CDIO工程教学模式下《环境化学》教学方法的探讨*

王志康，王雅洁，罗迎春，杨 成，傅成诚，吕 昱

(1 贵州民族大学化学与环境科学学院，贵州 贵阳 550025；2 贵州省环境监测中心站，贵州 贵阳 550009)



CDIO工程教学模式下《环境化学》教学方法的探讨*

王志康1，王雅洁1，罗迎春1，杨 成1，傅成诚2，吕 昱1

(1 贵州民族大学化学与环境科学学院，贵州 贵阳 550025；2 贵州省环境监测中心站，贵州 贵阳 550009)

为了提高《环境化学》专业基础课的教学质量，结合贵州民族大学对环境科学与工程专业实行CDIO工程教学改革模式下的教学要求，对《环境化学》进行教学改革。主要是通过优化课堂教学内容和方式，增加学生自主讨论和实践在教学环节过程中的参与度。本文就教学实践效果提出分析，提出了该门课在工程类学科CDIO教学模式下的改革方向。

CDIO工程教学改革模式； 环境化学；教学方法；实践

《环境化学》是环境科学与工程专业的一门重要的专业基础课，是该专业课程体系的核心组成部分。该课程包含的研究内容广，综合性强，包含了无机化学、有机化学、地球科学、环境科学以及其它自然科学相关的科学理论与方法。课程任务主要是为培养环境科学与工程专业学生具有环境化学基本理论和实践能力而开设的，是一门理论性和实用性很强的专业课[1]。

通过该课程的学习，使学生了解环境化学的研究领域及发展趋势，使学生掌握环境化学的基本知识和基本原理，利用化学的基础知识提高解决实际环境问题的能力，为从事环境保护和环境科学研究工作奠定理论基础，全面提高学生的综合素质[2]。

但是，根据本人的实际教学经验与课下的思考，该课程在贵州民族大学环境科学与工程专业开设以来主要存在以下几个问题：

(1)教学内容的选择方面：环境化学是一门综合性很强的专业课，涉及的知识面广、领域宽，而教学的时间又有限，这就要求在教学过程中抓住重点、难点、要点进行讲解，现行的环境化学类教材版本多，内容宽泛，如何在相对较少的时间内给学生讲授教学，让学生较好的掌握好该课程的主要内容并使学生得到充分的实践是一个值得讨论的问题。

(2)教学模式方面：我校在对学生进行本门课程的教学的过程中，仍以“灌输式”或“填鸭式”的教学模式为主，教师在课堂上满课堂的进行灌输，学生满课堂的听讲，教学方法单一，没有很好调动学生的兴趣爱好，学生没有主动学习的意识。

(3)理论教学为主、实践性教学很少：目前我校《环境化学》课程主要是以理论教学为主，实践性教学很少。教师讲授时，把主要的经历放在讲解理论知识上，没有很好的将理论与实践教学很好地结合起来[3]。让学生学习了本门课程的知识以后，没有得到很好的实际应用，让学生觉得学习的主要目的是为了应付考试，没什么实用价值，平时上课也不认真，也不去思考问题，总想到最后临近考试时能够临时准备。因此，学生对本门课程提不起兴趣，没有主动去学，失去开设本门课程的初衷。

在环境科学与工程的相关教育中，目前在国内二本院校中，普遍遇到上述相关的问题[4]。其中最亟需改革的部分为：如何把现有的“填鸭式”教学转变成生动的学习，做到理论与实践相结合，提高学生学习效率。贵州民族大学为了解决工程类学生在实践方面的短板，推行了CDIO的教学改革模式。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运行(Operate)[5]。它以产品研发到产品的运行、维护、和废弃的全生命周期为载体，通过建立一体化的、相互支撑的、以及有机联系的专业培养标准和课程体系，让学生以主动的、实践的方式学习工程知识[6]。所以，本论文主要结合当前贵州民族大学环境科学与工程专业的CDIO的教改背景来讨论对《环境化学》的教学改革方法。

1 课程教学改革目标

贵州民族大学《环境化学》这门专业基础课的改革目标为：依托CDIO教学改革的核心内涵，加大在课程上学生参与的力度，结合贵州省现有的环境问题实际和工业发展中可能带来的环境问题，培养在环境化学方面具有较强应用能力型人才的指导思想。根据此指导思想对本课程体系的理论教学、实践教学内容进行重新选择并进行整合，改革传统的教学手段和方法及模式，加强实践性教学，将理论与实践部分有机地结合起来，提高学生学习的主动性，培养与提高学生应用本门课程解决实际问题的能力。针对贵州省环境保护方面的实际需求，培养具备能够有能力解决相关实际问题能力的学生，不仅能解决贵州少数民族地区环境保护人才的短板，而且能够帮助学生更好的就业。

在改革方案中应该具体做好以下三点：(1)在原有的基础上，进一步加大对实践性的要求，让学生能积极参与到课堂教学中。(2)着重对教材中的重要章节：大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、典型污染物在各环境圈层中的转归与效应、受污染环境的修复与绿色化学的基本原理与应用进行讲授，但在讲授中，要结合贵州省的环境问题的实际，结合案例进行讲授，让学生能更好的理解和把握这些知识。(3)在以实践案例结合讲授理论课的基础上，给学生课外实践的机会。

2 优化课程内容体系和课堂教学改革

该课程的原有课程内容体系较为单一，主要是理论授课，平时成绩占30%，期末考试成绩占70%，平时成绩由出勤率和课后作业组成。笔者在过去授课的过程中发现，在过去的30%+70%教学模式下，学生往往是平时不认真学习，在临考试前突击，教学效果非常不好。

改革后的教学模式改为65%+35%，即平时成绩占65%，期末成绩占35%，改革后的课程更加注重平时的学习和积累。期末考试成绩占的分数比例较低，为了防止学生不重视期末考试，教学大纲中规定：若期末考试不及格，就算折算后总分超过60分，也按不合格处理，期末成绩不及格者没有补考机会，只能选择重修该课程。平时的65分由以下几个环节，即平时考勤、平时作业、章节后大作业、阶段测验、小组讨论五大部分组成。其中，平时的考勤和作业是延续了改革前的《环境化学》平时成绩体系，但是在原来的基础上增加了一些新的考核标准。例如在平时作业要求上，增加了按等级几分制度，对作业质量严格把关，对于对平时作业不下功夫的学生，根据评分规则，扣相应的分数。

按照CDIO工程改革的要求和大方向，要提高学生在学习过程中的参与度。针对《环境化学》这门课，增加了章节后的大作业和小组讨论，完善学生在实践方面的需求和必要性。在课后大作业方面，主要是针对《环境化学》的主要章节和重点内容：大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、污染控制与修复技术安排了四次课后的大作业(大作业部分课堂上不讲授，学生自学)。分别为：工业生产中粉尘的迁移对城市PM2.5的贡献及变化影响；8.12天津港爆炸事件对场地周边大气及水体环境污染事件分析；富营养水体的富营养化控制、对策及实例分析——以太湖和滇池为例；分析贵州省铜仁万山地区的汞矿开采的过程中对土壤带来的污染问题和解决办法。选题自由度高，结合本省乃至全国当前的环境保护实际情况，学生自行查找资料，完成大作业，不仅能及时巩固所学知识，还可以培养独立解决相关系统问题的方法和经验。

对于CDIO工程教学改革的另外一个重点，就是要培养学生的团队合作意识和能力。针对以往的相对被动和独立教学方法，小组讨论不仅可以让学生更好的参与到课堂学习中来，还能够培养学生团队合作解决问题的能力。《环境化学》共有3次课堂小组讨论，每个小组的人数为4～6人，每个小组讨论的时间为10～15分钟，学生用ppt进行讲解。小组讨论由教师选择相关的知识点，提前布置给学生准备(教师上课不讲该方面内容)，学生在课下进行探讨。小组讨论的题目分别为：讨论光化学烟雾和伦敦烟雾的区别及他们的形成特点；讨论自20世纪50年代以来产生的水环境污染事件及其原因和相关预防措施； 列举土壤污染修复的方法及其选择。小组讨论的评价项目主要由内容、语言表达能力、小组协作能力、创新性、学习效果来组成，每个评价项目都有对应的评价要素。每个小组的成员都必须参与讨论，最后由组长总结论点，得分由小组自评、其他小组评分、教师评分来构成，分别占总分的30%、30%、40%，充分发挥了学生在该环节中的主观能动性。

在校外实践环节方面,本课程的校外实践地点为贵州省环境监测中心站，在授课的阶段，一共安排了两次实践。实践的内容主要包括对水、大气、土壤监测的技术方法和案例分析。在接触了相关的具体实践内容以后，学生可以进一步的结合课上所学的理论知识，来掌握相关知识点，对环境化学这门课的学习有进一步促进作用。

最后，采取了两次阶段测验和期末考试相结合的方式来代替原有的期末考试占总分数70%的考核方式。原有的考核模式弊端在于学生平时不重视学习，而在期末突击学习应付考试，而非真正掌握了《环境化学》这门课的内容，失去了学习的本质意义。加入了平时的阶段考核后，能够让学生把精力集中于整个学期的学习上，使《环境化学》的学习有连贯性，达到教学改革的目的。

3 结 论

在工程类学科CDIO改革的大背景下，增加课程实践部分的比重是主要的改革方向。改革后的《环境化学》课程能使使学生在学习上循序渐进，扎扎实实地从理论上、思维上、方法上掌握该课程的基本概念、主要内容及思想方法，培养学生的学习能力和创新能力。学生学好这门课程，对今后的学习、研究和应用都具有重要的作用。

[1] 张寒冰,唐艳葵,閤明勇.环境化学教学改革探讨[J].广州化工,2011,39(17): 118-119.

[2] 周健.环境化学教学改革浅谈[J].江苏技术师范学院学报, 2005,11(4): 71-73.

[3] 王丽梅,孟昭福,张增强.环境化学课程教学改革与实践[J].中国大学教学, 2011(7):82-84.

[4] 马放,崔崇威,任南琪.环境科学与工程学科群建设与人才培养创新模式[J].中国大学教学, 2008(4): 23-25.

[5] 施国萍,唐治中.CDIO 教学改革新思考[J].中国现代教育装备, 2009(17): 83-85.

[6] 张学洪,张军,曾鸿鹄.工程教育认证制度背景下的环境工程专业本科教学改革启示[J].中国大学教学, 2011(6): 37-39.

Discussion of Teaching in Environmental Chemistry Based on CDIO Engineering Teaching Model*

WANGZhi-kang1,WANGYa-jie1,LUOYing-chun1,YANGCheng1,FUCheng-cheng2,LVYu1

(1 College of Chemistry and Environmental Science, Guizhou Minzu University, Guizhou Guiyang 550025;2 Guizhou Environmental Monitoring Station, Guizhou Guiyang 550009, China)

In order to improve the teaching effectiveness of Environmental Chemistry, a new pathway was introduced to implement teaching reform based on CDIO engineering teaching model, which was carried out in Guizhou Minzu University.The aim of this teaching reform was to improve the students’ participation in group discussion and practical teaching sessions through optimizing teaching content and methods.The analysis of teaching practice effect was mentioned and the direction of this reform under CDIO engineering teaching model was further provided.

CDIO engineering teaching model; Environmental Chemistry; teaching method; practice

贵州省教育厅2014年省级本科教学工程项目：《环境化学》教学内容及教学模式改革探讨。

王志康(1987-)，男，博士，副教授，从事环境化学教学。

G642

A

1001-9677(2016)019-0164-02