“環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論”課程教學(xué)的探索實踐

毛玉琴 許曉路

[摘 要] 環(huán)境學(xué)是一門持續(xù)發(fā)展的學(xué)科，“環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論”作為引導(dǎo)學(xué)生了解環(huán)境學(xué)科的敲門磚，其教學(xué)內(nèi)容的更新和教學(xué)方法的改革有助于提升學(xué)生的專業(yè)認知。通過基于“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”模式的課程改革與實踐，利用互聯(lián)網(wǎng)資源、各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺及智慧化教學(xué)工具對課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進行了改革，注重以學(xué)生為中心，通過課外實踐活動、科研活動等促進學(xué)生對知識的融會貫通，提升學(xué)生的環(huán)保意識，培養(yǎng)滿足新時代要求致力于國家生態(tài)文明建設(shè)的復(fù)合型人才。

[關(guān)鍵詞] “互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”;環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論;教學(xué)改革

[基金項目] 2019年度教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“以強化黃酒學(xué)院特色為導(dǎo)向的環(huán)境學(xué)導(dǎo)論課程改革研究”（201901136006）;2021年度浙江省教育廳省級課程思政示范基層教學(xué)組織研究項目“環(huán)境生態(tài)工程教學(xué)團隊”

[作者簡介] 毛玉琴（1989—），女，湖南邵陽人，博士，浙江樹人學(xué)院生物與環(huán)境工程學(xué)院副教授，主要從事環(huán)境污染與控制研究;許曉路（1966—），男，浙江東陽人，碩士，浙江樹人學(xué)院生物與環(huán)境工程學(xué)院教授，主要從事環(huán)境保護與生態(tài)修復(fù)研究。

[中圖分類號] C229.29 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）21-0109-04 [收稿日期] 2022-01-13

目前溫室氣體排放、水體污染、土壤污染、生態(tài)破壞等環(huán)境問題已成為人們關(guān)注的焦點，環(huán)境保護教育在各國高等教育中得到普遍重視，環(huán)境專業(yè)也取得了空前的發(fā)展?！碍h(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論”一般被各大高校設(shè)為環(huán)境工程專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，引導(dǎo)學(xué)生了解環(huán)境專業(yè)，對學(xué)生后續(xù)專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)起到一個鋪墊和引領(lǐng)的作用[1]。該課程內(nèi)容覆蓋面廣，涉及水、大氣、土壤和固體廢物等方面。課程理論性較強，并且課時有限，對于之前從未接觸過環(huán)境專業(yè)知識的學(xué)生而言，在理解和掌握上存在著一定的難度[2，3]。因此，如何對該課程教學(xué)進行有效的改革，提升學(xué)生的環(huán)境保護意識和專業(yè)興趣，這對培養(yǎng)既具有扎實專業(yè)基礎(chǔ)，又具有環(huán)境保護意識，滿足21世紀社會經(jīng)濟發(fā)展所需要的復(fù)合型人才具有重要意義。

進入網(wǎng)絡(luò)時代，互聯(lián)網(wǎng)、各類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和智慧教學(xué)工具，比如超星學(xué)習(xí)通、學(xué)堂在線（MOOC），浙江省在線課程開放平臺和雨課堂等，為教學(xué)改革提供了全新的載體，各地高校也在積極探索和實踐將互聯(lián)網(wǎng)與課堂教學(xué)相結(jié)合，變革傳統(tǒng)教學(xué)模式，形成“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”新模式[4-6]。2020年初，受新冠肺炎疫情的影響，“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”模式風(fēng)靡全國，各大高校的教學(xué)模式也從單一的線下教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上教學(xué)或線上線下混合式教學(xué)。采用“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”模式可以打破時間和空間的限制，重構(gòu)教學(xué)過程中的師生關(guān)系?！碍h(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論”課程教學(xué)要充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”模式的優(yōu)勢，進行教學(xué)改革，采用現(xiàn)代化教學(xué)手段拓寬學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生對后續(xù)專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)渴望與熱情，提升教學(xué)效果，達到教學(xué)目標。

一、課程現(xiàn)狀與問題

“環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論”是一門環(huán)境領(lǐng)域的入門課程，目前我校將此課程設(shè)置在大二上學(xué)期。課程內(nèi)容涵蓋資源短缺、各類環(huán)境污染與防治、全球環(huán)境問題、可持續(xù)發(fā)展的理論與實踐、生態(tài)文明建設(shè)等方面，其教學(xué)目的主要是為了讓學(xué)生能夠掌握環(huán)境科學(xué)的基本概念，了解環(huán)境污染現(xiàn)狀和治理措施，掌握可持續(xù)發(fā)展內(nèi)涵及實施路徑，并能將其應(yīng)用于我國的生態(tài)文明建設(shè)中。課程設(shè)置的核心是拓寬學(xué)生在環(huán)境領(lǐng)域的知識面，幫助學(xué)生初步認識環(huán)境專業(yè)，激發(fā)學(xué)生探索環(huán)境領(lǐng)域的好奇心。

通過對本課程教學(xué)環(huán)節(jié)、學(xué)校各級評教結(jié)果和成績反饋結(jié)果的分析，認為學(xué)生的學(xué)習(xí)效果與課程的教學(xué)目標存在較大的差距，而造成這一差距的原因主要在于以下三個方面：（1）教學(xué)資源緊缺。目前我校該課程所用的教材是錢易院士和唐孝炎院士主編的《環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展（第二版）》，教材內(nèi)容涉及面廣，系統(tǒng)全面，難易程度一般，適合作為一本專業(yè)入門級別的教材。但是環(huán)境科學(xué)是一門正在飛速發(fā)展的學(xué)科，新的環(huán)境問題、環(huán)境治理技術(shù)和環(huán)境保護政策等都在不斷地出現(xiàn)，很難靠一本教材滿足教學(xué)目標。因此亟待利用現(xiàn)代信息平臺不斷更新教學(xué)內(nèi)容，通過互聯(lián)網(wǎng)資源拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)渠道，把環(huán)境熱點問題、國家出臺的環(huán)保新政策等引入教學(xué)內(nèi)容之中，做到與時俱進。（2）內(nèi)容廣泛，課時有限。該課程是一門覆蓋范圍極廣且包含眾多基礎(chǔ)概念等信息的綜合性學(xué)科。由于課時的限制，課堂內(nèi)的教學(xué)很難平衡教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度，授課內(nèi)容雖廣但深度不夠，過于簡單籠統(tǒng)，給學(xué)生一種“水課”的感覺。而授課深度展開又會造成后續(xù)專業(yè)核心課程的重復(fù)學(xué)習(xí)，并且不符合該導(dǎo)論課程屬性。利用“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”可以很好地為學(xué)生提供課外自主學(xué)習(xí)的平臺，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，兼顧教學(xué)內(nèi)容廣度和深度。（3）教學(xué)理念相對落后。作為一門偏理論的課程，對于該課程的教學(xué)采用“以教學(xué)為中心”的方式設(shè)計教學(xué)方案，課堂教學(xué)以教師講授為主，學(xué)生在課堂上的參與互動不足，很難激發(fā)學(xué)生的興趣，容易忽視學(xué)生真正關(guān)心的專業(yè)問題，因此，急需利用智慧教學(xué)工具增強學(xué)習(xí)效果的檢測和反饋。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”模式下課程教學(xué)的探索實踐

（一）教學(xué)內(nèi)容的改革

在課堂教學(xué)中，教材內(nèi)容無疑是教學(xué)的核心，但是按照教材的編寫順序授課，知識點較分散，缺乏系統(tǒng)性。比如本課程現(xiàn)選用的教材中第三章為《環(huán)境污染》，而第十三章為《環(huán)境污染防治》，在課堂教學(xué)中應(yīng)將這兩章內(nèi)容整合在一起，讓學(xué)生形成“發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題（污染現(xiàn)象）—分析環(huán)境問題（污染原因）—解決環(huán)境問題（防治技術(shù)）”這樣一種思維模式。但環(huán)境領(lǐng)域是在不斷發(fā)展變化著的，教材內(nèi)容很難做到實時更新，因此在課程講解中要做到“常講常新”，通過互聯(lián)網(wǎng)資訊、環(huán)境領(lǐng)域相關(guān)期刊論文等引入當前熱點話題，把國內(nèi)外在環(huán)境領(lǐng)域的新進展吸納進教學(xué)內(nèi)容中。例如，在環(huán)境問題方面，引入近年來引起國家和社會高度關(guān)注的“日本福島核電站核污水入?！薄疤贾泻?、碳達峰”“海洋微塑料污染”“霧霾天氣”及臺風(fēng)洪水等極端天氣頻發(fā)等問題。在新技術(shù)方面，如陶瓷膜技術(shù)、納米零價鐵還原技術(shù)和臭氧微納米曝氣技術(shù)等在水污染治理行業(yè)中的新興技術(shù)，應(yīng)該在課程內(nèi)容中及時反映出來。在國家政策方面，可以向?qū)W生簡述“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”取得的成果、“綠水青山就是金山銀山”的理論內(nèi)涵、生態(tài)文明建設(shè)內(nèi)涵等，宣傳國家相關(guān)環(huán)境保護政策和成效，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的生態(tài)文明意識。此外，為了應(yīng)對課時限制教學(xué)內(nèi)容難以展開的困境，引入浙江省高等學(xué)校在線開放課程平臺中的“環(huán)境保護與生態(tài)文明”線上課程作為學(xué)生課外補充學(xué)習(xí)資源。

（二）教學(xué)方法的改革

1.線上線下混合式教學(xué)法。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代背景下，國內(nèi)很多高校都發(fā)布了“環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論”相關(guān)課程的慕課學(xué)習(xí)資源，線上學(xué)習(xí)資源的選用要注意與教材的適配性及延展性。線上課程側(cè)重廣度，線下課程側(cè)重深度，從而有效解決課時限制導(dǎo)致的課程內(nèi)容含金量不高的問題。本課程在實踐線上線下混合式教學(xué)時，選用的是與浙江工業(yè)大學(xué)合作的“環(huán)境保護與生態(tài)文明”慕課，里面涉及生態(tài)文明部分的內(nèi)容，可以與教材內(nèi)容形成互補，將生態(tài)文明觀補充進導(dǎo)論課程的學(xué)習(xí)中。學(xué)校統(tǒng)一為學(xué)生建立賬號，學(xué)生通過浙江省在線開放課程共享平臺進行學(xué)習(xí)，教師可以進入后臺查看學(xué)生學(xué)習(xí)情況。線上線下混合式教學(xué)的展開主要依托現(xiàn)代智慧教學(xué)工具雨課堂來實現(xiàn)，其中線上學(xué)習(xí)主要用于課前導(dǎo)入、課前測驗、課后測驗、課后拓展閱讀及統(tǒng)計學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)等，線下教學(xué)以參與式學(xué)習(xí)為主，通過雨課堂隨機點名、測驗及翻轉(zhuǎn)課堂等方式，讓學(xué)生主動參與到課堂中。為了避免學(xué)生輕線上重線下，線上學(xué)習(xí)渾水摸魚的情況，在教學(xué)評價中引入線上學(xué)習(xí)部分作為平時成績的一部分。整個教學(xué)評價采用過程性評價和結(jié)果性評價相結(jié)合的方式，學(xué)生的總成績主要包括平時成績和期末成績兩部分。其中，平時成績由線上成績和線下成績兩部分構(gòu)成，雨課堂和省在線開放平臺學(xué)習(xí)情況各占10%，小組課題調(diào)研匯報成績占20%，小組課堂討論成績占10%。成績核定由小組互評和教師評價綜合給出，期末考試卷面成績占50%。

2.啟發(fā)提問教學(xué)法。“環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論”是一門偏理論性的課程，在講授基礎(chǔ)的知識點、技術(shù)工藝的應(yīng)用、國家政策法律法規(guī)等內(nèi)容時，引入環(huán)境污染治理案例創(chuàng)設(shè)情境，通過直觀形象的多媒體課件將知識點穿插在案例中，吸引學(xué)生的注意力，運用啟發(fā)式和提問式教學(xué)法傳授知識點。在組織過程中，通過案例分析提出問題并開展小組討論，鼓勵學(xué)生對案例發(fā)生的原因、過程、危害及治理措施等進行歸納總結(jié)，并提出自己的觀點，使學(xué)生在有限的時間內(nèi)加深對環(huán)境學(xué)科的認識。比如在《水污染防治》這一小節(jié)中，以典型水污染案例“太湖藍藻污染事件”為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，運用“啟發(fā)引導(dǎo)式”教學(xué)方法層層遞進講解、分析問題，促使學(xué)生探索太湖藍藻污染事件的根源，在這一過程中了解水環(huán)境污染物主要有哪些，水污染防治手段有哪些，通過互動提問促進學(xué)生對本節(jié)知識點的理解。“環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論”教學(xué)實踐證明，利用雨課堂進行隨機點名和小組討論提問，可以很好地提高學(xué)生的參與度，減少了部分學(xué)生想渾水摸魚現(xiàn)象，同時也避免提問后出現(xiàn)冷場，可有效提升教學(xué)效果。

3.翻轉(zhuǎn)課堂。翻轉(zhuǎn)課堂是實現(xiàn)“以學(xué)生為中心”教學(xué)模式的重要途徑之一，而學(xué)校網(wǎng)絡(luò)平臺和硬件設(shè)施配套等問題是翻轉(zhuǎn)課堂在高校全面推廣面臨的挑戰(zhàn)[7]?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教學(xué)”模式的出現(xiàn)，促進了翻轉(zhuǎn)課堂在全國的進一步實施。在“環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論”課程教學(xué)實踐中，教師組織學(xué)生根據(jù)興趣點和關(guān)注點從教學(xué)大綱內(nèi)容中任選一個方面，自立主題，然后利用課外時間，分多組（4～6人一組）選擇環(huán)境敏感點進行現(xiàn)場調(diào)研，或者選擇相關(guān)方面環(huán)境污染事件進行調(diào)查分析。為了避免出現(xiàn)學(xué)生扎堆選擇同一主題的情況，教學(xué)大綱中每一個方面僅允許1～2組學(xué)生選擇，先到先得，極大地調(diào)動了學(xué)生的積極性。學(xué)生確定主題后，可以通過網(wǎng)絡(luò)資源搜索、實地考察調(diào)研、問卷調(diào)研等方式搜集素材，對所選主題進行探討，形成自己的見解并進行課堂演講，教師和其他小組進行提問和點評，促進知識內(nèi)化。比如在講授“固體廢物污染與防治”課程內(nèi)容前，課前利用網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布預(yù)習(xí)內(nèi)容供全班同學(xué)自主學(xué)習(xí)，課中由選擇“垃圾分類”主題的小組進行課堂演講，教師和其余小組進行提問和點評，不斷拋出問題，加強學(xué)生對細節(jié)性知識的掌握。根據(jù)他們的演講內(nèi)容及課中互動討論情況，教師對這一部分內(nèi)容進行補充，形成完整的知識體系。通過學(xué)生自主選題翻轉(zhuǎn)課堂，授課教師能及時掌握學(xué)生對環(huán)境領(lǐng)域的興趣和關(guān)注點，并以此作為課程導(dǎo)入，提升學(xué)生的課堂專注度。

（三）科研教學(xué)充分互動

通過第二課堂的延伸，借助科技競賽、學(xué)生課題申報、學(xué)術(shù)講座，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新。例如邀請環(huán)保企業(yè)專家或者相關(guān)領(lǐng)域知名學(xué)者為學(xué)生開設(shè)專題講座，讓學(xué)生對當下環(huán)境領(lǐng)域最新科技動態(tài)有所了解，拓展知識面。在本課程教學(xué)過程中，教師積極組織學(xué)生建立科學(xué)研究小組，將理論運用于實踐，使學(xué)生對科學(xué)研究的全過程有一個初步的認識，大大提升了學(xué)生的文獻檢索能力。通過把科研引入教學(xué)活動這一舉措，近年來我校環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生申報“浙江省大學(xué)生新苗人才計劃”和“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”等科研項目的積極性和命中率逐年提高。此外，學(xué)院還為環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生配套了“卓越工程師”發(fā)展項目，確保每一位想要了解科學(xué)研究的同學(xué)都有項目可做，并且得到一定的經(jīng)費支持。通過項目的申報、立項和實施，促進學(xué)生的科研產(chǎn)出，并鼓勵學(xué)生將科研成果轉(zhuǎn)化為科技競賽作品，成效顯著。2020年，我校環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生獲得省級甲等競賽三等獎及以上獎項16項;其中，全國二等獎1項、全國三等獎2項，省一等獎3項、省二等獎2項、省三等獎8項，充分展現(xiàn)了學(xué)生扎實的專業(yè)綜合實踐能力、利用理論知識解決實際問題的能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。

環(huán)境學(xué)是一門持續(xù)發(fā)展的學(xué)科，“環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論”作為引導(dǎo)學(xué)生了解環(huán)境學(xué)科的敲門磚，必須與時俱進，不斷更新和完善其教育理念和內(nèi)容。“互聯(lián)網(wǎng)+”作為一種技術(shù)手段，可以很好地將網(wǎng)絡(luò)資源與傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式融合在一起，促進教學(xué)內(nèi)容的更新和教學(xué)方式的改革，提升教學(xué)效果?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+教學(xué)”模式下“環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論”課程的教學(xué)，可以充分挖掘和利用網(wǎng)上優(yōu)秀課程資源完善課程內(nèi)容體系。教學(xué)過程中結(jié)合智慧教學(xué)工具雨課堂，實現(xiàn)課外和課內(nèi)的統(tǒng)一，以及課程學(xué)習(xí)效果的有效反饋。以學(xué)生科研課題、學(xué)科競賽等作為依托，組織學(xué)生進行課外調(diào)研和實踐，將理論運用于實踐，可以很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和積極性，實現(xiàn)了以賽促教、以教促賽、教學(xué)與科研的有機融合，在提高教學(xué)效果的同時，也保證了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

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Research and Practice of the Teaching of Introduction to Environmental Science and Engineering Course

MAO Yu-qin， XU Xiao-lu

（College of Biological and Environmental Engineering， Zhejiang Shuren University， Hangzhou， Zhejiang 310015， China）

Abstract： Environmental science is a subject of continuous development. The course of Introduction of Environmental Science and Engineering is a stepping stone for students to understand environmental science. Updating the teaching contents and reforming the teaching methods of the course help to improve students’ professional cognition. Based on the “Internet + education” mode， this study aims at reforming the teaching contents and teaching methods of the Introduction of Environmental Science and Engineering by using Internet resources， network teaching platforms and intelligent teaching tools， paying attention to the student-centered mode. Extracurricular practical activities and scientific research activities are used to promote students’ integration of knowledge and enhance students’ awareness of environmental protection. The reform of this course is helpful for cultivating compound talents who can meet the requirements of the new era and serve the construction of national ecological civilization.

Key words： “Internet + teaching”; Introduction to Environmental Science and Engineering; teaching reform