科研助推環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)的實(shí)踐探索

科研助推環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)的理論探究〔〕:

摘要：高校的任務(wù)是培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)開(kāi)展需求的創(chuàng)新性應(yīng)用型人才，而人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升，需要科研與教學(xué)的交融。本文以應(yīng)用化學(xué)專業(yè)環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)為例，討論了科研與教學(xué)結(jié)合的重要性。一方面，科學(xué)研究成果走入課堂，可以更新優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)步學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維方式的培養(yǎng)；另一方面，積極倡導(dǎo)學(xué)生參與科研工程或社會(huì)理論，可以加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的應(yīng)用才能。

關(guān)鍵詞：環(huán)境化學(xué)；教學(xué)；科研

本文引用格式：密叢叢，等.科研助推環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)的理論探究[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(78):33-34.

一引言

應(yīng)用化學(xué)是一個(gè)理論性很強(qiáng)的專業(yè)，不僅要求學(xué)生能系統(tǒng)地掌握專業(yè)根底理論知識(shí)，更重要的是需要培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的創(chuàng)新思維和理論才能。環(huán)境化學(xué)是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的一門(mén)重要的專業(yè)選修課程，該課程的目的是要求學(xué)生在掌握化學(xué)根本理論和根本知識(shí)的根底上，理解環(huán)境的化學(xué)演變及物質(zhì)循環(huán)，掌握污染物特別是那些對(duì)人類生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)影響的化學(xué)物質(zhì)在自然環(huán)境中進(jìn)展轉(zhuǎn)化的規(guī)律，掌握污染物對(duì)環(huán)境各圈層的危害及所產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)各專業(yè)根底知識(shí)應(yīng)用于解決系統(tǒng)性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)的環(huán)境問(wèn)題上來(lái)。這就要求學(xué)生不僅要能掌握環(huán)境化學(xué)相關(guān)的根本概念和根底理論，同時(shí)還要具備將根底理論知識(shí)與環(huán)境化學(xué)的前沿研究相結(jié)合的創(chuàng)新思維方式，具備分析、處理實(shí)際宏觀環(huán)境問(wèn)題的才能【1】。

教學(xué)和科研作為高校的兩大職能，二者是相輔相成的，教學(xué)可以促進(jìn)科研開(kāi)展，科研可以提升教學(xué)質(zhì)量。著名科學(xué)家錢偉長(zhǎng)曾指出，"教學(xué)沒(méi)有科研做底蘊(yùn)，就是一種沒(méi)有觀點(diǎn)的教育";。學(xué)科的開(kāi)展日新月異，作為教師除了要認(rèn)真教授根底理論知識(shí)，還應(yīng)該嚴(yán)密跟蹤最新的科學(xué)研究成果，并將其作為課堂教學(xué)的"源頭活水";，充實(shí)更新課堂內(nèi)容，這不僅可以進(jìn)步學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣，還可以為學(xué)生架起理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用之間的橋梁，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維方式與知識(shí)應(yīng)用才能【2】?？蒲信c教學(xué)的結(jié)合在環(huán)境化學(xué)的教學(xué)過(guò)程中尤為重要，環(huán)境化學(xué)是一門(mén)從生活理論中提煉出來(lái)的課程，需要在學(xué)習(xí)的過(guò)程中盡量將理論知識(shí)與實(shí)際環(huán)境問(wèn)題聯(lián)絡(luò)起來(lái)，并增加學(xué)生參與科學(xué)研究或理論的時(shí)機(jī)，才可以有效培養(yǎng)學(xué)生分析和處理環(huán)境問(wèn)題的才能。本文從環(huán)境化學(xué)的課堂教學(xué)理論著手，討論了將科研與教學(xué)結(jié)合的幾種方式，強(qiáng)調(diào)了科研在教學(xué)工作中的重要性。

二科研與教學(xué)結(jié)合的意義

〔一〕科研能豐富教學(xué)內(nèi)容，增加學(xué)習(xí)興趣

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的環(huán)境化學(xué)課程選用戴樹(shù)桂先生主編的?環(huán)境化學(xué)?為教材，內(nèi)容主要包括大氣環(huán)境化學(xué)、水環(huán)境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)、典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)和受污染環(huán)境的修復(fù)等。在課堂講授的過(guò)程中，可以采用案例式教學(xué)法，將科研中的前沿成果補(bǔ)充到教案中，這樣不僅可以加深學(xué)生對(duì)根底知識(shí)的理解，還可以做到與時(shí)俱進(jìn)，使教學(xué)內(nèi)容跟得上科技開(kāi)展的步伐，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量【3】。

例如，在第二章大氣環(huán)境化學(xué)中，講授溫室效應(yīng)時(shí)，除了要將溫室效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理、溫室氣體的種類等講解明晰，針對(duì)溫室氣體的控制這一問(wèn)題，可以引入中科院低碳轉(zhuǎn)化科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)表在?自然-化學(xué)?雜志上的研究成果。CO2是最主要的溫室氣體，同時(shí)也是自然界中大量存在的一種碳資源，假設(shè)能將CO2轉(zhuǎn)化為有用的化學(xué)品或燃料，既可以解決大氣中CO2濃度增加所導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)也可防止人們對(duì)化石燃料的過(guò)度依賴。1994年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主、有機(jī)化學(xué)家GeorgeAndrewOlah教授提出了"人工碳循環(huán)";的概念，但由于二氧化碳分子的惰性，以往文獻(xiàn)報(bào)道中往往需要通過(guò)多個(gè)步驟、利用多個(gè)催化劑，才能實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到汽油的轉(zhuǎn)變。上海高研院的孫予罕團(tuán)隊(duì)采用氧化銦/分子篩雙功能催化劑，創(chuàng)造性地將CO2一步轉(zhuǎn)化得到液體燃料，并且通過(guò)調(diào)控催化劑體系分子篩的孔徑，還可以選擇性地將CO2直接轉(zhuǎn)化為液化石油氣甚至柴油【4】。

在講授第三章水環(huán)境化學(xué)時(shí)，引入了武漢大學(xué)袁荃團(tuán)隊(duì)和加利福尼亞大學(xué)段鑲鋒團(tuán)隊(duì)合作發(fā)表在?科學(xué)?雜志上的納米孔過(guò)濾薄膜領(lǐng)域的研究成果。該研究首次報(bào)道制備了一種機(jī)械性能優(yōu)異的大面積石墨烯納米篩/碳納米管復(fù)合薄膜材料，該材料孔徑尺寸約為0.6nm，可實(shí)現(xiàn)水分子與鹽離子和有機(jī)污染物的高效別離，推動(dòng)了二維材料在實(shí)際別離應(yīng)用中的開(kāi)展【5】。當(dāng)然，在課程的講授過(guò)程中也需要插入先進(jìn)的測(cè)定方法，既可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，也可以將學(xué)生學(xué)習(xí)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、儀器分析實(shí)驗(yàn)等課程內(nèi)容聯(lián)絡(luò)起來(lái)，加深學(xué)生對(duì)課程體系的理解與掌握，進(jìn)一步進(jìn)步學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用才能。

〔二〕科研能開(kāi)闊學(xué)生視野，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

教學(xué)不僅是對(duì)知識(shí)的傳授，重點(diǎn)在于還要盡量做到"授之以漁";，而學(xué)生創(chuàng)新思維和才能的培養(yǎng)，更需要對(duì)前沿成果的追蹤。通過(guò)采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法，以分組合作的方式，由學(xué)生根據(jù)授課內(nèi)容選擇感興趣的主題，通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)等學(xué)術(shù)網(wǎng)站查閱下載中文甚至是英文文獻(xiàn)資料，在組內(nèi)成員共同閱讀文獻(xiàn)，對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)展分析后，制作成PPT課件，在課上向教師和同學(xué)進(jìn)展講解。通過(guò)此種方式，使學(xué)生成為課堂的主角，可以進(jìn)步學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與注意力，也能加深學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解，從而提升教學(xué)質(zhì)量。另外，正如牛頓所說(shuō)："假設(shè)說(shuō)我比別人看得更遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诹司奕说募缟稀?;通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的解讀，使學(xué)生理解該領(lǐng)域的研究歷史和進(jìn)展，可以幫助學(xué)生開(kāi)闊視野，拓寬思路。同時(shí)，利用文獻(xiàn)啟發(fā)學(xué)生考慮，學(xué)習(xí)其中的研究思路，也可為接下來(lái)的考研和畢業(yè)論文奠定一定的根底。

〔三〕科研能加強(qiáng)知識(shí)運(yùn)用，進(jìn)步理論才能

理論是對(duì)理論教學(xué)的補(bǔ)充，是培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)應(yīng)用才能的重要途徑。要想真正做到學(xué)以致用，教師除了講授根底知識(shí)，更要注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新才能和理論才能的培養(yǎng)【6】。除了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練工程和社會(huì)理論可作為課程教學(xué)的第二課堂。通過(guò)積極倡導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新理論活動(dòng)，可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式，考察學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的才能，幫助其發(fā)現(xiàn)存在的缺乏，及時(shí)進(jìn)展補(bǔ)漏。近年來(lái)，本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的各位教師在做好課堂教學(xué)工作的同時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生獲得多項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練工程，并利用暑期時(shí)間帶著學(xué)生參加社會(huì)理論活動(dòng)。由學(xué)生確定課題，完成相應(yīng)的研究工作并作為第一作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文。理論教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展，將課堂教學(xué)與實(shí)際生活聯(lián)絡(luò)起來(lái)，培養(yǎng)了學(xué)生從日常生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的才能，促進(jìn)了學(xué)生科研創(chuàng)新才能的進(jìn)步，也激發(fā)了學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

三結(jié)論

根據(jù)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)目的，環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)不僅要求學(xué)生掌握根底理論知識(shí)，還要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維方式和創(chuàng)新才能，進(jìn)步學(xué)生理論才能。通過(guò)教學(xué)與科研的多方位結(jié)合，使學(xué)生深化體會(huì)到學(xué)好環(huán)境化學(xué)知識(shí)的意義和重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望，增強(qiáng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的責(zé)任感，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新才能的應(yīng)用型專業(yè)人才打下根底。

參考文獻(xiàn)

【1】孫榮國(guó).應(yīng)用化學(xué)專業(yè)?環(huán)境化學(xué)?課程教學(xué)改革探究[J].廣州化工,2022,44(12):202-203.

【2】余志紅.教學(xué)與科研結(jié)合的力學(xué)課程的設(shè)計(jì)探究[J].科技視界,2022,6,171-172.

【3】劉夢(mèng)竹,王永鵬,王鑫,等.從提升應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量談科研對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào),2022,36(4):181-183.

【4】GaoP.,LiS.G.,BuX.N.,etal.DirectconversionofCO2intoliquidfuelswithhighselectivityoverabifunctionalcatalyst[J].NatureChemistry,2022,9:1019-1024.

【5】YangY.B.,YangX.D.,LiangL.,etal.Largeareagraphene-nanomesh/carbon-nanotubehybridmembranesforionicandmolecularnanofiltration[J].Science,2022,364(6445):1057-1062.

【6】劉葵