应用型本科高校《环境学概论》教学改革探讨
2023-10-27王红新贾莉傅妍芳
*王红新 贾莉 傅妍芳
(池州学院 材料与环境工程学院 安徽 247000)
随着我国经济的快速发展和人口的急剧增长,对能源的消耗日益增加,伴随而来的是环境逐渐恶化。影响中国社会经济可持续发展的关键性问题是能源缺乏和环境问题。虽然近年来我国在环境治理方面已经初见成效,但是仍然任重道远。我们要牢固树立和认真践行经济要发展,环境保护更要常抓不懈的发展理念。
作为一所应用型本科院校,我校秉承“以生为本,以用为先”的人才培养理念,“用”是学校服务地方经济发展的人才培养目标,即能满足地方经济社会发展要求,学生毕业后能服务地方经济。《环境学概论》是我院面向环境工程专业开设的专业基础课程。作为整个专业的先导课程,《环境学概论》在整个教学培养方案中起着举足轻重的作用,教学质量对后续课程的顺利开设意义重大。环境工程专业课程的设置主要围绕如何通过科学的技术手段,保护和合理利用自然资源,改善环境质量现状、促进环境保护与社会发展,解决当前日益严重的环境问题[1]。根据这一目标,除了使学生掌握环境工程专业的基本理论和基本知识外,还应使学生通过课程学习后初步具备从事科研工作的基本能力,能解决实际问题。
1.专业变迁及课程特点
(1)专业变迁。我校环境工程专业的前身依次为资源环境与城乡规划管理专业(专科)、资源环境与城乡规划管理专业(本科)、环境工程专业(本科)。按国家教育部要求,2016年我校的自然地理与资源环境专业停止招生,环境工程专业开始正式招生。虽然环境工程专业在我校招生较晚,但《环境学概论》作为环境类专业的基础课,从资源环境与城乡规划管理专科班开始,一直到环境工程专业始终作为主干课程来讲授。经过近十几年的专业变迁,环境工程专业已拥有一支高素质的教师队伍和日益完善的教学科研平台。
(2)课程特点。环境科学是一个多学科交叉形成的边缘学科,它由多个分支学科构成,如图1所示。从学科分支看,按学科分类可分为三大类:自然科学类、技术学类和社会科学类。《环境学概论》的教学涉及面广、内容丰富。从教学内容来说,《环境学概论》的教学内容包含大气污染、水污染、土壤污染、固废污染、物理性污染(噪声、废热、电磁辐射)、生物环境、全球变化等,基本上涵盖了环境科学的各个分支,内容庞杂,知识点繁多琐碎,单独抽取其中任何一部分内容,都是一个学科,这也对授课教师提出了更高的要求。如果授课教师没有深厚的知识储备和一定的纵向研究基础,很难驾驭整个课程的讲授。
图1 环境科学的分支
《环境学概论》是环境科学、环境工程、环境生态工程等环境类专业的基础课程,开设于大一上学期,后续的环境工程原理、无机及分析化学、有机化学、环境工程微生物学、环境监测、环境影响评价等其他主要专业课程都在学习《环境学概论》的基础上进行。对于学生来说,该科目知识掌握的牢固与否对后续的学习影响深远。从这一点可以看出,在整个培养方案中,《环境学概论》的地位是非常关键的。多年来,本着“培养创新型人才、服务地方经济社会发展”的办学宗旨,紧跟国家和党中央可持续发展战略的宏大目标,以培养理论基础过硬,具有创新精神的环境工程类应用型人才为目标,《环境学概论》教学团队的教师根据专业变化和知识更新,调整课程的授课内容。
2.《环境学概论》教学改革创新思路
(1)以课程思政为引领,全方位发掘思政教学切入点。深入挖掘《环境学概论》课程中潜在的思政教学元素,会发现它蕴含在各章节的教学内容中。例如,在讲述水环境部分的水灾害内容时,可举我国著名生态学家马世骏院士治理蝗灾的例子。建国初期,国内学术界普遍认为蝗灾的发生是周期性的,很难预防和根治。马世骏院士在大量调查、深入研究的基础上,首次阐明了飞蝗次生型的演变规律和演变机制;明确了飞蝗爆发的主因是水、旱灾交替发生,据此提出了有效的解决途径。从这个事例中,我们不仅要学习他肯钻研的精神,更要学习他不惜放弃优厚的待遇和在美工作的良好科研条件,回归祖国怀抱、投身科学事业的奉献精神。
(2)“一课多师”教学模式的运用。“一课多师”是指多名教师组成一个教学小组,共同讲授一个科目,共同承担一项教学工作[2]。实行这种授课模式的课程往往教学内容学科跨度大、知识点多,没有明确的主线贯穿。对于研究方向比较固定、术业有专攻的高校教师来说,只靠一个人很难把课程各部分的内容讲解透彻。在这种情况下,需要根据课程内容的需要组建教学团队,每位教师负责讲授一部分内容。
近年来,《环境学概论》课程由传统的一位教师单独授课改为“一课多师”的教学模式。根据该课程各章节的内容,纳入教学团队的授课教师研究方向分别与之相对应(见表1)。“一课多师”教学模式的特色在于可以博采众长,更好地发挥每位授课教师的专长优势。同时,除了讲解书本上的理论内容,每位教师又可以根据自己的研究方向,在教学过程中适当融入自己的科研成果。对于学生而言,不仅加深了对理论知识的理解,也为日后学习其他课程,乃至参加全国节能减排竞赛、“互联网+”以及创新创业训练项目奠定了良好的基础。
表1 《环境学概论》课程的教学内容和教学人员构成情况
在“一课多师”模式下,只靠校内教师来完成整个课程的教学明显力不从心。因此,除校内专业教师外,“一课多师”模式下的教师组成中还要有来自校外的相关企业行业的专家(见表1)。在教学过程中,先由本专业的相关教师讲授各部分内容的理论部分,然后由相关企业专家来学校授课,带领学生去相关企业参观实习,让学生在实习中更好地理解理论知识,并为学习其他科目乃至就业做好铺垫。通过这种模式,可以实现校内校外教师的相互合作、优势互补,有效发挥“一课多师”教学模式的优越性[3]。
(3)多种教学模式的融合。在理论教学过程中,不拘泥于“讲解+PPT+板书”的单一教学模式。积极利用多种教学形式,如利用网络学习平台,开展线上线下混合式教学,还可以通过案例式教学、启发式教学等多种形式,促使学生积极思考,以极大的热情投入到学习中去。
在《环境学概论》的授课安排中,生物环境部分的内容由具有生态学背景的老师进行授课。以案例式教学为例,讲外来物种入侵的内容时,教师以往在教学过程中经常列举的例子有水葫芦(Eichhornia crassipes(Mart.)Solms)、牛蛙(Rana catesbeiana)和大米草(Spartina anglica Hubb.)等,学生通过电视、网络等媒介早已了解这些外来生物,中学生物学的教材中也有这些例子,因此这些案例对学生既遥远又没有吸引力。
加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)自从前几年在池州市郊的公路沿线开始出现,到目前在池州市有扩大蔓延之势,近两年在我校的校园中也零星出现。从2020级环境工程专业学生开始,讲到这部分的内容时,授课教师先讲理论内容,包括什么是生物入侵、生物入侵的可能途径以及生物入侵对环境造成的灾难性影响等,然后带领学生在校园内参观,寻找加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)的踪迹。由于本课程开设在大一新生入学的第一学期,十一月份左右讲授此内容,此时加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)正值花开,在校园草地上的辨识度很高,学生很快就能锁定要找的目标。发现目标后,授课教师先让学生观察其特征,然后提出问题让学生思考:该植物有哪些特征?它周围的其他植物有什么特征?经过观察和思考后,有同学回答:加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)的花色鲜艳,能吸引蜜蜂和蝴蝶为其授粉,花序多,所以产生的种子数量就多。还有同学回答:加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)周围的杂草相对来说比较矮小,可能是因为大部分养分都被其夺走。然后授课教师拔下一株加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)让学生仔细观察,并对其进入一个新环境后能大量繁殖,成为优势种群的特征进行总结。学生们在上完课后纷纷表示,这种“有实物有真相”的授课方式更形象、更生动,因此学生印象深刻,收到良好的教学效果。
(4)将教师的科研成果融入教学。近年来,《环境学概论》教学团队以材料与环境工程学院环境工程教研室为建设单位,以高教40条为指导,以《环境学概论》课程为载体,通过理论教学和实践教学,让学生掌握扎实的基本理论和基本技能。在教学过程中,融知识、能力、素质教育为一体,努力提高环境工程专业毕业生的整体质量。在紧抓本科生教学质量的同时,本团队在污染土壤修复、水环境污染控制、环境监测与评价、固体废物处理与资源化等方面开展科学研究,将科研和教学揉合为一个统一的整体,形成了鲜明的科研优势和人才培养特色。
除了讲授各章节的理论内容外,在教学过程中,教学团队各成员都适时将自己在科研中取得的成果补充进来,既使学生对课本上的理论知识有了更好的理解,又能使学生在学习中体会到了学习的知识能学以致用、解决实际问题,从而更有学习的兴趣和劲头。例如:授课教师在讲授土壤污染章节的内容时,可带领学生参观实验室,并简要介绍大型仪器的原理、用途及使用情况,如微波消解仪、分光光度计以及电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)等。通过参观,学生能切实感受到学到的知识能学以致用,也为三年级学习《仪器分析》课程打下基础。然后教师再带学生回到课堂,将自己土壤重金属污染方面的课题成果用PPT展示给学生。例如:土壤中的重金属元素对人体健康造成的危害通过何种方式进行评估?可通过测定农作物样品中某些重金属元素的含量,利用相关模型,采用暴露风险评价法评估食用此类农作物可能带来的健康风险。通过这种授课方式,学生对土壤重金属污染对人体健康造成的危害不再只停留在抽象的理论层次上,而是更加具体、形象。课程结束后,有学生表示对这部分教学内容感兴趣,希望以后报考土壤学专业的硕士研究生。
3.结束语
从近两年教学实践学生反馈的信息来看,学生对这种全新的教学模式能较快适应,学习积极性也有很大提高,但在一些方面还存在不足,例如:课程考核方式太单一,平时成绩占比太低(30%),导致小部分学生平时学习不努力,期末通过突击复习仍可顺利通过。除此之外,学生对线上教学资源的利用还不充分,部分实习的内容较少,流于形式等。暴露出的这些问题为今后教学团队在教学上的整改提供了方向。