新時(shí)代背景下環(huán)境化學(xué)課程的教學(xué)改革探索

李潔　葉文玲　尹帶霞　張震　花日茂

［摘 要］文章結(jié)合新時(shí)代背景下國家的人才培養(yǎng)目標(biāo)，以解決學(xué)生學(xué)習(xí)痛點(diǎn)為中心，基于“講學(xué)思用”理念，從重塑多方面教學(xué)內(nèi)容、打造多維知識研究體系、構(gòu)建多元考核體系和教學(xué)改進(jìn)體系等多個(gè)維度對環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革。此次改革重視學(xué)生學(xué)習(xí)的自主構(gòu)建性和教學(xué)情景的互動性，強(qiáng)化學(xué)生“能學(xué)會思巧用”的本領(lǐng)，提升學(xué)生的專業(yè)自信和對專業(yè)的認(rèn)可度，以期為環(huán)境類專業(yè)相關(guān)課程的改革提供參考。

［關(guān)鍵詞］環(huán)境化學(xué)課程；自主構(gòu)建性；互動性；專業(yè)自信

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）08-0035-04

為全面振興我國本科教育，教育部出臺了“金課”建設(shè)的相關(guān)政策，向全國各高校提出了新挑戰(zhàn)。課程建設(shè)和教學(xué)改革是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的重要途徑和最終載體。環(huán)境化學(xué)課程主要探究有害、有毒化學(xué)品在環(huán)境各圈層中的存在形式、遷移轉(zhuǎn)化行為，以及其所導(dǎo)致的環(huán)境問題和控制措施[1]，是環(huán)境類專業(yè)的必修課。其擔(dān)負(fù)著夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)、提升專業(yè)能力、培養(yǎng)環(huán)境思維等重要任務(wù)，在環(huán)境科學(xué)與環(huán)境工程領(lǐng)域中具有舉足輕重的地位。環(huán)境化學(xué)課程具有知識面廣、知識理論性強(qiáng)、學(xué)科綜合程度高、與實(shí)踐結(jié)合緊密、前沿發(fā)展快速等特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)難度較大。因此，在環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)中如果仍然采用以教師灌輸知識為主、學(xué)生被動接受的模式，則難以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主構(gòu)建性，導(dǎo)致學(xué)生對專業(yè)知識理解得不透徹，從而降低學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)如果缺乏課堂教學(xué)情境的互動以及學(xué)科前沿與實(shí)踐的結(jié)合，也容易使學(xué)生失去專業(yè)自信。即便教師有意加入教學(xué)互動，如果缺乏針對性，學(xué)生也難以接收到關(guān)鍵知識點(diǎn)，更難以提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

近年來，一大批教研工作者積極投身于環(huán)境化學(xué)課程新型教學(xué)模式的改革探究中，涌現(xiàn)出許多具有參考價(jià)值的教學(xué)模式，如 “半開放式”教學(xué)策略[2]、PBL（Problem?based Learning）教學(xué)模式[3]、全英文研討式互動教學(xué)方法[4]、CDIO（Conceive，Design，Implement，Operate）教學(xué)改革模式[5]、OBE（Outcome?based Education）教學(xué)理念[6]、翻轉(zhuǎn)課堂[7]教學(xué)模式。這些新型的教學(xué)模式對環(huán)境化學(xué)課程的教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量的提升均起到了一定的促進(jìn)作用。

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)（以下簡稱本校）開設(shè)環(huán)境化學(xué)課程已近30年，在總結(jié)以往的授課經(jīng)驗(yàn)和深度解析以往教學(xué)中出現(xiàn)的問題后，課題組積極尋求具有農(nóng)林高校特色的環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)模式，這對培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)和創(chuàng)新精神的環(huán)境保護(hù)人才尤為重要。本文結(jié)合生態(tài)文明建設(shè)背景下“國際情懷、家國情懷、創(chuàng)新精神、卓越品質(zhì)”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，基于“講學(xué)思用”理念，涵蓋“知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、思政目標(biāo)”三個(gè)維度，以學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)生活中的痛點(diǎn)為中心，對環(huán)境化學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革，力求讓學(xué)生“能學(xué)會思巧用”，提升專業(yè)認(rèn)可度和專業(yè)自信。

一、目前環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)中存在的主要問題

目前本校環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)主要存在以下幾方面的問題：一是作為一門交叉性綜合學(xué)科，環(huán)境化學(xué)課程涉及內(nèi)容非常多，但學(xué)時(shí)有限。目前所采用的教材主要為朱利中教授主編的《環(huán)境化學(xué)》，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，教師一般難以對教材內(nèi)容進(jìn)行全面講解。此外，由于環(huán)境化學(xué)學(xué)科發(fā)展迅速，現(xiàn)有的教材難以對當(dāng)前熱門的環(huán)境問題進(jìn)行探討，需要對前沿知識內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和擴(kuò)展。二是以往的環(huán)境化學(xué)課程以教師講授為主，部分學(xué)生課前不主動思考，教師與學(xué)生的課堂互動多為在課堂上特意提問，部分學(xué)生配合不積極，課堂教學(xué)難以真正以學(xué)生為中心，因材施教，也不利于對學(xué)生能力的培養(yǎng)。三是在課程考核中，期末成績占據(jù)的比重很大（60%～70%），部分學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)積極性和效率都較低，僅在期末考試前進(jìn)行突擊式學(xué)習(xí)，很難對課程內(nèi)容加以認(rèn)真理解、融會貫通并學(xué)以致用。四是以往的教學(xué)考核方式單一，教師往往最后只能通過簽到本和卷面成績來衡量環(huán)境化學(xué)課程的課堂教學(xué)效果。部分任課教師對如何改善教學(xué)模式感到無從下手，也無法創(chuàng)設(shè)可持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)體系，從而導(dǎo)致課程難以可持續(xù)發(fā)展。

二、“講學(xué)思用”相結(jié)合的教學(xué)改革措施

課題組以學(xué)生為中心，從學(xué)生日常學(xué)習(xí)的痛點(diǎn)（我學(xué)這門課程有什么用？如何學(xué)習(xí)這門課程？這門課程的知識點(diǎn)在實(shí)際生活中怎么用？）出發(fā)，從以下幾個(gè)方面對環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革，具體措施如圖1所示。

[重塑多方面教學(xué)內(nèi)容 ][微課錄制 ][打造多元化考核體系 ][構(gòu)建多維知識探究體系 ] [課程思政元素 ][學(xué)科發(fā)展前沿 ][教學(xué)名師、知名專家、

企業(yè)家 ][微課考評 ][知識傳遞 ][知識內(nèi)化 ][教師答疑解惑 ][學(xué)生小組匯報(bào) ][案例解析 ][專題討論 ][知識應(yīng)用 ][期末考試 ][線下報(bào)告考評 ][小組匯報(bào)考評 ][課堂情境互動 ][?][?][?]

圖1 “講學(xué)思用”相結(jié)合的教學(xué)改革具體措施

（一）重塑多方面教學(xué)內(nèi)容

課題組將實(shí)際案例、學(xué)科前沿、國家政策、課程思政與理論知識相結(jié)合，注重學(xué)生專業(yè)知識和能力的提升，多方面創(chuàng)新和重塑教學(xué)內(nèi)容，力求解決學(xué)生“學(xué)習(xí)這門課程有什么用”的痛點(diǎn)。具體措施如下。

1.以名師慕課等優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源吸引學(xué)生，邀請教學(xué)名師和教學(xué)團(tuán)隊(duì)一起設(shè)置教學(xué)內(nèi)容以及利用超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提供的拓展教學(xué)資源。

2.緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，依據(jù)環(huán)境化學(xué)的發(fā)展動態(tài)，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，并與學(xué)生共同閱讀探討近期熱門的文獻(xiàn)資料。例如，對理論知識進(jìn)行講解后可適當(dāng)引入當(dāng)前熱門的環(huán)境問題，包括微塑料污染、藥物與個(gè)人護(hù)理品污染、先進(jìn)的污染物分析手段和理論計(jì)算等，并深入淺出地進(jìn)行講解。以教學(xué)內(nèi)容和科研成果相結(jié)合的形式提升教學(xué)內(nèi)容的前沿性，以科研反哺教學(xué)。

3.教學(xué)團(tuán)隊(duì)定期深入挖掘課程思政元素，將實(shí)際案例、國家政策等思政元素系統(tǒng)地、有機(jī)地融入課程教學(xué)中，將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合起來。思政元素與課程知識點(diǎn)的有機(jī)融合舉例如表1所示。

（二） 構(gòu)建多維知識探究體系

課題組靈活運(yùn)用現(xiàn)代化數(shù)字媒體技術(shù)，讓學(xué)生成為課堂的主角，重視提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主構(gòu)建性和教學(xué)情境的互動性，拓展學(xué)習(xí)的廣度和自由度，激發(fā)學(xué)生對環(huán)境專業(yè)的學(xué)習(xí)熱情，解決學(xué)生“如何學(xué)習(xí)這門課程”的痛點(diǎn)。具體措施如下。

1.將課程內(nèi)容進(jìn)行合理分類，對于簡單的理論學(xué)習(xí)，教師可以錄制微課視頻，讓學(xué)生課前學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力，讓學(xué)生成為自主學(xué)習(xí)者。教師可將一些教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行拆解，遵循突出知識點(diǎn)的原則，條理清晰、由淺入深地錄制短視頻資源，每條視頻時(shí)長控制在7～10 分鐘，保證學(xué)生在專注力高度集中的階段盡可能地吸收內(nèi)化重要內(nèi)容。錄制的微課視頻要在學(xué)生日常能接觸到的電子設(shè)備上均可播放，方便學(xué)生利用碎片化時(shí)間學(xué)習(xí)和及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固。課前發(fā)布課前小測驗(yàn)、相關(guān)文獻(xiàn)等電子教學(xué)資源，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和引導(dǎo)學(xué)生思考。學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成微課知識學(xué)習(xí)，可以選擇倍速播放形式學(xué)習(xí)簡單易懂的知識點(diǎn)，也可以對較難理解的教學(xué)內(nèi)容多次循環(huán)觀看復(fù)習(xí)，并開展在線討論、答疑等，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)。課后在網(wǎng)頁上設(shè)置知識趣味競答，引入知識延伸學(xué)習(xí)鏈接等，以提高視頻資源的應(yīng)用價(jià)值。教師可隨時(shí)查看微課后臺數(shù)據(jù)，迅速了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和遇到的困難，及時(shí)分析微課的教學(xué)效果并做出調(diào)整。

2.在課堂上，可以利用翻轉(zhuǎn)課堂，以客觀題測試、重難點(diǎn)回演、專題討論等形式，檢查學(xué)生課前學(xué)習(xí)的掌握程度和學(xué)習(xí)效果，再利用案例分析、隨機(jī)分組、投稿、彈幕、挖坑、留白等多種互動形式突破教學(xué)難點(diǎn)和對理論進(jìn)行深入討論。這樣設(shè)計(jì)既可以檢驗(yàn)學(xué)生對知識的掌握程度，方便學(xué)生查找素材，又可以啟發(fā)學(xué)生的邏輯思維、考驗(yàn)學(xué)生解決環(huán)境問題的實(shí)際能力，讓學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、口頭匯報(bào)能力等。具體說來，在進(jìn)行重難點(diǎn)回演時(shí)，可以通過搶答、彈幕等形式，讓學(xué)生深入地理解簡單的知識點(diǎn)。對于較難理解的以及學(xué)生提出問題的內(nèi)容，教師可以在課堂上與學(xué)生進(jìn)行深入討論，學(xué)生以彈幕的形式提交答案，然后由教師有針對性地給出點(diǎn)評并答疑解惑。在進(jìn)行專題討論時(shí)，結(jié)合每一章節(jié)的內(nèi)容提出討論問題，讓學(xué)生課下先查詢資料，然后在課堂上進(jìn)行展示和討論。例如，在進(jìn)行第二章“水環(huán)境化學(xué)”教學(xué)中，可以針對水體富營養(yǎng)化形成的機(jī)制及其控制問題進(jìn)行討論。在進(jìn)行案例分析時(shí)，把學(xué)生分為4～5人一組，讓各小組根據(jù)教師在網(wǎng)絡(luò)平臺上發(fā)布的案例，自行在課前查閱相關(guān)資料，將對案例的解析制作成精美的講義；課中，課堂教學(xué)以學(xué)生為中心，由學(xué)生展示講義，教師控制教學(xué)進(jìn)度，負(fù)責(zé)為學(xué)生答疑，并進(jìn)行知識點(diǎn)的補(bǔ)充。學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂中的交流、互動、協(xié)作，可實(shí)現(xiàn)知識的吸收內(nèi)化，并擴(kuò)展知識學(xué)習(xí)的深度和廣度。

課題組根據(jù)本校學(xué)生對知識的掌握程度和接受能力，以教材第三章“水環(huán)境化學(xué)”內(nèi)容為例，對微課設(shè)計(jì)中的知識點(diǎn)進(jìn)行具體劃分，并在翻轉(zhuǎn)課堂中采用重難點(diǎn)回演、案例分析、主題討論、比較分析、情景互動、分組報(bào)告等多種教學(xué)模式，具體如圖2所示。

3.課后，學(xué)生應(yīng)對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)并及時(shí)溫習(xí)。若有問題，可在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進(jìn)行提問，教師要及時(shí)為其解答，清除學(xué)生的知識盲區(qū)。教師還可在課后推送一些擴(kuò)展知識，幫助學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)一步提升自己。

（三）打造多元化的考核體系

為強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的過程性評價(jià)，增加日常考核分量，注重對學(xué)生能力的考評，要打造多元化考評體系，解決學(xué)生“如何應(yīng)用這門課程理論知識點(diǎn)”的痛點(diǎn)，幫助學(xué)生巧妙地將理論應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，增強(qiáng)學(xué)生觸類旁通以及融會貫通的能力。另外，大多數(shù)學(xué)生在課程開始的前幾周會有較高的學(xué)習(xí)熱情，但在新鮮感過去之后學(xué)習(xí)熱情有所下降。因此，十分有必要加強(qiáng)日常考核，強(qiáng)調(diào)過程管理，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，同時(shí)提升教學(xué)效果。本次教學(xué)改革的課程考評包括日常微課考評、課中翻轉(zhuǎn)課堂測試、情境互動考核、線下作業(yè)考核和期末考試，其中日常考核占比高達(dá)60%，注重鍛煉學(xué)生對知識的靈活運(yùn)用能力。期末成績占比40%，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化考試評定。

（四）構(gòu)建教學(xué)改進(jìn)體系

課題組建立“學(xué)生評教、教師自評、課程組評價(jià)”的多維改進(jìn)體系，不斷完善教學(xué)模式，改進(jìn)教學(xué)策略，持續(xù)提升環(huán)境化學(xué)課程的教學(xué)效果，重視課程的可持續(xù)發(fā)展。每學(xué)期對這門課程的教學(xué)過程、教學(xué)效果等進(jìn)行總結(jié)、反思，對存在的問題進(jìn)行改進(jìn)。課題組針對教學(xué)方法和教學(xué)效果兩個(gè)方面向?qū)W生發(fā)布調(diào)查問卷45份，回收問卷45份，問卷有效率100%。調(diào)查發(fā)現(xiàn)超過90%的學(xué)生認(rèn)為環(huán)境化學(xué)課程內(nèi)容清晰、目標(biāo)明確、重難點(diǎn)突出、教學(xué)效果明顯以及教學(xué)有效高效。超過85%的學(xué)生認(rèn)為環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)效果明顯，學(xué)生參與度高，課堂教學(xué)設(shè)計(jì)完善，很大程度上啟發(fā)了學(xué)生的思維、激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，學(xué)生能夠?qū)φn堂知識進(jìn)行融會貫通。

經(jīng)過教師自評和課程組評價(jià)可知，在實(shí)際的教學(xué)過程中，需要改進(jìn)或改善如下問題：一是學(xué)生長時(shí)間形成的被動學(xué)習(xí)習(xí)慣很難立刻轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)模式，為保證自學(xué)效果，教師要給出自學(xué)清單，微課精而準(zhǔn)，進(jìn)一步提高學(xué)生的自學(xué)能力。二是課堂互動通常比較耗時(shí)，教師要靈活調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，巧妙把控課堂教學(xué)過程。三是要建立具體的、可操作性強(qiáng)的過程化考核措施，具體考核學(xué)生的能力素質(zhì)，不宜用區(qū)分度不強(qiáng)和難度過大的考核形式。

三、結(jié)語

本文基于“講學(xué)思用”理念，在環(huán)境化學(xué)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)中，從“知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、思政目標(biāo)”三個(gè)維度，以解決學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)過程中的痛點(diǎn)為目的，采用重塑教學(xué)內(nèi)容、靈活運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)打造多維教學(xué)體系、強(qiáng)調(diào)過程管理、構(gòu)建多元化考核評價(jià)體系和教學(xué)改進(jìn)體系等多樣化手段，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)廣度和自由度，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)，豐富學(xué)習(xí)成果，提高教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)自信。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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［責(zé)任編輯：劉鳳華］