科研創(chuàng)新教學(xué)在環(huán)境化學(xué)方向教學(xué)中應(yīng)用的思考

溫瑩瑩 于春偉 張軍

摘要：指出了環(huán)境科學(xué)的迅猛發(fā)展促進了導(dǎo)致高校環(huán)境科學(xué)本科教育的迅速發(fā)展，但是環(huán)境科學(xué)教學(xué)僅僅依靠課程教學(xué)已經(jīng)遠遠跟不上環(huán)境科學(xué)的發(fā)展。以環(huán)境科學(xué)專業(yè)的重要分支——環(huán)境化學(xué)方向為例，闡明了科研創(chuàng)新教學(xué)的重要性，并從科學(xué)研究穿插教學(xué)、大學(xué)生創(chuàng)新性計劃項目和畢業(yè)論文三個方面分別闡述了科研創(chuàng)新教學(xué)在環(huán)境化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：環(huán)境科學(xué);環(huán)境化學(xué)方向;科學(xué)研究穿插教學(xué);大學(xué)生創(chuàng)新性計劃項目;畢業(yè)論文設(shè)計

中圖分類號：G420

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）04-0260-02

1 引言

隨著我國工業(yè)化和城市化進程的加快，大量的化學(xué)品被生產(chǎn)并使用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及個人生活當中。在此過程中，這些化學(xué)品可以通過諸如城市及工業(yè)污水排放、大氣沉降以及農(nóng)田徑流等方式進入環(huán)境中，對生態(tài)系統(tǒng)以及人體健康帶來潛在的風(fēng)險。當前，導(dǎo)致各種危害環(huán)境和人體健康的污染事件時有發(fā)生，如大連溢油事件、長江口以東輪船相撞事故和太湖水域水華事件等。這些問題的出現(xiàn)，引發(fā)了人們對環(huán)境問題的重視，而環(huán)境科學(xué)專業(yè)也日益成為一個熱門專業(yè)。環(huán)境科學(xué)是一門以人類生存環(huán)境為保護對象，以污染物（廢棄物）為研究主體，研究污染物的發(fā)生、行為歸趨、控治、利用及管理，為促進經(jīng)濟社會與環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展和保護人類生存環(huán)境提供技術(shù)與理論支持的學(xué)科。作為環(huán)境科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科和化學(xué)學(xué)科的組成部分，環(huán)境化學(xué)學(xué)科已經(jīng)成為一個重要分支。環(huán)境化學(xué)是一門研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法的科學(xué)。環(huán)境化學(xué)是隨著環(huán)境問題的出現(xiàn)而產(chǎn)生的，并在與地學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等其他學(xué)科的交叉融合中逐漸發(fā)展。分析化學(xué)、物理化學(xué)、有機化學(xué)等化學(xué)分支學(xué)科的發(fā)展推動了環(huán)境化學(xué)的發(fā)展。這門學(xué)科在與其他學(xué)科的交叉融合中得到迅速發(fā)展，在解決重大環(huán)境問題中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，并逐漸形成了環(huán)境化學(xué)的分支學(xué)科：環(huán)境分析化學(xué)、環(huán)境污染化學(xué)、污染控制化學(xué)、污染生態(tài)化學(xué)和理論環(huán)境化學(xué)等。隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，環(huán)境問題（環(huán)境污染與生態(tài)破壞）日益嚴重，環(huán)境化學(xué)人才需求也日益增大。因此，對于人才的培養(yǎng)也應(yīng)該與社會需求緊密地聯(lián)系起來。目前，環(huán)境化學(xué)學(xué)科理論課程開設(shè)主要包括分析化學(xué)及實驗、無機化學(xué)及實驗、有機化學(xué)及實驗、物理化學(xué)及實驗、儀器分析及實驗、環(huán)境化學(xué)及實驗、環(huán)境監(jiān)測及實驗等課程。盡管這些課程都開設(shè)了實驗來輔助理論教學(xué)，讓學(xué)生對理論知識有一個感性的認識。但是在實際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，由于實驗設(shè)計基本都是設(shè)計經(jīng)典實驗，學(xué)生從基礎(chǔ)實驗到專業(yè)實驗大都經(jīng)歷模式化的機械訓(xùn)練，造成的后果就是實驗報告的撰寫套路化、學(xué)生思維定勢化。由此可見，在環(huán)境化學(xué)分支學(xué)科的本科培養(yǎng)過程中還需進一步完善理論教學(xué)的內(nèi)容并進行創(chuàng)新教學(xué)。海南醫(yī)學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)科在實際教學(xué)過程中的科研創(chuàng)新教學(xué)主要通過科學(xué)研究穿插于理論教學(xué)、大學(xué)生創(chuàng)新實驗的大量開展和畢業(yè)論文/設(shè)計等過程來實現(xiàn)的。

2科學(xué)研究穿插于理論教學(xué)

環(huán)境化學(xué)從誕生之日起，就肩負了探討化學(xué)污染物的濃度水平、污染機制、遷移轉(zhuǎn)化、毒性效應(yīng)和控制技術(shù)等使命。而環(huán)境中污染物存在的種類多、濃度范圍廣、并以不同的價態(tài)、形態(tài)、異構(gòu)體、同族體甚至手性對應(yīng)體存在，它們在同一介質(zhì)或者不同介質(zhì)間吸附分配、沉積包埋、交換轉(zhuǎn)化、代謝降解或累積放大乃至發(fā)生全球性長距離遷移。介質(zhì)組成和微界面環(huán)境對污染物的毒性表達、遷移轉(zhuǎn)化與生物有效性具有重要影響。環(huán)境中通常存在多種化學(xué)物的復(fù)合污染，表現(xiàn)出低劑量效應(yīng)、復(fù)合生物及生態(tài)效應(yīng);化學(xué)污染物可通過食物鏈等途徑影響人類健康。因此，探討環(huán)境污染機制和解決全球環(huán)境問題特別需要環(huán)境化學(xué)發(fā)揮主體作用。環(huán)境化學(xué)不僅為環(huán)境污染物的識別提供定性、定量技術(shù)，而且從分子水平為掌握其遷移轉(zhuǎn)化行為、區(qū)域環(huán)境過程、生物生態(tài)效應(yīng)等提供重要的研究方法和手段，為環(huán)境污染控制與修復(fù)提供新思路、新技術(shù)和新材料。而對所有這些新的研究方法、思路和材料等的認識僅僅通過專業(yè)課程的學(xué)習(xí)是遠遠不夠的，因為課本上的知識側(cè)重于專業(yè)基礎(chǔ)講解，實際應(yīng)用比較少。例如，《環(huán)境監(jiān)測》課程里面涉及大量的水體、大氣和土壤等環(huán)境介質(zhì)中的污染物的檢測及監(jiān)測方法，但是多數(shù)方法側(cè)重于傳統(tǒng)的、經(jīng)典的測定方法，而一些新型的、快速的和簡單的方法在教材里面并未有設(shè)計，所以在這門課程的講授過程中需要適當?shù)卮┎逍滦偷臏y定方法的研究，來擴大學(xué)生的知識面，增加學(xué)生對環(huán)境監(jiān)測課程的理解及其發(fā)展方向的把握。海南醫(yī)學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)環(huán)境化學(xué)學(xué)科特別注重將環(huán)境科學(xué)新的研究方法及技術(shù)運用到教學(xué)過程中。除了上面提到的《環(huán)境監(jiān)測》課程，《環(huán)境科學(xué)進展專題》這門課程就是專門把環(huán)境科學(xué)專業(yè)發(fā)展的新方向、新領(lǐng)域及時地傳遞給學(xué)生。特別是增加了相關(guān)的中文及英文文獻的閱讀，采用老師查閱文獻和學(xué)生分組自行查閱文獻的形式，學(xué)生分組共同閱讀相關(guān)文獻后，組內(nèi)對文獻進行剖析并制作相關(guān)幻燈片進行隨堂匯報。很多同學(xué)反映通過這種方式不但調(diào)動了他們自主學(xué)習(xí)的積極性并增加了對之前所學(xué)專業(yè)知識的理解而且還了解了本專業(yè)的發(fā)展方向，為接下來的考研和畢業(yè)論文奠定了一定的基礎(chǔ)。

3大學(xué)生創(chuàng)新性計劃項目

大學(xué)生創(chuàng)新性計劃項目是以學(xué)生為主體，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生接觸科研及參與科研的一項實踐性教學(xué)方式。項目可以是學(xué)生自己設(shè)定課題，也可以是老師科研的子課題。近年來，海南醫(yī)學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)老師指導(dǎo)學(xué)生共獲得47項國家級、省級、校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目支持;指導(dǎo)學(xué)生參加挑戰(zhàn)杯競賽等，取得省級獎項7項;以學(xué)生為第一作者發(fā)表科研論文13篇，其中SCI論文1篇。通過大學(xué)生創(chuàng)新性計劃項目本專業(yè)逐步形成了學(xué)生科研能力培養(yǎng)的梯級機制，高年級學(xué)生逐漸成為老師科研的得力助手，同時還可以對低年級的學(xué)生進行科研輔導(dǎo)。學(xué)生科研創(chuàng)新能力的提高極大地促進了學(xué)生參與科研工作的熱情，也使得學(xué)生在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)過程中的積極性和自主性得到提高。

4畢業(yè)論文/設(shè)計

畢業(yè)論文/設(shè)計是本科專業(yè)學(xué)生對整個大學(xué)學(xué)習(xí)的回顧性認知過程。它是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，從學(xué)生對專業(yè)發(fā)展方向、專業(yè)目前研究的新領(lǐng)域、新方法和新技術(shù)等出發(fā)，對現(xiàn)有研究進行綜述，經(jīng)過嚴密的思考，設(shè)計出解決問題的方案，按照既定方案開展實驗論證，取得階段性結(jié)果，并通過答辯完成學(xué)習(xí)任務(wù)。畢業(yè)論文/設(shè)計是本科生在校期間創(chuàng)新性科研實踐的最重要環(huán)節(jié)，畢業(yè)論文體現(xiàn)了學(xué)生的科研水平，也反映了學(xué)校實踐教學(xué)的水平。海南醫(yī)學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)專任教師每個老師都有在研科研項目，包括國家級、省級和校級研究項目，這就為學(xué)生的本科畢業(yè)論文提供了有利的條件，可以做到每個學(xué)生一個獨立的課題。學(xué)生從大一就可以參與到老師的科研項目中，通過不斷地鍛煉，到大四畢業(yè)論文時就可以得心應(yīng)手地進行實驗，順利完成畢業(yè)論文。

5結(jié)語

科研創(chuàng)新教學(xué)在環(huán)境化學(xué)方向的教學(xué)過程中已經(jīng)顯得尤為重要，而且科研創(chuàng)新教學(xué)在教學(xué)過程中已經(jīng)取得了一定的成效。從長遠看，科研創(chuàng)新教學(xué)可以推廣到整個環(huán)境科學(xué)學(xué)科的教學(xué)過程中，為學(xué)生提供更好的科研平臺，更好地調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，更大地挖掘?qū)W生的潛能，讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過程中更多地參與到科學(xué)踐行中來，將理論與實踐完美地結(jié)合，達到相輔相成的作用。