“教科融合，學以致用” 理念下“環境分析化學”課程多樣化教學模式探究

摘要：隨著環境污染問題日益嚴重，環境工程專業面臨著培養應用型人才的新挑戰。環境分析化學作為環境工程的重要基礎課程，理論與實踐的有機結合是培養學生解決實際問題能力的關鍵。本文基于“教科融合，學以致用”的理念，探討了課程中理論教學與實際應用脫節的問題，提出了以項目驅動為核心的多樣化教學模式改革思路，并對教學設計、實施方案、課程成效進行了詳細分析，旨在為專業課程的教學改革引入新的視角，提高學生的學習興趣和實踐能力，從而為培養具備環境工程實踐思維和科研能力的環境專業人才奠定基礎。

關鍵詞："教科融合；環境分析化學；項目驅動；多樣化教學；教學改革

中圖分類號：G64""""""""""""""文獻標識碼：A

作為環境工程的重要基礎課程，環境分析化學承載著通過現代分析化學手段定量、定性研究環境問題的使命[1]。該課程理論性強、知識面廣，且實踐性與應用性高，但傳統教學模式常側重理論傳授，忽視實踐操作與實際應用的結合，導致學生難以有效掌握內容[2]。此外，環境分析化學課程涉及的跨學科知識更新迅速，教材和教學內容往往滯后于學科發展的需求，增加了教學難度[3]。部分學生因缺乏扎實的化學基礎，在學習過程中面臨較大挑戰，導致學習積極性不高[4]。

傳統的傳遞-授受教學模式在知識傳授方面雖有效，但容易出現填鴨式教學，抑制了學生的創新和自主學習能力[5]。因此，環境分析化學課程亟須從單一理論授課模式轉向多元化、項目驅動的教學模式，以注重理論與實踐的有機結合。這樣的教學模式不僅提升學生的實際操作能力，還能培養他們在面對復雜環境問題時的解決能力，從而提高學習興趣與動手能力[6]。

本文探討了環境分析化學課程理論與實踐脫節的問題，提出以項目驅動為核心的多樣化教學模式改革思路，并對教學設計、實施方案及課程成效進行了詳細分析，旨在為課程的教學改革引入新視角，幫助培養具備實踐思維與科研能力的應用型環境工程人才。

1"課程現狀

1.1"環境分析化學課程簡介

環境分析化學是一門跨學科課程，其主要目標是使學生掌握環境樣品分析技術，包括樣品的采集、前處理、污染物的定量與定性分析以及數據處理等。課程與普通化學、儀器分析和環境化學等基礎課程緊密相關，要求學生不僅具備扎實的化學基礎，還能運用這些知識解決實際環境問題，從而對教學內容和設計提出了更高的要求[7]。

1.2."教學改革的必要性

傳統的教學模式需要改善，通過引入項目驅動、多元化的教學模式，重視實踐教學的環節，教師應當在教學中靈活運用案例教學、任務驅動等方法，激發學生的學習興趣。同時，學校應加強實驗設施的建設，確保學生能夠進行更多的實際操作訓練，提升他們的實踐能力。通過更新教材、引入現代技術手段，將課程內容與學科前沿動態相結合，進一步提升學生的學習效果和應用能力。總之，環境分析化學課程的教學改革不僅是提高教學質量的需要，更是培養具有創新精神和實踐能力的應用型環境工程人才的必然要求。

2課程改革思路

針對環境分析化學教學中的教與學問題，提出了基于“教科融合，學以致用”理念，并以項目驅動為核心的多樣化教學模式的課程改革思路。此思路旨在優化教學內容和方法，激發學生興趣，培養其自主學習與解決問題的能力[8]。具體改革思路如下：

針對教學現狀，首先需重構教學內容，將環境工程實際問題與分析化學知識有機結合，通過案例教學幫助學生理解理論在實際中的應用，如水質檢測和污染物分析。其次，探索新的教學方式，應從實際問題引入課程，采用“應用-方法-理論”路徑，引導學生思考解決方案并掌握相關理論與方法，如通過水污染案例讓學生分析具體步驟。最后，建立多元化考核體系，結合形成性和終結性評價，通過項目任務、案例分析等方式持續反饋學生學習進展，同時用綜合考試或項目展示檢驗知識掌握和應用能力。

針對學習問題，基于OBE（Outcome-Based"Education）理念，教學應強調“以學生為中心”，注重能力與素質培養。教師轉變為學習引導者，利用多媒體、慕課等資源，提升學生主動參與。多樣化教學手段，如視頻和仿真實驗，幫助學生理解復雜理論，同時通過互動課堂和案例討論激發興趣。應讓學生認識到學習價值，結合理論與實際應用，培養自主學習和思考能力。項目驅動教學逐步提升學生對分析化學理論基礎知識的掌握和解決問題的能力，為后續課程奠定基礎，清晰感知自身進步。

基于上述分析，本文提出一種以項目驅動為核心的多樣化教學模式，選取水質監測、空氣質量評估和重金屬污染分析等典型項目案例作為核心任務。通過逐步設計難度升級的項目，使學生在實踐中提升技能，類似“游戲升級”。這種模式的關鍵特點包括：1）重構教學內容，明確課程定位：不僅涵蓋傳統分析化學知識，還融入現代環境工程實際問題，通過真實案例增強課程的現實意義。2）以應用為目標，注重學生能力的發展：項目任務要求學生掌握分析化學基礎知識，并在實踐中應用，最終目標是培養學生獨立解決復雜環境問題的能力。

3"項目驅動的多樣化教學模式的課程設計和實施方案

3.1"教學設計

在環境分析化學課程中，采用以項目驅動為核心的多樣化教學模式改革，旨在增強學生對知識的理解和實踐應用能力。該設計基于“教科融合，學以致用”的理念，結合理論與實際問題，激發學生的主動學習。通過項目化學習，任務逐步加深，幫助學生掌握環境分析化學的理論與實踐。以下是具體的教學設計思路。

3.1.1"項目化任務的漸進式設計

在環境分析化學課程中，項目驅動教學模式通過實際案例的設計，將理論知識與實際應用緊密結合，提升學生的學習興趣和能力。表1展示了一個以“環境標準查閱-分析-對比-評價”為主線的項目任務舉例，任務設計為四級，任務內容逐步深入，覆蓋滴定分析、重量分析、分光光度法等基本知識點。學生通過完成任務，逐步掌握環境分析化學的核心知識和技能。

該項目設計了四個層級的任務，逐步提升難度，涵蓋滴定分析、重量分析和分光光度法等基本知識。在項目驅動的教學模式下，任務目標和要求不斷升級，體現學生學習能力的漸進發展。任務1：環境標準的查閱與分析，學生掌握查閱、分析和對比不同地區環境標準的能力，并撰寫文獻報告，明確水質標準的適用場景和指標，教師通過反饋幫助學生理解標準背后的邏輯。任務2：水質樣品的實驗設計與滴定分析，學生從文獻查閱轉向實驗操作，選擇滴定分析法，設計實驗并記錄數據，從中提高實驗設計能力，教師評估引導優化實驗流程。任務3：重量分析與環境質量評價，學生運用重量分析法分析固體廢物中的有機質含量，合作完成實驗并發展批判性思維。任務4：分光光度法與實驗改進建議，學生獨立設計實驗流程，進行COD檢測并提出改進方案，展示創新思維和解決問題的能力，教師反饋著重于設計改進。在這一任務設計中，個人任務與小組任務相結合，有效促進學生的多維能力發展，培養獨立思考和實驗操作技能，提升團隊協作能力，激發創新思維和批判性分析能力。

3.1.2"多樣化的教學手段

為了增強學生的學習體驗，課程結合項目驅動設計，引入多樣化教學手段，包括慕課和在線資源，提供豐富的預習和復習材料，通過視頻、課件和自測題幫助學生自主學習。課前，學生可觀看慕課視頻，提前了解課程內容。鑒于環境分析化學實驗的復雜性，虛擬仿真實驗平臺幫助學生進行模擬操作，熟悉實驗步驟，降低失誤率并節省資源。借助雨課堂等互動工具，教師實時了解學生的學習情況，通過提問和課堂測驗調整教學進度，增強課堂參與感并調動學習積極性。

通過項目驅動的多樣化教學設計，環境分析化學課程提升了學生的理論理解和實踐應用能力。漸進式任務設計和個人與小組任務的結合，使學生從基礎操作逐步過渡到解決復雜環境問題，全面增強了自主學習、實踐能力和團隊合作精神。

3.2"教學實施

為方便學生預習、復習和自學，本課程在分析化學知識的基礎上靈活融入項目化學習任務，并通過多樣化教學手段調整任務布置和反饋節奏。具體實施過程如下：

第一個任務是查閱與四大類滴定相關的環境分析標準。講授一到兩類滴定方法后，教師要求學生在兩周內查閱相關標準，并及時批改作業，必要時要求重做，以確保學生掌握查閱和閱讀標準的能力。隨后，教師挑選典型作業進行PPT展示，總結四大類滴定的基礎理論與方法。

第二個任務是重量分析法標準的對比討論。教師略講相關理論，通過分組討論，學生需對兩個類似標準進行對比，學習解讀標準的內容及辨析原理、方法和步驟，幫助學生掌握標準閱讀和分析能力。

第三個任務是查閱和對比COD測定標準，銜接化學分析與儀器分析模塊。學生需查閱不同的COD測定標準，并進行PPT匯報，引出分光光度法的講解，比較化學分析法和儀器分析法的異同及各自優勢，為選擇合適的分析方法打下基礎。

第四個任務要求學生精讀標準并設計分光光度法實驗方案。教師發布此任務后，學生需在課堂上討論并列出問題清單。課后，學生結合自學資料進行小組討論，解決問題并完成學習報告，設計實驗方案并進行課堂匯報。所有任務的發布、小組討論和報告提交均通過課程網站進行，以確保學習交互及時有效，通過過程化評價激勵學生積極學習。

3.3教學特點和優勢

第一，課程通過項目任務的循序漸進和逐步升級的難度，增強學生的能力要求。在任務中，學生逐步掌握從識記到創新的能力，最終具備解決復雜環境工程問題的能力。這種漸進式學習目標幫助學生構建綜合解決問題的技能。

第二，該模式打破了傳統化學課程重知識輕技能的局限，促進了理論與實際應用的結合。學生不僅學習基礎知識，還需掌握文獻查閱、分析、對比和評價等關鍵技能，通過查閱資料、撰寫任務報告和進行PPT展示，激發了學習興趣。

第三，文獻查閱和分析對比能力是未來學習專業課程和開展科研項目的必備技能。項目化學習為學生提供了良好的訓練，打下了堅實的基礎。

第四，課程網站支持互動教學，確保學習過程可追溯。通過“學習通”“雨課堂”等交互軟件，教學過程更加活躍。同時，及時的過程評價與賦分機制激勵學生積極參與，提升了學習效果和興趣。

3.4課程改革成效

3.4.1"高階能力得到有效培養。項目驅動的多樣化教學模式顯著提升了學生的綜合能力。學生在任務中學會查閱文獻、理解標準、撰寫報告和進行展示，尤其在標準和文獻理解與分析方面進步明顯。這種模式激發了學生參與創新實踐的積極性。例如，2023級環境1班的34名學生幾乎全部申請了“大學生創新項目”“大學生節能減排大賽”及“全國大學生市政環境AI+創新實踐能力大賽”等全國性科研創新項目，最終6個項目獲批，占學院總數的1/3。

3.4.2"學生對課程的認可度高。學生普遍認為課程內容充實，不僅重視基礎知識的掌握，還強調知識的應用。他們反饋課程提高了分析和解決問題的能力，學習內容不局限于專業知識，拓展了思維，增強了動手能力。

結語

基于“教科融合，學以致用”的理念，以項目驅動為核心的多樣化教學模式能夠有效解決當前環境分析化學課程教學中的問題。通過優化教學設計、靈活運用多樣化教學手段、改進課程成效評價體系，能夠全面提升學生的學習興趣、實踐能力和創新思維，從而培養出適應環境工程領域需求的應用型人才。這一改革思路不僅有助于改善教學效果，更為環境工程專業學生的職業發展奠定了堅實基礎。

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基金項目：上海高校青年教師培養資助計劃項目（10110N240056-A07）；江蘇理工學院校教改項目（編號：11613012301）；江蘇理工學院校教改項目（編號：11613012301）

作者簡介：王慧（1989—""），女，漢族，河南商丘人，博士，講師，研究方向為環境分析化學教學及流域污染控制技術研發。