《环境化学》课程教学模式研究与探索

摘 要：在环境化学实践教学的基础上，从以教材作为授课基本内容的框架，合理更新教学内容、将PBL教学引入课堂授课中、充分发挥多媒体教学的优势、加强实验教学4个方面对环境化学教学方法改革进行了分析，以期提高教学质量和学生学习的兴趣。

关键词：环境化学；教学改革；PBL教学；多媒体教学；实验教学

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-0118（2012）05-0124-02

随着社会经济的高速发展，人类在追求自身利益的同时，破坏了我们赖以生存的环境，从而导致了环境问题的发生，到20世纪30年代，环境污染问题比较明显的暴露出来，到60年代，出现了震惊世界的公害事件，在全球范围内引起广泛关注。在这种背景下环境科学迅猛的发展起来，以环境问题作为主要研究目的环境化学是环境科学的核心组成部分，已经成为高等院校环境科学、环境工程、水文水资源等专业的一门专业主干课程。环境化学主要研究有害物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。它既是环境科学的核心组成部分，也是化学学科的一个新的重要分支［1］。环境化学把化学的基本理论与方法用于研究开放性的环境体系，而我们生存的环境是复杂的，不同环境间又相互依存和相互联系，因此，环境化学的学习，不但要有系统、巩固的化学理论基础，而且还要求广泛地掌握自然科学的其它学科。在环境化学课程教学过程中，如何讲授好这门课程，提高学生的学习主动性，增强学习应用效果，最大限度发挥该课程的作用，关键在于教学方法的改进。我们针对本课程教学改革进行了大量的探索和实践，对于提高学生对环境化学的学习有重要的意义。

一、教材作为授课基本内容的框架，合理更新教学内容

在教学过程中，教材是教师教和学生学的辅助工具，优秀的教材可以系统地提供本领域的科学原理和结论。胡英院士指出，作为一本教材，希望学生学了以后，能知道一类知识在框架中的位置，以便今后深入考察和钻研；更希望学生通过典型章节的学习，体会字里行间蕴藏着的科学方法［2］。自20世纪70年代形成环境化学学科以来，随着人们对环境问题的日益关注和环境保护事业的迅速发展，我国环境化学的研究工作有了很大进展，在这个过程中一些学者编写了一些优秀教材，对环境问题的原理机制等进行了详细的阐述。为了使学生建立起一个比较完整的环境化学知识框架，在教学过程中，教师应以教材作为讲授内容的基本框架，对教材中的基本概念、原理等知识进行讲解，使学生理解掌握基本概念和原理等，以便今后深入研究。

在社会快速发展的过程中，环境化学所涉及的知识与待研究的问题不断增加，日新月异，一些新理论、方法以及新出现的环境问题没有及时补充到教材中去，而且对于目前环境领域面临着的一些急需解决的问题也少有反映，因此环境化学的教学内容必须在教材的基础上及时更新和补充，尽可能多地引用新出现的一些典型环境案例，充实教材教学内容，这是改进环境化学课程教学的有效方法之一。根据教学内容，把一些新出现的看得见、听得到的素材，贯穿到教材中作为案例进行剖析，使学生对这些事件从感性认识上升到理性认识，对环境化学的理解更加深刻，学习热情也大增。如在讲解大气环境化学这章内容时，除了讲解一些普遍的大气污染事件（光化学烟雾，温室效应，酸雨等）外，还将最近几年来地球上出现的异常天气穿来，比如2008年中国南方的大范围雨雪天气以及2012年出现的极端寒冷天气，会令学生对极端气候事件发生的原因进行更多的思考，从而明白应对气候变化是摆在全人类面前严峻的现实问题。环境化学课程教学不可能面面俱到，重要的是帮助学生理清思路，学会自主学习、总结和发展，对培养学生认识问题，分析问题和解决问题的能力非常关键。

二、将PBL教学模式引入课堂授课中

在环境化学以往的教学过程中，传统的教学模式是以填鸭式的“教师讲，学生学”为主，教师的讲解替代了学生的主体活动，使学生的思维能力、学习技巧、创新能力得不到有效的培养和锻炼。另外环境化学课程是建立在基础化学的理论之上，内容比较抽象，因此极易使学生产生畏难情绪，失去学习的兴趣。因此，为了使学生由被动地接受变为积极主动地学习，引入“以问题为基础”（Problem-based Learning，简称PBL）的课程教学模式。20世纪60年代，以问题为基础的学习法作为一种新的教学模式由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学医学院首先创立，目前已成为国际上较流行的一种教学方法［3］。PBL的教学理念主张在课堂教学之前，先把所要讲授的题目给学生，提出问题，让学生思考，在内容学习之后，要求学生用刚刚学过的知识解释问题发生的原因和过程，并提出解决问题的建议［4］。在PBL模式学习中，包含三个环节：提出问题、分析问题、解决问题。因此问题的提出是学习的核心内容，教师根据所要学习的相关内容，巧妙的设计出生动形象的问题，将有关教学内容转化为面向全体学生的系列问题。教师在授课前几天，将问题告诉学生，让学生在课下围绕这些问题，收集资料，分析、思考、解决问题，在课堂上分小组进行讨论，分析解决这些问题。教师则根据学生的讨论情况，有针对性地给予指导，在教师指点下，学生进一步达到学习目的，最后由教师进行详细讲解。例如，学气环境化学中的光化学烟雾事件时，为了区别光化学烟雾及硫酸型烟雾，让学生清楚的掌握它们反应机理、特点及形成条件。可以提出下列问题让学生思考：它们主要发生的时间及环境条件？引起这些污染事件的罪魁祸首是什么？让同学们课后查阅相关资料进行分析，之后在课堂上进行讨论，最后由老师点评讲解。通过将这些问题与光化学烟雾、硫酸型烟雾形成机理结合起来思考，就可以使学生充分理解二者之间的区别，从而掌握光化学烟雾及硫酸型烟雾的定义、产生原因及机制，这可大大提高学生学习的主动性和兴趣。

三、充分发挥多媒体教学的优势

环境化学所研究的环境本身是一个多因素的开放性体系，变量多，影响因素复杂，许多化学原理和方法不易直接运用，而且环境化学内容广泛、知识抽象，传统的黑板加粉笔的讲授法很难取得理想的教学效果。目前多媒体教学已经成为大学课堂的主流，多媒体教学利用文字、图片，视频等向学生传递信息，在环境化学授课过程中，采用多媒体使环境污染情形通过图片视频等呈现出来，让学生犹如身临其境，可以达到模拟情景教学的目的。情境教学要求教学要建立在有感染力的真实事件或事实问题的基础上，强调以学生为中心，让学生感受和体验到现实世界的真实问题，进而完成对所学知识的意义建构，从而达到对该知识所反映事物的性质、规律及与其他事物之间联系的深刻理解的目的［5］。通过多媒体授课使学生非常直观的感受到现实的环境问题，避免了学生花费大量时间到实际环境中去亲身感受，又可以达到类似的情景教学的目的。当然，对于一些以计算和公式推导为主的章节，可以采用粉笔加黑板跟多媒体相结合的教学方式，这种方式更有助于学生对前后内容衔接的理解，更容易记忆。

四、加强实验教学

实验教学是培养学生实践能力和创新精神的重要手段，目前，我国高校教学存在的普遍现象是重理论，轻实验教学，其结果是直接影响着学生的实际动手能力，使理论不能跟实际相结合。环境化学是一门理论性和实验性都很强的课程，实验教学在授课过程中有着不可替代的作用。在以往的实验教学过程中，缺乏对学生真正的实验技能和创新能力的培养，致使学生对实验的全局设计思路缺乏考虑，影响了学生对实验的兴趣。因此，在环境化学实验内容的安排中，避免一些简单的重复操作性实验，增加综合性、设计性和研究性质的实验内容是教学改革的客观要求。学生在教师的指导下，根据给定的实验目的，自己设计实验方案，确定实验方法、选择实验器材，自己进行操作并对实验结果进行分析处理。通过这样的实验，可以使对学生的知识、能力、素质形成综合的培养。

五、结语

总之，为了培养出21世纪高素质的人才，在环境化学教学的实践过程中，对传统教学方法作了一些有益的改革与探索，采用先进的教学理念，加强实验教学环节的落实，充分发挥学生的主体作用，不仅增强了学生的基本理论知识和实验能力的培养，同时大幅提高了学生的学习兴趣，取得了良好的教学效果。

参考文献：

\[1\]戴树桂.环境化学\[M\].北京:高等教育出版社,2006.

\[2\]张军丽,汤积德.高校环境化学教学方法改革探讨\[J\].天中学刊,2011,26(2):89-90.

\[3\]杨淑萍,刘月兰,洪燕君.PBL教学模式在生态学教学中的应用\[M\].牡丹江教育学院学报,2010:122，120-121.

\[4\]孙威.环境化学课程教学改革初探\[J\].吉林师范大学学报（人文社会科学版），2011，(6)：109-110.

\[5\]吴香梅.环境化学课程教学探讨\[J\].丽水学院学报，2008，30（5）：104-106.