污染生態(tài)學案例教學的幾點思考

王興明 魯福慶 張宗鵬 謝宇震 張學海 儲 燕

①安徽理工大學地球與環(huán)境學院 ②中鋼集團馬鞍山礦山研究總院有限公司 ③金屬礦山安全與健康國家重點實驗室

案例教學法可以調(diào)動學生學習的主動性和積極性，因其具有啟發(fā)性、靈活性、實踐性和趣味性等特點，被廣泛用到許多課程教學中。本文基于新工科背景探討了《污染生態(tài)學》案例教學的必要性，多元學科背景下案例教學的新模式以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下案例教學新形式，以期為相關(guān)類似課程的教學提供借鑒和參考。

案例教學，最早始于20世紀哈佛大學的管理學教學中，后續(xù)被很多國家的教學領(lǐng)域采用，在20世紀80年代引入我國，因其具有啟發(fā)性、趣味性和靈活性以及實踐性，被用到很多學科的教學活動中[1]。通常情況下，在課堂內(nèi)外進行真實事件、情境的分析、以思辨為重點，通過討論等多種教學形式，提升整體學生理論創(chuàng)新分析和解決現(xiàn)實實際問題的能力的教學方法，稱之為案例教學[2]。國內(nèi)很多的環(huán)境類高校，普遍開設(shè)了污染生態(tài)學，有的是在本科階段開設(shè)，而有的是在研究生課程中。該課程的性質(zhì)從專業(yè)基礎(chǔ)課到選修課不等，可見不同高校根據(jù)其專業(yè)特色，對該課程的定位并不一致。污染生態(tài)學通常是研究生態(tài)系統(tǒng)與被污染環(huán)境之間的相互作用規(guī)律、采用生態(tài)學原理對污染環(huán)境進行控制與修復(fù)的一門科學，該學科是一門交叉學科，其與環(huán)境學、生態(tài)學、生物學等相互融合，可以說是應(yīng)用生態(tài)學的重要分支學科[3]。同時，不同高校在講解這門課時，在教學過程也做了很多的探索，提出了多種的教學模式與教學方法。比方：有的高校采用實地考察與案例教學相結(jié)合的模式、有的采用討論和課堂講演相結(jié)合的模式、有的采用實驗與角色互換的教學方法。可以說，案例實踐的模式正在被廣大的高校采用、接納和認可。安徽理工大學的環(huán)境工程專業(yè)碩士生課程污染生態(tài)學已經(jīng)開設(shè)了多年，目前，也已經(jīng)提出了案例教學的設(shè)想，根據(jù)實際的教學效果和反饋，筆者提出對污染生態(tài)學案例教學的一些思考。

1 新工科背景下案例教學的必要性

2017年，我國提出高校要加快建設(shè)和發(fā)展以新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)為背景的“新工科”，驅(qū)動高校的轉(zhuǎn)型發(fā)展。那么在此背景下，作為地方高校的院校需要為地方經(jīng)濟、社會的發(fā)展提供服務(wù)，也為地方區(qū)域的經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級提供強有力的技術(shù)支撐和智力支持。為滿足各類企事業(yè)單位對環(huán)境類專業(yè)畢業(yè)生能力和素質(zhì)的要求，現(xiàn)有的教育更加強調(diào)工程實踐能力、綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而為了達到相應(yīng)的教學目標和教學目的，必須改革現(xiàn)有的教學模式、教學內(nèi)容和教學方法。那么以案例教學為代表的案例式、混合式以及項目式等教學模式就相對其它教學模式，在培養(yǎng)學生的動手能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)應(yīng)用復(fù)合型專門人才方面會有相對較大的優(yōu)勢。

“新工科”背景下，很多高校的培養(yǎng)方案就行了動態(tài)調(diào)整，各個高校結(jié)合當?shù)氐膶W科背景，提出了各自的教學特色，同時，新的環(huán)境類培養(yǎng)方案更注重培養(yǎng)學生三個方面的能力：環(huán)境類項目的工程設(shè)計及其運維和項目管理能力、環(huán)境監(jiān)測與工程項目的環(huán)境評價能力、污染物的有效控制技術(shù)與環(huán)境風險的管控能力。與此同時，相對應(yīng)的課程就需要激發(fā)學生的學習興趣、學習的主動性與積極性，調(diào)動學生在學習過程中分析問題與解決問題的能力。而案例教學相對于其它教學模式，可多元化的加入企業(yè)項目實戰(zhàn)、環(huán)境工程項目管理與運維、環(huán)境風險處理處置等方面的多元化內(nèi)容，可以更加高效的契合以工程任務(wù)為載體的教學任務(wù)和教學組織方式，也能加入最新工程技術(shù)亮點，最新的分析監(jiān)測技術(shù)信息等，這能極大增強學生的學習興趣點，激發(fā)學生自主學習的能力，更能促進學生對知識的掌握和靈活運用能力。

2 多元學科交叉下案例教學新模式

污染生態(tài)學主要研究污染環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)中生物之間相互作用規(guī)律及對污染生態(tài)系統(tǒng)進行解析、控制及修復(fù)。其教學內(nèi)容主要包括兩個方面：①污染生態(tài)學的基礎(chǔ)理論：污染生態(tài)過程、污染物時空分布特征、生態(tài)效應(yīng)及其作用機理、污染生態(tài)系統(tǒng)對污染物的響應(yīng)特征及污染生態(tài)系統(tǒng)的評價等；②污染生態(tài)學的應(yīng)用：水生生態(tài)系統(tǒng)、陸生生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和城市生態(tài)系統(tǒng)的污染特征、修復(fù)與治理的技術(shù)和方法等。該課程需要學生掌握污染生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特征，利用污染生態(tài)學的技術(shù)與方法去判別生態(tài)系統(tǒng)污染的原因、機制和過程，采用合適的治理方法和技術(shù)去恢復(fù)相應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)，重點培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，提高學生的動手實踐能力和創(chuàng)新能力。根據(jù)現(xiàn)有的教學內(nèi)容和教學目的，污染生態(tài)學的教學多采用講授法和討論法。講授法一般對污染生態(tài)學的基本概念、原理和方法進行詳細介紹，討論法主要對一些課堂上列舉的案例，在闡述的基礎(chǔ)上，讓學生討論其原因、生態(tài)效應(yīng)、作用的機制等，讓學生能夠進一步深度剖析其中蘊含的生態(tài)機理，掌握生態(tài)學基本原理及其實際的具體應(yīng)用。通過討論法教學，可進一步提升學生參與污染生態(tài)教學的參與度，學生在比較先進污染生態(tài)技術(shù)與方法的同時，更能熟練掌握污染生態(tài)學目前學科的發(fā)展動態(tài)和研究進展。

然而，污染生態(tài)學是一個交叉學科，融合了環(huán)境學、生物學、生態(tài)學和環(huán)境化學等多學科的研究內(nèi)容，其研究的對象也是一個多元化的集合體，包括水、土壤、大氣、動物、植物和微生物等，研究是手段也比較多元化，有野外調(diào)查法、模擬實驗法、實驗室分析測試法等，其生態(tài)過程既包涵自然的生態(tài)過程，也包括社會生產(chǎn)過程。可見，污染生態(tài)學需要一種更加貼近現(xiàn)實的、參與度高的教學方法與之相對應(yīng)。案例教學法，是一種學生參與度高的教學方法，學生在其中思考、討論、研判和決策，學生的參與度與其所掌握的知識的廣度和深度密切相關(guān)[4]。同時，在案例教學法中，可以展示最新、最貼近現(xiàn)實的污染生態(tài)技術(shù)與方法，可以采用聲音、視頻、圖片、動畫和講演等多種鮮活的呈現(xiàn)形式，介紹目前最新技術(shù)方法對現(xiàn)有生態(tài)問題的最佳解決途徑，這是以往教學方法所不能勝任的。由此，在多元學科背景下，案例教學的模式更加適合污染生態(tài)學的教學，更有利于學生對知識的掌握，提升學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

3 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下案例教學新形式

3.1 形成動態(tài)案例庫教學

在目前國家大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的背景下，案例教學需要以此為背景，構(gòu)建的污染生態(tài)學的案例教學庫也需要不斷創(chuàng)新。然而現(xiàn)今的科學技術(shù)、理論和方法均發(fā)展較快，若需要跟上學科前沿和發(fā)展趨勢，就要構(gòu)建動態(tài)的案例教學庫，不斷追蹤最新的發(fā)展動態(tài)，學生才能學到最新的污染生態(tài)學理論和方法。而針對案例庫的動態(tài)構(gòu)建，可從以下幾個方面進行搜集：①從web of science、CNKI等學術(shù)平臺上積極搜索最近、最新的研究進展文獻，形成案例；②從國內(nèi)外先進企業(yè)的工程項目中搜集相關(guān)污染生態(tài)的標桿項目中形成案例；③從國內(nèi)外高檔次、高級別的學術(shù)會議/企業(yè)論壇中搜尋示范性工程中構(gòu)建案例。

3.2 形成多元化的案例教學方法

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下的教學需要啟發(fā)學生思考，需要學生學習知識的同時，根據(jù)已有的知識分析問題、解決問題，因此，案例教學時，需要綜合采用多種教學方法，以調(diào)動學生學習的參與性、積極性和主動性。根據(jù)現(xiàn)有的教學模式，可以綜合運用閱讀法、講授法、分析法、討論法。閱讀法，讓學生以案例為主題，自己尋找相關(guān)文獻進行閱讀，以擴大知識量，加深對理論知識的掌握；講授法，主要是教師對課程案例的簡單講解，讓學生明白案例的總體思路過程，引導學生進行深度分析；分析法，主要讓學生對案例進行深度剖析，分析其原因、生態(tài)效應(yīng)、可能解決的技術(shù)方案等；討論法，基于現(xiàn)有案例，對比類似案例或者相關(guān)的處理技術(shù)，比較工藝、方法等的優(yōu)劣，探討現(xiàn)有技術(shù)、理論、方法等的發(fā)展趨勢等。這些教學方法，主要起到知識-案例-知識、教學-實踐-教學的循環(huán)模式，盡最大可能調(diào)動和提高學生分析問題和解決問題的能力。

3.3 利用信息化教學平臺構(gòu)建案例教學新方法

線上教學成為信息化教學的新手段。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下，線上教學和混合教學模式有利于污染生態(tài)學案例教學的開展。超星學習通、雨課堂、釘釘?shù)染€上平臺，可以不限于時間和空間，拉近教師和學生距離。同時，采用線上平臺，案例教學所用的視頻、圖片、動畫等更加易于展現(xiàn)到學生面前，學生也更加便于利用線上平臺完成出勤、討論、答題、互動等環(huán)節(jié)。由此看，采用線上、線上線下混合的案例教學新方法，將會極大推動污染生態(tài)學的案例教學進度和效率，更加高效主動發(fā)揮學生的主體作用，提升學生學習的參與度。