環境地球化學的學科特點與課程建設探索

張枝煥 朱先磊 王新偉 朱雷 師生寶

[摘 要]環境地球化學是環境科學與地球化學相結合的邊緣交叉學科，目前環境地球化學學科已取得令人矚目的研究進展，隨著該學科的迅猛發展，其要求采用與其相適應的課程教學內容與方法。課題組介紹了環境地球化學的研究對象、內容、基本原理及其學科地位，分析了環境地球化學的發展趨勢及課程建設中所面臨的挑戰，在此基礎上，提出了適應環境地球化學科學特點和發展趨勢的課程建設目標、任務和教學內容，以及與之相適應的研討式教學改革措施。

[關鍵詞]環境地球化學;科學特點;課程建設;教學方法;研究式教學

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）02-0093-06

環境地球化學是環境科學與地球化學相結合而產生的一門邊緣交叉學科。自20世紀70年代以來，環境地球化學學科取得了令人矚目的研究進展，在解決人類所面臨的環境生態問題中發揮著重要的作用。

環境地球化學是一門新興的邊緣交叉學科，發展歷史較短，其概念和科學含義仍在逐漸發展與完善中。最早提出“環境地球化學”概念的中國學者是涂光熾先生[1]，隨后劉東生[2]、陳靜生[3]、洪業湯[4]、戎秋濤等[5]、楊忠芳等[6]也從不同角度對環境地球化學的概念和基本含義做過闡述。綜合前人的成果和看法，筆者認為，環境地球化學是研究人類賴以生存的地球表層環境中化學元素，微量無機和有機化合物的含量、存在形態、分布規律、形成機制、遷移轉化機理、地球化學循環過程、生態效應及其與人類健康關系的學科。其主要任務是研究元素、化合物在地—水—氣—生環境系統中的地球化學行為，人類的生活、生產過程與地球化學環境的相互作用，揭示人為干擾下區域性或全球環境系統的變化規律，為自然資源的合理開發利用，環境質量有效控制及人類生存、健康和發展服務。

工農業發展和新化學品的開發利用，不斷產生新的環境污染物，使得環境地球化學的研究對象和人們關注的環境地球化學問題不斷變化和更新。近年來，國內外環境地球化學學科已經取得了令人矚目的研究進展，這要求其課程內容和教學方法也要不斷更新和完善，但目前該課程的教學內容在許多方面還沒有完全跟上學科發展的步伐，不能反映出學科發展的前沿。因此，亟須提出適應國內外相關領域發展要求的課程教學內容，并探索出一套與之相適應的教學方法。

一、環境地球化學的科學特點

（一）環境地球化學的研究范圍、對象與內容

環境地球化學的研究范圍包括生物圈、大氣圈、水圈、土壤和巖石圈。其研究對象為地球表層生物—非生物復合系統中的化學物質，包括生物與非生物兩大部分，其中非生物部分包括大氣、水體、巖石、土壤和沉積物等環境介質中的化學物質，生物部分包括動物、植物、微生物及人類等生命介質中的化學物質。

陳靜生[3]在總結國內外研究進展的基礎上提出，環境地球化學的研究內容包括地表環境的地球化學性質、污染物在環境介質中的遷移轉化規律、環境元素與生命元素之間的關系，以及環境中與生命有關的化學物質對生物體和人類健康的影響三個方面。周啟星和黃國宏[7]提出將生物—非生物復合系統中化學物質的生物地球化學循環及其過程作為其核心內容。

環境地球化學的研究范圍十分廣泛，研究對象也十分多樣，但不同時期的研究側重點不同。當前，環境地球化學的主要研究任務、范圍和內容的側重點為：1.把與人類的生存與發展密切相關的領域（即地球的外圈層）作為其主要研究范圍;2.把對人類的健康、生存與發展有密切關聯的元素或化合物作為主要研究對象，并隨著人們面臨的環境問題的變化和學科的發展不斷探索其他元素或化合物;3.把人類活動引起自然環境發生某些確定或不確定的變化，以及為改善人類生存的環境條件等方面有關的問題作為其主要研究內容[5]。環境地球化學課程的教學內容及其側重點也應該與之相適應。

（二）環境地球化學的基本原理與特點

環境地球化學主要包括整體相關、循環與再生、時空分異及協調與優化等基本原理[7]。

1.整體相關原理

環境地球化學是研究生物—非生物復合系統中化學物質環境—生物地球化學循環的基本過程與反應機制的。化學物質環境—生物地球化學循環把生物與非生物兩大系統有機地聯系起來，形成復雜的、相互聯系的整體。環境地球化學的整體相關原理包括兩層含義：（1）生物—非生物復合系統并非生物系統與非生物系統的簡單疊加，而是通過兩個系統之間的相互作用，形成包括物質、能量、信息之間相互聯系的復雜系統;（2）化學物質在這兩大系統之間的地球化學循環把生物系統與非生物系統有機地聯系起來。

2.循環、再生與生物的富集放大原理

生物—非生物系統通過生物化學作用——生物一方面利用非生物組分合成新的化學物質，另一方面又把所合成的化學物質降解為原先的簡單物質，回歸到非生物系統中，循環往復，進行不間斷的新陳代謝。但由于許多元素、無機化合物和有機化合物在生物體內難以降解并被排出體外，而長期滯留在生物體內，從而得到富集和放大。

3.時空分異原理

環境地球化學循環存在時間上和地域上（或區域上）的差異。時間分異是指地球演化的不同階段和不同時期環境地球化學循環的內容、形式和過程都可能是不同的;地域分異是指生物—非生物系統在其地球化學、生物學和生態學特征上存在地域差異，從而導致化學物質在環境地球化學循環上存在區域分異，包括地帶性和地區性分異。

4.協調與優化原理

在環境地球化學循環過程中，為了防止在生物—非生物復合系統中化學物質的地球化學循環出現失調，或產生對人類及其他生物有害的循環，通過協調和優化作用，可以達到生物—非生物系統的可持續發展。

（三）環境地球化學的發展歷史與趨勢

環境地球化學是環境科學和地球化學發展到一定階段的產物。早在19世紀中后期人們就已認識到地球化學環境與人類健康和發展之間有著密切的關系，尤其是生物圈概念的提出與發展完善大大促進了地球化學與生態學之間的聯系。20世紀早期，人們就已經認識到微量元素與人類健康存在密切的關系，但人們對地球化學環境的關注是從20世紀50年代開始的。20世紀60年代，人們開始認識到化石燃料的燃燒干擾了地球表面的碳循環，農藥的使用影響了地球表面氮的循環，有人將其作為現代環境地球化學科學發展的起點[8]。

20世紀六七十年代環境地球化學學科仍處于萌發階段，美國、德國、法國、日本等西方發達國家的地質機構率先成立了環境地質地球化學部門，學術機構也得到了迅速發展，如美國地球化學委員會設立了“環境地球化學與健康分會”，美國科學院地學部設立了“地球化學環境與健康和疾病委員會”，英國皇家學會建立了“環境地球化學與健康”組織。學術活動也逐漸開始活躍起來，出版物逐漸增多，如1963年美國地質學會召開了第一次“地質學和微量元素與營養的關系”學術研討會，1968年召開了“環境地球化學與健康和疾病”學術討論會，1972年在瑞典斯德哥爾摩召開了“人與環境”的第一次國際學術會議，1975年在加拿大安大略省召開了“環境生物地球化學”學術會議。美國在20世紀70年代出版了幾個版本的環境地質學和環境生物地球化學方面的教材或專著，蘇聯也分別于1973年和1975年出版了《生物圈地球化學》和《環境生物地球化學》等教材。20世紀70年代初，中國科學院地球化學研究所成立了環境地質地球化學研究室，并出版了不定期刊物《環境地質與健康》。在20世紀60年代至70年初期，環境地球化學學學科側重于人類健康與原生地球化學環境關系的研究，如20世紀60年代以來，地學與醫學工作者從地方病高發區分布與地質環境條件出發，開展了地質環境調查和環境地球化學研究，揭示了部分地方病的地域分布特點，發現和推廣了防治克山病等方法[6];20世紀70年代中后期以后，人們逐步開始重視環境污染的地球化學研究，不僅開展了地表環境中天然化學元素的地球化學行為及其與動物、植物和人類健康關系的研究，還開展了人為活動釋放元素的地球化學行為及其對生態環境影響的研究。

20世紀80年代是環境地球化學蓬勃發展，并在理論上和解決生態環境科學問題上顯示出重要地位的階段。我國環境地球化學學科也是在此階段得到快速發展，學術團體陸續成立，如在此時期，中國地理學會設立了化學地理與環境地理專業委員會，中國環境科學學會設立了環境地球化學與污染化學專業委員會，中國礦物、巖石、地球化學學會設立了環境地質地球化學專業委員會，這些都為環境地球化學學科的發展創造了條件。20世紀80年代召開了多次全國性的環境地球化學學術會議，如1981～1987年先后三次召開全國“環境地球化學與健康”學術討論會。

20世紀90年代是環境地球化學在自然資源和合理開發利用、全球環境變化、環境質量維護和改善、農業生態保護及經濟社會協調發展的環境決策等方面都發揮重大作用的時期[6]。

進入21世紀后，地球系統科學成為地學界與環境科學界學術研究的熱點，這使得包括環境地球化學在內的環境地學備受人們的關注。如2004年8月在意大利佛羅倫薩召開的32屆國際地質大會上，環境地學成為大會的主題，在7個大會報告中與環境地質問題相關的就有6個。

近年來，人口的增長和工農業生產的高速發展，加劇了環境質量的退化，并對人類健康和生態健康產生了顯著的負面影響。環境地球化學學科也迎來了更嚴峻的挑戰，擔負著更艱巨的任務，同時這也促使環境地球化學學科得到快速的發展。根據前人的研究成果[9]及近年來國內外存在的主要環境問題綜合分析表明，環境地球化學的研究現狀與發展趨勢主要體現在以下幾個方面。

1.持久性有機污染物的分布特征、存在形態及污染源解析

持久性有機污染物的成因、分布特征及環境危害將繼續得到廣泛的關注;不同環境介質，尤其是土壤和沉積物中，有機污染物的污染源識別及不同污染源貢獻率估算方面還存在許多難以解決的問題，這些問題仍然是當今環境地球化學研究的熱點。

2.持久性污染物的生物有效性及環境危害

由于農藥、化肥及其他化學品的長期使用，土壤中廣泛分布著持久性有機質污染物和重金屬污染物，但土壤中廣泛分布的有機污染物和重金屬污染物的生物有效性，以及這些化合物長期低劑量暴露對人體健康的影響還未得到很好的研究。因此，污染物的風險評價與管理將成為環境地球化學的重要內容;建立適用于不同環境條件下有機污染物和重金屬污染物生物有效性的綜合預測模型將成為環境地球化學研究的重要工作;環境中病原性化合物和傳染源與人體潛在暴露之間聯系的研究將成為環境地球化學研究的重要領域;對不同環境系統中朊病毒的化學行為及其對人體的毒性效應進行全面、深入的了解和研究是環境地球化學家和生物化學家共同的任務。

3.重金屬污染物的形態特征及其對生物可利用性的影響

近年來由于尖端實驗設備靈敏度的提高，環境介質中污染物的檢測與表征技術得到持續發展，但毒性金屬和毒性類金屬在環境中的形態特征還未得到很好的認識。隨著環境研究領域聯用分析技術的開發應用，元素在土壤和水環境的形態研究將得到更好的開展，如不同類金屬的形態與可溶有機碳的結合，以及這些有機絡合物對土壤溶液環境中類金屬生物可利用性的影響等方面的問題將成為研究的熱點。

4.環境介質中污染物的分析檢測和表征

隨著微克和納克級化合物定量技術的巨大進展，大量分布在大氣、水體和土壤等環境介質中以前不被科學家和公眾認識的污染物將被發現和監測。XANES（X-ray absorption near edge structure）、EXAFS（Extended X-ray absorption fine structure）等分析技術將被用于固/液、固/氣界面化合物的吸附和解吸機理的研究，高性能計算機模擬及亞微膠體顆粒的分子表征等也將成為環境地球化學研究的重要手段。

5.環境介質中污染物的遷移轉化的物理化學及生物化學研究

為了增強在更廣泛的時間和空間規模上的污染預測能力，并精確模擬這些過程，人們要對影響污染物在環境介質中遷移、轉化和歸宿的物理、化學和生物因素有更深入的認識，控制環境中污染物遷移、轉化的生物學、化學和物理學等復雜過程的交叉研究將成為環境地球化學研究的熱點;在孔隙尺度和場尺度上研究有機—礦物復合物的地球化學過程將引起廣泛關注，有機—礦物復合物在水環境中的微生物過程及其對污染物的遷移和歸宿的影響，也成為環境地球化學研究的目標之一。

6.污染環境的修復與污染控制

創新的、高效的和廉價的污染物修復技術的提出將成為環境地球化學研究的目標。由于具有環境友好和處理成本低廉的優點，土壤中有毒重金屬和有機污染物的植物—微生物修復將成為環境地球化學研究中十分活躍的領域，有關方面的機理和應用研究具有重要的意義。環境地球化學研究在核廢料管理方面發揮著重要的作用，核廢料管理發展的關鍵問題是準確預測核廢料儲存過程的穩定性，因此準確地模擬土壤環境核廢料長期降解的動力學特征是至關重要的研究領域。

7.全球環境變化及其與生物演化和人類社會發展的關系

深入挖掘地球環境和氣候變化的地球化學記錄，探討全球環境變化、生物演化與地球化學環境的內在聯系，揭示地質歷史時期氣候和環境變化及其與人類發展的關系，將成為環境地球化學研究中受到長期關注的熱點問題。

上述環境地球化學研究，有些已經取得了一定的進展，有些將在近期得到發展。為了確保環境的可持續性，更有效地保護自然生態環境和人類健康，環境地球化學家還需要解決許多問題，環境地球化學教學中也將面臨各類不同的挑戰。

二、課程建設中面臨的主要問題與課程建設的任務

（一）我國高校環境地球化學教學工作

20世紀90年代，環境地球化學研究成果在解決環境問題中不斷發揮重大作用的同時，我國環境地球化學高等教育也得到了快速發展，如1990年北京大學陳靜生教授等編著出版了我國第一部《環境地球化學》教材，同年浙江大學戎秋濤教授等也編著出版了《環境地球化學》教材，這標志著我國環境地球化學理論、學科建設和教學逐漸成熟，并進入新的發展階段。

目前環境地球化學教學得到了廣泛的重視，國內許多大學的地球化學、環境科學及自然地理專業在本科生和研究生階段都開設了環境地球化學課程。環境地球化學課程的教學任務是讓學生通過本課程的學習，掌握環境地球化學的研究內容、現狀及發展趨勢;熟悉地表環境中元素、化合物的主要類型、地球化學性質、分布規律和地球化學循環原理、環境生態效應，以及由污染物帶來的區域性和全球性環境問題;掌握環境地球化學的研究方法和分析技術，形成運用所學知識解決實際環境問題的思路，具有開展環境樣品分析和環境質量評價的能力。本課程的教學工作旨在培養一批掌握與課程相關學科領域的前沿發展動向，能發現本學科方向的科學問題、提出科學研究方向，具有較高的科學思維能力和實驗研究能力的人才。

（二）課程建設中面臨的主要問題與挑戰

1.學科快速發展與教學內容陳舊的矛盾

環境地球化學學科是為了解決全球性或區域性環境生態問題而產生和發展的，有很強的針對性、實踐性和時效性。隨著社會工業化進程的加快，環境與發展之間的矛盾日益突出、尖銳和激烈，新的污染源、污染物和環境問題不斷涌現，使得環境地球化學的研究對象和人們關注的環境地球化學熱點問題也在不斷變化。比如20世紀70年代人們主要關注區域性和局部性元素、化合物異常引起的地方病和化石燃料使用導致的酸雨及光化學煙霧等問題;20世紀八九十年代開始重視農業化學污染、富營養化和工農業重金屬污染等問題;21世紀以來，除了上述問題，人們開始重視由化石燃料開發利用、化肥農藥使用、電子產品的廢棄、裝修裝飾材料引起的痕量有機污染物的污染等問題。近年來隨著精密分析儀器、計算機技術及實驗室模擬手段的發展，環境地球化學研究方法和手段也得到迅猛的發展，環境地球化學研究領域也隨之發生變化。

歸納起來，從20世紀80年代中后期到現今，環境地球化學研究領域的變化主要體現在以下幾個方面。（1）研究中心從原生環境地球化學、景觀環境地球化學研究轉移到污染地球化學研究;從對重金屬污染的環境地球化學問題的關注發展到對有機污染的環境問題的關注;有機污染研究方面，從富營養化研究到微量有機污染研究，從農藥和多環芳烴污染研究到石油石化、化工、電子及家室裝修產生的污染物的研究。（2）從單純的環境地球化學宏觀過程研究，向環境污染與生態效應、微觀過程與宏觀過程、表生地球化學現象觀察與地球化學機理研究相結合發展。（3）研究手段從野外觀察和實驗分析檢測，發展到野外觀察、實驗分析、物理化學模擬和數學模擬的有機結合。但目前本課程的教學內容在許多方面還沒有跟上學科的發展，這就要求環境地球化學課程的內容不斷地更新和完善。

目前在課程建設中最突出的問題是課程所屬學科領域科學研究的迅速發展，但教材和教學內容相對比較陳舊，因此要不斷更新教學內容，完善課程體系。

2.學科交叉性要求教學內容與相關課程能合理地銜接

環境地球化學既是環境地學的一個重要分支學科，又是地球化學與環境科學的邊緣交叉學科，它運用自然科學和社會科學有關學科的理論、方法和技術研究環境問題，以地球科學和環境科學為理論基礎，以實驗技術為學科支柱，并涉及生物學、生態學、毒理學等學科。因而，環境地球化學比其他單一的學科更為多樣和復雜，這使得環境地球化學表現出明顯的多學科交叉的特點，尤其存在著與環境生物學、生態學、環境地學與環境化學等學科的交叉。這意味著環境地球化學與環境地質、環境化學、環境醫學及環境生物生態學等學科既存在區別，又存在密切的聯系。

由于環境地球化學與上述一些學科之間有共同的研究對象，容易出現教學內容上與前導課程和后續課程教學內容重復的現象，影響教學效果。如何使環境地球化學教學內容既包括具有其自身特色的基本概念、基本理論和基本研究方法，體現出獨立的學科的特點，又能與相關課程很好地銜接起來，成為一個需要考慮的問題。

（三）課程建設的目標與任務

1.明確課程建設的目標

教學體系建設必須本著“適應國家經濟建設、科技進步和社會發展的需要，遵循教育規律，正確處理需要與可能，數量與質量，近期與長遠，局部與整體，特殊與一般的關系”的原則，在遵循環境教育必須為提高全民的環境意識和提高學生的環境科學素質服務這一普遍原則的基礎上，面向實際環境問題，強調學科建設的特殊性，突出人才培養、科學研究與學科建設一體化的新型教學體系。在課程教學體系建設中主要考慮三個方面：第一，保持環境地球化學學科體系的系統性和完整性;第二，充分體現出環境地球化學科學的發展動向和最新的研究進展;第三，緊密結合國內環境科學、地質學和自然地理學專業的培養目標和專業學科建設方向，兼顧相關課程的教學內容及前后課程之間的銜接關系。

我們通過國內外相關課程教學大綱、教學內容的深入調研，跟蹤國際相關學科的研究進展，結合近年來教學成效分析，組織教研組教師及相關課程任課教師開展深入研討，修改完善課程教學大綱、教案及多媒體教學材料內容，建立既能保持環境地球化學學科系統性，又能體現本課程特色的課程體系。重點解決以下三方面的問題：第一，通過國內外大學及相關學科專業的深入調查，了解國內外同類院校環境地球化學課程教學內容，特別是近年來教學內容的設置情況，對原有教學大綱及教案材料中不適宜的內容（如較為陳舊的內容）進行調整;第二，根據環境地球化學科學的最新科研成果，逐步補充完善課程教學內容;第三，通過對與本專業相關的一些課程（主要為環境化學、環境生物學、城市大氣環境、有機污染物與防治和土壤環境學等）教學大綱和教學內容的對比分析，在科學分析和充分討論的基礎上，對本課程與其他課程存在內容交叉和重疊部分進行合理調整。

為此，課程建設的主要任務是建立起能反映環境科學和地球科學教學課程特點，反映國內外環境地球化學學科發展現狀與趨勢的課程體系;提出適合本課程特點的教學理念、教學和考核方式及其具體的實施方案，優化課程的教學內容，提高課程的難度和挑戰性，提高教學質量;通過課堂講授、課內研討、課外閱讀、實驗研究相結合的教學方式，激發學生的學術興趣，使得學生通過本課程的學習，既能掌握課程的基本內容，又能培養專業文獻閱讀能力和實驗研究水平，提高科研素質。

2.發展與完善教學內容

近年來，國內外高等院校教學經驗與教材、科研成果為課程體系建設、完善和發展創造了良好的條件。為了能與國內外相關課程教學內容接軌，既保留環境地球化學課程的系統性與完整性，又能體現環境地球化學學科建設與發展的前沿，筆者查閱了大量國內外不同時期的環境地球化學教材、科研成果和有關的學術論文，調查了國內主要院校和國外部分院校相關課程的教學大綱、講義、多媒體材料以及部分院校的研究生考試大綱，拜訪了有關專家，征求本校相關學科教師和學生的意見，總結國內外先進的教學理念、內容和方法，提出了適合本校的課程教學內容和教學體系。

綜合前人的研究成果[3，5-7，10-15]，筆者認為環境地球化學的研究內容主要包括以下四大方面。

（1）地表環境的地球化學性質

人類賴以生存的地表環境包括巖石圈、大氣圈、水圈和土壤—生物圈四個地球化學系統，這些系統是在地質歷史發展進程中逐步形成和演化的，其化學性質在不斷地變化，尤其到了近現代，人類強大的技術力量使其變化速度與強度大大加劇，這對環境質量產生了嚴重的影響。環境地球化學的任務之一就在于及時地把握環境的化學變化過程和趨勢，探索組成人類生存環境中各個系統的地球化學性質。

（2）環境化學物質在環境中的遷移轉化及環境地球化學循環規律

元素和化合物在環境中不是固定不變的，而是不斷地發生著空間位置的移動和存在形態的轉化。因此，運用地球化學的原理和方法，揭示地球表面中化學物質的遷移轉化規律和地球化學循環的特點是環境地球化學的重要研究內容之一。客觀掌握環境中的元素、化合物的遷移轉化和地球化學循環規律，對預測環境質量的變化趨勢，了解自然環境對污染物的同化能力和容納量，制定環境質量標準和提出污染環境治理的方法與措施等均具有重要的意義。

（3）環境中的化學物質對環境生態系統的影響和生物對地球化學環境的影響與改造

這方面的內容主要包括：①環境中化學物質對生態系統和人類健康與發展的影響;②生物對環境介質中物質和元素遷移、轉化、積累和分布的影響;③人類活動造成自然環境的變化，如環境污染導致人體發生某些疾病等。此外，環境地球化學不僅要研究現代環境的化學組成、變化趨勢及其與生態系統和人類健康的關系，而且要研究地表元素、海洋元素、宇宙元素與生命元素之間的關系，探索生命形成與演化過程的地球化學作用等。

（4）環境（生物）地球化學循環的調控與生態環境的修復治理

根據環境地球化學基本原理給污染物對環境生態的影響進行人為調控也是環境地球化學研究的重要內容之一。

與之相應的課程教學內容主要包括以下八個部分：第一部分介紹環境地球化學的研究對象、內容、基本原理及科學地位，環境地球化學的發展歷史與研究現狀;第二部分介紹地球環境的特征與演化，重點介紹地球化學元素及生命物質的形成與演化、地球環境中的能量系統;第三部分介紹元素和無機化合物在地球表層的分布和成因，包括地球環境中元素的環境背景值、環境地球化學分類及存在形態，大氣的化學組成及大氣無機污染物的類型和來源，巖石圈和土壤圈的元素及化合物的組成與分布，以及水圈的化學組成和水污染特征;第四部分介紹有機污染物的組成和成因，包括環境介質中典型痕量有機污染物的類型及環境特點、分布規律，非點源有機污染物的主要來源與輸入方式及污染源解析;第五部分介紹地球表層元素和化合物的環境地球化學作用，包括大氣、巖石圈表層、土壤和水體中元素和化合物的環境地球化學作用;第六部分介紹環境生物地球化學循環與生態效應，包括生物圈及自然生態系統、化學物質的環境生物地球化學循環、污染物的生物吸收與效應及人類活動對地球化學環境的影響和改造;第七部分介紹環境地球化學在環境科學和地學研究中的應用，包括環境調查與環境質量評價、地球化學環境與人類健康、資源開發與環境保護、環境地球化學與工農業生產、環境地球化學與全球變化研究、環境地球化學與生態環境工程等;第八部分介紹環境地球化學的研究方法和實驗技術，包括環境地球化學研究的特點和方法，環境樣品的采集、預處理、分析檢測方法和環境地球化學研究中的數理統計方法和數學模型等。

三、研討式教學方法初探

研討式教學在開闊學生的知識眼界、發揮學生學習主動性、激發學生探索創意等方面均顯示出明顯的優勢，逐步成為廣大教師追求的主要教學模式[16]。為了培養學生的自主學習能力，在環境地球化學教學實踐環節（尤其是研究生課程教學中）也要突出研討式教學的作用，形成課堂講授與課堂討論、課外閱讀及實驗教學緊密結合的教學模式。

（一）有針對性地確定課堂討論的內容和方式

提出研討式教學的理念、內容、方法和實施方案，合理安排課堂講授、課外閱讀、實驗研究與課堂討論等不同教學環節的具體內容、形式、資源配置和時間分配方式，構建新的課程體系，提出適應新課程體系的教學大綱和教學日程安排。通過本課程體系建設，在確保不影響教學進度和課堂教學質量的前提下，結合課堂講授、課外閱讀和實驗研究，安排一定比例的課內教學時間組織學生針對課堂內介紹的內容和相關學科領域的熱點問題進行討論。學生通過課堂討論，能對相關的問題形成自己的觀點和看法，這種方式可以提高學生分析問題和解決問題的能力，同時可以通過課堂討論檢驗課外閱讀和實驗研究效果及存在的問題。

（二）課外閱讀方式、讀書報告及教學效果考核形式的探討

探索學生課外閱讀過程及結果跟蹤、讀書報告質量評價的有效形式，提出文獻閱讀效果的評價和考核方式。通過課堂交流、讀書報告等多種形式跟蹤學生課外閱讀情況，了解教學效果，提高學生課外閱讀的主動性和積極性。通過課程建設，摸索出一個課外閱讀與課堂教學緊密結合的教學模式，把課外閱讀能力的培養作為教學內容的一部分，成為課堂教學的拓展與延伸。學生通過課外閱讀能了解本課程相關領域的國內外研究進展，掌握學科前沿和動向，發現相關領域存在的科學問題，進一步提出發展的科研方向。

（三）實驗教學與科學研究一體化的教學方式的建立

把實驗教學與學生（尤其是研究生）科研能力的培養有機結合，提出實驗教學與科學研究一體化教學的具體內容、方式及考核措施。根據學生的科研興趣和未來畢業論文的要求，圍繞課程的教學要求，提出實驗項目，把實驗課與科研相結合來安排具體的實驗內容。實驗研究包括課堂實驗教學和課外實驗研究兩部分，比如有機污染物樣品的實驗分析部分，除了安排一次實驗課外，主要實驗研究內容安排在課外完成，實驗研究內容包括樣品的采集、預處理、儀器分析、實驗結果分析及應用;實驗模型的設計、模擬實驗產物的分析檢測以及實驗結果分析等。

四、結語

環境地球化學學科是為了解決全球性或區域性生態環境問題而產生和發展的，有很強的針對性、實踐性和時效性。近年來環境地球化學學科取得了突飛猛進的發展，課程建設必須緊跟學科發展步伐，建立與其相適應的課程教學體系，不斷更新教學內容，提出新的教學方法與措施，在教學實踐環節要強調研討式教學，突出課堂討論、課外閱讀和實驗教學的結合。

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[責任編輯：鐘 嵐]