科研助推環境化學課程教學的理論探究〔〕:

摘要：高校的任務是培養適應社會開展需求的創新性應用型人才，而人才培養質量的提升，需要科研與教學的交融。本文以應用化學專業環境化學課程教學為例，討論了科研與教學結合的重要性。一方面，科學研究成果走入課堂，可以更新優化教學內容，進步學習興趣，增強學生對課程知識的理解，促進學生創新思維方式的培養；另一方面，積極倡導學生參與科研工程或社會理論，可以加強對知識的應用才能。

關鍵詞：環境化學；教學；科研

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

一引言

應用化學是一個理論性很強的專業，不僅要求學生能系統地掌握專業根底理論知識，更重要的是需要培養學生具有較強的創新思維和理論才能。環境化學是應用化學專業學生的一門重要的專業選修課程，該課程的目的是要求學生在掌握化學根本理論和根本知識的根底上，理解環境的化學演變及物質循環，掌握污染物特別是那些對人類生態系統帶來影響的化學物質在自然環境中進展轉化的規律，掌握污染物對環境各圈層的危害及所產生的環境效應，引導學生將所學各專業根底知識應用于解決系統性強、綜合性強的環境問題上來。這就要求學生不僅要能掌握環境化學相關的根本概念和根底理論，同時還要具備將根底理論知識與環境化學的前沿研究相結合的創新思維方式，具備分析、處理實際宏觀環境問題的才能【1】。

教學和科研作為高校的兩大職能，二者是相輔相成的，教學可以促進科研開展，科研可以提升教學質量。著名科學家錢偉長曾指出，"教學沒有科研做底蘊，就是一種沒有觀點的教育";。學科的開展日新月異，作為教師除了要認真教授根底理論知識，還應該嚴密跟蹤最新的科學研究成果，并將其作為課堂教學的"源頭活水";，充實更新課堂內容，這不僅可以進步學生的課堂學習興趣，還可以為學生架起理論知識與實際應用之間的橋梁，培養學生的創新思維方式與知識應用才能【2】。科研與教學的結合在環境化學的教學過程中尤為重要，環境化學是一門從生活理論中提煉出來的課程，需要在學習的過程中盡量將理論知識與實際環境問題聯絡起來，并增加學生參與科學研究或理論的時機，才可以有效培養學生分析和處理環境問題的才能。本文從環境化學的課堂教學理論著手，討論了將科研與教學結合的幾種方式，強調了科研在教學工作中的重要性。

二科研與教學結合的意義

〔一〕科研能豐富教學內容，增加學習興趣

應用化學專業的環境化學課程選用戴樹桂先生主編的?環境化學?為教材，內容主要包括大氣環境化學、水環境化學、土壤環境化學、典型污染物在環境各圈層中的轉歸與效應和受污染環境的修復等。在課堂講授的過程中，可以采用案例式教學法，將科研中的前沿成果補充到教案中，這樣不僅可以加深學生對根底知識的理解，還可以做到與時俱進，使教學內容跟得上科技開展的步伐，激起學生的學習興趣，進步教學質量【3】。

例如，在第二章大氣環境化學中，講授溫室效應時，除了要將溫室效應產生的機理、溫室氣體的種類等講解明晰，針對溫室氣體的控制這一問題，可以引入中科院低碳轉化科學與工程重點實驗室發表在?自然-化學?雜志上的研究成果。CO2是最主要的溫室氣體，同時也是自然界中大量存在的一種碳資源，假設能將CO2轉化為有用的化學品或燃料，既可以解決大氣中CO2濃度增加所導致的環境問題，同時也可防止人們對化石燃料的過度依賴。1994年，諾貝爾化學獎得主、有機化學家GeorgeAndrewOlah教授提出了"人工碳循環";的概念，但由于二氧化碳分子的惰性，以往文獻報道中往往需要通過多個步驟、利用多個催化劑，才能實現從二氧化碳到汽油的轉變。上海高研院的孫予罕團隊采用氧化銦/分子篩雙功能催化劑，創造性地將CO2一步轉化得到液體燃料，并且通過調控催化劑體系分子篩的孔徑，還可以選擇性地將CO2直接轉化為液化石油氣甚至柴油【4】。

在講授第三章水環境化學時，引入了武漢大學袁荃團隊和加利福尼亞大學段鑲鋒團隊合作發表在?科學?雜志上的納米孔過濾薄膜領域的研究成果。該研究首次報道制備了一種機械性能優異的大面積石墨烯納米篩/碳納米管復合薄膜材料，該材料孔徑尺寸約為0.6nm，可實現水分子與鹽離子和有機污染物的高效別離，推動了二維材料在實際別離應用中的開展【5】。當然，在課程的講授過程中也需要插入先進的測定方法，既可以擴大學生的知識面，也可以將學生學習的分析化學實驗、儀器分析實驗等課程內容聯絡起來，加深學生對課程體系的理解與掌握，進一步進步學生對知識的應用才能。

〔二〕科研能開闊學生視野，培養創新思維

教學不僅是對知識的傳授，重點在于還要盡量做到"授之以漁";，而學生創新思維和才能的培養，更需要對前沿成果的追蹤。通過采用任務驅動的方法，以分組合作的方式，由學生根據授課內容選擇感興趣的主題，通過中國知網等學術網站查閱下載中文甚至是英文文獻資料，在組內成員共同閱讀文獻，對文獻進展分析后，制作成PPT課件，在課上向教師和同學進展講解。通過此種方式，使學生成為課堂的主角，可以進步學生學習的主動性與注意力，也能加深學生對課程知識的理解，從而提升教學質量。另外，正如牛頓所說："假設說我比別人看得更遠些，那是因為我站在了巨人的肩上。";通過對文獻的解讀，使學生理解該領域的研究歷史和進展，可以幫助學生開闊視野，拓寬思路。同時，利用文獻啟發學生考慮，學習其中的研究思路，也可為接下來的考研和畢業論文奠定一定的根底。

〔三〕科研能加強知識運用，進步理論才能

理論是對理論教學的補充，是培養學生知識應用才能的重要途徑。要想真正做到學以致用，教師除了講授根底知識，更要注重對學生創新才能和理論才能的培養【6】。除了實驗教學，大學生創新訓練工程和社會理論可作為課程教學的第二課堂。通過積極倡導學生參加創新理論活動，可以培養學生科學的思維方式，考察學生應用知識解決問題的才能，幫助其發現存在的缺乏，及時進展補漏。近年來，本課程教學團隊的各位教師在做好課堂教學工作的同時，指導學生獲得多項國家級、省級和校級大學生創新訓練工程，并利用暑期時間帶著學生參加社會理論活動。由學生確定課題，完成相應的研究工作并作為第一作者發表學術論文。理論教學活動的開展，將課堂教學與實際生活聯絡起來，培養了學生從日常生活中發現問題和解決問題的才能，促進了學生科研創新才能的進步，也激發了學生對課程學習的積極性和主動性。

三結論

根據應用化學專業人才的培養目的，環境化學課程教學不僅要求學生掌握根底理論知識，還要培養學生的創新思維方式和創新才能，進步學生理論才能。通過教學與科研的多方位結合，使學生深化體會到學好環境化學知識的意義和重要性，激發學生學習的欲望，增強學生保護環境的責任感，為培養具有創新才能的應用型專業人才打下根底。

參考文獻

【1】孫榮國.應用化學專業?環境化學?課程教學改革探究[J].廣州化工,2022,44(12):202-203.

【2】余志紅.教學與科研結合的力學課程的設計探究[J].科技視界,2022,6,171-172.

【3】劉夢竹,王永鵬,王鑫,等.從提升應用型人才培養質量談科研對教學的促進作用[J].吉林化工學院學報,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