劉紅霞,劉先利,柳 山,湯 平,張家泉

(湖北理工學(xué)院 a.環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,b.礦區(qū)環(huán)境污染控制與修復(fù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 黃石 435003)

0 引言

新工科視域下的人才培養(yǎng)以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，旨在培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[1-2]。國(guó)外的高等教育以培養(yǎng)創(chuàng)新型工科人才為高校的制度化理念，倡導(dǎo)探究、合作和實(shí)踐，注重領(lǐng)導(dǎo)力、創(chuàng)造力和實(shí)踐力的培養(yǎng)[3]。在國(guó)內(nèi)，新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式層出不窮，對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)起到了明顯的推動(dòng)作用。但是，新工科教育模式普遍面臨如下問(wèn)題：無(wú)既定人才培養(yǎng)模式、教學(xué)科研漸行漸遠(yuǎn)、傳統(tǒng)課程體系單一性與新工科交叉性之間的矛盾、教育資源國(guó)際化不足與國(guó)際化人才培養(yǎng)之間的矛盾[4-5]。

我國(guó)高校主要采取3種創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式(高校自主運(yùn)作模式、依托平臺(tái)模式以及政策和資金推動(dòng)模式)，并逐步形成了“創(chuàng)意-創(chuàng)新-創(chuàng)業(yè)”人才教育體系。目前，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式缺乏創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)和系統(tǒng)性指導(dǎo)、課程內(nèi)容未體現(xiàn)創(chuàng)新、教學(xué)模式無(wú)法激發(fā)創(chuàng)新潛能，缺乏開(kāi)放性和前瞻性教學(xué)管理機(jī)制。對(duì)于立足區(qū)域的地方高校而言，在校企合作、地方支持方面存在優(yōu)勢(shì)，在深化工程教育改革、創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)社會(huì)互動(dòng)發(fā)展模式、適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)方面有很大發(fā)展空間。因此，地方高校適應(yīng)產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，開(kāi)展新工科人才培養(yǎng)的改革實(shí)踐，對(duì)于促進(jìn)地方高?？沙掷m(xù)發(fā)展和建設(shè)高等教育強(qiáng)國(guó)有重要意義。

1 新工科背景下環(huán)境類創(chuàng)新人才培養(yǎng)要求

新工科形勢(shì)下，環(huán)境類專業(yè)人才在數(shù)量和質(zhì)量方面均存在短板與缺口[6-8]。如何培養(yǎng)素質(zhì)高、創(chuàng)新力強(qiáng)的環(huán)境領(lǐng)域人才是我國(guó)高等教育亟待解決的實(shí)際問(wèn)題[9-10]。湖北理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院是我國(guó)最早開(kāi)設(shè)環(huán)境類專業(yè)高等教育的教學(xué)點(diǎn)之一(1980年)，40余年來(lái)已為社會(huì)輸送了7 000多名理論基礎(chǔ)扎實(shí)、動(dòng)手能力強(qiáng)的應(yīng)用型環(huán)境類專業(yè)技術(shù)人才。學(xué)院開(kāi)辦環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、給排水科學(xué)與工程、安全工程、能源與環(huán)境系統(tǒng)工程、環(huán)保設(shè)備工程6個(gè)本科專業(yè)；其中，環(huán)境工程專業(yè)為國(guó)家一流本科專業(yè)、國(guó)家特色專業(yè)、國(guó)家本科專業(yè)綜合改革試點(diǎn)專業(yè)、湖北省一流本科專業(yè)和品牌專業(yè)。從2019年開(kāi)始，學(xué)院實(shí)行環(huán)境科學(xué)與工程大類專業(yè)招生，主要包括環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)和環(huán)保設(shè)備工程3個(gè)專業(yè)。面對(duì)新契機(jī)、新挑戰(zhàn)，在新工科人才培養(yǎng)模式教育理念的指導(dǎo)下，學(xué)院積極思考如何提高學(xué)生的“新工科思維”，以培養(yǎng)多樣化創(chuàng)新型人才。近幾年，結(jié)合當(dāng)前高校人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，面向地方產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，在環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)開(kāi)展新工科人才培養(yǎng)改革實(shí)踐，提出注重塑造“四心”——自信心、好奇心、好勝心、責(zé)任心，培養(yǎng)創(chuàng)新型環(huán)境類專業(yè)人才。

2 塑造“四心”的具體措施

2.1 因材施教、挖掘潛能，培養(yǎng)自信心

自信心對(duì)大學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活影響深遠(yuǎn)、至關(guān)重要，是高素質(zhì)創(chuàng)新人才的必備品質(zhì)。首先，在環(huán)境類專業(yè)課程中有意識(shí)地開(kāi)展自信心教育，培養(yǎng)學(xué)生自信心，從思想上積極鼓勵(lì)和引導(dǎo)，使其相信每個(gè)人都是獨(dú)一無(wú)二、不可復(fù)制的，每個(gè)人經(jīng)過(guò)努力都可以在人生軌跡中發(fā)光發(fā)亮。例如，在2019級(jí)和2020級(jí)環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)“環(huán)境監(jiān)測(cè)”課程時(shí)，因各類監(jiān)測(cè)指標(biāo)的測(cè)試技術(shù)步驟繁多、實(shí)踐性強(qiáng)，很多學(xué)生感到難以掌握。于是，教師在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行改革和實(shí)踐。教師親自示范、單獨(dú)指導(dǎo)，并提供自我練習(xí)機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生規(guī)范練習(xí)，熟能生巧。在熟練掌握各類測(cè)試技術(shù)的過(guò)程中，學(xué)生具備了勤奮鉆研的精神、肯定自我的信心以及堅(jiān)定成功的決心。又如，教師在介紹土壤學(xué)科發(fā)展時(shí)，強(qiáng)調(diào)在1930—1953年的23年里，中國(guó)土壤學(xué)家在土壤調(diào)查、土壤制圖、土壤分類等方面做了大量工作，為中國(guó)土壤科學(xué)研究積累了豐富的第一手資料，使中國(guó)土壤科學(xué)研究邁入奠基推進(jìn)時(shí)期。這些老一輩土壤專家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)、堅(jiān)定的必勝信念以及執(zhí)著的熱愛(ài)精神將永遠(yuǎn)激勵(lì)著人們，也將潛移默化地影響著學(xué)生們。

在日常教學(xué)和實(shí)踐中注重因材施教，善于挖掘?qū)W生的特長(zhǎng)和喜好，幫助他們制定目標(biāo)和規(guī)劃，并鼓勵(lì)他們樹(shù)立堅(jiān)定的自信心，強(qiáng)調(diào)“渴望成功，首先要志在成功”，正如愛(ài)因斯坦和愛(ài)默生所說(shuō)的：“自信是向成功邁出的第一步”“自信是成功的第一秘訣”。特別是大一新生，從邁入大學(xué)校門(mén)開(kāi)始，教師應(yīng)積極鼓勵(lì)他們學(xué)會(huì)自我接受、認(rèn)識(shí)自身價(jià)值，引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)自身長(zhǎng)處、正視自我，盡早適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)生活，并能結(jié)合自身興趣和愛(ài)好做好人生規(guī)劃。良好的自信心將為他們實(shí)現(xiàn)自身夢(mèng)想保駕護(hù)航。

2.2 拓寬視野、增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，培養(yǎng)好奇心

好奇心是學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力之一，是探索知識(shí)的源動(dòng)力。在環(huán)境類課程教學(xué)中，針對(duì)創(chuàng)新類人才的培養(yǎng)，既要做到激發(fā)好奇心，又要做到滿足好奇心。在2019級(jí)和2020級(jí)環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)課程教學(xué)中，通過(guò)拓寬知識(shí)面來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的好奇心、激發(fā)學(xué)生的求知欲；引導(dǎo)學(xué)生重視構(gòu)建完整知識(shí)體系，探索知識(shí)的來(lái)龍去脈。如在“環(huán)境化學(xué)”課程教學(xué)中，要求學(xué)生繪制持久性有機(jī)污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程的思維導(dǎo)圖，建立污染物源匯過(guò)程及途徑的知識(shí)系統(tǒng)，既幫助學(xué)生梳理了知識(shí)體系，又能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、滿足其好奇心。利用課余時(shí)間拓寬學(xué)生知識(shí)視野，如參與解決企業(yè)技術(shù)難題、參與教師科研項(xiàng)目、進(jìn)行野外現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研等。通過(guò)增強(qiáng)學(xué)生好奇心，激發(fā)其探究新知識(shí)新領(lǐng)域的愿望、創(chuàng)造激情和創(chuàng)新動(dòng)力。如何滿足好奇心呢？“授之以魚(yú)不如授之以漁”，注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、獲取知識(shí)能力，使其充分利用好學(xué)習(xí)資源，如萬(wàn)方、知網(wǎng)、Springer Link，Elsevier等中外文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)；學(xué)堂在線、慕課等課程學(xué)習(xí)平臺(tái)；Excel，Origin，Spss等數(shù)據(jù)分析及繪圖軟件；Coreldraw，Arcgis，Mapgis，Mapinfo等地圖繪制軟件；Endnote，NoteExpress等文獻(xiàn)編輯軟件。

2.3 豐富課堂、靈活考核，培養(yǎng)好勝心

好勝心可以理解為敢于競(jìng)爭(zhēng)、力求取勝、積極向上的心理品質(zhì)，好勝心應(yīng)該是不斷前進(jìn)的動(dòng)力。培養(yǎng)好勝心關(guān)鍵在于兩點(diǎn)：教學(xué)形式豐富、考核方式靈活。通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，學(xué)生以興趣為驅(qū)動(dòng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)動(dòng)力足、氛圍好、教學(xué)成效顯著提高；通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境等教學(xué)手段引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)拓思維、積極思考，創(chuàng)造主動(dòng)交流和學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。同時(shí)，課程考核方式靈活多樣，加大課堂表現(xiàn)中回答問(wèn)題情況、參與討論情況等平時(shí)課堂表現(xiàn)分值比重。在2019級(jí)和2020級(jí)環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)的“環(huán)境監(jiān)測(cè)”課程教學(xué)中，針對(duì)重金屬污染物監(jiān)測(cè)方法，教師課前設(shè)置問(wèn)題“重金屬監(jiān)測(cè)方法以及優(yōu)缺點(diǎn)”；學(xué)生課前查閱資料、準(zhǔn)備PPT，課堂上積極發(fā)言、相互交流；再由全體學(xué)生打分得到最終成績(jī)并及時(shí)公布；最后教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和指導(dǎo)。這種教學(xué)模式充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生主觀能動(dòng)性，鍛煉了學(xué)生查閱文獻(xiàn)能力、制作PPT能力、語(yǔ)言溝通能力以及臨場(chǎng)應(yīng)變能力等；更讓學(xué)生懂得了“一分耕耘一分收獲”，感悟到好勝心是期望得到贊許和尊重，是一種健康向上的學(xué)習(xí)動(dòng)力。在環(huán)境類實(shí)驗(yàn)課程中，針對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教師要求學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果、處理結(jié)果寫(xiě)在黑板上；學(xué)生及時(shí)進(jìn)行對(duì)比分析、查找問(wèn)題，力求檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。此外，實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核加大操作過(guò)程、分析過(guò)程、處理及解決問(wèn)題過(guò)程等環(huán)節(jié)比重，充分激發(fā)學(xué)生好勝心、求勝心，營(yíng)造良性競(jìng)爭(zhēng)氛圍。

2.4 加強(qiáng)合作、鼓勵(lì)擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)責(zé)任心

責(zé)任心是健全人格的基礎(chǔ)，是每個(gè)人應(yīng)該具備的基本素養(yǎng)，應(yīng)注重在集體活動(dòng)中引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)合作，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)責(zé)任心[11-13]。通過(guò)在理論課堂上成立學(xué)習(xí)小組，在實(shí)踐教學(xué)中成立科研小分隊(duì)，學(xué)生之間既有分工更有合作，主動(dòng)承擔(dān)責(zé)任，盡心盡力而為，以主人翁的身份和態(tài)度積極參與，貢獻(xiàn)自身力量，更好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。比如，在2019級(jí)和2020級(jí)環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生的“環(huán)境土壤學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，學(xué)生自愿組團(tuán)形成若干個(gè)科研小分隊(duì)，在各個(gè)實(shí)驗(yàn)中分工明確、合作默契。實(shí)驗(yàn)一是野外樣品采集，每個(gè)科研小分隊(duì)由小組長(zhǎng)分為采樣組、采樣信息記錄組、樣品管理組以及協(xié)調(diào)組，高效完成了野外樣品采集和信息收集工作；實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)三和實(shí)驗(yàn)四分別是樣品預(yù)處理及水分測(cè)定、樣品中有機(jī)質(zhì)測(cè)定、樣品中硝態(tài)氮含量測(cè)定，每個(gè)科研小分隊(duì)又分為實(shí)驗(yàn)操作組(可以根據(jù)具體操作再細(xì)分)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄組、樣品和試劑管理組、器皿管理組，小組成員各司其職，實(shí)驗(yàn)過(guò)程忙而不亂，培養(yǎng)了學(xué)生良好的合作精神和高度責(zé)任心。

3 塑造“四心”的初步成效

湖北理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院從2019年開(kāi)始實(shí)行環(huán)境科學(xué)與工程大類專業(yè)招生，在此契機(jī)下，針對(duì)2019級(jí)和2020級(jí)環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)學(xué)生進(jìn)行持續(xù)的教學(xué)改革和實(shí)踐，以期培養(yǎng)創(chuàng)新型環(huán)境類專業(yè)人才。實(shí)踐表明，該專業(yè)2019級(jí)和2020級(jí)的學(xué)生呈現(xiàn)出較好的精神面貌和學(xué)習(xí)狀態(tài)。學(xué)生能夠正視自我，并合理的做好人生規(guī)劃；對(duì)知識(shí)充滿好奇心，求知欲顯著增強(qiáng)，形成了良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)習(xí)能力明顯提高；學(xué)生班級(jí)和學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)的學(xué)習(xí)積極性提升，形成相互合作、相互學(xué)習(xí)的良性競(jìng)爭(zhēng)氛圍；在學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)和科研團(tuán)隊(duì)中體現(xiàn)出良好的合作精神和高度責(zé)任心。課堂上師生互動(dòng)顯著增加、氛圍良好，學(xué)生積極回答教師問(wèn)題、主動(dòng)提出疑問(wèn)并和教師探討；學(xué)生對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂等形式非常期待，往往上課時(shí)間結(jié)束還意猶未盡。此外，這2個(gè)年級(jí)的學(xué)生絕大多數(shù)從大一下學(xué)期開(kāi)始就主動(dòng)加入老師的科研團(tuán)隊(duì)，學(xué)習(xí)文獻(xiàn)查閱方法、科研論文寫(xiě)作方法以及實(shí)驗(yàn)操作、儀器使用等。

4 結(jié)束語(yǔ)

在新工科背景下，針對(duì)湖北理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程大類專業(yè)學(xué)生，開(kāi)展塑造“四心”的教學(xué)改革實(shí)踐，培養(yǎng)自信心以笑對(duì)困難和直面挑戰(zhàn)；培養(yǎng)好奇心以探索真理和領(lǐng)悟知識(shí)；培養(yǎng)好勝心以尋求積極競(jìng)爭(zhēng)和良性成長(zhǎng)；培養(yǎng)責(zé)任心以鍛煉合作和學(xué)會(huì)承擔(dān)。后續(xù)將進(jìn)一步針對(duì)環(huán)境類課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式進(jìn)行全局優(yōu)化，探索增強(qiáng)學(xué)生“四心”的長(zhǎng)效機(jī)制，以期進(jìn)一步適應(yīng)國(guó)際化、專業(yè)化、特色化的環(huán)境類創(chuàng)新人才培養(yǎng)要求。