環(huán)境工程專業(yè)環(huán)境材料課程教學(xué)實(shí)踐

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1.教學(xué)的實(shí)踐與探索

1.1整合教學(xué)內(nèi)容，凝練教學(xué)特色

環(huán)境材料課程涉及領(lǐng)域非常廣泛，如能源材料、凈化材料、環(huán)境替代材料、功能高分子材料、智能材料及降解環(huán)境材料等。我校開設(shè)的環(huán)境材料作為一門專業(yè)選修課，設(shè)在第5學(xué)期，課時(shí)為32學(xué)時(shí)，因而結(jié)合農(nóng)業(yè)院校特色，課程教學(xué)內(nèi)容的精練和整合必不可少。通過對幾種環(huán)境材料教材的對比和篩選，并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，選用馮玉杰編著的《環(huán)境功能材料》作為參考，主要針對近年來適用于農(nóng)業(yè)地區(qū)的特殊條件的環(huán)境凈化材料、吸附分離材料、新能源材料進(jìn)行講授。具體教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配如下表所示。表教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配第一章凈化材料中主要講授目前環(huán)境領(lǐng)域的科研熱點(diǎn)和商業(yè)前景的材料電催化材料、光催化材料、濕式氧化材料、微波材料；第二章吸附分離材料中主要講授環(huán)境監(jiān)測和污染治理領(lǐng)域有關(guān)的離子交換分離材料，吸附樹脂分離材料，纖維吸附分離材料；第三章新能源材料中主要講授與農(nóng)村固廢資源化有關(guān)的生物質(zhì)能和21世紀(jì)最有潛力能源氫能。講授中重點(diǎn)放在這些新材料的組成、制備方法、環(huán)境中應(yīng)用原理基礎(chǔ)上，分析各種材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。講授過程中不必面面俱到，在深入鉆研教材的基礎(chǔ)上確定授課內(nèi)容，重新整合，用簡練、準(zhǔn)確、通俗的語言把講授內(nèi)容表達(dá)出來，使學(xué)生一聽就懂。

1.2結(jié)合科研和商業(yè)案例，提高學(xué)習(xí)興趣

因?yàn)樵撜n程中涉及內(nèi)容較多，理論深，如果進(jìn)行抽象的講解則對于環(huán)境工程專業(yè)本科生來說枯燥，難度大，且與他們關(guān)系不大，所以學(xué)生興趣不濃厚。教師對環(huán)境材料教學(xué)內(nèi)容，一般由理論易到難，逐步深入，此外要考慮對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一定的刺激程度，增強(qiáng)案例的趣味性。在本課程教學(xué)中，為了優(yōu)先吸引學(xué)生的注意力，每講一種新型材料時(shí)，講解材料的制備和應(yīng)用遠(yuǎn)離前，想辦法為學(xué)生創(chuàng)設(shè)新穎真實(shí)的科研和商業(yè)案例的情境，由此吸引學(xué)生的注意力，再由該情景過渡到課本核心部分———材料的組成、制備及應(yīng)用原理。比如講光催化材料時(shí)，先采用生動(dòng)的形象、真實(shí)的畫面展示“自潔玻璃”在浴室門窗、廚房門窗玻璃、汽車玻璃等應(yīng)用；結(jié)合“非典”事件，展示TiO2光催化劑，投入臺灣使用收效顯著案例。另外，介紹世界上發(fā)達(dá)國家知名公司，如英國PilkingtonActiv公司、日本TOTO公司、美國PPG公司、德國GEA公司等，研發(fā)光催化材料產(chǎn)品推向市場的現(xiàn)狀。講生物質(zhì)能時(shí)，首先以動(dòng)畫形式介紹農(nóng)村新能源開發(fā)典型案例，如浙江富春江環(huán)保熱電股份有限公司和山東京能生物質(zhì)發(fā)電有限公司等。根據(jù)這些事實(shí)，先豐富學(xué)生的想象力，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，然后講解材料的制備和凈化原理，達(dá)到教學(xué)目的.

1.3教學(xué)過程中“以人為本”發(fā)揮學(xué)生的主體作用

教學(xué)的實(shí)質(zhì)是教和學(xué)有機(jī)結(jié)合、教師和學(xué)生的良性互動(dòng)過程，在以往的教學(xué)中強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)性而把學(xué)生單純地視為教育對象，忽視學(xué)生主體地位，往往以教師為主導(dǎo)，無視學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在本課教學(xué)過程中，講授重點(diǎn)放在使學(xué)生掌握新材料的組成、制備方法、應(yīng)用原理，理解相應(yīng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，把材料的實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢采用討論和講座形式，發(fā)揮學(xué)生主體作用。具體實(shí)施方式如下：

1.3.1討論部分：講授一種材料后將所對應(yīng)材料的應(yīng)用現(xiàn)狀任務(wù)下達(dá)給部分學(xué)生，一般每種材料分給兩組，學(xué)生三名一組，針對每種材料學(xué)生根據(jù)興趣自愿報(bào)名，但保證每人都輪到一次。等學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)庫、相關(guān)報(bào)道、匯總內(nèi)容，在消化基礎(chǔ)上進(jìn)行PPT匯報(bào)。匯報(bào)內(nèi)容經(jīng)班級交流，教師引導(dǎo)學(xué)生討論，對不足內(nèi)容給予補(bǔ)充和修正，匯報(bào)成績由學(xué)生給定，作為平時(shí)成績。在匯報(bào)和討論中，學(xué)生非常積極，氣氛特別活躍。這樣就充分發(fā)揮了學(xué)生的主體性和創(chuàng)造性，幫助他們跳出被動(dòng)灌輸?shù)睦Ь?，成為學(xué)習(xí)的主人。

1.3.2講座部分：講座是大學(xué)中的一種重要學(xué)習(xí)途徑。在聽講座過程中，有助于學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)較全面地掌握科研動(dòng)態(tài)、商業(yè)行情并開闊視野，還可以領(lǐng)略各行各業(yè)專家的口才藝術(shù)，學(xué)到課堂上學(xué)不到的知識，提高他們綜合素質(zhì)的一種教學(xué)活動(dòng)形式。本課中每章結(jié)束后通過課外時(shí)間，針對各種新型材料的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢方面邀請周邊材料領(lǐng)域企業(yè)家和專家安排講座，講座過程中安排答疑，解決學(xué)生的疑問，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.4網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下強(qiáng)化引入材料發(fā)展新信息，打破課堂教學(xué)的時(shí)空限制

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新型環(huán)境材料不斷出現(xiàn)，不斷有新的研究成果被報(bào)道，但課程的學(xué)時(shí)有限，案例教學(xué)往往難以讓學(xué)生在單位時(shí)間內(nèi)獲得全面。為了充分利用業(yè)余時(shí)間，讓學(xué)生進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識面，利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，組建班級QQ群、微信群等，創(chuàng)造開放、民主、輕松活躍的學(xué)習(xí)環(huán)境。首先，教師可以利用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫資源作為課堂教學(xué)的輔助手段，提供最新科研成果的鏈接，也可以有目的地當(dāng)今國內(nèi)外環(huán)境功能材料研究中的一些最新研究成果或科教片。其次，給學(xué)生一定的認(rèn)知時(shí)間，讓學(xué)生多角度、深層次地對研究成果進(jìn)行剖析。最后，網(wǎng)上互動(dòng)交流，學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生可以即時(shí)互動(dòng)。通過不同觀點(diǎn)之間的碰撞、辯駁、補(bǔ)充，進(jìn)一步提高對最新研究成果的認(rèn)識。

2.結(jié)語

環(huán)境材料作為新世紀(jì)材料科學(xué)發(fā)展的方向，滲透于各門材料專業(yè)課的教學(xué)之中，尤其是對環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生來說，是在以可持續(xù)發(fā)展的思想制備材料，應(yīng)用材料，保護(hù)環(huán)境，提高環(huán)保素質(zhì)教育方面作出的有益嘗試。經(jīng)過三年來對農(nóng)業(yè)院校環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)環(huán)境材料課程的實(shí)踐，在教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法上結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，采用靈活多樣的教學(xué)方法，促使學(xué)生積極參與教學(xué)互動(dòng)，提高教學(xué)質(zhì)量，取得一定的教學(xué)效果。在以后的教學(xué)中應(yīng)繼續(xù)就課程教學(xué)體系建設(shè)進(jìn)行進(jìn)一步的探討與實(shí)踐.

作者：崔春月 單位：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)