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【摘要】本文結合環境科學專業基礎課程“環境地學”的學科特點以及環境地學的研究重點,探討在教學過程中通過編寫具有礦業特色、突出適用性的教材,對教學內容和教學方法進行改進,將基礎實驗與野外實踐作為課程教學的重要組成和有益補充,更好地滲入科研元素和探討式學習理念,有效培養學生的創新意識和科研工作能力。
【關鍵詞】環境地學;教學改革
地質環境作為自然環境的一部分,是人類生存發展的基本地址空間,人類的一切活動均受到地質環境的限制,而人類的活動又會在一定程度上影響地質環境的演變,甚至極大地改變地質環境。近年來,我國的水污染與淡水資源短缺問題、城市化過程的環境地質問題、工程經濟活動誘發的環境災害問題、地質災害造成的環境問題、有害固體廢棄物造成的環境問題等一系列嚴重的環境問題,影響著我國經濟持續發展和生存條件。因此,深入探討環境地質問題的發生、演化過程和機理,探索環境地質問題的控制措施,對保護地質環境,實現人類的可持續發展具有重要的意義。環境地學作為環境科學與地質科學的交叉學科,主要研究人類活動與地質地貌環境間的相互作用和相互影響,是我校環境科學專業重要的專業基礎課。礦業高校的環境地學課程與傳統的水文地質學有著密切的聯系,又有著自己本身獨特的特點。為了更好地提高學生的培養質量,筆者在多年的環境地學教學過程中,從教材建設、教學內容安排、教學方法與手段等方面進行了有益的探索與嘗試,已取得了良好的教學效果。
1精編教材,豐富教學內容
教學內容是課程建設的核心。通過理論教學內容的篩選和優化,突出了學科最新的發展動態,補充了工程案例,確定了課程的知識模塊及順序、課程的重點、難點及解決方法,構建了“基礎理論模塊和專題教學模塊”的理論教學體系,形成了“環境地學基礎理論—環境地學理論應用—環境地學技能”的知識模塊結構,如圖1所示。目前,國內公開發行的環境地學教材書籍較多,大多數教材重點內容為大氣圈、水圈、土壤圈、巖石圈、生物圈、主要環境問題介紹、環境地學研究技術方法等方面,這種內容安排考慮到了教學內容的廣度,而我校環境科學專業本科生在入學時已經進行了環境科學導論的學習,相關的內容在前期教學過程中已經講授,因此,根據我校特色以及當前的環境地學熱點問題,組織中國礦業大學、中國科學技術大學、安徽理工大學以及河南理工大學等高校的專家編寫了《環境地質學》教材。新教材借鑒了國外同類教材的內容和資料,突出前沿性、實用性、系統性以及礦業特色。全書內容共分為三編,第一編為基礎理論模塊,簡要介紹地質學的基本概念和地質災害主要類型,為深入理解環境地質問題提供地質學基礎知識,引導學生迅速進入環境地學課程學習之中;第二編為應用模塊,重點介紹人類工程活動誘發的環境地質問題,主要闡述了礦產資源開發過程中的環境地質問題、固廢處置的環境地質問題、地下水污染與地面沉降、大型工程的環境地質問題以及環境地質與人類健康的關系等;第三編為技能模塊,介紹環境地質的調查與評價、地質環境區劃和環境地質災害的防治等。
2開展探索多模式教學,增強教學效果
開展課程教學方法的改革與實踐。通過課堂講授、專題討論、論文寫作、網絡課程自主學習等方式增強學生對課程內容講授的參與性,提高教學效果,增強學生的積極性。課堂講授過程中,精心制作豐富多彩的電子課件,以圖文并茂的多媒體授課為主,適當結合板書教學,豐富了教學內容,擴充了學生的知識面;通過實踐基地建設、教學資源建設,使得課程內容由枯燥無味變成生動形象,激發了學生的學習興趣,提高了學生環境地學觀察、分析與解決問題的綜合能力;針對敏感的環境地質問題,采用專題研討的方式,安排學生課后檢索相關文獻和資料,制作匯報材料,課堂上組織大家共同討論,發表自己的觀點和見解,豐富了學生的思想;授課時,適當地將授課教師承擔的科研成果融入本課程的教學中,啟發學生的多向思維、培養學生的創新能力;充分利用國內外相關網站的共享資源,構建本課程的網絡教學平臺,并逐步完善網絡課件、網絡資源、試題庫等。
3基礎實驗與野外實踐相結合,提升專業素養
環境地學基礎實驗與野外實踐環節是我校環境科學專業環境地學教學的重要組成部分,是課堂理論教學的有益補充。我校專門建立了以培養學生綜合素質及科研創新能力的環境地學教學實驗室,并編寫《環境地學基礎實驗》講義。通過實驗教學,學生們掌握環境地學采用與制備樣品的方法,在實驗過程中應該注意哪些問題。此外,地學實驗室還結合學校的大學生科研創新訓練項目,指導學生實驗室中完成力所能及科學研究工作,比如煤矸石及粉煤灰的浸出毒性,徐州市霧霾成分分析、二氧化碳的地質封存等,引導學生運用理論知識解決實際問題。環境地學野外實踐是課堂教學內容的深化,也是一個增強課程感性認識的基礎,是培養學生觀察能力、分析問題能力和掌握綜合研究方法的重要教學環節。我校在徐州建立的大北汪地質剖面實習基地,徐州礦務集團關閉煤礦實習基地,南水北調清水通道(徐州段)實習基地,也編寫了《環境地學野外教學實習》講義。這些野外教學實習與研究基地建設,對促進環境地學由定性描述的經驗學科轉向實驗與定量分析起到了巨大的作用。通過野外實際考察大北望地質剖面,了解巖石的類型和成因、分布、地質構造、化石、采石場的環境問題等,強化了學生對環境地學理論的掌握、增強環境地學調查與研究能力,加深對環境地質問題的感性認識,極大的激發了學生的學習興趣和熱情,更好的培養學生的觀察能力、思維能力和創新能力。
4結語
環境地學作為一門新興交叉科學,它是環境科學中一個重要組成部分。作者通過優化教學內容,理順環境地學的知識模塊,探索新型教學方法,建設環境地學網絡課程,為學生的自主學習提供網絡支持,建立和完善野外教學實習基地,完善環境地學的教學體系。在教學過程中多方面培養學生的創新意識和科研工作能力,全面提高了環境地學教學質量和人才培養質量。
參考文獻
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作者:李向東 馮啟言 周東來 單位:中國礦業大學環境與測繪學院