环境化学选修课程教学方法探讨

2022-09-11

环境问题已是全球关注的热点问题, 世界各国越来越重视环境教育。在大量的环境问题中, 80%~90%由化学污染直接或间接所致。因而, 了解化学在环境问题研究与解决中的作用极为重要。环境化学就是在解决环境污染问题中逐渐成长和发展起来的, 是一门研究对人类健康和生态系统有重大影响的化学组分在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及控制的化学原理和方法的学科[1,2]。是化学和环境科学的分支学科。作为环境科学的核心部分, 环境化学的发展有30多年的历史, 学科形成的标志为美国教授Horne R.A.编著的《环境化学》, 而我国高等学校逐渐开设环境化学课程大概有20多年, 大概有20多部教材出版[3]。目前, 我国的环境化学学科已经发展成为化学、生物学、生态学、毒理学、农学、土壤学以及化学工程与生物工程多学科交叉的研究体系。化学污染物种类及化学性质的复杂性, 化学物质污染、迁移、转化归趋等过程的复杂性, 决定了环境化学必然具备多学科交叉的特点。环境化学的研究内容决定了环境化学在解决环境问题中的重要地位, 以及环境化学在环境教育中的重要性。

培养具有扎实的环境化学知识, 以及具有深刻的环境意识和社会责任感的大学生是环境化学课程教学的重要内容, 环境化学教育也是提升学生综合素质和提高学生学术及学科兴趣的重要途径。环境化学课程是环境科学专业的专业基础课, 但在化学等专业多作为选修课开设。对于选修课程, 比较普遍存在的观念是不如必修课重要, 甚至一些教师也这样认为。尽管越来越多的化学专业学生投身于环境化学相关工作或从事相关研究, 但作为选修课程, 环境化学往往得不到学生的充分重视, 或者不能提高学生的学习兴趣, 这与环境化学课程理论性较强有关系, 也与目前“满堂灌”的教学方式有关系。同时, 对于非专业基础课程, 限于课时设置、学科背景知识相对缺乏等原因, 也使得许多学生对环境化学选修课兴趣不高。因而, 必须转变授课方式、方法, 注重课程内容设置, 转变教学观念, 加强师生互动, 以提高课程授课效果, 达到教书且育人的目的。本文中, 笔者浅谈了几年来教授环境化学选修课的几点想法。

1 合理设计授课内容, 理论联系实际

环境化学是一门专业理论课, 一般教材设置均以专业理论内容居多, 围绕环境化学的三个主要环境要素 (大气、水和土壤) , 运用系统的理论和知识阐述并解释化学污染物在环境中的来源、形成、迁移、转化和归趋过程的化学行为、生态效应和环境效应, 专业性较强。若在上课过程中单纯讲授理论内容, 且以传统的“填鸭式”教学, 难免让学生感到内容枯燥乏味。从另外一个角度看, 根据环境化学课程的特点, 很多理论课程内容的教授均能与现实生活中诸多现象和事件相结合, 即可以把典型的相关案例引入理论教学, 如在教学过程中可以相应引入发生的重大环境问题或者热点问题为案例进行分析。笔者在讲授全球环境问题的产生过程时, 就相应引入了八大公害事件 (20世纪30年代到60年代) 、博帕尔农药泄露事件、切尔诺贝利核电站泄露事故以及我国的松花江污染事件 (20世纪80年代以后) , 将环境问题的产生与发展过程 (从最初的单纯污染事件发展到全球环境问题) 与人们对环境问题的认识过程相结合 (从1 9 7 8年人类第一次人类环境会议到1992年召开的联合国环境与发展大会) , 既阐明了环境问题的发展历程, 又说明了目前的环境状况, 简单易懂。在介绍有关污染现象及其形成机制时, 可在介绍概念的同时分析成因, 特别是一些与生活息息相关的环境污染现象, 如湖泊富营养化、酸雨、臭氧空洞、温室效应等, 将发生机制与现实生活结合起来, 使学生在学习到理论知识的同时, 也明白了人的行为在环境问题的形成中的“贡献”, 在现实生活中应该节约能源, 减少浪费。

2 与科研成果相结合, 提升学生科研素质

化学污染是环境恶化的最主要原因。由于环境问题的不断发展以及相关学科理论、技术的不断更新, 人们对环境问题的认识不断拓宽和深入, 环境化学的前沿问题也不断发展, 这对教学的要求也越来越高, 学校应及时修订教学大纲, 教师应不断更新教学内容。因此, 在完成理论授课的基础上, 教师可以将当前环境化学领域的前沿课题向同学们加以介绍, 结合典型案例, 使教学内容能够反应环境化学的新理论、新技术和新问题。如在讲授大气污染的特点时, 就可以将城市与区域大气复合污染的概念[3]引入教学, 大气复合污染的界定与早期对单纯的燃煤型的大气污染不同, 它的过程更复杂 (煤烟型污染与汽车燃油引发的污染相复合) , 治理更困难, 而我国很多城市目前恰好都处于这种污染类型。新的研究成果的引入无疑会使同学们关注大气污染问题, 思考环境问题的社会责任问题, 与个人的关系问题, 从而达到对学生的环境教育的目的。另一方面, 教师可就当前社会及科研领域关注的环境热点问题设置专题, 如室内环境污染问题、汽车尾气污染问题、生活垃圾处理问题以及一些重要的化学污染物如持久性有机污染物 (POPs) 、环境激素类物质、重金属等, 让同学们以小组为单位, 对相关内容进行调查、查阅文献, 最后形成论文或其它资料, 每节课给一定的时间进行讲述, 组织同学进行讨论, 使“课内—课外”有机结合起来, 培养学生自我获取知识和解决问题的能力, 对相关专题也会有更为深入的认识, 丰富了教学内容, 也提升了学生的科研兴趣和素质。

3 灵活运用教学方法, 引导学生参与教学过程

有人说, 受教育最终目的是为了让人幸福。那么接受教育的过程也应该感觉幸福, 学生主动积极的参与并达成这种幸福是最理想的教学方式。当前, 以学生为中心的教育理念已经成为很多学校教学及管理的理念, 但在教学过程中真正实现这种转变需要一个过程。教学过程中, 教师是主导, 学生是主体, 教是手段, 学到才是目的, 教师要因课施教、因人施教, 为学生创造条件和提供好的途径, 引导、激励学生主动参加到教学中来, 真正发挥学生的主体作用, 激发学生学习的积极性和创造性。

环境化学课程内容抽象, 理论性强, 学科交叉的知识较多, 对如大气污染的机制、污染物迁移转化过程等理论内容, 学生普遍反应难掌握, 若用传统的授课方式, 效果必然不是很理想, 加上学生对选修课程的理解, 认为可学可不学, 也使讲课内容很难被学生掌握和吸收。因此, 应将互动式、问题式等教学方式引入教学过程, 培养和激发学生学习兴趣, 形成师生间相互交流、相互对话、相互促进的教学模式。学生的积极参与也会给教师带来正面反馈, 调动老师的积极性和主动性。如笔者在讲授酸性降水一节时, 就以问题的方式开始:为什么我国南方容易出现酸性降水而北方较少?在讲授臭氧空洞的形成时以“为什么在南极臭氧空洞最严重而北极没有?在问题的带动下, 同学们兴趣倍增, 积极参与讨论, 课堂气氛活跃。当然, 互动式教学与问题式教学方式要求教师对课堂及教学内容都有较好的把握, “启发—讨论—总结”过程要让同学对授课内容的认识不断提升并掌握。

4 寓教于学, 增强学生环境意识和社会责任感

环境化学, 作为化学等非环境专业的选修课, 就肩负着更重要的任务, 不仅要传授环境化学知识, 将化学学科等基本理论应用与环境问题的解释, 拓宽学生的知识面, 更重要的一层在于环境教育。教师应该在教学的过程中将生态文明教育、可持续发展观、绿色化学等内容引入教学过程, 在“传道授业”的同时, 培养学生社会使命感、责任感, 提升学生的思想道德素质[4]。

在教学过程中, 我们能深刻感受到, 绝大部分同学能对环境问题有初步的认识, 如什么是温室效应、酸雨、臭氧层破坏等等, 但当问及发生机制及与人类活动的关系的时候, 绝大多数同学都感觉到知之甚少。目前, 我们比较明确的知道, 环境污染是环境恶化的重要因素, 而环境污染的直接原因在于化学物质 (尤其是人为合成的化学物质) 进入环境, 导致物种灭绝、生态破坏, 甚至成为人类可持续发展的阻碍。在环境化学的教学中, 教师就要寓教于学, 将绿色化学的观念、生态文明观念和可持续发展的观念贯穿于日常教学中, 引导并教育学生成为具有绿色思想, 并掌握绿色化学理论、方法与技术的大学生, 成长为具有环境观念的高素质人才, 具备社会责任感的人才, 为真正成为“学会认知、学会做事、学会共同生活以及学会生存”的优秀人才打下基础。

摘要：环境教育是解决环境问题的重要途径, 环境化学选修课程在化学等非环境专业肩负着环境教育的重任, 应该给予足够重视。作者结合教学实践经验, 探讨了非环境专业开展环境化学选修课程的教学方法和模式。

关键词：环境化学,选修课,教学方法