宋長(zhǎng)友

(唐山學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程系，河北唐山 063000)

環(huán)境化學(xué)是一門(mén)研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制原理和方法的科學(xué)，是環(huán)境科學(xué)的重要組成部分，在掌握污染來(lái)源、消除和控制污染、為環(huán)境保護(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)等方面起著十分重要的作用［1］。唐山學(xué)院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案中，“環(huán)境化學(xué)”課程被列為重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生牢固掌握環(huán)境化學(xué)學(xué)科的基本知識(shí)和基本理論理論，提高學(xué)生分析和解決環(huán)境領(lǐng)域相關(guān)問(wèn)題的能力，為今后學(xué)習(xí)和從事環(huán)境化學(xué)研究、環(huán)境污染治理、環(huán)境咨詢(xún)、環(huán)保管理等方面提供理論指導(dǎo)。

環(huán)境化學(xué)學(xué)科涉及領(lǐng)域?qū)挿海c經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展實(shí)際結(jié)合緊密，應(yīng)用性強(qiáng)，結(jié)合我院近二十年來(lái)環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐，就當(dāng)前“環(huán)境化學(xué)”課程教學(xué)如何提升教學(xué)效果和增強(qiáng)學(xué)生能力素質(zhì)進(jìn)行探討。

1 環(huán)境化學(xué)課程體系的構(gòu)建

隨著社會(huì)不斷發(fā)展和進(jìn)步，各種化學(xué)品通過(guò)各種方式源源不斷進(jìn)入人類(lèi)生產(chǎn)、生活各個(gè)環(huán)節(jié)，新的環(huán)境問(wèn)題不斷涌現(xiàn)，給自然環(huán)境和人類(lèi)健康帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，“環(huán)境化學(xué)”課程的教學(xué)應(yīng)著力拓展學(xué)生的知識(shí)視野，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)環(huán)境化學(xué)解決環(huán)境化學(xué)研究、環(huán)境污染治理、環(huán)境咨詢(xún)、環(huán)保管理等相關(guān)問(wèn)題的能力。根據(jù)課程及專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，我們從可持續(xù)發(fā)展、綠色發(fā)展的理念出發(fā)，要求學(xué)生結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)實(shí)際認(rèn)識(shí)環(huán)境化學(xué)學(xué)科的誕生、發(fā)展過(guò)程，了解環(huán)境化學(xué)學(xué)科的研究任務(wù)、研究特點(diǎn)，掌握大氣、水、土壤各圈層中重要污染物的來(lái)源、形態(tài)、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等環(huán)境化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，拓寬知識(shí)面，提升分析和解決生活及社會(huì)中的環(huán)境問(wèn)題的實(shí)踐能力，培育創(chuàng)新精神。

結(jié)合我院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求和教學(xué)計(jì)劃安排，我們選用南開(kāi)大學(xué)戴樹(shù)桂主編的《環(huán)境化學(xué)》作為參考教材，構(gòu)建了適合大學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的環(huán)境化學(xué)課程理論教學(xué)內(nèi)容體系［2］。

我院環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)體系內(nèi)容如下:

1.1 第一篇緒論(3學(xué)時(shí))

環(huán)境與環(huán)境污染，環(huán)境與環(huán)境化學(xué)，環(huán)境污染物，中國(guó)環(huán)境與生態(tài)現(xiàn)狀。

1.2 第二篇大氣環(huán)境化學(xué)(12學(xué)時(shí))

大氣的基本組成和性質(zhì)，大氣中的主要污染物，污染物的源和匯，自由基與光化學(xué)反應(yīng)原理，主要大氣污染現(xiàn)象及形成機(jī)制等。

1.3 第三篇水環(huán)境化學(xué)(10學(xué)時(shí))

天然水體的組成和性質(zhì)，水環(huán)境中的無(wú)機(jī)污染物，水環(huán)境中的有機(jī)污染物，水環(huán)境中的膠體物質(zhì)和配位體，水環(huán)境中污染物的存在形態(tài)和遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律等。

1.4 第四篇土壤環(huán)境化學(xué)(5學(xué)時(shí))

土壤膠體的理化性質(zhì)，重金屬在土壤中的遷移、積累及有機(jī)磷農(nóng)藥等污染物在土壤中的降解途徑等。

1.5 第五篇生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程及毒性(6學(xué)時(shí))

生物氧化過(guò)程，有機(jī)污染物的微生物轉(zhuǎn)化，氮、硫的微生物轉(zhuǎn)化，污染物質(zhì)的毒性等。

1.6 第六篇典型污染物在環(huán)境各圈層的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)(4學(xué)時(shí))

重金屬元素，持久性有機(jī)污染物，多環(huán)芳烴，表面活性劑。

2 環(huán)境化學(xué)教學(xué)模式改革與實(shí)踐［3－4］

教學(xué)過(guò)程中，我們主要依照前述教學(xué)體系、側(cè)重于環(huán)境化學(xué)基本原理的講解和描述，同時(shí)兼顧不同環(huán)境介質(zhì)對(duì)污染物存在形態(tài)、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的影響和作用，逐步淡化各個(gè)環(huán)境介質(zhì)之間的界限，基于環(huán)境案例開(kāi)展教學(xué)，加強(qiáng)教學(xué)模式改革與實(shí)踐，既保持了課程的系統(tǒng)性和整體性，又有利于理論與實(shí)際相聯(lián)系，有利于課程教學(xué)同學(xué)科發(fā)展、研究進(jìn)展緊密結(jié)合，使學(xué)生更為全面、深入的認(rèn)識(shí)和理解環(huán)境化學(xué)的在環(huán)境科學(xué)學(xué)科的地位以及在科學(xué)研究、污染治理和環(huán)保管理中的應(yīng)用，收到了良好的教學(xué)效果。

2.1 基于PBL模式開(kāi)展案例教學(xué)

采用典型案例，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，是改進(jìn)環(huán)境化學(xué)課教學(xué)的有效方法之一。在環(huán)境化學(xué)基本原理的講授過(guò)程中，學(xué)生大多會(huì)感到枯燥無(wú)味、沒(méi)有學(xué)習(xí)興趣。結(jié)合近年來(lái)的環(huán)境污染事件，提出問(wèn)題，以解決環(huán)境問(wèn)題為落腳點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，并在此基礎(chǔ)上講解污染物在不同環(huán)境介質(zhì)中的存在形態(tài)與轉(zhuǎn)化、歸趨，使學(xué)生理解得更加全面和深入。比如在講解水中有機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律時(shí)，我們引入了2015年11月13日吉林石化分公司雙苯廠(chǎng)爆炸事件的案例，分析排入松花江有機(jī)廢水的污染成分、遷移轉(zhuǎn)化特性及歸宿等環(huán)境化學(xué)行為，將有機(jī)污染物的揮發(fā)作用、分配作用、水解作用、光解作用、生物降解作用與生物富集過(guò)程等內(nèi)容的講解貫穿其中。在此基礎(chǔ)上，教師結(jié)合自己的科研經(jīng)歷進(jìn)行分析和講授，如光催化劑的制備和降解有機(jī)物的機(jī)理，把環(huán)境科學(xué)相關(guān)進(jìn)展引入課堂增強(qiáng)了學(xué)生的的好奇心和探究興趣。

2.2 環(huán)境熱點(diǎn)問(wèn)題探討

在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，以環(huán)境熱點(diǎn)問(wèn)題為主題，開(kāi)展課堂專(zhuān)題討論、學(xué)生課程論文報(bào)告、等多種形式環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)活動(dòng)，給學(xué)生盡量多的自主創(chuàng)造性學(xué)習(xí)和個(gè)性發(fā)展的空間，可以豐富教學(xué)內(nèi)容，活躍課堂氣氛，提高教學(xué)效果。如在一次討論課中，結(jié)合河北唐山地區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，提前向?qū)W生布置了唐山地區(qū)大氣環(huán)境污染物的主要成分、來(lái)源及防治措施等討論題目，大多數(shù)學(xué)生主動(dòng)參加社會(huì)調(diào)查、查閱資料，并對(duì)資料進(jìn)行歸納整理，討論過(guò)程中，大家發(fā)言踴躍，從唐山的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、大氣污染物的構(gòu)成、到行業(yè)環(huán)境治理現(xiàn)狀等，提出了自己的研究結(jié)論和看法。通過(guò)這種教學(xué)形式，開(kāi)闊了學(xué)生視野，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力方面取得了提高。

此外，我們還制作了課程的多媒體課件，利用學(xué)院的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將課程內(nèi)容全部上網(wǎng)，教師可以隨時(shí)和學(xué)生進(jìn)行交流，還可作為助學(xué)式課件提供給學(xué)生自學(xué)，成為提高教學(xué)質(zhì)量的有效輔助手段。

2.3 搭建大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)踐平臺(tái)

2.3.1 開(kāi)展大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，提高學(xué)生綜合能力

大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的有效形式，是提高學(xué)生綜合能力的好方法，學(xué)生在教學(xué)中的的主體地位得到提高，也有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣和提高學(xué)生自學(xué)能力。通過(guò)資料信息查閱與獲取、實(shí)驗(yàn)方案制定、實(shí)驗(yàn)研究、結(jié)果評(píng)判，學(xué)生在分析、歸納、利用信息及實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力等方面得到鍛煉。我們的做法是:

(1)結(jié)合參觀(guān)、調(diào)研、實(shí)習(xí)及參與教師科研等實(shí)踐活動(dòng)學(xué)生自主選擇創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究課題。

(2)查閱資料，在教師指導(dǎo)下，制定實(shí)驗(yàn)方案，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。

(3)利用課余時(shí)間開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究。

(4)撰寫(xiě)研究論文或總結(jié)報(bào)告。

2.3.2 結(jié)合教學(xué)實(shí)際，為學(xué)生搭建接觸社會(huì)的平臺(tái)

我們與唐山三友集團(tuán)、河鋼集團(tuán)、唐山排水公司、唐山環(huán)境監(jiān)測(cè)中心及多家環(huán)境咨詢(xún)公司、環(huán)境治理公司開(kāi)展了合作與交流，安排了多處實(shí)習(xí)、實(shí)踐基地。通過(guò)實(shí)地參觀(guān)、調(diào)研及學(xué)習(xí)等實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生親身體驗(yàn)了生活污水、工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣的監(jiān)測(cè)和處理過(guò)程，生活垃圾、工業(yè)固體廢棄物的處置方法。與課堂討論和大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合，收效顯著。

2.4 環(huán)境化學(xué)課程考核方式改革探索

對(duì)課程考核方式的改革也是課程建設(shè)的重要內(nèi)容之一，為強(qiáng)化對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，我們對(duì)環(huán)境化學(xué)的考核方式進(jìn)行了改革，注重考核學(xué)生綜合應(yīng)用環(huán)境化學(xué)知識(shí)的能力。為此，將理論課成績(jī)分成兩部分，平時(shí)成績(jī)占30%(作業(yè)10%、討論、課程論文或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)20%);期末考試成績(jī)占70%。

3 改革成效與結(jié)論

我院自2002年開(kāi)辦環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)以來(lái)，一直把環(huán)境化學(xué)課程列為核心課。環(huán)境化學(xué)課程的開(kāi)設(shè)對(duì)“四大化學(xué)”和環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)課起著承上啟下的作用，其教學(xué)效果直接影響學(xué)生著認(rèn)識(shí)環(huán)境問(wèn)題、解決環(huán)境問(wèn)題的能力以及學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)環(huán)境化學(xué)課程的改革與實(shí)踐，學(xué)生對(duì)大氣、水、土壤各圈層的環(huán)境化學(xué)知識(shí)的掌握更加全面，對(duì)于區(qū)域性生態(tài)環(huán)境問(wèn)題發(fā)展趨勢(shì)的認(rèn)識(shí)更加深入、對(duì)相關(guān)污染治理的知識(shí)與技能更加熟練。近五年來(lái)，我院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)每年都有近百分之二十以上的學(xué)生參加河北省大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)并通過(guò)驗(yàn)收;2017年參加研究生入學(xué)考試的7名學(xué)生環(huán)境化學(xué)課程平均成績(jī)131分，取得了良好的教學(xué)效果。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型、升級(jí)，本科教育面臨著新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，改進(jìn)教學(xué)方法，探索新的、與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展更加適應(yīng)的教學(xué)模式極為迫切，只有在教學(xué)中緊密結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中出現(xiàn)的環(huán)境新問(wèn)題、不斷總結(jié)、不斷探索，不斷深化環(huán)境化學(xué)課程改革，才能培養(yǎng)出21世紀(jì)環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的高素質(zhì)人才。