高校化學(xué)課程創(chuàng)建及革新

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一、環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)科特點(diǎn)

環(huán)境科學(xué)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(xué)科，因此與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān)。但由于學(xué)科本身的特殊性，又具有鮮明的特點(diǎn):

(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(shí)，必須在科學(xué)系統(tǒng)化過程中全面考慮，實(shí)行跨部門、跨學(xué)科的合作，充分運(yùn)用各種學(xué)科知識(shí)，比如地學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)、數(shù)學(xué)以及社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)等。因此，環(huán)境科學(xué)是一門系統(tǒng)綜合性極強(qiáng)的學(xué)科。

(二)交叉性

環(huán)境科學(xué)的研究目標(biāo)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(dòng)影響下的變化規(guī)律;確定當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量惡化的程度及其與人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的關(guān)系;尋求人類社會(huì)與環(huán)境協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展的途徑和方法，以爭(zhēng)取人類社會(huì)與自然界的和諧。因此，其研究具有廣泛的對(duì)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(jìn)、相互制約的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系，揭示社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)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(dòng)排放的污染物在有機(jī)體內(nèi)遷移、轉(zhuǎn)化和蓄積的過程及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，探索它們對(duì)生命的影響及其機(jī)理等;其自身的理論和方法體系與其他學(xué)科相互滲透、交叉并形成的許多分支學(xué)科，比如環(huán)境化學(xué)，環(huán)境分析化學(xué)，環(huán)境毒理學(xué)，環(huán)境管理學(xué)等等。

(三)專業(yè)性

雖然環(huán)境科學(xué)是一個(gè)新興的交叉學(xué)科，方法理論等涵蓋自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)及技術(shù)科學(xué)諸多方面，但由于其研究環(huán)境問題很強(qiáng)的針對(duì)性，使得環(huán)境科學(xué)研究方法和技術(shù)手段等表現(xiàn)出極強(qiáng)的專業(yè)性，與其他學(xué)科一樣隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境問題等的形成、解決、發(fā)展而發(fā)展。

二、環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才需求狀況

環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)科具有系統(tǒng)綜合性、交叉性、專業(yè)性的鮮明特點(diǎn)，而且隨著社會(huì)、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(shí)型、專業(yè)型和能力型的環(huán)境科學(xué)人才和儲(chǔ)備。高等院校作為環(huán)境科學(xué)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(huì)需求緊密地聯(lián)系起來。因此，高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科的培養(yǎng)計(jì)劃應(yīng)與環(huán)境科學(xué)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(xué)專業(yè)的學(xué)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(xué)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(cè)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(cè)儀器和設(shè)備開發(fā)銷售等基礎(chǔ)部門。通過對(duì)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(xué)生對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的要求，甚至考核學(xué)生在大學(xué)期間所作過的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程和所掌握的化學(xué)分析檢驗(yàn)等技能。所以，基礎(chǔ)化學(xué)課程體系在環(huán)境科學(xué)專業(yè)的地位和規(guī)范設(shè)置應(yīng)該受到各個(gè)高校的重視。

三、基礎(chǔ)化學(xué)課程體系在環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位和作用

化學(xué)作為理科的基礎(chǔ)學(xué)科，穿插于眾多學(xué)科之中，尤其是在環(huán)境科學(xué)學(xué)科領(lǐng)域起到無比重要的核心地位。單從我國(guó)有環(huán)境科學(xué)本科專業(yè)的高等學(xué)校對(duì)于環(huán)境科學(xué)系的設(shè)置來看，有的設(shè)在化學(xué)學(xué)院，有的設(shè)在地理學(xué)院，有的已經(jīng)從原來化學(xué)系、地質(zhì)系等的基礎(chǔ)上發(fā)展成為獨(dú)立的環(huán)境科學(xué)學(xué)院。這樣，各個(gè)高校在設(shè)置環(huán)境科學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃時(shí)就根據(jù)本身的特色使得基礎(chǔ)性的化學(xué)課程體系設(shè)置在環(huán)境科學(xué)本科教育中分布出現(xiàn)參差不齊，培養(yǎng)計(jì)劃中出現(xiàn)了不同學(xué)時(shí)、學(xué)分的化學(xué)課程設(shè)置，缺乏系統(tǒng)性。雖然，有學(xué)者［4，8，12－15］曾提出對(duì)環(huán)境科學(xué)專業(yè)課程設(shè)置進(jìn)行改革與探討，但是對(duì)化學(xué)課程體系的系統(tǒng)設(shè)置討論還是較少。筆者在美國(guó)杰克遜州立大學(xué)化學(xué)系作訪問學(xué)者和德國(guó)耶拿大學(xué)短暫交流時(shí)，就看到美國(guó)眾多高校和德國(guó)在環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)上與我國(guó)有很大的區(qū)別，基本本科沒有專門的環(huán)境科學(xué)專業(yè)和設(shè)立環(huán)境科學(xué)系，只有培養(yǎng)碩士和博士生階段的環(huán)境科學(xué)項(xiàng)目(其結(jié)合了環(huán)境科學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，聯(lián)合了全校眾多學(xué)院所開設(shè)的綜合性培養(yǎng)環(huán)境科學(xué)人才的項(xiàng)目)，凡是在此項(xiàng)目注冊(cè)的學(xué)生必須在化學(xué)系修完所有的基礎(chǔ)化學(xué)課程和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，其化學(xué)課程的比例相當(dāng)高。比如學(xué)生必須修完3個(gè)學(xué)分的有機(jī)化學(xué)、3個(gè)學(xué)分的分析化學(xué)(儀器分析)、3個(gè)學(xué)分的生物化學(xué)和其他相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能課程等，而德國(guó)則會(huì)更嚴(yán)格要求學(xué)生修滿化學(xué)、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(xué)類人才，但是從培養(yǎng)計(jì)劃的課程中我們可以清楚地看到化學(xué)課程在整個(gè)環(huán)境科學(xué)人才培養(yǎng)上的重要位置。對(duì)于基礎(chǔ)性的化學(xué)課程體系其內(nèi)容應(yīng)該包括無機(jī)與分析化學(xué)、無機(jī)與化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)、現(xiàn)代儀器分析、現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)、環(huán)境化學(xué)和環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面。而這些化學(xué)課程提供了環(huán)境科學(xué)中所涉及的基本理論、基本分析檢測(cè)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(shí)，在整個(gè)環(huán)境科學(xué)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(shí)在培養(yǎng)大學(xué)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(xué)專業(yè)中合理、系統(tǒng)、規(guī)范的化學(xué)課程體系勢(shì)在必行。

四、構(gòu)建環(huán)境科學(xué)專業(yè)合理、系統(tǒng)、規(guī)范的化學(xué)課程體系

我校于2001年設(shè)立環(huán)境科學(xué)本科專業(yè)并開始招生，2002年和2007年分別獲得環(huán)境科學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位和區(qū)域環(huán)境學(xué)博士學(xué)位授予權(quán)，并相繼開始招生。目前，環(huán)境科學(xué)系共計(jì)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(xué)位的人員達(dá)62%，碩士85%，師資結(jié)構(gòu)合理。在第一屆環(huán)境科學(xué)專業(yè)化學(xué)課程體系的設(shè)置中，化學(xué)課程設(shè)置了專業(yè)基礎(chǔ)課普通化學(xué)(54學(xué)時(shí))、普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)(18學(xué)時(shí))、專業(yè)必修課環(huán)境化學(xué)(54學(xué)時(shí))和環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程(36學(xué)時(shí))。但是，在后續(xù)課程的開設(shè)和學(xué)生實(shí)習(xí)中，明顯反映出基礎(chǔ)化學(xué)課程開設(shè)的不足。普通化學(xué)課程涉及內(nèi)容太多，過于綜合而缺少無機(jī)、有機(jī)和分析化學(xué)等大部分內(nèi)容，致使學(xué)生在學(xué)習(xí)后續(xù)的課程，比如環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境工程學(xué)等課程時(shí)，對(duì)課程知識(shí)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(duì)本科教學(xué)課時(shí)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(duì)現(xiàn)有的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行了改革，特別是對(duì)化學(xué)課程體系進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)置(見表1)，使得在學(xué)科基礎(chǔ)模塊、專業(yè)課程模塊和專業(yè)技能模塊中化學(xué)課程的設(shè)置更加合理。目前，此課程設(shè)置已經(jīng)實(shí)施。根據(jù)調(diào)查(包括目前在校學(xué)生的調(diào)查和畢業(yè)生從市場(chǎng)上反饋的環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才需求信息狀況)和開設(shè)的效果來看，96%的學(xué)生一致贊成目前化學(xué)課程的設(shè)置，98%的學(xué)生表現(xiàn)出明顯的專業(yè)學(xué)習(xí)熱情，86%的學(xué)生根據(jù)自己目前的所學(xué)知識(shí)和技能愿意跨學(xué)科申請(qǐng)陜西師范大學(xué)開放式實(shí)驗(yàn)基金和國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目。而且從歷屆學(xué)生網(wǎng)上評(píng)教結(jié)果來看，化學(xué)課程教學(xué)名列前茅，效果非常明顯。張甲耀［8］根據(jù)環(huán)境科學(xué)學(xué)科科技論文統(tǒng)計(jì)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(xué)課程體系設(shè)置中，化學(xué)課程(包括分析化學(xué)、物理化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、催化化學(xué)、電化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué))的設(shè)置尤為重要，其比例要達(dá)到33.73%才較合理(整個(gè)環(huán)境科學(xué)課程體系設(shè)置中比例最大);馬俊杰［13］也指出環(huán)境科學(xué)課程體系中，專業(yè)基礎(chǔ)課程(包括數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)、物理、化學(xué)、生物、地學(xué)等)要占到總學(xué)時(shí)的30%，其中化學(xué)8%才是培養(yǎng)環(huán)境科學(xué)類人才的必要條件。這樣，對(duì)于環(huán)境科學(xué)專業(yè)化學(xué)體系課程的設(shè)置就必須滿足課程的設(shè)置和學(xué)時(shí)分布在8%～34%(平均21%)間較為合理。從對(duì)我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科化學(xué)課程體系設(shè)置和實(shí)踐來看，整個(gè)化學(xué)課程學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的19%(在8%～34%間)，接均數(shù)21%。所以無論從化學(xué)課程改革和實(shí)踐的效果來看，還是從化學(xué)課程在整個(gè)環(huán)境科學(xué)課程體系中所占的百分?jǐn)?shù)來看，都是非常合理和規(guī)范的。從表1化學(xué)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(xué)時(shí)中，11.8%比例的現(xiàn)代儀器分析較高，這是因?yàn)榭紤]到環(huán)境科學(xué)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(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。當(dāng)然有學(xué)者也認(rèn)為［4］，僅靠單門課程的教學(xué)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(xué)的整體效果的。但通過在這方面對(duì)環(huán)境科學(xué)課程中化學(xué)課程體系設(shè)置、改革和實(shí)踐，使我們深深體會(huì)到，化學(xué)體系課程確實(shí)對(duì)整個(gè)環(huán)境科學(xué)主干課程的教學(xué)起到明顯的支撐作用，比如對(duì)環(huán)境科學(xué)后續(xù)課程環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境工程、水及大氣等污染控制課程、見習(xí)實(shí)習(xí)課程、綜合性、開放性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性能力等方面都起到非常重要的作用;從另一個(gè)方面看，化學(xué)課程體系的設(shè)置也非常符合我國(guó)目前環(huán)境科學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)去向和社會(huì)的需求。

五、結(jié)論

化學(xué)課程體系的改革與設(shè)置一方面符合環(huán)境科學(xué)系統(tǒng)綜合性、交叉性和專業(yè)性的學(xué)科特點(diǎn)，適應(yīng)環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐”的模式;另一方面，非常符合我國(guó)對(duì)環(huán)境科學(xué)人才的需求與國(guó)家人才的儲(chǔ)備。實(shí)踐已經(jīng)證明，我?；瘜W(xué)課程體系設(shè)置在整個(gè)環(huán)境科學(xué)課程教學(xué)中所發(fā)揮的重要作用和學(xué)生非常滿意的教學(xué)效果。為此，針對(duì)環(huán)境科學(xué)為新辦或新增專業(yè)，其基礎(chǔ)化學(xué)課程體系的設(shè)置嚴(yán)重受制于原來系或?qū)W院的教學(xué)，本著化學(xué)課程體系設(shè)置的模式可對(duì)我國(guó)其他高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)專業(yè)化學(xué)課程體系建設(shè)、改革與實(shí)踐提供一定的參考、指導(dǎo)與借鑒作用。各個(gè)學(xué)校可根據(jù)本學(xué)校的特色，加大或減少某些化學(xué)課程的學(xué)時(shí)，保證整個(gè)化學(xué)課程學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的比例在21%左右;開設(shè)課程的學(xué)期可以變動(dòng)，但是無機(jī)與分析化學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)的開設(shè)應(yīng)在環(huán)境化學(xué)、環(huán)境生物學(xué)、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(cè)之前;當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)課程是伴隨著相應(yīng)課程的教學(xué)同時(shí)開展的。