研究性教学模式在环境科学学科研究生课程的探索

朱 琦

（黑龙江大学化学化工与材料学院 黑龙江省普通高等学校高效转化的化工过程与技术重点实验室，黑龙江 哈尔滨150080）

1 环境科学学科研究生课程传统教学模式的特点

环境科学是环境科学与工程一级学科下的二级学科，为应用性学科，环境科学学科课程涉及领域比较广泛。在传统教学模式下，环境科学学科的研究生课程教学主要着重于介绍各种技术原理和方法，虽然已经是研究生课程，但仍然以课堂讲授式的教学模式为主，尤其是对于授予理学学位的环境科学学科研究生，大部分课程教学仍为注重讲授原理与方法。事实上，对于环境科学学科乃至很多理工类学科的学生，主要的专业知识和理论在大学本科期间已经都学习过了，研究生学习期间能够补充的知识和理论已经为数不多。即便教师在研究生课程教学中努力地讲授，学生努力地学，也未必有很大的效果和收获。有些老师对研究生课程教学的重视程度是不及本科生课程的，并未精心地设计教学内容和教学方法；很多在读研究生对理论课程的学习态度也比较放松，甚至会有部分人认为研究生理论课程的学习并不重要，能通过书面考试就可以了，研究生学习阶段的目标主要是做好自己的课题研究，上不上课、怎样上课并不会有很大的差别。现行大部分研究生教育的状况是仍然像本科生一样按部就班地学习各种理论知识。课程学习结束后，研究生的疑惑是不知道在哪些层面上能够使用这些理论与技术，及今后如何为创新研究做准备。即传统的研究生教学模式并不能发挥课程的培养创新能力作用，原有的课程不能满足环境科学学科人才发展的需求［1］，而提高人才培养质量是研究生课程教学的关键问题［2-3］，所以，针对性的教学改革是必须开展的。

2 环境科学学科创新研究方向的模块划分

为了着重培养研究生的创新能力，黑龙江大学紧密围绕具备解决实际环境问题的创新能力的人才培养目标，将环境科学学科研究生课程涉及的创新研究方向划分为三大模块：环境污染控制方向、环境催化方向、环境新材料方向。环境污染控制方向主要包括污染控制原理与技术、环境修复技术、环境生物技术、环境生态学等课程；环境催化方向主要包括高等环境化学、环境催化原理、现代环境分析等课程；环境新材料方向主要包括环境功能材料、胶体与界面化学等课程。通过三大创新研究方向模块的课程，实践整合相关理论与方法，使之与创新研究结合更紧密，创新研究指向更明确，优化环境科学研究生创新能力培养的教学内容。

3 教学模式改革的探索

3.1 研究性教学模式的含义

研究性教学模式是指在研究生课程教学中，教师不以传授知识为教学目的，而是教师指导学生主动去探索课程教学内容所涉及的学科前沿。学生的学习过程就是对科技进展的研究分析过程，使学生顺利完成从本科生到研究生的学习方式转变，进入研究性学习状态。在研究性教学模式中，教师的作用主要是引导和帮助学生掌握获得和分析研究前沿的方法，使学生能够逐步具备找到和分析学科前沿的能力。在研究生课程学习过程中，研究生的学习目标不再是以汲取和掌握知识为主，而是在教师的指导下，自主地进入研究状态，不断地发现问题、分析问题、解决问题，逐渐找到科学研究的基本方法和思路。

3.2 研究性教学模式的实施方法

教学模式的改革与实践方面，实践研究性教学模式，代替传授知识的教学模式。在教学过程中，例如课堂上讲授污染控制原理与技术的内容时，教师可根据各种技术给学生布置研究调研方向，引导学生自主选择课程涉及的创新研究点，教师的引导示范作用很重要［4-8］。通过查阅大量前沿文献，学生利用课余时间对分配给自己的任务展开深入的调研，同时，调动学生的学习兴趣和积极性,完成研究报告。研究报告中应包含该方向的研究前沿，并且分析其研究方法和研究前景。然后，研究生在课堂上通过宣讲调研报告的形式汇报调研成果，并且进行小组讨论交流。学生介绍完调研报告后，授课教师参与交流并给予点评，提出调研报告存在的不足与改进的方法，课后学生根据教师的指导认真修改调研报告，从而达到研究性教学的效果。

3.3 环境污染控制方向的研究性教学模式探索

环境污染控制方向是环境科学学科的重要创新研究方向，因此，在研究生课程上进行研究性教学模式探索很有必要。该研究方向采用物理、化学、生化技术、物化与生化偶联技术去除环境中的污染物，通过对污染物去除与转化机理、清洁能源产生机理的研究，为环境污染控制技术的应用提供理论依据。针对环境污染控制方向，可在课程教学中给学生布置环境污染控制的相关调研任务。例如，在学习污染控制原理时，让学生通过查阅科技文献找出解决环境污染问题的几种控制方法，并且深入分析其作用原理。在调研吸附去除水中污染物的原理与技术时，针对化学吸附与物理吸附某些污染物的研究前沿，找到创新研究点，分析污染物去除的基本原理，并且根据相关原理对吸附技术的发展做出展望。探讨哪些研究点是值得继续研究的、哪些研究点的研究价值不大、目前的吸附剂研究的关键是什么、现有研究存在的不足是什么。在调研微生物去除水中有机物的原理与技术时，针对功能性微生物培养驯化及水中有机物生化降解方法的研究前沿，找到创新研究点，分析微生物分解转化水中有机物的基本原理，并且根据相关原理对微生物净水技术的发展做出展望，探讨目前的生化技术研究的关键是什么、现有微生物降解有机物效能不稳定的原因是什么。通过课堂讨论及教师点评，使所有学生对环境污染控制方向有深入的理解。

3.4 环境催化方向的研究性教学模式探索

针对环境催化方向，可在课程教学中给学生布置环境友好催化剂的研制、催化剂结构及催化性能的研究的相关调研任务。例如，在学习环境友好催化剂的研制方法时，让学生通过查阅科技文献找出解决催化剂研制问题的若干方法，并且深入分析其催化性能与原理。在调研新型环保催化剂的制备原理与方法时，针对催化剂制备的基本过程及催化降解环境污染物方法的研究前沿，找到创新研究点，分析新型催化剂的结构及催化性能，并且根据相关原理对环境友好催化技术的发展做出展望，提出目前的环境催化技术研究的关键是什么，现有催化剂存在的不足是什么。通过关于催化剂研发的课堂讨论及教师点评，使学生加深对环境催化方向的理解。

3.5 环境新材料方向的研究性教学模式探索

环境新材料方向是近年来环境科学与工程领域的热点方向，在此方向上，国内外产出了大量的研究成果，因此，在环境新材料方向开展研究性教学很有实际意义。针对环境新材料方向，可在课程教学中给学生布置功能性环保新材料的研制、材料性能、作用原理的相关调研任务。在学习功能性环保新材料的研制时，让学生通过查阅大量科技文献找出解决功能性环保新材料制备的若干方法，并且深入分析其功能化改性的原理。例如，利用工业固体废物赤泥做原料，研发制备功能性水处理滤料，可考虑设置赤泥资源化造粒、滤料表面改性、目标污染物与滤料的反应机理等研究点进行调研。针对水中氮磷去除的功能性水处理填料的研发，可设置氮磷去除原理、填料制备方法、填料改性方法等研究点进行调研。针对絮凝剂、沉淀剂、消毒剂等水污染控制药剂材料的研发，可设置药剂去除污染物原理、药剂特性分析、新型复合药剂制备方法等研究点进行调研。通过关于环境新材料研发的课堂讨论及教师点评，使学生加深对环境新材料方向的理解，其教学效果应该明显好于传统讲授式教学模式。

3.6 针对科研成果报告撰写能力培养的研究性教学模式探索

在攻读硕士学位期间，研究生应该在撰写科技论文和申请专利等方面加强锻炼，而课堂教学往往并没有针对撰写科研成果论文进行专门的培养和指导。研究生第一年在课程教学中积极培养撰写学术论文和申请专利的能力是很有必要的。在环境科学硕士课程教学中，应该在布置环境领域相关模块调研方向和内容时，要求学生在查阅文献的过程中研究文献的撰写方法，学习前人撰写科技论文的经验。例如：论文的题目怎样与正文相对应；摘要中应该包含哪些内容；引言部分应该怎么写才能将研究意义和价值表述清楚，同时能引起读者的浓厚兴趣；实验材料与方法应当怎样描述；实验结果与讨论部分应该怎样分析数据和总结规律；论文结论部分的撰写要点是什么；参考文献的著录规范是什么。撰写英文论文时，应该使用什么时态，什么情况下需要使用被动语态等等。这一系列问题对于每一位一年级阶段研究生可能都是陌生和茫然的，在研究生课程教学过程中，教师应给予针对性的指导，将对研究生今后顺利开展科研工作起到很大的推动作用。需要注意的是，教师在教学时应针对具体的教学内容来引导和分析，不是泛泛地讲授方法，每一个问题都是具体的而不是宏观的。研究生课程教学中，涉及某些领域的专利技术时，应该让学生以此为契机，逐渐熟悉和掌握发明专利和实用新型专利的撰写和申请方法。了解专利申请的关键问题是什么，如何撰写专利技术说明书，其撰写要点是什么，权利要求书应该注意哪些问题。当前，国家号召“万众创新，大众创业”，要想实现这一伟大目标，科技成果转化非常重要，而专利技术面向应用领域，是科技成果转化的重要支撑。因此，每一位环境科学学科的研究生乃至所有理工科的研究生，都应该掌握专利申请撰写的基本方法。研究生的课程教学，如果不能为研究生今后顺利进行科研工作服务，而只是一味地去传授理论知识，那这种教学与传统本科教学又有什么区别？又怎么能实现创新能力培养的目标？所以，在研究生课程教学中去实践研究性教学模式，去培养学生的科技成果总结撰写能力，值得尝试。

4 结语

环境科学是一个自然科学与社会科学相交融的学科，在环境科学学科的课程教学中去探索研究性教学模式，将为其他学科起到示范作用。研究性教学模式重在课程教学过程中让学生去探索课程内容所涉及的学术前沿，学习研究方法和创新思路，逐步实现研究生课程教学与后续研究工作的衔接，让每一位研究生获益，真正提高研究生人才培养的水平。

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［1］王宪恩，段海燕，李杰.环境科学专业研究生教学课程体系特色研究［J］.中国科教创新导刊，2013（28）：45-46.

［2］王立新，赵吉，贾志斌，等.以人才培养为核心,提升环境科学与工程学科整体水平［J］.大学教育，2014（8）：174-175.

［3］董帆，孙艳娟，傅敏.环境科学与工程研究生培养质量保障体系建立探析［J］.科技创新导报，2012（3）：164.

［4］段培永.应用型创新人才培养的研究性教学模式探析［J］.山东建筑大学学报，2012，27（4）：440-443.

［5］陈安军.基于项目研究性教学模式的探讨与实践［J］.黑龙江教育（高教研究与评估），2011（11）：15-16.

［6］王锦.大学研究性教学模式的构建［J］.沈阳教育学院学报，2010，12（5）：21-23.

［7］陈影，赵红路.高校研究性教学模式的双效作用［J］.吉林工程技术师范学院学报，2009，25（4）：42-43.

［8］陈秀敏.高校研究性教学模式探析［J］.广西教育，2010（12）：31.