“環境科學與工程導論”課程教學的探索實踐

毛玉琴 許曉路

[摘 要] 環境學是一門持續發展的學科，“環境科學與工程導論”作為引導學生了解環境學科的敲門磚，其教學內容的更新和教學方法的改革有助于提升學生的專業認知。通過基于“互聯網+教學”模式的課程改革與實踐，利用互聯網資源、各種網絡教學平臺及智慧化教學工具對課程教學內容和教學方法進行了改革，注重以學生為中心，通過課外實踐活動、科研活動等促進學生對知識的融會貫通，提升學生的環保意識，培養滿足新時代要求致力于國家生態文明建設的復合型人才。

[關鍵詞] “互聯網+教學”;環境科學與工程導論;教學改革

[基金項目] 2019年度教育部產學合作協同育人項目“以強化黃酒學院特色為導向的環境學導論課程改革研究”（201901136006）;2021年度浙江省教育廳省級課程思政示范基層教學組織研究項目“環境生態工程教學團隊”

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

[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、生態破壞等環境問題已成為人們關注的焦點，環境保護教育在各國高等教育中得到普遍重視，環境專業也取得了空前的發展。“環境科學與工程導論”一般被各大高校設為環境工程專業的第一門專業基礎課程，引導學生了解環境專業，對學生后續專業核心課程的學習起到一個鋪墊和引領的作用[1]。該課程內容覆蓋面廣，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境專業知識的學生而言，在理解和掌握上存在著一定的難度[2，3]。因此，如何對該課程教學進行有效的改革，提升學生的環境保護意識和專業興趣，這對培養既具有扎實專業基礎，又具有環境保護意識，滿足21世紀社會經濟發展所需要的復合型人才具有重要意義。

進入網絡時代，互聯網、各類網絡教學平臺和智慧教學工具，比如超星學習通、學堂在線（MOOC），浙江省在線課程開放平臺和雨課堂等，為教學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網與課堂教學相結合，變革傳統教學模式，形成“互聯網+教學”新模式[4-6]。2020年初，受新冠肺炎疫情的影響，“互聯網+教學”模式風靡全國，各大高校的教學模式也從單一的線下教學轉變為線上教學或線上線下混合式教學。采用“互聯網+教學”模式可以打破時間和空間的限制，重構教學過程中的師生關系。“環境科學與工程導論”課程教學要充分利用“互聯網+教學”模式的優勢，進行教學改革，采用現代化教學手段拓寬學生的知識面，培養學生善于發現、分析和解決問題的能力，激發學生對后續專業核心課程的學習渴望與熱情，提升教學效果，達到教學目標。

一、課程現狀與問題

“環境科學與工程導論”是一門環境領域的入門課程，目前我校將此課程設置在大二上學期。課程內容涵蓋資源短缺、各類環境污染與防治、全球環境問題、可持續發展的理論與實踐、生態文明建設等方面，其教學目的主要是為了讓學生能夠掌握環境科學的基本概念，了解環境污染現狀和治理措施，掌握可持續發展內涵及實施路徑，并能將其應用于我國的生態文明建設中。課程設置的核心是拓寬學生在環境領域的知識面，幫助學生初步認識環境專業，激發學生探索環境領域的好奇心。

通過對本課程教學環節、學校各級評教結果和成績反饋結果的分析，認為學生的學習效果與課程的教學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《環境保護與可持續發展（第二版）》，教材內容涉及面廣，系統全面，難易程度一般，適合作為一本專業入門級別的教材。但是環境科學是一門正在飛速發展的學科，新的環境問題、環境治理技術和環境保護政策等都在不斷地出現，很難靠一本教材滿足教學目標。因此亟待利用現代信息平臺不斷更新教學內容，通過互聯網資源拓寬學生的學習渠道，把環境熱點問題、國家出臺的環保新政策等引入教學內容之中，做到與時俱進。（2）內容廣泛，課時有限。該課程是一門覆蓋范圍極廣且包含眾多基礎概念等信息的綜合性學科。由于課時的限制，課堂內的教學很難平衡教學內容的廣度和深度，授課內容雖廣但深度不夠，過于簡單籠統，給學生一種“水課”的感覺。而授課深度展開又會造成后續專業核心課程的重復學習，并且不符合該導論課程屬性。利用“互聯網+教學”可以很好地為學生提供課外自主學習的平臺，調動學生的主觀能動性，兼顧教學內容廣度和深度。（3）教學理念相對落后。作為一門偏理論的課程，對于該課程的教學采用“以教學為中心”的方式設計教學方案，課堂教學以教師講授為主，學生在課堂上的參與互動不足，很難激發學生的興趣，容易忽視學生真正關心的專業問題，因此，急需利用智慧教學工具增強學習效果的檢測和反饋。

二、“互聯網+教學”模式下課程教學的探索實踐

（一）教學內容的改革

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

（二）教學方法的改革

1.線上線下混合式教學法。在“互聯網+”的時代背景下，國內很多高校都發布了“環境科學與工程導論”相關課程的慕課學習資源，線上學習資源的選用要注意與教材的適配性及延展性。線上課程側重廣度，線下課程側重深度，從而有效解決課時限制導致的課程內容含金量不高的問題。本課程在實踐線上線下混合式教學時，選用的是與浙江工業大學合作的“環境保護與生態文明”慕課，里面涉及生態文明部分的內容，可以與教材內容形成互補，將生態文明觀補充進導論課程的學習中。學校統一為學生建立賬號，學生通過浙江省在線開放課程共享平臺進行學習，教師可以進入后臺查看學生學習情況。線上線下混合式教學的展開主要依托現代智慧教學工具雨課堂來實現，其中線上學習主要用于課前導入、課前測驗、課后測驗、課后拓展閱讀及統計學生學習數據等，線下教學以參與式學習為主，通過雨課堂隨機點名、測驗及翻轉課堂等方式，讓學生主動參與到課堂中。為了避免學生輕線上重線下，線上學習渾水摸魚的情況，在教學評價中引入線上學習部分作為平時成績的一部分。整個教學評價采用過程性評價和結果性評價相結合的方式，學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成，雨課堂和省在線開放平臺學習情況各占10%，小組課題調研匯報成績占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.啟發提問教學法。“環境科學與工程導論”是一門偏理論性的課程，在講授基礎的知識點、技術工藝的應用、國家政策法律法規等內容時，引入環境污染治理案例創設情境，通過直觀形象的多媒體課件將知識點穿插在案例中，吸引學生的注意力，運用啟發式和提問式教學法傳授知識點。在組織過程中，通過案例分析提出問題并開展小組討論，鼓勵學生對案例發生的原因、過程、危害及治理措施等進行歸納總結，并提出自己的觀點，使學生在有限的時間內加深對環境學科的認識。比如在《水污染防治》這一小節中，以典型水污染案例“太湖藍藻污染事件”為學生創設問題情境，運用“啟發引導式”教學方法層層遞進講解、分析問題，促使學生探索太湖藍藻污染事件的根源，在這一過程中了解水環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生對本節知識點的理解。“環境科學與工程導論”教學實踐證明，利用雨課堂進行隨機點名和小組討論提問，可以很好地提高學生的參與度，減少了部分學生想渾水摸魚現象，同時也避免提問后出現冷場，可有效提升教學效果。

3.翻轉課堂。翻轉課堂是實現“以學生為中心”教學模式的重要途徑之一，而學校網絡平臺和硬件設施配套等問題是翻轉課堂在高校全面推廣面臨的挑戰[7]。“互聯網+教學”模式的出現，促進了翻轉課堂在全國的進一步實施。在“環境科學與工程導論”課程教學實踐中，教師組織學生根據興趣點和關注點從教學大綱內容中任選一個方面，自立主題，然后利用課外時間，分多組（4～6人一組）選擇環境敏感點進行現場調研，或者選擇相關方面環境污染事件進行調查分析。為了避免出現學生扎堆選擇同一主題的情況，教學大綱中每一個方面僅允許1～2組學生選擇，先到先得，極大地調動了學生的積極性。學生確定主題后，可以通過網絡資源搜索、實地考察調研、問卷調研等方式搜集素材，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，促進知識內化。比如在講授“固體廢物污染與防治”課程內容前，課前利用網絡平臺發布預習內容供全班同學自主學習，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，加強學生對細節性知識的掌握。根據他們的演講內容及課中互動討論情況，教師對這一部分內容進行補充，形成完整的知識體系。通過學生自主選題翻轉課堂，授課教師能及時掌握學生對環境領域的興趣和關注點，并以此作為課程導入，提升學生的課堂專注度。

（三）科研教學充分互動

通過第二課堂的延伸，借助科技競賽、學生課題申報、學術講座，激發學生的學習動力，引導學生創新。例如邀請環保企業專家或者相關領域知名學者為學生開設專題講座，讓學生對當下環境領域最新科技動態有所了解，拓展知識面。在本課程教學過程中，教師積極組織學生建立科學研究小組，將理論運用于實踐，使學生對科學研究的全過程有一個初步的認識，大大提升了學生的文獻檢索能力。通過把科研引入教學活動這一舉措，近年來我校環境工程專業學生申報“浙江省大學生新苗人才計劃”和“國家級大學生創新創業訓練計劃”等科研項目的積極性和命中率逐年提高。此外，學院還為環境工程專業學生配套了“卓越工程師”發展項目，確保每一位想要了解科學研究的同學都有項目可做，并且得到一定的經費支持。通過項目的申報、立項和實施，促進學生的科研產出，并鼓勵學生將科研成果轉化為科技競賽作品，成效顯著。2020年，我校環境工程專業學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，充分展現了學生扎實的專業綜合實踐能力、利用理論知識解決實際問題的能力、創新能力和團隊協作能力。

環境學是一門持續發展的學科，“環境科學與工程導論”作為引導學生了解環境學科的敲門磚，必須與時俱進，不斷更新和完善其教育理念和內容。“互聯網+”作為一種技術手段，可以很好地將網絡資源與傳統課堂教學模式融合在一起，促進教學內容的更新和教學方式的改革，提升教學效果。基于“互聯網+教學”模式下“環境科學與工程導論”課程的教學，可以充分挖掘和利用網上優秀課程資源完善課程內容體系。教學過程中結合智慧教學工具雨課堂，實現課外和課內的統一，以及課程學習效果的有效反饋。以學生科研課題、學科競賽等作為依托，組織學生進行課外調研和實踐，將理論運用于實踐，可以很好地激發學生學習的自覺性和積極性，實現了以賽促教、以教促賽、教學與科研的有機融合，在提高教學效果的同時，也保證了人才培養的質量。

參考文獻

[1]張媛媛，宋艷群.“環境科學導論”課程教學改革探索[J].大眾科技，2015（5）：115-117.

[2]王藝璇，滕洪輝，任百祥.基于教學目標達成度的“環境學導論”課程評價研究[J].山東化工，2021，50（1）：215-216+218.

[3]劉艷，董彬.環境工程專業環境學導論教學改革與實踐[J].教育現代化，2017，4（23）：57-58.

[4]甘露.“互聯網+”背景下高等教學發展探討[J].教育教學論壇，2021（1）：58-61.

[5]李朝紅，石現峰.基于“互聯網+教育”的多平臺相結合線上教學實踐[J].教育教學論壇，2021（4）：169-172.

[6]王媛.淺析“互聯網+”背景下《環境監測》課程的教學改革[J].云南化工，2018，45（1）：246-248.

[7]劉紅娟.翻轉課堂在環境學導論課程中的應用探究[J].科技創新導報，2018，15（24）：219-220.

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