化學師范類專業《環境化學》教學改革研究
——以凱里學院化學專業為例

侯銀玲，董 瑋，季 甲

（凱里學院，貴州凱里 556011）

引言

環境化學是一門化學與環境科學的交叉學科，是化學科學的一個重要分支，同時也是環境科學的核心組成部分，它主要研究化學物質在環境中的存在、轉化及危害防治.國家自然科學基金委員會發布的《自然科學學科發展戰略調研報告》中將環境化學的主要研究內容劃分為大氣環境化學、水體環境化學、土壤環境化學、環境分析化學、污染生態化學以及污染控制化學等［1］.環境化學學科從業者采用化學科學的傳統理論和方法，以化學物質在環境中出現而引起的環境問題為研究對象，掌握污染來源，解決環境問題.同時為消除和控制污染，提供科學依據并提出環境保護決策.

筆者近年來一直承擔凱里學院化學本科專業環境化學課程的主講工作，長期以來，致力于根據對化工生產及人類生活過程引發的環境污染問題進行分析處理，加深學生對基本概念、基本機理及基本方法的理解和掌握并提高學生運用基本原理、基本方法解決實際生產中出現問題的能力.本文結合環境化學課程日常教學工作中存在的一些問題進行反思，針對化學師范類專業環境化學課程的教學改革提出一些建議，以期更好地提高教學質量.

1 開設環境化學課程的必要性

對貴州省提出的“生態強省、工業強省、環境立省”的戰略目標，為扎實打贏“藍天保衛戰”，環境保護和環境污染修復是最為重要的一環，而環境化學無疑在這關鍵一環中起著舉足輕重的作用，例如：控制環境污染、防治生態惡化，改善環境質量、保護人類健康，最終促進國民經濟的持續發展等.經過調研我們發現，許多高校的非環境專業都普遍以選修課形式開設了《環境化學》或與其相近的其他相關課程.顯然，學校的目的并不是培養環境保護或者環境污染治理的專業人才，而是借助選修課使學生掌握環境化學方面的基本原理和環境保護的基本知識，激發學生保護環境的使命感和責任感［2］.

由于凱里學院化學師范類專業屬性，畢業學生大多分布在中學化學教師崗位上，承擔中學化學一線教學.2017 版中學化學新課標對主題5 進行了修改，由“化學與可持續發展”更改為“化學與社會發展”，更加強調了中學化學教育的社會屬性.

化學課是中學階段學習的必修課，也是中學生認識化學世界的第一扇窗戶.中學生學習化學課程的最重要的意義，不應該是應對各種考試，而是通過對化學知識的學習來認知世界和了解社會現象，利用化學知識解決相關問題.近年來，我國的環境污染情況比較嚴重，為了根治環境問題，需要全社會行動起來，人人爭做主人翁，人人都是環保軍.中學生是祖國的未來，中學化學教師在化學課程中積極講授環境問題的相關內容，把環保問題引入到課堂之中，會有助于中學生了解環境污染及防治的基礎知識，增強學生的環保意識，有利于社會、經濟的可持續發展.這些都充分體現了中學化學課程中環境化學教學的重要性，也進一步證實了化學師范類專業開設環境化學課程的必要性.［3］

2 環境化學課程教學目前存在的問題

凱里學院化學（師范）專業屬于非環境類專業，長期堅持將《環境化學》作為專業選修課進行開設.雖取得一些成績，同時也面臨諸多困難，總結起來主要體現在如下幾點：

第一，環境化學是化學與環境科學的交叉學科，綜合性很強.除常規的化學、物理學、生物學之外，環境化學課程還涉及諸如水文學、地質學、氣象學甚至是社會科學等多個學科.但由于在校生化學基礎知識普遍比較薄弱，上述相關學科的知識也更為欠缺.基于這些客觀原因，學生學習環境化學課程難度較大，這對老師的授課能力需求更高、挑戰更大.

第二，該課程為選修課，且學時僅有32 學時.大多數學生對選修課的重視程度遠遠不夠，如何利用有限的課時使學生最大限度地掌握環境化學課程的知識體系是授課教師亟須解決的一個問題.

第三，學生學習的積極性不高，能夠做到自主學習的學生更是少之又少.教師“教”的主體地位過于突出，學生“學”的主體作用沒有充分發揮出來，學生學習的積極性未被有效激發，教學質量有待提高.

第四，環境化學課程的教與學，對教師和學生而言，均存在一定的理論脫離實際的狀況.教師在課堂上難以將講授的理論知識運用到實際的生產生活，使得學生的學習僅停留在理論層面，學生對相關知識的實際應用能力差.

3 環境化學教學改革的幾點建議

針對以上存在的四點問題，為了提高環境化學課程的教學質量，我們從以下幾個方面進行了教學改革.

3.1 優化課程教學內容

3.1.1選擇合適教材

目前凱里學院常使用的教材版本有3 個：2006 年高等教育出版社出版發行的由戴樹桂主編的《環境化學》第2版，2011年暨南大學出版社出版發行的由鄒洪濤、陳征澳主編的《環境化學》和2015 年西南交通大學出版社出版發行的由苑靜、唐文華、蔣向輝主編的《環境化學教程》.但我們研究后發現，這些《環境化學》教材面向對象都是環境類專業學生，對我們師范學生而言教材內容難度整體偏大，因此迫切需要選用一本適合自己的教材，所選教材既要有一定的廣度及深度，更要注意選取教材的難度要符合學生的既有水平.

3.1.2精簡授課內容

由于《環境化學》總課時數限制，所講內容就不能面面俱到，只能精選符合化學師范類專業環境化學課程相關的內容，并對授課內容進行優化，具體授課內容見表1.

表1 環境化學課程授課內容

3.2 采用新媒體擴展教師及學生知識面

網絡時代學生獲取知識有多種途徑，其中一個非常重要的方式就是利用新媒體進行自學.“新媒體”與“傳統媒體”相比較，它有著大容量、實時性和交互性等顯著特征.新媒體主要是利用數字技術，向用戶提供信息和服務的傳播［4］.

筆者充分利用“學習強國”手機APP，通過“大自然”等欄目拓展自身專業素質，了解生活中與環境化學學科相關的最新研究進展.同時，在常規課時之外，借助學校搭建的“在線教育綜合平臺”試行網絡教學，對學生開展郵件答疑、作業在線批改、隨堂建議等工作；此外，教師精選部分網絡公開視頻，例如大氣污染保護環境宣傳動畫、為什么要保護環境、環境保護與綠色化學、第十屆全國環境化學大會等，通過QQ群、微信群等媒體推送給學生，擴展學生知識面的同時增強學生對環境化學課程的學習興趣.

3.3 實踐新型授課方式和方法

3.3.1利用“互聯網+”開展慕課活動

利用凱里學院數字圖書館超星/爾雅學術視頻開展慕課（MOOC）教學，筆者選取南開大學孫紅文教授主講的《環境化學》視頻公開課讓學生進行課下自學.該門課程主要涉及緒論、水環境化學、大氣環境化學、土壤環境化學、生物體內污染物質的運動過程以及毒性、受污染環境的修復、綠色化學的基本原理和應用、典型污染物在環境各圈層中的轉歸與效應等環境化學課程中的主要章節.此網絡公開課為校內IP免費訪問，學生使用十分便捷，且課程內容豐富、授課教師權威性高，可有效補充授課課時，改善課堂教學內容有限的實際現狀.

3.3.2采用“翻轉課堂”教學，實踐交互式教學

在學生課下進行慕課自學的基礎上，結合“翻轉課堂”的授課模式，可有效激發學生自學興趣，活躍課堂氛圍.主要方式為：老師課前布置課下自學章節內容并設置學習目標或提出相關問題；學生通過課下自學后，在課上對老師課前提出的問題進行解答，同時教師對重要知識點進行講解.采用慕課（MOOC）+翻轉課堂模式后，課下學生自主學習的比例和學習時長均有較大程度的提升，學習積極性增加，可極大程度地調動學生學習的主觀能動性，確立學生“學”的主導地位.此外，學生在課堂上的教學參與度增大，具體表現為聽課更認真、討論更熱烈；學生授課者與在座學生的溝通更流暢，師生之間互動性更好.由于學生參與度的增大，交互式教學不再流于形式，每堂課后所有師生都會收獲新的體會，也更有利于“教學相長”目標的實現.

3.4 “創新型”、“應用型”人才培養理念融入課程教學

3.4.1指導學生申報創新創業訓練計劃項目，培養學生的創新能力

自2015年以來，為發揮學生的主觀能動性、調動學生主動學習的積極性，筆者嘗試鼓勵高年級在校大學生積極申報大學生創新創業訓練計劃項目，讓學生更早地接觸、認識并真正參與科學研究.通過學生自選課題或參與教師科研項目的子課題，確立學生的主體地位，創造性地將實踐性教學方式融入環境化學教學［5］.近年來，筆者及所在課題組相關專業的老師指導學生獲得大學生創新創業訓練計劃項目立項10 余項，其中國家級1 項、省級重點1 項、省級一般2 項、校級8 項.培養“創新型”學生近60人，具體項目信息見表2和表3.通過實施大學生創新創業訓練計劃項目，學生的科研創新能力得到了有效的提升，極大地促進了廣大學生參與科學研究的熱情和興趣，同時增強了學生常規課堂上的學習動力和興趣，為學校培養“創新型”人才起到積極作用.

表2 國家級、省級大學生創新創業訓練計劃項目立項信息一覽表

表3 校級大學生創新創業訓練計劃項目立項信息一覽表

3.4.2與企業合作改革實踐教學，擴展第二課堂

近年來，我?；瘜W專業與環境檢測企業合作，積極開展教學實踐周活動.學生分組分批次在相關企業進行為期一周的實踐，學習環境化學檢測相關知識并跟班進行實際操作.教師提前與企業相關負責同志溝通好學生實踐操作內容，以其中一個小組的實踐教學計劃為例，該組學生在一周內要進行以下3個實驗的操作，即環境空氣總懸浮顆粒物的測定（重量法）、水質懸浮物的測定（重量法）、水質五日生化需氧量（BOD5）的測定（稀釋法與接種法）.筆者結合環境化學課堂授課工作，積極探索第二課堂教學研究，表4 是近年來化學專業學生涉及的環境化學相關實踐操作，分別從驗證型、設計型、綜合型、研究型等幾個不同的維度對學生第二課堂的學習內容進行優化、整合，使其實踐內容體系更適合化學學科的本科學生.學生普遍反映采用此種教學方法后，實踐課程密切聯系實際，十分貼近日常生活，對理論課程知識點具有很強的針對性和啟發性，有利于環境化學理論課程的消化吸收，第二課堂的教學取得階段性的成功.

表4 化學專業學生環境化學第二課堂實踐內容體系

4 結論

環境化學是一門專業性和綜合性非常強的課程，要想獲得良好的教學效果，探索并融合多形式的教學方法顯得尤為重要，特別是對于授課教師的教學和非環境專業學生的能力培養方面是個巨大的挑戰.通過近年來的教學模式改革探索與實踐，筆者探究適合不同教學內容的相應教學方法，從優化課程教學內容、采用新媒體擴展教師及學生知識面、實踐新型授課方式方法、“創新型”、“應用型”人才培養理念融入課程教學等幾個方面進行教學改革.實踐證明，經過改革能增強課程內容的生動性和靈活性，學生參與學習的積極性也顯著性提高，學生分析問題、解決問題的能力得到了有效地鍛煉.在初步取得較好教學效果的同時也對授課教師教學能力的提升提出了挑戰，需要教師在教學過程中不斷總結、探索，提高自身的教學能力.