《土壤环境污染防治》是环境科学和环境工程专业高年级本科生和研究生的一门重要的专业课。自2006年以来, 笔者长期从事本课程的教学工作。通过教学实践发现, 传统教学模式僵化, 理论与实践脱节, 培养出的学生普遍理论水平低下, 缺乏应有的实际动手能力, 不能适应行业发展和用人单位不断增长的需求。课程的现状使得教学改革迫在眉睫。从2007年开始, 我们一直致力于该课程的教学改革, 不但显著地活跃了课堂气氛, 而且增强了修学本课程的本科生和研究生的理论水平和动手能力, 提高了教学质量。现总结如下几点。
1 土壤环境污染防治的教学创新
美国在上个世纪曾经启动了一项超级基金计划, 投入200多亿美元净化地下水。计划执行一段时间后, 科学家发现, 经过净化处理的地下水, 水质并没有达到预期的标准, 原因是土壤中的重金属污染物使净化后的地下水再次受到污染。由此, 土壤污染被当作一个重要的环保课题提了出来。但到目前为止, 科学家对土壤污染的范围和程度还无法准确回答, 也无法告诉公众土壤对污染的承受力到底有多大, 何时会达到极限, 以及应在什么时候采取相应措施。因此, 这个领域已经成为国内外研究开发的难点和热点, 并吸引了广大高年级相关专业本科生和研究生的浓厚学习兴趣。
土壤环境污染防治技术是环境工程和生物技术中的一个重要组成部分, 其交叉性、专业性、实践性很强。我们通过积极去周边环保企业调研, 了解行业发展趋势和企业对环保人才培养的意见和建议;同时参考其他培养研究生的科研机构和高等院校课程改革的经验, 编写了土壤环境污染防治的课程大纲。在大纲中规划设计了符合环境、生物高年级本科生和研究生要求的知识目标和能力目标。
在教学过程中我们还以大纲为指导对教学活动进行了合理的创新。首先, 在教学方法上采取研发项目教学法, 摒弃了传统的“填鸭”教学模式。授课中师生通过实施研发项目工作而完成教学活动, 学生在项目实践过程中, 理解和把握了课程要求的知识和技能, 体验到创新的艰辛与乐趣, 培养了分析问题和解决问题的思想和方法。其次, 在教学组织上, 课堂教学与综合训练并举。学生以组为单位进行实验选题, 写出包括实验设计、实验进度和预期结果等内容的开题报告, 在规定时限内独立完成实验。教师负责对学生全程进行指导和检查。第三, 成立土壤环境污染防治兴趣小组, 开展第二课堂活动。很多学生对环保本来就有着浓厚的兴趣, 我们在学生中成立了土壤污染防治兴趣小组, 让学生在课外时间也能参与研发活动。该兴趣小组能做的事情很多, 一方面可以将平时课堂实验继续深入下去, 将土壤污染防治技术的关键技能重复训练, 从而达到技能熟练的目的;另一方面, 该兴趣小组还能积极参与到不同实验室的科研项目和科技示范工程建设中去, 现在我们教师的土壤污染微生物防治技术研究、土壤原地生物修复反应器及其自控技术研究等课题均有学生参与。学生通过兴趣小组了解到环保研发的基本方法, 开拓了思路、增长了能力。
2 通过加强实训提高动手能力
土壤环境污染防治是实践性很强的高新科学技术, 如果忽视实训去谈提高学生动手能力就是一句空话, 所以实训教学改革是《土壤环境污染防治》课程教学改革的重点。经过几年的建设, 目前已拥有承担国家和省部级科研项目的土壤污染防治标准实验室220m2, 在某科技示范工程基地还有先进的土壤污染防治工艺设计中心, 这些条件为实训教学能保质保量开展奠定了良好的基础。根据大纲的要求, 我们构建了实验实训教学内容体系, 分为基础技能和综合技能两大部分, 至少包括5个实训项目。“基础技能”部分的训练目的是让学生熟练掌握土壤污染防治基本实验技术。如“原位土壤中微生物活性测定”实验对采自某矿山的污染土样进行了微生物生物量、土壤呼吸作用和硝化、反硝化等作用强度测定, 要求每位学生重复练习2~3次, 这样可以培养学生扎实的操作基本功;“农药分解微生物的富集培养”实验用灭菌土壤作对照, 用农药溶液进行环流, 或是进行添加农药的回收试验来进行核对, 最后添加碳、氮源, 进行农药分解微生物的分离纯化, 对单菌落中分离出来的微生物进行农药分解力考察, 系统地锻炼了学生的专业实验技能;“重金属污染土壤的淋洗修复”实验分组采用不同的淋洗剂修复不同类型的重金属污染土壤, 使同学们进一步掌握了淋洗修复原理、淋洗修复工艺与设备以及化学-生物协同作用下的时空动态过程。“综合技能”部分以基本实验为基础, 内容上包含了土壤污染防治技术的几个主要应用领域。如在科技示范工程建设上得到广泛应用的原位物化-生态联合修复技术和原地生物反应器修复技术等。作为实训教学的一项重要内容, 我们还不定期组织学生到专业化环保企业参观学习, 通过参观学习学生切实感受到环保技术产业化和市场化的广阔前景, 增强了学习兴趣和研发动力。
3 重视实践能力考核
传统成绩考核方法是一卷定成绩, 实践动手能力很难考查出来。所以, 要全面、客观评价学生的学习状况必须加大对实践能力的考核力度。我们把土壤环境污染防治的一些基本技能设计成考核题库, 在题库中每项技能从考核方案到考核评价标准一应俱全, 在考核时从题库中随机抽取一项进行考核。对学生来说要能考出好成绩必须事先掌握好实训项目, 这样就达到了以考促训的目的。在成绩评定时, 每个学生成绩是按理论考试成绩:实训考核成绩:平时实验成绩=40%:50%:10%的比例进行评定, 凸显了实训的重要性。
4 课程教学改革效果
2007年我们开始实施教学改革, 绝大部分同学感觉上课能学到东西, 增强了就业信心, 提高了研发兴趣和技能。学生熟练掌握了基本理论和实践技能, 教学质量得到明显提升。从另一方面来看, 学生学习环保技术的热情蔚然成风, 很多学生毕业后被环保企业、研究所和高校录用并得到单位好评, 使我们备感欣慰。当然, 我们的教学改革还处在起步阶段, 还有很多问题需要在以后的教研工作中努力解决。
摘要：对土壤环境污染防治课程进行了教学改革, 通过教学大纲指导教学并对教学进行创新以及构建实训教学体系, 并改革成绩评定方法, 使学生的理论水平和动手能力得以增强, 提高了教学质量。
关键词：土壤污染,污染防治,教学改革,实践
参考文献
[1] 罗思东.美国城市的棕色地块及其治理[J].城市问题, 2002 (6) .
[2] 周启星, 等.污染土壤修复原理与方法[M].北京:科学出版社, 2004.
[3] 陈怀满.环境土壤学[M].北京:科学出版社, 2005.
[4] 李俊梅, 等.项目教学法在电路分析与应用课程中的实践与思考[J].中国职业技术教育, 2008 (1) .
[5] 徐凌飞, 等.植物组织培养实验课程改革[J].实验室研究与探索, 2004, 23 (3) .