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摘 要： 环境材料课程属于多学科交叉的前沿研究领域，课程内容更新快，内容广，对高校环境材料课程的设置和教学提出越来越高的要求。本文针对农业院校环境工程专业开设专业选修课“环境材料”进行了教学内容和教学方法的实践与探索。
关键词： 环境材料 环境工程 教学实践
材料是人类社会进步和人民生活水平提高不可缺的物质基础。生产材料是消耗资源与能源的大户，也是造成环境污染的主要源头，但是材料还是开发能源和治理环境污染的重要保障。
90年代初，人类认识到在生态环境保护的重要战略意义和世界各国纷纷走可持续发展道路的背景下，国际材料界出现一个新的领域——环境材料。它是一个涉及材料科学、环境科学、管理学及经济学等多学科的综合与交叉的新领域。
农业院校环境工程专业开设环境材料课程可以使环境工程专业的学生毕业后，把可持续发展的思想运用于科研、生产，使各种环保产品的生产工艺流程更合理更趋于环保，对提高环保素质是一种有益尝试。
近年来，有些高校为环境相关专业的本科生或研究生开设了环境材料课程，但作为一门新课程，知识信息量迅速增加，课程内容不断得到拓展和更新，深化教学研究迫在眉睫。
为了促进农业院校环境工程专业开设环境材料的教学工作，笔者从农业环境工程专业的自身学科特点和人才培养目标，从教学内容、教学方式和课堂教学与自主学习的分配等方面进行了探讨。
1.课程的定位和特点
目前，在国内清华大学、北京工业大学、兰州大学等高校针对高年级大学生开设了环境材料课程，都取得了较好效果。我校作为一个地方性农业高校，为适应社会发展，以服务地方经济为目标，2010年针对环境工程专业拓展课里增设了环境材料选修科。该课程密切联系科研和生产实际，旨在使学生掌握主要环保材料的制备方法的基础上，了解一些新型材料在环境中的应用潜力，了解产业化的环境材料产品商业化的状态、程度和应用情况及经济性，拓宽学生的知识面，提高其继续深造和就业能力，同时提高他们的环保意识。
由于本课程涉及面广，尤其涉及很多材料化学方面的知识，因此在讲授过程中尽可能地使多学科相融合、贯通；同时，课堂教学采用启发式或讨论式的教学方法，理论结合实际，引导学生加深对所学知识的理解和应用，提高学生学习本课程的兴趣和积极性。
2.教学的实践与探索
2.1整合教学内容，凝练教学特色。
环境材料课程涉及领域非常广泛，如能源材料、净化材料、环境替代材料、功能高分子材料、智能材料及降解环境材料等。我校开设的环境材料作为一门专业选修课，设在第5学期，课时为32学时，因而结合农业院校特色，课程教学内容的精练和整合必不可少。通过对几种环境材料教材的对比和筛选，并结合教学实践，选用冯玉杰编著的《环境功能材料》作为参考，主要针对近年来适用于农业地区的特殊条件的环境净化材料、吸附分离材料、新能源材料进行讲授。具体教学内容和学时分配如下表所示。
表 教学内容和学时分配
第一章净化材料中主要讲授目前环境领域的科研热点和商业前景的材料电催化材料、光催化材料、湿式氧化材料、微波材料；第二章吸附分离材料中主要讲授环境监测和污染治理领域有关的离子交换分离材料，吸附树脂分离材料，纤维吸附分离材料；第三章新能源材料中主要讲授与农村固废资源化有关的生物质能和21世纪最有潜力能源氢能。讲授中重点放在这些新材料的组成、制备方法、环境中应用原理基础上，分析各种材料的研究现状和发展趋势。讲授过程中不必面面俱到，在深入钻研教材的基础上确定授课内容，重新整合，用简练、准确、通俗的语言把讲授内容表达出来，使学生一听就懂。
2.2结合科研和商业案例，提高学习兴趣。
因为该课程中涉及内容较多，理论深，如果进行抽象的讲解则对于环境工程专业本科生来说枯燥，难度大，且与他们关系不大，所以学生兴趣不浓厚。教师对环境材料教学内容，一般由理论易到难，逐步深入，此外要考虑对学生学习兴趣的一定的刺激程度，增强案例的趣味性。在本课程教学中，为了优先吸引学生的注意力，每讲一种新型材料时，讲解材料的制备和应用远离前，想办法为学生创设新颖真实的科研和商业案例的情境，由此吸引学生的注意力，再由该情景过渡到课本核心部分——材料的组成、制备及应用原理。比如讲光催化材料时，先采用生动的形象、真实的画面展示“自洁玻璃”在浴室门窗、厨房门窗玻璃、汽车玻璃等应用；结合“非典”事件，展示TiO■光催化剂，投入台湾使用收效显著案例。另外，介绍世界上发达国家知名公司，如英国PilkingtonActiv公司、日本TOTO公司、美国PPG公司、德国GEA公司等，研发光催化材料产品推向市场的现状。讲生物质能时，首先以动画形式介绍农村新能源开发典型案例，如浙江富春江环保热电股份有限公司和山东京能生物质发电有限公司等。根据这些事实，先丰富学生的想象力，激发学生的兴趣和求知欲，然后讲解材料的制备和净化原理，达到教学目的。
2.3教学过程中“以人为本”发挥学生的主体作用。
教学的实质是教和学有机结合、教师和学生的良性互动过程，在以往的教学中强调教师的主导性而把学生单纯地视为教育对象，忽视学生主体地位，往往以教师为主导，无视学生的主观能动性。在本课教学过程中，讲授重点放在使学生掌握新材料的组成、制备方法、应用原理，理解相应内容的基础上，把材料的实际应用现状和趋势采用讨论和讲座形式，发挥学生主体作用。具体实施方式如下：
2.3.1讨论部分：讲授一种材料后将所对应材料的应用现状任务下达给部分学生，一般每种材料分给两组，学生三名一组，针对每种材料学生根据兴趣自愿报名，但保证每人都轮到一次。等学生根据数据库、相关报道、汇总内容，在消化基础上进行PPT汇报。汇报内容经班级交流，教师引导学生讨论，对不足内容给予补充和修正，汇报成绩由学生给定，作为平时成绩。在汇报和讨论中，学生非常积极，气氛特别活跃。这样就充分发挥了学生的主体性和创造性，帮助他们跳出被动灌输的困境，成为学习的主人。
2.3.2讲座部分：讲座是大学中的一种重要学习途径。在听讲座过程中，有助于学生在短时间内较全面地掌握科研动态、商业行情并开阔视野，还可以领略各行各业专家的口才艺术，学到课堂上学不到的知识，提高他们综合素质的一种教学活动形式。本课中每章结束后通过课外时间，针对各种新型材料的应用现状和发展趋势方面邀请周边材料领域企业家和专家安排讲座，讲座过程中安排答疑，解决学生的疑问，提高学生的学习兴趣。
2.4网络环境下强化引入材料发展新信息，打破课堂教学的时空限制。
随着科学技术的不断发展，新型环境材料不断出现，不断有新的研究成果被报道，但课程的学时有限，案例教学往往难以让学生在单位时间内获得全面。为了充分利用业余时间，让学生进一步拓宽学生的知识面，利用网络环境，组建班级QQ群、微信群等，创造开放、民主、轻松活跃的学习环境。首先，教师可以利用学校的网络数据库资源作为课堂教学的辅助手段，提供最新科研成果的链接，也可以有目的地发布当今国内外环境功能材料研究中的一些最新研究成果或科教片。其次，给学生一定的认知时间，让学生多角度、深层次地对研究成果进行剖析。最后，网上互动交流，学生与学生、教师与学生可以即时互动。通过不同观点之间的碰撞、辩驳、补充，进一步提高对最新研究成果的认识。
3.结语
环境材料作为新世纪材料科学发展的方向，渗透于各门材料专业课的教学之中，尤其是对环境工程专业学生来说，是在以可持续发展的思想制备材料，应用材料，保护环境，提高环保素质教育方面作出的有益尝试。经过三年来对农业院校环境工程专业学生开设环境材料课程的实践，在教学内容及教学方法上结合专业特点，采用灵活多样的教学方法，促使学生积极参与教学互动，提高教学质量，取得一定的教学效果。在以后的教学中应继续就课程教学体系建设进行进一步的探讨与实践。
参考文献：
[1]朱光明.材料化学课程的内容设置及其与材料科学的关系[J].大学化学，2004，6.
[2]雷文，杨涛.多媒体在高分子教学中的应用[J].广州化工，2008，6.
[3]成青，谭惠平.在《材料学基础》课程教学中培养学生创新能力的探索[J].中南林业科技大学学报，2011，2.
关键词： 环境材料 环境工程 教学实践
材料是人类社会进步和人民生活水平提高不可缺的物质基础。生产材料是消耗资源与能源的大户，也是造成环境污染的主要源头，但是材料还是开发能源和治理环境污染的重要保障。
90年代初，人类认识到在生态环境保护的重要战略意义和世界各国纷纷走可持续发展道路的背景下，国际材料界出现一个新的领域——环境材料。它是一个涉及材料科学、环境科学、管理学及经济学等多学科的综合与交叉的新领域。
农业院校环境工程专业开设环境材料课程可以使环境工程专业的学生毕业后，把可持续发展的思想运用于科研、生产，使各种环保产品的生产工艺流程更合理更趋于环保，对提高环保素质是一种有益尝试。
近年来，有些高校为环境相关专业的本科生或研究生开设了环境材料课程，但作为一门新课程，知识信息量迅速增加，课程内容不断得到拓展和更新，深化教学研究迫在眉睫。
为了促进农业院校环境工程专业开设环境材料的教学工作，笔者从农业环境工程专业的自身学科特点和人才培养目标，从教学内容、教学方式和课堂教学与自主学习的分配等方面进行了探讨。
1.课程的定位和特点
目前，在国内清华大学、北京工业大学、兰州大学等高校针对高年级大学生开设了环境材料课程，都取得了较好效果。我校作为一个地方性农业高校，为适应社会发展，以服务地方经济为目标，2010年针对环境工程专业拓展课里增设了环境材料选修科。该课程密切联系科研和生产实际，旨在使学生掌握主要环保材料的制备方法的基础上，了解一些新型材料在环境中的应用潜力，了解产业化的环境材料产品商业化的状态、程度和应用情况及经济性，拓宽学生的知识面，提高其继续深造和就业能力，同时提高他们的环保意识。
由于本课程涉及面广，尤其涉及很多材料化学方面的知识，因此在讲授过程中尽可能地使多学科相融合、贯通；同时，课堂教学采用启发式或讨论式的教学方法，理论结合实际，引导学生加深对所学知识的理解和应用，提高学生学习本课程的兴趣和积极性。
2.教学的实践与探索
2.1整合教学内容，凝练教学特色。
环境材料课程涉及领域非常广泛，如能源材料、净化材料、环境替代材料、功能高分子材料、智能材料及降解环境材料等。我校开设的环境材料作为一门专业选修课，设在第5学期，课时为32学时，因而结合农业院校特色，课程教学内容的精练和整合必不可少。通过对几种环境材料教材的对比和筛选，并结合教学实践，选用冯玉杰编著的《环境功能材料》作为参考，主要针对近年来适用于农业地区的特殊条件的环境净化材料、吸附分离材料、新能源材料进行讲授。具体教学内容和学时分配如下表所示。
表 教学内容和学时分配
第一章净化材料中主要讲授目前环境领域的科研热点和商业前景的材料电催化材料、光催化材料、湿式氧化材料、微波材料；第二章吸附分离材料中主要讲授环境监测和污染治理领域有关的离子交换分离材料，吸附树脂分离材料，纤维吸附分离材料；第三章新能源材料中主要讲授与农村固废资源化有关的生物质能和21世纪最有潜力能源氢能。讲授中重点放在这些新材料的组成、制备方法、环境中应用原理基础上，分析各种材料的研究现状和发展趋势。讲授过程中不必面面俱到，在深入钻研教材的基础上确定授课内容，重新整合，用简练、准确、通俗的语言把讲授内容表达出来，使学生一听就懂。
2.2结合科研和商业案例，提高学习兴趣。
因为该课程中涉及内容较多，理论深，如果进行抽象的讲解则对于环境工程专业本科生来说枯燥，难度大，且与他们关系不大，所以学生兴趣不浓厚。教师对环境材料教学内容，一般由理论易到难，逐步深入，此外要考虑对学生学习兴趣的一定的刺激程度，增强案例的趣味性。在本课程教学中，为了优先吸引学生的注意力，每讲一种新型材料时，讲解材料的制备和应用远离前，想办法为学生创设新颖真实的科研和商业案例的情境，由此吸引学生的注意力，再由该情景过渡到课本核心部分——材料的组成、制备及应用原理。比如讲光催化材料时，先采用生动的形象、真实的画面展示“自洁玻璃”在浴室门窗、厨房门窗玻璃、汽车玻璃等应用；结合“非典”事件，展示TiO■光催化剂，投入台湾使用收效显著案例。另外，介绍世界上发达国家知名公司，如英国PilkingtonActiv公司、日本TOTO公司、美国PPG公司、德国GEA公司等，研发光催化材料产品推向市场的现状。讲生物质能时，首先以动画形式介绍农村新能源开发典型案例，如浙江富春江环保热电股份有限公司和山东京能生物质发电有限公司等。根据这些事实，先丰富学生的想象力，激发学生的兴趣和求知欲，然后讲解材料的制备和净化原理，达到教学目的。
2.3教学过程中“以人为本”发挥学生的主体作用。
教学的实质是教和学有机结合、教师和学生的良性互动过程，在以往的教学中强调教师的主导性而把学生单纯地视为教育对象，忽视学生主体地位，往往以教师为主导，无视学生的主观能动性。在本课教学过程中，讲授重点放在使学生掌握新材料的组成、制备方法、应用原理，理解相应内容的基础上，把材料的实际应用现状和趋势采用讨论和讲座形式，发挥学生主体作用。具体实施方式如下：
2.3.1讨论部分：讲授一种材料后将所对应材料的应用现状任务下达给部分学生，一般每种材料分给两组，学生三名一组，针对每种材料学生根据兴趣自愿报名，但保证每人都轮到一次。等学生根据数据库、相关报道、汇总内容，在消化基础上进行PPT汇报。汇报内容经班级交流，教师引导学生讨论，对不足内容给予补充和修正，汇报成绩由学生给定，作为平时成绩。在汇报和讨论中，学生非常积极，气氛特别活跃。这样就充分发挥了学生的主体性和创造性，帮助他们跳出被动灌输的困境，成为学习的主人。
2.3.2讲座部分：讲座是大学中的一种重要学习途径。在听讲座过程中，有助于学生在短时间内较全面地掌握科研动态、商业行情并开阔视野，还可以领略各行各业专家的口才艺术，学到课堂上学不到的知识，提高他们综合素质的一种教学活动形式。本课中每章结束后通过课外时间，针对各种新型材料的应用现状和发展趋势方面邀请周边材料领域企业家和专家安排讲座，讲座过程中安排答疑，解决学生的疑问，提高学生的学习兴趣。
2.4网络环境下强化引入材料发展新信息，打破课堂教学的时空限制。
随着科学技术的不断发展，新型环境材料不断出现，不断有新的研究成果被报道，但课程的学时有限，案例教学往往难以让学生在单位时间内获得全面。为了充分利用业余时间，让学生进一步拓宽学生的知识面，利用网络环境，组建班级QQ群、微信群等，创造开放、民主、轻松活跃的学习环境。首先，教师可以利用学校的网络数据库资源作为课堂教学的辅助手段，提供最新科研成果的链接，也可以有目的地发布当今国内外环境功能材料研究中的一些最新研究成果或科教片。其次，给学生一定的认知时间，让学生多角度、深层次地对研究成果进行剖析。最后，网上互动交流，学生与学生、教师与学生可以即时互动。通过不同观点之间的碰撞、辩驳、补充，进一步提高对最新研究成果的认识。
3.结语
环境材料作为新世纪材料科学发展的方向，渗透于各门材料专业课的教学之中，尤其是对环境工程专业学生来说，是在以可持续发展的思想制备材料，应用材料，保护环境，提高环保素质教育方面作出的有益尝试。经过三年来对农业院校环境工程专业学生开设环境材料课程的实践，在教学内容及教学方法上结合专业特点，采用灵活多样的教学方法，促使学生积极参与教学互动，提高教学质量，取得一定的教学效果。在以后的教学中应继续就课程教学体系建设进行进一步的探讨与实践。
参考文献：
[1]朱光明.材料化学课程的内容设置及其与材料科学的关系[J].大学化学，2004，6.
[2]雷文，杨涛.多媒体在高分子教学中的应用[J].广州化工，2008，6.
[3]成青，谭惠平.在《材料学基础》课程教学中培养学生创新能力的探索[J].中南林业科技大学学报，2011，2.