曲 丹 邱 斌 劉永澤 李若愚

(北京林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100083)

科學(xué)研究是創(chuàng)造知識的源泉，教學(xué)是傳播知識的途徑，教學(xué)與科研是培養(yǎng)人才和創(chuàng)造知識的重要手段[1]。早在1986年國家科委發(fā)布的《中國科學(xué)技術(shù)政策指南》中就指出，要培養(yǎng)出優(yōu)質(zhì)、頂尖的高端人才，就必須把基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的底子打好，而要想打好基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的底子，還得靠良好的教育來培養(yǎng)相關(guān)的人才。前者說明了科研是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量必不可少的途徑，后者則表明教學(xué)對科研發(fā)展起著源源不斷的推動作用[2]。在人才培養(yǎng)過程中，科研與教學(xué)可以通過“科研反哺教學(xué)”實現(xiàn)有機的融合，將科研成果融入教學(xué)，進一步培養(yǎng)碩士研究生的科研能力，推動科研的發(fā)展。

現(xiàn)階段，隨著“科研反哺教學(xué)”的理念在本科教育中逐步落實，高等院校、授課教師等從不同角度探討“科研反哺教學(xué)”在實施中存在的問題，并對實施路徑及模式進行了一系列摸索，取得了一定的進展。然而該理念在研究生教育中的實踐卻鮮有報道。研究生教育是人才培養(yǎng)的高級階段，提高研究生教育教學(xué)質(zhì)量是增強研究生科研創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[3]，因此在研究生教學(xué)中更應(yīng)該貫徹落實“科研反哺教學(xué)”的理念，為研究生今后的科研奠定良好的基礎(chǔ)。為此，筆者結(jié)合所承擔(dān)的碩士研究生“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程，對“科研反哺教學(xué)”的理念在碩士研究生培養(yǎng)過程中的意義及在該課程教學(xué)中的實踐進行論述，以期為同類型碩士研究生課程踐行“科研反哺教學(xué)”理念提供一定的借鑒。

一、“科研反哺教學(xué)”理念在碩士研究生課程教學(xué)中貫徹落實的意義

(一)“科研反哺教學(xué)”可以及時彌補課本知識與最新科學(xué)研究之間的斷層

教材是課程學(xué)習(xí)的重要抓手。與科研發(fā)展前沿動態(tài)相比，教材在時間上相對滯后，無法全面、及時地反映科學(xué)技術(shù)各領(lǐng)域的最新研究進展。科學(xué)研究多緊跟學(xué)科或技術(shù)前沿開展，教師如果能及時掌握國內(nèi)外科研發(fā)展的動向，并結(jié)合自身的科研特色及優(yōu)勢，將科研成果反映到教學(xué)中去，這樣不僅緊密聯(lián)系了教學(xué)與科研，也加快了理論教學(xué)內(nèi)容的更新，可以及時彌補課程知識與最新科學(xué)研究之間的斷層[4]。

(二)“科研反哺教學(xué)”使研究生早日感受科研氛圍，有助于科研素養(yǎng)的提高

與本科教育相比，碩士研究生教育則更加注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力，學(xué)生需要一定的時間慢慢從本科階段的學(xué)習(xí)模式向碩士研究生階段的科研模式轉(zhuǎn)變。具體來講，科研能力包括發(fā)現(xiàn)問題、查閱文獻、總結(jié)歸納、實驗設(shè)計、組織實施和科研表達等能力[5]?！翱蒲蟹床附虒W(xué)”理念的實施可以使碩士研究生在低年級的課程學(xué)習(xí)中訓(xùn)練上述能力，不斷感受科研的氛圍，培養(yǎng)科研素養(yǎng)。這樣可以大大縮短碩士研究生最初進入實驗室開展科學(xué)研究的適應(yīng)時間，大幅提高科學(xué)研究的質(zhì)量，有助于高水平科研成果的產(chǎn)出。

(三)“科研反哺教學(xué)”助力創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

當(dāng)教師全面掌握本領(lǐng)域的最新研究進展并開展了高水平的科學(xué)研究后，就可以在教學(xué)上游刃有余，不但可將最新的知識和信息傳遞給學(xué)生，而且可用自己的科研經(jīng)歷去感染學(xué)生，調(diào)動學(xué)生思考的熱情，促進學(xué)生進行知識探索，重點培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。而當(dāng)研究生了解了某領(lǐng)域最新研究進展后，科研的起點變高，也有利于創(chuàng)新成果的產(chǎn)出。

二、“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程教學(xué)貫徹落實“科研反哺教學(xué)”理念的實踐

針對我國日益嚴重的地表水體污染問題，為更好地培養(yǎng)可從事我國地表水體修復(fù)理論技術(shù)研究與工程設(shè)計方面的人才，2014年北京林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院為環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)術(shù)型碩士和環(huán)境工程專業(yè)碩士開設(shè)了“污染水體修復(fù)技術(shù)”課程，主要講授污染河道及湖泊的治理及修復(fù)思路、技術(shù)原理與方法。2018年，環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)修改了研究生培養(yǎng)方案，將“污染水體修復(fù)技術(shù)”課程名稱調(diào)整為“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”，并在之前教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，強化了工程內(nèi)涵，以訓(xùn)練碩士研究生解決環(huán)境修復(fù)實際問題并提出工程解決方案的能力。

“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程自2014年開設(shè)以來，該課程團隊一直積極探索課程建設(shè)模式，包括教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、考核方式等。因為國內(nèi)外尚未有與該課程配套的教材，所以該課程教學(xué)團隊以污染湖泊、河道治理和修復(fù)為大綱內(nèi)容，選取相關(guān)專著和科研論文中適合碩士研究生學(xué)習(xí)的內(nèi)容，并不斷將最新的研究及工程成果融入到該課程教學(xué)內(nèi)容中，形成了該課程的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容。從某種意義上講，該課程在設(shè)立初期及發(fā)展建設(shè)過程中一直都在貫徹落實“科研反哺教學(xué)”的思想，具體做法如下。

(一)建設(shè)科研功底扎實具有“科研反哺教學(xué)”理念的課程教學(xué)團隊

教師是教學(xué)活動實施的主體之一，“科研反哺教學(xué)”理念的實施最終由教師完成。教師要明確科研與教學(xué)之間相輔相成的關(guān)系，即教師的科研可以促進教學(xué)，反之教學(xué)也可以助力科研的開展。因此，教師的科研能力、教學(xué)能力和“科研反哺教學(xué)”的意識等將對教學(xué)效果產(chǎn)生極大的影響。為了確?！翱蒲蟹床附虒W(xué)”理念在碩士研究生課程教學(xué)中的順利落實，“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程構(gòu)建了一支具有扎實科研功底及豐富教學(xué)經(jīng)驗的教學(xué)團隊。該團隊由1名教授、2名副教授構(gòu)成，均為科研骨干，承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金等多項科研課題，科研成果產(chǎn)出豐碩，具有豐富的科研經(jīng)驗。此外，該團隊教師積極參與污染水體修復(fù)相關(guān)的科研、工程咨詢類項目，在積累了大量實際科研及工程經(jīng)驗的同時，培養(yǎng)了良好的團隊默契和協(xié)作精神。而這些項目本身可以成為良好的碩士研究生教學(xué)案例，提供“科研反哺教學(xué)”的內(nèi)容素材。該團隊教師在科研過程中非常重視教學(xué)素材的積累，隨著項目的開展與進行，相關(guān)內(nèi)容已經(jīng)及時地融入到該課程教學(xué)中。

(二)將國內(nèi)外科研成果及工程實踐成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源

對國內(nèi)外水體污染修復(fù)領(lǐng)域的科研成果與工程實踐成果進行梳理，按照湖庫、河流等不同環(huán)境介質(zhì)分類，對河湖的治理和修復(fù)思路、關(guān)鍵技術(shù)、工程實施案例等進行整理，將其轉(zhuǎn)化為可供碩士研究生學(xué)習(xí)的教學(xué)資源。文獻中報道的技術(shù)或工程實例多針對某一具體環(huán)境問題開展，學(xué)生進入了碩士研究生學(xué)習(xí)階段，雖具備一定的文獻閱讀及整理的能力，但學(xué)生無法在短時間內(nèi)構(gòu)建起系統(tǒng)的河湖水體修復(fù)技術(shù)體系。如何將科研及工程成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，提煉知識點、難點和重點，這都需要經(jīng)過“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程教學(xué)團隊多次的討論和調(diào)整。以“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程中礫間接觸氧化技術(shù)知識點為例，筆者闡述在成果梳理并進行教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化時的具體作法，見表1。

首先，要明確“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程中該知識點的教學(xué)目的，即通過該知識點的講授，讓碩士研究生達成什么樣的知識目標和能力目標。其次，基于此開展教學(xué)資源的梳理，具體包括以下5個步驟：①科技文獻及工程案例的調(diào)研；②構(gòu)建知識點框架；③知識點細化；④明確重點及難點；⑤明確學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。

(三)以“科研反哺教學(xué)”理念為指導(dǎo)構(gòu)建課程教學(xué)內(nèi)容體系及配套的教輔資源

在系統(tǒng)調(diào)研國內(nèi)外科技論文、專著和工程報告等內(nèi)容并進行教學(xué)資源轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程教學(xué)團隊構(gòu)建出了適合于碩士研究生教學(xué)的課程體系，共計16學(xué)時，主要包括：湖庫富營養(yǎng)化的形成機制及評價方法、湖庫富營養(yǎng)化的防控與生態(tài)修復(fù)、微污染河道的治理與生態(tài)修復(fù)、黑臭水體的治理與生態(tài)修復(fù)4部分核心內(nèi)容。這4部分核心內(nèi)容主要圍繞我國現(xiàn)階段地表水體主要的污染類型及治理需求而設(shè)置，每年都在不斷補充國內(nèi)外最新的技術(shù)成果和工程實踐。

表1 以“礫間接觸氧化技術(shù)”知識點為例的科研成果及工程實踐成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源的情況

由于“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程學(xué)生沒有教材及講義，因此教學(xué)課件成為了碩士研究生學(xué)習(xí)的主要資料，稍顯不足，尤其該課程在2018年碩士研究生培養(yǎng)方案修改后，更加強化了工程內(nèi)涵，致使該課程除課件外，還需補充相關(guān)的教學(xué)資源。為此，該課程教學(xué)團隊構(gòu)建了《水環(huán)境綜合整治與水體修復(fù)工程案例庫》1套，截至2020年，內(nèi)含9個實際工程案例；《工程案例習(xí)題庫》1套，主要針對案例庫中的工程所布置的練習(xí)和討論題；《專家講座素材庫》1套，主要為授課教師參加學(xué)術(shù)交流時所獲得的行業(yè)專家可公開的講座內(nèi)容，有益于碩士研究生拓展視野、了解行業(yè)的技術(shù)革新和發(fā)展趨勢。

(四)采取案例教學(xué)和啟發(fā)式教學(xué)等方法

“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程教學(xué)團隊積極思考“科研反哺教學(xué)”的教學(xué)方法與教學(xué)手段，堅持以碩士研究生知識和能力的目標作為最終目的，探究了如何從“以教師為主體”向“以學(xué)生為主體”的講授方式的轉(zhuǎn)變途徑。

1.案例教學(xué)法

“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”是一門涉及內(nèi)容廣、綜合性強、注重應(yīng)用的課程。在該課程授課過程中，筆者采用案例教學(xué)法將諸多知識點和關(guān)鍵的科學(xué)問題以實際工程案例為切入點導(dǎo)入該課程教學(xué)中，通過對案例進行剖析、講解和討論，使學(xué)生掌握修復(fù)技術(shù)及工程設(shè)計要點。同時，該課程的課件及配套教學(xué)資源中大量的工程現(xiàn)場圖片和視頻，可以讓碩士研究生對案例形成直觀的認識，激發(fā)他們學(xué)習(xí)和討論的興趣。

2.啟發(fā)式教學(xué)法

在“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程授課中，筆者十分注重使用啟發(fā)式教學(xué)法開展教學(xué)活動。由于該課程學(xué)時有限，筆者對對湖泊富營養(yǎng)化防控和黑臭水體治理技術(shù)部分知識內(nèi)容，分別甄選了團隊教師承擔(dān)的“宜興市蓮花蕩富營養(yǎng)化防治工程”和“?？谑械揽蜏虾诔羲w治理工程”進行詳細討論，以啟發(fā)碩士研究生的思維。以“?？谑械揽蜏虾诔羲w治理工程”為例，教師首先介紹道客溝的基本情況(地理位置、河道長度、寬度等)、存在的主要污染問題(包括上游污水匯入量、沿途排污口分布和排污水量、底泥淤積和岸邊帶等)和需要達到的水質(zhì)治理目標；其次組織學(xué)生分組進行治理方案討論，時間約為15～20分鐘，由于時間有限，各小組在課堂上只匯報治理思路和擬采取的治理技術(shù)路線，教師作初步點評，并指出其中存在的關(guān)鍵問題；最后各小組需在課后繼續(xù)通過文獻調(diào)研、研討等方式來細化治理方案，并在下次課堂上以PPT形式進行匯報。各小組的解決方案并不唯一，匯報時各小組需闡明方案及其確定依據(jù)，其他小組和授課教師可進行提問，最后由教師進行點評總結(jié)。通過上述措施，教師與學(xué)生充分互動啟發(fā)，在營造活躍的課堂討論氛圍的同時，為學(xué)生創(chuàng)造了一個解難釋疑的平臺，啟發(fā)了學(xué)生的思考，幫助學(xué)生更好更全面地掌握了知識，訓(xùn)練了學(xué)生的科研素養(yǎng)。

三、“科研反哺教學(xué)”理念在碩士研究生課程教學(xué)中貫徹落實的效果

(一)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

近來年，“科研反哺教學(xué)”理念在“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”碩士研究生課程中的實踐結(jié)果表明，大量科研成果反哺教學(xué)，尤其是授課教師承擔(dān)的一些實際科研項目內(nèi)容的引入，極大地調(diào)動了碩士研究生主動學(xué)習(xí)和討論的熱情，學(xué)生愿意自主地去發(fā)現(xiàn)問題，提出解決方案，并積極探索項目背后的科學(xué)原理，這對學(xué)生科研素養(yǎng)的提高具有十分顯著的促進作用。而對即將從事與污染水體修復(fù)相關(guān)課題研究的碩士研究生而言，更是受益匪淺。碩士研究生通過該課程的學(xué)習(xí)，使得其在開展正式科研之前，就對本領(lǐng)域的前沿進展有了較為系統(tǒng)的了解，極大地縮短了文獻調(diào)研的時間，對提升后續(xù)科研質(zhì)量和高水平成果的產(chǎn)出具有較好的促進作用。該課程自開課以來，教學(xué)評價的結(jié)果均在95分以上，也從另外一個角度證明了碩士研究生對該課程內(nèi)容、教學(xué)理念及教學(xué)方法的認可。

(二)促進學(xué)生知識和能力目標的達成

通過“科研反哺教學(xué)”理念在“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程中的貫徹落實，碩士研究生不僅掌握了不同類型污染水體治理和生態(tài)修復(fù)技術(shù)的原理、技術(shù)特點與適用性等基本知識，而且還運用所學(xué)的知識開展有效的污染源解析，識別導(dǎo)致水體污染的主要污染源和污染因子，明確相關(guān)約束條件，最終提出污染地表水體的修復(fù)方案。這從知識和能力兩個層面促進了培養(yǎng)目標的達成。

經(jīng)過6年的探索，“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程已形成了一套貫徹落實“科研反哺教學(xué)”理念的教學(xué)方法，但受該課程學(xué)時限制，仍存在以下不足：無法邀請行業(yè)專家來為碩士研究生講學(xué)，進一步拓展學(xué)生的視野；無法開設(shè)實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，如實驗和現(xiàn)場實習(xí)等讓研究生動手操作或近距離接觸的科研項目。這些問題只能借助于碩士研究生培養(yǎng)的其他課程及環(huán)節(jié)得以實現(xiàn)。未來，筆者及“污染水體修復(fù)技術(shù)與工程”課程教學(xué)團隊會牢牢抓住“科研反哺教學(xué)”這條主線，在現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)上，不斷探索和改進“科研反哺教學(xué)”在碩士研究生課程教學(xué)中的實施途徑，進一步提高課堂教學(xué)和人才培養(yǎng)的質(zhì)量。