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一、教學(xué)情況現(xiàn)狀

1.課程設(shè)置。在環(huán)境工程專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃安排上，環(huán)境材料學(xué)為36學(xué)時(shí)，設(shè)置在第5學(xué)期或第7學(xué)期。其先修課程為無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、環(huán)境學(xué)原理、環(huán)境生態(tài)學(xué)、環(huán)境工程原理等課程。結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況，環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)側(cè)重水、大氣、固廢的污染控制和治理，這些專業(yè)基礎(chǔ)課程作為先修內(nèi)容被充分掌握，有利于本課程中重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的理解和學(xué)習(xí)掌握。

2.實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”是本科教育致力實(shí)現(xiàn)的培養(yǎng)目標(biāo)，對于工科專業(yè)而言，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是不可或缺的重要環(huán)節(jié)，這在環(huán)境材料學(xué)課程的教學(xué)中也應(yīng)有所體現(xiàn)。實(shí)踐教學(xué)通常包括專業(yè)實(shí)驗(yàn)課、課程實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)等內(nèi)容。專業(yè)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)可鍛煉學(xué)生動手能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。課程設(shè)計(jì)把理論課程中學(xué)習(xí)到的理論知識、工程規(guī)范、計(jì)算方法等串聯(lián)起來。目前，受限于教學(xué)學(xué)時(shí)、師資力量等因素，環(huán)境材料學(xué)僅設(shè)置課堂理論教學(xué)，這不利于學(xué)生充分理解和掌握教學(xué)內(nèi)容。

3.教學(xué)內(nèi)容、模式單一。依據(jù)不同專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，環(huán)境材料學(xué)的課程教學(xué)重點(diǎn)和內(nèi)容取舍也有所側(cè)重，筆者所在的環(huán)境工程專業(yè)具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐性，要求學(xué)生更多地掌握環(huán)境治理材料、環(huán)境功能材料等內(nèi)容；同時(shí)要求學(xué)生具備將所學(xué)知識與環(huán)境工程現(xiàn)場實(shí)踐相結(jié)合的能力，目前的教學(xué)內(nèi)容相對單一，教學(xué)模式相對簡單，基本處于教師單向講解、學(xué)生被動接受的層次；如何在相對較少的學(xué)時(shí)條件下，改進(jìn)教學(xué)模式、擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容并突出重點(diǎn)值得深入分析和探討。

二、課程改革的初步建議

1.課程設(shè)置。學(xué)生對與材料學(xué)相關(guān)的有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)等基礎(chǔ)課掌握程度不深，在有限的課堂教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)，學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和體系沒有完全建立，這對環(huán)境材料的教學(xué)開展較為不利；針對目前狀況，筆者認(rèn)為應(yīng)加大前修課程，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生高度重視，從而為本課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。例如，本課程的第八章為環(huán)境治理材料，其中重點(diǎn)介紹了大氣污染和水污染兩種類型材料，大氣污染治理材料中涉及了多種過濾及吸附用纖維材料的類型、特點(diǎn)、功效等，這些內(nèi)容需要對大氣污染的產(chǎn)生機(jī)理、過程、治理方法等有深入學(xué)習(xí)和理解后才能更好地為學(xué)生所掌握。針對目前情況，筆者認(rèn)為應(yīng)加大前修基礎(chǔ)課程的學(xué)時(shí)，同時(shí)應(yīng)該把課程設(shè)置由第五學(xué)期向后延至第六或第七學(xué)期，這樣，在完成了相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)后，學(xué)生在環(huán)境材料學(xué)的后續(xù)課程中才能更好地掌握相關(guān)內(nèi)容，遇到一些教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)才不會產(chǎn)生畏難情緒而影響學(xué)習(xí)。

2.完善實(shí)踐教學(xué)。本課程以理論教學(xué)為主，但是開展適當(dāng)?shù)膶?shí)踐教學(xué)對學(xué)生建立完整的知識架構(gòu)和體系也是有很大促進(jìn)作用的。例如可以在環(huán)境治理材料一節(jié)中設(shè)置關(guān)于水污染治理材料的實(shí)驗(yàn)，針對目前最有發(fā)展前景的膜處理技術(shù)，設(shè)置相關(guān)課后實(shí)驗(yàn)。膜分離法的基本原理是利用天然或人工合成的膜材料，以外界能量或其他類型的化學(xué)位差等為動力來源，對待處理水中含有的一定無機(jī)鹽、金屬離子、有機(jī)大分子、膠體粒子采用分離、分級、提純的方法。按膜分離的不同種類和分離處理級別，可以分為微濾、超濾、納濾、反滲透等，這些不同種類的基礎(chǔ)和核心就是制備成膜的基質(zhì)材料的不同。通過不同的實(shí)驗(yàn)裝置及材料組合可以為學(xué)生形象地展示不同膜材料的分離處理效果。微濾膜的分離粒子直徑在0.1~1μm，主要可以除去水中的一些較大粒徑的懸浮顆粒物，目前此類濾膜多由聚四氟乙烯（PTFE）或聚偏氟乙烯類材料制得，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、可適用于各種復(fù)雜工作環(huán)境；超濾膜的分離物直徑可以達(dá)到0.002~0.01μm，對分子量在1000~10000范圍左右的大分子有機(jī)物有過濾作用，可以有效分離去除，超濾膜目前主要由有機(jī)型的醋酸纖維素材料及無機(jī)型的陶瓷、金屬膜材料制得，比較適于水相體系中膠狀懸浮物的去除；納濾膜的分離直徑可以達(dá)到0.001μm即1nm的級別，可以截除大部分的糖類、小分子有機(jī)物、二價(jià)鹽等分子量在200~400范圍左右的物質(zhì)，目前主要納濾膜材料有磺化聚醚砜類等；納濾類膜材料相對于僅可容水分子通過的反滲透膜，其操作壓力更低，較好的耐壓密性和較強(qiáng)的抗污染能力，相對于超濾膜來說其過濾能力又具有較大程度的提高，因此在對截留物質(zhì)要求不苛刻的場合較為實(shí)用。通過對以上膜分離材料的實(shí)驗(yàn)操作及分析，學(xué)生比較容易建立起直觀而深刻的認(rèn)識，達(dá)到舉一反三、觸類旁通的效果。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，以小組為單位，組織學(xué)生針對各組所用膜材料的結(jié)構(gòu)、性能、處理效果進(jìn)行分析、討論，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容吸收理解的同時(shí)又可以鍛煉學(xué)生討論和表達(dá)能力。

3.教學(xué)內(nèi)容、方式的擴(kuò)展和改進(jìn)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該對環(huán)境材料領(lǐng)域最新的研究進(jìn)展和趨勢有所了解，掌握國內(nèi)外關(guān)于材料開發(fā)、使用、廢棄等方面的最新要求和處理方法等。任課教師應(yīng)注意收集最新的文獻(xiàn)資料和相關(guān)信息，及時(shí)補(bǔ)充擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容。例如在第十章“有毒有害元素的替代技術(shù)”中，為學(xué)生介紹歐盟RoHS和WEEE法令。這里面要重點(diǎn)為學(xué)生指出的是兩項(xiàng)法規(guī)的具體內(nèi)容和相關(guān)背景。制造業(yè)中使用的各種材料由于涉及到有毒有害的情況相當(dāng)普遍，在污染環(huán)境破壞生態(tài)的同時(shí)也對人體自身的健康造成了極大威脅，尤其在最近幾十年異軍突起的消費(fèi)電子品領(lǐng)域，涉及到各類型的重金屬、有機(jī)物等。對此，歐盟出臺了一些相關(guān)法令法規(guī)，一方面為降低毒害物質(zhì)對社會環(huán)境的影響，另一方面也為發(fā)展中國家商品出口設(shè)置了貿(mào)易壁壘。同時(shí)在教學(xué)中要注意多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合。對于這兩種方法，一定做到揚(yáng)長避短，互相補(bǔ)充，而不應(yīng)將二者相互對立、相互隔離起來。

環(huán)境材料學(xué)是一門理論性較強(qiáng)的課程，同時(shí)也需要一定的實(shí)踐教學(xué)。要想獲得較好的教學(xué)效果，任課教師要有扎實(shí)的知識基礎(chǔ)和一定的組織實(shí)踐教學(xué)能力，能夠結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)要求，理論與實(shí)踐相結(jié)合，不斷補(bǔ)充最新學(xué)科研究內(nèi)容，根據(jù)教學(xué)具體需要采用靈活有效的教學(xué)方式。唯此，才能使學(xué)生更好地理解和掌握本課程內(nèi)容。（本文作者：張武單位：天津科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院）