“環(huán)境材料學”自學討論教學法實踐

第第頁“環(huán)境材料學”自學討論教學法實踐摘要：福建農(nóng)林大學材料工程學院在“環(huán)境材料學”課程引入自學討論教學模式，針對“環(huán)境材料學”課程的特點，注重能力開發(fā)式教育方法。在教學實踐過程中，對充分發(fā)揮教學中學生的主體地位和教師的主導作用提出具體的方案和措施。

關鍵詞：教學方法；自學討論；環(huán)境材料學

作者簡介：劉景宏（1972-），男，福建閩清人，福建農(nóng)林大學材料工程學院，副教授。（福建福州350002）

基金項目：本文系福建農(nóng)林大學高等教育教學改革立項項目（項目編號：011933）的研究成果。

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）10-0102-01

在當今“知識爆炸”的時代，新舊知識更替速度極快，學生在校期間所學知識往往不能滿足社會所需，為保證今后職業(yè)生涯具備不斷發(fā)展的潛力，在大學學習階段不僅要掌握扎實的專業(yè)基礎理論，更重要的是培養(yǎng)自學能力和創(chuàng)新思維能力。

因此，福建農(nóng)林大學材料科學與工程專業(yè)教學計劃將“環(huán)境材料學”設置為自學討論課，安排在大四上學期。課程教學重心從知識儲備式逐步轉向能力開發(fā)式，注重培養(yǎng)學生的文獻信息檢索能力，對專業(yè)資料的分析理解，并進而揚棄吸納的能力。

一、“環(huán)境材料學”課程的特點

環(huán)境材料學是跨材料和環(huán)境兩大領域的一門新興的交叉學科，包括物理、化學、生物、醫(yī)藥等學科的綜合知識，涉及農(nóng)業(yè)、生物和幾乎所有主要工業(yè)，如鋼鐵、非金屬、石油化工、礦產(chǎn)和建筑等。課程的性質和任務是將環(huán)境意識引入材料科學與工程，賦予傳統(tǒng)結構材料、功能材料以特別優(yōu)異的環(huán)境協(xié)調性，倡導材料工作者在環(huán)境意識指導下，或開發(fā)新型材料，或改進、改造傳統(tǒng)材料。[1]

因此，在內容安排上突出材料科學的基礎理論，更加強調材料與環(huán)境的協(xié)調性，同時盡量結合我國目前材料生產(chǎn)、環(huán)境狀況和材料科學的研究狀況，幫助學生掌握材料與環(huán)境關系、材料的環(huán)境性能評價和環(huán)境性能數(shù)據(jù)庫、材料的生態(tài)設計、降低材料環(huán)境負擔性的工藝和技術、開發(fā)與環(huán)境相容的新材料和綠色產(chǎn)品、發(fā)展環(huán)境降解新材料以及治理環(huán)境的高效工程材料等知識。

由于課程涉及知識面廣，傳統(tǒng)教學方式在短短30學時的教學計劃中，各知識點難以深入展開，而采用自學討論方式，學生可充分利用課余時間，以教材為基礎，在教師指導下廣泛檢索文獻資料，組織討論講稿，充分調動學生自學的主觀能動性。

二、實施自學討論式教學的意義

以學生為主體、以教師為主導是討論式教學法的教育思想，營造了教師引導、學生參與、師生平等、學術民主的教學環(huán)境，克服了滿堂灌填鴨式教學的單調且壓抑自主創(chuàng)新思維的弊端。[2]

1.有利于提高學生的綜合素質

討論式教學有利于提高學生的自學能力。討論準備階段促使學生主動學習，利用圖書館文獻、電子期刊數(shù)據(jù)庫和互聯(lián)網(wǎng)等檢索所需資料，將基礎知識與科研前沿成果結合，圍繞討論選題精煉為發(fā)言稿。

有利于提高學生的邏輯思維和表達能力。討論階段為在限定的發(fā)言時間內清晰表達觀點，促使學生運用比較、分析、綜合、歸納、演繹等方法，鍛煉了形成概念、判斷、推理的能力。

2.有利于提高教師自身的水平

討論式教學要求教師善于營造討論氣氛而不冷場，對課堂有很好的主導和把握能力，不僅要求知識面廣，備課充分，還要很好地掌握教育心理學，充分調動學生發(fā)言積極性。在討論中教師要能敏銳地發(fā)現(xiàn)學生在知識掌握上的疑點、難點、熱點，從而能夠有針對性地點評、講解和總結。因此，討論式教學對教師的知識更新、業(yè)務素質提出了更高地要求。

三、自學討論教學法設計探索

1.討論題目的選取

自學討論課能否取得良好的教學效果，與討論題目的選取有密切關系。選題應緊扣教學大綱各章節(jié)的教學重點，內容兼顧成熟的基礎理論和近年的學術研究熱點兩方面。討論題目與教學進度表在學期初就下發(fā)給學生，以使學生能夠按時自主安排自學過程，收集資料并歸納整理，將自學過程中的心得、疑難記錄下來以備討論交流。

在編制《環(huán)境材料學》教案中，擬定各章節(jié)討論題目如下：

（1）論環(huán)境材料與可持續(xù)發(fā)展。從可持續(xù)發(fā)展的角度，分析材料科學的發(fā)展歷程，材料工業(yè)與生態(tài)環(huán)境的關系，研究環(huán)境材料的意義，并指出環(huán)境材料的未來發(fā)展趨勢。

（2）環(huán)境影響要素因子的數(shù)字表征。試對表征材料環(huán)境負荷和環(huán)境影響要素的方法加以分析，并嘗試提出一種可以表征材料環(huán)境性能的無量綱化指標。

（3）煤的應用與中國的材料生產(chǎn)。分析中國的能源結構；從能源利用與材料生產(chǎn)的關系論述材料生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響，并提出改進材料生產(chǎn)技術的關鍵問題。

（4）論某種材料或產(chǎn)品的循環(huán)使用的意義。分析某一種材料或產(chǎn)品的生產(chǎn)、應用，循環(huán)再生現(xiàn)狀，再生利用對減少環(huán)境負荷的意義；再循環(huán)利用的政策建議。

（5）企業(yè)的資源再利用調查。調查論述一個企業(yè)的生產(chǎn)過程，分析其固體廢棄物再循環(huán)利用的現(xiàn)狀和可能的改善措施，再利用對生產(chǎn)成本和環(huán)境的影響分析。

（6）為什么木材可劃入環(huán)境材料范疇。用LCA方法分析木材生產(chǎn)、使用的生命過程；這一過程對環(huán)境的影響，并提出如何減少其加工和使用過程中的環(huán)境負荷。

（7）材料對環(huán)境的影響與環(huán)境材料分類。具體分析你認為應屬于環(huán)境材料范疇的材料，對其來源、加工、使用、廢棄處理等環(huán)節(jié)的環(huán)境影響進行分析。

2.教學過程的組織實施

教學過程中將全班分為10個學習小組，強調在自學討論學習過程中的分工協(xié)作精神。

為逐步調動學生參與討論的積極性，將課堂講授模式與討論教學模式相結合，根據(jù)“環(huán)境材料學”課程內容是由基礎理論研究、評價方法研究和應用研究三大部分組成的特點，采用循序漸進原則加大討論課時的比重。[3]

“基礎理論研究”部分偏重于課堂講授，預留一定時間由教師提出問題或鼓勵學生提出聽課過程中的疑問，并引導學生參與討論。

“評價研究”部分課堂講授與討論課時相同，將學生比較容易理解的教學內容作為討論部分，安排各學習小組代表發(fā)言，并針對學生提問進行答辯，最后教師總結。

“應用研究”部分完全采用自學討論教學模式，組織學生對重點、難點問題或有意義的論題進行討論，引導學生吃透所學知識并進行創(chuàng)新。

例如有一個討論的主題是“聚乙烯（PE）購物袋與紙購物袋的環(huán)境負荷評價”。引導學生通過事先廣泛的社會調查和資料檢索，采集必要的數(shù)據(jù)，具體應用生命周期評價法（LCA）進行分析，把學生組織成正反兩方進行辯論。

在考慮對環(huán)境的負荷時，會得到一些出乎意料的結果。在商店購物時，給顧客的聚乙烯（PE）購物袋比紙購物袋更利于保護環(huán)境。這似乎同人們的想象大相徑庭。在人們的意識中，聚乙烯購物袋用過扔掉后，不能在自然中風化降解，常常隨風飄揚，破壞生活景觀，造成環(huán)境污染。但對聚乙烯購物袋和紙制購物袋的環(huán)境負荷對比評價表明，聚乙烯購物袋的能耗量較低。這兩種產(chǎn)品的生命周期是：聚乙烯從原油的開采開始，紙是從伐木開始，經(jīng)過產(chǎn)品的制造、使用，然后將使用后的一部分進行再生循環(huán)處理，直到最后作無公害焚燒的過程。環(huán)境負荷評價就是對這兩種產(chǎn)品在整個生命周期中的能耗量進行分析和計算。在容量相同的情況下，紙袋的能耗是聚乙烯購物袋的1.5～2倍（隨再生率的提高，二者能耗差距減?。?。類似地，聚乙烯購物袋在產(chǎn)生的固體垃圾數(shù)量和廢氣排放量方面，也要低于紙制購物袋。紙制購物袋在再生循環(huán)處理中會排出更多的污水，這是造成紙環(huán)境負荷增加的主要原因。這些結果表明聚乙烯購物袋對環(huán)境造成的負荷程度比紙制購物袋要低。

這種討論經(jīng)過教師的適當引導和提示，往往很熱烈。學生開動腦筋，思維非?；钴S，通過這樣的討論，很多學生牢固掌握了相關知識并印象深刻，開拓了知識面。

3.考核方法

為了保證自學效果，主要通過課堂發(fā)言、平時作業(yè)、期末課程論文等形式考核學習的全過程。[4]為保證學習小組各成員在自學階段的文獻資料收集、討論講稿的組織過程中的分工協(xié)作，杜絕個別成員的依賴性，每個討論題目完成后都要求小組成員互評成績，并將成績分別通過電子郵件直接發(fā)送給教師，避免人情分?？傇u成績由教師打分與學生互評成績構成?？陀^、公正的考核能起到鼓勵先進、督促落后的作用。

四、結論

總之，自學討論式教學可以充分發(fā)揮學生的主體作用，增強師生間的互動，使教學效果發(fā)生了質的飛躍。

參考文獻：

[1]左鐵鏞.環(huán)境材料基礎[M].