(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,安徽 合肥230036)
環(huán)境毒理學(xué)(Environmental toxicology)是環(huán)境科學(xué)專業(yè)的一門主修基礎(chǔ)課程,在環(huán)境保護(hù)專業(yè)知識體系中起到了重要作用,是運(yùn)用化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)等學(xué)科的理論和方法研究空氣、水和土壤中各種環(huán)境因素,特別是化學(xué)污染物對生物有機(jī)體,尤其是對人體健康的影響及作用規(guī)律的一門新興交叉學(xué)科[1]。隨著近代工業(yè)的發(fā)展,環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,人類的生活居住環(huán)境日益遭到污染,人體健康受到危害。特別是環(huán)境污染物引起的公害事件的教訓(xùn),促使人們進(jìn)行深入的毒理學(xué)研究,以闡明環(huán)境中某種污染物或某幾種污染物對生物體的作用及其機(jī)理,成為環(huán)境科學(xué)中必不可少的重要組成部分[2]。因此,對環(huán)境毒理學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革以期提高環(huán)境毒理學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,為培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的專業(yè)人才提供重要的決策支持,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
環(huán)境毒理學(xué)是毒理學(xué)中發(fā)展最快的一門學(xué)科[3],該課程具有較強(qiáng)的理論性、實(shí)踐性與綜合性,涉及內(nèi)容廣泛,課程教材共有四個單元構(gòu)成,主要介紹環(huán)境毒理學(xué)基本原理、環(huán)境毒理學(xué)分支學(xué)科、環(huán)境毒理學(xué)應(yīng)用、環(huán)境毒理學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。隨著環(huán)境毒理學(xué)研究的深入,毒物種類不斷增加導(dǎo)致的復(fù)合污染環(huán)境效應(yīng)、毒物低水平長期暴露的環(huán)境效應(yīng)以及種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)水平上環(huán)境毒理學(xué)效應(yīng)受到了更多的重視和關(guān)注。另外生命科學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)和環(huán)境科學(xué)研究的不斷提高,新理論新方法不斷涌現(xiàn),例如化學(xué)物質(zhì)的超痕量分析、高通量篩選、定量構(gòu)效關(guān)系的預(yù)測分析的超常規(guī)發(fā)展,以及隨著細(xì)胞融合技術(shù)、基因重組技術(shù)等高新技術(shù)的迅速發(fā)展,現(xiàn)有很多教材未能反映本領(lǐng)域最新的研究進(jìn)展,已不能滿足環(huán)境科學(xué)發(fā)展的需要。因此,需要根據(jù)環(huán)境毒理學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài),結(jié)合教學(xué)時(shí)數(shù)的安排,對教材的科學(xué)體系進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整,及時(shí)補(bǔ)充和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。
環(huán)境毒理學(xué)課堂授課內(nèi)容重點(diǎn)應(yīng)為其基本概念、基礎(chǔ)理論和基本方法,主要內(nèi)容包括:1.環(huán)境污染物在環(huán)境介質(zhì)(土壤、大氣、水體)中的殘留、降解代謝、遷移轉(zhuǎn)化;2.環(huán)境污染物在人體內(nèi)的吸收、分布、轉(zhuǎn)化和排泄規(guī)律,及對人體的一般毒性作用與機(jī)理;3.環(huán)境污染物的毒性評價(jià)方法,如急性、亞急性和慢性毒性實(shí)驗(yàn),代謝、蓄積、繁殖實(shí)驗(yàn),遲發(fā)性毒性實(shí)驗(yàn)以及各項(xiàng)三致試驗(yàn),這些是學(xué)好后面各章的基礎(chǔ)。環(huán)境毒理學(xué)的分支學(xué)科可以對土壤環(huán)境毒理學(xué)、水環(huán)境毒理學(xué)和大氣環(huán)境毒理學(xué)進(jìn)行講授,其重點(diǎn)內(nèi)容應(yīng)為環(huán)境污染物在其他生物(包括動物、植物、微生物)中的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝轉(zhuǎn)化以及毒性作用的規(guī)律及其指示生物和預(yù)防措施。環(huán)境毒理學(xué)的應(yīng)用主要是講授環(huán)境中的主要污染物,可以結(jié)合典型的化學(xué)污染物對人體損害作用的早期診斷與預(yù)警理論、方法和措施作為主要內(nèi)容。該章節(jié)內(nèi)容可根據(jù)不同學(xué)校的環(huán)境類專業(yè)特點(diǎn)和任務(wù)選取當(dāng)?shù)刈钪匾畛R姷奈廴疚镏v授其毒性及其作用機(jī)制[4]。例如,南方地區(qū)高??梢砸匀毡旧裢ù饔虬l(fā)生的骨痛病為案例講授環(huán)境污染物鎘,以及近期國內(nèi)外的關(guān)于鎘污染修復(fù)與阻控。同時(shí)應(yīng)根據(jù)不同學(xué)校的專業(yè)特點(diǎn)而不同,如南京大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)可以依托“污染控制與資源化研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”重點(diǎn)講解水體污染控制理論與技術(shù)和環(huán)境修復(fù)與流域污染控制,而農(nóng)林類大學(xué)主要考慮將農(nóng)藥毒理學(xué)作為講授重點(diǎn)。
由于環(huán)境毒理學(xué)涉及生物學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科,如果在前期的基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)中若沒有獲得較為扎實(shí)的基礎(chǔ),就不能有效的將所學(xué)過的基礎(chǔ)學(xué)科知識集成運(yùn)用,深入理解環(huán)境毒理學(xué)這一交叉學(xué)科的各知識要點(diǎn),不能達(dá)到理想的教學(xué)效果[5]。因此,在講授環(huán)境毒理學(xué)時(shí)還要照顧基礎(chǔ)知識薄弱學(xué)生,例如有機(jī)污染生物轉(zhuǎn)化部分,教師可以把重點(diǎn)放在基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)上。
多媒體技術(shù)在教學(xué)上的應(yīng)用已經(jīng)在逐步替代板書形式教學(xué)成為主要教學(xué)模式,但目前大多數(shù)課件都在照搬書本的內(nèi)容,缺少理論與生活事件結(jié)合事例,顯得枯燥乏味,學(xué)生課堂上的積極性不高。因此,教師要豐富課件內(nèi)容,利用國內(nèi)外的熱點(diǎn)事件、經(jīng)典案例與學(xué)習(xí)知識點(diǎn)結(jié)合,增強(qiáng)對理論知識的印象,例如在講解土壤污染可以將日本20世紀(jì)50年代發(fā)生的“骨痛病事件”、水污染可借鑒在“水俁灣事件”和大氣污染對人體健康的影響時(shí),以及“倫敦?zé)熿F事件”,將引起事件發(fā)生的原因,過程以及影響簡略地介紹給學(xué)生,使學(xué)生加深對土壤、水污染和大氣污染的理解和記憶,可以使學(xué)生增加對學(xué)習(xí)這門課程的興趣,并更直觀地理解與掌握知識點(diǎn),提高課堂效率。通過采用實(shí)際案例將課程理論知識點(diǎn)系統(tǒng)化,讓枯燥的理論知識以鮮活的實(shí)例展現(xiàn)在學(xué)生的面前,激發(fā)學(xué)生興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。
打破以教師為主體“填鴨式”、“注入式”和“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學(xué)模式下的學(xué)時(shí)安排,由原來的教師講授一個重心向教師講授和學(xué)生參與這兩個重心發(fā)展。參與式教學(xué)法是指使教師的角色由講解者變?yōu)橹笇?dǎo)者、合作者,學(xué)生由接受者變?yōu)樘剿髡?、練?xí)者,角色變換使學(xué)生更樂于投入與參與[6]??梢詫h(huán)境污染相關(guān)的問題組織課堂論辯,例如根據(jù)農(nóng)藥的用途和對環(huán)境污染這一特點(diǎn),設(shè)計(jì)辯題為“化學(xué)農(nóng)藥的使用利大于弊”和“化學(xué)農(nóng)藥的使用弊大于利”正反兩方,每個人都可以表達(dá)自己的看法和理解。鼓勵學(xué)生自由闡述自己的觀點(diǎn),讓學(xué)生從被動式的教育模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃邮降乃伎?,通過辯論使大家對教材中的有關(guān)概念和知識有了進(jìn)一步的理解,提高課堂上的積極性,鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力。同時(shí)參與式教學(xué)法還可以更多地照顧到學(xué)生的個體差異,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
針對課堂參與式教學(xué)法的特點(diǎn),還可以結(jié)合《環(huán)境毒理學(xué)》教學(xué)內(nèi)容,可采用主題匯報(bào)的方式進(jìn)行,每隔5~8學(xué)時(shí)在課堂教學(xué)過程中安排討論一個比較重大的或有生產(chǎn)實(shí)際意義的問題,比如“土壤污染物的微生物修復(fù)”、“污水的化學(xué)處理及其應(yīng)用”、“藍(lán)藻污染的有效修復(fù)方式”、“大氣污染的防治措施”等問題,促使學(xué)生自主地、能動地、創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)和發(fā)展。激勵廣大同學(xué)主動查閱大量的文獻(xiàn)資料,并進(jìn)行整理歸類,提高學(xué)生口頭表達(dá)能力,鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力以及培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。
實(shí)踐教學(xué)對于培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力具有重要作用[7]。學(xué)習(xí)環(huán)境毒理學(xué)必須做到理論和實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,如果只是按照課本進(jìn)行理論知識點(diǎn)講授,很難讓學(xué)生們理解、掌握所學(xué)到的知識,面對現(xiàn)實(shí)存在的且層出不窮的環(huán)境問題也不能運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行解釋和解決,進(jìn)而失去學(xué)習(xí)這門課程的意義。
教學(xué)方式應(yīng)嘗試多樣化,如室內(nèi)一般試驗(yàn)、即實(shí)驗(yàn)開始前教師在黑板書寫,輔助多媒體展示,簡要講解實(shí)驗(yàn)原理和步驟,大約15分鐘,然后學(xué)生在教師指導(dǎo)下開展實(shí)驗(yàn),應(yīng)多進(jìn)行像廠區(qū)參觀學(xué)習(xí)與交流訪問、流行病學(xué)問卷調(diào)查、開展創(chuàng)新項(xiàng)目、參與教師課題等。同時(shí),可充分運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段,采用多媒體授課和實(shí)驗(yàn)室示范相結(jié)合的方式,特別是將實(shí)驗(yàn)操作制作成視頻錄像供學(xué)生自主學(xué)習(xí),教學(xué)效果良好[8]。還可建有仿真實(shí)驗(yàn)室等,拓寬學(xué)生的知識面及實(shí)驗(yàn)綜合素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作精神,促進(jìn)教師業(yè)務(wù)水平。
實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)盡量減少與其他如環(huán)境化學(xué)、環(huán)境生物學(xué)等課程實(shí)驗(yàn)的重復(fù)內(nèi)容,避免與理論教學(xué)脫節(jié)和錯位嚴(yán)重;盡管大部分高校開設(shè)環(huán)境毒理學(xué)課程多年,但由于經(jīng)費(fèi)、師資、實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)動物資源、課時(shí)等限制,以及因毒理實(shí)驗(yàn)的開展需要有跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的教師及相關(guān)儀器設(shè)備,導(dǎo)致很多高校未能有效開設(shè)其課程實(shí)驗(yàn)[9]。這些狀況明顯阻礙了學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性潛能開發(fā),不利于對學(xué)生的綜合能力的培養(yǎng)。環(huán)境毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)占整個課程教學(xué)課時(shí)提高到1/3以上,如以總課時(shí)32為例,實(shí)驗(yàn)至少占到9課時(shí)。如實(shí)驗(yàn)中可以結(jié)合教師的科研項(xiàng)目,設(shè)計(jì)1-2個自主性課題,讓學(xué)生自我完成,并形成毒理學(xué)報(bào)告。
課程考核是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié),對教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)信息和學(xué)風(fēng)產(chǎn)生直接影響。傳統(tǒng)的考核方法存在學(xué)生“考前突擊”、“一考定成績”等弊端,不能夠全面地反應(yīng)學(xué)生對該課程專業(yè)知識的掌握程度和運(yùn)用能力。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性,提高教學(xué)質(zhì)量,需要構(gòu)建一種良好的考核方式和方法,并將其逐步完善。對學(xué)生《環(huán)境毒理學(xué)》課程成績的評價(jià)做到總體考核,不完全依靠期終考試的卷面成績進(jìn)行評價(jià),最大限度考慮學(xué)生在平時(shí)諸多教學(xué)環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)與成績。建立日??记?、課前預(yù)習(xí)、課后作業(yè)、課堂探討提問、學(xué)生講課等方式加強(qiáng)對學(xué)生日常學(xué)習(xí)過程的考核[10]。對課程中實(shí)驗(yàn)教學(xué)可通過現(xiàn)場操作是實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行考核,促進(jìn)學(xué)生動手能力的提高。
編輯:董剛