新時代背景下環(huán)境化學課程的教學改革探索

李潔　葉文玲　尹帶霞　張震　花日茂

［摘 要］文章結合新時代背景下國家的人才培養(yǎng)目標，以解決學生學習痛點為中心，基于“講學思用”理念，從重塑多方面教學內容、打造多維知識研究體系、構建多元考核體系和教學改進體系等多個維度對環(huán)境化學課程教學進行改革。此次改革重視學生學習的自主構建性和教學情景的互動性，強化學生“能學會思巧用”的本領，提升學生的專業(yè)自信和對專業(yè)的認可度，以期為環(huán)境類專業(yè)相關課程的改革提供參考。

［關鍵詞］環(huán)境化學課程；自主構建性；互動性；專業(yè)自信

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）08-0035-04

為全面振興我國本科教育，教育部出臺了“金課”建設的相關政策，向全國各高校提出了新挑戰(zhàn)。課程建設和教學改革是實現人才培養(yǎng)的重要途徑和最終載體。環(huán)境化學課程主要探究有害、有毒化學品在環(huán)境各圈層中的存在形式、遷移轉化行為，以及其所導致的環(huán)境問題和控制措施[1]，是環(huán)境類專業(yè)的必修課。其擔負著夯實專業(yè)基礎、提升專業(yè)能力、培養(yǎng)環(huán)境思維等重要任務，在環(huán)境科學與環(huán)境工程領域中具有舉足輕重的地位。環(huán)境化學課程具有知識面廣、知識理論性強、學科綜合程度高、與實踐結合緊密、前沿發(fā)展快速等特點，導致學習難度較大。因此，在環(huán)境化學課程教學中如果仍然采用以教師灌輸知識為主、學生被動接受的模式，則難以培養(yǎng)學生學習的自主構建性，導致學生對專業(yè)知識理解得不透徹，從而降低學習興趣。同時如果缺乏課堂教學情境的互動以及學科前沿與實踐的結合，也容易使學生失去專業(yè)自信。即便教師有意加入教學互動，如果缺乏針對性，學生也難以接收到關鍵知識點，更難以提高學習質量。

近年來，一大批教研工作者積極投身于環(huán)境化學課程新型教學模式的改革探究中，涌現出許多具有參考價值的教學模式，如 “半開放式”教學策略[2]、PBL（Problem?based Learning）教學模式[3]、全英文研討式互動教學方法[4]、CDIO（Conceive，Design，Implement，Operate）教學改革模式[5]、OBE（Outcome?based Education）教學理念[6]、翻轉課堂[7]教學模式。這些新型的教學模式對環(huán)境化學課程的教學效果與教學質量的提升均起到了一定的促進作用。

安徽農業(yè)大學（以下簡稱本校）開設環(huán)境化學課程已近30年，在總結以往的授課經驗和深度解析以往教學中出現的問題后，課題組積極尋求具有農林高校特色的環(huán)境化學課程教學模式，這對培養(yǎng)具有扎實理論基礎和創(chuàng)新精神的環(huán)境保護人才尤為重要。本文結合生態(tài)文明建設背景下“國際情懷、家國情懷、創(chuàng)新精神、卓越品質”的人才培養(yǎng)目標，基于“講學思用”理念，涵蓋“知識目標、能力目標、思政目標”三個維度，以學生在實際學習生活中的痛點為中心，對環(huán)境化學課程進行教學改革，力求讓學生“能學會思巧用”，提升專業(yè)認可度和專業(yè)自信。

一、目前環(huán)境化學課程教學中存在的主要問題

目前本校環(huán)境化學課程教學主要存在以下幾方面的問題：一是作為一門交叉性綜合學科，環(huán)境化學課程涉及內容非常多，但學時有限。目前所采用的教材主要為朱利中教授主編的《環(huán)境化學》，在有限的學時內，教師一般難以對教材內容進行全面講解。此外，由于環(huán)境化學學科發(fā)展迅速，現有的教材難以對當前熱門的環(huán)境問題進行探討，需要對前沿知識內容進行補充和擴展。二是以往的環(huán)境化學課程以教師講授為主，部分學生課前不主動思考，教師與學生的課堂互動多為在課堂上特意提問，部分學生配合不積極，課堂教學難以真正以學生為中心，因材施教，也不利于對學生能力的培養(yǎng)。三是在課程考核中，期末成績占據的比重很大（60%～70%），部分學生平時學習積極性和效率都較低，僅在期末考試前進行突擊式學習，很難對課程內容加以認真理解、融會貫通并學以致用。四是以往的教學考核方式單一，教師往往最后只能通過簽到本和卷面成績來衡量環(huán)境化學課程的課堂教學效果。部分任課教師對如何改善教學模式感到無從下手，也無法創(chuàng)設可持續(xù)改進的教學體系，從而導致課程難以可持續(xù)發(fā)展。

二、“講學思用”相結合的教學改革措施

課題組以學生為中心，從學生日常學習的痛點（我學這門課程有什么用？如何學習這門課程？這門課程的知識點在實際生活中怎么用？）出發(fā)，從以下幾個方面對環(huán)境化學課程教學進行改革，具體措施如圖1所示。

[重塑多方面教學內容 ][微課錄制 ][打造多元化考核體系 ][構建多維知識探究體系 ] [課程思政元素 ][學科發(fā)展前沿 ][教學名師、知名專家、

企業(yè)家 ][微課考評 ][知識傳遞 ][知識內化 ][教師答疑解惑 ][學生小組匯報 ][案例解析 ][專題討論 ][知識應用 ][期末考試 ][線下報告考評 ][小組匯報考評 ][課堂情境互動 ][?][?][?]

圖1 “講學思用”相結合的教學改革具體措施

（一）重塑多方面教學內容

課題組將實際案例、學科前沿、國家政策、課程思政與理論知識相結合，注重學生專業(yè)知識和能力的提升，多方面創(chuàng)新和重塑教學內容，力求解決學生“學習這門課程有什么用”的痛點。具體措施如下。

1.以名師慕課等優(yōu)質教學資源吸引學生，邀請教學名師和教學團隊一起設置教學內容以及利用超星泛雅網絡教學平臺提供的拓展教學資源。

2.緊跟學科發(fā)展前沿，依據環(huán)境化學的發(fā)展動態(tài)，不斷更新教學內容，并與學生共同閱讀探討近期熱門的文獻資料。例如，對理論知識進行講解后可適當引入當前熱門的環(huán)境問題，包括微塑料污染、藥物與個人護理品污染、先進的污染物分析手段和理論計算等，并深入淺出地進行講解。以教學內容和科研成果相結合的形式提升教學內容的前沿性，以科研反哺教學。

3.教學團隊定期深入挖掘課程思政元素，將實際案例、國家政策等思政元素系統(tǒng)地、有機地融入課程教學中，將理論與實踐緊密結合起來。思政元素與課程知識點的有機融合舉例如表1所示。

（二） 構建多維知識探究體系

課題組靈活運用現代化數字媒體技術，讓學生成為課堂的主角，重視提高學生學習的自主構建性和教學情境的互動性，拓展學習的廣度和自由度，激發(fā)學生對環(huán)境專業(yè)的學習熱情，解決學生“如何學習這門課程”的痛點。具體措施如下。

1.將課程內容進行合理分類，對于簡單的理論學習，教師可以錄制微課視頻，讓學生課前學習，鍛煉學生主動學習的能力，讓學生成為自主學習者。教師可將一些教學內容進行拆解，遵循突出知識點的原則，條理清晰、由淺入深地錄制短視頻資源，每條視頻時長控制在7～10 分鐘，保證學生在專注力高度集中的階段盡可能地吸收內化重要內容。錄制的微課視頻要在學生日常能接觸到的電子設備上均可播放，方便學生利用碎片化時間學習和及時復習鞏固。課前發(fā)布課前小測驗、相關文獻等電子教學資源，激發(fā)學生的學習熱情和引導學生思考。學生在規(guī)定時間內完成微課知識學習，可以選擇倍速播放形式學習簡單易懂的知識點，也可以對較難理解的教學內容多次循環(huán)觀看復習，并開展在線討論、答疑等，真正實現以學生為中心的教學。課后在網頁上設置知識趣味競答，引入知識延伸學習鏈接等，以提高視頻資源的應用價值。教師可隨時查看微課后臺數據，迅速了解學生的學習情況和遇到的困難，及時分析微課的教學效果并做出調整。

2.在課堂上，可以利用翻轉課堂，以客觀題測試、重難點回演、專題討論等形式，檢查學生課前學習的掌握程度和學習效果，再利用案例分析、隨機分組、投稿、彈幕、挖坑、留白等多種互動形式突破教學難點和對理論進行深入討論。這樣設計既可以檢驗學生對知識的掌握程度，方便學生查找素材，又可以啟發(fā)學生的邏輯思維、考驗學生解決環(huán)境問題的實際能力，讓學生產生濃厚的學習興趣，同時培養(yǎng)學生的團隊合作能力、口頭匯報能力等。具體說來，在進行重難點回演時，可以通過搶答、彈幕等形式，讓學生深入地理解簡單的知識點。對于較難理解的以及學生提出問題的內容，教師可以在課堂上與學生進行深入討論，學生以彈幕的形式提交答案，然后由教師有針對性地給出點評并答疑解惑。在進行專題討論時，結合每一章節(jié)的內容提出討論問題，讓學生課下先查詢資料，然后在課堂上進行展示和討論。例如，在進行第二章“水環(huán)境化學”教學中，可以針對水體富營養(yǎng)化形成的機制及其控制問題進行討論。在進行案例分析時，把學生分為4～5人一組，讓各小組根據教師在網絡平臺上發(fā)布的案例，自行在課前查閱相關資料，將對案例的解析制作成精美的講義；課中，課堂教學以學生為中心，由學生展示講義，教師控制教學進度，負責為學生答疑，并進行知識點的補充。學生在翻轉課堂中的交流、互動、協作，可實現知識的吸收內化，并擴展知識學習的深度和廣度。

課題組根據本校學生對知識的掌握程度和接受能力，以教材第三章“水環(huán)境化學”內容為例，對微課設計中的知識點進行具體劃分，并在翻轉課堂中采用重難點回演、案例分析、主題討論、比較分析、情景互動、分組報告等多種教學模式，具體如圖2所示。

3.課后，學生應對學習內容進行總結并及時溫習。若有問題，可在網絡教學平臺進行提問，教師要及時為其解答，清除學生的知識盲區(qū)。教師還可在課后推送一些擴展知識，幫助學有余力的學生進一步提升自己。

（三）打造多元化的考核體系

為強調學習的過程性評價，增加日常考核分量，注重對學生能力的考評，要打造多元化考評體系，解決學生“如何應用這門課程理論知識點”的痛點，幫助學生巧妙地將理論應用到實踐當中，增強學生觸類旁通以及融會貫通的能力。另外，大多數學生在課程開始的前幾周會有較高的學習熱情，但在新鮮感過去之后學習熱情有所下降。因此，十分有必要加強日?？己?，強調過程管理，以激發(fā)學生的學習熱情，提高學生的學習效率，同時提升教學效果。本次教學改革的課程考評包括日常微課考評、課中翻轉課堂測試、情境互動考核、線下作業(yè)考核和期末考試，其中日常考核占比高達60%，注重鍛煉學生對知識的靈活運用能力。期末成績占比40%，依據標準化考試評定。

（四）構建教學改進體系

課題組建立“學生評教、教師自評、課程組評價”的多維改進體系，不斷完善教學模式，改進教學策略，持續(xù)提升環(huán)境化學課程的教學效果，重視課程的可持續(xù)發(fā)展。每學期對這門課程的教學過程、教學效果等進行總結、反思，對存在的問題進行改進。課題組針對教學方法和教學效果兩個方面向學生發(fā)布調查問卷45份，回收問卷45份，問卷有效率100%。調查發(fā)現超過90%的學生認為環(huán)境化學課程內容清晰、目標明確、重難點突出、教學效果明顯以及教學有效高效。超過85%的學生認為環(huán)境化學課程教學效果明顯，學生參與度高，課堂教學設計完善，很大程度上啟發(fā)了學生的思維、激發(fā)了學生的學習興趣、提升了學生的學習能力，學生能夠對課堂知識進行融會貫通。

經過教師自評和課程組評價可知，在實際的教學過程中，需要改進或改善如下問題：一是學生長時間形成的被動學習習慣很難立刻轉變?yōu)樽灾鲗W習模式，為保證自學效果，教師要給出自學清單，微課精而準，進一步提高學生的自學能力。二是課堂互動通常比較耗時，教師要靈活調整教學設計，巧妙把控課堂教學過程。三是要建立具體的、可操作性強的過程化考核措施，具體考核學生的能力素質，不宜用區(qū)分度不強和難度過大的考核形式。

三、結語

本文基于“講學思用”理念，在環(huán)境化學課程的教學設計中，從“知識目標、能力目標、思政目標”三個維度，以解決學生在實際學習過程中的痛點為目的，采用重塑教學內容、靈活運用現代技術打造多維教學體系、強調過程管理、構建多元化考核評價體系和教學改進體系等多樣化手段，拓展學生的學習廣度和自由度，真正實現學生的自我導向學習，豐富學習成果，提高教學效果，增強學生的專業(yè)自信。

［ 參 考 文 獻 ］

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

[2] 遲杰.“半開放式”環(huán)境化學課程教學的探索與實踐[J].廣州化工，2016，44（19）：211-212.

[3] 徐婉珍.《環(huán)境化學》基于“PBL”的多種教學模式初探[J].科技視界，2017（33）：48-49.

[4] 董浩然，陳耀寧，袁興中，等.環(huán)境化學全英文研討式互動教學模式實踐研究[J].廣東化工，2019，46（12）：183.

[5] 呂向菲，胡南江，閆蕾，等.基于CDIO模式的環(huán)境化學課程教學改革與實踐[J].化學教育，2016，37（18）：56-59.

[6] 賀君，饒硯迪，王帥杰.基于OBE理念的《環(huán)境化學》課程改革：以燕山大學為例[J].教學研究，2019，42（3）：101-104.

[7] 許南南，路萍，張慶芳.淺談翻轉課堂在環(huán)境化學課程教學中的應用[J].教育教學論壇，2020（40）：152-153.

［責任編輯：劉鳳華］