姜 楠
(1.鄭州大學化學學院,河南 鄭州 450001;2.鄭州大學環境科學研究院,河南 鄭州 450001)
作為環境科學中重要分支學科之一,環境化學是運用化學的基本理論與方法,研究多種環境介質(主要包括:大氣、水、土壤等)中化學物質(尤其是環境污染物)的存在形態、理化特性、遷移轉化規律、化學行為與化學效應的科學[1],其對掌握污染源和匯、減少/消除污染及污染控制等方面起重要作用,同時為政府和環境管理部門制定環境保護決策提供科學依據[2]。環境化學是環境學科的專業基礎課,同時也作為相關學科(如:化學學科)的選修課。文章對鄭州大學化學學院本科生環境化學選修課講授過程中發現的問題,以及提出講座式教學模式的教學改革理論與其實踐效果進行探討與分析。
當今,信息技術高速發展,顯而易見高等學校教材建設與管理的速度明顯滯后于知識更新的速度[3]。例如:鄭州大學為化學專業本科生開設的環境化學選修課選用的教材為高等教育出版社出版的、由戴樹桂主編的《環境化學》第二版(2006年出版),該教材也是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,在高等學校環境化學課被廣泛使用。雖然書中內容提要中強調:本書密切結合我國乃至全球關注的環境問題,在介紹基本和主要內容的基礎上,注意適當反映本領域的最新研究成果和進展[2],但受到出版年份限制,書中很多圖表涉及的數據為10幾年前甚至更為久遠的數據,如:第二章大氣環境化學中第四節大氣顆粒物中表2-36為2003年北京市PM10和PM2.5數據。課程進行過程中發現:只講授課本中老舊的內容、注重理論教學是難以激發學生們學習興趣和熱情的。
目前高等教育的主要教學方式為“老師講、學生聽”的“灌輸式”[4,5],特別是一些專業課由于課程內容多、學時緊,老師每堂課幾乎不停地說,有些老師甚至“盡職盡責”每節課都講滿45min。課程中老師與學生之間互動較少甚至無互動,直接導致授課效果很差。例如:有的老師講課一個聲調且滿堂灌,使學生形成了“疲勞”聽課,課堂表現學生昏昏欲睡,更有學生干脆不來上課[5]。此外,學生被動直接接受老師所講內容,時間長了不利于培養學生獨立思考和主動思考的能力。因此,教學方式應有所改革,教師的“角色”應從“演員型”向“導演型”轉變,由傳統的單一講授,到引導學生積極主動的參與教學過程,鼓勵學生多思考,學會使用所學基本理論聯系實際問題,提高學生分析問題和解決問題的能力。
對高校本科生的考核方式大多數課程仍然以考試為主,有些課程不設置平時成績,課程的所有教學成果最終衡量的尺子就是一張試卷;有些課程設置了平時成績,但一般占比遠低于期末考試成績。這樣就導致考試成為了教和學的指揮棒,對學生而言,考試方式在一定程度上決定了學生的學習熱情。一般期末閉卷考試試卷中名詞解釋、作用、分類、原理等概念性試題所占比例較大,能讓學生將所學的基本理論結合當前現實問題展開討論的主觀題非常少,這在一定程度上能夠逼迫學生強行記住書本上的知識點,包括平時不學習的學生,也能通過考試周的突擊復習“學會”些內容,然而,學生通過考試并不能把所學知識轉化成自己的能力,學生分析問題和解決問題的能力也沒有得到提高。因此,這種以考試為主的課程考核方式應該向多方位考核方式轉變。
隨著人類社會的發展、能源結構和產業結構的升級、治理技術的不斷革新,當前面臨的環境問題也在不斷變化,對本科生環境化學選修課的講授不能拘泥于教材。例如:戴樹桂主編的《環境化學》第二版(2006年出版)第二章大氣環境化學中重點講述了光化學煙霧、硫氧化物的轉化及硫酸煙霧型污染、大氣顆粒物等內容,然而,隨著經濟的發展、能源的大量使用、城市化進程的加快,當前我國大中型城市普遍面臨的大氣污染問題早已轉型,由傳統的煤煙型污染轉為大氣復合污染。因此,需要緊跟環境熱點問題,用課程相關理論引導學生主動思考、正確分析解釋面臨的環境問題,還可以與歷史上的環境事件進行對比,這樣不僅對基礎理論知識融會貫通,還可以對目前我國的環境狀況有了進一步的了解,且一定程度上培養了學生獨立思考和分析問題的能力。
顧名思義,講座式教學就是用講座的模式,對所講知識進行系統而全面的綜合介紹,包括:歷史發展進程、現實情況分析、理論和實踐、取得的成效、優點與不足討論等等,形成系統性、操作性和發展性的講授內容,是一種講授效果高效性的教學方法[6,7]。與傳統模式相比較,講座式教學模式是一種新的模式、新的探索,是高校教師為了改變傳統講授的孤獨感、學生學習的被動性和教師與學生的疲乏現象[8]的背景下做的新的嘗試。講座式教學模式也不僅僅是單純意義上的傳統講座,不是由教師到學生的單向信息傳遞,而是“教師—學生—教師—學生—……”的良性循環的信息傳遞。每一次講座的主題會提前告知學生,通過學生的預先了解來打好講座的基礎,講座過程中會有圍繞主題內容的隨機提問,必要時開展現場討論,增強了學生學習的主動性,激發了學生的探索興趣。
針對鄭州大學化學學院本科生環境化學選修課講授過程中發現的問題,作者進行了教學模式改革,即:講座式教學模式的實踐。例如:在大氣環境化學部分的講授過程中,做了一系列講座,包括:大氣光化學反應、酸沉降化學、大氣污染事件及大氣污染物、城市發展中的大氣環境問題—PM2.5與灰霾專題、持久性有機污染物專題、臭氧層耗損專題等,課件截圖如圖1和圖2所示。最后一次講座式授課留給學生,提前一個月由教師根據當前面臨的幾類環境問題(包括:大氣污染、水污染、土壤污染等)定若干主題,學生自由分組后選擇某一主題,一個月內由學生自主完成準備講授內容并制作課件,推舉一人完成最后一次的講授工作(每個主題講授15min,提問5min),課程結束后每個組上交所選主題課程論文一篇。這部分按照平時成績考核,占總分的50%,其中教師根據每組學生制作的PPT內容(占10%)、講授(占10%)、提問后解答(占10%)和課程論文的情況(占20%)等給每組學生定平時成績,不參與分組講授的學生平時成績為0分。

圖1 城市發展中的大氣環境問題—PM2.5與灰霾專題課件

圖2 城市發展中的大氣環境問題—持久性有機污染物專題課件截圖
社會經濟要發展,城市化進程仍在加快,環境問題屢見不鮮。面對資源趨緊、環境污染、生態退化等嚴峻形勢,從國家到地方政府都在倡導樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態文明理念,走可持續發展道路。社會不僅需要大批的環境學科的人才,同時更需要全民普及環境保護和綠色發展道路的相關內容。從高等學校開始,通過講座式教學增長學生的環境基礎理論知識、培養學生環境保護的意識、鼓勵學生勤思考、提高學生使用基礎理論分析實際問題的能力,為社會輸送具有環境保護意識的各方面專業人才刻不容緩。