CDIO工程教學(xué)模式下“環(huán)境化學(xué)”教學(xué)策略探究

張文博 王岳俊 高子舒

（河套學(xué)院 內(nèi)蒙古·巴彥淖爾 015000）

當(dāng)前的環(huán)境化學(xué)教學(xué)中，尚存在些許問題。與絕大多數(shù)的學(xué)科相同，其存在問題主要涉及教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及理論實(shí)踐結(jié)合方面。為實(shí)現(xiàn)此類教學(xué)水平的有效突破，教師應(yīng)當(dāng)積極結(jié)合CDIO工程教學(xué)模式對(duì)以上問題進(jìn)行一系列的查究，并規(guī)劃新的教學(xué)策略進(jìn)行改革。因此，本文對(duì)CDIO 工程教學(xué)模式下“環(huán)境化學(xué)”教學(xué)策略進(jìn)行探究，具有重要的意義。

1 當(dāng)前環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)中存在問題

環(huán)境化學(xué)課程包含了諸多化學(xué)相關(guān)的理論知識(shí)及自然科學(xué)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，具有加強(qiáng)的理論性和實(shí)用性。學(xué)生通過(guò)進(jìn)行相關(guān)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，可在掌握相關(guān)基本知識(shí)和技術(shù)后，對(duì)環(huán)境問題中的化學(xué)部分進(jìn)行分析和解決。盡管此類教學(xué)課程已形成了較為成熟的人才培養(yǎng)體系，但在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，仍存在些許問題。

首先，當(dāng)前環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)不夠明晰。粗略縱觀環(huán)境化學(xué)，其內(nèi)容便涉及環(huán)境及化學(xué)兩項(xiàng)研究的大方面，往下進(jìn)行知識(shí)細(xì)分更不難發(fā)現(xiàn)其涉及范圍較廣，且構(gòu)成較為復(fù)雜。盡管課程知識(shí)需長(zhǎng)期滲透，并非一蹴而就，但其教學(xué)過(guò)程中知識(shí)要點(diǎn)不明晰此點(diǎn)，會(huì)為學(xué)生的知識(shí)梳理和記憶強(qiáng)化帶來(lái)一定困難，致使學(xué)生無(wú)法很好地掌握當(dāng)前所學(xué)理論知識(shí)。

其次，當(dāng)前環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)中，教學(xué)模式缺乏創(chuàng)新。環(huán)境化學(xué)作為難度較高的理論知識(shí)課程，盡管存在諸多值得深度剖析的論題，卻仍難避免傳統(tǒng)教學(xué)模式沿用的影響。課堂上，教師往往采用填鴨式教學(xué)方法，將本期的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行較為連貫的灌輸，僅注重講解，當(dāng)學(xué)生舉手提問時(shí)教師才會(huì)與學(xué)生產(chǎn)生互動(dòng)。但遺憾的是，多數(shù)學(xué)生在接觸新知識(shí)時(shí)往往都在努力理解和內(nèi)化，很少有能達(dá)到當(dāng)堂進(jìn)行思考并產(chǎn)生相關(guān)疑問的高度。長(zhǎng)此以往，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣將大大降低，并習(xí)慣被動(dòng)受教，難以養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)。

最后，當(dāng)前環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)中，缺乏理論與實(shí)踐的有效結(jié)合。多數(shù)院校具備完善的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室及多種化學(xué)應(yīng)用設(shè)備、器具，以供各化學(xué)相關(guān)專業(yè)進(jìn)行實(shí)踐操作。但在環(huán)境化學(xué)教學(xué)中，因其理論知識(shí)量大及晦澀的特性，教師穩(wěn)固學(xué)生基礎(chǔ)，更多注重于理論講解而非實(shí)驗(yàn)操作。這種情況導(dǎo)致學(xué)生積累一定知識(shí)后難以學(xué)以致用，進(jìn)而對(duì)枯燥的知識(shí)內(nèi)化過(guò)程產(chǎn)生倦怠心理，從而秉承流于形式的學(xué)習(xí)習(xí)慣，最終僅為應(yīng)付考試進(jìn)行簡(jiǎn)單的復(fù)習(xí)和思維整理，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)習(xí)成效大大降低。[1]

2 環(huán)境化學(xué)教學(xué)應(yīng)用CDIO 工程教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)

CDIO 工程教學(xué)模式中的C、D、I、O 分別代表構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行，從字面來(lái)看就具備極大的操作性和執(zhí)行性。在應(yīng)用此類教學(xué)模式時(shí)，其主體不僅是授課教師，學(xué)生也要進(jìn)行有效參與，讓學(xué)生以更主動(dòng)的方式進(jìn)行環(huán)境化學(xué)的相關(guān)學(xué)習(xí)。其中C、D、I、O 的實(shí)施目標(biāo)不僅是單堂課程，更應(yīng)貫穿每個(gè)學(xué)生在本學(xué)科的學(xué)習(xí)過(guò)程。通過(guò)有效的構(gòu)思，可為學(xué)生制定有效的學(xué)習(xí)計(jì)劃；通過(guò)詳細(xì)的設(shè)計(jì)，可使學(xué)生明確每個(gè)階段的學(xué)習(xí)目標(biāo)；通過(guò)實(shí)施的操作，可令學(xué)生在操作過(guò)程中獲得不一樣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；通過(guò)運(yùn)行的推進(jìn)，可保證學(xué)生學(xué)以致用的成果有效展現(xiàn)。這四項(xiàng)分步能打破當(dāng)前環(huán)境化學(xué)固化的教學(xué)流程，促進(jìn)其內(nèi)容、模式的有效改革，并著重加教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)理論實(shí)踐的結(jié)合，補(bǔ)全傳統(tǒng)教學(xué)模式中的短板，進(jìn)而使學(xué)生全面均衡發(fā)展，逐步成為符合社會(huì)需求的環(huán)境化學(xué)人才。[2]

3 環(huán)境化學(xué)教學(xué)創(chuàng)新改革要點(diǎn)

盡管采用了CDIO這種高效的教學(xué)模式，但在進(jìn)行其與環(huán)境化學(xué)的融合過(guò)程中，應(yīng)考量學(xué)科教學(xué)內(nèi)容特性，進(jìn)行創(chuàng)新改革要點(diǎn)的提煉。如忽視要點(diǎn)提煉，將導(dǎo)致新式教學(xué)模式應(yīng)用的效果大打折扣。通過(guò)長(zhǎng)期的教學(xué)過(guò)程教師不難發(fā)現(xiàn)，環(huán)境化學(xué)教學(xué)改革創(chuàng)新需注重以下幾點(diǎn)：

第一，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。過(guò)往教學(xué)過(guò)程中，缺乏與大量理論知識(shí)相結(jié)合的實(shí)踐活動(dòng)。因此加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐性是創(chuàng)新改革的首要任務(wù)。此項(xiàng)舉措不但能鍛煉學(xué)生的操作能力，還能逐步提升未來(lái)課程參與的積極性，從而促成師生高頻互動(dòng)，利于學(xué)生進(jìn)行及時(shí)的知識(shí)難點(diǎn)攻克。第二，突出教學(xué)重點(diǎn)。在過(guò)往教學(xué)過(guò)程中，存在教學(xué)重點(diǎn)不明晰的情況。通過(guò)新式教學(xué)模式的應(yīng)用，教師應(yīng)當(dāng)進(jìn)行學(xué)科知識(shí)的有效梳理，突出其中重點(diǎn)難點(diǎn)，協(xié)助學(xué)生制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，進(jìn)而提升相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)效率。其中，水環(huán)境及土壤環(huán)境化學(xué)與環(huán)境污染修復(fù)等章節(jié)為教學(xué)難點(diǎn)，教師應(yīng)結(jié)合實(shí)際案例對(duì)此類知識(shí)進(jìn)行深刻剖析，協(xié)助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的有效內(nèi)化。第三，提升實(shí)踐比例。傳統(tǒng)的環(huán)境化學(xué)教學(xué)中整體的教學(xué)活動(dòng)圍繞著書本和校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生很少有親身接觸社會(huì)實(shí)例的機(jī)會(huì)。為有效突破傳統(tǒng)教學(xué)固化模式，教師應(yīng)當(dāng)在新教學(xué)模式過(guò)程中提升課外實(shí)踐的比例。除了合理選擇實(shí)踐合作企業(yè)外，還要注重實(shí)踐內(nèi)容的拓展性，應(yīng)保證學(xué)生通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)能有效提升環(huán)境化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力，進(jìn)而開拓視野，加強(qiáng)學(xué)習(xí)意識(shí)。

4 環(huán)境化學(xué)教學(xué)應(yīng)用CDIO工程教學(xué)模式改革的具體策略

4.1 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容及模式

在環(huán)境化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用CDIO工程教學(xué)模式，可有效優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容及模式。傳統(tǒng)的教學(xué)中，各項(xiàng)知識(shí)的教學(xué)主圍繞教材上的基礎(chǔ)理論知識(shí)，而CDIO則不同，從初期構(gòu)思角度，就決定與相關(guān)的校外企業(yè)及國(guó)家部門聯(lián)合制定全新的教案，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。其中，以土壤環(huán)境化學(xué)課堂教學(xué)為例，新式土壤分析技術(shù)在教學(xué)中的滲透和技術(shù)實(shí)際應(yīng)用存在差異，由此衍生出的污染治理思維也大不相同。教師應(yīng)聯(lián)合專業(yè)人士進(jìn)行此類技術(shù)的著重探討，并進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用未來(lái)發(fā)展的合理的推算，并商定可能性較大的技術(shù)應(yīng)用情況，制定切合實(shí)際的教案內(nèi)容。盡管未來(lái)發(fā)展難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，但通過(guò)此番討論確定的技術(shù)應(yīng)用方向相對(duì)有據(jù)可循，由此保證教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性。同時(shí)，CDIO 工程可引導(dǎo)案例式教學(xué)法在環(huán)境化學(xué)中的應(yīng)用。其中案例的展示可借助院校相關(guān)的實(shí)地?cái)?shù)據(jù)，如部分院校可能存在自身名下的污水處理廠，教師可帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)地考察，并根據(jù)場(chǎng)地處理工序中的情況，及相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行知識(shí)相關(guān)的案例講解。學(xué)生可在期間進(jìn)行小組討論，并通過(guò)一系列的知識(shí)應(yīng)用對(duì)當(dāng)前情況進(jìn)行分析，并提出自己的想法。同時(shí)，通過(guò)實(shí)地考察，學(xué)生能親身觀測(cè)到書本中部分相對(duì)抽象的知識(shí)，有利于基礎(chǔ)鞏固，提升相關(guān)知識(shí)的內(nèi)化程度。

4.2 提升教學(xué)中實(shí)驗(yàn)操作比例

通過(guò)CDIO 工程教育模式可有效提升環(huán)境化學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)相關(guān)的操作比例。為實(shí)現(xiàn)有效的實(shí)踐能力鍛煉，教師應(yīng)通過(guò)CDIO 模式從教學(xué)計(jì)劃中著重提升當(dāng)前教學(xué)中實(shí)驗(yàn)操作比例，并在其中加強(qiáng)實(shí)際化學(xué)測(cè)驗(yàn)的樣品測(cè)量及標(biāo)準(zhǔn)操作。傳統(tǒng)環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往通過(guò)在大小有限的器皿中進(jìn)行環(huán)境場(chǎng)景的模擬，為保證結(jié)果嚴(yán)謹(jǐn)，需進(jìn)行一系列的煩瑣操作。盡管如此，這種模擬的環(huán)境也會(huì)出現(xiàn)測(cè)試過(guò)程及結(jié)果與現(xiàn)實(shí)工作差異較大的情況。由此，通過(guò)CDIO 工程教育可有效向企業(yè)引進(jìn)其科研項(xiàng)目相關(guān)的實(shí)驗(yàn)參照，使學(xué)生進(jìn)行相對(duì)具有實(shí)際拓展意義的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。以水稻不同來(lái)源澆灌用水中潛在的安全隱患為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，學(xué)生小組可與聯(lián)合企業(yè)進(jìn)行檢測(cè)技術(shù)及試劑應(yīng)用等方面的交流，并參照企業(yè)用設(shè)備進(jìn)行校內(nèi)設(shè)備的補(bǔ)全，在己方測(cè)試結(jié)果出來(lái)后，與企業(yè)規(guī)范測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)其中出現(xiàn)差異數(shù)據(jù)的原因進(jìn)行查找，并進(jìn)行相關(guān)總結(jié)。[3]

4.3 突出教學(xué)中課外拓展的效果

在實(shí)際教學(xué)中，除課內(nèi)的知識(shí)講解和實(shí)驗(yàn)操作外，還涉及很多學(xué)生自主推進(jìn)的課外拓展部分。如結(jié)合教學(xué)內(nèi)容線上及線下考察，最新化學(xué)試劑及檢測(cè)手法的信息收集，優(yōu)化當(dāng)前學(xué)習(xí)效率的諸多學(xué)習(xí)方法等，此類拓展內(nèi)容均在CDIO工程教學(xué)的“計(jì)劃”內(nèi)。教師可在期間為學(xué)生提供一定的助力，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自身總結(jié)的相關(guān)信息進(jìn)行“實(shí)施”的步驟。針對(duì)教學(xué)內(nèi)容的線上線下考察，學(xué)生可將內(nèi)容編輯整理并提供給任課教師，完善當(dāng)前課堂內(nèi)容；針對(duì)最新化學(xué)試劑及檢測(cè)手法的發(fā)現(xiàn)，學(xué)生可積極向院校申請(qǐng)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，通過(guò)親手操作驗(yàn)證其是否可應(yīng)用于近期乃至未來(lái)的教學(xué)當(dāng)中；針對(duì)發(fā)現(xiàn)的高效學(xué)習(xí)方法，學(xué)生可在校內(nèi)網(wǎng)站及教學(xué)應(yīng)用中進(jìn)行相關(guān)文章的投稿，使更多師生了解到此類方法的存在。通過(guò)突出課外拓展效果，可大幅度提升學(xué)生對(duì)環(huán)境化學(xué)的學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)而提升其相關(guān)學(xué)習(xí)效率，實(shí)現(xiàn)此方面水平的穩(wěn)步發(fā)展。

4.4 建立多元化教學(xué)評(píng)價(jià)體系

CDIO工程教育模式的“運(yùn)行”部分可由多元化教學(xué)評(píng)價(jià)體系的建立來(lái)實(shí)現(xiàn)。此類教育模式提升了實(shí)踐在環(huán)境化學(xué)中的構(gòu)成，教師在對(duì)學(xué)生此科目的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行評(píng)測(cè)時(shí)同樣要進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)和此類活動(dòng)中表現(xiàn)融合的全面評(píng)價(jià)。教師可結(jié)合實(shí)際情況對(duì)各項(xiàng)成績(jī)?cè)诮y(tǒng)算中的占比進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)邀請(qǐng)校外企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)評(píng)價(jià)主體多元化。

5 結(jié)論

總的來(lái)說(shuō)，CDIO 工程教學(xué)模式可有效改善環(huán)境化學(xué)當(dāng)前教學(xué)中存在的困境，教師應(yīng)及時(shí)意識(shí)到環(huán)境化學(xué)教學(xué)應(yīng)用CDIO 工程教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)環(huán)境化學(xué)教學(xué)創(chuàng)新改革要點(diǎn)在教學(xué)優(yōu)化實(shí)施過(guò)程中通過(guò)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容及模式，提升教學(xué)中實(shí)驗(yàn)操作比例，突出教學(xué)中課外拓展的效果，建立多元化教學(xué)評(píng)價(jià)體系加強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)期間的體驗(yàn)，進(jìn)而保證其進(jìn)行知識(shí)相關(guān)的全面發(fā)展。