地方特色《生態(tài)工程學(xué)》課程教學(xué)改革

華偉平，林志鑾，李 靈，鄭茂鐘，葉宏萌，林 立

（1.福建省生態(tài)產(chǎn)業(yè)綠色技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 武夷山 354300；2.武夷學(xué)院生態(tài)與資源工程學(xué)院，福建 武夷山 354300）

《生態(tài)工程學(xué)》課程是生態(tài)學(xué)專業(yè)的專業(yè)課程之一，也是環(huán)境生態(tài)工程學(xué)專業(yè)標(biāo)志性核心課程之一，是培育學(xué)生生態(tài)工程技術(shù)能力的重要課程。因此，該課程在有生態(tài)學(xué)、環(huán)境生態(tài)工程學(xué)專業(yè)的高校均有開設(shè)，或有相關(guān)配套的課程，而且有些高校在環(huán)境工程學(xué)專業(yè)上也開設(shè)生態(tài)工程學(xué)[1]。生態(tài)工程學(xué)以復(fù)雜的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，應(yīng)用生態(tài)學(xué)的基本理論和原則，結(jié)合系統(tǒng)工程最優(yōu)化方法，以整體調(diào)控為手段，以人與自然協(xié)調(diào)關(guān)系為基礎(chǔ)，高效和諧為方向，為人類社會(huì)與自然環(huán)境的和諧發(fā)展以及資源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)的一門新興交叉學(xué)科，如何培育出兼具生態(tài)和工程方面的技術(shù)人才是我們教學(xué)人員需要認(rèn)真思考和探索的問題。但目前該課程設(shè)置還存在問題，如特色不明顯、實(shí)踐環(huán)節(jié)少或未開設(shè)、工程能力培育缺乏、教材內(nèi)容陳舊等問題。針對目前該課程存在的問題，并結(jié)合區(qū)域資源特色及最新生態(tài)工程研究進(jìn)展，通過教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，提出教改設(shè)想，凸顯《生態(tài)工程學(xué)》課程地方辦學(xué)特色，推動(dòng)環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)新興工科本學(xué)科教學(xué)質(zhì)量的提高。

1 課程教學(xué)存在問題探討

1.1 教學(xué)內(nèi)容繁多，特色不突出

通過本課程的教學(xué)，使教學(xué)對象了解和掌握有關(guān)生態(tài)工程學(xué)的基本理論，在生態(tài)恢復(fù)、污染治理、復(fù)合農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)發(fā)展以及海灘開發(fā)與管理等主要方面的生態(tài)工程技術(shù)及其應(yīng)用方法和途徑?！渡鷳B(tài)工程學(xué)》包含生態(tài)工程設(shè)計(jì)基本原理、土壤恢復(fù)生態(tài)工程、農(nóng)田復(fù)合生態(tài)工程、養(yǎng)殖業(yè)生態(tài)工程、土壤污染修復(fù)生態(tài)工程、水體污染修復(fù)生態(tài)工程、固體廢棄物利用生態(tài)工程、微生物生態(tài)工程及綜合生態(tài)工程等9個(gè)板塊的教學(xué)內(nèi)容，涉及生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、林學(xué)、環(huán)境工程學(xué)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)等交叉性高的學(xué)科知識，而卻一般安排48學(xué)時(shí)，教師不僅需要具有很高的教學(xué)水平，而且要有廣泛的知識結(jié)構(gòu)體系及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能高質(zhì)量的完成理論原理講授的教學(xué)任務(wù)[2-3]。課程內(nèi)容未結(jié)合地方區(qū)域資源進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)，聯(lián)系不緊密，特色不明顯。通過問卷的形式，開展了《生態(tài)工程學(xué)》課程內(nèi)容滿意度調(diào)查，分析發(fā)現(xiàn)64.53%的學(xué)生認(rèn)為該課程內(nèi)容較繁多、知識偏理論、較難理解。因此，該課程必須在較緊湊的教學(xué)時(shí)間內(nèi)結(jié)合地方環(huán)境資源狀況，針對性重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境修復(fù)、生態(tài)保護(hù)等緊密結(jié)合，突出高校在服務(wù)地方上的能力和水平。

1.2 實(shí)踐環(huán)節(jié)少或未開設(shè)

生態(tài)工程的概念在20世紀(jì)60年代由Odum H.T.和馬世駿提出，至今有半個(gè)世紀(jì)，目前有近50所具有生態(tài)學(xué)專業(yè)的高校，但部分高校由于教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏、課時(shí)較少、實(shí)踐條件不具備等，而未開設(shè)實(shí)踐環(huán)節(jié)；或雖開設(shè)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，但也是簡單的課程設(shè)計(jì)；或雖單獨(dú)地開設(shè)了一周的實(shí)踐環(huán)節(jié)，但學(xué)生無法在短時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)地完成一項(xiàng)工程實(shí)踐。同時(shí)，在教學(xué)參考書上，雖然有關(guān)于《生態(tài)工程學(xué)》的參考書目，但較多的教學(xué)材料更適合研究生教學(xué)，且通用性較差，具有很大的局限性，而關(guān)于《生態(tài)工程學(xué)》實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材為空白。通過電話回訪、QQ和微信等網(wǎng)絡(luò)調(diào)查的方式，詢問了30個(gè)畢業(yè)生，不管是在生態(tài)環(huán)境相關(guān)事業(yè)單位的學(xué)生，還是從事環(huán)境評價(jià)的學(xué)生，有81.26%的認(rèn)為生態(tài)工程學(xué)的實(shí)踐對工作具有極大的幫助。因此，必須進(jìn)行教學(xué)改革，鼓勵(lì)高校創(chuàng)造機(jī)會(huì)開設(shè)生態(tài)工程學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。

1.3 教學(xué)方法傳統(tǒng)，效果不明顯

現(xiàn)階段，講授式教學(xué)還是《生態(tài)工程學(xué)》課程的主要教學(xué)方式，雖然該傳統(tǒng)教學(xué)方法所涉及教學(xué)內(nèi)容豐富、注重知識傳授，但由于學(xué)生思考較少、被動(dòng)接受知識，對學(xué)生思維、創(chuàng)新等能力的訓(xùn)練缺乏，導(dǎo)致課程教學(xué)效果不顯著[4]。從課程知識體系視角考慮，生態(tài)工程學(xué)作為一門涉及面廣、綜合性高、技術(shù)性強(qiáng)等學(xué)科，且隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于環(huán)境修復(fù)的工程技術(shù)越來越先進(jìn)，案例也越來越多，還是以講授式教學(xué)為教學(xué)主要手段時(shí)，教學(xué)效果也往往不明顯。因此，需要結(jié)合實(shí)用性、技術(shù)性、綜合性等應(yīng)用科學(xué)與技術(shù)的課程性質(zhì)，考慮以案例式教學(xué)為主、多種教學(xué)方法并存的多元化教學(xué)課程改革[5-9]。

2 課程教學(xué)改革

2.1 結(jié)合區(qū)域資源特色、實(shí)用的“金課”打造

結(jié)合現(xiàn)有《生態(tài)工程學(xué)》課程內(nèi)容繁多、特色不明顯等問題，應(yīng)將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，把不必要的、意義不大的、較陳舊的、涉及領(lǐng)域較大的、工程特色不明顯的內(nèi)容進(jìn)行“脫水”，比如課程上所涉及的生態(tài)建模、計(jì)算機(jī)編程技術(shù)等內(nèi)容刪除，從而將節(jié)約的寶貴時(shí)間應(yīng)用于重點(diǎn)章節(jié)、重要知識點(diǎn)上，打造“金課”，比如應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟、實(shí)踐性強(qiáng)的生態(tài)工程設(shè)計(jì)、農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營、生態(tài)修復(fù)等內(nèi)容；注重學(xué)科前沿性、發(fā)展性、科學(xué)性，將最新的生態(tài)工程技術(shù)融入到課程教學(xué)內(nèi)容中，將領(lǐng)域內(nèi)學(xué)者的研究成果作為討論教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生最新的科研動(dòng)態(tài)和工程技術(shù)方法。課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與地方資源狀況緊密結(jié)合，突出地方辦學(xué)的特色，如沿海高校應(yīng)將海洋生態(tài)系統(tǒng)破環(huán)、污染及治理作為重點(diǎn)課程內(nèi)容融入到 《生態(tài)工程學(xué)》課程中，省會(huì)、一線、二線等高度發(fā)達(dá)城市的高校應(yīng)將城市發(fā)展帶來的環(huán)境污染及修復(fù)內(nèi)容作為重點(diǎn)；山區(qū)高校應(yīng)結(jié)合地方的資源情況進(jìn)行具體辦學(xué)，如福建閩北地區(qū)森林資源豐富，在教學(xué)內(nèi)容上，除了掌握生態(tài)工程設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容外，應(yīng)掌握林業(yè)生態(tài)工程相關(guān)的知識點(diǎn)；又如地處武夷山的武夷學(xué)院生態(tài)學(xué)專業(yè)，《生態(tài)工程學(xué)》課程內(nèi)容可以結(jié)合大武夷生態(tài)圈的茶園資源、竹林資源開展水土流失、農(nóng)藥污染、土壤退化等問題開展教學(xué)，將茶園的大面積開墾造成的水土流失治理模式與學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)結(jié)合起來，不僅完成了理論和實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，而且突出了地方辦學(xué)的特色，為閩北生態(tài)環(huán)境問題的治理、接地氣的人才培育提供支持。

因此，在理論教學(xué)上，將應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟、實(shí)踐性強(qiáng)的內(nèi)容進(jìn)行保留，并融入學(xué)科前沿性研究內(nèi)容融入教學(xué)內(nèi)容中，使學(xué)生熟悉掌握設(shè)計(jì)流程、施工步驟、管理與保護(hù)等全過程技術(shù)能力，改革后的理論教學(xué)大致框架見圖1。

圖1 課程教學(xué)框架Figure 1 Curriculum teaching framework

2.2 以設(shè)計(jì)能力為目的的實(shí)踐環(huán)節(jié)

為解決生態(tài)工程的實(shí)踐環(huán)節(jié)存在時(shí)間短、質(zhì)量不高、工程特色不顯著或未開設(shè)等問題，同時(shí)保證學(xué)生能將理論知識應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐上，提高動(dòng)手能力，鞏固教學(xué)內(nèi)容，首先將生態(tài)工程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容直接廢除，因?yàn)楹芏鄬?shí)驗(yàn)內(nèi)容在其他課程上已經(jīng)開設(shè)或者是相近的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，沒進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，如土壤理化性質(zhì)的測定與《土壤學(xué)》課程實(shí)驗(yàn)重復(fù)、水和大氣環(huán)境監(jiān)測相關(guān)實(shí)驗(yàn)與《環(huán)境監(jiān)測》課程實(shí)驗(yàn)重復(fù)、微生物相關(guān)實(shí)驗(yàn)又與《微生物學(xué)》課程實(shí)驗(yàn)重復(fù)等，因此在培養(yǎng)方案上進(jìn)一步優(yōu)化，刪除性質(zhì)接近的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從而將節(jié)約的時(shí)間用于實(shí)踐環(huán)節(jié)上，解決生態(tài)工程學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)時(shí)間不足的問題；其次，在實(shí)踐內(nèi)容上，要注重培育學(xué)生的生態(tài)工程設(shè)計(jì)能力，將參觀、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)相結(jié)合，使學(xué)生完成實(shí)習(xí)的同時(shí)，又不忽略培育學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，確實(shí)體現(xiàn)出《生態(tài)工程學(xué)》的“工程”兩字，培育出兼具生態(tài)和工程方面的技術(shù)人才；最后，在實(shí)踐基地上，學(xué)校、學(xué)院在資金、人力、資源等方法給予支持，建立更多固定的生態(tài)實(shí)踐教學(xué)基地，為學(xué)生創(chuàng)造良好的實(shí)踐教學(xué)條件。

2.3 以案例式教學(xué)為主的多元化教學(xué)方式

生態(tài)工程學(xué)實(shí)質(zhì)上是系列相關(guān)修復(fù)案例的堆砌起來的，因此案例化教學(xué)[10-12]是生態(tài)工程非常必要的教學(xué)手段，不僅可以達(dá)到較好的教學(xué)效果，學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性得以激發(fā)，而且通過師生互動(dòng)，增強(qiáng)師生的合作與交流，具體可以從如下開展教學(xué)。

對于易懂、簡單的知識點(diǎn)，以講授式教學(xué)為主要方法，因?yàn)楹唵蝺?nèi)容能讓學(xué)生容易接受，且提供較豐富的知識點(diǎn)；對于這部分內(nèi)容，教師一定要認(rèn)真做好PPT，如將治理前生態(tài)環(huán)境問題、治理中的動(dòng)態(tài)變化、治理后的環(huán)境現(xiàn)狀等制作Flash短片。對于重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，以案例式教學(xué)為主要方法，如生態(tài)工程的生態(tài)原理、工程技術(shù)、工程模式、工程設(shè)計(jì)、工程評價(jià)等內(nèi)容，通過利用生態(tài)工程的案例進(jìn)行分析，如協(xié)調(diào)與平衡的原理，可以通過水體富營養(yǎng)化的案例進(jìn)行分析，使學(xué)生理解其實(shí)是生物的數(shù)量與環(huán)境的適應(yīng)知識。對于前沿性、社會(huì)熱點(diǎn)知識，可以采用專題討論的教學(xué)模式，比如以5個(gè)學(xué)生為小組，通過文獻(xiàn)檢索、網(wǎng)絡(luò)查閱等方式，形成一個(gè)研究對象、解決方法、相關(guān)結(jié)果的研討報(bào)告，并進(jìn)行匯報(bào)，可以提高學(xué)生查閱文獻(xiàn)、寫作、協(xié)作等能力，為畢業(yè)論文、工作奠定基礎(chǔ)。

在采用案例化教學(xué)過程中，注意教學(xué)方式，不要長時(shí)間的講解案例，否則由于學(xué)生的疲倦，導(dǎo)致教學(xué)效果不顯著，應(yīng)注重教學(xué)方式的多樣化。這也是由于生態(tài)工程教學(xué)內(nèi)容的多樣化，從而使教師可以進(jìn)行多樣化案例教學(xué)，如以教師為主的案例化分析法、以學(xué)生為主的案例化討論法等。同時(shí)，要建立合理的獎(jiǎng)懲機(jī)制，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生積極參加案例化教學(xué)，如完善平時(shí)成績考核方式、課題口頭表揚(yáng)等。

2.4 教學(xué)考核評價(jià)制度的完善

不管何種課程的教學(xué)改革，最終目的就是提高教學(xué)質(zhì)量，而合理、科學(xué)地教學(xué)考核評價(jià)制度不僅能體現(xiàn)出公平、公正性的問題，而且保證了教學(xué)質(zhì)量。而兼具理論、實(shí)踐兩種課程教學(xué)內(nèi)容的《生態(tài)工程學(xué)》課程應(yīng)該注意實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核評價(jià)制度。教學(xué)成效應(yīng)注重學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)，以往的教學(xué)考核中，該課程的綜合成績?yōu)?0%×平時(shí)成績+70%×期末成績，這種考核評價(jià)難以真實(shí)反映學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)，同時(shí)也無法體現(xiàn)出學(xué)生的實(shí)踐能力。因此，本文認(rèn)為《生態(tài)工程學(xué)》課程的綜合成績考核評價(jià)改為30%×平時(shí)成績+20%×實(shí)踐+50%×期末成績，其中平時(shí)成績涉及課堂發(fā)言、平時(shí)出勤、學(xué)術(shù)討論、作業(yè)情況等內(nèi)容，平時(shí)成績各評價(jià)指標(biāo)具體所占比例可按上課班級學(xué)生特點(diǎn)進(jìn)行制定。

3 小結(jié)和展望

《生態(tài)工程學(xué)》課程是環(huán)節(jié)生工程學(xué)和生態(tài)學(xué)專業(yè)的專業(yè)課程之一，但由于課程教學(xué)內(nèi)容繁多與時(shí)間緊湊的矛盾問題，在教學(xué)過程中，一定要注意教學(xué)內(nèi)容的合理安排，以去除“拖水”的內(nèi)容、打造“金課”為方向，以培育應(yīng)用技術(shù)型高水平復(fù)合人才為目標(biāo)，教師要結(jié)合區(qū)域資源情況及最新的研究動(dòng)態(tài)，采用以案例式教學(xué)為主、其他教學(xué)方式并存的多元化教學(xué)方式，大大提高教學(xué)質(zhì)量和效果。

當(dāng)然，在新工科建設(shè)背景下，《生態(tài)工程學(xué)》課程除了在需要在工程特色[5]的理論知識內(nèi)容方面再完善外，還需要在一下幾個(gè)方面努力：①打造一本實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用型廣的生態(tài)工程學(xué)實(shí)踐教材；②建設(shè)《生態(tài)工程學(xué)》國家級、省級精品課程；③完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、多媒體教學(xué)等現(xiàn)代教學(xué)手段。