杜琼 史静 商景阁 陈建秋

【摘要】为实现创新型人才培养目标，以江苏省十三五重点学科建设为契机，在“科研融入教学”驱动下，环境科学专业针对环境材料学课程特点及教学中存在的问题，将科研融入环境材料学教学内容，改革课堂教学模式和课程考核评价方式，积极引导和鼓励学生从事科研创新活动等。以教学为中心，以科研为基础，实现了科学研究和专业理论知识的有机结合，将科研融入环境材料学教学可成为提高教学质量的有效途径。

【关键词】环境材料学  科研成果  本科教学

【基金项目】本文系“中国药科大学校级教学改革研究课题（2019XJQN42）”的研究成果。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）05-0094-02

环境材料学是中国药科大学环境科学专业的一门专业必修课，是具有环境科学与材料科学特色的新兴交叉学科，是研究环境材料理论、材料与环境之间关系、提高资源利用率、减少环境污染的一门科学[1]。这种多元化交叉学科的特点对环境类专业学生的学习提出了较高要求，学生既要基础理论知识面广，又要创新能力强，这种交叉领域新型复合人才也是当代环境学专业人才培养的重要目标[2-3]。已有教学探索与实践表明，将科研融入教学，把科研的思维方式传授给学生，通过科研成果丰富教学内容，从而极大地激发学生的学习兴趣，提高课堂教学质量，推进学生创新能力的培养，这具有十分重要的意义[4-5]。作为高校教师，不仅要做好本科生的教学工作，同时也要兼顾科研工作，可以说，教学与科研是高校教师的两大核心任务，两者相辅相成，相互促进[6]。教师的责任不仅仅是传授知识，更应注重学生创新能力的培养。因此教师在开展科研工作，取得研究成果的同时，也要注重及时地把自己的研究成果、国内外研究的最新进展等融入教学，引进课堂，不断丰富、充实和提升教学资源，为培养高水平、创新型人才奠定坚实的基础。本文基于环境材料学教学中目前存在的主要问题，找到科研与教学的融合点，探索课堂教学模式和课程考核方式的改革，进而引导和鼓励学生从事科研创新活动，实现创新型人才的培养目标。

1.环境材料学教学中存在的主要问题

环境材料学是我校环境科学专业的一门专业必修课，主要涉及环境材料相关理论、环境材料关键技术、环境工程材料、环境友好材料等内容[1]，课程内容比较丰富。但是，该课程在教学过程中也存在如下一些问题：（1）环境材料学课程囊括的知识点较多，涉及的知识面较广，既包括环境科学的相关内容，也包括材料学相关的内容，专业课程体系出现部分教学内容重叠，这也正是由于环境材料学交叉学科特点导致。学生在学习过程中普遍感受到知识点多且杂，课本内容枯燥乏味，缺乏学习兴趣，导致学习效率低下。（2）材料科学迅猛发展，新材料、新技术不断出现，其发展速度远远超过教材内容的更新速度，如果教学内容仍然仅局限于课本知识，必将导致学生所学知识相对陈旧，影响学生的学习积极性，更不利于学生毕业后快速投身环保相关工作。（3）我校环境材料学课程一直采取期末闭卷考试的总结性评价模式，虽然该评价模式是检查学生学习效果比较客观、有效的形式，但也会存在比较明显的弊端，比如容易导致部分学生为了应付课程考试，出现考前突击、死记硬背的现象，虽然最终学生考试成绩尚可，但是实际上并没有真正地理解、掌握知识点，更不用說对学生创新能力的培养。

2.将科研融入环境材料学教学的探索与实践

基于以上总结的环境材料学教学中存在的主要问题，仔细研读教学大纲要求，寻找科研与教学融合的切入点，制定相应的教学探索与实践方案，包括课堂教学内容、教学形式、课程考核方式等，充分利用课堂，但又不局限于课堂，以课堂为中心进行辐射，满足学生的学习欲望、提高学生的学习兴趣，变被动学习为主动学习，在掌握课本知识的基础上进行适当的拓展，挖掘学生的创新潜力。

2.1课堂教学模式改革

2.1.1 将科研融入教学过程，丰富教学内容

授课教师本人目前的科研方向是环境功能材料的研制及其在“三废”治理应用方面的相关研究，在开展相关科研工作的同时，注重结合我们环境科学专业的相关课程，尤其是环境材料学课程，在课堂教学过程中实现教学、科研的有机结合、良性互动。当然并不是所有的科研成果都适合转化为教学内容，那么哪些科研成果适合转化？又如何转化？这都是比较关键的问题[7-8]。在环境材料学理论教学中，我们根据课程教学大纲要求，合理调整教学内容，尤其是课程体系出现教学内容重叠的部分应注意调整弱化，将科研成果与对应的教学知识点相结合，提出教学内容修订的具体方案。例如环境材料学第八章环境治理材料，对该章涉及到环境新材料的开发应用以及材料的结构性能方面的内容，我们结合已经取得的科研成果进行了细致的研讨，确定了部分科研成果在课堂教学过程中可以进行针对性地融入，开拓学生的科研思维能力，提高学生的学习兴趣。具体实施如下：环境材料学第八章环境治理材料第二节水污染治理材料，在介绍常见的污水处理工艺及环境材料在这些处理工艺中所起到的作用等基础知识之后，就可以引入相关科研工作的研究过程及成果，如环境新材料的研制方法、材料的结构表征、构效关系及其应用性能等。这样既避免了重复讲授课程体系中重叠的部分内容，同时还可以通过科研融入将专业理论知识与实际应用相结合，让学生深刻理解材料相关知识点的来龙去脉，并以此为契机鼓励学生进入实验室进一步深入学习，激发学生的学习兴趣，提高学生对专业知识的求知欲，让学生直接了解身边的科学成果和科学研究过程，增加更多的感性认识，从而化解了教学难点，显著提高了教学质量，增强了学生的创新意识。环境材料学课程与授课教师研究领域相近，课程经过多轮授课实践的反复修改，教学内容将会越来越丰富，极大地拓展了学生的视野，并提高了学生的学习积极性。

2.1.2 综合运用网络媒介，丰富教学形式

为了避免传统教学形式单一，提高学生的学习兴趣，课堂教学综合运用多种教学方式，如运用研讨式教学开展专题讨论、讲解环境材料应用的典型案例等。环境材料学是我校环境科学专业三年级开设的一门专业必修课。大学三年级是学生学习专业课相对集中的一年，专业课学习起到承上启下的作用，既涉及到前两年的专业基础知识，也关系到大四的实习和毕业设计。根据大三学生的知识层次和专业特色，在课堂上抽取一定课时，依据相关课程内容提供科研成果案例，安排学生课下分组进行文献查阅与整理，并进行课堂汇报和小组讨论，这样不仅能够锻炼学生文献检索、资料搜集整理、语言表达等方面能力，同时能够增强学生的团队意识，深化对已学知识的理解。

环境材料学作为跨环境和材料两大领域的一门新兴交叉学科，覆盖知识面较广，有限的课堂授课学时无法满足学生既要学好基础知识又要进行科研拓展的诉求。为此，我们充分利用各种网络平台作为对传统教学方法的补充，如利用校内eClass平台发布微课视频，MOOC资源，建立课程微信群、QQ群等，在上课之余不定期以文献资料或者公众号分享的形式给学生推送相关的科研最新进展和重要成果，包括本专业教师自己发表的学术论文，帮助学生开拓视野的同时，也能帮助学生了解本专业教师的科研兴趣、科研方向，为后期毕业设计选题甚至是以后报考研究生做好充分准备，同时还能让学生更好地体验环境材料在实际问题上的应用。此外，授课教师还采用网络在线形式对学生进行答疑解惑以及课外知识的科普，使得学生在预习或复习时能够对知识点及时地理解和掌握，并能够做到举一反三、融会贯通，学生可以具有较好的知识连续性、系统性。

2.2课程考核方式改革

我校环境材料学课程自开课以来一直采取期末闭卷考试的总结性评价模式，这种评价模式容易导致部分学生为了应付考试，出现考前突击、死记硬背的现象，学生并没有真正地理解、掌握知识点，更谈不上创新能力的培养。因此，我们可以改变这种只关注结果的单一考核形式，注重过程性考核，使学生掌握正确的学习方式，树立正确的学习动机。比如对课程中的基本理论、概念、不同环境材料的特点、作用等理论知识，可以采用课堂练习、章节测验、期中考试和期末考试相结合方式考查学生掌握程度，以促使学生更好地掌握基础知识。以过程性评价方式考查学生自主学习能力，比如全班学生以小组为单位对环境材料研究和应用中存在的问题或是参加教师科研项目过程中遇到的问题进行文献调研、资料搜集整理并制作PPT，在课堂上汇报并展开讨论，可以结合学生自评、他评、互评，给予最终评价，激发学生深入学习的积极性和主动性。

2.3积极引导和鼓励学生从事科研创新活动

尽管环境材料学也有配套的实验课程，但本科教学实验主要以验证理论、掌握基本实验技能为主，而培养学生创新能力的实验较少。因此，我们可以及时将本专业教师自己的国家级科研项目、省级课题、校级课题等设计为适合本科生的开放性实验项目、大学生创新性实验项目、“互联网+”项目和毕业论文选题等，积极引导和鼓励各年级的学生分阶段、逐步地参加相应的科研创新活动。具体实施如下：鼓励大学一年级学生利用课余时间加入教师科研实验室，不需要花费过多的时间开展科研实验，目的是让学生熟悉本专业教师的科研项目，做老师的科研助手，增加科研意识，锻炼基本的实验技能，从而激发科研兴趣;鼓励大二和大三学生通过申请教师的大学生创新性实验项目、“互联网+”项目等加入到科研实验室，开展相关的科研实验工作。通过前期的文献调研、资料整理、师生共同讨论拟定实验方案，开展实验工作过程中，在遇到具體的科研问题时，鼓励学生提出自己的解决方案，最终在教师指导下完成实验内容。项目结束后，要求学生对实验结果进行分析整理，提交项目总结报告，鼓励学生完成论文撰写并发表学术论文等。通过这样的全过程训练，可以帮助学生树立科研意识、锻炼科研思维、提高实践能力以及分析问题和解决问题的能力，同时培养学生团队协作意识和科研创新能力。毕业论文是毕业生总结性的独立作业，应结合教师科研项目设定毕业论文选题。大四学生经过前期一定的科研训练，能够较好地完成科研实验内容，进而其科研能力、知识的综合运用能力和创新能力都能得到进一步提升。

3.结语

科研融入教学的形式和途径多种多样，以教学为中心，以科研为基础，授课教师如何结合实际情况从科研（包括科研思维、科研方法、科研过程和成果）中提炼优质资源融入环境材料学课程是关键问题所在，这也是科研融入教学探索过程中最具有开发潜力的部分，因此，需要授课教师在教学过程中不断地积累经验，更好地使科学研究和专业理论知识有机结合，激发学生的学习兴趣、提高课堂教学质量，实现创新型人才的培养。作为教师而言，将科研成果融入教学，也是一个与学生充分交流、互动的过程，不仅可以丰富课堂教学，同时可以使学生近距离感受所学专业的前沿进展和学科魅力，并且教师可以结合自身的科研特点设计课程体系与课程内容，形成自己的教学特色，从而实现教学和科研结合共赢的收获。

参考文献：

[1]翁端，冉锐，王蕾.环境材料学.第2版[M].清华大学出版社，2011.

[2]陈建秋，沈卫阳，陈家全，等.药学类高校开设环境相关专业的意义和必要性[J].市场周刊， 2009（12）：123-124.

[3]史静，陈建秋，杜琼，等. 环境与制药工程学科交叉领域人才培养的思考与实践[J].课程教育研究，2017（5）：232-233.

[4]舒龙龙，周耐根，王雨，等.材料类专业中科研融入教学法的应用探索[J].教育教学论坛，2019（2）：189-191.

[5]贝毅桦.“科研成果融入教学”创新人才培养模式的探究与实践[J].科技创新导报， 2017（22）：211-214.

[6]陈祥军.高校教师科研成果融入本科教学的方法探索[J].教育教学论坛， 2019（50）：195-196.

[7]陈利安，贾丽，刘彬，等.科研成果融入油料保管专业教学的探索与实践[J].广东化工，2019，46（23）：142-143

[8]周智华，李国斌，唐安平，等.高校教师科研成果转化为本科教学资源的形式[J].当代教育理论与实践，2017，9（1）：65-67.