摘要：環境材料學是生態環境工程專業本科生的一門重要專業選修課，該課程內容涉及廣泛，理論性和實踐性較強.針對我校環境材料學課程的教學現狀，從課程的教學內容體系構建、授課模式、教學方法、實踐教學、評價方式等方面進行了初步的探討和研究，并在教學過程中進行了一些課程教學改革的嘗試，目的在于提高教學質量，以期更好地服務于本科人才培養以及生態環境工程專業的發展.實 踐 證 明：環境材料學課程的教學改革收到了較好的效果，有利于教學質量的提高.

　　關 鍵 詞：生態環境工程;環境材料學;教學改革;實踐

　　環境材料學屬于材料科學和環境科學相結合的新型領域，是材料科學在環境領域的發展與應用，它為環境領域其他課程的學習奠定了理論基礎.筆者根據貴州民族大學生態環境工程專業的學科特點和人才培養目標，對環境材料學課程的教學現狀進行了分析，對課程的教學內容體系構建、授課模式、教學方法、實踐教學、評價方式等方面進行探討和研究，并在教學過程中進行了一些課程教學改革的嘗試，目的在于提高教學質量，以期更好地服務于本科人才培養以及生態環境工程專業的發展[1-2].

　　1 環境材料學課程概述

　　貴州民族大學生態環境工程學院從2008年開始將環境材料學課程作為專業選修課程，先后納入了環境科學和生態環境工程專業本科生的培養方案.

　　1.1 課程設置情況

　　在生態環境工程專業的培養方案中，環境材料學課程為2學分，32學時，設置在第三學年春學期.其先修課程為無機及分析化學、有機化學、環境化學、環境工程原理、生態學、環境生態工程、環境影響評價、環境與可持續發展等.在生態環境工程專業開設此課程的目的就是讓學生樹立環境協調發展的新觀念，掌握材料與資源、環境之間的關系，理解材料的環境協調性和再生循環的意義.

　　1.2 課程的教學目的和要求

　　通過本課程的學習，使學生掌握環境材料的基本概念和基本分析研究方法，熟悉環境材料學的基本理論框架體系，了解材料科學在環境領域的應用和未來發展;了解材料對生態環境的影響，掌握 LCA 的基本概念和材料的環境協調性評價過程，并將其應用于指導開發具有環境意識的綠色材料和產品;掌握材料流理論和生態設計的基本原則和方法;了解環境降解塑料的發展狀況，掌握材料的環境降解機理和常用的環境治理功能材料與技術;了解固體廢棄物的分類及危害，掌握幾種主要固體廢棄物的資源化利用，為今后從事環境材料的研究和開發工作奠定必要的理論基礎.此外，通過本課程的學習，使學生在今后的工作中，能夠根據實際工作需求，綜合運用所學的環境材料學知識去解決環境材料相關的問題，能夠運用 LCA 方法對材料或產品進行環境協調性評價，具備對材料進行初步評判的能力，在科研和生產中，能夠從可持續發展的角度對所遇到的問題做出科學的決策.

　　1.3 教材使用情況

　　在教材使用方面，我們選擇的是《環境材料學》(第2版)，本書是由清華大學出版社出版，翁端教授等編著的普通高等教育“十 一 五”國 家 級 規 劃 教 材，是 作 者 多 年 在 清 華 大 學 從 事 環 境 材 料 研 究 和 教 學 的 總結[3].此外，我們還適當選取《生態環境材料學》(機械工業出版社，聶祚仁等編)和《環境工程材料》(化學工業出版社，楊慧芬等編)等教材的內容作為教學補充.

　　2 環境材料學課程教學目前存在的問題

　　2.1 課時少、內容多

　　隨著我校教學改革的深入發展，各個學科專業都在壓縮課時，小部分專業基礎課為64學時，大部分專業課的學時壓縮為48學時或32學時.按照我校生態環境工程專業的教學計劃安排，環境材料學課程只有32學時，但是課程涉及的知識面較廣，教材內容較多，如果按照傳統的“教師主講”的教學模式，很多知識點難以深入展開，沒有時間詳細講授[4].

　　2.2 教學內容局限于教材

　　在實施教改前，環境材料學課程的教學內容不夠豐富，局限于教材內容，沒有通過教材以外的其他課程資源進行適當的知識拓展延伸，如通過網絡資源查找一些與課程內容相關的視頻、文獻資料以及引入一些國內外專家、學者的學術報告內容等.

　　2.3 教學模式簡單

　　在實施教改前，該課程的教學模式比較簡單，整個過程都采用教師主講模式，學生處于被動學習狀態，學生不能完全理解和掌握課程的重點內容，教學效果不理想.

　　2.4 缺少實踐教學環節

　　由于學時較少，師資力量相對薄弱，教學條件與資源有限，我校生態環境工程專業的環境材料學課程只設置了理論教學，沒有開展實踐教學，對學生實踐能力和創新能力的培養沒有落到實處，不利于學生對知識的理解和掌握[1].

　　2.5 評價方式單一

　　在實施教改前，作為專業選修課，環境材料學課程的考核形式為平時成績與期末成績相結合的方式，平時成績僅占綜合成績的30%，主要以出勤率和作業成績為主，期末成績即提交的期末課程論文成績，這種單一的評價方式既不能全面檢查學習效果，更沒有體現學生學習過程中的表現.很多學生課堂上不認真參與，但是按時提交作業和課程論文，也取得了相對較好的成績，最終造成學生對課程重視程度不夠，參與課程的積極性也不高.基于以上教學現狀，如何在少學時的條件下，改進教學模式、擴展教學內容并開展實踐教學值得深入思考和探討[1].本文將從教學內容體系構建、授課模式、實踐教學、評價方式等方面進行探討和研究，尋找適合環境材料學課程特點的教學方法和實踐內容，以促進生態環境工程專業學生知識結構體系的構建和創新能力的提升.

　　3 課程教學改革的探索與實踐

　　3.1 教學內容體系的構建

　　在本課程的教學中，考慮到生態環境工程專業的特點，除了講授環境材料學的基礎理論知識以外，重點選取講授了與環境專業密切相關的內容(表1)，如：環境治理材料、環境降解材料和固體廢棄物及資源化利用，這些內容在生態環境專業的環境化學、環境生態工程和環境工程原理等課程中也有所介紹.但與之不同的是，在環境材料學課程中，重點是把這些知識從材料學的角度加以提煉和歸納，讓學生在回顧這些知識點的同時，能夠從一個新的視角去認識，從而實現知識的融會貫通.

　　通過本課程的學習，學生還應該對環境材料學領域最新的研究進展和趨勢有所了解，掌握國內外關于環境材料的開發、使用、廢棄等方面的最新要求和處理方法等.因此，在教學過程中，教師應注意收集環境材料最新的文獻資料和相關信息，及時補充擴展教學內容[1].

　　3.2 課堂授課模式的改革

　　綜合考慮課時、教學效果和教學可操作性等因素，我們在環境材料學的課程教學中對傳統的授課模式做了一定的改革，采用教師主講、學生主講和學生分組討論相結合的授課模式.

　　3.2.1 教師主講模式

　　教師主講模式是一種傳統的授課模式，也是最重要的一種授課模式[7].在環境材料學課堂教學中，教師主講部分約占總學時的60%，教師主講部分的內容包括生態環境材料基礎、材料的資源效率理論、材料的環境協調性評價和材料的生態設計.教師系統地介紹生態環境材料學的產生背景、材料與生態環境的關系，并重點講述材料的環境協調性評價和材料的生態設計.在教師主講模式中，為了使教學內容更加生動和形象化，并提高教學效率，教師需要通過多媒體課件、視頻文件和多媒體教學相關設備，來增大課堂教學的信息量，增加課堂教學的活潑性和趣味性，以調動學生的學習積極性.

　　3.2.2 學生主講模式

　　在2014、2015級生態班的課堂教學中，我們進行了學生主講模式的嘗試，在教師講授完緒論、材料的資源效率理論、LCA 評價和生態設計等章節的內容之后，將學生分組，通過學生主講完成環境治理材料、環境降解材料和固體廢棄物及資源化利用等章節內容的學習，這部分內容約占該門課程總學時的40%.教師將主講內容至少提前兩周布置給學生，讓學生有充分的時間進行準備.在教師的指導下，學生充分利用課余時間，通過圖書館或者網絡資源查閱文獻資料，制作教學課件并準備講稿，在整個準備過程中，要求各小組成員積極參與，分工協作，充分發揮成員的特長和優勢，每章每小組安排1名學生主講，由各小組成員確定主講人，其它學生可以做適當補充.實踐證明：學生主講模式大大激發了學生的學習興趣，充分發揮了學生的主體作用，使學生的語言表達能力、課件制作能力、知識總結歸納能力和創新能力都得到了鍛煉和提高.

　　3.2.3 分組討論模式

　　除了教師主講、學生主講的教學模式外，環境材料學課程的有些教學內容適合設置一些討論題目讓學生進行討論、分析.于是，我們選取了一些重點、難點問題或者有意義的論題進行課堂討論，在討論過程中，教師適時、適當地給予引導和提示，引導學生去思考分析問題，培養其思維能力.通過分組討論，提高了學生的學習興趣，拓寬了學生的知識面，讓學生印象深刻地掌握了相關知識點，增強了師生間的互動.例如：在進行“材料的環 境 協 調 性 評 價”這 一 章 節 的 教 學 時，設 置 的 討 論 題 目 是“比 較 一 次 性 聚 丙 烯(PP)塑料杯與聚乙烯(PE)膜紙杯對環境的影響”.討論課前，教師將題目布置給學生，讓學生回去思考，引導學生通過社會調查和查閱文獻資料，搜集相關數據，應用 LCA 方法對兩種一次性口杯進行生命周期評價.在部分同學的建議下，我們將持有不同觀點的學生分成正反兩方，舉辦了一次課堂辯論賽.

　　在查閱文獻資料、調研相關企業的基礎上，學生在比較兩者對環境的影響時，得到了出乎意料的結果：我們日常生活中使用的一次性 PP塑料杯的環境影響小于 PE 膜紙杯，這個結果打破了學生的傳統認識觀念.在大多數學生的觀念中，PE膜紙杯更環保，因為 PP塑料杯使用的不可再生資源較多，且不可降解，對環境顯然是不利的.但是持相反意見的學生，通過有說服力的數據給出結論：生命周期影響值顯示PP塑料杯的環境影響小于 PE膜紙杯.學生通過對兩種一次性口杯的生命周期全過程(原料開采加工、產品加工、運銷、使用、處理處置)進行清單分析和環境影響評價，給出了合理的環境解釋：從生命周期全過程來看，兩者在原材料獲取與加工階段的環境影響較大，影響涉及的種類也最多.PP塑料杯環境影響較小的主要原因有以下幾點：(1)PP塑料杯的工藝簡單，生產周期短，涉及的生產部門少，用料簡單;(2)在功能單位相同的情況下，PP塑料杯質量要小于 PE膜紙杯;(3)PP塑料杯只涉及聚丙烯的生產，而 PE膜紙杯包括聚乙烯、紙、印刷油墨的生產，對健康風險更大;(4)從不可再生資源和能源消耗角度看，兩種口杯均以不可再生的石油為原料，而 PE膜紙杯還需要高耗能的造紙業輔助生產，無形中增加了其環境影響值，實際上制造一個 PE膜紙杯所消耗的不可再生資源要遠大于 PP塑料杯;(5)從處理方式看，兩種口杯都使用填埋處理，但紙杯上的印刷油墨產生的鉛也會造成一定程度的環境影響[8].

　　通過本次辯論賽，學生鞏固和加深了對“LCA 方法的技術框架和評價過程”這一知識點的理解，并把所學的 LCA 理論知識應用于具體的實例中，激發了學生的學習興趣，調動了學生參與課堂的積極性，教學效果很好，真正做到了理論知識與實踐應用的結合.此外，平時在課堂上低頭聽課、參與性不高的學生在辯論賽上唇槍舌劍、慷慨陳詞、妙語連珠的精彩表現令人刮目相看.在辯論賽后，本人進行了教學反思并得出結論：只有學生的主觀能動性被充分調動起來，才能達到課堂教學最佳效果.

　　3.3 與科研課題相結合

　　開展適當的實踐教學對學生建立完整的知識體系具有良好的促進作用.我們在授課過程中有意識地將國內外環境材料研究中的一些科研課題和最新研究成果引入到課堂教學中，并將本學院教師所開展的與授課內容有關的科研項目介紹給學生，這樣可以激發學生對科 研 的 興 趣，吸引學生加入到教師的科研課題中，在實踐中去強化對知識的理解和應用[9].此外，我們還把教學內容與大學生創新創業訓練計劃項目、 “挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、大學生節能減排社會實踐與科技競賽的選題相結合，讓學生在課題研究的過程中得到提高和鍛煉.

　　例如：在講授“固體廢棄物及資源化利用”后，就指導學生開展調研，了解竹筍加工廢棄物筍殼的處理方法、環境污染問題及資源利用情況.從調研結果看，目前筍殼的處理方法主要為丟棄或填埋，不僅帶來環境污染問題，還造成資源的嚴重浪費.通過查閱文獻，學生還了解到：近年來，研究人員對筍殼的深度加工和綜合利用進行了初步的探索，主要集中在以下幾個方面：(1)黃酮、甾醇的提取;(2)低木聚糖的提取;(3)膳食纖維的制備;(4)酪氨酸的提取;(5)羧甲基纖維素的制備;(6)吸附劑的研發;(7)有機肥的研究.但是，以上研究只是對其中的某一有用成分進行研究開發，并未進行很好的綜合利用，在單一成分的開發中，其他有用成分就會被破壞掉，造成附加值不高.隨后，我們課題組的老師指導學生開展了“竹筍加工廢棄物筍殼的綜合利用研究”，對筍殼進行逐級開發利用，步驟如下：甾醇提取(筍殼)→木聚糖的提取(甾醇提取后廢渣)→作吸附劑(甾醇、木聚糖提取后廢渣)，實現了對筍殼的綜合利用和最大化利用，其研究成果已申請2項專利，分別是“一種廢棄筍殼逐級開發利用系統”和“竹筍殼高價值綜合利用系統”.通過參與教師的科研課題，拓寬了學生的學術視野，激發了學生的創新思維，培養了學生發現、分析和解決問題的能力及實驗動手能力，讓學生學到了很多書本上學不到的知識.

　　3.4 評價方式的改革

　　環境材料學課程是生態環境工程專業的選修課，所以采取了“考查”的考核方式，為了保證課程的學習效果，我們通過“過程性評價”和“終結性評價”相結合的方式，考核學習的全過程，對學生的知識和能力進行綜合考查.過程性評價包括學生主講、分組討論、隨堂檢測及考勤等環節的成績，終結性評價即課程期末論文的成績，兩者均按百分制計.實施課程改革后，我們將過程性評價所占的比例提高到50%～60%，其中，學生主講環節的成績，按照制作的評分表，采取小組自評、小組互評與教師評分相結合的方式進行打分，即小組成員得分=教師評分×40% +小組自評分數×30% +其它小組評分×30%.過程性評價所占比例的提高，尤其是學生主講和分組討論兩個環節所占比例的提高，極大地提高了學生參與課程的熱情，調動了學生學習的積極性，課程改革達到了預期效果.

　　4 結　　語

　　經過幾年的教學改革實踐，目前環境材料學課程已形成了“教師主講、學生主講和學生分組討論相結合”的授課模式，課程教學內容更加豐富，課程評價方式更加多元化，考核方式也更加全面，今后還應該進一步創新教學模式，優化教學內容，增加實踐或實驗教學，探尋適合生態環境工程專業發展的教學方式.

　　參考文獻：

　　[1] 張 武.環境材料學課程教學方法初探 [J].教育教學論壇，2013(29)：74-75.

　　[2] 王明花，張宏忠，田俊峰，等.工科環境類專業開設環境材料課程的教學實踐和探討 [J].河南化工，2013，30(19)：59-61.

　　[3] 呂寧寧，蘇 暢，王 海 川，等.資源循環科學與工程專業環境材料學課程教學方法的探索 [J].廣 東 化 工，2017，44(3)：167-168.

　　環境材料學課程教學改革的研究與實踐相關論文期刊你還可以了解：《《安全與環境學報》核心期刊征稿》