基于大学生科技创新驱动的环境生态类课程教学改革

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　　摘要 环境生态类专业知识更新和发展十分迅速，高等教育对环境生态类人才培养提出了更高要求。基于国家对大学生实践创新能力培养的要求，将环境生态类课程建设与大学生科技创新内容二者结合。从课程内容、教学方式、改革思路等方面对环境生态类课程改革进行了探索，提出了课程改革的具体措施和建议，并指出了该模式下课程改革的意义。
　　关键词 大学生科技创新，环境生态，课程改革
　　中图分类号 S-01，G642.0文献标识码 A
　　文章编号 0517-6611（2020）06-0271-03
　　Abstract Due to the rapid renewal and development of environmental and ecological professional knowledge，higher education puts forward higher requirements for the cultivation of environmental and ecological talents.Based on the requirements of the state for the cultivation of college students’ practical and innovative abilities，the construction of environmental ecology course was combined with the content of scientific and technological innovation of college students.The curriculum reform of environmental ecology was explored from the course content，teaching means，reform ideas and other aspects，the specific measures and suggestions for the curriculum reform were proposed，and the significance of this course reform under this model was pointed out.
　　Key words Scientific and technological innovation of college students，Environment and ecology，Curriculum reform
　　环境生态类专业涉及环境科学与工程、生态学、农业资源与环境等多个学科，学科知识更新和发展十分迅速[1]。尤其是党的十八大将生态文明建设、人与自然、社会的可持续发展提到了史无前例的高度，高等教育对环境生态类人才培养提出了更高要求。与此同时，国家愈加重视对大学生实践创新能力的培养，大学生参与科学研究、践行科技创新是当前各高校十分重视的工作。因此，有必要将环境生态类课程建设与大学生科技创新内容二者结合，这既是提高环境生态类人才质量的需要，又是环境生态一流学科建设的重要组成部分。笔者结合当前我国环境生态类课程教学中存在的问题，结合大学生科技创新实践活动的开展，从课程内容、教学方式、改革思路、改革措施等方面对环境生态类课程改革进行了探索，并指出了該模式下课程改革的意义。
　　1 环境生态类课程建设与教学存在的问题
　　分析比较欧洲、美国以及我国港台地区主要高校环境生态类课程建设现状及大学生科技创新活动发现，我国大陆高校环境生态类课程建设与教学活动存在的主要问题[2]：课程内容的设置与社会需求吻合度不够、课程相关的科研成果与课堂教学的融合度不够，科技创新训练与课程理论知识讲授的结合度不够。
　　为了解高校环境生态类专业的大学生对课程设置存在问题的认识及改革意愿，笔者对华中农业大学环境生态相关专业的在读本科生进行问卷调查，结果显示78.76%的学生认为当前专业课程内容设置需要改革与修订，85.84%的学生认为理论课程的学习对专业技能的提升有必要。这既可看出学生对课程内容改革的强烈愿望，又反映出当前的课程设置与学生主体对实践能力的提升二者间存在矛盾。迫切需要从课程设置和教学形式上进行改革。
　　2 环境生态类课程教学改革的方向
　　2.1 课程内容的改革
　　笔者对课程内容设置的调查结果显示，73.45%的学生认为当前专业课实验和实习所占的比重需要提高，93.81%的同学支持在传统书本内容的基础上增设相关领域的研究热点报道，87.61%的同学支持在书本内容讲述的基础上穿插介绍授课教师的最新科研发现，93.81%的同学支持在书本内容讲述的基础上邀请相关领域的专家做专题报告，62.83%的同学认为每门课程内容与相关领域的热点研究报道占30%的比例最为合理。由此可见，学生们期待将以科研为载体和形式的内容写入课程内容中，且对教师的科研成果和相关领域专家的研究报告兴趣强烈。在课程原有内容的基础上，增加科研和实践内容，并融入专业领域的科研热点报道，同时让更多的学生参与到与课程内容相关的科技实践中，是当前环境生态类课程内容改革的方向。
　　2.2 教学方式的改革 环境生态类多为自然科学、综合交叉性课程，“科学研究”和“实践训练”是紧临“课堂讲授”前后的2个部分[3]。教师的科学研究、课堂讲授、学生课后实践是连续不断的3个部分，且这3个部分均需要教师和学生的协作完成。青年教师是环境生态类课程授课的主力，且青年教师实践能力强，但青年教师缺少研究生力量，亟需学生协助科学研究。对科技创新实践与课程学习关系的调查结果显示：71.68%的学生认为大学期间参与科研是否很有必要，62.83%的学生在大学期间会主动选择参与导师的科研课题研究中，67.26%的学生会在大学期间选择与所学专业一致的科研课题，76.58%的学生认为大学期间参与科研有助于对专业课程的学习，51.33%的学生认为参与科研与课程学习时间精力冲突大概在30%左右。92.04%的学生支持以大学生科技创新实践为基础来修订专业课内容。调查结果反映出：学生们有兴趣在课余时间参与科研。尽管参与实验实践的过程会占去部分理论课学习的时间，但是这并未影响学生们参与科研和实践的热情。 　　因此，通过科技创新驱动，引导学生参与任课教师科研课题，探索解决以往“教师将科研成果融入课堂，学生理解困难、纸上谈兵”的尴尬局面，使得课堂内容更加生动、易懂。课程讲授后，学生根据课堂兴趣点，选定研究课题或自拟研究内容，申报主持大学生科技创新项目，避免了以往学生在全然不知的情况下，盲目选择大学生科技创新项目，出现“为了实验而实验”的现象，也有利于探索解决大学生科技活动与教师教务活动脱节等问题[4]。
　　采用“科教融合-实践创新”一体化的模式，教师通过课堂教学了解并选拔学生参与自己的科研项目，进而将科学问题和科研成果融入课堂，以此激发更多学生的兴趣，吸引更多学生参与科技创新训练。以大学生科技创新训练驱动课程建设，一方面为科研项目的完成获得了人力资源，另一方面使得课堂内容更加充实、前沿、生动，并为学生提供了实践创新的机会。
　　3 环境生态类课程改革的思路
　　针对高校环境生态类课程建设与教学中存在的问题，基于大学生科技创新训练驱动，分别以理论研究和实践研究2条主线进行（图1）。理论研究以梳理课程知识中与学生专业密切相关的内容，同时整理课程主讲教师科研项目中与课程相关的研究内容，将两者联合分析，科研结果有机融入课程教案中，实践研究综合考虑课程中设置的教学内容、学生互动中的响应、学生的兴趣，由教师拟定或引导由学生自主拟定研究主题，进入实验室进行科技创新活动[5]。
　　4 环境生态类课程改革的措施与建议
　　4.1 以课程内容为主线，融入科研问题和研究成果
　　通过深度梳理课程内容，挖掘课程中与授课教师科研课题相关的知识点。精心组织课程PPT内容，将教师个人的研究成果融合到课程相应的内容中，整合优化教学内容，创建学科前沿课程、科研成果案例课程。实现科教融合，修订课程内容。例如，分子生态学是环境生态工程专业的特色课程，也是当前环境生态研究领域的热点内容。对该课程的改革，以分子标记技术为主线，贯穿农林相关生态学的各个问题，将不同专业的前沿科研热点内容的生态学问题串联，给学生以整体感的同时，又不失各自专业问题的实例解析。以合理的内容设置来扩大学生的知识面，调动课程学习的积极性[6-7]。
　　4.2 以科学实践为导向，改进课堂教学模式
　　通过翻转课堂改变传统课堂教学中，学生与教师相互独立的角色，建立彻底的“以学生为中心”的教学模式体系。将学科前沿和教师研究课题设置成课堂重要讨论环节，以问题为导向、学生讨论为主，教师引导学生质疑、释疑，改革教学方法。例如，在环境生态工程综合实习课程教学中，团队教师结合课程特色和实习基地等现状，将教学内容体系分为3个层次[8]：①基础层：强调理论强化为基础。结合实习基地的实际情况，以教师讲解为主，加深学生对基本理论知识的理解，着重对课堂理论教学内容进行强化，通过室外实习，对基本技能进行演示和操作，着重强调对学生基本技能的训练。②提高层：强调技术应用为核心。注重多样性和综合性的时间，通过多企业生产过程案例的解析，使学生将所学的理论知识与实际相结合，并在此过程汇中，学习如何有效整合和利用自己掌握的知识技能去解决实际问题。③创新层：强调创新实践为导向。追求研究性和创新性的实践。通过实习过程中开放性调研活动让学生由最初的自我观察、发现问题，发展到后来的主动探索、设计并完成一些具有科研和应用价值的项目，着重强调学生在现有知识体系上的创新与探索。
　　4.3 以學生科技创新为驱动，引导学生参与课题和自设实验
　　通过课堂讲授，一方面，吸引学生参与该课程相关的科研课题，另一方面，引导学生自主构建、设计、实施的大学生科技创新等实践训练单元。建立模块化、综合化和研究型的实验教学体系，充实课程体系[9]。由于生态研究法是华中农业大学环境生态工程专业的学科基础课，该课程的内容必须围绕本专业的特色和目标展开。因此，课程内容上添加了与科技创新实践相关的知识板块。将传统生态学研究的方法进行了调整和升级。更加注重培养学生掌握生态研究技术方法在生态学各领域的应用，基于常见的生态现象，获得分析和研究生态问题的基本能力。结合华中农业大学生态学的特色及学生科技创新实践项目，生态研究法课程内容增加并突出了“农业或土壤微生物生态研究方法”“生态污染毒理与修复生态研究方法”“生物入侵风险的生态研究方法”等内容。此外，用3个学时介绍“水体富营养化研究实验设计”“污染物土壤生态过程实验设计”“细胞与分子生态实验设计”，使得课程内容更多地与环境生态工程专业学生的科技创新实验内容结合。设置了4个学时展示教师近年来在生态研究方法方面的最近进展，同时融合生态研究方法领域的前言热点问题，由此鼓励引导学生主动参与到课程相关的自设实验中。
　　4.4 以学生科技创新发现中的科学问题为映像，反馈指导课堂教学
　　通过总结学生实践情况，将实验结果和实践过程中出现的问题整合到课堂PPT中，不断完善课堂教学内容和教学方式。以“科教融合-实践创新”一体化的模式优化课堂教学，例如改进环境毒理学课程教学模式。水环境毒理学、大气环境毒理学、土壤环境毒理学等章节有举一反三的教学特征，可依据重点环境问题进行选择性教授，如结合雾霾天气、苯胺泄露事件等对水环境毒理学、大气环境毒理学、土壤环境毒理学等教学内容进行讲解。以此使学生结合自身生活实际对学习问题展开考虑，激发学习兴趣。各章节教学完结后，向学生介绍一些关联方向的高质量文献，帮助学生对环境毒理学课程形成更深刻的认识。培养学生对环境毒理学课程形成一个较为完备的认识。此外，利用集中的1～2个学时向学生讲解此学科发展的前沿动向，帮助学生借助更多的先进方法增强创新意识，调动求知欲[10]。
　　对于环境工程相关的课程，则结合课程特点，促进理论知识与工程实践的有机融合，确保学生对部分感兴趣知识点的逐步认知与实践应用，第一时间更新教学内容，适时更新多媒体课件开展授课。PPT课件应尽可能地将文字与图表结合起来，并结合典型案例、新闻案例，注重生动形象，紧扣社会生活实际，凸显实时研究动态，激发学生学习的主观能动性，促进学生对教学内容的进一步了解。日常教学中加大对环境新闻动态的关注力度，注重收集适用于课堂教学的视频资料。采用案例教学，节选近年经典、热点的案例进行分析，如“水俣病”（关键词为工业废水重金属汞污染）、“难以忽视的真相”（二氧化碳与温室效应）、“DDT的故事”（农药的环境生态污染）等[11-12]。 　　5 基于大学生科技创新驱动的环境生态类课程改革的意义
　　（1）环境生态类课程多为知识更新快、实践性强的专业课程。基于大学生科技创新驱动进行环境生态类课程改革有助于增强学生对课程知识的理解，缩小学生与教师之间的距离，有利于教学工作的开展、提高教学质量。
　　（2）学生实践能力的提高是环境生态专业人才培养的的重要目标。以大学生科技创新为驱动，通过“科教融合-实践创新”一体化的模式，鼓励教师将科研成果转化为优质的教学资源，同时吸引学生参与课程内容相关的科研项目，开展科技创新训练。有助于探索建立教學科研相互促进、协调发展的良性互动机制，对提高环境生态类人才培养质量具有积极作用。
　　（3）基于大学生科技创新驱动，以科教融合为教学理念，通过课前学生参与科研项目、课堂以科学问题为纽带进行师生互动、课后学生进入实验室实践课程相关内容，从而实现协同创新，促进创新人才培养，不断优化环境生态类课程内容，改革教学方式方法。
　　（4）本科教育既是高校建设一流学科的基础，又是优质研究生重要生源。基于大学生科技创新驱动进行环境生态类课程改革，增进了师生相互了解，为选拔优秀研究生提供重要参考。
　　参考文献
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