)思維導(dǎo)圖的方法，將知識(shí)點(diǎn)總結(jié)歸納，通過(guò)主要的關(guān)鍵詞和層次關(guān)系，把各種環(huán)境問(wèn)題的定義、形成條件、形成機(jī)理、特點(diǎn)或危害等主要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了梳理，這樣即有利于授課教師本身對(duì)知識(shí)點(diǎn)的把握，也有利于課堂講解、實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通，提高學(xué)習(xí)效率。

1 微課+思維導(dǎo)圖，傳遞知識(shí)和情感

1.1 大氣環(huán)境化學(xué)涉及的主要環(huán)境問(wèn)題

大氣環(huán)境化學(xué)章節(jié)中，涉及到的典型環(huán)境問(wèn)題包括溫室效應(yīng)、臭氧層空洞、酸雨、光化學(xué)煙霧、霧霾等等，問(wèn)題相對(duì)較多，產(chǎn)生的機(jī)理既不相同，又相互聯(lián)系，涉及的知識(shí)點(diǎn)前后交叉，錯(cuò)綜復(fù)雜，我們將這些內(nèi)容總結(jié)如圖1所示。這樣，利用思維導(dǎo)圖法對(duì)瑣碎又重要的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納和串連，既授之以魚，又授之以漁，既豐富了教學(xué)手段，又體現(xiàn)了微課的“幫輔”特色；同時(shí)再適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充課外知識(shí)，如焦點(diǎn)訪談節(jié)目：環(huán)保督察一針見血、霧霾元兇追根探源、鐵腕治霾中國(guó)行動(dòng)等，就容易實(shí)現(xiàn)課上與課下的相輔相成。

圖1 大氣中的典型環(huán)境問(wèn)題Fig.1 Typical environmental problems in the atmosphere

1.2 光化學(xué)煙霧

圖2 光化學(xué)煙霧的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)Fig.2 Related knowledge of photochemical smog

光化學(xué)煙霧是典型的大氣環(huán)境問(wèn)題，其形成條件和產(chǎn)生原因都相對(duì)比較復(fù)雜，危害也具有多重性，其形成機(jī)理涉及氮氧化物的轉(zhuǎn)化，碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化等，又與氣象條件有很大關(guān)系。為此，我們專門制作了微課，詳細(xì)講解其定義、機(jī)理、形成條件及危害等，微課已上傳至超星在線學(xué)習(xí)平臺(tái)。最后，作者通過(guò)思維導(dǎo)圖對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和概括，便于學(xué)習(xí)，如圖2所示。在課堂講述時(shí)，作者還會(huì)適當(dāng)補(bǔ)充課外知識(shí)，如焦點(diǎn)訪談節(jié)目：藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)、臭氧：藍(lán)天下的污染物、便于同學(xué)們的課外拓展。

1.3 酸 雨

pH小于5.6的酸性降水稱為酸雨，又稱酸沉降，是指通過(guò)雨、雪、霧、冰雹等將酸性物質(zhì)沉降到地面的過(guò)程[10]。酸雨的形成，收到很多因素的影響，如酸性物質(zhì)的大量排放、大氣中的顆粒物及堿性物質(zhì)的緩沖作用，此外還容易受到天氣形勢(shì)和地理地勢(shì)的影響。酸雨對(duì)人體健康、土壤生態(tài)系統(tǒng)、水生態(tài)系統(tǒng)等均有較大的影響。我們將這些知識(shí)點(diǎn)做成微課，并用思維導(dǎo)圖進(jìn)行匯總，提高了教學(xué)效果。另外，我們?cè)阡浿莆⒄n時(shí)，將2000年以來(lái)，我國(guó)的酸雨分布圖，進(jìn)行匯總和，可以明顯看出，2015年以來(lái)，我國(guó)的酸雨分布，無(wú)論是分布的廣度還是嚴(yán)重程度都得到了很大的改善，這得益于國(guó)家對(duì)于環(huán)境保護(hù)工作的重視。這些課外知識(shí)的補(bǔ)充，極大地促進(jìn)了學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感。

圖3 酸雨的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)Fig.3 Related knowledge of acid rain

1.4 溫室效應(yīng)

溫室效應(yīng)是全球性的環(huán)境問(wèn)題，關(guān)于其形成機(jī)理，目前已經(jīng)有了較為統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，即CO2的大量排放是造成溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w。2020年12月12日，國(guó)家主席習(xí)近平在氣候雄心峰會(huì)上通過(guò)視頻發(fā)表題為《繼往開來(lái)，開啟全球應(yīng)對(duì)氣候變化新征程》的重要講話，宣布中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，力爭(zhēng)2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。那CO2是如何引起溫室效應(yīng)的呢？大氣中還存在哪些溫室氣體？溫室效應(yīng)有何危害？帶著這些問(wèn)題，我們制作了相關(guān)的微課。我們利用根據(jù)現(xiàn)象-分析原因-探尋機(jī)理的教學(xué)方法，教學(xué)設(shè)計(jì)思路清晰條理，講解深入淺出，同時(shí)又能激發(fā)學(xué)生的興趣，體現(xiàn)了微課的“激趣”特色；同時(shí)，我們根據(jù)斯克里普斯海洋研究所(https://scripps.ucsd.edu/about)提供的最近數(shù)據(jù)，及時(shí)通報(bào)目前大氣中CO2的最新含量數(shù)據(jù)，充分體現(xiàn)了課程的高階性和前瞻性。

2 調(diào)查與評(píng)價(jià)

由于篇幅原因，其他思維導(dǎo)圖未逐一提供。作者針對(duì)嘉興學(xué)院環(huán)境工程181班、182班的同學(xué)進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查，結(jié)果顯示如表1所示。

表1 關(guān)于思維導(dǎo)圖使用的調(diào)查問(wèn)卷Table 1 Questionnaire on the use of mind map

根據(jù)調(diào)查結(jié)果數(shù)據(jù)可以看出，同學(xué)們都認(rèn)為思維導(dǎo)圖有利于知識(shí)點(diǎn)的梳理和融會(huì)貫通，但是很多同學(xué)因“繪畫技術(shù)”，而限制了應(yīng)用。思維導(dǎo)圖的關(guān)鍵在“思維”，而非“導(dǎo)圖”，思維導(dǎo)圖并非畫畫比賽，它只是一種輔助的工具。另外，95.7%的同學(xué)認(rèn)為所制作的微課對(duì)于自己的學(xué)習(xí)有幫助。在此次調(diào)查問(wèn)卷中，小部分同學(xué)抱著無(wú)所謂的態(tài)度，他們并非不愿意采用這種學(xué)習(xí)方法，而是相對(duì)處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，這一部分同學(xué)要在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中加以引導(dǎo)和幫助，以提高自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

3 結(jié) 語(yǔ)

思維導(dǎo)圖+微課的方式，將復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)圖形化和視覺化，關(guān)鍵詞和清晰的層次關(guān)系使得知識(shí)點(diǎn)邏輯結(jié)構(gòu)明確，既方便老師教學(xué)，又方便學(xué)生學(xué)習(xí)。思維導(dǎo)圖+微課為《環(huán)境化學(xué)》課程的“教”與“學(xué)”提供了一種事半功倍的工具。有助于提高學(xué)習(xí)者包括教師和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，有助于使學(xué)習(xí)者真正實(shí)現(xiàn)終身學(xué)習(xí)和學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。老師線上微課設(shè)置疑問(wèn)，同學(xué)線下課程自行答疑解惑；系列微課知識(shí)點(diǎn)后前呼應(yīng)，線上線下教學(xué)相輔相成，凸顯了微課的“自助”式學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)。