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大力增强学生的参与度,提高环境化学的教学质量

  所谓学生的参与度是指学生参与教学活动的积极性、主动性的程度。它是判断学生主体地位是否落实和学生主体作用发挥如何的主要指标。目前,我国大学课堂教学中学生参与教学活动的积极性和主动性的程度普遍较低; 学生和老师之间的交流比较少。因此,如何在课堂教学中提高学生的参与度,使学生主动进行知识构建,不仅对提高课堂效率和学生知识的掌握度,而且对提高学生运用知识分析和解决问题的能力都具有非常重要的意义。
  《环境化学》环境科学专业的专业必修课之一。该课程是一门研究有毒有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学,是环境科学的核心组成部分,也是各高等院校环境科学专业必修的专业课之一。我校本科生培养计划中该课程课时共计64 学时,其中课堂授课48 学时,实验教学16 学时。由于课时有限,在教学过程中会存在以下几个问题:
  ( 1) 传统授课方式要以教师讲授为主,学生主要是被动接受知识,缺乏主动思考。
  ( 2) 传统的教学模式采用“填鸭式”教学方法,无法激起学生的学习热情,降低了课堂教学的效果。为了增加学生在课堂教学中的参与度,提高学生的综合素质,我们对环境化学课堂教学的方法和考核方法等方面进行了教学改革和实践。
  1 增加课堂展示和讨论环节
  学生参与课题教学过程是学生们发展自己、提高自己的重要途径。学生作为教学主体参与教学就是在现代教育理论指导下进入教学活动,自主地、创造性地与教师一起完成教学任务的一种倾向性表现行为。因此,针对目前存在“填鸭式”教学和学生缺乏学习主动性的问题,我们将以教师授课为主,改为以学生为中心,加强师生互动,在教学过程中增加了课堂展示和讨论环节。在讲授各章节的过程中结合当前的热点问题给出讨论问题或者学生自主提出讨论问题,然后让学生课下查询资料,课堂上进行展示和讨论。
  例如,在大气环境化学一章中学生们针对京津冀雾霾雾霾发生的季节性变化特征及其污染主要来源进行了讨论。通过查阅资料,同学们发现导致京津冀雾霾雾霾高发的主要因素包括两个方面。一是京津冀地区特有的地形结构: 西侧是南北走向的太行山脉,北侧是东西走向的燕山山脉,东临渤海湾,南接中原,整体呈现西北高、东南低的地形特点,因此秋冬季不利于污染物的水平扩散; 加之秋冬季容易出现逆温现象,也不利于垂直方向上污染物的扩散。二是污染物排放量大,超过了这一地区本身的环境容量和自净能力: 北京、天津、石家庄等城市,电厂、锅炉和机动车保有量较大,城市运行带来的各类污染物排放量非常大。在水环境化学一章中学生们讨论了水体富营养化的发生机制及其控制。同学们了解到,水体富营养化会造成藻类繁殖迅速。由于藻类生长周期短,其死亡后被需氧微生物分解,不断消耗水中的溶解氧造成水体缺氧,同时不断产生硫化氢等气体,致使水质恶化,造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中,又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中,供新的一代藻类等生物利用。治理富营养化水体,首先需要切断外界营养物质的来源,然后是减少内源性营养物质负荷,即沉积物中营养性物质向水中的释放。在土壤环境化学一章中针对矿区土壤重金属污染特征及污染控制进行了讨论。矿山开采所产生的大量酸性矿山废水及其尾矿堆的风化和淋滤过程中流失的有毒有害重金属元素是矿区及其周围地区生态环境重金属的两个主要来源。重金属通过地表生物地球化学作用释放和迁移到土壤及河流中,而这些受重金属污染的水又通过灌溉方式进入农田,并通过食物链进入人体,从而对矿区附近居民的健康和生存环境构成严重威胁。重金属的环境行为与其在环境中的赋存状态密切相关。重金属的赋存状态主要是指重金属元素的结合状态,也是重金属元素的存在形式。重金属的赋存状态决定了它的迁移能力和生物有效性。对土壤重金属污染的修复技术常用的有物理修复、化学修复和生物修复。其中,植物修复具有投资和维护成本低、操作简便、不造成二次污染、具有潜在或显在经济效益等优点,并且其更适应环境保护的要求,但是修复周期较长。
  在讨论过程中同学们结合课上所学基础理论知识纷纷发表了各自的见解,并且对该教学环节十分认可。学生们反映到“通过课题展示和讨论,一方面锻炼了自己的表达能力; 一方面对课上所学内容有了进一步的了解,尤其是在讨论过程中会发现自己没有注意到的点,会促进自己加强对环境问题的全面考虑。今后可以多增加这样环节,特别是加长讨论时间,在问答过程中提升自己水平。” “锻炼了搜集数据、文献资料的能力。”
  2 科学合理的分组方式
  科学合理的分组方式对于课堂展示和讨论环节的实施效果至关重要。分组太多、太少效果都不好。例如,分组太多,因课时有限,导致基本教学任务无法完成; 分组太少,每组的同学过多,不利于同学之间很好地分工合作。当代合作学习理论的开创者、美国明尼苏达大学教授约翰逊等人认为,合作学习就是“在教学中采用小组的方式以使学生之间能协同努力,充分地发挥自身及同伴的学习优势”。构建合理的学习小组成为合作学习顺利开展的关键,它直接影响评价的公正性、合理性和操作的可行性。构建学习小组的方法可以有多种多样,但无论怎么划分,都要把握一个原则: 有助于每个小组成员都能积极主动地参与学习过程。通过多次实践发现,4 人/组的组合方式比较合理。
  3 考核方法改革
  评价是课程的重要组成部分。在目前的教育当中经常出现表面分数达标的现象,具体体现为: 一些学生通过死记硬背的方法,表面上考试成绩达标甚至优秀,实际上能力不足。因此,为了能够真实反映学生的学习成绩,也为了进一步加强课堂展示和讨论环节的效果,激励学生们参与的积极性,避免一些同学搭车的心理,对环境化学课程考核方法进行了相应的改革。以往期末综合考试成绩包括三个方面: 环境化学实验成绩、论文成绩和期末闭卷考试成绩。现在将期末综合考试成绩调整为: 环境化学实验成绩、论文成绩、期末闭卷考试成绩和课堂展示成绩,分别占总成绩的20%、20%、10%和50%。环境化学实验成绩主要考察学生的动手能力和学以致用的能力,促使学生不仅重视实验结果,更重视整个实验过程,利用实验课这个平台努力提高自己的实验综合能力和技术水平; 论文成绩主要考察学生搜集资料的能力,以及在总结和归纳文献资料的基础上利用课上所学基础知识和基本原理进行分析的能力;期末闭卷考试成绩主要是考察学生对课上所学基本知识和基本原理的掌握程度。课堂展示成绩主要以小组的形式进行评价,包括PPT 的制作和内容、与基础理论的结合程度、提问和回答问题等几个方面,这种评价机制作为一种有效地课堂组织形式,它能使学生成为积极的参与者和合作者,能激励学生学习,帮助学生有效调控自己的学习过程,使学生获得成就感,增强自信心,培养合作精神。同时,小组合作学习的成功是基于小组合作成员的共同努力,必须发挥每个小组成员的最大潜力,它讲求的是整体目标达成的同时实现个人目标。
  4 结语
  为了提高《环境化学》的教学质量,培养创新型人才,在教学中增加了学生课堂展示和讨论环节,以提高学生在教学中的参与度,并且将该环节的成绩作为期末综合成绩的一部分。通过教学改革,激发了学生的学习热情,培养了学生的学习能力。实践证明,这些措施对于提高环境化学的教学质量起到了积极的作用。