以化学为钥探环境之理：山西大学“环境化学”课程的建构

“环境化学”，这门诞生于人类对生态危机反思的学科，以化学为钥匙，开启理解地球生命系统与人类活动交互规律的大门。这门课程不仅是实验室里的反应方程式，更是连接微观分子运动与宏观环境变迁的桥梁；不仅是知识的集合，更是培育跨学科思维、锻造实践能力、厚植环保担当的育人载体。从学科交叉的视野拓展，到教学实践的创新突破，再到育人成效的持续深化，“环境化学”课程的每一层探索，都在践行一个核心命题：以科学之名，守护人类与自然共生的家园。

用化学视角探索环境奥秘

“环境化学”作为化学科学与环境问题交汇催生的新兴学科，其核心要义在于以化学的理论与方法为基石，解构大气、水、土壤、生物四大圈层中潜在有害化学物质。正如课程大纲中所界定的，它不仅聚焦于污染物的定性定量分析，更深入探究其在环境介质中的形态转化、迁移路径、生态效应及消减机制，是一门贯通化学、气象学、生物学和生态学的交叉性学问。

这种学科的交叉性在教学实践中展现得尤为鲜明。与传统化学课程聚焦微观反应机理的“实验室思维”不同，“环境化学”是“化学+”的知识复合体——它将分子层面的化学原理延伸至宏观环境系统，关注的不仅是污染物的分子结构，更是其如何随气流扩散、随水流迁移、通过土壤胶体吸附、经食物链富集，最终作用于生态系统与人类健康。这种从微观到宏观的跨越，使得环境化学成功将化学理论与现实环境问题链接起来。

“环境化学”课程的研究目的，远不止知识的传递，更在于构建完整的培养体系。从知识维度，课程致力于搭建系统的环境化学知识框架。2023级化学化工学院应用化学专业的李子豪在采访中提到：“课程帮助我们搭建起环境化学知识框架，明晰污染物在各环境圈层迁移转化的逻辑，通过大气、水、土壤、生物各圈层的专项研习，我们能够明晰污染物的类别特征，并掌握迁移转化的核心规律。”从价值观维度，课程着力培育学生的绿色发展理念与环保担当。通过洛杉矶光化学烟雾事件、我国城市雾霾等案例的深度剖析，结合“绿色化学12项原则”的研习，学生能深刻认识环境问题的严峻性。2023级化学化工学院应用化学专业的吴达华在讨论课程意义时提道：“通过课程的学习，我认识到了环境保护的重要性，它让我们从‘知识学习者’转变为‘环境守护者’，将自我成长与国家生态文明建设紧密关联。”

“环境化学”课程的特色，在于其打破学科壁垒的开放性、连接理论与实践的应用性，以及呼应时代需求的前沿性。这种多维度分析能力的培养，使学生对环境问题的认知从“平面”走向“立体”。“环境化学”课程以其交叉性的视野、实践性的路径、时代性的关切，不仅传授给学生知识，更培育了一种“以化学为笔，绘就环境治理蓝图”的学习思维与时代担当，成为连接学术探索与现实关怀的重要纽带。

让理论在深耕实践中扎根

“环境化学”课程凭借其独特的教学逻辑与实践路径，构建了从知识传递到能力孵化的完整育人链条，并凭借自身教学内容的系统性、实践过程的沉浸式、创新模式的突破性，铸就了课程的鲜明特质，而课程教学上对专业难点的精准破解，更彰显了教学智慧的深度。

实践过程以模拟、验证、应用为进阶路径，让理论与现实深度链接。课程跳脱出“纸上谈兵”的传统模式，通过多层次实践环节激活知识应用。烟雾箱模拟实验让物质在光照下的反应历程从方程式变为可视现象，让学生可直观观察污染物浓度随光照强度、温度的动态变化，深化对光化学烟雾形成机制的理解；水质分析与土壤样品处理实验，则将课堂所学的化学分析方法转化为实际操作能力，使土壤胶体吸附、水体溶解沉淀等抽象原理落地为具体数据。这些实践让理论知识在操作中获得生命，使学习不再是被动接收，而是主动建构。开放性实践任务如“广州光化学烟雾防治策略设计”，以小组讨论为载体，推动学生将大气动力学、污染物转化机理等知识转化为可操作的治理方案，实现了从“知”到“行”的跨越。

课程的创新模式以多学科融合与具象化工具为核心，重构学习逻辑。课程突破学科壁垒，将化学、气象学、生物学等知识熔铸为分析框架——学习大气污染物扩散时，气象学的气流运动知识揭示传输路径，生物学的食物链理论阐释富集效应，形成立体认知。教学工具的革新同样亮眼，自由基链式反应动画将微观、快速的反应历程拆解为可视化步骤，使抽象机制变得可触可感；光化学烟雾日变化曲线则以数据动态呈现污染物浓度与日照强度的关联，让理论规律有了实证支撑。

学生在初期常陷入“学新忘旧”的迷局——理解土壤胶体吸附时，化学与地质学知识易混淆；解析酸雨形成时，化学平衡与气象学降水机制难以串联。针对这类情况，教师立足学情，以旧知为锚点衔接新知：复习二氧化氮光解原理引入光化学烟雾机制，用化学平衡原理解读水体酸化，搭建知识迁移的阶梯。此外，课程通过设计小组讨论的学习形式促发思维碰撞，让学生在辨析“逆温层如何影响污染物扩散”等问题中主动整合气象学与大气化学知识；并在课程中添加科研文献与行业案例，引导学生模仿专业研究者的分析逻辑，逐步掌握跨学科思考的方法。正如2023级化学化工学院应用化学专业的许鸿飞所说：“这种从具体问题到抽象理论的引导，让我们的知识整合方式完成了从被动接受到主动习得的转变。”

在教学内容的系统铺展、实践过程的深度浸润、创新模式的持续赋能与难点破解的精准发力中，“环境化学”课程不仅传授了知识，更培育了学生以化学视角解析复杂环境问题的思维范式，为其成为懂原理、能实践、有担当的环境领域人才奠定了坚实基础。

在分析反馈中实现教学精进

“环境化学”课程以其系统性的教学设计与沉浸式的教学实践，在知识内化、能力锻造与价值培育层面均具有显著育人成效。基于教学反馈的优化路径与经验提炼，更让课程在迭代中彰显生命力。

课程的核心成果，体现在学习者在知识、能力与视野层面的多重提升。李子豪讲道：“课程使我们学生能够从化学角度深入分析各类环境问题本质，面对水污染、大气污染等事件时，可依托知识储备提出治理与防控策略。”在知识维度，学生通过系统研习，构建起完整的知识图谱：从大气中光化学烟雾的自由基链式反应机理，到水体中氮磷平衡与有机污染物水解动力学，再到土壤中重金属胶体吸附规律与生物体内富集放大效应，最终延伸至受污染环境修复技术与绿色化学12条原则的应用框架。

在能力维度，课程对跨学科思维与问题解决能力的培育尤为突出。许鸿飞在学习中突破“知识碎片化”困境，通过案例拆解与实践模拟，逐步掌握了整合分析方法。课程赋予的多学科知识储备，为2023级化学化工学院应用化学专业的于成鑫在污染物治理技术研发、生态保护研究等职业方向上奠定了基础，实现了“知识储备”向“职业竞争力”的转化。在价值维度，课程通过环境热点案例与绿色发展理念的传递，使学生的专业使命感显著增强。其中更深远的是，环境化学课程在价值观层面产生的浸润效应，通过环保责任感与绿色发展理念的传递，学生对专业使命的认知从“知识学习”升华为“社会担当”。正如吴达华所言，课程让他深刻体会到环境化学在生态保护中的基石作用，这种认知的深化，正是课程思政目标中“厚植环保情怀”的生动实践。

前行者的经验汇聚成点点星火，为后来者照亮求索之路。许鸿飞的感悟颇具启示：“多学科知识的碰撞，让思维边界不断拓宽。”这提示学习者需主动打破学科壁垒，在解析环境问题时有意识地调用多维度知识。李子豪则认为学习者不仅要注重知识的积累，也要兼顾实践能力，做到学以致用。这些经验的内核，恰是课程“以学生为中心”教学思想的折射：环境化学的学习，从来不是被动的知识接收，而是主动的思维建构与能力锻造。环境化学课程的成果与反思，共同勾勒出一门交叉学科的育人图景：它既在知识传递中筑牢根基，又在实践创新中培育能力，更在持续优化中贴近现实需求。

从解析光化学烟雾的自由基链式反应，到设计广州地区的污染防控策略；从实验室的烟雾箱模拟，到田野间的土壤采样构想，“环境化学”课程的旅程，既是知识体系的构建，也是思维范式的革新，更是责任意识的觉醒。课程以化学为经，以多学科为纬，编织出理解环境问题的立体网络；以实践为舟，以创新为帆，载着学习者从理论的此岸驶向解决问题的彼岸。当学生们能以跨学科视角剖析湖泊富营养化，以专业能力设计污染修复方案，以环保情怀审视发展与生态的平衡，这门课程的价值便超越了课堂本身。

环境化学课程，它是培养“地球守护者”的起点，是人类以科学智慧回应生态挑战的缩影，更是一曲持续书写的、关于责任与创新的绿色乐章。而每一位从课堂走出的学习者，都将成为这乐章中崭新的音符，让化学的力量能够真正转化为守护家园的行动。（通讯员：鄢祉彤）