“环境材料学”自学讨论教学法实践

摘要：福建农林大学材料工程学院在“环境材料学”课程引入自学讨论教学模式，针对“环境材料学”课程的特点，注重能力开发式教育方法。在教学实践过程中，对充分发挥教学中学生的主体地位和教师的主导作用提出具体的方案和措施。

关键词：教学方法；自学讨论；环境材料学

作者简介：刘景宏（1972-），男，福建闽清人，福建农林大学材料工程学院，副教授。（福建福州350002）

基金项目：本文系福建农林大学高等教育教学改革立项项目（项目编号：011933）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）10-0102-01

在当今“知识爆炸”的时代，新旧知识更替速度极快，学生在校期间所学知识往往不能满足社会所需，为保证今后职业生涯具备不断发展的潜力，在大学学习阶段不仅要掌握扎实的专业基础理论，更重要的是培养自学能力和创新思维能力。

因此，福建农林大学材料科学与工程专业教学计划将“环境材料学”设置为自学讨论课，安排在大四上学期。课程教学重心从知识储备式逐步转向能力开发式，注重培养学生的文献信息检索能力，对专业资料的分析理解，并进而扬弃吸纳的能力。

一、“环境材料学”课程的特点

环境材料学是跨材料和环境两大领域的一门新兴的交叉学科，包括物理、化学、生物、医药等学科的综合知识，涉及农业、生物和几乎所有主要工业，如钢铁、非金属、石油化工、矿产和建筑等。课程的性质和任务是将环境意识引入材料科学与工程，赋予传统结构材料、功能材料以特别优异的环境协调性，倡导材料工作者在环境意识指导下，或开发新型材料，或改进、改造传统材料。[1]

因此，在内容安排上突出材料科学的基础理论，更加强调材料与环境的协调性，同时尽量结合我国目前材料生产、环境状况和材料科学的研究状况，帮助学生掌握材料与环境关系、材料的环境性能评价和环境性能数据库、材料的生态设计、降低材料环境负担性的工艺和技术、开发与环境相容的新材料和绿色产品、发展环境降解新材料以及治理环境的高效工程材料等知识。

由于课程涉及知识面广，传统教学方式在短短30学时的教学计划中，各知识点难以深入展开，而采用自学讨论方式，学生可充分利用课余时间，以教材为基础，在教师指导下广泛检索文献资料，组织讨论讲稿，充分调动学生自学的主观能动性。

二、实施自学讨论式教学的意义

以学生为主体、以教师为主导是讨论式教学法的教育思想，营造了教师引导、学生参与、师生平等、学术民主的教学环境，克服了满堂灌填鸭式教学的单调且压抑自主创新思维的弊端。[2]

1.有利于提高学生的综合素质

讨论式教学有利于提高学生的自学能力。讨论准备阶段促使学生主动学习，利用图书馆文献、电子期刊数据库和互联网等检索所需资料，将基础知识与科研前沿成果结合，围绕讨论选题精炼为发言稿。

有利于提高学生的逻辑思维和表达能力。讨论阶段为在限定的发言时间内清晰表达观点，促使学生运用比较、分析、综合、归纳、演绎等方法，锻炼了形成概念、判断、推理的能力。

2.有利于提高教师自身的水平

讨论式教学要求教师善于营造讨论气氛而不冷场，对课堂有很好的主导和把握能力，不仅要求知识面广，备课充分，还要很好地掌握教育心理学，充分调动学生发言积极性。在讨论中教师要能敏锐地发现学生在知识掌握上的疑点、难点、热点，从而能够有针对性地点评、讲解和总结。因此，讨论式教学对教师的知识更新、业务素质提出了更高地要求。

三、自学讨论教学法设计探索

1.讨论题目的选取

自学讨论课能否取得良好的教学效果，与讨论题目的选取有密切关系。选题应紧扣教学大纲各章节的教学重点，内容兼顾成熟的基础理论和近年的学术研究热点两方面。讨论题目与教学进度表在学期初就下发给学生，以使学生能够按时自主安排自学过程，收集资料并归纳整理，将自学过程中的心得、疑难记录下来以备讨论交流。

在编制《环境材料学》教案中，拟定各章节讨论题目如下：

（1）论环境材料与可持续发展。从可持续发展的角度，分析材料科学的发展历程，材料工业与生态环境的关系，研究环境材料的意义，并指出环境材料的未来发展趋势。

（2）环境影响要素因子的数字表征。试对表征材料环境负荷和环境影响要素的方法加以分析，并尝试提出一种可以表征材料环境性能的无量纲化指标。

（3）煤的应用与中国的材料生产。分析中国的能源结构；从能源利用与材料生产的关系论述材料生产过程对环境的影响，并提出改进材料生产技术的关键问题。

（4）论某种材料或产品的循环使用的意义。分析某一种材料或产品的生产、应用，循环再生现状，再生利用对减少环境负荷的意义；再循环利用的政策建议。

（5）企业的资源再利用调查。调查论述一个企业的生产过程，分析其固体废弃物再循环利用的现状和可能的改善措施，再利用对生产成本和环境的影响分析。

（6）为什么木材可划入环境材料范畴。用LCA方法分析木材生产、使用的生命过程；这一过程对环境的影响，并提出如何减少其加工和使用过程中的环境负荷。

（7）材料对环境的影响与环境材料分类。具体分析你认为应属于环境材料范畴的材料，对其来源、加工、使用、废弃处理等环节的环境影响进行分析。

2.教学过程的组织实施

教学过程中将全班分为10个学习小组，强调在自学讨论学习过程中的分工协作精神。

为逐步调动学生参与讨论的积极性，将课堂讲授模式与讨论教学模式相结合，根据“环境材料学”课程内容是由基础理论研究、评价方法研究和应用研究三大部分组成的特点，采用循序渐进原则加大讨论课时的比重。[3]

“基础理论研究”部分偏重于课堂讲授，预留一定时间由教师提出问题或鼓励学生提出听课过程中的疑问，并引导学生参与讨论。

“评价研究”部分课堂讲授与讨论课时相同，将学生比较容易理解的教学内容作为讨论部分，安排各学习小组代表发言，并针对学生提问进行答辩，最后教师总结。

“应用研究”部分完全采用自学讨论教学模式，组织学生对重点、难点问题或有意义的论题进行讨论，引导学生吃透所学知识并进行创新。

例如有一个讨论的主题是“聚乙烯（PE）购物袋与纸购物袋的环境负荷评价”。引导学生通过事先广泛的社会调查和资料检索，采集必要的数据，具体应用生命周期评价法（LCA）进行分析，把学生组织成正反两方进行辩论。

在考虑对环境的负荷时，会得到一些出乎意料的结果。在商店购物时，给顾客的聚乙烯（PE）购物袋比纸购物袋更利于保护环境。这似乎同人们的想象大相径庭。在人们的意识中，聚乙烯购物袋用过扔掉后，不能在自然中风化降解，常常随风飘扬，破坏生活景观，造成环境污染。但对聚乙烯购物袋和纸制购物袋的环境负荷对比评价表明，聚乙烯购物袋的能耗量较低。这两种产品的生命周期是：聚乙烯从原油的开采开始，纸是从伐木开始，经过产品的制造、使用，然后将使用后的一部分进行再生循环处理，直到最后作无公害焚烧的过程。环境负荷评价就是对这两种产品在整个生命周期中的能耗量进行分析和计算。在容量相同的情况下，纸袋的能耗是聚乙烯购物袋的1.5～2倍（随再生率的提高，二者能耗差距减小）。类似地，聚乙烯购物袋在产生的固体垃圾数量和废气排放量方面，也要低于纸制购物袋。纸制购物袋在再生循环处理中会排出更多的污水，这是造成纸环境负荷增加的主要原因。这些结果表明聚乙烯购物袋对环境造成的负荷程度比纸制购物袋要低。

这种讨论经过教师的适当引导和提示，往往很热烈。学生开动脑筋，思维非常活跃，通过这样的讨论，很多学生牢固掌握了相关知识并印象深刻，开拓了知识面。

3.考核方法

为了保证自学效果，主要通过课堂发言、平时作业、期末课程论文等形式考核学习的全过程。[4]为保证学习小组各成员在自学阶段的文献资料收集、讨论讲稿的组织过程中的分工协作，杜绝个别成员的依赖性，每个讨论题目完成后都要求小组成员互评成绩，并将成绩分别通过电子邮件直接发送给教师，避免人情分。总评成绩由教师打分与学生互评成绩构成。客观、公正的考核能起到鼓励先进、督促落后的作用。

四、结论

总之，自学讨论式教学可以充分发挥学生的主体作用，增强师生间的互动，使教学效果发生了质的飞跃。

参考文献：

[1]左铁镛.环境材料基础[M].北京:科学出版社,2003:5-12.

[2]宁曼荣.讨论式教学法及其在《形势与政策》课教学中的运用[J].教学探索,2006,(8):268-269.

[3]王金柱.无机化学教学中开设讨论课的实践[J].中国高等医学教育,2005,(5):77,83.

[4]祁亨年.程序设计自学讨论课的设计与实践[J].中国林业教育,2002,(6):50-52.