生物科学专业水环境生态修复特色人才培养模式探索与实践

季高华 王丽卿 张瑞雷 潘宏博

摘要：水环境生态修复是近年来生物科学新发展的一个分支，也是建设社会主义生态文明的重要组成部分。为顺应社会发展，满足社会对水环境生态修复特色人才的需要，上海海洋大学建设了生物科学专业水环境生态修复特色方向，以传承本校近六十年在水生生物学科上的发展。我们从设置特色课程、优化培养方案、依托工程项目、强化实践教学、行业专家领衔、打造强大教学团队、完善培养体系、注重创新能力等方面入手，取得了一系列建设效果，教学效果显著提高，学生素质得到提升，毕业生就业竞争力增强，输送了大批水环境修复专业人才，建设了专业方向课程体系并新编和修订了一些教材和讲义。成果的特色在于依托学科优势，首创水环境生态修复培养方向，根据定位调整培养方案，开设特色课程，依托工程项目，强化实践教学。

关键词：生物科学;水环境;生态修复;人才培养

doi：10.16083/j .cnki.1671-1580.2019.03.006

中图分类号：G642

文献标识码：A

文章编号：1671-1580（2019）03-0026-04

一、教改背景

上海海洋大学于1952年创办水生生物学本科专业，主要作为水产学的一个基础学科而设立。专业开设之初的教学内容是鱼类、水生植物、水生无脊椎动物的形态特征及其分类系统，并阐明水生生物多样性及其生命活动规律，为合理利用水生生物资源、促进渔业可持续发展、维护国家生态安全提供理论和实践知识。随着国家教学目录调整，1998年，我校水生生物学专业更名为生物科学专业。近年来，很多高校对生物科学专业进行了教学改革[1-2]。20世纪80年代以来，随着经济的快速发展，水体富营养化问题日趋严重，水生态系统受到严重破坏，生态修复逐渐成为研究热点和难点，也是人民日益增长的建设美好生活的需要。党的十八大通过的《中国共产党章程（修正案）》，把“中国共产党领导人民建设社会主义生态文明”写入党章，提出“绿水青山就是金山银山”的论断，为我国生态文明建设指明了方向，水域生态修复成为我国近一段时间以来重要的建设方向。近十年来，现代水生生物学在微觀研究领域趋向分子分类、分子进化以及发育、生理等方面，在宏观生态方向上更趋向于研究各类水生生物与环境因子的关系以及各类水生生物在水域生态系统结构和功能中所起的作用。但作为一门交叉学科，水生态修复涉及化学、生物及物理等多方面的知识，同时由于人才培养较为滞后，相关方面的应用型专业人才较为匮乏。

本项目以生物学科专业建设为基础，依托上海海洋大学水生生物学、鱼类学等国内特色与优势学科，从本科生教育（生物科学专业）改革抓起，延续硕士、博士教育（生物学专业），通过实践环节强化学生的实际应用能力，让学生具体参与到水环境生态修复科研项目中，让学生蹲守在水环境生态修复工程项目工地现场，在实践中整合所学理论知识。以“水环境生态与修复实验室”等科研平台为基础，努力将本专业建设成为特色明显、在国内外具有较高影响力的水环境生态修复专业人才培养基地，注重学生的创新能力培养，让他们不仅仅做一名操作员，更具备一定的创新能力。

本项目主要从以下几个方面进行生物科学的专业建设：优化培养方案，明确特色培养目标，强化实践环节，提升师资力量，完善培养体系。

二、教改内容

（一）设置特色课程，优化培养方案

水环境生态修复是现代生物科学的一个分支。为了使我校部分生物科学专业的学生能向水环境生态修复应用型人才发展，我们对生物科学的培养方案进行了优化，在本科专业注重“宽口径、厚基础、重能力、广适应”的基础上，设置了两个培养方向，其中一个就是水域环境生态方向。在课程设置上，除了一般生物学的基础课程外，我们更侧重于安排水生生物多样性与保护、水域环境生态学等方面的专业课程，以传承本专业近60年来形成的水生生物学（生态方向）特色优势。课程中不仅有水生生物学、水环境化学、鱼类学、藻类学等传统涉水优势特色课程，还增设了水草栽培学、水处理原理与技术、水生野生动植物保护学、环境科学概论、景观生态工程等水生态修复方向的专业课程，为培养应用创新型专业人才奠定了坚实的理论基础。我校是国内首个开设水草栽培学课程的大学，在我校影响下，湖南农业大学、华中农业大学、淮阴工学院等其他院校也开设了该课程。在学科发展过程中，我们对相关教材也进行了编写和修订，如新编水生生物学实验指导书、水草栽培学讲义，修订淡水生物调查实习指导书等，这些教材、讲义、实验实习指导书的编写为相关系列教材提供了良好的补充。

（二）依托工程项目，强化实践环节

水生态环境修复过程中需要用到大量的水生生物材料，这要求学生不仅要在实验室认识它们，而且要在各类水域、项目现场进行观察和认识实践。为此，我们从大一到大三，为学生先后开设了植物认知实习、水生生物调查实习、海洋生物多样性调查、水环境生态保护实习等课程。这些实践课程都是我校的特色实践课程。专业实践合计为24周，超过本科生全部学习时间的八分之一。在水环境保护实习中，学生会到生态修复项目的现场参与水草栽培，进行水环境监测等操作。同时，一个新的具有良好环境设施的校内基地——“上海海洋大学象山科教实习基地”已于2010年5月正式启用，位于苏州市阳澄湖渔政管理站和青岛市黄海水产研究所的“上海海洋大学校外实习基地”（校外基地）也已分别于2008年和2010年建立。

水生态环境修复过程中还需要大量的工程现场实践。由项目团队教师承接的重大水环境生态建设项目主要有上海辰山植物园水环境生态建设、上海青浦大淀湖水环境生态修复和水质保护工程、淀山湖蓝藻水华控制和水体富营养化防治示范工程、陈行水库和青草沙水库蓝藻水华防治、上海东方体育中心湖水生态净化工程、奉贤区上海之鱼人工湖水环境生态构建、合肥南湖生态恢复工程（2017年获国家“住建部人居环境奖”）、制定上海市河道生态治理设计指南等。这些项目为本科生、硕士生提供了良好的学习机会与实践内容。王丽卿教授创设的相关企业也为致力水环境生态修复的学生提供暑期社会实践机会，并为生物科学专业的本科生设立了奖学金。

在实践教学平台建设和有关水生生物的检测仪器、设备配置方面，近年来，学校新购置了24台（套）研究级显微镜、11台水质测定仪和多套水草培养设施，配备了可供60人使用的先进野外实习装备，极大地改善了实验、实习条件。同时，与其他专业共同参与了“水产学科国家级实验教学示范中心”建设，一个多功能、现代化、开放式的实验教学基地已初步形成，为开展各类基础性、综合性和科技创新性实验提供了具有国家实验教学示范中心水平的良好实验条件。我校成立的“水域生态环境上海市高校工程研究中心”也为学生提供了良好的实践平台。

在实习管理组织上，注重独立能力与团队精神的培养两者并重。实习教学以小组为单位白行安排工作，充分调动学生参与的积极性。同时，采用以引导探究为主的“合作学习模式”，培养学生的团队精神。

生物学（水生态方向）的研究生在三年的学习中，至少有半年蹲守在项目现场，或进入公司参与水环境生态建设实践管理，或参与水生态项目建设效果的评估（水生态健康评估）工作。

（三）行业专家领衔，打造强大教学团队

就生物科学专业整体而言，教师数量和能力近年来都有大幅提升。王丽卿教授、唐文乔教授等都是国内水生态修复方面有影响力的专家。水生态修复方向团队有教师8人，全部具有博士学位，6人具有一年以上海外留学经历。各位教师承接了国内近1000项的水环境生态治理的工程设计、工程建设、管理维护等项目，为学生的学习、实习、就业提供了很好的平台。

在专业基础课程上，由唐文乔教授领衔的鱼类学教学团队获得市级教学团队称号。目前，已经形成了一支由多名水生态修复领域权威专家领衔、主讲教师全部为博士、结构合理、爱岗敬业、素质优良、具有较强教学与科研能力的专业方向师资队伍，为进一步发展奠定了良好的师资基础。

项目实施期间，张瑞雷副教授到美国明尼苏达大学、季高华博士到佛罗里达大学进行学术交流活动，有38人次参加了国际学术会议。王丽卿获得“2015年上海市优秀技术带头人”。唐文乔被评为市重点学科水生生物学带头人，并获得第四届“上海高等学校教学名师”称号。

（四）完善培养体系，注重创新能力

项目组组织申报了生物学一级学科博士点和硕士点，以提高人才培养的层次。体制上，尝试改革之前完全分离的本科、硕士、博士招生和培养模式，将本科的招生、课程设置和教学内容与硕士、博士的招生和培养过程结合起来，涉及水生态修復方向的课程也延续到研究生。白2008年以来，专业共招收生物科学本科生345人，水生态修复方向研究生近40人，博士生5人。在培养环节上，增加了班导师，实施了导师制，开展了创新项目制，邀请高水平国外学者开展学术讲座等创新性教学，提升科技创新能力与学术气氛，拓展专业技能和视野。

在教学模式上，专业必修课一般采用以语言传递信息为主的“传递一接受式”和“自学一辅导式”教学模式。专业选修课一般采用以直接感知为主的“自主学习模式”。实验课则采用以实训为主的“探究式教学”，并鼓励开设创新性、实践性实验，以提高实验的教学效能。实习教学多采用以引导探究为主的“合作学习模式”，培养学生的团队精神。在教学方法和手段上，除了传统的课堂教学，我们还将每门课的教学模式、考核方式、课程简介、教学日历、授课课件等课程信息都上传到EOL网络教学系统，为学生的自主学习提供平台。

三、特色与创新

水环境生态修复作为我校生物科学的特色专业方向，在人才培养模式以及实践教学等方面已形成独特风格，坚持既服务于生态修复工程，又深入到理论的核心领域是本专业方向最鲜明的特色，归纳如下。

（一）新设专业方向，保持特色优势

水环境生态修复方向没有现成的经验可以借鉴。为适应时代需要，项目组根据科研和工程项目实践经验开设了生物科学本科生专业发展新方向，为国内首创。此方向传承了我校水生生物专业的特色优势，充分发扬和壮大了我校在涉及水环境生态方面的专业优势。

（二）调整教学内容，强化特色课程

随着本专业方向的新增，教学内容和课程体系也进行了相应的调整，对涉及水生态修复方向的课程进行重点建设，不仅保持了传统的优势课程，还新开设了一批与实践紧密结合的特色课程和实习，使专业发展方向更为明确。以丰富的知识积淀为基础，形成了完整的教学体系，创造了精良的实验、实习条件。水生生物学成为上海市精品课程，鱼类学被评为我国水产类第一门国家精品课程，成为具有全国声誉的特色课程。

（三）充实教学环节，提供创新环境

针对大学生学习能动性不够、学校教学环节又较松散，大学教学出现“空心化”的现象，我们在新生阶段即选派责任心强的著名教授担任班导师，接受业务咨询。并在低年级阶段实施导师制，引导学生申报创新项目，进行白主研究。同时，通过举办一些高水平的学术会议、邀请著名专家开展高水平的学术报告和专业讲座，拓展学生的创新性思维，取得了较好的效果。

四、教改效果

（一）教学效果显著提高，学生素质得到提升

团队编写了《水生生物学实验指导》并出版。由于所取得的明显成效，生物科学2008年被评为国家特色专业，被学校选为市085内涵建设重点项目，2009年“鱼类学课程建设”获得上海市教学成果一等奖。

建设期间，学生中有10人次获得国家奖学金或国家励志奖学金，3位同学分别赴美国、日本交流，40多位研究生参与水生态修复实验或工程项目，发表论文近100篇。本科生在读期间申请创新项目34项，其中国家级6项，市级16项。从2012级开始，本科生有21人从大二开始进入实验室参与科研，3人以第一作者发表论文，取得5项实用新型专利，获得3项省部级奖励。

（二）毕业生就业竞争力增强

生物科学专业的毕业生，特别是本科毕业生在国内高校普遍存在“高不成，低不就”现象[3-4]。而我校毕业生有很多成为水环境生态修复领域的技术骨干。在近两届的毕业生中，有10%的本科生从事与专业有关的工作或研究，研究生共20人，毕业后也成为行业领域的专业骨干。

嘉兴水务集团、上海市水利设计研究院、上海市政总院、安徽国桢环保（上市公司）、无锡美尚（上市公司）等很多有关水环境生态建设的企业、设计院、水环境监测公司都希望能招收我专业的毕业生。

[参考文献]

[1]马香，唐燕琼，罗丽娟，等.生物科学创新人才培养课程教学模式的改革与实践[J].高等理科教育，2018（05）.

[2]谢进金.生物专业课程体系改革与加强学生能力的培养[J]高教论坛，2003（04）

[3]牛颜冰，温娟，王向英.生物科学专业本科生就业现状分析与对策思考[J].高教论坛，2016（01）.

[4]金冶.地方高校生物科学专业转型发展的困境、动因与路径[J]吉林省教育学院学报（下旬），2015（05）.