以水环境化学为例的情景模式下基于能力培养的课堂教学模式构建

赵胜男 史小红 冯素珍 孙标

摘要：水环境化学是水文与水资源工程专业的主干课程之一。为了提高教学效果，以实际水环境问题为引导，结合教学难点与教学重点，分节分章制定水环境问题情景，建立一种情景模式下基于能力培养的水环境化学课堂教学模式，培养学生把理论知识与水环境问题实践紧密结合起来的能力，为将来从事水文水资源工程的专业工作打下良好基础。

关键词：情景模式；研究性实验；水文与水资源专业；课堂教学改革

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）16-0192-02

一、引言

水环境化学是水利类课程的基础教育课程、专业课程。水环境化学是研究化学污染物质在天然水体中的存在形态、反应机制、迁移转化规律及其生态效应的一门学科。通过对这门课程的学习，将使学生了解当代水环境问题，熟悉和掌握水环境中潜在有毒有害化学物质在环境中的存在和分布，以及它们在环境中的形态变化、迁移转化、积累、归宿和生物、生态影响等，并掌握相关的化学理论和方法。培养学生把理论知识与水环境问题的实践紧密结合起来的能力，以及分析问题和解决问题的能力，增强学生的水环境保护的意识和素质，为将来从事水文水资源工程的专业工作打下良好的基础。在以往的教育管理模式下，学生主要针对教材内容进行理论知识的学习，学生掌握知识较为基础。学生并不能很好地将所学知识点与实践内容结合起来，其头脑中并未形成完整的知识链，与实际工作相对脱节。从以往的授课过程中与学生交流可知，学生在学习后并不清楚所学内容可以在以后的工作或科研中是否有用？如何应用？特别是在部分环境类课程中有实验课，学生在课堂中掌握了实验方法，可是其并不知道这对其今后的工作有何支撑？在课堂教学过程中缺乏對于学生实践概念的培养。因此，产生了一系列的问题，如学生学习兴趣低、学习积极性不高问题、应试教育模式、教学效果差等问题。

因此，本文在分析水环境化学的专业特点的基础上，提出几点课程教学改革的思路，重点分析一种在课堂教学过程中采用项目研究、实践基地认知与课程教学相结合课堂教学手段，对学生专业知识学习、实践能力培养具有重要意义。

二、情景模式的授课手段在水环境化学课程的具体应用

（一）课堂教学中情景模式的应用

在课堂上用实际环境问题作为引导，对教学内容思考的出发点变为“用知识做什么”。并且这里的“做什么”是解决真实的实践问题。针对不同专业、不同年级所讲授课程，结合教学难点与教学重点，分节分章制定环境问题情景，制作包含图片、视频等信息化、可视化的情景模块。结合野外实际测试过程图片、影像等资料，使学生形成完整的知识链。每章内容课堂讲授前，利用5—10分钟，播放与此章相关联的环境问题情景模块。课堂教学过程中，将教学难点、教学重点、其他知识点与环境情景模块串联，调动学生积极性、参与性、创新性。

如在水环境化学的课堂教学中重点章节：天然水中的气体溶解平衡，教学重点和教学难点在亨利定律、水中溶解氧与水中溶解二氧化碳。备课过程中建立情景模块，以不同图片形式展示不同季节湖泊水环境状态，制作短视频包含湖泊水华爆发、鱼类死亡等，引导学生探究问题：为什么会不同季节有不同的环境状态，水华爆发有何危害？面对这样的现象，作为一名水利工作者，首先需要测试哪些指标来摸清环境问题？这些问题的设计需要结合“教学重点和教学难点中的亨利定律、水中溶解氧”，从而引出此节课所需要学习的内容，计算这个湖泊中不同季节（水温不同）水体中溶解氧的含量，从而得出重点内容水中溶解氧的含量与温度存在一定关系，而且水华的爆发会影响水中溶解氧的含量，影响鱼类等生物的正常生存。通过情景模式的课堂授课，学生即学会的教学难点和重点，又能明白学了知识可以用在哪，怎么用，从而在根本上提高教学质量。

（二）实验教学中情景模式的应用

实验教学环节，利用学院实验平台、教学基地、任课教师科研基地开展基础性、综合性、应用性与研究性实验。将分散的实验操作，通过小科研项目组合成为系列实验，变验证性实验为设计性实验与验证性实验相结合的综合性实验，再与实际问题相结合，进行应用性实验分析。将教师的科研项目中关于环境指标的测定部分作为实践教学一部分，将最终实验结果以科技论文形式体现，使水环境化学实验课与学生创新能力相结合。

在实验课程教学中，先将学生分小组，设计不同的环境情景模块，不同湖泊、不同河流出现的不同水环境问题供学生进行课题选择，如水体富营养化、水体有机污染、水体盐化污染、水体重金属污染，需要测定哪些指标？学生实验前期，通过阅读文献、查找教材，确定所需测定指标，带着问题进入实验室开展实验，这将对学生掌握实验技能具有较大的帮助。

在验证性实验、综合性实验及应用性实验的基础上，作为拓展学习，可以开展研究性实验。课下可以结合教师所开展的科研项目，继续进行后期设计性实验，进行论文发表，通过科研项目的研究性实验学习使学生不但对教材讲述的知识有了更好地掌握，还激发了学生的学习兴趣，了解学科当前的发展方向，加强学生科研能力。

三、结论

通过分析目前本科生课程教学存在的问题，提出在课堂教学过程中采用项目研究、实践基地认知与课程教学相结合的课堂教学手段，针对不同专业、不同年级，依据教学难点与教学重点，分节分章制定水环境问题情景，建立情景模式中以实际水环境问题为导向、以科研性实验为内容的授课方法，研究成果将对应用型人才培养方案下所开设的水环境化学课程建设具有很好的推广示范作用。

参考文献：

[1]王利明.环境工程微生物学实践教学改革与实践[J].微生物学通报，2017，44（11）：2755.2759.

[2]张圣微，刘廷玺，杨逸隆.农业院校水文水资源专业气象气候学教学改革思考[J].内蒙古教育，2015，57-58.

[3]韩丽娜.情景式教学法在茶学专业学生英语教学中的应用[J].

[4]冯波，肖长来，梁秀娟.水环境评价课程改革探索与实践[J].科技创新导报，2013.27：21-22.

[5]方樟，马喆，肖长来，梁秀娟.水文与水资源工程专业本科教学存在问题及教学改革——以吉林大学水文与水资源工程专业为例[J].科技创新导报，2015，1.

[6]刘恒明，刘靖，刘长发.环境工程专业实践环节教学的改革与实践[J].高等理科教育，2007，71（1）：121-123.

[7]陈杨.土壤污染与防治课程教学改革与新模式的探索[J].2014.9：36-37.

[8]杜丹，冯素珍.水环境监测实验教学模式改革的探讨[J].内蒙古农业大学学报（社会科学版），2008，10（3）：31-33.