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环境工程专业有机化学教学改革尝试
——以池州学院环境工程专业为例

2019-02-16龚淑芬

山东化工 2019年10期
关键词:学时环境工程研究者

龚淑芬,程 婷

(池州学院资源环境学院,安徽 池州 247000)

一直以来党中央和国务院高度重视生态环境保护工作。大力推进大气、水、土壤污染防治,加大生态环境保护力度,要求生态环境质量有所改善,践行绿色发展理念,实现绿水青山就是金山银山。环境工程、环境科学专业就是在这样的一个急需环境人才的背景下在各个高校中相继逐渐发展起来的。有机化学是化学与生命科学类、环境类、材料科学类等基础学科重要的基础课与必修课,长期以来在这些基础和专业学科的课程中有着重要的地位[1]。有机化学是研究有机化合物结构、有机化合物性质、相互转化与应用的一门科学,有机化合物可以看作是碳氢化合物及其衍生物,水、大气、土壤中均存在有机物污染,别是含氰、酚等有机物是急性有毒物质及致癌物质等进入水体对环境造成污染。人体接触后导致中毒(主要是神经中毒)、食物中毒等。有机物进入土壤被植物吸收后间接也会被人体吸收从而影响人类身体健康。作为一名从事环境方面、化工等工作的专业技术人员必须熟练掌握有机化学的基本知识点[2-3],然而有机化学知识点繁多,学校安排课时教少,同时环境工程专业对有机化学的要求和化学专业相差较大,学生的背景知识储备也不一致,学生学起来容易枯燥无味,很难把知识点清楚的掌握,因此针对环境工程专业的有机化学教学改革势在必行,怎样激发学生的自主学习兴趣,同时又能结合环境专业知识进行教学显得尤为重要。为后期专业课工业废水的治理等学习打下基础,结合实际,为解决环境污染问题提供基础知识储备,培养出社会需要的实际应用型人才。

1 本科环境工程专业有机化学教学过程的特点

1.1 课时太少

结合我省和我校对课时分配的要求,把创新创业学时纳入总学时的同时要求综合公共课英语、体育、高数、毛概等学时不可以变动,这样导致只能去压缩专业基础课和专业能力课程的学时,就我院环境工程专业来说,有机化学专业基础课时只有32个学时,且无实验学时,在32个学时内需要学习接近14章的内容,备课的老师会很吃力,也很难把知识点在有限的学时内很好的传授给学生,同时还无实验学时,学生无法理论与实际相结合,很难去理解所学的知识点。

1.2 课程内容繁琐

环境专业涉及到有机化学知识多,内容广,包含饱和烃、不饱和烃、芳烃、卤代烃、酚、醇、醛、醚、酮、含氮、羧酸、含硫、含磷有机化合物等,涉及知识点多且复杂,理论性强。教学内容也相对千篇一律、枯燥单一,学生被动听课,容易混淆,主观能动性被收到严重的抑制,独立思考能力受到限制,接受起来相对比较困难[4]。

1.3 学生专业背景差距大

化学专业学生除了上有机化学,还有基础有机化学,合成有机化学等各种有机化学课程,专业知识比较系统全面,学生能够系统的理解有机化学,环境专业有机化学方面就只开展了一门有机化学基础课程,学生不能够全方位的去理解有机化学,知识储备和接受能力要比化学、材料化学等专业学生弱。如果是化学专业老师教课的方式对于环境专业学生来说接受起来相对没有化学专业学生容易,但是如果是非化学专业老师教课对化学知识点的解释又没有化学专业老师专业。学生专业背景的差距也决定了学生对有机化学的接受程度不一样。

1.4 考核方式单调

目前就我院对有机化学的考核方式为考查,学生对有机化学的理解为一门选修课,不重视,认为可有可无,最后的试卷也不能全面的反应所学的知识点,而且化学专业的试卷对于环境专业的学生来说相对比较难。

池州学院资源环境学院环境工程专业是2016年新开的一个专业,因此对于有机化学在环境工程方面的教学这也在摸索探讨中,本文研究者鉴于在教学中的多次尝试,结合环境工程专业性质,优化课堂教学方式和教学内容,并增加课堂知识竞答等环节,针对环境专业有机化学的教学方式、教学内容等尝试教学改革。

2 教学过程中的改革尝试

2.1 教材选择的合理性

有机化学的教材较多,有的分上下版本,内容较多,目前还没有专门针对环境工程专业的有机化学教材,本研究者一开始选择的是有机化学第五版,发现内容非常多且深,老师备课非常吃力,学生学起来难,学生对着书本课后预习也看不懂,第二次选择了王萍的简明有机化学教材,书本对知识点的讲解教详细和易懂,学生课后可以预习和复习都完全没有问题,对于不同的专业教材的选择非常重要。

2.2 教学方式的转变

考虑到有机化学涉及的内容多,课程单调,本研究者在有机化学教学中结合网络教学平台,提前将上课的课件及知识点上传到网上,上传相关的视频到网络教学平台,学生只需要在手机上安装对应的APP,方便快捷,目前我校购买的网络教学平台是在线教育综合平台,对应的APP是优慕课V8,导入学生的学号,学生就可以看到这门学科的所有知识点和老师发布的任务、作业等,每次课堂安排一次手机在线测试,对刚才讲解的知识点进行简单的测试,测试完APP上可以立马给出分数和答案(均可设置),一方面加强学生上课听课的积极性,一方面利用手机工具进行学习,提高的学生自主学习的兴趣。本研究者对班级的学生进行分组,在学生注意力快要下降,一节课快要下课的时候分别让两组学生对所学的知识点进行竞答,例如:烷烃和环烷烃的熔沸点比较,甲苯的基本性质等,这样可以加强学生学习的兴趣同时可以让学生自主的学习有机化学。由于环境工程专业有机化学的学习是为了后面专业基础知识的学习做准备,如果是专业化学老师进行授课会比较偏纯理论的知识,原子轨道的形成、光谱分析、对映结构等对于环境专业的学生来说学起来吃力且枯燥无味,本研究者采用专业化学老师+环境专业老师相结合的方式,将有机化学基础知识和环境治理中的工艺相融合,提高了学生学习兴趣,取得了较好的效果。

2.3 教学内容与环境专业的结合教学

环境工程专业中对有机化学的要求多、全,但是和化学、化工、化材专业对有机化学的要求不一样,不能按有机化学常规的教学内容对环境工程专业学生进行教学,所学的内容应注重基本知识点、性能等的讲解,轻模型、轨道、光谱分析等的讲解,在每一个知识点的讲解中应结合环境专业知识进行讲解,例如在讲解烷烃可以引入近几年雾霾的频发除了由于汽车尾气燃烧煤等原因,挥发性有机物也是导致雾霾的元凶,挥发性VOCs的主要成分有烷烃类、卤代烃、多环芳烃等。而具致畸致癌性的多环芳烃是人体健康的重要杀手之一,进入水体对环境造成污染,挥发性有机物遇雨会进入土壤被植物吸收后间接被人体吸收从而影响人类身体健康,由此可以对烷烃的性质进行讲解,能发什么反应,怎么导致环境污染,怎么利用其性质去除彩印行业、印刷行业、家具行业、纺织品行业等工艺生产中产生的有机物污染,再比如硝酸苯这一章节,应结合硝酸苯的基本性质、危害、特点、加上怎么去除(硝基苯的化学性质)来讲解,由一个相关的环境污染案例引入硝酸苯的讲解,2005年11月中旬吉林中石化双苯厂发生特大爆炸事故导致大量苯及硝基苯泄入松花江,造成松花江水体严重污染,根据这一案例怎么发生的,对物理性质进行讲解,造成松花江污染后怎么处理,引入化学性质,在一个案例中对硝基苯进行讲解,这样结合了环境专业知识,也对有机化学的知识进行了讲解,学生学起来也是充满了兴致,本研究者发现采用此种方法容易引起学生的好奇心,同时对环境专业后续的学习也充满了兴趣。这对教课的老师提出了比较高的要求需要对有机化学有很好的掌握同时对环境专业知识储备要强,需要投入较多的精力。

2.4 学生学习方式的转变

注重实践是培养高素质人才的重要环节,只局限于理论知识的学习是无法真正培养出符合社会上对环境工程专业学生的基本要求,很难培养出既具有科研又有就业竞争力的合格人才[5]。池州学院每年都有国家级大学生创新创业训练计划、暑期实践、挑战杯等各种比赛,学生可以结合环境专业课程和有机化学课程内容申报比赛项目,例如室内空气中甲醛的去除研究等,同时本研究者也介绍本专业教师以及院系申报的相关科研项目,让学生课后组成团队研究,去讨论,并积极鼓励学生联系相关老师并参与到其中,学生报名的积极性均很高。教师也可以根据学生兴趣,选择部分有意向的学生参与到自己的科研项目中,不仅可以锻炼学生的理论与实践相结合的能力,还能培养学生的科研能力,分析和解决问题的能力以及勇于创新的精神[6]。

2.5 考核方式的思考与建议

环境专业对有机化学的要求主要是掌握有机物的基本性质、特点、在工作中遇到相关的环境污染问题,能根据其性质能提出解决的方案,而常规的考核方式就是学生的出勤以及教师课后布置的作业和最终的期末考试,现在网络发达而且作业大家之间会进行传阅,不能看出大家的真实水平和差别,期末考试的试题只能最终反映大家这一学期结束后对试卷上题目的掌握程度,不能在平时及时反映学生的学习情况,也不能反映学生对有机化学的性质特点掌握程度,本研究者增加了课堂上手机在线测试,及时了解学生对本节课知识的掌握程度,并增加了知识竞答环节,更加全面的了解学生对这门课知识点的掌握,及时的根据学生的学习情况调整上课的内容。本研究者还加入了班级同学分组进行PPT演示汇报对,分别选择一种有机污染物对其性质、特点、去除方式进行讲解,不仅提高学生的学习能力,对学生的演讲也是一种锻炼,同时可培养学生之间的团队协作能力,根据团队分工对其个人进行评分。

3 总结

以上的改革措施在池州学院环境工程专业有机化学教学中起到了较好的作用,提高了学生学习的兴趣,加强了学生对有机化学基本知识点的掌握能力,培养了学生善于理论联系实际、解决问题、团队协作能力,同时为后期专业课的学习打下了基础,后期专业课老师反映学生对工业废水、大气污染的治理易理解、易接收,提高了教学质量,本研究者希望可以努力为社会培养应用型专业人才。

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