培養(yǎng)環(huán)境科學(xué)專業(yè)“卓越工程師”的理論教學(xué)改革芻議

竺詩慧，王 瓊，肖 娟，胥 曉

（西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，四川南充 637002）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)對高質(zhì)量工程技術(shù)人才的需求量不斷增加，教育部聯(lián)合有關(guān)部門提出卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃（以下簡稱“卓越計(jì)劃”），這是我國教育體制向前邁進(jìn)的重大舉措。同時(shí)，這也將為我國走新型工業(yè)化道路，建設(shè)創(chuàng)新型國家提供有力的智力保障。環(huán)境科學(xué)專業(yè)是一門理論指導(dǎo)實(shí)踐的專業(yè)，在專業(yè)的建設(shè)中，高校必須重視“應(yīng)使學(xué)生在具有必備的基礎(chǔ)理論知識和專門知識的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)掌握從事本專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H工作的基本技能”。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，在環(huán)境污染和生態(tài)破壞日益凸顯的今天，層出不窮的問題擺在人類面前，當(dāng)務(wù)之急需要積極改造環(huán)保產(chǎn)業(yè)，努力注入高技術(shù)，逐步形成依靠高技術(shù)環(huán)保人才治理環(huán)境的高效模式。眾所周知，理論教學(xué)是高校培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵一環(huán)，可為實(shí)踐和創(chuàng)新打下重要基礎(chǔ)。另外，當(dāng)今社會(huì)對高校環(huán)境科學(xué)學(xué)生的理論和綜合素質(zhì)提出了更高更新的要求，在培養(yǎng)過程中，只有掌握了系統(tǒng)全面的專業(yè)知識，才能理論聯(lián)系實(shí)際，才能在實(shí)踐中創(chuàng)新，才能培養(yǎng)出解決當(dāng)前環(huán)境問題的優(yōu)秀人才。

本文根據(jù)卓越計(jì)劃的總體構(gòu)想，分析了環(huán)境科學(xué)專業(yè)的基本情況，針對目前存在的弊端和教學(xué)實(shí)際情況，進(jìn)行了相應(yīng)的探索與思考。首先，介紹了本專業(yè)課程體系的構(gòu)建情況，其次，對教材編寫方面的不足給出建議，最后重點(diǎn)探討了教學(xué)方法的改進(jìn)，針對傳統(tǒng)理論教學(xué)中，各種因素導(dǎo)致的學(xué)習(xí)效率低下的問題提出相應(yīng)的改革措施，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力，為優(yōu)秀工程技術(shù)人才的養(yǎng)成提供理論背景支撐。

一、環(huán)境科學(xué)專業(yè)概況

環(huán)境科學(xué)專業(yè)是較為年輕的學(xué)科，起步較晚。隨著環(huán)境問題的日益突出和公眾對生態(tài)問題認(rèn)識的逐步深入，20世紀(jì)60年代，以生態(tài)學(xué)著作《寂靜的春天》的發(fā)表為開端，環(huán)境科學(xué)專業(yè)誕生。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，環(huán)境科學(xué)專業(yè)逐步形成了完整的學(xué)科體系，包括大氣科學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境化學(xué)、地球科學(xué)等學(xué)科，知識體系廣泛，既涉及到物理、地理、生物、化學(xué)等自然科學(xué)領(lǐng)域的基本知識，同時(shí)又涵蓋了資源管理、政治經(jīng)濟(jì)、倫理學(xué)等社會(huì)科學(xué)的相關(guān)問題，并應(yīng)用于自然和人類交互作用的多個(gè)領(lǐng)域。近年來，人類與自然的矛盾愈發(fā)難以調(diào)和，環(huán)境污染和生態(tài)破壞日益凸出。在這一背景下，為轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，各職能部門對環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才的需求量增加，對人才質(zhì)量提出了更高的要求，因此這一專業(yè)面臨著重要的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

我校環(huán)境科學(xué)本科專業(yè)自2000年開設(shè)以來，依托生命科學(xué)學(xué)院在動(dòng)植物保護(hù)以及生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域的科研優(yōu)勢，借助西南野生動(dòng)植物資源保護(hù)實(shí)驗(yàn)室（教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）、環(huán)境科學(xué)與生物多樣性保護(hù)實(shí)驗(yàn)室（四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）、生物多樣性研究中心、珍稀動(dòng)植物研究所、道地中藥材研究所，以及動(dòng)物學(xué)（省級重點(diǎn)學(xué)科）、野生動(dòng)植物保護(hù)級利用（省級重點(diǎn)學(xué)科）等科研教學(xué)平臺(tái)，經(jīng)過10多年的建設(shè)和發(fā)展，逐步形成了符合專業(yè)特點(diǎn)的課程體系，教學(xué)設(shè)施完善，師資隊(duì)伍強(qiáng)大，并積累了豐富的理論和實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。然而，隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展和環(huán)境問題的凸顯，環(huán)境科學(xué)作為與實(shí)踐密切結(jié)合的科學(xué)，傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式與手段已經(jīng)無法滿足學(xué)生創(chuàng)新性發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)的迫切需求。因此，理論教學(xué)的內(nèi)容和方式必須進(jìn)行相應(yīng)的改革，為培養(yǎng)高質(zhì)量的專業(yè)工程技術(shù)人才奠定基礎(chǔ)。

二、立足于學(xué)生全面發(fā)展，構(gòu)建完備課程體系

根據(jù)卓越計(jì)劃對人才培養(yǎng)的要求，本專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)具備以下特點(diǎn):在綜合知識方面，具有扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)知識，較好的人文社會(huì)科學(xué)、管理科學(xué)基礎(chǔ)知識和良好的外語綜合應(yīng)用能力。在專業(yè)知識和工程技能方面，具備環(huán)境科學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能，具有較好的科學(xué)素養(yǎng)及一定的教學(xué)、研究、開發(fā)和管理能力，掌握水質(zhì)、空氣、噪聲及土壤的環(huán)境監(jiān)測基本方法，掌握環(huán)境影響評價(jià)基本技能、能夠完成個(gè)別實(shí)例項(xiàng)目的報(bào)告，了解環(huán)境規(guī)劃與環(huán)境管理的基本知識，掌握廢水廢氣廢渣和噪聲污染預(yù)防和治理的基本原理和方法。從能力培養(yǎng)的角度出發(fā)，我校整合各類知識，構(gòu)建了由科學(xué)知識、工程技能和個(gè)人職業(yè)素質(zhì)等3個(gè)模塊組成的理論教學(xué)體系。其中，科學(xué)知識包括政治理論基礎(chǔ)知識、人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)知識、核心專業(yè)基礎(chǔ)理論知識、核心專業(yè)理論知識，工程技能包括設(shè)計(jì)技能和實(shí)踐技能，個(gè)人職業(yè)素質(zhì)包括團(tuán)隊(duì)能力、交流能力和研究創(chuàng)新能力。以此為目標(biāo)，我校制定了包括無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、環(huán)境學(xué)概論、分析化學(xué)、環(huán)境儀器分析、環(huán)境統(tǒng)計(jì)、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境管理學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、環(huán)境影響評價(jià)相關(guān)法律法規(guī)、環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則與標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)方法、環(huán)境影響評價(jià)案例分析、環(huán)境工程學(xué)、環(huán)境英語、CAD制圖基礎(chǔ)、環(huán)境信息系統(tǒng)、環(huán)境微生物學(xué)、環(huán)境等規(guī)劃學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)等主要專業(yè)課程的完整體系。這一課程體系的構(gòu)建是學(xué)生全方位綜合發(fā)展的必要前提。

三、結(jié)合前沿動(dòng)態(tài)，更新教材

教材是傳遞知識的載體，其有效性和科學(xué)性將直接影響學(xué)習(xí)成果。現(xiàn)行的多數(shù)教材編寫至今已有十來年，由于環(huán)境科學(xué)的發(fā)展迅速，很多最新的研究成果沒有涵蓋進(jìn)去，教材中部分內(nèi)容過于陳舊，而且教材編寫過于理論化而忽視了實(shí)踐在教材和理論教學(xué)中的體現(xiàn)，這直接導(dǎo)致了理論與實(shí)踐教學(xué)的脫節(jié)，因此學(xué)生不能將所學(xué)知識融匯貫通并應(yīng)用到具體實(shí)踐環(huán)境中去。同時(shí)，環(huán)境科學(xué)是一門交叉性的學(xué)科，從整個(gè)學(xué)科體系來說，教材的編寫缺乏整體性與系統(tǒng)性，相關(guān)課程之間的聯(lián)系沒能在教材中很好體現(xiàn)，學(xué)生學(xué)到的知識往往是片面的，不完整的。針對現(xiàn)行教材存在的問題提出如下改進(jìn)措施:在教材的編寫上，對課程內(nèi)容重新組合，體現(xiàn)知識內(nèi)在的聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上，教研室老師定期進(jìn)行教研活動(dòng)，力爭系統(tǒng)化的同時(shí)分工講解各個(gè)組成部分，以便學(xué)生系統(tǒng)性的掌握。另外，考慮到環(huán)境科學(xué)是應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)，教材的內(nèi)容要盡可能地聯(lián)系實(shí)際，除了基礎(chǔ)理論知識外，還應(yīng)涉及相關(guān)工程實(shí)例以及當(dāng)今前沿動(dòng)態(tài)，并與注冊環(huán)評工程師和注冊環(huán)保工程師的考試全面接軌。這符合學(xué)生各方面發(fā)展的要求。通過這種教材整合和的編寫方式，學(xué)生能夠把握整體，全面系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，進(jìn)而養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣。同時(shí)，通過課堂上的案例實(shí)訓(xùn)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和分析問題，解決問題的能力。另外，將本專業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)寫進(jìn)教材，學(xué)生能了解業(yè)界發(fā)展最新動(dòng)態(tài)，以便學(xué)生畢業(yè)后能科學(xué)地選擇就業(yè)方向?；诖?，學(xué)校最好能和企業(yè)合作共同編寫教材，組合雙方優(yōu)勢，優(yōu)化教材，以滿足環(huán)境科學(xué)卓越工程師培養(yǎng)對專業(yè)課程建設(shè)的要求。

四、優(yōu)化課堂教學(xué)方式和課程組織形式，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性

（一）量化教學(xué)目標(biāo)

明確的目標(biāo)是高效學(xué)習(xí)的先決條件。在傳統(tǒng)的理論教學(xué)中，經(jīng)常只是教師一味地把考試的重點(diǎn)灌輸給學(xué)生，輕視學(xué)習(xí)目標(biāo)在學(xué)習(xí)過程中的重要作用，沒能結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)度提出有針對性的學(xué)習(xí)目標(biāo)，不能讓學(xué)生充分了解每一個(gè)階段課程要達(dá)到的水準(zhǔn)，使得學(xué)習(xí)過程帶有較大的盲目性，學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性受到很大阻礙，學(xué)習(xí)效率低下。因此，教學(xué)改革的又一重要任務(wù)是量化教學(xué)目標(biāo)。首先，針對不同課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，由專業(yè)教師制定科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，從不同層次、不同學(xué)習(xí)階段對學(xué)習(xí)提出總體要求;然后，任課教師按照教學(xué)目標(biāo)將本次課的學(xué)習(xí)目標(biāo)分解成具體的可量化的目標(biāo)，根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)組織教學(xué)并定期檢查任務(wù)完成進(jìn)度。

（二）啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐意識

課堂教學(xué)的方式也應(yīng)改革。環(huán)境科學(xué)是不斷變化的科學(xué)，解決問題的方式也是多種多樣的，而且本專業(yè)應(yīng)用性較強(qiáng)，理論教學(xué)的目的是將學(xué)生培養(yǎng)成解決實(shí)際問題的工程技術(shù)人才，因此在教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐意識。以往的教學(xué)形式是比較枯燥單一的，經(jīng)常是老師照著課件從頭講到尾，這種以應(yīng)付考試為目標(biāo)的教學(xué)形式使得課堂氣氛單調(diào)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣普遍不高，課外也不會(huì)主動(dòng)去通過其他方式查找資料，得到的信息和資源也比較有限，這樣的教學(xué)模式嚴(yán)重阻礙了學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐意識的發(fā)展，因此對現(xiàn)有教學(xué)方式進(jìn)行改革勢在必行。首先，在教學(xué)過程中，教師要善于運(yùn)用多元化的教學(xué)手段，例如網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、案例分析、學(xué)生自由討論、分組學(xué)習(xí)、任務(wù)分配、問題探究等等，讓學(xué)生能更加直觀和深入地認(rèn)識課程內(nèi)容，更好地掌握知識，同時(shí)也能讓學(xué)生在不同的教學(xué)方式中得到啟迪，在高效掌握知識的同時(shí)，也能不斷發(fā)展發(fā)散思維，學(xué)會(huì)從不同的角度思考和解決問題。其次，在教學(xué)中應(yīng)將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，合理安排理論課和實(shí)踐課的時(shí)間，在一個(gè)階段的理論知識的學(xué)習(xí)后開展綜合性的實(shí)驗(yàn)，讓理論更好地服務(wù)于實(shí)踐，在實(shí)踐中應(yīng)用和鞏固理論知識，也可聘請對口就業(yè)單位中優(yōu)秀的技術(shù)人才定期到學(xué)校開展專題講座。這樣，一方面學(xué)生能及時(shí)了解相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)和工作環(huán)境，另一方面也能學(xué)習(xí)怎樣用工程手段解決生產(chǎn)實(shí)際問題。另外，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教師是知識的傳授者，學(xué)生是知識的接受者，學(xué)生被動(dòng)、消極地學(xué)習(xí)，為了應(yīng)付考試學(xué)生常?？克烙浻脖常Y(jié)果不能獲得愉快的情感體驗(yàn)，考完就忘記了所學(xué)，更不用說應(yīng)用了，這嚴(yán)重阻礙了知識傳遞的有效性和效率，這完全背離了卓越工程師培養(yǎng)的要求，因此教學(xué)中要轉(zhuǎn)變思路，讓學(xué)生成為課堂教學(xué)的主體，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。根據(jù)布魯納發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)理論，教師應(yīng)站在學(xué)習(xí)推動(dòng)者的角度，激發(fā)學(xué)生自覺思考、主動(dòng)探索，引導(dǎo)學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題并最終解決問題，逐漸讓學(xué)習(xí)完全成為學(xué)生的自主行為。例如，教師可選擇一個(gè)地區(qū)的環(huán)境污染問題，讓學(xué)生自愿分組以問卷的形式進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行討論和分析，并自主查找文獻(xiàn)，從不同角度制定合理的環(huán)境優(yōu)化方案，再根據(jù)學(xué)生完成任務(wù)的情況開展報(bào)告并及時(shí)反饋。最后，在理論課程教學(xué)中，應(yīng)將社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)的研究方法結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力以及多學(xué)科融匯貫通的能力，這也是環(huán)境科學(xué)專業(yè)的內(nèi)在要求，由于環(huán)境科學(xué)專業(yè)具有多學(xué)科交叉的廣泛性，再加上其屬于應(yīng)用型專業(yè)，單靠某一門或幾門學(xué)科難以解決復(fù)雜的實(shí)際問題，這就要求在教學(xué)中將各學(xué)科的教學(xué)思路和方法組合、交融，形成具有專業(yè)特色的理論教學(xué)模式。這一點(diǎn)還有待在教學(xué)中累積經(jīng)驗(yàn)，逐步理論化、系統(tǒng)化。

（三）針對學(xué)生的個(gè)體差異性分班分組，設(shè)置相應(yīng)課程

環(huán)境科學(xué)作為一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，在現(xiàn)有的教學(xué)方式和環(huán)境中，常常面臨著教學(xué)內(nèi)容繁多，課時(shí)分配困難等問題，很難在有限的本科期間將全部課程內(nèi)容較好地傳授給學(xué)生，這往往導(dǎo)致教學(xué)流于形式，缺乏深度，看似內(nèi)容豐富，實(shí)則沒有內(nèi)涵。從學(xué)生的角度來看，由于所學(xué)知識龐雜，任務(wù)繁重，學(xué)生難以同時(shí)掌握和消化眾多知識，學(xué)習(xí)積極性受到極大阻礙，真正領(lǐng)會(huì)的知識很少，因此很多學(xué)生在工作崗位上，不知如何充分應(yīng)用所學(xué)的知識和原理，離行業(yè)要求的標(biāo)準(zhǔn)相距甚遠(yuǎn)。這就需要結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)和未來就業(yè)方向，將環(huán)境科學(xué)這一大的專業(yè)按照社會(huì)需求分成環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價(jià)、環(huán)境管理以及污染治理等4個(gè)就業(yè)方向，倡導(dǎo)學(xué)生個(gè)性發(fā)展。除了基本的科學(xué)知識和個(gè)人職業(yè)素養(yǎng)外，還應(yīng)將不同就業(yè)方向工程技能的培養(yǎng)劃分為不同的研究內(nèi)容，以選修課的形式供學(xué)生自主選擇，從而構(gòu)成必修課+選修課這樣的模塊化的課程結(jié)構(gòu)。例如，可將環(huán)境污染控制理論的學(xué)習(xí)分為物理、地理、化學(xué)和生物部分，物理部分學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)模擬和自動(dòng)化控制技術(shù)，化學(xué)部分研究污染物遷移和其中能量的轉(zhuǎn)化，生物部分學(xué)習(xí)利用生物防治污染的原理和過程。學(xué)生根據(jù)自身興趣和未來發(fā)展需求選擇不同的研究方向，重點(diǎn)學(xué)習(xí)一種或幾種污染控制的方式。也可按照研究的空間領(lǐng)域劃分為大氣、土壤、水體等，各班的學(xué)生分別只重點(diǎn)學(xué)習(xí)一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)知識。另一方面，又可按照整個(gè)學(xué)科的研究內(nèi)容分班，包括環(huán)境影響評價(jià)、環(huán)境監(jiān)測、自然資源保護(hù)、環(huán)境規(guī)劃的學(xué)習(xí)。此外，根據(jù)學(xué)生興趣差異，例如有的學(xué)生偏向于基礎(chǔ)性研究，對于這部分學(xué)生，可以將本科理論教育與研究生教育接軌，拓寬知識深度，有的學(xué)生更傾向于動(dòng)手實(shí)踐，這部分學(xué)生的課程設(shè)置要更偏向產(chǎn)生實(shí)踐。由于環(huán)境科學(xué)學(xué)科的特性，在進(jìn)行分班教學(xué)的時(shí)，還要進(jìn)行必要的整合，包括在班內(nèi)實(shí)施分組學(xué)習(xí)的同時(shí)，通過小組成員交流合作共同完成特定學(xué)習(xí)任務(wù)。此外，定期組織各班學(xué)習(xí)的交流，主要采取專題講座的形式，也可在一個(gè)階段的學(xué)習(xí)后，結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容，由專業(yè)老師組織開展模擬實(shí)際環(huán)境方案的環(huán)境影響評價(jià)設(shè)計(jì)、環(huán)境規(guī)劃方案設(shè)計(jì)。這樣可實(shí)現(xiàn)分化與整合的對接，讓學(xué)生得以綜合發(fā)展，全面提升。

五、結(jié)語

總之，通過對環(huán)境科學(xué)專業(yè)理論教學(xué)的內(nèi)容、思路和方式進(jìn)行改革，更新教材，構(gòu)建科學(xué)的知識體系，優(yōu)化課堂教學(xué)方式和課程組織形式，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐意識為重點(diǎn)，在教學(xué)過程中采用多元化和個(gè)性化的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感，使學(xué)生能夠更加牢固地掌握理論知識和技術(shù)，進(jìn)而為實(shí)踐和工程能力的培養(yǎng)提供有力保障，以期將學(xué)生培養(yǎng)成為基礎(chǔ)知識過硬，并具有較強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作能力和科研創(chuàng)新能力的高質(zhì)量專業(yè)型人才，以適應(yīng)不斷發(fā)展的社會(huì)需求，滿足激烈的市場競爭需要。

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