化學(xué)師范類專業(yè)《環(huán)境化學(xué)》教學(xué)改革研究
——以凱里學(xué)院化學(xué)專業(yè)為例

侯銀玲，董 瑋，季 甲

（凱里學(xué)院，貴州凱里 556011）

引言

環(huán)境化學(xué)是一門化學(xué)與環(huán)境科學(xué)的交叉學(xué)科，是化學(xué)科學(xué)的一個(gè)重要分支，同時(shí)也是環(huán)境科學(xué)的核心組成部分，它主要研究化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中的存在、轉(zhuǎn)化及危害防治.國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)發(fā)布的《自然科學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)研報(bào)告》中將環(huán)境化學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容劃分為大氣環(huán)境化學(xué)、水體環(huán)境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)、環(huán)境分析化學(xué)、污染生態(tài)化學(xué)以及污染控制化學(xué)等［1］.環(huán)境化學(xué)學(xué)科從業(yè)者采用化學(xué)科學(xué)的傳統(tǒng)理論和方法，以化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中出現(xiàn)而引起的環(huán)境問題為研究對(duì)象，掌握污染來源，解決環(huán)境問題.同時(shí)為消除和控制污染，提供科學(xué)依據(jù)并提出環(huán)境保護(hù)決策.

筆者近年來一直承擔(dān)凱里學(xué)院化學(xué)本科專業(yè)環(huán)境化學(xué)課程的主講工作，長(zhǎng)期以來，致力于根據(jù)對(duì)化工生產(chǎn)及人類生活過程引發(fā)的環(huán)境污染問題進(jìn)行分析處理，加深學(xué)生對(duì)基本概念、基本機(jī)理及基本方法的理解和掌握并提高學(xué)生運(yùn)用基本原理、基本方法解決實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)問題的能力.本文結(jié)合環(huán)境化學(xué)課程日常教學(xué)工作中存在的一些問題進(jìn)行反思，針對(duì)化學(xué)師范類專業(yè)環(huán)境化學(xué)課程的教學(xué)改革提出一些建議，以期更好地提高教學(xué)質(zhì)量.

1 開設(shè)環(huán)境化學(xué)課程的必要性

對(duì)貴州省提出的“生態(tài)強(qiáng)省、工業(yè)強(qiáng)省、環(huán)境立省”的戰(zhàn)略目標(biāo)，為扎實(shí)打贏“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，環(huán)境保護(hù)和環(huán)境污染修復(fù)是最為重要的一環(huán)，而環(huán)境化學(xué)無疑在這關(guān)鍵一環(huán)中起著舉足輕重的作用，例如：控制環(huán)境污染、防治生態(tài)惡化，改善環(huán)境質(zhì)量、保護(hù)人類健康，最終促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展等.經(jīng)過調(diào)研我們發(fā)現(xiàn)，許多高校的非環(huán)境專業(yè)都普遍以選修課形式開設(shè)了《環(huán)境化學(xué)》或與其相近的其他相關(guān)課程.顯然，學(xué)校的目的并不是培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)或者環(huán)境污染治理的專業(yè)人才，而是借助選修課使學(xué)生掌握環(huán)境化學(xué)方面的基本原理和環(huán)境保護(hù)的基本知識(shí)，激發(fā)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的使命感和責(zé)任感［2］.

由于凱里學(xué)院化學(xué)師范類專業(yè)屬性，畢業(yè)學(xué)生大多分布在中學(xué)化學(xué)教師崗位上，承擔(dān)中學(xué)化學(xué)一線教學(xué).2017 版中學(xué)化學(xué)新課標(biāo)對(duì)主題5 進(jìn)行了修改，由“化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”更改為“化學(xué)與社會(huì)發(fā)展”，更加強(qiáng)調(diào)了中學(xué)化學(xué)教育的社會(huì)屬性.

化學(xué)課是中學(xué)階段學(xué)習(xí)的必修課，也是中學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)世界的第一扇窗戶.中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)課程的最重要的意義，不應(yīng)該是應(yīng)對(duì)各種考試，而是通過對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)來認(rèn)知世界和了解社會(huì)現(xiàn)象，利用化學(xué)知識(shí)解決相關(guān)問題.近年來，我國(guó)的環(huán)境污染情況比較嚴(yán)重，為了根治環(huán)境問題，需要全社會(huì)行動(dòng)起來，人人爭(zhēng)做主人翁，人人都是環(huán)保軍.中學(xué)生是祖國(guó)的未來，中學(xué)化學(xué)教師在化學(xué)課程中積極講授環(huán)境問題的相關(guān)內(nèi)容，把環(huán)保問題引入到課堂之中，會(huì)有助于中學(xué)生了解環(huán)境污染及防治的基礎(chǔ)知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，有利于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展.這些都充分體現(xiàn)了中學(xué)化學(xué)課程中環(huán)境化學(xué)教學(xué)的重要性，也進(jìn)一步證實(shí)了化學(xué)師范類專業(yè)開設(shè)環(huán)境化學(xué)課程的必要性.［3］

2 環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)目前存在的問題

凱里學(xué)院化學(xué)（師范）專業(yè)屬于非環(huán)境類專業(yè)，長(zhǎng)期堅(jiān)持將《環(huán)境化學(xué)》作為專業(yè)選修課進(jìn)行開設(shè).雖取得一些成績(jī)，同時(shí)也面臨諸多困難，總結(jié)起來主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：

第一，環(huán)境化學(xué)是化學(xué)與環(huán)境科學(xué)的交叉學(xué)科，綜合性很強(qiáng).除常規(guī)的化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)之外，環(huán)境化學(xué)課程還涉及諸如水文學(xué)、地質(zhì)學(xué)、氣象學(xué)甚至是社會(huì)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科.但由于在校生化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)普遍比較薄弱，上述相關(guān)學(xué)科的知識(shí)也更為欠缺.基于這些客觀原因，學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)課程難度較大，這對(duì)老師的授課能力需求更高、挑戰(zhàn)更大.

第二，該課程為選修課，且學(xué)時(shí)僅有32 學(xué)時(shí).大多數(shù)學(xué)生對(duì)選修課的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，如何利用有限的課時(shí)使學(xué)生最大限度地掌握環(huán)境化學(xué)課程的知識(shí)體系是授課教師亟須解決的一個(gè)問題.

第三，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高，能夠做到自主學(xué)習(xí)的學(xué)生更是少之又少.教師“教”的主體地位過于突出，學(xué)生“學(xué)”的主體作用沒有充分發(fā)揮出來，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性未被有效激發(fā)，教學(xué)質(zhì)量有待提高.

第四，環(huán)境化學(xué)課程的教與學(xué)，對(duì)教師和學(xué)生而言，均存在一定的理論脫離實(shí)際的狀況.教師在課堂上難以將講授的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)生活，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)僅停留在理論層面，學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力差.

3 環(huán)境化學(xué)教學(xué)改革的幾點(diǎn)建議

針對(duì)以上存在的四點(diǎn)問題，為了提高環(huán)境化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，我們從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了教學(xué)改革.

3.1 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

3.1.1選擇合適教材

目前凱里學(xué)院常使用的教材版本有3 個(gè)：2006 年高等教育出版社出版發(fā)行的由戴樹桂主編的《環(huán)境化學(xué)》第2版，2011年暨南大學(xué)出版社出版發(fā)行的由鄒洪濤、陳征澳主編的《環(huán)境化學(xué)》和2015 年西南交通大學(xué)出版社出版發(fā)行的由苑靜、唐文華、蔣向輝主編的《環(huán)境化學(xué)教程》.但我們研究后發(fā)現(xiàn)，這些《環(huán)境化學(xué)》教材面向?qū)ο蠖际黔h(huán)境類專業(yè)學(xué)生，對(duì)我們師范學(xué)生而言教材內(nèi)容難度整體偏大，因此迫切需要選用一本適合自己的教材，所選教材既要有一定的廣度及深度，更要注意選取教材的難度要符合學(xué)生的既有水平.

3.1.2精簡(jiǎn)授課內(nèi)容

由于《環(huán)境化學(xué)》總課時(shí)數(shù)限制，所講內(nèi)容就不能面面俱到，只能精選符合化學(xué)師范類專業(yè)環(huán)境化學(xué)課程相關(guān)的內(nèi)容，并對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，具體授課內(nèi)容見表1.

表1 環(huán)境化學(xué)課程授課內(nèi)容

3.2 采用新媒體擴(kuò)展教師及學(xué)生知識(shí)面

網(wǎng)絡(luò)時(shí)代學(xué)生獲取知識(shí)有多種途徑，其中一個(gè)非常重要的方式就是利用新媒體進(jìn)行自學(xué).“新媒體”與“傳統(tǒng)媒體”相比較，它有著大容量、實(shí)時(shí)性和交互性等顯著特征.新媒體主要是利用數(shù)字技術(shù)，向用戶提供信息和服務(wù)的傳播［4］.

筆者充分利用“學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)”手機(jī)APP，通過“大自然”等欄目拓展自身專業(yè)素質(zhì)，了解生活中與環(huán)境化學(xué)學(xué)科相關(guān)的最新研究進(jìn)展.同時(shí)，在常規(guī)課時(shí)之外，借助學(xué)校搭建的“在線教育綜合平臺(tái)”試行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，對(duì)學(xué)生開展郵件答疑、作業(yè)在線批改、隨堂建議等工作；此外，教師精選部分網(wǎng)絡(luò)公開視頻，例如大氣污染保護(hù)環(huán)境宣傳動(dòng)畫、為什么要保護(hù)環(huán)境、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)、第十屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)等，通過QQ群、微信群等媒體推送給學(xué)生，擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面的同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生對(duì)環(huán)境化學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣.

3.3 實(shí)踐新型授課方式和方法

3.3.1利用“互聯(lián)網(wǎng)+”開展慕課活動(dòng)

利用凱里學(xué)院數(shù)字圖書館超星/爾雅學(xué)術(shù)視頻開展慕課（MOOC）教學(xué)，筆者選取南開大學(xué)孫紅文教授主講的《環(huán)境化學(xué)》視頻公開課讓學(xué)生進(jìn)行課下自學(xué).該門課程主要涉及緒論、水環(huán)境化學(xué)、大氣環(huán)境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)、生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程以及毒性、受污染環(huán)境的修復(fù)、綠色化學(xué)的基本原理和應(yīng)用、典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)等環(huán)境化學(xué)課程中的主要章節(jié).此網(wǎng)絡(luò)公開課為校內(nèi)IP免費(fèi)訪問，學(xué)生使用十分便捷，且課程內(nèi)容豐富、授課教師權(quán)威性高，可有效補(bǔ)充授課課時(shí)，改善課堂教學(xué)內(nèi)容有限的實(shí)際現(xiàn)狀.

3.3.2采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)，實(shí)踐交互式教學(xué)

在學(xué)生課下進(jìn)行慕課自學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合“翻轉(zhuǎn)課堂”的授課模式，可有效激發(fā)學(xué)生自學(xué)興趣，活躍課堂氛圍.主要方式為：老師課前布置課下自學(xué)章節(jié)內(nèi)容并設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo)或提出相關(guān)問題；學(xué)生通過課下自學(xué)后，在課上對(duì)老師課前提出的問題進(jìn)行解答，同時(shí)教師對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解.采用慕課（MOOC）+翻轉(zhuǎn)課堂模式后，課下學(xué)生自主學(xué)習(xí)的比例和學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)均有較大程度的提升，學(xué)習(xí)積極性增加，可極大程度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，確立學(xué)生“學(xué)”的主導(dǎo)地位.此外，學(xué)生在課堂上的教學(xué)參與度增大，具體表現(xiàn)為聽課更認(rèn)真、討論更熱烈；學(xué)生授課者與在座學(xué)生的溝通更流暢，師生之間互動(dòng)性更好.由于學(xué)生參與度的增大，交互式教學(xué)不再流于形式，每堂課后所有師生都會(huì)收獲新的體會(huì)，也更有利于“教學(xué)相長(zhǎng)”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).

3.4 “創(chuàng)新型”、“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)理念融入課程教學(xué)

3.4.1指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

自2015年以來，為發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性、調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，筆者嘗試鼓勵(lì)高年級(jí)在校大學(xué)生積極申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，讓學(xué)生更早地接觸、認(rèn)識(shí)并真正參與科學(xué)研究.通過學(xué)生自選課題或參與教師科研項(xiàng)目的子課題，確立學(xué)生的主體地位，創(chuàng)造性地將實(shí)踐性教學(xué)方式融入環(huán)境化學(xué)教學(xué)［5］.近年來，筆者及所在課題組相關(guān)專業(yè)的老師指導(dǎo)學(xué)生獲得大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)10 余項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)1 項(xiàng)、省級(jí)重點(diǎn)1 項(xiàng)、省級(jí)一般2 項(xiàng)、校級(jí)8 項(xiàng).培養(yǎng)“創(chuàng)新型”學(xué)生近60人，具體項(xiàng)目信息見表2和表3.通過實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，學(xué)生的科研創(chuàng)新能力得到了有效的提升，極大地促進(jìn)了廣大學(xué)生參與科學(xué)研究的熱情和興趣，同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生常規(guī)課堂上的學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣，為學(xué)校培養(yǎng)“創(chuàng)新型”人才起到積極作用.

表2 國(guó)家級(jí)、省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)信息一覽表

表3 校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)信息一覽表

3.4.2與企業(yè)合作改革實(shí)踐教學(xué)，擴(kuò)展第二課堂

近年來，我校化學(xué)專業(yè)與環(huán)境檢測(cè)企業(yè)合作，積極開展教學(xué)實(shí)踐周活動(dòng).學(xué)生分組分批次在相關(guān)企業(yè)進(jìn)行為期一周的實(shí)踐，學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)檢測(cè)相關(guān)知識(shí)并跟班進(jìn)行實(shí)際操作.教師提前與企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)同志溝通好學(xué)生實(shí)踐操作內(nèi)容，以其中一個(gè)小組的實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃為例，該組學(xué)生在一周內(nèi)要進(jìn)行以下3個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作，即環(huán)境空氣總懸浮顆粒物的測(cè)定（重量法）、水質(zhì)懸浮物的測(cè)定（重量法）、水質(zhì)五日生化需氧量（BOD5）的測(cè)定（稀釋法與接種法）.筆者結(jié)合環(huán)境化學(xué)課堂授課工作，積極探索第二課堂教學(xué)研究，表4 是近年來化學(xué)專業(yè)學(xué)生涉及的環(huán)境化學(xué)相關(guān)實(shí)踐操作，分別從驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型、綜合型、研究型等幾個(gè)不同的維度對(duì)學(xué)生第二課堂的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化、整合，使其實(shí)踐內(nèi)容體系更適合化學(xué)學(xué)科的本科學(xué)生.學(xué)生普遍反映采用此種教學(xué)方法后，實(shí)踐課程密切聯(lián)系實(shí)際，十分貼近日常生活，對(duì)理論課程知識(shí)點(diǎn)具有很強(qiáng)的針對(duì)性和啟發(fā)性，有利于環(huán)境化學(xué)理論課程的消化吸收，第二課堂的教學(xué)取得階段性的成功.

表4 化學(xué)專業(yè)學(xué)生環(huán)境化學(xué)第二課堂實(shí)踐內(nèi)容體系

4 結(jié)論

環(huán)境化學(xué)是一門專業(yè)性和綜合性非常強(qiáng)的課程，要想獲得良好的教學(xué)效果，探索并融合多形式的教學(xué)方法顯得尤為重要，特別是對(duì)于授課教師的教學(xué)和非環(huán)境專業(yè)學(xué)生的能力培養(yǎng)方面是個(gè)巨大的挑戰(zhàn).通過近年來的教學(xué)模式改革探索與實(shí)踐，筆者探究適合不同教學(xué)內(nèi)容的相應(yīng)教學(xué)方法，從優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、采用新媒體擴(kuò)展教師及學(xué)生知識(shí)面、實(shí)踐新型授課方式方法、“創(chuàng)新型”、“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)理念融入課程教學(xué)等幾個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革.實(shí)踐證明，經(jīng)過改革能增強(qiáng)課程內(nèi)容的生動(dòng)性和靈活性，學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性也顯著性提高，學(xué)生分析問題、解決問題的能力得到了有效地鍛煉.在初步取得較好教學(xué)效果的同時(shí)也對(duì)授課教師教學(xué)能力的提升提出了挑戰(zhàn)，需要教師在教學(xué)過程中不斷總結(jié)、探索，提高自身的教學(xué)能力.