環境化學課程教學改革與實踐

宋長友

(唐山學院環境與化學工程系，河北唐山 063000)

環境化學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原理和方法的科學，是環境科學的重要組成部分，在掌握污染來源、消除和控制污染、為環境保護決策提供科學依據等方面起著十分重要的作用［1］。唐山學院環境工程專業人才培養方案中，“環境化學”課程被列為重要的專業基礎課之一，通過該課程的學習，使學生牢固掌握環境化學學科的基本知識和基本理論理論，提高學生分析和解決環境領域相關問題的能力，為今后學習和從事環境化學研究、環境污染治理、環境咨詢、環保管理等方面提供理論指導。

環境化學學科涉及領域寬泛，與經濟社會發展實際結合緊密，應用性強，結合我院近二十年來環境化學課程教學改革與實踐，就當前“環境化學”課程教學如何提升教學效果和增強學生能力素質進行探討。

1 環境化學課程體系的構建

隨著社會不斷發展和進步，各種化學品通過各種方式源源不斷進入人類生產、生活各個環節，新的環境問題不斷涌現，給自然環境和人類健康帶來嚴峻挑戰。因此，“環境化學”課程的教學應著力拓展學生的知識視野，提高學生運用所學環境化學解決環境化學研究、環境污染治理、環境咨詢、環保管理等相關問題的能力。根據課程及專業特點，我們從可持續發展、綠色發展的理念出發，要求學生結合經濟社會實際認識環境化學學科的誕生、發展過程，了解環境化學學科的研究任務、研究特點，掌握大氣、水、土壤各圈層中重要污染物的來源、形態、遷移轉化規律等環境化學基礎知識和基本理論，拓寬知識面，提升分析和解決生活及社會中的環境問題的實踐能力，培育創新精神。

結合我院環境工程專業培養目標要求和教學計劃安排，我們選用南開大學戴樹桂主編的《環境化學》作為參考教材，構建了適合大學生實踐能力、創新能力培養的環境化學課程理論教學內容體系［2］。

我院環境化學課程教學體系內容如下:

1.1 第一篇緒論(3學時)

環境與環境污染，環境與環境化學，環境污染物，中國環境與生態現狀。

1.2 第二篇大氣環境化學(12學時)

大氣的基本組成和性質，大氣中的主要污染物，污染物的源和匯，自由基與光化學反應原理，主要大氣污染現象及形成機制等。

1.3 第三篇水環境化學(10學時)

天然水體的組成和性質，水環境中的無機污染物，水環境中的有機污染物，水環境中的膠體物質和配位體，水環境中污染物的存在形態和遷移、轉化規律等。

1.4 第四篇土壤環境化學(5學時)

土壤膠體的理化性質，重金屬在土壤中的遷移、積累及有機磷農藥等污染物在土壤中的降解途徑等。

1.5 第五篇生物體內污染物質的運動過程及毒性(6學時)

生物氧化過程，有機污染物的微生物轉化，氮、硫的微生物轉化，污染物質的毒性等。

1.6 第六篇典型污染物在環境各圈層的轉歸與效應(4學時)

重金屬元素，持久性有機污染物，多環芳烴，表面活性劑。

2 環境化學教學模式改革與實踐［3－4］

教學過程中，我們主要依照前述教學體系、側重于環境化學基本原理的講解和描述，同時兼顧不同環境介質對污染物存在形態、遷移轉化規律的影響和作用，逐步淡化各個環境介質之間的界限，基于環境案例開展教學，加強教學模式改革與實踐，既保持了課程的系統性和整體性，又有利于理論與實際相聯系，有利于課程教學同學科發展、研究進展緊密結合，使學生更為全面、深入的認識和理解環境化學的在環境科學學科的地位以及在科學研究、污染治理和環保管理中的應用，收到了良好的教學效果。

2.1 基于PBL模式開展案例教學

采用典型案例，充實教學內容，是改進環境化學課教學的有效方法之一。在環境化學基本原理的講授過程中，學生大多會感到枯燥無味、沒有學習興趣。結合近年來的環境污染事件，提出問題，以解決環境問題為落腳點，激發學生興趣，引導學生積極思考，并在此基礎上講解污染物在不同環境介質中的存在形態與轉化、歸趨，使學生理解得更加全面和深入。比如在講解水中有機污染物的遷移轉化規律時，我們引入了2015年11月13日吉林石化分公司雙苯廠爆炸事件的案例，分析排入松花江有機廢水的污染成分、遷移轉化特性及歸宿等環境化學行為，將有機污染物的揮發作用、分配作用、水解作用、光解作用、生物降解作用與生物富集過程等內容的講解貫穿其中。在此基礎上，教師結合自己的科研經歷進行分析和講授，如光催化劑的制備和降解有機物的機理，把環境科學相關進展引入課堂增強了學生的的好奇心和探究興趣。

2.2 環境熱點問題探討

在教學實踐過程中，以環境熱點問題為主題，開展課堂專題討論、學生課程論文報告、等多種形式環境化學課程教學活動，給學生盡量多的自主創造性學習和個性發展的空間，可以豐富教學內容，活躍課堂氣氛，提高教學效果。如在一次討論課中，結合河北唐山地區大氣環境質量現狀，提前向學生布置了唐山地區大氣環境污染物的主要成分、來源及防治措施等討論題目，大多數學生主動參加社會調查、查閱資料，并對資料進行歸納整理，討論過程中，大家發言踴躍，從唐山的產業結構特點、大氣污染物的構成、到行業環境治理現狀等，提出了自己的研究結論和看法。通過這種教學形式，開闊了學生視野，學生發現問題、分析問題和解決問題的能力方面取得了提高。

此外，我們還制作了課程的多媒體課件，利用學院的網絡平臺將課程內容全部上網，教師可以隨時和學生進行交流，還可作為助學式課件提供給學生自學，成為提高教學質量的有效輔助手段。

2.3 搭建大學生創新性實踐平臺

2.3.1 開展大學生創新性實驗活動，提高學生綜合能力

大學生創新性實驗活動是鼓勵學生進行研究性學習的有效形式，是提高學生綜合能力的好方法，學生在教學中的的主體地位得到提高，也有利于培養學生自主學習習慣和提高學生自學能力。通過資料信息查閱與獲取、實驗方案制定、實驗研究、結果評判，學生在分析、歸納、利用信息及實驗動手能力等方面得到鍛煉。我們的做法是:

(1)結合參觀、調研、實習及參與教師科研等實踐活動學生自主選擇創新性實驗研究課題。

(2)查閱資料，在教師指導下，制定實驗方案，撰寫開題報告。

(3)利用課余時間開展實驗研究。

(4)撰寫研究論文或總結報告。

2.3.2 結合教學實際，為學生搭建接觸社會的平臺

我們與唐山三友集團、河鋼集團、唐山排水公司、唐山環境監測中心及多家環境咨詢公司、環境治理公司開展了合作與交流，安排了多處實習、實踐基地。通過實地參觀、調研及學習等實踐活動，學生親身體驗了生活污水、工業廢水、工業廢氣的監測和處理過程，生活垃圾、工業固體廢棄物的處置方法。與課堂討論和大學生創新性實驗等教學環節相結合，收效顯著。

2.4 環境化學課程考核方式改革探索

對課程考核方式的改革也是課程建設的重要內容之一，為強化對學生實踐能力和創新能力的培養，我們對環境化學的考核方式進行了改革，注重考核學生綜合應用環境化學知識的能力。為此，將理論課成績分成兩部分，平時成績占30%(作業10%、討論、課程論文或創新性實驗20%);期末考試成績占70%。

3 改革成效與結論

我院自2002年開辦環境工程專業以來，一直把環境化學課程列為核心課。環境化學課程的開設對“四大化學”和環境工程專業課起著承上啟下的作用，其教學效果直接影響學生著認識環境問題、解決環境問題的能力以及學生對本專業的學習興趣。通過環境化學課程的改革與實踐，學生對大氣、水、土壤各圈層的環境化學知識的掌握更加全面，對于區域性生態環境問題發展趨勢的認識更加深入、對相關污染治理的知識與技能更加熟練。近五年來，我院環境工程專業每年都有近百分之二十以上的學生參加河北省大學生創新性實驗并通過驗收;2017年參加研究生入學考試的7名學生環境化學課程平均成績131分，取得了良好的教學效果。

隨著我國經濟結構的轉型、升級，本科教育面臨著新的機遇與挑戰，改進教學方法，探索新的、與經濟社會發展更加適應的教學模式極為迫切，只有在教學中緊密結合經濟社會發展中出現的環境新問題、不斷總結、不斷探索，不斷深化環境化學課程改革，才能培養出21世紀環境科學領域的高素質人才。