结合冶金特色环境工程的专业特点及《环境科学导论》的课程特点,在教学内容上提出按专题备课,按专业特点精选内容,补充、调整与重组教学内容;在教学方法上,以多媒体教学为手段,强调互动式教学、案例式教学和实践式教学等,最大限度地调动学生学习的积极性和创造性。实践表明,此教学改革与实践起到了很好的教学效果。
环境科学是一门新兴的边缘学科,它跨越自然科学、社会科学和技术科学的学科领域,是针对当前世界面临的重大环境问题而发展起来的,现已成为21世纪最活跃的学科之一。
针对有色领域的重污染现状,依据中南大学的学科特色和环境工程学科体系的建设规律,在中南大学新世纪本科教育教学改革项目、湖南省普通高等学校教学改革项目等的资助下,经过大量的研究、探索和实践,已形成了有特色的环境工程学科新的教学体系。其中,具有有色冶金特色的《环境科学导论》的教学是新学科教学体系的重要组成部分。
我们结合近年来在冶金特色环境工程专业《环境科学导论》教学中的经验与体会,谈几点教学改革与创新之处,旨在充分发挥交叉重点学科群的优势,培养冶金环境工程复合型高级人才,重点解决矿冶领域的重污染问题。
课程性质与特点《环境科学导论》是环境工程专业的基础主干课之一,属于必修课。该课程以人类生存环境是一个自然-社会-经济的复合生态系统的基本原理为基础,着重阐述环境问题的发生和发展,探讨人类活动对环境各要素的影响,特别是对大气、水、土壤、生物等环境要素的影响;阐述污染物在环境中的迁移转化规律;介绍城市、农村区域生态与环境、环境质量评价、环境管理信息系统等新方法和环境科学发展的进展。其教学目的是提高学生的环境保护意识,树立可持续发展的战略思想,激发学生热爱环境保护事业的热情和学习环境科学知识的积极性、主动性,为将来从事环境保护工作奠定基础。
相对于传统的课程,本课程具有几个明显的特点:研究内容与人类自身利益关系紧密。学科领域覆盖面广,学科知识交叉性强。其涵盖社会科学、自然科学和工程技术诸多领域,涉及化学、化工、土木建筑、机电、物理等多学科知识。
概念新,出现的新名词多。如清洁生产、循环经济、绿色壁垒、绿色消费等。课程内容与实际结合较密切。如各种污染物控制技术的原理与工程设计紧密相关。研究方法综合性强。各种方法论如系统论、信息论、控制论等在环境科学的研究中均有广泛的应用。
知识更新快。环境科学目前正处于快速发展期,新观点、新技术日新月异,环境热点不断变化,环境质量动态变迁。
授课时间有限。当前,大多数高校均强调学生的宽知识面和综合素质培养,学时数大幅度压缩,课堂授课时间很有限。
我们结合冶金特色环境工程的专业特点。《环境科学导论》的课程特点及在有色冶炼企业进行环境治理的工程实践,经过6年的教学改革与实践,探寻出了一些冶金特色《环境科学导论》的教学方法。
教学内容的选择按专业性质精选内容,详略得当《环境科学导论》课程内容涉及专业领域广、内容多。在实际教学中,因授课学时所限,不可能面面环境工程本科创新人才培养与学科跨越发展的关系研究《环境科学导论》教学改革与实践俱到,理应"因材施教",即根据冶金特色环境工程专业学生的关注点及培养方向,有针对性地进行详略选择。
针对冶金特色环境工程专业应重点讨论矿冶行业实行循环经济与清洁生产的主要途径,介绍现有冶金企业面临的环境问题,重点在于让学生建立环境意识,将环境科学与环境保护融为一体。
按专题备课,补充与调整教学内容备课是教学的首要环节,备课质量对教学质量有很大影响。传统的按节备课法缺乏灵活性和适应性,难以根据课本外的大量新信息补充、调整和组织教学内容,对于环境科学导论课程更是如此。我们按专题进行备课则很好地弥补了该方面的不足。我们根据授课总学时数、教学重点和能够找到的教学材料,将教材重新组合,分为若干专题讲授,很好地突出了重点、热点、难点。为此,不仅需要补充或更新教材内容,往往还要打乱教材现有结构,将最需要讲授的内容梳理出来,重新形成条理清楚、逻辑性强的系统化知识并传授给学生。教学实践表明,按专题进行备课和讲解收到了很好的教学效果。
教学方法的改革互动式教学为了增加与学生间的互动,活跃课堂气氛,在教学实践中,我们采取下列做法:提前布置下次课的授课内容,并将内容分成若干知识点,学生分成若干小组。将事先准备好的、围绕授课知识点的有关专题发给各个小组,要求各小组利用各种途径查阅相关资料,制作电子课件,每次课抽一、两个小组上台就自己小组的专题作报告。
如讲"水污染"专题时,除进行三河三湖七大水系的污染状况及治理对策、南水北调工程、三峡工程、湖泊富营养化等专题的讲解外,我们根据冶金特色环境工程专业特点,还列出如下专题:试分析历史上八大环境事件中有几起是由重金属污染引发的及其内在原因;与重金属有关的湘江镉污染事件、北江镉污染事件、岳塘砷污染事件、株洲新马村镉污染事件等等的原因及对环境的影响。为增加授课趣味性,我们在授课中经常插播与授课内容密切相关的视频材料,让学生始终保持着兴奋状态。
案例式教学我们在教学实践中,时刻注意用案例教学,让学生有身临其境之感,使学生在听"故事"、看"故事"中轻松愉快地掌握知识点。如在讲授重金属废水治理技术时,在讲解研发思路的基础上,将本课题组开发的生物制剂法直接深度处理重金属废水的工业试验现场的录像资料播放给学生,此种科技知识转化为工程实际的实例引起了学生的极大兴趣。
我们还结合所承担的科研课题开展深入分析(重金属废水生物制剂处理新技术、重金属重污染土壤的原位修复、重金属废渣硫固定与资源化等),并结合实际进行环境评价分析。
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