周艷梅,張慶友,李德亮,馬同森
(河南大學化學化工學院,河南開封 475004)
《環境化學》與基礎化學課程的關系
周艷梅,張慶友,李德亮,馬同森
(河南大學化學化工學院,河南開封 475004)
結合本單位教學實際,提出在《環境化學》的講授過程中應注意與其它基礎化學課程在內容上的差異和聯系,將《環境化學》基本內容和前沿問題相結合,采用互動式教學方式,提高教學質量。
環境化學;基礎化學;教學
隨著科技和社會的發展,人類利用和改造自然的能力大大加強,同時也使資源消耗和廢棄物排放顯著增多,自然環境的組成和結構受到了大規模的影響,從而破壞了人和自然的和諧關系,造成了酸雨、溫室效應、臭氧層破壞、淡水危機等環境污染問題,自然資源與生態環境破壞等環境問題,威脅人類的生產和生活條件。為實施可持續發展戰略,使國民經濟建設與環境保護同步協調發展,必須在科教興國戰略引導下,加快培養有創業、敬業精神的、高質量的環境科學技術與管理專門人才。
環境化學是環境科學的核心組成部分,也是化學科學的重要分支。通過《環境化學》教學,可以使學生了解環境化學的研究領域及發展趨勢,掌握環境化學的基本知識,提高解決環境問題的能力。通過《環境化學》教學,使學生掌握有害物質在環境介質中存在的濃度水平和形態,潛在有害物質的來源,它們在個別環境介質中和不同介質間的環境化學行為;有害物質對環境和生態系統以及人體健康產生效應的機制和風險性;有害物質已造成影響的緩解和消除以及防止產生危害的方法和途徑,從而為從事環境保護和環境科學研究工作奠定理論基礎[1-3]。
河南大學的生源較好,為各地高考中名列前茅的學生,化學化工學院把《環境化學》作為除化學工程與工藝專業外本院所有學生必修的課程,36個學時,環境科學專業72個課時。采用教育部推薦的“十一五”國家級規劃教材,戴樹桂主編的2006年第二版《環境化學》。
近年來,環境化學教學梯隊教學方式進行了大膽的改革:在課堂教學中以日常生活材料為背景講解基本概念,應用典型案例闡述基本原理;在實驗教學中引入科研課題,改革實驗內容,運用多媒體技術增強教學效果。
《環境化學》教材中幾乎所有的環境問題都涉及化學知識,例如,在大氣環境化學一章中,光化學煙霧事件、酸雨和臭氧層的破壞主要是發生了光化學反應。在水環境化學一章則有大篇幅的溶解—沉淀平衡、配位反應、氧化還原反應等無機化學知識。對環境專業學生來說,通過專業基礎課的學習,已經具有相當的現代化學理論知識,如再花很多時間進行討論,不僅沖淡了主體內容,而且會使學生的學習興趣受到影響。同時,環境化學盡管也是化學,但它與其他化學課程是有很大差別的,它把化學、生物和環境有機地聯系在一起,如果把環境化學仍然作為化學來學習,將失去環境化學的特色,也達不到《環境化學》的教學目的。另外,在相關化學知識的學習時并沒有與環境問題相結合,因此對基礎化學的鞏固和復習與具體的環境問題相結合,可以使學習的思路更清晰,理解更透徹,對環境化學的學習將起到事半功倍的效果。因而,在教學時應把握二者之間的關系,合理分配時間。既要適當針對《環境化學》的相關內容作基礎化學知識的鞏固復習,又要突出重點,不花費太多時間。在授課時,以環境問題為突破口,以化學知識為基礎,將正確認識環境污染與化學之間的關系作為重點,以如何解決相關的環境問題為目標,并注意充分利用多學科知識來講好有關內容,不斷提高教學質量。在教學實踐中,采用重點問題課堂提問、基本問題大家討論的方法復習相關化學知識,效果較好。
首先,對教材中的基本知識和理論重點講授。如大氣一章中,基本知識和理論包括大氣中污染物遷移的影響因素、重要大氣污染物的來源、硫氧化物和氮氧化物的轉化、光化學煙霧、硫酸煙霧的形成,以及溫室效應、酸雨和臭氧層的形成和耗損等內容。在教學方式上采用以學生為中心,以積極探索、主動思考、主動創造為基本學習方式的教學模式,通過提出問題,引導學生依據一定的內容,通過討論解決問題,這樣可以使學生加深對基本知識的理解和掌握,提高學生綜合分析問題的能力。如大氣一章中的溫室效應、酸雨、臭氧層耗損等全球性環境問題,學生有一定的了解,通過提出問題,學生自由討論,由教師對具有代表性的論點歸納、小結,指出學生在問題闡述方面的缺點和不足,加深對問題的認識,同時變被動學習為主動參與,激發了學生的學習興趣。
隨著環境問題的日益嚴峻和人們對環境問題認識的提高,環境化學研究在各個領域深入發展,環境化學前沿性問題也不斷發展。在教學過程中,將國內外環境化學理論發展的前沿最新進展做適當介紹和探討,使教學內容能夠反映環境化學的新理論、新方法、新技術、新動態等。如在大氣環境化學部分介紹的內容有對氣候變暖的不同觀點、南極臭氧洞形成的不同機理、氟利昂替代品及其環境效應、酸雨形成的自然因素等。在水環境化學部分介紹的內容有水體富營養化的形成機理、危害和治理方法、水體生物膜在重金屬遷移轉化中的作用。
互動式教學強調教師與學生之間、學生相互之間、教師與與環境之間的雙向聯系、相互影響。這種方式要求學生積極參與反應和創造,逐漸養成獨立思考的習慣。要求教師為學生提供較多的與環境接觸的機會,提供更多的信息資料,為學生設置更多的問題。學生成為教學過程的主體,教師幫助學生回答問題,運用學生的答案進行總結,起著促進兩者的作用。
環境化學是運用化學知識分析研究環境問題中有關的污染物存在、化學特性、行為和效應及其控制原理的科學,其中有相當一部分是一些描述性內容。而有些同學受中學和基礎化學的影響,認為《環境化學》應該多為一些數學公式的推導和化學反應式。這樣,學生的認識與客觀實際之間就存在一定的偏差,絕大多數同學認為,對于描述性內容,枯燥無味,只需死記硬背即可,因而平時多不認真聽講,更不愿意思考。為改變這種被動局面,改變一貫的只由老師講為大家一起討論,要求就同學們身邊的環境問題,分析形成的原因、污染物可能遷移轉化的途徑,并尋找其預防與治理的可能方案。這樣將書中許多描述性內容與我們身邊的實際環境問題緊緊地結合起來,調動起了大家的主觀能動性與積極性,增強了理論與實際的聯系,采用多媒體教學手段,授課時以生動詳實的圖片和資料向學生展示當前地球上的主要環境問題及環境效應,能使課程內容豐富,生動活潑,同時鼓勵學生自制環境化學的課件、幻燈片、撰寫小論文,并給予他們展示的機會。以老師為中心,以全球關注的環境污染、生態惡化作為討論內容,如海灣戰爭給人類造成的環境污染問題、美伊戰爭將給全球帶來的嚴重生態后果,以及發生在我國和世界其他一部分地區的非典型肺炎及其他傳染病,是否與環境和氣候變化有關系等,通過討論和相互交流激發了學習的興趣,使學生理解并更好地掌握所學內容。
總之,讓學生在明確課程學習重要性的前提下,采用基本問題與前沿問題結合,普通化學知識貫穿始終,互動式教學方法,可以更好的激發學生學習的興趣,變被動學習為主動參與,鍛煉了他們的思維能力和動手能力,同時學習效果和質量也得到了顯著提高。
[1]戴樹桂.環境化學[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]趙美萍,邵 敏.環境化學[M].北京:北京大學出版社,2005.
[3]俞譽福,葉明呂,鄭志堅.環境化學導論[M].上海:復旦大學出版社,1997.
G642
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1003-3467(2010)05-0063-02
2010-01-20
周艷梅(1970-),女,博士,教授,從事化工教學與科研工作,電話:13938621310。