新工科背景下非環(huán)境專業(yè)“環(huán)境科學(xué)概論”課程教學(xué)探索
——以電子信息類專業(yè)為例

陳 琛， 李妍妍， 胡學(xué)友

(合肥學(xué)院 電子信息與電氣工程系， 合肥 230601)

為推動(dòng)工程教育改革創(chuàng)新，應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，2017年2月至6月，教育部先后在復(fù)旦大學(xué)、天津大學(xué)和北京召開新工科建設(shè)相關(guān)會(huì)議，形成“復(fù)旦共識(shí)”[1]“天大行動(dòng)”[2]和“北京指南”[3]。其中，“天大行動(dòng)”和“北京指南”都明確提出需要強(qiáng)化工科學(xué)生的生態(tài)意識(shí)[2-3]。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(2017年11月修訂)中也要求畢業(yè)生能夠理解和評(píng)價(jià)針對(duì)復(fù)雜工程問題的工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響[4]。大學(xué)生是祖國和民族的未來，是現(xiàn)代化建設(shè)的主力軍，他們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和生態(tài)意識(shí)高低直接決定了其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活中對(duì)待環(huán)境的態(tài)度。筆者將主要以面向我校電子信息工程、通信工程這兩個(gè)電子信息類新工科專業(yè)學(xué)生開設(shè)的“環(huán)境科學(xué)概論”課程為例，探討新工科背景下如何對(duì)非環(huán)境專業(yè)學(xué)生開展“環(huán)境科學(xué)概論”課程教學(xué)。

1 環(huán)境教育在非環(huán)境專業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 普及程度低，課程不受重視

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國高校每年招收的非環(huán)境類的學(xué)生占普通學(xué)校招生人數(shù)的99.5%以上，但僅有10%的院校在非環(huán)境專業(yè)中開設(shè)了環(huán)境教育類課程[5]，環(huán)境教育類課程未被教育部列為高校非環(huán)境專業(yè)的必修課[6]，絕大多數(shù)高校也沒有將提高學(xué)生的環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)列入人才培養(yǎng)方案。

而在非環(huán)境專業(yè)開設(shè)了環(huán)境教育類課程的高校，環(huán)境教育類課程作為公共選修類課程存在，對(duì)于非環(huán)境專業(yè)學(xué)生會(huì)產(chǎn)生“環(huán)境教育無用論”等心態(tài)。在我校的電子信息工程和通信工程的人才培養(yǎng)方案中，“環(huán)境科學(xué)概論”的課程性質(zhì)雖為公共選修課，但專業(yè)內(nèi)所有學(xué)生都需要學(xué)習(xí)，因?yàn)椤碍h(huán)境科學(xué)概論”作為數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程，是工程教育認(rèn)證課程體系中的有機(jī)組成部分。但筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，仍有部分學(xué)生在初接觸“環(huán)境科學(xué)概論”課程時(shí)都會(huì)提出“學(xué)這門課有什么用”“這門課不應(yīng)該是環(huán)境工程學(xué)生學(xué)的”等疑問，這些都在一定程度上使得環(huán)境教育工作難以展開。

1.2 教學(xué)內(nèi)容不夠新，教學(xué)手段單一

目前，開展環(huán)境教育的高校選用的教材，針對(duì)非環(huán)境專業(yè)學(xué)生在內(nèi)容整合時(shí)刪減了一些難度較大的內(nèi)容，但仍存在著內(nèi)容過于專業(yè)抽象、更新不及時(shí)等問題。環(huán)境教育類課程不同于基礎(chǔ)學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)基本保持不變，環(huán)境教育具有綜合性的特點(diǎn)，在教學(xué)的過程中應(yīng)緊跟國家方針政策，與科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)相一致，結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)，提高新工科教育教學(xué)的新質(zhì)量。

由于環(huán)境教育教學(xué)內(nèi)容過于理論化，教師基本采取的都是課堂講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，課堂沉悶枯燥，不能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又缺乏實(shí)踐應(yīng)用，教學(xué)效果事倍功半。

1.3 缺乏與其他專業(yè)結(jié)合，無法體現(xiàn)新工科內(nèi)涵

目前的環(huán)境教育類課程作為一門公共選修課獨(dú)立于專業(yè)教學(xué)之外，僅是教師完成教學(xué)任務(wù)，學(xué)生獲得相應(yīng)學(xué)分。而新工科向“科學(xué)+人文+工程+其他”的方向發(fā)展，必須依托大類通識(shí)教育，培養(yǎng)復(fù)合型、綜合性的人才[7]，環(huán)境教育作為通識(shí)類教育應(yīng)與專業(yè)教學(xué)有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)不只是環(huán)境專業(yè)的學(xué)生和從業(yè)人員應(yīng)做的事情，他們的專業(yè)實(shí)驗(yàn)和將來的工作都可能對(duì)環(huán)境和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生影響。

2 環(huán)境科學(xué)概論課程教學(xué)改進(jìn)與探索

2.1 密切結(jié)合專業(yè)特色

新工科背景下，傳統(tǒng)學(xué)科的界限越來越模糊，現(xiàn)代工程問題要求不同學(xué)科協(xié)同合作來解決復(fù)雜問題。環(huán)境科學(xué)概論作為通識(shí)類課程，主要目的不是研究治理污染的手段和方法，而是通過與專業(yè)相結(jié)合的實(shí)例引發(fā)學(xué)生的思考，提高他們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和生態(tài)意識(shí)。如PCB(印制電路板)作為電子設(shè)備的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)和加工是電子信息類專業(yè)學(xué)生必須掌握的實(shí)踐技能，但由于PCB實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本較高、加工過程會(huì)產(chǎn)生污染，我系也是經(jīng)過多方調(diào)研和學(xué)習(xí)才在2013年建立了該實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)時(shí)充分考慮了對(duì)污染物的處理，有完整的流程和處理方式；實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)時(shí)也會(huì)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的環(huán)保性；學(xué)生制作的電路板在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用于課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，課程設(shè)計(jì)結(jié)束后由實(shí)驗(yàn)室回收；筆者在“環(huán)境科學(xué)概論”課堂教學(xué)中通過理論和視頻向?qū)W生講解隨意丟棄電路板對(duì)大氣、水體和土壤環(huán)境造成的危害。三管齊下，學(xué)生既學(xué)到本專業(yè)的實(shí)踐技能，也提高了對(duì)“環(huán)境科學(xué)概論”的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，學(xué)生環(huán)境保護(hù)和生態(tài)意識(shí)的提高，也會(huì)成為科技創(chuàng)新的催化劑，使得技術(shù)和產(chǎn)品更具有可持續(xù)性，而這也正是新工科的發(fā)展方向。

“環(huán)境科學(xué)概論”共有8個(gè)章節(jié)，筆者在每一個(gè)章節(jié)都穿插了與電子信息工程、通信工程專業(yè)相關(guān)的知識(shí)與實(shí)例(表1)。

表1 環(huán)境科學(xué)概論與新工科專業(yè)結(jié)合內(nèi)容

2.2 緊跟國家方針政策和科技發(fā)展

新工科代表的是最新的產(chǎn)業(yè)或行業(yè)發(fā)展方向，具有引領(lǐng)性、交融性、創(chuàng)新性、跨界性和發(fā)展性等幾個(gè)特征[8]。環(huán)境科學(xué)概論在教學(xué)過程中也應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，定期審視教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)更新調(diào)整，緊跟國家方針政策和科技發(fā)展步伐(表2)。新工科具有針對(duì)服務(wù)面向原則，既有服務(wù)國家戰(zhàn)略，也有服務(wù)地方需要，如在教學(xué)過程中關(guān)于安徽省生活垃圾強(qiáng)制分類試點(diǎn)，一方面教育學(xué)生對(duì)生活垃圾進(jìn)行正確分類，另一方面也希望通過跨專業(yè)協(xié)同合作，指導(dǎo)學(xué)生利用專業(yè)知識(shí)在智能垃圾分類技術(shù)方面有所創(chuàng)新。

表2 環(huán)境科學(xué)概論與國家方針政策/科技發(fā)展相關(guān)內(nèi)容

2.3 豐富教學(xué)手段和方法

傳統(tǒng)的教師講授方法早已不能適應(yīng)當(dāng)下的課堂教學(xué)，新工科專業(yè)明確的培養(yǎng)目標(biāo)和豐富多變的教學(xué)內(nèi)容要求注重提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)參與度、學(xué)習(xí)效果和能力培養(yǎng)[8]。對(duì)于電子信息工程、通信工程等非環(huán)境專業(yè)的學(xué)生，在“環(huán)境科學(xué)概論”教學(xué)過程中更需要通過豐富教學(xué)手段、提高教師的教學(xué)水平來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在多媒體教學(xué)已基本成為高校教學(xué) “標(biāo)配”的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，借助超星學(xué)習(xí)通、微信移動(dòng)教學(xué)等[9-10]多元化教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)溝通與學(xué)習(xí)的隨時(shí)隨地；通過將新知識(shí)點(diǎn)與學(xué)生已掌握的知識(shí)進(jìn)行類比，讓學(xué)生的理解更加快速和透徹，如人對(duì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的內(nèi)容是環(huán)境質(zhì)量的價(jià)值，可以類比馬克思主義政治經(jīng)濟(jì)學(xué)中人對(duì)商品進(jìn)行評(píng)價(jià)的是商品的價(jià)值；通過案例教學(xué)、專題研討的方式提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度，如在重金屬危害教學(xué)過程中對(duì)于類金屬砷的理解，引入影視劇中砒霜中毒片段，讓學(xué)生分析討論，從而理解砷中毒原理；采用混合式教學(xué)方法如翻轉(zhuǎn)課堂，使學(xué)習(xí)環(huán)境更加互動(dòng)來提高教學(xué)效果。

2.4 完善實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)

新工科將課堂教學(xué)和課外學(xué)習(xí)作為人才培養(yǎng)生態(tài)環(huán)境互為補(bǔ)充的兩個(gè)部分[8]，環(huán)境科學(xué)概論在教學(xué)過程中應(yīng)創(chuàng)造條件并引導(dǎo)學(xué)生通過課外調(diào)查、實(shí)地參觀、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等競(jìng)賽、興趣社團(tuán)等實(shí)踐形式理論聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生在直面環(huán)境問題、分析問題產(chǎn)生原因的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。如筆者在“環(huán)境科學(xué)概論”第一次課堂教學(xué)結(jié)束后便布置了小組調(diào)研的任務(wù)，讓學(xué)生留心生活、學(xué)習(xí)中不環(huán)保的事情和行為，在第六章課程結(jié)束后，要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)以調(diào)研報(bào)告和課堂匯報(bào)的方式展示并提出解決方法。學(xué)生調(diào)查的范圍不僅包括了學(xué)習(xí)、生活的校園，也有學(xué)校所在的區(qū)域，還有放假回家路上的發(fā)現(xiàn)，樹立了“環(huán)保從我做起，從小事做起”的意識(shí)。

3 結(jié)語

在非環(huán)境專業(yè)大學(xué)生中開展環(huán)境教育不僅是新工科建設(shè)的有機(jī)組成，更是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。高校應(yīng)將“生態(tài)文明”意識(shí)貫穿在教育的每個(gè)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對(duì)非環(huán)境專業(yè)學(xué)生的環(huán)境教育工作，成為生態(tài)文明體制改革的引領(lǐng)者和推動(dòng)者。