環境工程專業“環境土壤學”課程教學實踐①

胡學玉

(中國地質大學(武漢)環境學院,湖北 武漢 430074)

環境工程專業“環境土壤學”課程教學實踐①

胡學玉

(中國地質大學(武漢)環境學院,湖北 武漢 430074)

環境土壤學是環境科學、環境工程專業本科生的重要專業基礎課,其教學改革可以從培養學生的學習興趣和創新能力出發,探討環境土壤學教學的教材選取、課程內容的優化組合,運用多種教學方法。

環境土壤學;教學內容;教學方法

環境土壤學是研究自然因素和人類活動共同影響下的土壤環境質量變化及其調控的一門學科,產生于土壤學和環境科學的交叉融合與相互滲透。在我國,隨著經濟的發展,土壤污染問題日趨加重,這給食物鏈安全及至人類健康帶來了很大威脅。因此,以土壤為核心的環境土壤學研究已發展成為環境科學研究領域的重要方向之一,“環境土壤學”課程亦成為大部分高校環境科學、環境工程專業重要的專業基礎課程。

中國地質大學(武漢)從“環境問題已成為實現社會經濟可持續發展所必須解決的關鍵性問題”的角度出發,結合自身人才培養特色和學科優勢,于2003年正式組建環境學院。環境學院在繼續保持其地下水科學與工程學科優勢的同時,地表水、土壤、生物和大氣等學科領域也相應得到拓展,“環境土壤學”課程也成為本院環境工程專業本科生的一門專業基礎課。

筆者在環境土壤學的教學過程中,遇到兩個難題:一是本專業學生缺少土壤學基礎背景知識,二是環境土壤學的課時數偏少。如何在有限的教學時間內既考慮授課對象的特殊性又保證環境土壤學學科內容的系統性,是筆者在環境土壤學授課實踐中一直在探索的問題。基于近幾年的教學實踐與體會,撰文于此,與同行進行有效交流,以促使環境土壤學教學工作更加完善。

一、增強學生對土壤及土壤圈重要性的認識,培養學生的學習熱情與興趣

首先,針對學生對地球這一人類賴以生存的重要客體的深刻認識以及已具備的地質學知識,強調土壤、土壤圈在地球表層系統中的作用。地球表層系統是由巖土圈、土壤圈、大氣圈、水圈、生物圈所構成的地表自然社會綜合體,是人、地相互作用最直接的復合生態系統,而土壤圈處于這一復雜開放性系統的中心部位,并與其它圈層相互交接。由于這一獨特的空間位置,土壤是人類周圍環境中變化最復雜、最頻繁的部分,能夠敏感地反映其它圈層的變化,同時土壤圈層中所發生的各種界面反應以及物質能量流動也能影響其它圈層的變化。為了強化學生對土壤及土壤圈重要性的認識,在學習了土壤有機質的內容后,結合剛剛結束的2009哥本哈根聯合國氣候變化大會,我以“你所認識的中國土壤有機碳庫”為題,引導學生查閱文獻資料、撰寫讀書報告,鼓勵學生以他們自己的視角分析了解土壤有機碳在全球碳平衡中源或匯的作用。通過這一主動學習過程,學生更加明確了土壤這一環境介質在全球氣候變化這一熱點領域所占有的重要地位,探索性的學習興趣被激發。

其次,結合課程內容體系,適時地向學生傳達政府關于土壤污染治理的決心和舉措,向學生介紹國家層面、省部級層面的科技管理部門關于土壤污染治理的科技立項情況,并接受部分有興趣的學生參與筆者的科研項目,從科研活動中培養學生的科學素養,增強他們的動手能力,為其畢業之后的謀職就業打基礎。

二、因材施教,合理組織授課內容

本校環境工程專業的學生先修課程里有關土壤學基礎知識方面的課程很少,學生在走進環境土壤學課堂的時候缺少必備的環境土壤學背景知識,因此,在安排分配教學學時的時候,可遵循“土壤體系結構組成決定體系性質、體系性質決定其功能發揮”的思路,在32個教學總學時中,分配1/3的學時數講授土壤生態系統基本組成、土壤形成與分類、土壤基本性狀等土壤學基礎知識。[1]

其次,土壤環境背景值以及土壤環境容量是環境科學的基礎,也是有效管理土壤資源的科學依據。在了解土壤環境背景值、學習土壤環境容量基本知識的過程中,學生能從一個個實際的數據里更加深刻地體會土壤緩沖性能的意義及其有限性,同時可為學生進入土壤污染與治理部分的學習打下基礎。

土壤污染與治理是環境土壤學課程架構中非常重要的內容,也是學生非常感興趣的部分。學生們非常清楚,掌握這部分知識點可以為今后的工作或者進入研究生階段的學習夯實基礎。因此,我們安排了大部分學時用來進行這部分內容的教學。

三、多種教學方法并用,營造生態課堂

(一)傳統教學法的改進與提升

在現代教學活動中,雖然可以運用包括多媒體在內的多種先進教學手段輔助教學,但教師的講解仍然是學生獲取課堂知識的主要途徑。因此,教師在準備授課內容時既要有足夠的系統性,同時也要兼具前沿性。另一方面,課件質量的好壞是課堂教學成敗的關鍵,在課件制作過程中,既要注重信息量的密度,更需關注信息的質量,減少文字出現的篇幅,盡量使文字信息圖像化和表格化,并注意信息輸出的層次感、條理性[2]。

提問與討論是傳統教學法中經常采用的手段,但是應該將之提升為一種對專業知識的深入了解與探討[3]。在討論過程中,提倡鼓勵學生對既有知識的質疑,努力營造一個民主、平等、和諧的課堂氣氛,創設一個人人想說、人人樂說的課堂環境。

課堂小測驗也是一種看似簡單的傳統教學法,但運用得當,可以起到事半功倍的效果。比如,在學習新內容之前,將前一次講授內容的關鍵知識點設計成判斷題、連線題等,以課堂速測的形式穿插在課堂學習中。這一方面可以促進學生的課后復習鞏固,另一方面亦可檢驗學生對知識的掌握程度。

(二)案例教學法

教學案例是案例教學的載體,案例教學的效果與案例選擇及其呈現方式有很大關系。實施案例教學應遵循以下程序:準備案例,呈現案例,分析討論每一個程序都應采取相應的方法。首先,案例問題的設計要緊扣教學內容,并針對教學難點問題。在呈現案例時,盡可能減少枯燥的文字描述,盡可能多地利用圖片、表格乃至動畫進行更為生動的描述,并鼓勵學生提出問題,參與討論。通過案例教學法,一些難于理解的問題在具體、清晰、形象、直觀的圖片和數據面前迎刃而解,不僅活躍了思維,實現了知識間的有效遷移,同時也調動了學生主動參與教學的積極性,活躍了課堂氣氛,容易引起學生的共鳴。

(三)探究式學習

結合課程內容進度,凝練出緊密聯系當前實際的科學問題。在向學生講解這些問題基本含義的基礎上,要求學生查閱文獻資料,弄清楚這些科學問題的產生背景,目前的研究現狀,還有哪些工作有待進一步探討。完成這些學習任務的成果體現形式可以是撰寫讀書報告,可以是小組討論總結,可以是課堂演講。經過這一學習過程,既鍛煉了學生邏輯思維的能力,也鍛煉了學生洞察問題的能力,又傳達了學科的前沿信息,更重要的是學生接受這些前沿信息的過程不是被動的灌輸,而是主動的吸取。這樣的一種學習方式使學生真正變成了課堂的主體。教師在這一過程中可以發現學生的創新意識和學習活力,課堂由呆板變活躍,師生關系和諧,這是構建生態課堂的重要方面。

[1]秦華,姜培坤,徐秋芳,等.環境科學專業環境土壤學課程教學改革與實踐[J].高等教育研究,2007(4).

[2]謝學儉,肖瓊.淺談《環境土壤學》教學體會[J].氣象教育與科技, 2007(3).

[3]宗良剛,阮麗麗,蔣靜艷,等.環境專業課“參與式教學”的形式與作用[J].中國農業教育,2004(4).

責任編輯 韓璽吾 E-mail:shekeban@163.com

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1673-1395(2010)05-0182-02

2010-06-22

胡學玉(1963—),女,湖北公安人,副教授,博士,1984～1991年在原湖北農學院工作,主要從事土壤環境化學研究。

① 本文屬中國地質大學(武漢)教學研究項目(SJC-201008)產出論文。