基于農(nóng)林院校環(huán)工專業(yè)的環(huán)境生物技術課程教學改革思考

張巒 胡碧藍 蔡佩英

摘要：本文結合環(huán)境工程專業(yè)的特點和學生的背景知識，介紹目前農(nóng)林院校的環(huán)境工程專業(yè)所開設的環(huán)境生物技術課程的教學現(xiàn)狀，提出了課程教學內(nèi)容和結構的優(yōu)化方案。通過對教學內(nèi)容，教學方法和教學手段等方面對該門課程進行了教學改革初探，以達到提高教學質(zhì)量的目標。

關鍵詞：環(huán)境生物技術；教學方法；教學內(nèi)容；課程教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）16-0222-02

一、引言

環(huán)境生物技術（Environmental Biotechnology）是通過利用生物的生理活動，建立污染物高效凈化體系，從而實現(xiàn)廢棄物資源化的系列人工技術，是生物技術與環(huán)境工程技術相結合而形成的一門新興前沿交叉學科。環(huán)境生物技術研究與應用的范疇廣泛，涉及到與生物技術結合的各個方面。近年來，隨著細胞工程技術、基因工程技術、分子生物技術等的發(fā)展，我校針對環(huán)境工程專業(yè)的學生開設了《環(huán)境生物技術》課程，旨在擴展本專業(yè)學生的知識面和優(yōu)化其知識結構，在教學過程中引導學生利用生物學手段去解決環(huán)境污染的系列問題，從而培養(yǎng)學生的基本專業(yè)素質(zhì)、思維方法與學科創(chuàng)新能力。

二、環(huán)境生物技術的教學現(xiàn)狀

環(huán)境生物技術這門課程是我校環(huán)境工程專業(yè)學生在本科期間的限選課程，于本科第四學年的第一學期講授，總學時數(shù)為32。該課程面向環(huán)境工程專業(yè)的本科學生，向學生講授生物技術這門學科的基本原理、前沿進展和相關熱點問題，使學生對生物技術如何應用于環(huán)境污染的防治及監(jiān)測有全面的了解。因此，在有限的課堂時間內(nèi)讓學生掌握與本專業(yè)相結合的生物技術知識，是本課程的基本教學目標和關鍵。結合本校環(huán)境工程專業(yè)對人才培養(yǎng)的定位及近幾年的實踐教學，探討該門課程在內(nèi)容、結構和體系的設置，為以后更好地學習專業(yè)課和今后工作奠定基礎。本文旨在探討優(yōu)化課程的內(nèi)容結構，充實環(huán)境生物技術課程內(nèi)容，培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新能力以及其在工程實踐中的應用能力。

1.教學內(nèi)容與其他課程有較多重復且內(nèi)容分散。通過比較本專業(yè)其他課程教學內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，本課程涉及的教學內(nèi)容與多門課程存在重復現(xiàn)象，例如《污染控制微生物學》、《水污染控制工程》、《大氣污染控制工程》、《固體廢物處理與資源化》和《土壤污染防治》等課程。其中交叉涵蓋內(nèi)容有：廢水好氧及厭氧生物處理技術、廢水生物脫氮除磷技術、固體廢物處理處置生物技術、有機廢棄生物處理技術和土壤污染的生物修復技術等。知識概念分散于各個學科當中，并交互形成新的概念，其內(nèi)容也較為繁雜，并且獨立成章，前后并無知識點聯(lián)系。

2.尚無特別合適的教材。環(huán)境生物技術的學科內(nèi)容涵蓋面廣，知識點豐富，前沿發(fā)展迅速，熱點研究層出不窮。目前，環(huán)境生物技術的相關教材出版更新快，雖然內(nèi)容和結構上相互接近，但又因為作者的課題組所關注的研究方向不同而各有所側重。而對不同學校環(huán)境工程專業(yè)的學生，可以編制相關教材，使之更有針對性，更有專業(yè)特色，利于學生更快接受并得到啟發(fā)，激發(fā)學習的興趣和實踐創(chuàng)新能力。

3.學生缺乏相應的課程基礎。環(huán)境生物技術這門學科涉及到現(xiàn)代生命科學的系列基礎知識，包括基因工程、細胞工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程和發(fā)酵工程等，如果學生缺乏上述相關知識，教師的課程教學效果可能會受到影響。考慮到我校環(huán)境工程專業(yè)的學生在已學習污染控制微生物學、水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢棄物處理與資源化及土壤污染防治的基礎上來學習《環(huán)境生物技術》，知識結構尚有待完善。

三、課程教學改革方案初探

1.理論內(nèi)容設置和結構優(yōu)化。通過對教學內(nèi)容進行增刪、分解或融合，將教學的內(nèi)容和結構體系設置更符合教學實際情況。由于微生物學和環(huán)境生態(tài)學的教學內(nèi)容中涉及到的微生物學和生態(tài)學知識有一定重復，故進行了刪減。對于環(huán)境工程專業(yè)的學生而言，環(huán)境生物技術是一門全新的領域，因此，教者需要對學生適當補充講解酶工程、細胞生物學和基因工程的基礎知識以便學生更好掌握學習內(nèi)容。再者將教學內(nèi)容模塊化，理論部分分為三個模塊，一是理論教學部分，重點講授酶工程、細胞工程、基因工程等方面的基礎知識及其在環(huán)境污染治理方面的應用，讓學生掌握運用現(xiàn)代生命科學技術來進行環(huán)境監(jiān)測，治理污染或在生產(chǎn)過程中減少環(huán)境污染的各種生物技術手段。由于學時有限，對于重點難點部分，教師可以綜合利用各種新的教學手段，比如，繪制示意圖、制作動畫、播放視頻等，啟發(fā)學生思考，幫助學生理解，并通過案例教學以提高教學效果；二是回顧討論部分，由學生回顧在前期學習過程中微生物污染控制工程、大氣污染控制工程、水污染控制工程及固體廢棄物處理中涉及到生物處理的部分，讓學生強化污染控制中的現(xiàn)代環(huán)境生物學技術；三是拓寬生物技術在環(huán)境領域應用，例如，環(huán)境生物修復、生物能源、環(huán)境生物材料等，強化學生了解環(huán)境生物技術的前沿領域。

2.教學方法與教學手段改進。目前高校中大部分課程教師在臺上講，學生在臺下聽的授課模式，這種方式往往會造成“教師在上面講課，學生在下面睡覺”的狀態(tài)。避免“填鴨式”教學，采用互動討論式的課堂模式，學生與老師之間互相溝通，教學效果可得到及時反饋，課堂氣氛得以活躍，學生積極性大大增加。鼓勵學生分組合作結合環(huán)境生物技術的不同應用方面，分工協(xié)作查找資料、制作PPT和進行上臺演講，其他同學對PPT制作小組同學進行提問并進行評分，以提高學生的參與熱情，避免滿堂灌。主題由教師指定，不提倡無限制選題，結合前面所提到的三個模塊的內(nèi)容，同時突出本校的科研方向例如重金屬污染土壤生物修復、土壤電化學污染修復、水污染控制工程和固體廢物資源化等方向。課程結束后，同學表現(xiàn)積極，普遍表示對環(huán)境生物技術的知識體系有了一個相對較為清晰的總結和歸納，同時也提高自己的綜合素質(zhì)如查閱資料的能力，制作精美PPT能力和當眾講演的能力。

3.優(yōu)化考核方案。學生的期末考試分數(shù)只能作為教師評估其課程成績的構成部分，由于課程面向的是大四的學生，學生有一定的來自畢業(yè)的壓力。課程成績的評估標準可制定為：課堂考勤占10%，平時曠課超1/3的學生不得參加期末考試；課程作業(yè)及課堂表現(xiàn)占40%（要求學生以小組為單位，針對本課程的某一領域，查找最新研究資料并總結，通過PPT展示講解，老師進行點評和學生互評）；期末考試成績占50%（包含一些生物技術基礎知識的題目，也囊括一些考查學生思考能力的開放性題目）。

四、結語

由于現(xiàn)代生命科學技術與環(huán)境科學領域的交叉與發(fā)展，兩者日趨融合，教師對環(huán)境生物技術教學進行改革顯得尤為迫切與重要。只有大力提高教學質(zhì)量，加強生物技術專業(yè)知識的傳授才有利于學生的學習和深造，有利于教師的教學，有利于學科和學校的發(fā)展。環(huán)境生物技術作為一門復雜的交叉學科，需不斷整合和改革多種教學方法和手段，發(fā)揮多媒體教學的優(yōu)勢，及時更新教學內(nèi)容。通過本次對課程教學內(nèi)容和結構體系優(yōu)化的探索，促進了本門課程教學的研討與發(fā)展，激發(fā)了環(huán)境工程專業(yè)學生對該領域的興趣，且專業(yè)素質(zhì)和技術水平均得以提高，為逐漸推動本專業(yè)教學改革的深化，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才打下堅實的基礎。

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