创新型人才培养环境化学课程改革研究

创新型人才培养环境化学课程改革研究

[摘要]通过对环境化学课程的教学内容进行优化和教学方式进行改革,加强课程建设。探索环境学科创新型人才培养的新模式,促进环境这样一个新型学科的人才培养水平的提升,应对国家发展进程中环境保护工作综合型和创新型人才培养的需求。

[关键词]创新型;人才培养;环境化学;改革与研究

1教学内容的改革

对教学内容进行改革,研究教学内容的优化,更新和补充,如何在教学内容中体现最新的科研成果,使之适应学科快速发展的趋势以及综合型、创新型人才的培养需求。环境学科自上世纪七八十年代开设时间不长,但近年来发展速度惊人,人类所面临的环境保护问题也在不断变化、交替更新,导致课堂教学过程中缺乏对学科前沿进展的引导,不利于培养适合当展的创新型人才[2]。基于此,我们在原有采用国内环境化学领域权威教材《环境化学》(2006年第二版,高等教育出版社,由南开大学戴树桂先生主编的十一五部级规划教材,2007年被评为国家精品教材)的基础上,扩充了反映最新科研成果由中国科学院生态环境研究中心江桂斌院士协同包括30余位长江学者,国家杰出青年基金获得者,国家入选者在内的180多位中青年专家分工协作而成的《环境化学前沿》(第一辑)(2017年)和《环境化学前沿》(第二辑)(2019年)为参考教材。同时,在教学过程中,广泛引用EnvironmentalScience&Technology,EnvironmentalHealthPerspectives等环境领域权威期刊上的相关文章,作为教学补充,教师定期在课上介绍目前国际研究热点,讲解一些与本课程相符的研究方法,引导大家阅读文献,使学生提早接触科研学术论文,培养他们阅读专业英文文献的能力。

2教学方式改革

对教学方式进行改革,如何在教学中利用多媒体辅助教学和传统板书教学相结合的方式进行;如何利用启发式、案例式、科教融合等教学模式让学生充分理解相应的理论知识;如何在教学过程中充分利用网络辅助教学,探索综合型、创新型人才的培养模式。

2.1启发式教学

从生活出发讲解环境化学的基本概念。例如:在讲解大气层结构时,首先可以问同学,飞机在大气圈的哪个层飞行?再问为什么在平流层飞行?然后再讲解大气圈可以分为对流层,平流层,中间层,热层和散逸层,同时阐述各个层的特点,从而解析飞机在平流层飞行的主要原因[3]。通过日常生活常识,启发学生思考,在思考过程中使学生很快掌握基本概念。采用这种授课方式,学生不仅对知识记得牢固,而且会对环境化学产生浓厚兴趣。

2.2案例式教学

案例教学也是现今大学教育中比较先进的教学方法之一。穿插案例是高效率利用课堂学时、改善教学效果、提高学生综合素质的有效途径之一。其优势在于密切联系实际,具有较强的针对性、目的性和实效性。例如:以“光化学烟雾”、“伦敦烟雾”、“酸雨”、“温室效应”、“富营养化”等重大环境污染事件为例,引导学生以环境化学的基本原理进行分析,找出环境污染事件发生的原因、条件,针对性地提出避免或解决该类环境问题的主要措施,提出合理的工程技术手段、管理手段和法律手段等。通过案例式教学可以提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力;加强学生的交流与合作精神;促进学生的创造性思维的形成;锻炼学生的表达、归纳总结能力。可以培养学生利用所学的知识分析环境问题,能够使学生深刻体会到环境化学课程的重要意义。

2.3科教融合式教学

一线教师长期与研究生进行科研实验,对仪器设备和最新科研进展非常熟悉,可以担任环境化学实验教学指导工作[4]。在教学过程中充分发挥自身科研资源优势,利用先进的科学研究理念带动课堂教学改革,为创新型人才培养培养创造更多的优势。灵活运用科研图表阐明环境化学机制,使学生在专业课学习中摆脱枯燥,逐步激发学生的综合学习和创新能力,使其整体素质得以提高。例如,在吸附实验中,通过对实验数据进行吸附动力学和吸附等温线方程拟合,分析污染物在吸附剂表面的作用机制,从而引出吸附作用产生于两个方面:一是由于吸附剂内部分子在各个方向都受着同等大小的力而在表面的分子受到不平衡的力,这就使其他分子吸附于其表面上,此为物理吸附;另一个是由于吸附剂与被吸附物质之间的化学作用,此为化学吸附。吸附是上述两种吸附综合作用的结果。

2.4创新型实验教学

传统的教学观念是以传授知识为核心的继承性教育,存在“重理论、轻实验,重课堂教学、轻实验教学”的现象。在这种理念的影响下,实验教学课时往往难以保证。此外,传统模式下的实验教学方法单一,学生进入实验室后,先有教师讲授实验目的、材料、原理及步骤,学生“照猫画虎”进行操作,最后提交实验报告就算完成任务[5]。学生缺乏独立思考的时间和空间,动手能力和科学思维能力没有得到有效的提升。基于此,在环境化学实验的教学改革过程中,应该加大设计型和综合型实验占比,鼓励学生积极主动参与其中,培养学生的实验兴趣,注重实验课与理论课之间的联系,引导学生通过实验现象与结论解释理论课中遇到的问题。此外,积极鼓励学生勇于承担或参与学校及国家的大学生创新创业项目,以及吸引优秀本科生提前进入科研项目等方式,达到因材施教,为创新型拔尖人才的培养提供平台。

3教学效果评价

对教学效果的考核方式进行改革,如何利用不同的考核形式使学生对所学知识灵活掌握和运用,让学生学会如何应用所学知识进行分析问题和解决问题。对于理论课的改革:在考试的内容上,减少死记硬背的名词解释题、填空题、简答题,加大理论应用的案例分析和论述等题型的分量;对实验实践教学的改革:采用平时和考试相结合的成绩评定方法。平时评定即指教师在现场指导的过程中,观察学生的实验操作、问题回答,以及最终实验报告质量给予评分的评定方法。考试为实验技能评定,通过给学生限定题目,让其设计实验方案、阐述设计思路或者考查具体某个仪器的原理和操作的评定方法。

4结语

系统研究和优化教学内容,教学方式以及考核方式的改革,可将环境化学课程作为环境学科本科生培养体系的一个有机组成部分,与基础课融会贯通,达到既兼顾课程的基础性和系统性,又体现人才培养的创新性和前沿性,将渤海大学环境化学课程的建设提高到一个更高的层次。探索和总结了环境学科创新型人才培养的专业课程建设模式。

参考文献

[1]李立欣,宋志伟,战友,等.创新型人才培养目标下的《环境化学》课程教学改革与实践.化工时刊,2016,30(2):37-40.

[2]卜庆伟,章丽萍,王春荣,等.基于创新型人才培养的环境化学课程改革研究.科教文汇(下旬刊),2018,414(2):72-73.

[3]程金平,袁涛,王文华,等.构建环境化学教学新模式的实践,理工高教研究,2006,25(5):111-112+121.

[4]陈建,费正皓,王京平.环境化学实验课程可持续建设模式初探,广东化工,2019,46(1):180-181.

[5]李梅,尹颖,王晓琳,等.创新实验教学模式,提升学生实践技能——基于南京大学“三三制”教改的环境生物学实验教学探索与实践.生态毒理学报,2018,13(2):182-188.

作者:常春 王博 蔡艳荣 王力霞 单位:渤海大学