工作坊教學(xué)模式在環(huán)境工程人才培養(yǎng)中的探索與實(shí)踐

毛旭輝，胡將軍，王旭

（武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢430079）

當(dāng)今世界面臨前所未有之大變局，國(guó)家和地區(qū)間的科技和人才競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義接班人是高等教育的基本任務(wù)之一。高校的人才培養(yǎng)質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家對(duì)人才的科技創(chuàng)新研發(fā)能力需求，突破現(xiàn)有的人才培養(yǎng)格局，推動(dòng)因材施教，全面提升人才的“三創(chuàng)”（創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)）能力［1］。環(huán)境工程專業(yè)是典型的工科專業(yè)，專業(yè)設(shè)立的目標(biāo)是針對(duì)國(guó)家生態(tài)環(huán)保與綠色發(fā)展領(lǐng)域的重大需求，培養(yǎng)能夠解決復(fù)雜環(huán)境問(wèn)題的高素質(zhì)科學(xué)創(chuàng)新人才、工程技術(shù)人才和工程管理人才，為國(guó)家打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)起到重要支撐作用。在新時(shí)代條件下，開(kāi)展環(huán)境工程本科實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)的改革，探索新的教學(xué)模式和方法，提升人才的“三創(chuàng)”能力，是新工科專業(yè)建設(shè)的重要課題。

一、環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)問(wèn)題分析

隨著國(guó)家對(duì)科技投入的持續(xù)增加，加上研究生教育規(guī)模的擴(kuò)大，從事各類型創(chuàng)新、創(chuàng)造工作的崗位穩(wěn)定增長(zhǎng)，這也是當(dāng)前985 和211 高校的本科生職業(yè)發(fā)展的新特點(diǎn)。大量本科生在升學(xué)并進(jìn)一步開(kāi)展科研創(chuàng)新工作的同時(shí)，也對(duì)本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提出了更高要求。學(xué)生需要具備創(chuàng)新研究所需的若干能力，例如分析及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能力、表達(dá)溝通能力、思維邏輯能力、工程設(shè)計(jì)能力、組織實(shí)施能力等。同時(shí)，學(xué)生需要具備一定的科研基礎(chǔ)性技能，例如常規(guī)儀器的操作、文獻(xiàn)查閱和整理、科學(xué)數(shù)據(jù)表達(dá)和科學(xué)論文寫(xiě)作等。

然而，在原有的課程體系中，特別是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)無(wú)法得到充分的體現(xiàn)。通過(guò)畢業(yè)生質(zhì)量跟蹤發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的環(huán)境工程本科生培養(yǎng)方式存在以下的問(wèn)題：第一，理論學(xué)習(xí)知識(shí)與前沿科學(xué)研究領(lǐng)域的知識(shí)點(diǎn)未能很好地銜接，造成進(jìn)入研究生階段的知識(shí)儲(chǔ)備、思維模式和方法論都無(wú)法迅速適應(yīng)科學(xué)研究的高要求。第二，理論知識(shí)碎片化，學(xué)生缺乏消化和運(yùn)用過(guò)程中的二次梳理和系統(tǒng)化，針對(duì)實(shí)際問(wèn)題的解決缺乏思考能力。第三，學(xué)生缺乏創(chuàng)新性的課外科研經(jīng)歷，在規(guī)范性和質(zhì)量意識(shí)上，普遍難以達(dá)到理工科導(dǎo)師的標(biāo)準(zhǔn)要求，在升學(xué)后的研究生階段要花很大的力氣“糾偏”。第四，本科實(shí)習(xí)實(shí)踐課中獲取的科研技能訓(xùn)練非常有限，造成學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力嚴(yán)重不足。第五，學(xué)生對(duì)科學(xué)創(chuàng)新工作的艱巨性、未知性認(rèn)識(shí)不足，做不到冷靜客觀地看待科研上的各種挫折和失敗。

二、工作坊創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)

“工作坊（workshop）”一詞最早出現(xiàn)在教育學(xué)與心理學(xué)的研究領(lǐng)域。在20世紀(jì)60年代，“工作坊”的概念在國(guó)外被引入到設(shè)計(jì)等教學(xué)領(lǐng)域，成為提供不同立場(chǎng)、族群的人們思考、探討、交流的一種方式，以及鼓勵(lì)參與、創(chuàng)新以及找出解決對(duì)策的手法［2-4］?！肮ぷ鞣弧钡撵`活性、互動(dòng)性為多種教學(xué)方法的實(shí)施創(chuàng)造了條件，能夠顯著增強(qiáng)學(xué)生的參與感，方便傳授一些課堂上不易講解的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)訣竅，提升教學(xué)效果。

針對(duì)不足，筆者與實(shí)習(xí)實(shí)踐教研組的同事嘗試對(duì)現(xiàn)有的環(huán)境工程課程體系進(jìn)行改革，在現(xiàn)有的實(shí)踐課中，增加“工作坊”的教學(xué)模式，針對(duì)性解決學(xué)生創(chuàng)新能力不足的問(wèn)題［5-6］。如圖1所示，將現(xiàn)有的環(huán)境工程培養(yǎng)方案中的若干課程，例如“水污染控制工程課程設(shè)計(jì)”“工程訓(xùn)練課”和“環(huán)境工程畢業(yè)論文設(shè)計(jì)”，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，設(shè)置科研創(chuàng)新知識(shí)拓展和綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練等“工作坊”特色的教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)多場(chǎng)景教學(xué)、課堂翻轉(zhuǎn)、團(tuán)隊(duì)互動(dòng)協(xié)作等多樣化的教學(xué)方法，覆蓋常規(guī)教學(xué)中的“盲區(qū)”，為高年級(jí)本科生的知識(shí)、技能補(bǔ)短板，強(qiáng)調(diào)貼合科研創(chuàng)新需求的實(shí)際操作，并引導(dǎo)學(xué)生形成正確的學(xué)術(shù)道德觀，為升學(xué)后的科研創(chuàng)新打下良好基礎(chǔ)。

圖1 工作坊環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)示意圖

如圖1所示，教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容包括測(cè)試方法原理和實(shí)務(wù)講座、科研儀器設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)操作、科技論文和報(bào)告的寫(xiě)作、科研方法和思路的分享、科學(xué)模擬計(jì)算軟件的培訓(xùn)、科研作圖與練習(xí)、科研安全與實(shí)驗(yàn)室規(guī)范等等。在“工作坊”的教學(xué)活動(dòng)中，任課教師是教學(xué)活動(dòng)的組織者，而“工作坊”教學(xué)活動(dòng)的具體實(shí)施則是由工作坊的“主人”（責(zé)任教師或者邀請(qǐng)來(lái)的企業(yè)專家）來(lái)負(fù)責(zé)。全系的專業(yè)教師，可以根據(jù)自身的研究專長(zhǎng)和實(shí)驗(yàn)室的特色，設(shè)立體現(xiàn)其科研特色的工作坊；同時(shí)，也可以在工作坊的教學(xué)活動(dòng)中邀請(qǐng)企業(yè)專家開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工程和工業(yè)過(guò)程的結(jié)合。

工作坊的教學(xué)內(nèi)容組織，突出了環(huán)境學(xué)科研究的交叉、應(yīng)用導(dǎo)向的特點(diǎn)。圖1同時(shí)給出了工作坊教學(xué)活動(dòng)的部分內(nèi)容選題，選題內(nèi)容基本可以分為兩個(gè)板塊，一個(gè)是科研技能和知識(shí)的拓展；另一方面是綜合性的探究式實(shí)驗(yàn)。選題由老師引導(dǎo)和學(xué)生自主提出選題兩種方式相結(jié)合，主要包括四個(gè)方面：（1）一些共性實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)和實(shí)操，例如基本科研表征手段、重要的環(huán)境領(lǐng)域測(cè)試技術(shù)。（2）數(shù)據(jù)資料獲取、分析和加工，包括文獻(xiàn)調(diào)研能力、作圖軟件和技巧、中英文寫(xiě)作等。（3）了解環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域各種工程設(shè)計(jì)書(shū)、科研報(bào)告等的編制方法。（4）通過(guò)綜合性的探究式實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力，幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)二次梳理和體系構(gòu)建。（5）通過(guò)科研心得、經(jīng)歷分享等活動(dòng)，激發(fā)本科生科學(xué)創(chuàng)新的熱情，形成正確的科研思維方法和健全人格，讓他們有崇尚卓越的質(zhì)量意識(shí)，同時(shí)也有寬容失敗的從容心態(tài)。

三、工作坊創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

工作坊的教學(xué)方式，是對(duì)現(xiàn)有的環(huán)境工程專業(yè)本科生教學(xué)活動(dòng)的補(bǔ)充，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情，契合學(xué)生的三創(chuàng)能力培養(yǎng)需求?？偨Y(jié)環(huán)境工程專業(yè)工作坊教學(xué)的實(shí)踐，具有幾個(gè)特點(diǎn)：（1）“共同參與，共同成長(zhǎng)”的工作坊組織理念。在學(xué)術(shù)工作坊活動(dòng)組織過(guò)程中，以全系的專業(yè)老師為核心成立多個(gè)工作室，成為教學(xué)活動(dòng)實(shí)施的新場(chǎng)所；學(xué)生們共同參與，互相分享，共同討論，是一種共同參與、共同成長(zhǎng)的工作坊培養(yǎng)新模式。（2）“形式多樣，不拘一格”的工作坊教學(xué)手段。突破傳統(tǒng)的課堂講解單一模式，采用講座、互動(dòng)、實(shí)操、現(xiàn)場(chǎng)參觀等多種方式，增強(qiáng)教學(xué)的效果。（3）“源自學(xué)生，強(qiáng)調(diào)實(shí)操”的環(huán)境學(xué)術(shù)工作坊交流活動(dòng)內(nèi)容。通過(guò)試題、作品、現(xiàn)場(chǎng)儀器操作等特定的方式，來(lái)幫助學(xué)生在工作坊培養(yǎng)模式中學(xué)到干貨。（4）“網(wǎng)絡(luò)傳播，長(zhǎng)期受益”的線上資源共享模式。對(duì)部分活動(dòng)進(jìn)行錄音和錄像，讓同學(xué)也能下載后利用課后的其他時(shí)間學(xué)習(xí)。通過(guò)兩年實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)每屆學(xué)生在培養(yǎng)周期內(nèi)會(huì)開(kāi)展十次左右的工作坊教學(xué)活動(dòng)較為適宜，同時(shí)，這一教學(xué)活動(dòng)也應(yīng)與卓越工程師的培養(yǎng)充分結(jié)合，在有限的課時(shí)內(nèi)，達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求。

四、結(jié)論

工作坊這一教學(xué)模式是對(duì)現(xiàn)有教學(xué)培養(yǎng)過(guò)程的有效補(bǔ)充，能夠帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，覆蓋常規(guī)教學(xué)活動(dòng)中的“盲區(qū)”，為高年級(jí)本科生的知識(shí)、技能補(bǔ)短板，為畢業(yè)生進(jìn)一步升學(xué)和從事創(chuàng)新創(chuàng)造性工作打下良好的基礎(chǔ)。當(dāng)然，工作坊教學(xué)模式在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，還有多個(gè)方面需要進(jìn)一步改善和優(yōu)化，例如如何與現(xiàn)有的課程體系較好的銜接，如何按照OBE 方式進(jìn)行教學(xué)效果的評(píng)價(jià)，如何在有限的課時(shí)內(nèi)，與時(shí)俱進(jìn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，始終面向提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造科學(xué)素養(yǎng)……這些問(wèn)題，需要在今后的工作坊培養(yǎng)模式中展開(kāi)進(jìn)一步探索。