环境学科新生研讨课的教学模式构建与实践探索

牛启桂 刘汝涛 刘春光

[摘 要] 受传统教育模式的影响，升学和考试是学生从小到大学习的唯一目标。当从一名高中生跨入大学校园成为大学生时，大一新生仍然无法摆脱对教师的依赖，对自己的学习目标不明确，职场规划显迷茫。针对当前环境学科授课现状，采用研讨的方式，积极进行研究型教学的探索，不断推进启发式教学，旨在深入研究自主学习理论的基础上，针对环境专业本科生的具体特点，初步探索环境学科新生研讨课课程中自主、思辨及创新能力的培养方法，旨在拓宽新生专业知识领域，强化学以致用的社会实践能力，建立并完善环境学科创新人才培养模式与机制。

[关键词] 环境学科;自主学习;教学模式;新生研讨课

[基金项目] 2020年度山东大学教学改革项目“清洁生产——理论、方法及案例分析”（61440079188041）

[作者简介] 牛启桂（1983—），男，山东临沂人，博士，山东大学环境科学与工程学院副教授，主要从事环境学科研究;刘汝涛（1972—），男，山东济南人，博士，山东大学环境科学与工程学院教授，主要从事环境学科研究;刘春光（1985—），男，山东定陶人，博士，山东大学环境科学与工程学院副教授，主要从事环境生态毒理研究。

[中图分类号] G642   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）42-0081-04    [收稿日期] 2021-04-12

一、引言

新生研讨课（freshman seminar）是承继了seminar的课程组织形式和教学特征，是针对大一新生开启大学生活而开设的研讨课程，最早可追溯到1959年，于哈佛大学首创[1]。国际上，知名学府如哈佛大学、加州大学伯克利分校等均开设此类课程长达20多年[2]。在国内，北京大学、南京大学等一流高校也陆续开设这种新型课程。前期新生研讨课探索中有以素质教育为先导的混合教学模式[3]，也有结合英国高校的经验，采用主体设计为先导结合文献查找及小组研讨的方法结合教师讲授的研讨教学方式[4]，还有一些采用国际化的教学并组建团队充分开展探讨——辩论式教学模式[5]。而国内周金堂教师提出并创建的“学习共同体”则在新生研讨课上起到教学显著成效[6]。另外，通过组织开设一系列具体的研讨实践课程，有规划有逻辑的教学改革工作[7]，探索了适用于环境学科新生研讨课的教学模式。这些开设的研讨课围绕开拓学生知识视野的主题进行课程设计[8，9]，通过互动方式让学生发现问题并进行课堂表述和辩论，采用案例教学针对某个问题各抒己见，促成了合作性环境中积极主动的研讨，开拓了新生的视野，提升了交流表达等诸多方面能力。该方法有利于学生从学习者向研究者角色转换，一方面通过研讨启发学生批判精神、培养学生的分析、解决问题能力，有助于环境学科的开拓创新和学以致用;另一方面从教师的角度出发也有利于倒逼课程学习与教师科研紧密结合促进研究型教学的落地[ 10 ]。这些举措在倡导构建新工科的大背景下，环境学科新生研讨课对提升学生认知能力、科学实践能力及课堂教学效果，培养开拓创新精神的“环境人”具有重要意义。

本论文旨在通过专业教师的引领、加强师生互动研讨，提高学生对专业和学科的认知认同程度。在该教育模式下，改变传统的教与学思维方式和授课方式，提高新生综合认知能力，强化学以致用的科学素质，培养富有学术创新性思维和创新能力的人才。

二、环境学科教学现状和亟待解决的问题

在新工科背景下，国内已经开设环境专业的相关各高校都在积极探索满足国家重大需求的人才培养模式改革。目前改革的重点多集中在教学模式的提升、课程建设的改革以及专业人才培养方案的制定等环节，这些改革有效地提升了环境专业人才培养质量。然而许多高校的环境专业的课堂教学过程中表现出比较薄弱的环节，如：

（1）缺少打造“环境人”特色的问题突出。（2）教学模式陈旧有待改进。（3）热点环境问题未及时更新。（4）以输出为导向的实践教学体系有待进一步完善。（5）学生实践技能考核质量评估有待进一步改进。（6）学生对未来的就业方向感到迷茫。

三、环境专业新生研讨课的教学模式构建与措施

（一）教学方法和模式

本研讨课充分结合了案例法和实践法，采用组合式的教学方法提高课堂效率。比如在剖析环境污染热点问题时，利用熟知的污水处理厂为探讨对象，与学生探讨污水的生命周期评价，研讨污水的源头、产生原因、污水的“价值”、污水的危害以及防治措施。以生活污水处理厂及工业污水处理的差异性讲起，引导学生具体问题具体讨论，因地制宜的结合区域水污染现状进行科学分析。研讨污水的潜在高效处理方法，要求每个学生都提供一个潜在处理方案的搜集和分析，并在课堂上进行重点讲述。通过此类案例分类讨论教学，充分激励学生发现问题、敢于发问，锻炼学生分析问题及解决问题的综合能力。增强学生作为“环境人”重视发现环境问题、解决环境污染提升环境保护意识。

本课程亮点是采用丰富多彩的课堂案例进行知识点串接讲解，充分调动学生参与研讨的积极性，采用分小组讨论思辨式的问答来活跃思维。针对案例各个小组充分讨论汇总后，小组成员代表轮流发言畅谈想法。教师从专业角度结合经验给以每个小组综合点评，同时启发学生采用可持续性的思考模式，积极主动的掌握解决困难的本领。通过“案例+研讨+实践”的教学模式，充分调动学生多方面的能力，提升理论知识和实践操作相结合的能力，建立起团队合作的有效途径，勇于思考、敢于发言及樂于分享的协作精神，强化学生准确表达观点，锻炼学生高效交流沟通的技能等，为将来更好地服务于社会，争做优秀“环境人”打下基础。

（二）课程课时安排与主要教学内容

本新生研讨课安排在第一个学期，每周两个学时，历时18周，共计36个学时。

1.环境学科的背景及前景（4个学时）。对环境学科的背景和前景进行精简阐述，重点介绍专业对社会和人类的作用和价值等;充分发挥学生自主性，调动学生的互动积极性，可根据教师讲解进行提问和讨论，并初步构建起学生对本课程的探讨模式。

2.“环境人”的角度感受环境污染的危害（16个学时）。环境应用案例分析。为班级成员分组，每个小组课前准备一个发生在身边的有关环境问题的案例。分组探讨环境污染案例中（1）问题产生的原因;（2）危害的机制;（3）案例的解决措施。树立学生作为“环境人”的担当和责任。

3.知名学者及行业领军的特邀讲解（4个学时）。讲解实际的工程案例，剖析科学问题。针对水处理、大气处理及固废处理进行分类讲授，对环境监测、环境评价、环境工程及环境法相关内容采用特邀专家讲解的方式分别进行案例剖析。不仅邀请著名学者也邀请知名行业企业专家采用线上线下的方式灵活互动。特别是一些经典案例，颠覆性的里程碑意义的工程应用进行重点讲解和研讨。对大气污染，恶臭气体的工程化处理，对化工废水，医疗废水的特殊处理工艺进行剖析，师生一起研讨。对于固体废弃新型处理处置技术相关课程，邀请从事固废研究的专家进行案例分析和技术分享。

4.污染区域实地考察（2个学时）。对相关污染问题进行实地考察。主要内容是选择合适的污染区进行实地调查、走访考察环境污染对当地居民生活的影响、分析污染问题形成的原因，收集当地解决污染的现行办法。提出自己对该污染的处理措施和方法，并对比分析解决办法之间的优点与不足。

5.仿真观摩及实验操作（4个学时）。对一些易燃易爆危险性高的实验采用仿真观摩的方式进行学习。而对一些环境类典型实验原理进行详细讲解，随后在实验室开展相关的实验，结合实地考察时学生的疑问与实验中遇到的各种问题进行关联性解答。比如高级氧化的机理，颗粒污泥的形成，活性污泥培養、氮除磷的机理等。

6.工程现场参观学习（4个学时）。前往校区污水处理厂及垃圾收集转运点进行学习。了解污水处理的各个工艺、明确处理参数、熟知处理设备并了解污水处理的应急预案等;了解垃圾从产生到最终处置的整个生命周期管理。

7.学习心得体会与总结评价（2个学时）。每个学生畅谈本人学习本课程的收获体会，研讨自己印象最深的课时和研讨主题。教师则根据学生的总结进行点评，结合每位学生的课堂表现进行打分，最终获得综合成绩。

四、环境学科新生研讨课的作用

（一）加强环境学科本科生课堂互动、思辨能力培养的引导

1.激发学生的求知欲和学习兴趣。大学的学习过程是在兴趣指导下的学习与发现结合的过程，帮助学生树立正确的学习观，让学生的个性和主动性得到充分发挥。通过学生对环境问题案例的收集，培养学生对于相关问题的浓厚兴趣，再逐步引导学生独立思考，融会贯通，自主学习。加强课前的引导与课后的应用，积极促成二者的结合。

2.创造合作环境下进行探究式学习的机会。为培养学生的团队合作精神，将全班分为若干个小组，每个小组每堂课都要准备一个案例。教师提出相应的要求，每组代表课上现场讲解。此过程中教师注意引导学生的研讨方向、掌握讨论节奏给予正确指导并剖析原因。提升团队协作精神、表达能力、思辨能力、批判性思维能力、创新能力。

3.引导学生选择适合自己的研究方向。环境学科是一个物理、化学、生物的交叉性学科。通过引导学生按照自己兴趣爱好进行班级分组，选择自己一个喜欢查阅的研究方向。

4.拓宽个人能力的培养。在案例收集过程中，指导学生利用学校及学院教学网站或图书馆的电子资源，加强实验技能训练、提升学生动手能力，培养学生明辨是非，勤于思考的能力。本科生创新实验室向学生开放，为科技立项的学生提供配套资源，确保个人能力得到充分发挥。

（二）建立良好的师生互动交流平台，促进新生自主、思辨及创新能力的培养

1.建立课堂互动交流有效开展所需要的方案。在教师的引导下，结合我校的办学特色，选择学生感兴趣的案例进行讲解。案例分析是链接师生认知的纽带，是建立分享理论和经验的桥梁，通过师生之间的交流活动快速提升知识体系的构建，以小组讨论的方式进行学习，以培养学生的自主思辨与交流沟通能力。逐步建立起在教师启发、指导下进行探索研究的创新性学习模式。

2.建立探索为主，激发兴趣的研讨型教学方式。在课堂发言环节中，给学生更多表述的机会，针对特定案例各抒己见，发表自己的看法，谈谈自己的经历或者彼此之间辩论，鼓励学生勇于怀疑、从不同角度审视问题。教师也要精心准备独特案例，学生根据自己的兴趣自主选择。围绕不同的案例问题，组织开展小组讨论，鼓励学生积极参与，让学生在团队协作中辩证地思考问题，学习探索新的方向。

3.架设教师与新生间沟通互动的桥梁。通过互动桥梁缩短师生间的距离，促使新生尽快融入新生活、新环境。同时充分发挥优秀学者的科研工作的示范作用，激发学生对学者的仰慕、对学术的敬畏，培养并保护他们的学术兴趣。从与社会生活相关联的学术话题入手，用通俗易懂的案例引入知识体系。教师深入浅出地讲授，热心诚挚地答疑解惑，架设并维系好师生间互动桥梁。

4.充分利用平台优势，最大程度发挥其作用，更好地应用于教学。最大程度发挥计算机、多媒体和网络建设的优点及时、快速地实现师生之间及学生之间的交流，例如微信群、QQ群。同时充分利用学校提供的邮箱、教育博客、微信公众号等电子资源，协助学生收集案例、分析问题。

五、结语

大学生作为未来推动社会发展的主力军，其自主思辨及创新能力的培养过程实际上是人格的自我完善和非智力因素的培养过程，是个体终身发展的基础。学会学习、懂得思辨、提高创新自主性学习能力将成为一种教育观念和生存观念，也是新时代培养高素质人才的必然要求。只有具备自主学习能力的人才会积极主动地在人生不同阶段都汲取所需的各方面知识营养，主动取长补短，以满足自身发展的需求，从而满足社会现实需求。本文初步探索了新生自主学习及思辨创新的能力培养途径，以期引导学生不断完善知识体系，拓宽视野，增强社会实践能力，为创新人才的培养模式的建立提供新思路。

参考文献

[1]林冬华.美国新生研讨课全国调查20年：背景，发展与启示[J].中国高教研究，2011（11）：33-36.

[2]郭丽萍，韩良.国外工科新生教学实例分析与人才培养模式探讨——美国Lehigh University学习见闻与思考[J].高等工程教育研究，2013（1）：170-176.

[3]谢小东，李平.以激发兴趣为导向的新生研讨课教学探索[J].电气电子教学学报，2020（2）：16-19.

[4]邹锋，黄紫晴，姚敏，等.《林下经济》课程研讨式教学实践与探索[J].教育教学论坛，2017（47）：123-124.

[5]刘长青，李迎光，郝小忠，研究型大学新生研讨课新思路探索与实践[J].高教学刊，2018（2）：11-13.

[6]周金堂，姚正军，魏东博，等.学习共同体在新生研讨课中的构建[J].教育现代化，2017，4（43）：132-133+136.

[7]张进，凌翔，樊华，等.浅议转变学习模式从大学新生研讨课开始[J].中国校外教育，2018（5）：22-23.

[8]李敏.高校工程力学教学中实践与创新能力的培养分析[J].教育现代化，2017，4（47）：194-195.

[9]邓辉，张志宏，王冲.流体力学研讨课模式实验教学的研究[J].实验室科学，2018，21（1）：118-120.

[10]安艳，武婧.新生研討课教学方法初探[J].教育教学论坛，2020（21）：271-272.

Construction and Practical Exploration of Teaching Model of Freshman Seminar

in Environmental Discipline

NIU Qi-gui， LIU Ru-tao， LIU Chun-guang

（School of Environmental Science and Engineering， Shandong University， Qingdao，

Shandong 266237， China）

Abstract： Influenced by the traditional education model， entering a higher school and examinations are the only goals for students from childhood to adulthood. When entering universities and become college students， the freshmen still cant get rid of the dependence on teachers， and they are not clear about their learning goals and career planning. In view of the current teaching situation of environmental discipline， a seminar approach is adopted to actively explore research-based teaching and constantly promote heuristic teaching. Based on the theory of autonomous learning， and according to the specific characteristics of undergraduate students of environmental discipline， this paper preliminarily explores the ways to cultivate the ability of autonomous， speculative and innovative learning in the course of seminar for freshmen in environmental discipline， so as to continuously broaden their professional knowledge， strengthen their social practice ability， establish and improve the training model and mechanism of innovative talents in environmental discipline.

Key words： environmental discipline; autonomous learning; teaching model; freshman seminar