环境毒理学课程教学的反思与探索

周 航 辜娇峰 曾 鹏 李 芸 李科林

中南林业科技大学环境科学与工程学院 湖南 长沙410004

经常性地反省和反思是教师在教学实践中自然形成的行为和习惯,通过在头脑中完整地重现教学环节和教学过程,使典型、特殊、例外的教学事件在头脑中打下烙印,并引起反省和反思,为教师提升教学方法,沉淀教学策略,评价教学得失提供了丰富的素材[1]。通过经常性地反省和反思,教师可以从“第一视角”与“第三视角”两个角度对教学实践进行明辨与慎思,促进教师更为理性地看待并分析自己的教学[2],进而在教学实践与教学反思的互动互促中循环上升,不断提高教学质量和人才培养的水平。

环境毒理学是利用毒理学方法研究环境,特别是空气、水和土壤中已存在或即将进入的有毒化学物质及其在环境中的转化产物,对人体健康的有害影响及其作用规律的一门新兴交叉学科[3]。环境毒理学近年发展迅速,尤其是伴随环境科学、生命科学的迅猛发展,环境毒理学的研究内容、研究方法、检测技术等在持续更新中。但当前新兴交叉学科的教学,因具有多学科知识储备、教学内容不够系统、教学内容更新快等特点,不容易组织教学和培养人才[4],给承担课程教学的教师,带来了巨大挑战。笔者承担该课程教学5年,围绕课程教学理念和教学设计的反复演练,从课程的教学实践、反思和探索三方面进行阐述,分析收获和存在的问题,为教学和科研的和谐共促、教师的自我提高和学生能力的培养提出可能的解决方案。

1 环境毒理学的教学实践

在教学过程中,倡导“主体性”教育理念,融入思政元素,实现课程思政,达到“立德树人”的目标。例如,课程教学中引导学生自觉弘扬和践行社会主义核心价值观;开展美丽中国、绿水青山就是金山银山等生态文明教育;弘扬科学精神、工匠精神、创新精神。

在教学设计上,始终以“学”为中心,“教”围绕“学”而开展,激发学生内在潜力与学习动力,扭转学生被动性的学习过程,使学生成为学习过程的主体和中心[5]。课堂上,围绕问题研究性学习,以学生为中心,开展鼓励式评价,点燃学生的学习热情;以活动为中心,开展启发式教学,培养学生的学习兴趣和习惯;以实践为中心,案例式教学,提高学生的学习能力和动手能力,最终使学生生动活泼地学习和发展。例如,采取以专业课教育带动素质教育、启发式加压推进专业课教育的举措,要求每名学生组队参与环境毒理学自主创新实验,学生需全程围绕实验项目自主设计、执行、分析和总结,按Research paper的结构写实验报告。这一考核要求,“倒逼”学生积极参与课程实验或相关教师的科研项目中,受到了大部分学生的热烈响应,迎合了学生们在本科学习阶段深入科学研究的需求,同时,也督促了部分学习有畏惧情绪的学生借此机会,深入专业理论的学习。在课程实验开展环节,任课教师与小组沟通确认实验选题、“敲定”实验方案、“巡查”实验进度、纠正实验的错误操作并“点赞”实验成果;在报告写作环节,纠正学生表达的不足,告知“前言”部分应该如何从一般环境问题转承到的具体的科研研究,“研究方法”、“研究结果”等部分如何正确表达。基于这一系列的“互动”,培养和提高了学生的实验操作能力、论文写作能力和问题分析解决能力,全面提升了学生的专业素养和科研能力。更重要的是基于课程实践的成果,学生创新研究的热情激发,学生可继续开展深入研究,一方面,成为校级或省级大学生创新项目的孵化器,为申请大学生创新项目打下前期基础,另一方面,也可以延续到学生的本科毕业设计,进而开展更加深入地研究。例如,本人指导的环境科学专业本科生完成了自主创新实验“镉胁迫下水稻幼苗的生长与生理毒性响应”后,继续探索,完成了“水培条件下水稻镉吸收累积关键生育期研究”,并获评2018年度全国高校环境类本科专业优秀毕业论文。

2 环境毒理学的教学反思

如前文所述,环境毒理学是一门新兴的交叉学科,一方面,学生在课程学习前,需修读相关基础课程,储备相关知识,另一方面,则更需教师不断进行自我学习。课程教学实践中倡导的自主教育,以问题导向的研究性学习,正是前沿知识的引入和教学内容的不断更新,围绕“主体性”教学理念和教学设计开展的教学,取得较好的教学效果。激发了学生的学习兴趣,学生能够将课堂讲授的知识点,通过期刊的阅读、网站的浏览、同学的交流进行横向和纵向的延伸。例如,对当前热门话题“重金属污染”、“微塑料”、“抗生素”等均能进行解读及观点的表达。激发了创新型思维,基于已有的环境污染物的毒性作用和毒性机制,学生能够通过现场调研、文献查阅、师生互动等过程设计出较完善的自主创新试验方案。例如,学生设计镉对水稻生长及生理毒性响应的试验方案,探究土壤中过量有毒重金属对水稻生长的毒性作用。激发了社会责任感,针对当前环境污染问题,学生们能够从各个环节进行审视,找原因,投身专业学习,期望未来能够学以致用。但同时发现部分学生学习兴趣不浓厚,课堂参与度低;学生对部分课堂案例的熟悉程度较低;课程考核结果不理想,获得优秀分值的同学不多;任课教师的教学工作量也加大了很多等问题。

3 环境毒理学的教学探索

反思上述教学结果,笔者认为教学实践过程中,一是,学情分析不够,环境毒理学的教学开展,要求学生已系统学习化学课程、生物学课程、高等数学和环境科学导论等课程,对学生的基础与能力估计过高,则会出现学生“能听其音,不会其意”的情况。其次,有效沟通不够,虽然课堂教学鼓励学生表达、经验分享,但也许学生并不喜欢这样的教学方式。另外,启发式加压推进专业课教育的举措,对部分同学而言难度较大。最后,课堂教学方法是较传统的PPT加黑板板书教学,没有充分发挥学生手上“手机”的功能。鉴于以上问题,课程教学尝试从以下方面进行优化:

(1)“磨刀不误砍柴工”,梳理强化基础知识。在确保基本教学内容完成的前提下,点线面结合,梳理与环境毒理相关的基础知识。例如,课堂教学环节,以知识导图的形式,从一个基础点导入,学生参与梳理知识的线条,构建完整的知识面,教学互动中,既了解了学情,也复习了基础知识;在实验课程环节,教师结合教学内容讲解实验项目原理、目的与意义,对学生提出的实验内容进行适当修改与补充,确定各项试验指标参数,这样试验方案的可操作性与可行性得以保障,学生更有能力、更有信心参与其中。

(2)“亲其师则信其道”,有效沟通。一方面在课堂上观察学生的表现,在课间或课后积极与学生,尤其是参与度低的学生,进行面对面的交流,或是通过聊天软件方式沟通,掌握学生学习情况并获取学生对教学的感受、评价或建议。另一方面,开展全过程的课程考评,不以课程论文作为成绩评定的主要环节或高权重环节,促进学生全程与教师、与同学的有效沟通,获取学生接受课堂学习的成效。例如,考评分值涉及实验过程的准备阶段、实验阶段和总结阶段,任课老师和实验团队代表共同评分的办法完成。

(3)“博众于长”,提高教学水平。任课教师也要不断加强教学能力的锻炼和提升,通过参与集体备课和教学研讨吸取其他教师的经验,通过参加观摩课和示范课真诚地询问其他教师的建议,向其他教师和专家请教和咨询,并将优秀的教学方法或教学设计,在自己的教学过程中实践、应用。同时,积极参加各级教学赛事,在备赛的过程中发现自己教学过程的不足,更在比赛的过程中获取专业的建议,加快教学素养提升。

(4)“既以为人,己愈有”,科研与教学互长。教师不断保持自我学习和科研钻研,始终对学科的发展保有高度的知晓度,且具有教强的科研实践能力。这样教师才能将学科发展的前沿和研究热点融入教学,使得教学内容重点突出、紧跟时代,也使得学生在校园学习中,能知晓学科研究的真实现状,为其学业深造、职业发展奠定坚实的基础。

(5)“工欲善其事,必先利其器”,开展《环境毒理学》的线上线下教学建设。教学过程中也应充分发挥学生“手机学习”的潜能,基于学校搭建的网络教学平台,建设线上课程,开展“线上学习-线下讲述-课后拓展-创新实验”的教学模式,建设“金课”,提高《环境毒理学》的教学质量。