在环境类课程中通过实践教学强化认知水平和创新意识

赵阳国 高孟春 佘宗莲 郭亮

［摘要］在本科专业课学习过程中，有意识地通过实践教学激发大学生的创新能力，提高大学生对专业知识的认知深度，是提升其自身素质增强就业竞争力的需要，也是其成为具有创新和创业能力的复合型人才的先决条件。在环境类课程“环境工程学”教学过程中，通过应用“问题-实践-反馈”式的教学过程，可以激发学生探索问题的原动力，提高创新意识，增强理论知识的认知水平，形成明晰的思维脉络，收到很好的教学效果。

［关键词］创新意识问题－实践－反馈原动力教学模式

［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）11-0046-03培养大学生的创新意识和创新能力是当前高等教育中的一项重大课题，实践对增强学生的理论知识认知水平、激发学生的创新精神具有重要作用。[1] [2]在环境工程学教学过程中，实践教学对理论知识的深化和创新意识的引导尤为重要。胡锦涛同志在清华大学百年校庆讲话时强调：“创新教育教学方法，强化实践教学环节”，“在实践中发现新知、运用真知，在解决实际问题的过程中增长才干，不断提高实践能力、创新创业能力，切实掌握建设国家、服务人民的过硬本领，为走上社会、成就事业打下坚实基础”。[3]在我国《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中也明确指出，要提高学生“勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力”，“支持学生参与科学研究，强化实践教学环节”。[4]可见，实践教学是培养学生理论知识应用能力、锻炼职业和岗位技能，实现应用型人才培养目标的重要教学环节，实践是对专业理论知识的提炼和升华，更是创新的动力和源泉。

然而近年来，环境类课程教学课时量逐年减少与教学内容增加之间的矛盾越来越突出。如何在有限的时间内，让学生灵活、扎实地掌握专业知识精髓已经成为创新意识培养的瓶颈。[5]基于此，我们探索一种“问题-实践-反馈”式教学过程，通过在环境工程学教学中应用这种教学方式，可以高效利用有限的教学时间，同时激发学生的能动性，培养学生的实践创新和团队协作意识，达到事半功倍的教学效果。

一、“问题-实践-反馈”式教学过程

“问题-实践-反馈”式教学过程的主要目的在于在较短时间内系统地学习理论知识，培养学生自主学习的方法，提高学生参与学习的主动性，激发求知欲，增强创新实践能力。其过程可依次分解为教师根据教学大纲、教学内容和学生的知识背景将部分教学内容单独拿出来，并设置成有针对性的“科学问题”；学生针对“科学问题”，自行设计方案，自发组织团队进行文献检阅、调研与实践；师生互动反馈调研与实践结果并使问题得以解决，具体过程如图1。

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图1 “问题-实践-反馈”式教学过程

二、教学过程的实施

在“问题-实践-反馈”式教学过程中，“科学问题”的合理设计是教学实施的关键步骤。在教师的指导下，学生调研与实践是解决这一问题的重要途径；而调研结果的交流、问题总结提炼、成绩评定是对理论知识的系统掌握和学生付出的肯定，同时也能够激发学生获取新理论、新知识的欲望，为创新能力的培养提供先决条件。

（一）设计“科学问题”

“科学问题”的提炼和设置是教学过程顺利进行的关键，提出、归纳、总结出具有针对性、启发性的问题比解决问题往往更重要。爱因斯坦曾说过“提出一个问题比解决一个问题更重要”。对于学生来说，要利用学生已有知识创设问题情境，那些了解而又没有完全理解的问题，最能激发学生的认知兴趣，最能有效地驱使学生进行有目的的探究。

这就要求教师全面掌握教材，反复斟酌，共同讨论，实践验证，这样才能提炼出代表性和深度适中的问题，才能够起到以点带面的作用。环境工程学教学内容主要包括水、大气、固废三种主要污染的预防与治理，同时还涉及噪声、光、电磁等污染的防治，内容庞杂，涉及面较广，无法在有限的教学时间内做到面面俱到。由于噪声、光、电磁等内容为非主讲内容，可首先作为学生调研、自主认知的知识点，然后根据效果进一步扩展调研认知范畴。由任课教师首先针对这部分预留的教材内容提出“科学问题”，如我们提出“中国海洋大学及周边区域噪声污染现状及防治措施”，“我们生活中意想不到的电磁污染及防护方法”，“在学校里我们喝的水从哪里来又到哪里去”，“学校自来水和锅炉开水能否饮用”，“学校不同功能区大气污染现状”，“一个垃圾袋的归宿”等问题。这些问题提出后交由教研组进行讨论，然后通过几轮教学实践加以改进，最终形成“科学问题”题库。

（二）调研与实践是解决问题的根本途径

在教师的引导下，学生自发结成调研团队，从题库中选择感兴趣、最迫切解决的“科学问题”作为调研的方向。在调研实践过程中，同任课教师相互交流，针对“问题”查阅文献，撰写调查、设计方案，鼓励学生在“问题”中加入自己的想法。在此过程中，教师进行必要的指导并提供必要的实验场地、实验器材及分析试剂，以保证调查实践的顺利进行。

调查实践的过程能够帮助学生更加牢固掌握环境工程学中的重要原理与方法。噪音的产生以及防治在教学大纲中是不作为重点内容的，如果学生不去调查，不自己搞清楚基本原理，可能没有机会去学习。针对“中国海洋大学及周边区域噪声污染现状及防治措施”这一问题，2009年春季学期中某实践小组，首先详细分析问题，在进行学校周边车辆噪声污染调查中，小组成员各负其责，有学生负责操作声级计，有的学生在进行现场记录，还有学生数着来往的车辆。这样下来，学生们能够体会到，只有相互协助和配合，才能最终形成比较理想的调查结果和答案。在调查结果汇报时，该组汇报不但能够向大家展示生动的调查结果，而且对噪声的来源、仪器使用，以及如何防治噪声等内容进行了较为细致的分析，让大家耳目一新。可见，针对这一科学问题，学生在课下查阅了大量的文献资料，并亲身进行了实践，进而对这方面理论知识掌握得更加娴熟。

（三）“科学问题”的解答

学生小组通过调查、实验等实践活动，寻找到“问题”的答案，最终将实践过程以及结论，通过PPT形式进行展示，并与全体学生和教师进行交流，在相互讨论的过程中，使理论知识在探讨过程中得到进一步升华，让全体学生对专业理论有了深入认知。不但如此，调研实践还回答了大家非常感兴趣、并存在我们周边的热点环境问题。如学生的调研结果表明，学校教学区内锅炉开水可以放心饮用；学校主要对游泳池和浴室用水进行处理和回用，并用于厕所冲洗；在我们接触的电磁辐射中，电脑键盘辐射最大；学校周边最主要的噪声来源于石料开采时机器作业声音等。这些调研的结果，极大地激发了学生们对环境保护的责任感，对理论知识学习的迫切感，增强了其创新实践的主体意识。

为进一步激励学生在实践中投入更多的时间和精力，需要对学生实践的结果给予肯定。在实践小组汇报过程中，以各调研小组组长为评委，按A（20分），B（15分），C（10分），D（5分）给出成绩，取平均值，作为实践小组成员期末考试成绩的重要组成部分。

三、实践教学过程中需要注意的问题

学生针对提出的“科学问题”进行文献查阅、课外调查、室内实验、总结汇报，通过这种“问题-实践-反馈”式教学过程，不但提高了学生的学习主动性，还让学生在实践过程中开阔了思维，激发了兴趣，锻炼了各方面的能力，为培养创新型人才奠定了基础。在这种教学实践过程中，还有以下几点需要注意。

（一）教师需要做好充分准备

哪些教学“内容”可以留下来作为学生自主认知的“问题”需要周密考虑，不能因为这些内容的分离而影响课程和知识的整体性，而且这些内容还需要具备较强的实践性，这需要教研组成员讨论协商及实践检验确定。另外，针对学生实践过程中出现的问题要有充分的理论知识储备，并能为学生提供必要的实践条件。

（二）学生组内成员需要通力合作，密切配合

通过种教学方式，无形中强化了学生们的团队协作意识，这种团队合作精神在学生将来学习和工作中是非常宝贵的。如在2011年春季学期中某实践小组，针对“学校自来水和锅炉开水能否饮用”这一问题，进行了详细分工，4名组员中，1名学生负责饮用水指标、微生物检测方法等文献查阅，2名学生负责水样采集，4名学生共同采用平板法对细菌总数计数，1名学生负责结果分析及PPT制作，4人通过讨论确定最终的PPT报告。通过这些分工合作，学生们进一步体会到，只有相互协助和配合，才能获得问题的答案。

（三）要给学生充分展示的机会

古人云“闻道有先后，术业有专攻”，学生在某些方面，如果能够深入进去，他们调研写出来的东西，教师也是应该学习的。通过将近一个学期的调查，学生已经对自己调查的领域非常熟悉，如果给他们适当的机会加以展示，不但是对他们的认同和肯定，同时也是教师和其他学生的一个学习过程。需要提及的是，因为学生有了检索资料、围绕某个主题进行论证、在大众面前演讲的经历，这无疑对他们的成长是极有利的。但由于课时限制，可选择一个共同的课余时间，像学术会议一样，给每个实践小组一定时间进行汇报，并与教师和其他学生相互交流。

四、结语

兴趣是最好的老师。学生们选择自己感兴趣的环境“问题”，通过调查实践解决这一问题，通过向大家汇报共同进步。这种“问题-实践-反馈”式的教学过程，不但可以激发学生主动学习的兴趣，还能够提高学生动手动脑的能力，培养创新实践意识。

如何在有限时间内让学生灵活、牢固地掌握重要知识精髓，并能够举一反三、触类旁通，是环境类专业课程教学过程中的难题。“问题-实践-反馈”式的教学能够克服这些问题，同时，也能够进一步激发学生探索问题的原动力，增强理论知识的认知水平，提高创新意识，具有很好的推广意义。

［参考文献］

［1］程萍,李美星.从实验学化学——“氨”的教学设计及思考［J］.化学教学,2013（6）.

［2］范炳良,徐小美,王爱华.论社会实践活动对创新人才培养的作用［J］.淮海工学院学报（人文社会科学版）,2002（4）.

［3］胡锦涛.胡锦涛在清华大学百年校庆大会上的重要讲话［EB/OL］.http://www.bj.xinhuanet.com/bjpd_sdzx/2011-04/

25/content_22604972.htm.

［4］陈雪光,韩子强.压缩课时量需要解决的问题及对策［J］.中国校外教育,2012（2）.

［5］刘雪珠,王健鑫.基于“问题”的微生物学研究型教学的探索与实践［J］.教育教学论坛,2013（6）.

［责任编辑：陈明］