以水環境化學為例的情景模式下基于能力培養的課堂教學模式構建

趙勝男 史小紅 馮素珍 孫標

摘要：水環境化學是水文與水資源工程專業的主干課程之一。為了提高教學效果，以實際水環境問題為引導，結合教學難點與教學重點，分節分章制定水環境問題情景，建立一種情景模式下基于能力培養的水環境化學課堂教學模式，培養學生把理論知識與水環境問題實踐緊密結合起來的能力，為將來從事水文水資源工程的專業工作打下良好基礎。

關鍵詞：情景模式；研究性實驗；水文與水資源專業；課堂教學改革

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）16-0192-02

一、引言

水環境化學是水利類課程的基礎教育課程、專業課程。水環境化學是研究化學污染物質在天然水體中的存在形態、反應機制、遷移轉化規律及其生態效應的一門學科。通過對這門課程的學習，將使學生了解當代水環境問題，熟悉和掌握水環境中潛在有毒有害化學物質在環境中的存在和分布，以及它們在環境中的形態變化、遷移轉化、積累、歸宿和生物、生態影響等，并掌握相關的化學理論和方法。培養學生把理論知識與水環境問題的實踐緊密結合起來的能力，以及分析問題和解決問題的能力，增強學生的水環境保護的意識和素質，為將來從事水文水資源工程的專業工作打下良好的基礎。在以往的教育管理模式下，學生主要針對教材內容進行理論知識的學習，學生掌握知識較為基礎。學生并不能很好地將所學知識點與實踐內容結合起來，其頭腦中并未形成完整的知識鏈，與實際工作相對脫節。從以往的授課過程中與學生交流可知，學生在學習后并不清楚所學內容可以在以后的工作或科研中是否有用？如何應用？特別是在部分環境類課程中有實驗課，學生在課堂中掌握了實驗方法，可是其并不知道這對其今后的工作有何支撐？在課堂教學過程中缺乏對于學生實踐概念的培養。因此，產生了一系列的問題，如學生學習興趣低、學習積極性不高問題、應試教育模式、教學效果差等問題。

因此，本文在分析水環境化學的專業特點的基礎上，提出幾點課程教學改革的思路，重點分析一種在課堂教學過程中采用項目研究、實踐基地認知與課程教學相結合課堂教學手段，對學生專業知識學習、實踐能力培養具有重要意義。

二、情景模式的授課手段在水環境化學課程的具體應用

（一）課堂教學中情景模式的應用

在課堂上用實際環境問題作為引導，對教學內容思考的出發點變為“用知識做什么”。并且這里的“做什么”是解決真實的實踐問題。針對不同專業、不同年級所講授課程，結合教學難點與教學重點，分節分章制定環境問題情景，制作包含圖片、視頻等信息化、可視化的情景模塊。結合野外實際測試過程圖片、影像等資料，使學生形成完整的知識鏈。每章內容課堂講授前，利用5—10分鐘，播放與此章相關聯的環境問題情景模塊。課堂教學過程中，將教學難點、教學重點、其他知識點與環境情景模塊串聯，調動學生積極性、參與性、創新性。

如在水環境化學的課堂教學中重點章節：天然水中的氣體溶解平衡，教學重點和教學難點在亨利定律、水中溶解氧與水中溶解二氧化碳。備課過程中建立情景模塊，以不同圖片形式展示不同季節湖泊水環境狀態，制作短視頻包含湖泊水華爆發、魚類死亡等，引導學生探究問題：為什么會不同季節有不同的環境狀態，水華爆發有何危害？面對這樣的現象，作為一名水利工作者，首先需要測試哪些指標來摸清環境問題？這些問題的設計需要結合“教學重點和教學難點中的亨利定律、水中溶解氧”，從而引出此節課所需要學習的內容，計算這個湖泊中不同季節（水溫不同）水體中溶解氧的含量，從而得出重點內容水中溶解氧的含量與溫度存在一定關系，而且水華的爆發會影響水中溶解氧的含量，影響魚類等生物的正常生存。通過情景模式的課堂授課，學生即學會的教學難點和重點，又能明白學了知識可以用在哪，怎么用，從而在根本上提高教學質量。

（二）實驗教學中情景模式的應用

實驗教學環節，利用學院實驗平臺、教學基地、任課教師科研基地開展基礎性、綜合性、應用性與研究性實驗。將分散的實驗操作，通過小科研項目組合成為系列實驗，變驗證性實驗為設計性實驗與驗證性實驗相結合的綜合性實驗，再與實際問題相結合，進行應用性實驗分析。將教師的科研項目中關于環境指標的測定部分作為實踐教學一部分，將最終實驗結果以科技論文形式體現，使水環境化學實驗課與學生創新能力相結合。

在實驗課程教學中，先將學生分小組，設計不同的環境情景模塊，不同湖泊、不同河流出現的不同水環境問題供學生進行課題選擇，如水體富營養化、水體有機污染、水體鹽化污染、水體重金屬污染，需要測定哪些指標？學生實驗前期，通過閱讀文獻、查找教材，確定所需測定指標，帶著問題進入實驗室開展實驗，這將對學生掌握實驗技能具有較大的幫助。

在驗證性實驗、綜合性實驗及應用性實驗的基礎上，作為拓展學習，可以開展研究性實驗。課下可以結合教師所開展的科研項目，繼續進行后期設計性實驗，進行論文發表，通過科研項目的研究性實驗學習使學生不但對教材講述的知識有了更好地掌握，還激發了學生的學習興趣，了解學科當前的發展方向，加強學生科研能力。

三、結論

通過分析目前本科生課程教學存在的問題，提出在課堂教學過程中采用項目研究、實踐基地認知與課程教學相結合的課堂教學手段，針對不同專業、不同年級，依據教學難點與教學重點，分節分章制定水環境問題情景，建立情景模式中以實際水環境問題為導向、以科研性實驗為內容的授課方法，研究成果將對應用型人才培養方案下所開設的水環境化學課程建設具有很好的推廣示范作用。

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