污染生态学案例教学的几点思考

王兴明 鲁福庆 张宗鹏 谢宇震 张学海 储 燕

①安徽理工大学地球与环境学院 ②中钢集团马鞍山矿山研究总院有限公司 ③金属矿山安全与健康国家重点实验室

案例教学法可以调动学生学习的主动性和积极性，因其具有启发性、灵活性、实践性和趣味性等特点，被广泛用到许多课程教学中。本文基于新工科背景探讨了《污染生态学》案例教学的必要性，多元学科背景下案例教学的新模式以及创新创业教育背景下案例教学新形式，以期为相关类似课程的教学提供借鉴和参考。

案例教学，最早始于20世纪哈佛大学的管理学教学中，后续被很多国家的教学领域采用，在20世纪80年代引入我国，因其具有启发性、趣味性和灵活性以及实践性，被用到很多学科的教学活动中[1]。通常情况下，在课堂内外进行真实事件、情境的分析、以思辨为重点，通过讨论等多种教学形式，提升整体学生理论创新分析和解决现实实际问题的能力的教学方法，称之为案例教学[2]。国内很多的环境类高校，普遍开设了污染生态学，有的是在本科阶段开设，而有的是在研究生课程中。该课程的性质从专业基础课到选修课不等，可见不同高校根据其专业特色，对该课程的定位并不一致。污染生态学通常是研究生态系统与被污染环境之间的相互作用规律、采用生态学原理对污染环境进行控制与修复的一门科学，该学科是一门交叉学科，其与环境学、生态学、生物学等相互融合，可以说是应用生态学的重要分支学科[3]。同时，不同高校在讲解这门课时，在教学过程也做了很多的探索，提出了多种的教学模式与教学方法。比方：有的高校采用实地考察与案例教学相结合的模式、有的采用讨论和课堂讲演相结合的模式、有的采用实验与角色互换的教学方法。可以说，案例实践的模式正在被广大的高校采用、接纳和认可。安徽理工大学的环境工程专业硕士生课程污染生态学已经开设了多年，目前，也已经提出了案例教学的设想，根据实际的教学效果和反馈，笔者提出对污染生态学案例教学的一些思考。

1 新工科背景下案例教学的必要性

2017年，我国提出高校要加快建设和发展以新经济、新产业为背景的“新工科”，驱动高校的转型发展。那么在此背景下，作为地方高校的院校需要为地方经济、社会的发展提供服务，也为地方区域的经济转型升级提供强有力的技术支撑和智力支持。为满足各类企事业单位对环境类专业毕业生能力和素质的要求，现有的教育更加强调工程实践能力、综合创新能力的培养，而为了达到相应的教学目标和教学目的，必须改革现有的教学模式、教学内容和教学方法。那么以案例教学为代表的案例式、混合式以及项目式等教学模式就相对其它教学模式，在培养学生的动手能力、设计能力和创新能力，培养应用复合型专门人才方面会有相对较大的优势。

“新工科”背景下，很多高校的培养方案就行了动态调整，各个高校结合当地的学科背景，提出了各自的教学特色，同时，新的环境类培养方案更注重培养学生三个方面的能力：环境类项目的工程设计及其运维和项目管理能力、环境监测与工程项目的环境评价能力、污染物的有效控制技术与环境风险的管控能力。与此同时，相对应的课程就需要激发学生的学习兴趣、学习的主动性与积极性，调动学生在学习过程中分析问题与解决问题的能力。而案例教学相对于其它教学模式，可多元化的加入企业项目实战、环境工程项目管理与运维、环境风险处理处置等方面的多元化内容，可以更加高效的契合以工程任务为载体的教学任务和教学组织方式，也能加入最新工程技术亮点，最新的分析监测技术信息等，这能极大增强学生的学习兴趣点，激发学生自主学习的能力，更能促进学生对知识的掌握和灵活运用能力。

2 多元学科交叉下案例教学新模式

污染生态学主要研究污染环境与生态系统中生物之间相互作用规律及对污染生态系统进行解析、控制及修复。其教学内容主要包括两个方面：①污染生态学的基础理论：污染生态过程、污染物时空分布特征、生态效应及其作用机理、污染生态系统对污染物的响应特征及污染生态系统的评价等；②污染生态学的应用：水生生态系统、陆生生态系统、农田生态系统和城市生态系统的污染特征、修复与治理的技术和方法等。该课程需要学生掌握污染生态系统的结构与特征，利用污染生态学的技术与方法去判别生态系统污染的原因、机制和过程，采用合适的治理方法和技术去恢复相应的生态系统，重点培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的动手实践能力和创新能力。根据现有的教学内容和教学目的，污染生态学的教学多采用讲授法和讨论法。讲授法一般对污染生态学的基本概念、原理和方法进行详细介绍，讨论法主要对一些课堂上列举的案例，在阐述的基础上，让学生讨论其原因、生态效应、作用的机制等，让学生能够进一步深度剖析其中蕴含的生态机理，掌握生态学基本原理及其实际的具体应用。通过讨论法教学，可进一步提升学生参与污染生态教学的参与度，学生在比较先进污染生态技术与方法的同时，更能熟练掌握污染生态学目前学科的发展动态和研究进展。

然而，污染生态学是一个交叉学科，融合了环境学、生物学、生态学和环境化学等多学科的研究内容，其研究的对象也是一个多元化的集合体，包括水、土壤、大气、动物、植物和微生物等，研究是手段也比较多元化，有野外调查法、模拟实验法、实验室分析测试法等，其生态过程既包涵自然的生态过程，也包括社会生产过程。可见，污染生态学需要一种更加贴近现实的、参与度高的教学方法与之相对应。案例教学法，是一种学生参与度高的教学方法，学生在其中思考、讨论、研判和决策，学生的参与度与其所掌握的知识的广度和深度密切相关[4]。同时，在案例教学法中，可以展示最新、最贴近现实的污染生态技术与方法，可以采用声音、视频、图片、动画和讲演等多种鲜活的呈现形式，介绍目前最新技术方法对现有生态问题的最佳解决途径，这是以往教学方法所不能胜任的。由此，在多元学科背景下，案例教学的模式更加适合污染生态学的教学，更有利于学生对知识的掌握，提升学生的学习兴趣，培养学生的创新能力。

3 创新创业教育背景下案例教学新形式

3.1 形成动态案例库教学

在目前国家大众创新创业的背景下，案例教学需要以此为背景，构建的污染生态学的案例教学库也需要不断创新。然而现今的科学技术、理论和方法均发展较快，若需要跟上学科前沿和发展趋势，就要构建动态的案例教学库，不断追踪最新的发展动态，学生才能学到最新的污染生态学理论和方法。而针对案例库的动态构建，可从以下几个方面进行搜集：①从web of science、CNKI等学术平台上积极搜索最近、最新的研究进展文献，形成案例；②从国内外先进企业的工程项目中搜集相关污染生态的标杆项目中形成案例；③从国内外高档次、高级别的学术会议/企业论坛中搜寻示范性工程中构建案例。

3.2 形成多元化的案例教学方法

创新创业背景下的教学需要启发学生思考，需要学生学习知识的同时，根据已有的知识分析问题、解决问题，因此，案例教学时，需要综合采用多种教学方法，以调动学生学习的参与性、积极性和主动性。根据现有的教学模式，可以综合运用阅读法、讲授法、分析法、讨论法。阅读法，让学生以案例为主题，自己寻找相关文献进行阅读，以扩大知识量，加深对理论知识的掌握；讲授法，主要是教师对课程案例的简单讲解，让学生明白案例的总体思路过程，引导学生进行深度分析；分析法，主要让学生对案例进行深度剖析，分析其原因、生态效应、可能解决的技术方案等；讨论法，基于现有案例，对比类似案例或者相关的处理技术，比较工艺、方法等的优劣，探讨现有技术、理论、方法等的发展趋势等。这些教学方法，主要起到知识-案例-知识、教学-实践-教学的循环模式，尽最大可能调动和提高学生分析问题和解决问题的能力。

3.3 利用信息化教学平台构建案例教学新方法

线上教学成为信息化教学的新手段。创新创业背景下，线上教学和混合教学模式有利于污染生态学案例教学的开展。超星学习通、雨课堂、钉钉等线上平台，可以不限于时间和空间，拉近教师和学生距离。同时，采用线上平台，案例教学所用的视频、图片、动画等更加易于展现到学生面前，学生也更加便于利用线上平台完成出勤、讨论、答题、互动等环节。由此看，采用线上、线上线下混合的案例教学新方法，将会极大推动污染生态学的案例教学进度和效率，更加高效主动发挥学生的主体作用，提升学生学习的参与度。