科研助推环境化学课程教学的实践探索
密丛丛，王爱香，徐文军，庄会荣，刘晓泓，田露
（临沂大学，山东 临沂）
摘 要： 高校的任务是培养适应社会发展需求的创新性应用型人才，而人才培养质量的提升，需要科研与教学的融合。本文以应用化学专业环境化学课程教学为例，探讨了科研与教学结合的重要性。一方面，科学研究成果走入课堂，可以更新优化教学内容，提高学习兴趣，增强学生对课程知识的理解，促进学生创新思维方式的培养；另一方面，积极倡导学生参与科研项目或社会实践，可以加强对知识的应用能力。
关键词： 环境化学；教学；科研
一 引言
应用化学是一个实践性很强的专业，不仅要求学生能系统地掌握专业基础理论知识，更重要的是需要培养学生具有较强的创新思维和实践能力。环境化学是应用化学专业学生的一门重要的专业选修课程，该课程的目标是要求学生在掌握化学基本理论和基本知识的基础上，了解环境的化学演变及物质循环，掌握污染物特别是那些对人类生态系统带来影响的化学物质在自然环境中进行转化的规律，掌握污染物对环境各圈层的危害及所产生的环境效应，引导学生将所学各专业基础知识应用于解决系统性强、综合性强的环境问题上来。这就要求学生不仅要能掌握环境化学相关的基本概念和基础理论，同时还要具备将基础理论知识与环境化学的前沿研究相结合的创新思维方式，具备分析、处理实际宏观环境问题的能力[1]。
2016年，何正伟离开了工作多年的电器行业，进入成都市梓桐农资有限公司，跑起了农资业务。这一次，对于毕业六年后的他来说，是一次重要的抉择。也正是这一年，撒可富走进了他的生活。
教学和科研作为高校的两大职能，二者是相辅相成的，教学能够促进科研发展，科研可以提升教学质量。著名科学家钱伟长曾指出，“教学没有科研做底蕴，就是一种没有观点的教育”。学科的发展日新月异，作为教师除了要认真教授基础理论知识，还应该紧密跟踪最新的科学研究成果，并将其作为课堂教学的“源头活水”，充实更新课堂内容，这不仅可以提高学生的课堂学习兴趣，还能够为学生架起理论知识与实际应用之间的桥梁，培养学生的创新思维方式与知识应用能力[2]。科研与教学的结合在环境化学的教学过程中尤为重要，环境化学是一门从生活实践中提炼出来的课程，需要在学习的过程中尽量将理论知识与实际环境问题联系起来，并增加学生参与科学研究或实践的机会，才能够有效培养学生分析和处理环境问题的能力。本文从环境化学的课堂教学实践着手，探讨了将科研与教学结合的几种方式，强调了科研在教学工作中的重要性。
二 科研与教学结合的意义
（一） 科研能丰富教学内容，增加学习兴趣
应用化学专业的环境化学课程选用戴树桂先生主编的《环境化学》为教材，内容主要包括大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、典型污染物在环境各圈层中的转归与效应和受污染环境的修复等。在课堂讲授的过程中，可以采用案例式教学法，将科研中的前沿成果补充到教案中，这样不仅能够加深学生对基础知识的理解，还可以做到与时俱进，使教学内容跟得上科技发展的步伐，激起学生的学习兴趣，提高教学质量[3]。
例如，在第二章大气环境化学中，讲授温室效应时，除了要将温室效应产生的机理、温室气体的种类等讲解清晰，针对温室气体的控制这一问题，可以引入中科院低碳转化科学与工程重点实验室发表在《自然-化学》杂志上的研究成果。CO2是最主要的温室气体，同时也是自然界中大量存在的一种碳资源，如果能将CO2转化为有用的化学品或燃料，既可以解决大气中CO2浓度增加所导致的环境问题，同时也可避免人们对化石燃料的过度依赖。1994年，诺贝尔化学奖得主、有机化学家George Andrew Olah教授提出了“人工碳循环”的概念，但由于二氧化碳分子的惰性，以往文献报道中往往需要通过多个步骤、利用多个催化剂，才能实现从二氧化碳到汽油的转变。上海高研院的孙予罕团队采用氧化铟/分子筛双功能催化剂，创造性地将CO2一步转化得到液体燃料，并且通过调控催化剂体系分子筛的孔径，还可以选择性地将CO2直接转化为液化石油气甚至柴油[4]。
教学不仅是对知识的传授，重点在于还要尽量做到“授之以渔”，而学生创新思维和能力的培养，更需要对前沿成果的追踪。通过采用任务驱动的方法，以分组合作的方式，由学生根据授课内容选择感兴趣的主题，通过中国知网等学术网站查阅下载中文甚至是英文文献资料，在组内成员共同阅读文献，对文献进行分析后，制作成PPT课件，在课上向老师和同学进行讲解。通过此种方式，使学生成为课堂的主角，可以提高学生学习的主动性与注意力，也能加深学生对课程知识的理解，从而提升教学质量。另外，正如牛顿所说：“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上。”通过对文献的解读，使学生了解该领域的研究历史和进展，可以帮助学生开阔视野，拓宽思路。同时，利用文献启发学生思考，学习其中的研究思路，也可为接下来的考研和毕业论文奠定一定的基础。
使用针具为:0.5*60mm。配备5ml针管。因治疗每次注射点较多,大部分患者需反复注射2-3次(五天一次,2-3次为一疗程),而0.5mm针头可明显缓解患者的痛苦,易于再次接受治疗。60mm针长,胖瘦患者基本都能穿刺到位。5ml针管与0.5mm针头匹配,阻力大小正好。10ml或10ml以上针管阻力太大。
（二） 科研能开阔学生视野，培养创新思维
在讲授第三章水环境化学时，引入了武汉大学袁荃团队和加利福尼亚大学段镶锋团队合作发表在《科学》杂志上的纳米孔过滤薄膜领域的研究成果。该研究首次报道制备了一种机械性能优异的大面积石墨烯纳米筛/碳纳米管复合薄膜材料，该材料孔径尺寸约为0.6 nm，可实现水分子与盐离子和有机污染物的高效分离，推动了二维材料在实际分离应用中的发展[5]。当然，在课程的讲授过程中也需要插入先进的测定方法，既可以扩充学生的知识面，也可以将学生学习的分析化学实验、仪器分析实验等课程内容联系起来，加深学生对课程体系的理解与掌握，进一步提高学生对知识的应用能力。
（三） 科研能加强知识运用，提高实践能力
实践是对理论教学的补充，是培养学生知识应用能力的重要途径。要想真正做到学以致用，教师除了讲授基础知识，更要注重对学生创新能力和实践能力的培养[6]。除了实验教学，大学生创新训练项目和社会实践可作为课程教学的第二课堂。通过积极倡导学生参加创新实践活动，可以培养学生科学的思维方式，考察学生应用知识解决问题的能力，帮助其发现存在的不足，及时进行补漏。近年来，本课程教学团队的各位老师在做好课堂教学工作的同时，指导学生获得多项国家级、省级和校级大学生创新训练项目，并利用暑期时间带领学生参加社会实践活动。由学生确定课题，完成相应的研究工作并作为第一作者发表学术论文。实践教学活动的开展，将课堂教学与实际生活联系起来，培养了学生从日常生活中发现问题和解决问题的能力，促进了学生科研创新能力的提高，也激发了学生对课程学习的积极性和主动性。
(3) 橡胶粉掺量为5%时，试件抗拉强度虽然有所降低，但试件单轴应力-应变曲线呈现缓慢上升，更有利于实现延性破坏形式。
三 结论
根据应用化学专业人才的培养目标，环境化学课程教学不仅要求学生掌握基础理论知识，还要培养学生的创新思维方式和创新能力，提高学生实践能力。通过教学与科研的多方位结合，使学生深刻体会到学好环境化学知识的意义和重要性，激发学生学习的欲望，增强学生保护环境的责任感，为培养具有创新能力的应用型专业人才打下基础。
参考文献
[1] 孙荣国.应用化学专业《环境化学》课程教学改革探索[J]. 广州化工, 2016, 44(12): 202-203.
[2] 余志红.教学与科研结合的力学课程的设计探索[J]. 科技视界, 2019, 6, 171-172.
[3] 刘梦竹,王永鹏,王鑫, 等.从提升应用型人才培养质量谈科研对教学的促进作用[J]. 吉林化工学院学报, 2019, 36(4): 181-183.
[4] Gao P., Li S. G., Bu X. N., etal. Direct conversion of CO2 into liquid fuels with high selectivity over a bifunctional catalyst[J]. Nature Chemistry, 2017, 9: 1019-1024.
[5] Yang Y. B., Yang X. D., Liang L., et al. Large area graphenenanomesh/carbon-nanotube hybrid membranes for ionic and molecular nanofiltration[J]. Science, 2019, 364(6445): 1057-1062.
[6] 刘葵. 地方院校应用化学专业创新创业人才培养模式初探[J]. 广州化工, 2017, 45(20): 5-8.
[7] 覃永晖.面向独立学院城乡规划专业应用型人才培养的实践教学改革[J].教育现代化，2016，6(12):1-2.
[8] 陈晓英，张健，任国臣.校企联合，促进应用型人才培养的研究与实践[J].教育现代化，2016，6(12):3-5.
本文引用格式： 密丛丛，等.科研助推环境化学课程教学的实践探索[J]. 教育现代化,2019,6(78):33-34.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.78.014
基金项目： 临沂大学博士科研启动项目“基于稀土发光纳米材料新型酚类印迹传感器的构建及其应用研究”成果之一(项目编号：LYDX2016BS017)；临沂大学教学质量工程项目“环境化学教育信息化研究课程”成果之一（项目编号：50618196）。
作者简介： 密丛丛，女，山东临沂人，博士，临沂大学化学化工学院讲师，研究方向：环境化学、分析化学教学。