體現(xiàn)生態(tài)修復技術(shù)需求的環(huán)境生物學教學模式的設計

布乃順 姚焱中 劉楓 宋有濤 閆卓君

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著環(huán)境學科的迅猛發(fā)展，環(huán)境生物學的內(nèi)涵及前沿快速更新，如何體現(xiàn)生態(tài)修復行業(yè)的技術(shù)與人才需求，將環(huán)境生物學有機地融合到環(huán)境學科培養(yǎng)體系中探索環(huán)境科學與工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，對促進我國環(huán)境學科人才培養(yǎng)水平的全面提升具有非常重大的意義。以PBL教學法為理論基礎，從現(xiàn)有教學模式出發(fā)，結(jié)合環(huán)境生物學知識特點，根據(jù)生態(tài)修復產(chǎn)業(yè)技術(shù)需求，構(gòu)建了一個新的“理論—過程—需求—實踐”的多層教學框架，對環(huán)境生物學的教學模式進行了新的設計，為后續(xù)開展體現(xiàn)生態(tài)修復技術(shù)需求的環(huán)境生物學的教學實踐提供理論及實踐支撐，也為其他學科的教學改革提供一個新的視角。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 生態(tài)修復;技術(shù)需求;人才培養(yǎng);環(huán)境生物學;教學框架

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）03-0144-02

環(huán)保產(chǎn)業(yè)被認為是21世紀的“朝陽產(chǎn)業(yè)”和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。全球的環(huán)保產(chǎn)業(yè)的增長速度遠超過同期的經(jīng)濟增長速度，而我國的環(huán)保產(chǎn)業(yè)更是保持著快速增長的趨勢，“十三五”期間，我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)投資額預計超過15萬億元，環(huán)保產(chǎn)業(yè)投資約占GDP比重的3%。其中，生物技術(shù)因其對高效低價、可重復利用等特點在生態(tài)修復過程中應用得最為廣泛。環(huán)境生物學作為生物處理技術(shù)的理論基礎，主要探討生物與受損環(huán)境之間相互作用和調(diào)控機理，涉及環(huán)境科學、生態(tài)學、環(huán)境毒理學、普通生物學及環(huán)境化學等多個學科，是從事生態(tài)修復工作技術(shù)人員的理論基礎[4]。

國內(nèi)外高等院校都將環(huán)境生物學作為環(huán)境科學與工程學科人才培養(yǎng)的主干課程，重點發(fā)展。隨著環(huán)境學科的迅猛發(fā)展，環(huán)境生物學的內(nèi)涵及前沿快速更新，新的研究成果深化了現(xiàn)有的理論知識，環(huán)境生物學的知識總量越來越大。如何有的放矢，針對環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢充分體現(xiàn)生態(tài)修復行業(yè)的技術(shù)與人才需求，將環(huán)境生物學有機地融合到環(huán)境科學與工程學科本科課程培養(yǎng)體系中去，優(yōu)化教學及實驗內(nèi)容，探索環(huán)境科學與工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，對促進我國環(huán)境學科人才培養(yǎng)水平的全面提升，培養(yǎng)能夠滿足生態(tài)修復行業(yè)技術(shù)需求的專業(yè)人才具有非常重大的意義。因此，本研究以PBL教學法為理論基礎，從現(xiàn)有教學模式出發(fā)，結(jié)合環(huán)境生物學知識特點，根據(jù)生態(tài)修復產(chǎn)業(yè)技術(shù)需求，構(gòu)建了一個新的“理論—需求—過程—實踐”的多層教學框架，對環(huán)境生物學的教學模式進行了新的設計，以期為環(huán)境生物學的教學改革提供一個新的視角。

一、“理論—過程—需求—實踐”多層教學框架

在前人構(gòu)建的“實驗課程翻轉(zhuǎn)課堂-PBL教學框架”的基礎上，結(jié)合生態(tài)修復產(chǎn)業(yè)的技術(shù)需求，構(gòu)建出了“理論—過程—需求—實踐”的多層教學框架。在該框架中，理論及過程作為“基礎層”，是環(huán)境專業(yè)學生必須具備的知識基礎;需求作為“核心層”，是生態(tài)修復產(chǎn)業(yè)技術(shù)與人才需求的重點體現(xiàn);實踐作為“目標層”，是在理論及過程的基礎上，以需求為核心，最終將知識應用到實際中去，產(chǎn)生一系列具有現(xiàn)實意義的科創(chuàng)成果。

從理論出發(fā)，以過程為手段，結(jié)合現(xiàn)實需求，最終將知識應用在實踐層面，三層結(jié)構(gòu)中的四個要素相互關(guān)聯(lián)、共同作用，形成了一個系統(tǒng)有機的教學框架。在該框架的基礎上，結(jié)合現(xiàn)有的教學手段（現(xiàn)場教學、網(wǎng)絡教學、專家講學、企業(yè)見習及科創(chuàng)實驗等），使環(huán)境生物學的教育活動，兼顧通才與專才，基礎性與創(chuàng)新性、知識與能力、系統(tǒng)性與前沿性、學術(shù)性與應用性、規(guī)范化與個性化等特點，為后續(xù)開展體現(xiàn)生態(tài)修復技術(shù)需求的環(huán)境生物學的教學實踐提供理論支撐。

二、環(huán)境生物學教學模式的設計

依據(jù)“理論—過程—需求—實踐”的多層教學框架，結(jié)合現(xiàn)有的教學手段，我們對環(huán)境生物學的教學模式進行了系統(tǒng)的設計，以期使環(huán)境生物學在教學內(nèi)容上能夠反映相關(guān)的基礎理論知識體系，又能緊密把握環(huán)境生物學發(fā)展的前沿趨勢，充分體現(xiàn)生態(tài)修復技術(shù)和人才培養(yǎng)的需求;在教學形式上能夠充分激發(fā)學生的學習熱情和興趣，提高他們主動思考、主動學習的積極性與能力，培養(yǎng)應用創(chuàng)新型人才。

（一）基于“基礎層”的教學模式設計

1.基于“理論”要素的教學模式設計

環(huán)境生物學作為環(huán)境學科本科生必備的專業(yè)知識課程，其教學內(nèi)容要體現(xiàn)出環(huán)境生物學相關(guān)的理論基礎及結(jié)構(gòu)體系，在深入解析學科領(lǐng)域發(fā)展脈絡的基礎上，結(jié)合研究前沿的變化及實際影響，幫助學生對環(huán)境生物學這門課程形成全面系統(tǒng)的認識，做到能夠基本掌握環(huán)境生物學領(lǐng)域的主流發(fā)展方向，能夠闡明環(huán)境生物學的發(fā)展現(xiàn)狀及研究前沿，為學生架起基礎知識與理論創(chuàng)新的橋梁，使學生對科學創(chuàng)新有一個基本的理解與認識。

在教學形式上，要探索多種形式的教學方法，充分利用現(xiàn)有資源及工具，將傳統(tǒng)教學與網(wǎng)絡教學相結(jié)合，解決傳統(tǒng)授課受時空限制、教育成本過大等問題，發(fā)揮好網(wǎng)絡教學的靈活性及高性價比等特點，彌補教學資源上的缺陷。如教師可以安排學生課后在MOOC、雨課堂等網(wǎng)絡平臺自主學習課程內(nèi)容，在課堂上就學習內(nèi)容開展討論;教師也可以利用多媒體技術(shù)，為學生提供表現(xiàn)形式更加多元的授課內(nèi)容，如音頻、視頻等，充分調(diào)動學生學習的積極性。此外，課件的電子化也方便了學生的保存及調(diào)閱，能夠為學生的探索性學習提供豐富的資料。

2.基于“過程”要素的教學模式設計

“過程”要素是為了鼓勵學生積極探索適合個人的學習方式，通過一系列的工具及思維技巧實現(xiàn)時間的高效化。這就要求教師對現(xiàn)有的學習模式及常見的思維習慣進行全面的梳理，系統(tǒng)介紹其基本原理、特點及使用，通過實際應用案例，引導學生盡可能嘗試不同的學習模式，體會常見思維習慣的特點，幫助學生在眾多復雜的學習模式中找到適合個人的學習方法。

值得注意的是，在此階段的教學中，各種學習模式的理論知識固然重要，但如何將這些學習模式付諸行動，用學習模型的理論知識來指導自身的學習顯然更為重要。而“過程”要素的目的正是希望通過這種理論知識在實際行為中的應用，幫助學生拓寬視野，克服常見的思維誤區(qū)，提高學生的學習效率，實現(xiàn)時間的高效化利用。

（二）基于“核心層”的教學模式設計

當前，我國環(huán)境保護事業(yè)正處在快速發(fā)展階段，擁有極其廣闊市場空間，技術(shù)與人才缺口都比較大，迫切需要更多高質(zhì)量的生態(tài)修復專業(yè)人才參與進來。與行業(yè)火熱的需求相反的是，高校環(huán)境專業(yè)畢業(yè)生轉(zhuǎn)行現(xiàn)象極其普遍，約六成畢業(yè)生3年內(nèi)轉(zhuǎn)至其他行業(yè)，環(huán)保行業(yè)科班人才流失嚴重。這主要是由于高校培養(yǎng)制度未充分考慮市場及行業(yè)需求，課程知識更新迭代不足，畢業(yè)生的質(zhì)量無法達到產(chǎn)業(yè)要求，使應屆畢業(yè)生待遇偏低，造成了科班人才的流失。

“核心層”提出在設計課程及教學模式的時候，需要以現(xiàn)實需求為導向，充分考慮行業(yè)技術(shù)與人才的要求，快速迭代課程知識，保證學生能夠做到學有所長、學有所用。同時，教師還要主動引導學生在學習的時候保持“一只眼睛看書本，一只眼睛看實際”，能夠有的放矢，同時做到“博”與“?！钡囊?。在這個階段，高?？梢猿浞掷眯Ｆ蠛献髌脚_，邀請企業(yè)技術(shù)人員對主流生態(tài)修復產(chǎn)業(yè)技術(shù)進行介紹，以技術(shù)重難點為導向，提出企業(yè)人才需求，使學生有機會了解環(huán)境保護工作的一線問題。

（三）基于“目標層”的教學模式設計

激發(fā)學生的學習熱情與興趣，提高他們主動思考、主動學習的能力，是培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才重要的一步?！澳繕藢印碧岢鲆诶碚摷斑^程的基礎上，以需求為核心，將知識應用到實際中去解決實際問題，讓學生在實踐中加深對知識的理解，通過實踐活動或科技創(chuàng)新，形成主動思考、主動學習的習慣，幫助學生深入探索，熟練掌握相關(guān)的研究方法和實踐技能。

因此，“目標層”要求高校不僅要進一步優(yōu)化實驗課程，使實驗既全面反映和覆蓋環(huán)境生物學課程的主要內(nèi)容，又使學生通過實驗了解某一個具體過程的生物學和生態(tài)原理、實驗原理、步驟，掌握環(huán)境生物學實驗的技能和儀器操作。還要開展一系列的專家講學、企業(yè)或?qū)嶒炇乙娏暎瑤椭鷮W生深入理解各種生態(tài)修復技術(shù)與儀器的工藝原理及運作過程，了解國內(nèi)外最新的研究動態(tài)。此外，目標層還要求教師要引導學生積極開展課外創(chuàng)新活動，促進濃厚學術(shù)氛圍的形成，利用高校資源、通過科教協(xié)同方式全面提升人才的培養(yǎng)質(zhì)量，使高校培養(yǎng)的環(huán)境人才能夠滿足現(xiàn)有生態(tài)修復產(chǎn)業(yè)的技術(shù)人才需求，為我國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展做出長足的貢獻。

三、結(jié)語

“環(huán)境生物學”作為環(huán)境科學與工程學科本科生培養(yǎng)的專業(yè)課程，既要反映環(huán)境生物學相關(guān)的基礎理論知識體系，又要緊密把握環(huán)境生物學發(fā)展的最新成果和前沿發(fā)展趨勢，為學生架起基礎知識與創(chuàng)新研究的橋梁，啟迪學生理解和開展科學研究的思維。而環(huán)境科學與工程又是一個發(fā)展最為迅速的一個新興學科，因此必須對教學內(nèi)容進行不斷改革和提升。

本研究以教學法為理論基礎，從現(xiàn)有教學模式出發(fā)，結(jié)合環(huán)境生物學知識特點，根據(jù)生態(tài)修復產(chǎn)業(yè)技術(shù)需求，構(gòu)建了一個新的“理論—過程—需求—實踐”的多層教學框架，對環(huán)境生物學的教學模式進行了新的設計，為后續(xù)開展體現(xiàn)生態(tài)修復技術(shù)需求的環(huán)境生物學的教學實踐提供理論及實踐支撐，也為其他學科的教學改革提供一個新的視角。

參考文獻：

[1]郭朝先，劉艷紅，楊曉琰，等.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)投融資問題與機制創(chuàng)新[J].中國人口·資源與環(huán)境，2015，25（8）：92-99.

[2]吳舜澤，逯元堂，趙云皓，等.第四次全國環(huán)境保護相關(guān)產(chǎn)業(yè)綜合分析報告[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2014（8）：4-17.

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