“环境科学与工程导论”课程教学的探索实践

毛玉琴 许晓路

[摘 要] 环境学是一门持续发展的学科，“环境科学与工程导论”作为引导学生了解环境学科的敲门砖，其教学内容的更新和教学方法的改革有助于提升学生的专业认知。通过基于“互联网+教学”模式的课程改革与实践，利用互联网资源、各种网络教学平台及智慧化教学工具对课程教学内容和教学方法进行了改革，注重以学生为中心，通过课外实践活动、科研活动等促进学生对知识的融会贯通，提升学生的环保意识，培养满足新时代要求致力于国家生态文明建设的复合型人才。

[关键词] “互联网+教学”;环境科学与工程导论;教学改革

[基金项目] 2019年度教育部产学合作协同育人项目“以强化黄酒学院特色为导向的环境学导论课程改革研究”（201901136006）;2021年度浙江省教育厅省级课程思政示范基层教学组织研究项目“环境生态工程教学团队”

[作者简介] 毛玉琴（1989—），女，湖南邵阳人，博士，浙江树人学院生物与环境工程学院副教授，主要从事环境污染与控制研究;许晓路（1966—），男，浙江东阳人，硕士，浙江树人学院生物与环境工程学院教授，主要从事环境保护与生态修复研究。

[中图分类号] C229.29 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）21-0109-04 [收稿日期] 2022-01-13

目前温室气体排放、水体污染、土壤污染、生态破坏等环境问题已成为人们关注的焦点，环境保护教育在各国高等教育中得到普遍重视，环境专业也取得了空前的发展。“环境科学与工程导论”一般被各大高校设为环境工程专业的第一门专业基础课程，引导学生了解环境专业，对学生后续专业核心课程的学习起到一个铺垫和引领的作用[1]。该课程内容覆盖面广，涉及水、大气、土壤和固体废物等方面。课程理论性较强，并且课时有限，对于之前从未接触过环境专业知识的学生而言，在理解和掌握上存在着一定的难度[2，3]。因此，如何对该课程教学进行有效的改革，提升学生的环境保护意识和专业兴趣，这对培养既具有扎实专业基础，又具有环境保护意识，满足21世纪社会经济发展所需要的复合型人才具有重要意义。

进入网络时代，互联网、各类网络教学平台和智慧教学工具，比如超星学习通、学堂在线（MOOC），浙江省在线课程开放平台和雨课堂等，为教学改革提供了全新的载体，各地高校也在积极探索和实践将互联网与课堂教学相结合，变革传统教学模式，形成“互联网+教学”新模式[4-6]。2020年初，受新冠肺炎疫情的影响，“互联网+教学”模式风靡全国，各大高校的教学模式也从单一的线下教学转变为线上教学或线上线下混合式教学。采用“互联网+教学”模式可以打破时间和空间的限制，重构教学过程中的师生关系。“环境科学与工程导论”课程教学要充分利用“互联网+教学”模式的优势，进行教学改革，采用现代化教学手段拓宽学生的知识面，培养学生善于发现、分析和解决问题的能力，激发学生对后续专业核心课程的学习渴望与热情，提升教学效果，达到教学目标。

一、课程现状与问题

“环境科学与工程导论”是一门环境领域的入门课程，目前我校将此课程设置在大二上学期。课程内容涵盖资源短缺、各类环境污染与防治、全球环境问题、可持续发展的理论与实践、生态文明建设等方面，其教学目的主要是为了让学生能够掌握环境科学的基本概念，了解环境污染现状和治理措施，掌握可持续发展内涵及实施路径，并能将其应用于我国的生态文明建设中。课程设置的核心是拓宽学生在环境领域的知识面，帮助学生初步认识环境专业，激发学生探索环境领域的好奇心。

通过对本课程教学环节、学校各级评教结果和成绩反馈结果的分析，认为学生的学习效果与课程的教学目标存在较大的差距，而造成这一差距的原因主要在于以下三个方面：（1）教学资源紧缺。目前我校该课程所用的教材是钱易院士和唐孝炎院士主编的《环境保护与可持续发展（第二版）》，教材内容涉及面广，系统全面，难易程度一般，适合作为一本专业入门级别的教材。但是环境科学是一门正在飞速发展的学科，新的环境问题、环境治理技术和环境保护政策等都在不断地出现，很难靠一本教材满足教学目标。因此亟待利用现代信息平台不断更新教学内容，通过互联网资源拓宽学生的学习渠道，把环境热点问题、国家出台的环保新政策等引入教学内容之中，做到与时俱进。（2）内容广泛，课时有限。该课程是一门覆盖范围极广且包含众多基础概念等信息的综合性学科。由于课时的限制，课堂内的教学很难平衡教学内容的广度和深度，授课内容虽广但深度不够，过于简单笼统，给学生一种“水课”的感觉。而授课深度展开又会造成后续专业核心课程的重复学习，并且不符合该导论课程属性。利用“互联网+教学”可以很好地为学生提供课外自主学习的平台，调动学生的主观能动性，兼顾教学内容广度和深度。（3）教学理念相对落后。作为一门偏理论的课程，对于该课程的教学采用“以教学为中心”的方式设计教学方案，课堂教学以教师讲授为主，学生在课堂上的参与互动不足，很难激发学生的兴趣，容易忽视学生真正关心的专业问题，因此，急需利用智慧教学工具增强学习效果的检测和反馈。

二、“互联网+教学”模式下课程教学的探索实践

（一）教学内容的改革

在课堂教学中，教材内容无疑是教学的核心，但是按照教材的编写顺序授课，知识点较分散，缺乏系统性。比如本課程现选用的教材中第三章为《环境污染》，而第十三章为《环境污染防治》，在课堂教学中应将这两章内容整合在一起，让学生形成“发现环境问题（污染现象）—分析环境问题（污染原因）—解决环境问题（防治技术）”这样一种思维模式。但环境领域是在不断发展变化着的，教材内容很难做到实时更新，因此在课程讲解中要做到“常讲常新”，通过互联网资讯、环境领域相关期刊论文等引入当前热点话题，把国内外在环境领域的新进展吸纳进教学内容中。例如，在环境问题方面，引入近年来引起国家和社会高度关注的“日本福岛核电站核污水入海”“碳中和、碳达峰”“海洋微塑料污染”“雾霾天气”及台风洪水等极端天气频发等问题。在新技术方面，如陶瓷膜技术、纳米零价铁还原技术和臭氧微纳米曝气技术等在水污染治理行业中的新兴技术，应该在课程内容中及时反映出来。在国家政策方面，可以向学生简述“蓝天保卫战”取得的成果、“绿水青山就是金山银山”的理论内涵、生态文明建设内涵等，宣传国家相关环境保护政策和成效，引导学生树立正确的生态文明意识。此外，为了应对课时限制教学内容难以展开的困境，引入浙江省高等学校在线开放课程平台中的“环境保护与生态文明”线上课程作为学生课外补充学习资源。

（二）教学方法的改革

1.线上线下混合式教学法。在“互联网+”的时代背景下，国内很多高校都发布了“环境科学与工程导论”相关课程的慕课学习资源，线上学习资源的选用要注意与教材的适配性及延展性。线上课程侧重广度，线下课程侧重深度，从而有效解决课时限制导致的课程内容含金量不高的问题。本课程在实践线上线下混合式教学时，选用的是与浙江工业大学合作的“环境保护与生态文明”慕课，里面涉及生态文明部分的内容，可以与教材内容形成互补，将生态文明观补充进导论课程的学习中。学校统一为学生建立账号，学生通过浙江省在线开放课程共享平台进行学习，教师可以进入后台查看学生学习情况。线上线下混合式教学的展开主要依托现代智慧教学工具雨课堂来实现，其中线上学习主要用于课前导入、课前测验、课后测验、课后拓展阅读及统计学生学习数据等，线下教学以参与式学习为主，通过雨课堂随机点名、测验及翻转课堂等方式，让学生主动参与到课堂中。为了避免学生轻线上重线下，线上学习浑水摸鱼的情况，在教学评价中引入线上学习部分作为平时成绩的一部分。整个教学评价采用过程性评价和结果性评价相结合的方式，学生的总成绩主要包括平时成绩和期末成绩两部分。其中，平时成绩由线上成绩和线下成绩两部分构成，雨课堂和省在线开放平台学习情况各占10%，小组课题调研汇报成绩占20%，小组课堂讨论成绩占10%。成绩核定由小组互评和教师评价综合给出，期末考试卷面成绩占50%。

2.启发提问教学法。“环境科学与工程导论”是一门偏理论性的课程，在讲授基础的知识点、技术工艺的应用、国家政策法律法规等内容时，引入环境污染治理案例创设情境，通过直观形象的多媒体课件将知识点穿插在案例中，吸引学生的注意力，运用启发式和提问式教学法传授知识点。在组织过程中，通过案例分析提出问题并开展小组讨论，鼓励学生对案例发生的原因、过程、危害及治理措施等进行归纳总结，并提出自己的观点，使学生在有限的时间内加深对环境学科的认识。比如在《水污染防治》这一小节中，以典型水污染案例“太湖蓝藻污染事件”为学生创设问题情境，运用“启发引导式”教学方法层层递进讲解、分析问题，促使学生探索太湖蓝藻污染事件的根源，在这一过程中了解水环境污染物主要有哪些，水污染防治手段有哪些，通过互动提问促进学生对本节知识点的理解。“环境科学与工程导论”教学实践证明，利用雨课堂进行随机点名和小组讨论提问，可以很好地提高学生的参与度，减少了部分学生想浑水摸鱼现象，同时也避免提问后出现冷场，可有效提升教学效果。

3.翻转课堂。翻转课堂是实现“以学生为中心”教学模式的重要途径之一，而学校网络平台和硬件设施配套等问题是翻转课堂在高校全面推广面临的挑战[7]。“互联网+教学”模式的出现，促进了翻转课堂在全国的进一步实施。在“环境科学与工程导论”课程教学实践中，教师组织学生根据兴趣点和关注点从教学大纲内容中任选一个方面，自立主题，然后利用课外时间，分多组（4～6人一组）选择环境敏感点进行现场调研，或者选择相关方面环境污染事件进行调查分析。为了避免出现学生扎堆选择同一主题的情况，教学大纲中每一个方面仅允许1～2组学生选择，先到先得，极大地调动了学生的积极性。学生确定主题后，可以通过网络资源搜索、实地考察调研、问卷调研等方式搜集素材，对所选主题进行探讨，形成自己的见解并进行课堂演讲，教师和其他小组进行提问和点评，促进知识内化。比如在讲授“固体废物污染与防治”课程内容前，课前利用网络平台发布预习内容供全班同学自主学习，课中由选择“垃圾分类”主题的小组进行课堂演讲，教师和其余小组进行提问和点评，不断抛出问题，加强学生对细节性知识的掌握。根据他们的演讲内容及课中互动讨论情况，教师对这一部分内容进行补充，形成完整的知识体系。通过学生自主选题翻转课堂，授课教师能及时掌握学生对环境领域的兴趣和关注点，并以此作为课程导入，提升学生的课堂专注度。

（三）科研教学充分互动

通过第二课堂的延伸，借助科技竞赛、学生课题申报、学术讲座，激发学生的学习动力，引导学生创新。例如邀请环保企业专家或者相关领域知名学者为学生开设专题讲座，让学生对当下环境领域最新科技动态有所了解，拓展知识面。在本课程教学过程中，教师积极组织学生建立科学研究小组，将理论运用于实践，使学生对科学研究的全过程有一个初步的认识，大大提升了学生的文献检索能力。通过把科研引入教学活动这一举措，近年来我校环境工程专业学生申报“浙江省大学生新苗人才计划”和“国家级大学生创新创业训练计划”等科研项目的积极性和命中率逐年提高。此外，学院还为环境工程专业学生配套了“卓越工程师”发展项目，确保每一位想要了解科学研究的同学都有项目可做，并且得到一定的经费支持。通过项目的申报、立项和实施，促进学生的科研产出，并鼓励学生将科研成果转化为科技竞赛作品，成效显著。2020年，我校環境工程专业学生获得省级甲等竞赛三等奖及以上奖项16项;其中，全国二等奖1项、全国三等奖2项，省一等奖3项、省二等奖2项、省三等奖8项，充分展现了学生扎实的专业综合实践能力、利用理论知识解决实际问题的能力、创新能力和团队协作能力。

环境学是一门持续发展的学科，“环境科学与工程导论”作为引导学生了解环境学科的敲门砖，必须与时俱进，不断更新和完善其教育理念和内容。“互联网+”作为一种技术手段，可以很好地将网络资源与传统课堂教学模式融合在一起，促进教学内容的更新和教学方式的改革，提升教学效果。基于“互联网+教学”模式下“环境科学与工程导论”课程的教学，可以充分挖掘和利用网上优秀课程资源完善课程内容体系。教学过程中结合智慧教学工具雨课堂，实现课外和课内的统一，以及课程学习效果的有效反馈。以学生科研课题、学科竞赛等作为依托，组织学生进行课外调研和实践，将理论运用于实践，可以很好地激发学生学习的自觉性和积极性，实现了以赛促教、以教促赛、教学与科研的有机融合，在提高教学效果的同时，也保证了人才培养的质量。

參考文献

[1]张媛媛，宋艳群.“环境科学导论”课程教学改革探索[J].大众科技，2015（5）：115-117.

[2]王艺璇，滕洪辉，任百祥.基于教学目标达成度的“环境学导论”课程评价研究[J].山东化工，2021，50（1）：215-216+218.

[3]刘艳，董彬.环境工程专业环境学导论教学改革与实践[J].教育现代化，2017，4（23）：57-58.

[4]甘露.“互联网+”背景下高等教学发展探讨[J].教育教学论坛，2021（1）：58-61.

[5]李朝红，石现峰.基于“互联网+教育”的多平台相结合线上教学实践[J].教育教学论坛，2021（4）：169-172.

[6]王媛.浅析“互联网+”背景下《环境监测》课程的教学改革[J].云南化工，2018，45（1）：246-248.

[7]刘红娟.翻转课堂在环境学导论课程中的应用探究[J].科技创新导报，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