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1、“环境化学”教学改革的实践探索基金项目:本文系长沙理工大学教改资助项目(项目编号:JG0928)的研究成果。 随着技术和经济的发展,人类利用和改造自然的能力大大加强,同时也使资源消耗和废弃物排放显著增多,自然和环境的组成、结构受到了影响,从而破坏了人和自然的和谐关系。环境化学学科在了解污染物的来源、消除和控制污染以及为制定环境保护决策提供科学依据等方面起着重要的作用。“环境化学”课程是长沙理工大学环境科学专业和其他相关专业的专业基础课。此外,随着环境素质要求的提高,很多在校大学生对环境问题日益关注,该课程作为高等院校的选修课也日益受到学生的欢迎。其学时通常为62个学时,理论教学占32学时,实验
2、教学占30学时。 一、理论教学 理论教学包括课内与课外两个环节,课内是课外的主导,课外教学又是课内教学的必要补充。 1.课堂内教学方法和手段的改革 环境化学是研究有害化学物质在环境介质中的存在、特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。课程的内容设置决定了该课程具有实践性较强的特点,但是,传统的教学方法往往采取老师在讲台上讲授、学生在下面机械地记的形式,达不到使学生掌握相关仪器操作方法的教学效果,课堂教学方法和手段的单一性往往会出现纸上谈兵的尴尬结果。实际上,老师单调的说教方式不仅不能达到预期的目的,反而容易使学生滋生厌学情绪,传统的教学模式和内容受到极大的挑战,教育改革势在必行。如果采
3、用传统的填鸭式教育,学生必然会反感并觉得枯燥无味。笔者采用多媒体教学手段,把讲课的内容做成教学课件,将在外面拍摄到的有关环境污染的画面与生态环境较好的大自然图片通过教学对比展示给学生,这样有助于对授课内容的理解与掌握,更能加深学生对环境污染危害的认识。笔者在教学中坚持教师主导性与学生主体性相结合的原则,取得了良好的教学效果。发挥教师的主导性,改进教学方法,激发学生的学习兴趣。善用归纳,找出联系。课程的内容看似凌乱和庞杂,但是各章节之间却是有一根纽带连接在一起的。如果在课堂上能够抓住这条纽带进行讲解,就能使学生的逻辑性增强,学习起来更加轻松。课堂内以教师教授结合学生讨论为主,讲课结合当前发生的重
4、大国际环境问题,引导学生从现象入手分析,以专题的方式阐述各种环境污染物在不同生物圈层中的污染机理和转化机理,层层揭示各种环境问题的实质,引导学生积极地分析和讨论,探讨环境问题的解决途径。如在讲授有机物污染时,以20世纪80年代发生的三大公害(即1984年印度甲基异氰酸酯农药污染事件、1986年瑞士莱茵河化工污染事件、1986年前苏联切尔诺贝利核电站泄漏爆炸事件)中的两起有毒化学品污染为例,让学生了解是哪些污染物对人体和环境产生危害,它们是怎样作用于环境的以及应该采用什么样的方法来进行处理。这样就可以极大激发学生的学习热情,教学效果也相当好(见网上评教)。 2.课外积极开展活动 党的“十七大”报
5、告提出:科学发展观的核心是以人为本。如果能把它作为一个教育理念,那中国的教育可能会迸发更多的活力。坚持“以人为本”即在教学中要尊重学生的主体性和主动精神,发掘学生的智慧潜能。当然在发挥学生主体性的同时,还要充分肯定教师在教学中的主导作用,将二者有机结合在一起将起到事半功倍的教学效果。课外教学主要以引导学生参与环境保护实践活动为主,进一步加强环境素质教育。学生的课外实践活动通过正反两方面的典型实地考察,增强学生对环境问题的感性认识,激发学生对环境保护与可持续发展问题的思考。如让学生调查湖南省近5年来婴幼儿出生畸形的比例,上升的数据表明环境污染对人体的危害,根据污染物特性分析哪些污染会对婴幼儿产生
6、影响,通过讨论知道应该可以从哪些方面进行预防。在重要的环境纪念日举行“环保在你我身边”的专题宣传活动,让学生在开展环境教育的同时提高自身的环境素质,也培养和锻炼了自身的环境分析与应用能力。利用双休日带学生到湘江调查水质情况,对人为因素和自然因素进行分析,要求学生能“多听、多看、多问、多想”,最后要求学生写一篇调查报告。通过实践,环境化学教学取得了很好的效果。 二、实验教学 环境化学实验是“环境化学”课程的重要组成部分。通过环境化学实验课教学能够培养学生分析问题和解决问题的能力,提高学生的综合素质。这对培养合格的环境工程专业技术人才有重要的作用。 1.改变观念,提高教学质量 在“环境化学”理论课
7、和相应的实验课开始前,我们尝试开展了有关化学和环境工程进展、当前环境污染及环境问题与对策、环境化学在环境分析和环境检测中的作用和地位等方面的报告,并组织学生进行课堂讨论和课外参观见习。目的是使学生能认识到环境化学的基础知识和基本技能是大学生必须具备的文化科学素质。改变传统的观念,实验课并不是老师要求学生上的,而是学生必须做的,只有通过实验才能从真正意义上对该课程有全面的了解和认识,并能用有关原理去防治污染。 2.更新实验内容,改进教学方法 为了在环境化学实验课中衔接分析化学实验、环境监测中的内容,巩固学生的实验动手能力,同时又不致使学生所做的实验成为这两门课的重复,将环境化学实验划分为基础实验
8、、综合设计实验、提高型实验三个阶段,力求培养出有宽厚、扎实的基础知识和基本技能,在急剧的变化和竞争中有较强的适应能力,适应科学技术领域综合化的人才。对于基础实验,比如滴定,要严格要求学生,反复操作,最终要求动作准确、实验结果精确。在综合性的环境化学实验中,要求学生根据“环境化学”和环境化学实验中已经学过的知识,并结合自选参考书,设计出初步的环境实验方法和步骤,再经实验课教师的指导和修改,形成最终的实验方案,最后在教师的指导下由学生独立完成具体环境实验内容。结果表明,这样做有利于调动学生的积极性,改变过去学生单纯依赖实验教材做实验的现象,能使其所学的知识得到融会贯通,培养了学生独立分析环境问题和
9、解决问题的能力。至于提高型环境化学实验,主要是结合了环境工程专业的特点,在前两个层次实验基础之上按照知识、技能、思维综合的原则,结合现代科技和环境手段的最新发展,选择一些更具有实践性或应用性的环境分析检测题目,进行综合训练的实验。实验数据的处理要求采用计算机处理,这样不仅加深了学生对环境数据处理的理解,而且还提高了学生的计算机应用水平,培养了他们的综合素质。环境化学实验的教学改革改变了学生由原来不重视实验转变成积极认真地做实验。特别是综合设计实验、提高型实验的引入大大调动了学生做实验的积极性和主动性,增强了学生做实验的自信心,提高了学生对实验课程的学习兴趣,培养了学生分析环境问题和解决问题的能
10、力。在提高教学质量、实现素质教育方面取得了良好的效果。 3.时刻不忘素质教育 在我们的实验教学中,绝大多数情况下都会产生一些有毒有害的气体或污染物,学生在做实验过程中时刻要意识到这一点。在做实验过程中应将常规实验改为微型实验,提醒学生不要浪费化学药剂,不要随意在实验室倾倒有毒物质,以免做环保实验的同时又对环境造成危害。让学生把所做实验产生的污水收集起来,根据废水的性质进行处理后再送污水处理站。如“活性炭对苯酚吸附性能的测试”,要求学生尽可能准确量取废水,否则多取的废水就会对环境造成一定的危害,吸附完苯酚的活性炭要用专用仪器盛装,残留的苯酚溶液要排入学校专用的化学废物收集桶。尽可能将废弃物回收、利用、化害为利、变废为宝,也包括对暂时不能利用的废弃物进行无害化处理,使学生养成保护环境的良好习惯。 三、结语 通过对“环境化学”课程的教学改革与实践研究,激发了学生对本课程的学习积极性,也提高了学生认识问题和解决问题的能力。同时也激发了学生的创新思维、探索和创新知识的热情,对学生进一步理解环境保护国策、保护我们的生存环境、提高学生的综合素质起到了积极的作用。当然,随着教学改革的不断深入,该课程的教学改革与实践研究会进一步加强,教学内容、方法和手段也会日益完善。