高校化學課程創(chuàng)建及革新
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一、環(huán)境科學專業(yè)學科特點
環(huán)境科學專業(yè)是隨著環(huán)境污染問題的研究與治理發(fā)展起來的一門新興學科，因此與社會經(jīng)濟的發(fā)展密切相關(guān)。但由于學科本身的特殊性，又具有鮮明的特點:
(一)系統(tǒng)綜合性
環(huán)境中的各種變化是多種因素的綜合，在研究和解決環(huán)境問題時，必須在科學系統(tǒng)化過程中全面考慮，實行跨部門、跨學科的合作，充分運用各種學科知識，比如地學、生物學、化學、物理學、醫(yī)學、工程學、數(shù)學以及社會學、經(jīng)濟學、法學等。因此，環(huán)境科學是一門系統(tǒng)綜合性極強的學科。
(二)交叉性
環(huán)境科學的研究目標主要為環(huán)境污染、生態(tài)破壞以及環(huán)境系統(tǒng)在人類活動影響下的變化規(guī)律;確定當前環(huán)境質(zhì)量惡化的程度及其與人類社會經(jīng)濟活動的關(guān)系;尋求人類社會與環(huán)境協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展的途徑和方法，以爭取人類社會與自然界的和諧。因此，其研究具有廣泛的對象和領(lǐng)域，比如從宏觀上研究人類同環(huán)境之間的相互作用、相互促進、相互制約的對立統(tǒng)一關(guān)系，揭示社會經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展的基本規(guī)律，從微觀上研究環(huán)境中的物質(zhì)，尤其是人類活動排放的污染物在有機體內(nèi)遷移、轉(zhuǎn)化和蓄積的過程及其運動規(guī)律，探索它們對生命的影響及其機理等;其自身的理論和方法體系與其他學科相互滲透、交叉并形成的許多分支學科，比如環(huán)境化學，環(huán)境分析化學，環(huán)境毒理學，環(huán)境管理學等等。
(三)專業(yè)性
雖然環(huán)境科學是一個新興的交叉學科，方法理論等涵蓋自然科學、社會科學及技術(shù)科學諸多方面，但由于其研究環(huán)境問題很強的針對性，使得環(huán)境科學研究方法和技術(shù)手段等表現(xiàn)出極強的專業(yè)性，與其他學科一樣隨著社會、經(jīng)濟、環(huán)境問題等的形成、解決、發(fā)展而發(fā)展。
二、環(huán)境科學專業(yè)人才需求狀況
環(huán)境科學專業(yè)學科具有系統(tǒng)綜合性、交叉性、專業(yè)性的鮮明特點，而且隨著社會、環(huán)境問題的形成、解決、發(fā)展而發(fā)展。這樣，未來將需要更多知識型、專業(yè)型和能力型的環(huán)境科學人才和儲備。高等院校作為環(huán)境科學專業(yè)人才培養(yǎng)的重要基地和主渠道，其專業(yè)人才的培養(yǎng)應(yīng)該與社會需求緊密地聯(lián)系起來。因此，高等學校環(huán)境科學專業(yè)本科的培養(yǎng)計劃應(yīng)與環(huán)境科學專業(yè)人才需求狀況相適應(yīng)，并受到廣泛的重視。目前，從環(huán)境科學專業(yè)的學生所從事的工作崗位來看，就業(yè)渠道是多元化的，主要為教育行業(yè)、事業(yè)單位、環(huán)保企業(yè)、環(huán)境服務(wù)業(yè)［1，3，8，16］。從近幾年來看，企業(yè)和環(huán)境服務(wù)業(yè)所需的環(huán)境科學專業(yè)人才明顯增加，比如造紙、煉鋼、石油化工類企業(yè)相關(guān)部門的檢測工作和化工企業(yè)的污水處理，污染控制設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測儀器和設(shè)備開發(fā)銷售等基礎(chǔ)部門。通過對幾屆畢業(yè)生就業(yè)的調(diào)查，此類相關(guān)崗位的招聘87%以上單位都十分注重學生對化學基礎(chǔ)課程學習的要求，甚至考核學生在大學期間所作過的化學實驗課程和所掌握的化學分析檢驗等技能。所以，基礎(chǔ)化學課程體系在環(huán)境科學專業(yè)的地位和規(guī)范設(shè)置應(yīng)該受到各個高校的重視。
三、基礎(chǔ)化學課程體系在環(huán)境科學專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位和作用
化學作為理科的基礎(chǔ)學科，穿插于眾多學科之中，尤其是在環(huán)境科學學科領(lǐng)域起到無比重要的核心地位。單從我國有環(huán)境科學本科專業(yè)的高等學校對于環(huán)境科學系的設(shè)置來看，有的設(shè)在化學學院，有的設(shè)在地理學院，有的已經(jīng)從原來化學系、地質(zhì)系等的基礎(chǔ)上發(fā)展成為獨立的環(huán)境科學學院。這樣，各個高校在設(shè)置環(huán)境科學培養(yǎng)計劃時就根據(jù)本身的特色使得基礎(chǔ)性的化學課程體系設(shè)置在環(huán)境科學本科教育中分布出現(xiàn)參差不齊，培養(yǎng)計劃中出現(xiàn)了不同學時、學分的化學課程設(shè)置，缺乏系統(tǒng)性。雖然，有學者［4，8，12－15］曾提出對環(huán)境科學專業(yè)課程設(shè)置進行改革與探討，但是對化學課程體系的系統(tǒng)設(shè)置討論還是較少。筆者在美國杰克遜州立大學化學系作訪問學者和德國耶拿大學短暫交流時，就看到美國眾多高校和德國在環(huán)境科學專業(yè)培養(yǎng)上與我國有很大的區(qū)別，基本本科沒有專門的環(huán)境科學專業(yè)和設(shè)立環(huán)境科學系，只有培養(yǎng)碩士和博士生階段的環(huán)境科學項目(其結(jié)合了環(huán)境科學學科的特點，聯(lián)合了全校眾多學院所開設(shè)的綜合性培養(yǎng)環(huán)境科學人才的項目)，凡是在此項目注冊的學生必須在化學系修完所有的基礎(chǔ)化學課程和相關(guān)的實驗，其化學課程的比例相當高。比如學生必須修完3個學分的有機化學、3個學分的分析化學(儀器分析)、3個學分的生物化學和其他相關(guān)實驗技能課程等，而德國則會更嚴格要求學生修滿化學、生物的大部分課程。雖然，他們所培養(yǎng)的是碩士或博士生的環(huán)境科學類人才，但是從培養(yǎng)計劃的課程中我們可以清楚地看到化學課程在整個環(huán)境科學人才培養(yǎng)上的重要位置。對于基礎(chǔ)性的化學課程體系其內(nèi)容應(yīng)該包括無機與分析化學、無機與化學分析實驗、有機化學、有機化學實驗、物理化學、現(xiàn)代儀器分析、現(xiàn)代儀器分析實驗、環(huán)境化學和環(huán)境化學實驗等方面。而這些化學課程提供了環(huán)境科學中所涉及的基本理論、基本分析檢測方法及相應(yīng)的儀器設(shè)備使用和操作技能等方面的知識，在整個環(huán)境科學課程體系中起到理論基礎(chǔ)、工程基礎(chǔ)、技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)的重要作用;同時在培養(yǎng)大學生創(chuàng)業(yè)與創(chuàng)新技能上起到非常關(guān)鍵的作用。因此，構(gòu)建環(huán)境科學專業(yè)中合理、系統(tǒng)、規(guī)范的化學課程體系勢在必行。
四、構(gòu)建環(huán)境科學專業(yè)合理、系統(tǒng)、規(guī)范的化學課程體系
我校于2001年設(shè)立環(huán)境科學本科專業(yè)并開始招生，2002年和2007年分別獲得環(huán)境科學專業(yè)碩士學位和區(qū)域環(huán)境學博士學位授予權(quán)，并相繼開始招生。目前，環(huán)境科學系共計13人，其中博士生導(dǎo)師4人，教授6人(含博士生導(dǎo)師)，副教授1人，講師4人，助教2人，平均年齡37歲，其中具有博士學位的人員達62%，碩士85%，師資結(jié)構(gòu)合理。在第一屆環(huán)境科學專業(yè)化學課程體系的設(shè)置中，化學課程設(shè)置了專業(yè)基礎(chǔ)課普通化學(54學時)、普通化學實驗(18學時)、專業(yè)必修課環(huán)境化學(54學時)和環(huán)境化學實驗課程(36學時)。但是，在后續(xù)課程的開設(shè)和學生實習中，明顯反映出基礎(chǔ)化學課程開設(shè)的不足。普通化學課程涉及內(nèi)容太多，過于綜合而缺少無機、有機和分析化學等大部分內(nèi)容，致使學生在學習后續(xù)的課程，比如環(huán)境生物學、環(huán)境化學、環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境工程學等課程時，對課程知識的理解、掌握和應(yīng)用上表現(xiàn)出很多困難。為此，結(jié)合教育部對本科教學課時設(shè)置的有關(guān)規(guī)定和我校本科生創(chuàng)新性人才“2+2”培養(yǎng)模式，2003年對現(xiàn)有的教學計劃進行了改革，特別是對化學課程體系進行了系統(tǒng)的設(shè)置(見表1)，使得在學科基礎(chǔ)模塊、專業(yè)課程模塊和專業(yè)技能模塊中化學課程的設(shè)置更加合理。目前，此課程設(shè)置已經(jīng)實施。根據(jù)調(diào)查(包括目前在校學生的調(diào)查和畢業(yè)生從市場上反饋的環(huán)境科學專業(yè)人才需求信息狀況)和開設(shè)的效果來看，96%的學生一致贊成目前化學課程的設(shè)置，98%的學生表現(xiàn)出明顯的專業(yè)學習熱情，86%的學生根據(jù)自己目前的所學知識和技能愿意跨學科申請陜西師范大學開放式實驗基金和國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目。而且從歷屆學生網(wǎng)上評教結(jié)果來看，化學課程教學名列前茅，效果非常明顯。張甲耀［8］根據(jù)環(huán)境科學學科科技論文統(tǒng)計分析結(jié)果和中外環(huán)境專業(yè)課程設(shè)置比較的基礎(chǔ)上，提出環(huán)境科學課程體系設(shè)置中，化學課程(包括分析化學、物理化學、無機化學、有機化學、催化化學、電化學、結(jié)構(gòu)化學)的設(shè)置尤為重要，其比例要達到33.73%才較合理(整個環(huán)境科學課程體系設(shè)置中比例最大);馬俊杰［13］也指出環(huán)境科學課程體系中，專業(yè)基礎(chǔ)課程(包括數(shù)學計算機、物理、化學、生物、地學等)要占到總學時的30%，其中化學8%才是培養(yǎng)環(huán)境科學類人才的必要條件。這樣，對于環(huán)境科學專業(yè)化學體系課程的設(shè)置就必須滿足課程的設(shè)置和學時分布在8%～34%(平均21%)間較為合理。從對我校環(huán)境科學專業(yè)本科化學課程體系設(shè)置和實踐來看，整個化學課程學時占總學時的19%(在8%～34%間)，接均數(shù)21%。所以無論從化學課程改革和實踐的效果來看，還是從化學課程在整個環(huán)境科學課程體系中所占的百分數(shù)來看，都是非常合理和規(guī)范的。從表1化學課程體系的設(shè)置和分布來看，在每門課程占相應(yīng)模塊總學時中，11.8%比例的現(xiàn)代儀器分析較高，這是因為考慮到環(huán)境科學專業(yè)本科生未來所從事的大多是教育行業(yè)、事業(yè)單位、環(huán)保企業(yè)、環(huán)境服務(wù)業(yè)［1，3，8，16］，所以專業(yè)技能模塊中要突出對學生動手實踐能力的培養(yǎng)。當然有學者也認為［4］，僅靠單門課程的教學內(nèi)容、方法和手段的建設(shè)和改革，是難以保證專業(yè)教學的整體效果的。但通過在這方面對環(huán)境科學課程中化學課程體系設(shè)置、改革和實踐，使我們深深體會到，化學體系課程確實對整個環(huán)境科學主干課程的教學起到明顯的支撐作用，比如對環(huán)境科學后續(xù)課程環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境工程、水及大氣等污染控制課程、見習實習課程、綜合性、開放性、設(shè)計性實驗、畢業(yè)論文設(shè)計和培養(yǎng)學生創(chuàng)造性能力等方面都起到非常重要的作用;從另一個方面看，化學課程體系的設(shè)置也非常符合我國目前環(huán)境科學專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)去向和社會的需求。
五、結(jié)論
化學課程體系的改革與設(shè)置一方面符合環(huán)境科學系統(tǒng)綜合性、交叉性和專業(yè)性的學科特點，適應(yīng)環(huán)境科學專業(yè)人才培養(yǎng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重實踐”的模式;另一方面，非常符合我國對環(huán)境科學人才的需求與國家人才的儲備。實踐已經(jīng)證明，我?；瘜W課程體系設(shè)置在整個環(huán)境科學課程教學中所發(fā)揮的重要作用和學生非常滿意的教學效果。為此，針對環(huán)境科學為新辦或新增專業(yè)，其基礎(chǔ)化學課程體系的設(shè)置嚴重受制于原來系或?qū)W院的教學，本著化學課程體系設(shè)置的模式可對我國其他高等學校環(huán)境科學專業(yè)化學課程體系建設(shè)、改革與實踐提供一定的參考、指導(dǎo)與借鑒作用。各個學?？筛鶕?jù)本學校的特色，加大或減少某些化學課程的學時，保證整個化學課程學時占總學時的比例在21%左右;開設(shè)課程的學期可以變動，但是無機與分析化學、物理化學、有機化學的開設(shè)應(yīng)在環(huán)境化學、環(huán)境生物學、環(huán)境微生物課程之前，現(xiàn)代儀器分析開設(shè)應(yīng)在環(huán)境監(jiān)測之前;當然，實驗課程是伴隨著相應(yīng)課程的教學同時開展的。
