環境化學教學新模式的探索與實踐

李岱霖 陽立平 徐蘇 嚴濱 李元高

摘要：環境化學作為環境工程專業的一門專業基礎課，涉及多個自然學科，涵蓋豐富教學內容。本文針對該課程教學過程中存在的學習興趣低、知識儲備弱、教學形式簡和教學內容繁的教學狀況，結合環境工程專業特點，提出了一套“四注重”的教學模式，旨在有限的課時內高質量的完成教學任務，為相關學科的理論教學提供參考。

關鍵詞：環境化學教學模式探索

環境化學作為環境工程專業的專業基礎課，是一門研究有害化學物質在環境介質中的存在、化學特性、行為和效應及其控制的化學原理和方法的科學[1]，它在污染源分析和確定、消除和控制污染，制定環境保護決策，提供科學依據等方面起著十分重要的作用。該課程由于涉及多個自然學科，如無機、有機、分析和生物化學等，涵蓋豐富教學內容，如大氣環境化學、水環境化學、土壤環境化學、污染物在環境各圈層中的存在特性和遷移轉化過程、污染物進入生物體內的途徑和體內的運動過程[1]等，因此具備兩個顯著特征，即知識面廣、信息量大。正因如此，過去采用傳統方法的教學過程中，經常出現學生由于相關理論知識儲備薄弱，無法在有限的課時里及時對所學內容進行消化和理解，逐漸產生厭倦感，喪失對課程的學習興趣。此外，面對繁重的教學內容，傳統、單一的講授法雖然能在一定程度上提高教學效率，緩解課時壓力，但是它在啟發學生思維方面存在局限性[2]，不利于學生進行獨立思考，對新舊知識進行有機結合，并將新知識納入原有的知識體系。針對上述存在的教學狀況，本文結合環境工程專業特點，提出了一套“四注重”的教學模式，目標在于有效改善現狀，在有限的課時內高質量的完成環境化學教學任務，為相關學科的理論教學提供參考。

1、注重學習興趣培養，為保證教學效果提供必要前提

眾所周知，學習興趣直接影響學習態度，而學習態度最終決定學習效果。培養濃厚的學習興趣，引導學生樹立良好的學習態度，能有效避免學生對該課程產生厭倦心理，積極促進學生熱衷于課程學習，甚至投入較多精力去獨立解決學習過程中存在的問題，為保證教學效果提供必要的前提。為了達成這一目標，在授課過程中將采取日常生活實例與基本概念、原理有機結合的教學方法。根據以往的授課經驗，貼近生活的實例經常能引起學生的關注和共鳴，激發他們的興趣。比如在講解大氣環境化學中大氣層的結構這一節，該節內容主要包括對流層、平流層、中間層和熱層的劃分及各層結的特點[1]。如果采用傳統的方法講解教材內容，學生會覺得信息量太多，對講授內容停留在理論認知水平，易產生枯燥感，提不起興趣。面對相同的內容，如果在講解過程中穿插生活實例，從理論和應用兩個層次進行闡述，這對于培養學生的學習興趣將大有裨益。比如以飛機為例來講解對流層和平流層的特點。飛機在飛行過程中一旦遇到雨、雪、雹等惡劣天氣，會產生顛簸，這時通常采取的一種可行對策是提升飛行高度。原因在于，近程航班出于安全（不同班次有不同飛行高度）和地面空管等因素通常行駛在對流層，由于自然天氣現象主要集中在對流層的自由大氣層，而位于其上的平流層很少出現天氣現象，大氣以平動為主，因此遇到惡劣天氣時，飛機通過提升飛行高度，從對流層駛入平流層，保障飛行安全。結合生活實例的講述，學生不僅對兩個層結的特點有了全面的了解，而且能即時利用所學理論解釋一些實際問題。該舉措使學生能切身體會到課程的價值，感受到課程的魅力所在，逐漸萌發學習興趣。

2、注重知識體系拓展，為深入學習專業知識提供保障

環境化學作為環境工程專業的一門專業基礎課涉及多個自然學科，對該課程的學習實際上是建立在對多個學科具有一定認知水平基礎上的。事實上，在后續專業課學習的過程中，這種狀況更加突顯。因此，在日常學習中不斷汲取相關內容，注重知識體系的廣度顯得尤為重要。課后文獻查閱與課堂案例分析相結合的教學方法為知識體系的拓展開辟了一條可行途徑。例如在講述“水中有機污染物的遷移轉化”[1]時，該節涉及眾多物理、化學作用，綜合性較強。這時可以松花江污染事件為典型案例，讓學生通過文獻調研對水體中有機污染物（如苯和硝基苯）的遷移轉化過程進行分析，并結合課程理論給出分析結果。通過大量文獻查閱，學生能在尋求解決方法的過程中逐漸了解所學內容，同時對有機化學相關的研究內容和理論知識也有所了解，這對學生知識體系的拓展將產生積極的促進作用，為后續專業課的深入學習提供有力保障。

3、注重講授形式多樣化，培養學生獨立思維能力

課程教學不僅關注給學生傳授了多少信息，更應注重學生思維能力的培養[3]。實際上，擴充學生原有知識體系可以被認為是一種手段或者途徑，通過一系列教與學不斷歷練的過程，最終目標是使學生領悟學習方法，養成并掌握自我學習的能力。所謂自學能力，指一個人對信息能夠獨立選擇、吸收、儲存應用的能力[4]，顯然它很大程度上決定于獨立思維能力的水平，值得慶幸的是，這種思維能力能夠通過日常學習得到鍛煉和養成。傳統、單一的講授形式，能提高教學效率，但是過于強調教師的主導作用，認為只要學生認真聽就能徑直的獲得知識，忽視了學生的主觀能動性，不利于獨立思維的培養[2]。如果把傳統的講授式教學與啟發式和討論式教學相結合，注重授課形式的多樣化，上述狀況將得到顯著改善。比如在講解沉積物中重金屬釋放的影響因素[1]時，降低pH值有利于重金屬釋放。如采用傳統、單一的講授形式，首先給出結論，其次對有利原因做出解釋，學習期間學生是在被動的接受結論。如果結合啟發與討論的形式，面對同樣的內容，可以讓學生思考與討論“pH值降低對重金屬釋放有何影響”。經過同學間的互相討論，學生在獨立思考的同時能不斷汲取別人的意見，完善自己的分析，最終得出以下結果：pH值降低意味著氫離子濃度升高，聯想到剛剛學過的離子交換吸附理論不難發現，該條件會導致競爭吸附作用的增加，有利于重金屬的釋放。顯然，這種方式能使學生分析問題和解決問題的能力得到更好的鍛煉，有利于培養必要的獨立思維能力。

4、注重授課過程專業特點突出，充分發揮課程基礎作用

環境化學作為一門專業基礎課具備知識面廣、信息量大的特征。面對繁重的教學內容，如何在有限的課時內順利完成教學任務，充分發揮課程的基礎作用，成為本次教學模式改革中又一個重要探索方向。經過幾輪授課和不斷總結積累，發現著重突出環境工程專業特點的講授方式對于提高課堂效率，緩解課時壓力，發揮課程基礎作用起著舉足輕重的作用。以“水中無機污染物的遷移轉化”中的“溶解和沉淀”[1]一節為例。該節教材利用無機化學中的溶解沉淀平衡理論[5]，講述了幾種不同類型物質的溶解沉淀平衡過程。如果把授課精力過多的集中在公式推導和溶解度的計算，將消耗大量課堂時間于化學平衡理論的闡述。如果改換一種方式，即選取其中一種物質為代表進行推導和計算，再通過列舉污水實例側重介紹溶解沉淀影響無機污染物遷移轉化的機制，顯然這種方式不僅能節省時間，而且更益于學生弄清楚上述化學過程與污染物遷移轉化間的內在關系，寓化學知識于環境問題之中，有利于充分發揮該課程的基礎作用。

綜上，本文在教學實踐的基礎上，結合環境工程專業特點，針對環境化學課程提出了一套“四注重”的教學模式。通過師生共同努力與實踐，寄希望于有限的課時內，取得預期的教學效果，同時為其他相關學科的理論教學提供參考。

參考文獻

[1]戴樹桂.環境化學(第二版)[M].2006.

[2]吳守一.提高課堂講授效果的探討[J].江蘇大學學報(高教研究版),2004,26(1):70-75.

[3]楊亦慧.高等教育教學策略的探索與實踐[J].中國科技縱橫,2010,24:211.

[4]王琳琳.淺談學生自學能力的培養[J].中國科技博覽,2010,17:144.

[5]黃可龍.無機化學[M].2007.