环境工程专业“环境土壤学”课程教学实践①

胡学玉

(中国地质大学(武汉)环境学院,湖北 武汉 430074)

环境工程专业“环境土壤学”课程教学实践①

胡学玉

(中国地质大学(武汉)环境学院,湖北 武汉 430074)

环境土壤学是环境科学、环境工程专业本科生的重要专业基础课,其教学改革可以从培养学生的学习兴趣和创新能力出发,探讨环境土壤学教学的教材选取、课程内容的优化组合,运用多种教学方法。

环境土壤学;教学内容;教学方法

环境土壤学是研究自然因素和人类活动共同影响下的土壤环境质量变化及其调控的一门学科,产生于土壤学和环境科学的交叉融合与相互渗透。在我国,随着经济的发展,土壤污染问题日趋加重,这给食物链安全及至人类健康带来了很大威胁。因此,以土壤为核心的环境土壤学研究已发展成为环境科学研究领域的重要方向之一,“环境土壤学”课程亦成为大部分高校环境科学、环境工程专业重要的专业基础课程。

中国地质大学(武汉)从“环境问题已成为实现社会经济可持续发展所必须解决的关键性问题”的角度出发,结合自身人才培养特色和学科优势,于2003年正式组建环境学院。环境学院在继续保持其地下水科学与工程学科优势的同时,地表水、土壤、生物和大气等学科领域也相应得到拓展,“环境土壤学”课程也成为本院环境工程专业本科生的一门专业基础课。

笔者在环境土壤学的教学过程中,遇到两个难题:一是本专业学生缺少土壤学基础背景知识,二是环境土壤学的课时数偏少。如何在有限的教学时间内既考虑授课对象的特殊性又保证环境土壤学学科内容的系统性,是笔者在环境土壤学授课实践中一直在探索的问题。基于近几年的教学实践与体会,撰文于此,与同行进行有效交流,以促使环境土壤学教学工作更加完善。

一、增强学生对土壤及土壤圈重要性的认识,培养学生的学习热情与兴趣

首先,针对学生对地球这一人类赖以生存的重要客体的深刻认识以及已具备的地质学知识,强调土壤、土壤圈在地球表层系统中的作用。地球表层系统是由岩土圈、土壤圈、大气圈、水圈、生物圈所构成的地表自然社会综合体,是人、地相互作用最直接的复合生态系统,而土壤圈处于这一复杂开放性系统的中心部位,并与其它圈层相互交接。由于这一独特的空间位置,土壤是人类周围环境中变化最复杂、最频繁的部分,能够敏感地反映其它圈层的变化,同时土壤圈层中所发生的各种界面反应以及物质能量流动也能影响其它圈层的变化。为了强化学生对土壤及土壤圈重要性的认识,在学习了土壤有机质的内容后,结合刚刚结束的2009哥本哈根联合国气候变化大会,我以“你所认识的中国土壤有机碳库”为题,引导学生查阅文献资料、撰写读书报告,鼓励学生以他们自己的视角分析了解土壤有机碳在全球碳平衡中源或汇的作用。通过这一主动学习过程,学生更加明确了土壤这一环境介质在全球气候变化这一热点领域所占有的重要地位,探索性的学习兴趣被激发。

其次,结合课程内容体系,适时地向学生传达政府关于土壤污染治理的决心和举措,向学生介绍国家层面、省部级层面的科技管理部门关于土壤污染治理的科技立项情况,并接受部分有兴趣的学生参与笔者的科研项目,从科研活动中培养学生的科学素养,增强他们的动手能力,为其毕业之后的谋职就业打基础。

二、因材施教,合理组织授课内容

本校环境工程专业的学生先修课程里有关土壤学基础知识方面的课程很少,学生在走进环境土壤学课堂的时候缺少必备的环境土壤学背景知识,因此,在安排分配教学学时的时候,可遵循“土壤体系结构组成决定体系性质、体系性质决定其功能发挥”的思路,在32个教学总学时中,分配1/3的学时数讲授土壤生态系统基本组成、土壤形成与分类、土壤基本性状等土壤学基础知识。[1]

其次,土壤环境背景值以及土壤环境容量是环境科学的基础,也是有效管理土壤资源的科学依据。在了解土壤环境背景值、学习土壤环境容量基本知识的过程中,学生能从一个个实际的数据里更加深刻地体会土壤缓冲性能的意义及其有限性,同时可为学生进入土壤污染与治理部分的学习打下基础。

土壤污染与治理是环境土壤学课程架构中非常重要的内容,也是学生非常感兴趣的部分。学生们非常清楚,掌握这部分知识点可以为今后的工作或者进入研究生阶段的学习夯实基础。因此,我们安排了大部分学时用来进行这部分内容的教学。

三、多种教学方法并用,营造生态课堂

(一)传统教学法的改进与提升

在现代教学活动中,虽然可以运用包括多媒体在内的多种先进教学手段辅助教学,但教师的讲解仍然是学生获取课堂知识的主要途径。因此,教师在准备授课内容时既要有足够的系统性,同时也要兼具前沿性。另一方面,课件质量的好坏是课堂教学成败的关键,在课件制作过程中,既要注重信息量的密度,更需关注信息的质量,减少文字出现的篇幅,尽量使文字信息图像化和表格化,并注意信息输出的层次感、条理性[2]。

提问与讨论是传统教学法中经常采用的手段,但是应该将之提升为一种对专业知识的深入了解与探讨[3]。在讨论过程中,提倡鼓励学生对既有知识的质疑,努力营造一个民主、平等、和谐的课堂气氛,创设一个人人想说、人人乐说的课堂环境。

课堂小测验也是一种看似简单的传统教学法,但运用得当,可以起到事半功倍的效果。比如,在学习新内容之前,将前一次讲授内容的关键知识点设计成判断题、连线题等,以课堂速测的形式穿插在课堂学习中。这一方面可以促进学生的课后复习巩固,另一方面亦可检验学生对知识的掌握程度。

(二)案例教学法

教学案例是案例教学的载体,案例教学的效果与案例选择及其呈现方式有很大关系。实施案例教学应遵循以下程序:准备案例,呈现案例,分析讨论每一个程序都应采取相应的方法。首先,案例问题的设计要紧扣教学内容,并针对教学难点问题。在呈现案例时,尽可能减少枯燥的文字描述,尽可能多地利用图片、表格乃至动画进行更为生动的描述,并鼓励学生提出问题,参与讨论。通过案例教学法,一些难于理解的问题在具体、清晰、形象、直观的图片和数据面前迎刃而解,不仅活跃了思维,实现了知识间的有效迁移,同时也调动了学生主动参与教学的积极性,活跃了课堂气氛,容易引起学生的共鸣。

(三)探究式学习

结合课程内容进度,凝练出紧密联系当前实际的科学问题。在向学生讲解这些问题基本含义的基础上,要求学生查阅文献资料,弄清楚这些科学问题的产生背景,目前的研究现状,还有哪些工作有待进一步探讨。完成这些学习任务的成果体现形式可以是撰写读书报告,可以是小组讨论总结,可以是课堂演讲。经过这一学习过程,既锻炼了学生逻辑思维的能力,也锻炼了学生洞察问题的能力,又传达了学科的前沿信息,更重要的是学生接受这些前沿信息的过程不是被动的灌输,而是主动的吸取。这样的一种学习方式使学生真正变成了课堂的主体。教师在这一过程中可以发现学生的创新意识和学习活力,课堂由呆板变活跃,师生关系和谐,这是构建生态课堂的重要方面。

[1]秦华,姜培坤,徐秋芳,等.环境科学专业环境土壤学课程教学改革与实践[J].高等教育研究,2007(4).

[2]谢学俭,肖琼.浅谈《环境土壤学》教学体会[J].气象教育与科技, 2007(3).

[3]宗良刚,阮丽丽,蒋静艳,等.环境专业课“参与式教学”的形式与作用[J].中国农业教育,2004(4).

责任编辑 韩玺吾 E-mail:shekeban@163.com

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1673-1395(2010)05-0182-02

2010-06-22

胡学玉(1963—),女,湖北公安人,副教授,博士,1984～1991年在原湖北农学院工作,主要从事土壤环境化学研究。

① 本文属中国地质大学(武汉)教学研究项目(SJC-201008)产出论文。