科研创新教学在环境化学方向教学中应用的思考

　　摘要：指出了环境科学的迅猛发展促进了导致高校环境科学本科教育的迅速发展，但是环境科学教学仅仅依靠课程教学已经远远跟不上环境科学的发展。以环境科学专业的重要分支——环境化学方向为例，阐明了科研创新教学的重要性，并从科学研究穿插教学、大学生创新性计划项目和毕业论文三个方面分别阐述了科研创新教学在环境化学教学中的应用。
　　关键词：环境科学;环境化学方向;科学研究穿插教学;大学生创新性计划项目;毕业论文设计
　　中图分类号：G420
　　文献标识码：A
　　文章编号：1674-9944（2018）04-0260-02
　　1 引言
　　随着我国工业化和城市化进程的加快，大量的化学品被生产并使用于工业、农业以及个人生活当中。在此过程中，这些化学品可以通过诸如城市及工业污水排放、大气沉降以及农田径流等方式进入环境中，对生态系统以及人体健康带来潜在的风险。当前，导致各种危害环境和人体健康的污染事件时有发生，如大连溢油事件、长江口以东轮船相撞事故和太湖水域水华事件等。这些问题的出现，引发了人们对环境问题的重视，而环境科学专业也日益成为一个热门专业。环境科学是一门以人类生存环境为保护对象，以污染物（废弃物）为研究主体，研究污染物的发生、行为归趋、控治、利用及管理，为促进经济社会与环境保护协调发展和保护人类生存环境提供技术与理论支持的学科。作为环境科学的重要基础学科和化学学科的组成部分，环境化学学科已经成为一个重要分支。环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。环境化学是随着环境问题的出现而产生的，并在与地学、生物学、医学等其他学科的交叉融合中逐渐发展。分析化学、物理化学、有机化学等化学分支学科的发展推动了环境化学的发展。这门学科在与其他学科的交叉融合中得到迅速发展，在解决重大环境问题中发挥着至关重要的作用，并逐渐形成了环境化学的分支学科：环境分析化学、环境污染化学、污染控制化学、污染生态化学和理论环境化学等。随着我国经济社会的快速发展，环境问题（环境污染与生态破坏）日益严重，环境化学人才需求也日益增大。因此，对于人才的培养也应该与社会需求紧密地联系起来。目前，环境化学学科理论课程开设主要包括分析化学及实验、无机化学及实验、有机化学及实验、物理化学及实验、仪器分析及实验、环境化学及实验、环境监测及实验等课程。尽管这些课程都开设了实验来辅助理论教学，让学生对理论知识有一个感性的认识。但是在实际教学过程中发现，由于实验设计基本都是设计经典实验，学生从基础实验到专业实验大都经历模式化的机械训练，造成的后果就是实验报告的撰写套路化、学生思维定势化。由此可见，在环境化学分支学科的本科培养过程中还需进一步完善理论教学的内容并进行创新教学。海南医学院环境科学专业环境科学学科在实际教学过程中的科研创新教学主要通过科学研究穿插于理论教学、大学生创新实验的大量开展和毕业论文/设计等过程来实现的。
　　2科学研究穿插于理论教学
　　环境化学从诞生之日起，就肩负了探讨化学污染物的浓度水平、污染机制、迁移转化、毒性效应和控制技术等使命。而环境中污染物存在的种类多、浓度范围广、并以不同的价态、形态、异构体、同族体甚至手性对应体存在，它们在同一介质或者不同介质间吸附分配、沉积包埋、交换转化、代谢降解或累积放大乃至发生全球性长距离迁移。介质组成和微界面环境对污染物的毒性表达、迁移转化与生物有效性具有重要影响。环境中通常存在多種化学物的复合污染，表现出低剂量效应、复合生物及生态效应;化学污染物可通过食物链等途径影响人类健康。因此，探讨环境污染机制和解决全球环境问题特别需要环境化学发挥主体作用。环境化学不仅为环境污染物的识别提供定性、定量技术，而且从分子水平为掌握其迁移转化行为、区域环境过程、生物生态效应等提供重要的研究方法和手段，为环境污染控制与修复提供新思路、新技术和新材料。而对所有这些新的研究方法、思路和材料等的认识仅仅通过专业课程的学习是远远不够的，因为课本上的知识侧重于专业基础讲解，实际应用比较少。例如，《环境监测》课程里面涉及大量的水体、大气和土壤等环境介质中的污染物的检测及监测方法，但是多数方法侧重于传统的、经典的测定方法，而一些新型的、快速的和简单的方法在教材里面并未有设计，所以在这门课程的讲授过程中需要适当地穿插新型的测定方法的研究，来扩大学生的知识面，增加学生对环境监测课程的理解及其发展方向的把握。海南医学院环境科学专业环境化学学科特别注重将环境科学新的研究方法及技术运用到教学过程中。除了上面提到的《环境监测》课程，《环境科学进展专题》这门课程就是专门把环境科学专业发展的新方向、新领域及时地传递给学生。特别是增加了相关的中文及英文文献的阅读，采用老师查阅文献和学生分组自行查阅文献的形式，学生分组共同阅读相关文献后，组内对文献进行剖析并制作相关幻灯片进行随堂汇报。很多同学反映通过这种方式不但调动了他们自主学习的积极性并增加了对之前所学专业知识的理解而且还了解了本专业的发展方向，为接下来的考研和毕业论文奠定了一定的基础。
　　3大学生创新性计划项目
　　大学生创新性计划项目是以学生为主体，发挥学生主观能动性，调动学生主动学习的积极性，让学生接触科研及参与科研的一项实践性教学方式。项目可以是学生自己设定课题，也可以是老师科研的子课题。近年来，海南医学院环境科学专业老师指导学生共获得47项国家级、省级、校级大学生创新创业项目支持;指导学生参加挑战杯竞赛等，取得省级奖项7项;以学生为第一作者发表科研论文13篇，其中SCI论文1篇。通过大学生创新性计划项目本专业逐步形成了学生科研能力培养的梯级机制，高年级学生逐渐成为老师科研的得力助手，同时还可以对低年级的学生进行科研辅导。学生科研创新能力的提高极大地促进了学生参与科研工作的热情，也使得学生在专业课程的学习过程中的积极性和自主性得到提高。
　　4毕业论文/设计
　　毕业论文/设计是本科专业学生对整个大学学习的回顾性认知过程。它是在导师的指导下，从学生对专业发展方向、专业目前研究的新领域、新方法和新技术等出发，对现有研究进行综述，经过严密的思考，设计出解决问题的方案，按照既定方案开展实验论证，取得阶段性结果，并通过答辩完成学习任务。毕业论文/设计是本科生在校期间创新性科研实践的最重要环节，毕业论文体现了学生的科研水平，也反映了学校实践教学的水平。海南医学院环境科学专业专任教师每个老师都有在研科研项目，包括国家级、省级和校级研究项目，这就为学生的本科毕业论文提供了有利的条件，可以做到每个学生一个独立的课题。学生从大一就可以参与到老师的科研项目中，通过不断地锻炼，到大四毕业论文时就可以得心应手地进行实验，顺利完成毕业论文。
　　5结语
　　科研创新教学在环境化学方向的教学过程中已经显得尤为重要，而且科研创新教学在教学过程中已经取得了一定的成效。从长远看，科研创新教学可以推广到整个环境科学学科的教学过程中，为学生提供更好的科研平台，更好地调动学生的主观能动性，更大地挖掘学生的潜能，让学生在理论学习过程中更多地参与到科学践行中来，将理论与实践完美地结合，达到相辅相成的作用。