崔春月

摘 要： 環(huán)境材料課程屬于多學科交叉的前沿研究領域，課程內容更新快，內容廣，對高校環(huán)境材料課程的設置和教學提出越來越高的要求。本文針對農業(yè)院校環(huán)境工程專業(yè)開設專業(yè)選修課“環(huán)境材料”進行了教學內容和教學方法的實踐與探索。

關鍵詞： 環(huán)境材料 環(huán)境工程 教學實踐

材料是人類社會進步和人民生活水平提高不可缺的物質基礎。生產材料是消耗資源與能源的大戶，也是造成環(huán)境污染的主要源頭，但是材料還是開發(fā)能源和治理環(huán)境污染的重要保障。

90年代初，人類認識到在生態(tài)環(huán)境保護的重要戰(zhàn)略意義和世界各國紛紛走可持續(xù)發(fā)展道路的背景下，國際材料界出現(xiàn)一個新的領域——環(huán)境材料。它是一個涉及材料科學、環(huán)境科學、管理學及經濟學等多學科的綜合與交叉的新領域。

農業(yè)院校環(huán)境工程專業(yè)開設環(huán)境材料課程可以使環(huán)境工程專業(yè)的學生畢業(yè)后，把可持續(xù)發(fā)展的思想運用于科研、生產，使各種環(huán)保產品的生產工藝流程更合理更趨于環(huán)保，對提高環(huán)保素質是一種有益嘗試。

近年來，有些高校為環(huán)境相關專業(yè)的本科生或研究生開設了環(huán)境材料課程，但作為一門新課程，知識信息量迅速增加，課程內容不斷得到拓展和更新，深化教學研究迫在眉睫。

為了促進農業(yè)院校環(huán)境工程專業(yè)開設環(huán)境材料的教學工作，筆者從農業(yè)環(huán)境工程專業(yè)的自身學科特點和人才培養(yǎng)目標，從教學內容、教學方式和課堂教學與自主學習的分配等方面進行了探討。

1.課程的定位和特點

目前，在國內清華大學、北京工業(yè)大學、蘭州大學等高校針對高年級大學生開設了環(huán)境材料課程，都取得了較好效果。我校作為一個地方性農業(yè)高校，為適應社會發(fā)展，以服務地方經濟為目標，2010年針對環(huán)境工程專業(yè)拓展課里增設了環(huán)境材料選修科。該課程密切聯(lián)系科研和生產實際，旨在使學生掌握主要環(huán)保材料的制備方法的基礎上，了解一些新型材料在環(huán)境中的應用潛力，了解產業(yè)化的環(huán)境材料產品商業(yè)化的狀態(tài)、程度和應用情況及經濟性，拓寬學生的知識面，提高其繼續(xù)深造和就業(yè)能力，同時提高他們的環(huán)保意識。

由于本課程涉及面廣，尤其涉及很多材料化學方面的知識，因此在講授過程中盡可能地使多學科相融合、貫通；同時，課堂教學采用啟發(fā)式或討論式的教學方法，理論結合實際，引導學生加深對所學知識的理解和應用，提高學生學習本課程的興趣和積極性。

2.教學的實踐與探索

2.1整合教學內容，凝練教學特色。

環(huán)境材料課程涉及領域非常廣泛，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。我校開設的環(huán)境材料作為一門專業(yè)選修課，設在第5學期，課時為32學時，因而結合農業(yè)院校特色，課程教學內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，并結合教學實踐，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、新能源材料進行講授。具體教學內容和學時分配如下表所示。

表 教學內容和學時分配

第一章凈化材料中主要講授目前環(huán)境領域的科研熱點和商業(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)測和污染治理領域有關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村固廢資源化有關的生物質能和21世紀最有潛力能源氫能。講授中重點放在這些新材料的組成、制備方法、環(huán)境中應用原理基礎上，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上確定授課內容，重新整合，用簡練、準確、通俗的語言把講授內容表達出來，使學生一聽就懂。

2.2結合科研和商業(yè)案例，提高學習興趣。

因為該課程中涉及內容較多，理論深，如果進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，且與他們關系不大，所以學生興趣不濃厚。教師對環(huán)境材料教學內容，一般由理論易到難，逐步深入，此外要考慮對學生學習興趣的一定的刺激程度，增強案例的趣味性。在本課程教學中，為了優(yōu)先吸引學生的注意力，每講一種新型材料時，講解材料的制備和應用遠離前，想辦法為學生創(chuàng)設新穎真實的科研和商業(yè)案例的情境，由此吸引學生的注意力，再由該情景過渡到課本核心部分——材料的組成、制備及應用原理。比如講光催化材料時，先采用生動的形象、真實的畫面展示“自潔玻璃”在浴室門窗、廚房門窗玻璃、汽車玻璃等應用；結合“非典”事件，展示TiO■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)光催化材料產品推向市場的現(xiàn)狀。講生物質能時，首先以動畫形式介紹農村新能源開發(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發(fā)電有限公司等。根據這些事實，先豐富學生的想象力，激發(fā)學生的興趣和求知欲，然后講解材料的制備和凈化原理，達到教學目的。

2.3教學過程中“以人為本”發(fā)揮學生的主體作用。

教學的實質是教和學有機結合、教師和學生的良性互動過程，在以往的教學中強調教師的主導性而把學生單純地視為教育對象，忽視學生主體地位，往往以教師為主導，無視學生的主觀能動性。在本課教學過程中，講授重點放在使學生掌握新材料的組成、制備方法、應用原理，理解相應內容的基礎上，把材料的實際應用現(xiàn)狀和趨勢采用討論和講座形式，發(fā)揮學生主體作用。具體實施方式如下：

2.3.1討論部分：講授一種材料后將所對應材料的應用現(xiàn)狀任務下達給部分學生，一般每種材料分給兩組，學生三名一組，針對每種材料學生根據興趣自愿報名，但保證每人都輪到一次。等學生根據數據庫、相關報道、匯總內容，在消化基礎上進行PPT匯報。匯報內容經班級交流，教師引導學生討論，對不足內容給予補充和修正，匯報成績由學生給定，作為平時成績。在匯報和討論中，學生非常積極，氣氛特別活躍。這樣就充分發(fā)揮了學生的主體性和創(chuàng)造性，幫助他們跳出被動灌輸的困境，成為學習的主人。

2.3.2講座部分：講座是大學中的一種重要學習途徑。在聽講座過程中，有助于學生在短時間內較全面地掌握科研動態(tài)、商業(yè)行情并開闊視野，還可以領略各行各業(yè)專家的口才藝術，學到課堂上學不到的知識，提高他們綜合素質的一種教學活動形式。本課中每章結束后通過課外時間，針對各種新型材料的應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢方面邀請周邊材料領域企業(yè)家和專家安排講座，講座過程中安排答疑，解決學生的疑問，提高學生的學習興趣。

2.4網絡環(huán)境下強化引入材料發(fā)展新信息，打破課堂教學的時空限制。

隨著科學技術的不斷發(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道，但課程的學時有限，案例教學往往難以讓學生在單位時間內獲得全面。為了充分利用業(yè)余時間，讓學生進一步拓寬學生的知識面，利用網絡環(huán)境，組建班級QQ群、微信群等，創(chuàng)造開放、民主、輕松活躍的學習環(huán)境。首先，教師可以利用學校的網絡數據庫資源作為課堂教學的輔助手段，提供最新科研成果的鏈接，也可以有目的地發(fā)布當今國內外環(huán)境功能材料研究中的一些最新研究成果或科教片。其次，給學生一定的認知時間，讓學生多角度、深層次地對研究成果進行剖析。最后，網上互動交流，學生與學生、教師與學生可以即時互動。通過不同觀點之間的碰撞、辯駁、補充，進一步提高對最新研究成果的認識。

3.結語

環(huán)境材料作為新世紀材料科學發(fā)展的方向，滲透于各門材料專業(yè)課的教學之中，尤其是對環(huán)境工程專業(yè)學生來說，是在以可持續(xù)發(fā)展的思想制備材料，應用材料，保護環(huán)境，提高環(huán)保素質教育方面作出的有益嘗試。經過三年來對農業(yè)院校環(huán)境工程專業(yè)學生開設環(huán)境材料課程的實踐，在教學內容及教學方法上結合專業(yè)特點，采用靈活多樣的教學方法，促使學生積極參與教學互動，提高教學質量，取得一定的教學效果。在以后的教學中應繼續(xù)就課程教學體系建設進行進一步的探討與實踐。

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