申慧彥，胡 雪，張 瑾，馮少茹

（安徽建筑大學環(huán)境與能源工程學院，安徽 合肥 230601）

0 引 言

2018 年9 月10 日，習近平總書記在全國教育大會上提出：堅持中國特色社會主義教育發(fā)展道路，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人[1]。聯(lián)合國教科文組織《反思教育：向“全球共同利益”的理念轉變》中也提到“在知識學習過程中掌握方法，獲取知識，形成能力，培養(yǎng)情感態(tài)度價值觀，這是一個整體”[2]。安徽建筑大學2019級環(huán)境工程培養(yǎng)方案中也明確表明：本專業(yè)畢業(yè)生不僅應具備專業(yè)基本知識和技術技能，還要具備創(chuàng)新精神、新時代中國特色社會主義生態(tài)文明建設的思想和國際化視野，能不斷學習和適應新知識的發(fā)展。然而，現(xiàn)在部分高校慕課、翻轉課堂、線上線下混合式教學等新型教學模式應用不足，依舊存在教學傳統(tǒng)化、模板化，教學模式創(chuàng)新性不足等問題[3]，人才培養(yǎng)的效果不佳。因此改變傳統(tǒng)的教學方式，形成以學生為中心的課程教學模式，對于提升高素質創(chuàng)新人才培養(yǎng)水平有著十分重要的意義。

1 課程特征和學情分析

《環(huán)境生態(tài)工程》是基于生態(tài)學、環(huán)境學和工程學的交叉課程，課程主要具有以下特點：1.知識范圍廣，基本概念多，知識結構不集中。從污水處理的人工濕地、固體廢棄物處理的好氧堆肥和厭氧發(fā)酵，到生物質和生物質能、大氣污染生態(tài)治理等，涉及到多方面生態(tài)環(huán)境問題。2.內容綜合性強，涉及到生態(tài)學、環(huán)境工程和系統(tǒng)工程等專業(yè)內容，學習過程中對學生綜合思維能力要求較高。3.以解決實際環(huán)境問題出發(fā)，具有較強的現(xiàn)勢性和現(xiàn)實性。

該課程作為環(huán)境工程專業(yè)選修課程，開設在第五學期。此時，學生已經學習了《環(huán)境工程原理》、《環(huán)境化學》等專業(yè)基礎課程，同學期還開設了《水環(huán)境污染控制工程》、《固體廢棄物處理》等專業(yè)課程。學生已掌握部分專業(yè)知識，具備一定的分析解決環(huán)境問題的能力。然而，在課程學習中，學生暴露以下問題：1.由于是選修考查課程，沒有必修考試課的壓力，重視度不夠；2.重理論，輕實踐，特別是在污染物處理工藝的設計和應用部分；3.忽略專業(yè)知識的完整性，生態(tài)工程是污染治理修復的重要環(huán)節(jié)，應與其他課程有機結合，將生態(tài)理念融入實際污染處理工藝，切實解決現(xiàn)有環(huán)境問題。《環(huán)境生態(tài)工程》課程的教學目標，不僅傳授理論知識，更需要注重培養(yǎng)學生知識整合和創(chuàng)新實踐能力，同時樹立和踐行綠色發(fā)展觀，形成綠色生產、生活方式，為國家的“綠水青山”事業(yè)做出努力?；谝陨蠈W情分析，為了更好的實現(xiàn)教學目標，本課程從教學內容、教學模式、教學手段三方面進行探索創(chuàng)新。

2 教學內容的改造

《環(huán)境生態(tài)工程》課程教學內容可以分為理論基礎與工程應用兩大模塊。理論基礎模塊大多是其他課程沒有涉及和重復的專業(yè)內容，也是本課程的重點、難點所在。工程應用模塊是應用生態(tài)工程理論來解決具體的環(huán)境問題，與其他專業(yè)課程有著很大的關聯(lián)。為了學生系統(tǒng)地掌握知識內容，培養(yǎng)學生綜合思維能力，通過“定、增、減、融”四步對《環(huán)境生態(tài)工程》教學內容進行了改造，如表1所示。第一，“定”是確定，確定整個課程重、難點，確定每個章節(jié)講課原則和邏輯。第二，“增”是增加，根據學生課前線上自主學習反饋，適當增加學生自主學習中難點內容的解析和延伸；在每個章節(jié)增加實際案例教學，特別是在理論章節(jié)加入工程案例，讓學生在案例分析和研討中，理論知識具體化、實踐化。第三，“減”是減少，根據學生課前線上自主學習反饋，減少學生已經掌握的知識內容的講解；減少課程中與其他專業(yè)課程相重疊內容的講解，比如在大氣環(huán)境生態(tài)工程章節(jié)中第一節(jié)的理論知識與《大氣污染控制工程》課程內容有重疊，可適當刪減。第四，“融”是融入和融合，根據習近平總書記“各門課守好一段渠、種好責任田”的指示精神，把思政元素“潤物無聲”融入教學之中，同時融入新鮮學術元素，比如在大氣環(huán)境生態(tài)工程章節(jié)中引入“碳中和”，在濕地環(huán)境生態(tài)工程的中學習自組織原理和正常生態(tài)位原則時融入“習總書記2013 年12 月在《中央城鎮(zhèn)化工作會議》發(fā)出的號召：讓居民望得見山、看得見水、記得住鄉(xiāng)愁”，引導學生自發(fā)地關注環(huán)境領域的時事動態(tài)，培養(yǎng)學生的職業(yè)認同感、榮譽感和家國情懷。

表1 《環(huán)境生態(tài)工程》教學內容改造

3 教學模式和改進方法

為了實現(xiàn)“學生為中心”的教學理念，培養(yǎng)學生自主、綜合學習能力，本課程采用“線上線下”教學模式。課前，學生自主完成學習通上的教學資源和內容考核，反饋自主學習中遇到的問題。在該過程中，學生可以充分利用網絡資源，豐富知識內容；老師根據學生考核結果反饋，及時調整線下課程內容。線下課堂，學生帶著自主學習的問題聽課，在老師的引導下解決問題。因此，線下課程要注重問題為導向的探討式教學。課后，學生對所學知識進行總結，并在線上完成拓展學習以及綜合問題的論述。

該模式的實施關鍵在于老師的指導和監(jiān)督，老師時刻關注學生學習進度，及時提醒學生完成學習，注重知識梳理和學習引導。為了“線上線下”模式的有效實施，本課程主要采用啟發(fā)式、討論式、參與式、探究式教學方法，如圖1所示。

圖1 《環(huán)境生態(tài)工程》課程教學模式

3.1 啟發(fā)式授課

啟發(fā)式教學是指教師把握住教師教學和學生學習過程中的內在演進規(guī)律，引導學生主動、積極、自覺地掌握知識的教學方法，其核心是啟發(fā)學生的思維[4]。在目前學生對選修課程不太重視的氛圍下，啟發(fā)式教學不失為一劑提升學生學習興趣的良方。教師需要根據學生的線上學習情況，對教學內容的重難點，有目的地進行引導式講授，讓學生積極主動學習知識。啟發(fā)式教學可以讓學生對課程知識獲取感性認識，根據《環(huán)境生態(tài)工程》的課程特點，獲得感性認識有兩個主要途徑：動態(tài)模擬和實物考察。如在講述人工濕地污水處理這一知識點時，動態(tài)模擬人工濕地工藝運行；并結合科研工作，讓學生觀摩本校實驗室自行設計的人工濕地反應器。

3.2 探究和討論式教學

通過啟發(fā)式授課，學生明確各章知識的主要內容，在老師的引導下參與課程知識的探究和討論，這是培養(yǎng)學生整合知識、創(chuàng)新思維的主要環(huán)節(jié)。在這個過程中，教師通過學生線上學習已了解教學知識的疑難點，備好研討資料。例如，關于人工濕地凈化污水中基質、微生物和植物的作用，教師可設如下問題引導學生聯(lián)系其他課程知識思考學習：1.結合《環(huán)境工程微生物學》課程的知識，思考人工濕地中微生物在降解污水有機污染物的作用和機理。2.基質處理污水的作用與《水污染控制》課程中講述的哪種工藝功能類似？3.人工濕地選擇植物的依據是什么?學生圍繞這些問題查閱資料、進行思考，實現(xiàn)本課程與其他課程理論知識與工程問題的融合，提升學生對相關問題的研討興趣。

學生是討論和探究式教學的主體，教師只負責主持整個討論過程。在討論中要注意學生個體的差異，對于踴躍發(fā)言，知識點掌握程度較好的同學要注意高階學習目標的培養(yǎng)，培養(yǎng)其自主學習能力和整合、創(chuàng)新思維。同時，老師要注意隨時提問知識點掌握不好的學生，給予啟發(fā)和引導。討論結束后，老師要根據課堂實際情況，對知識的重難點進行重新歸納和總結，以達到更好的教學效果。

3.3 參與式教學

參與式教學，是指教師從學生的實際需要和愿望出發(fā)，引導學生走向以實施性為核心，以自覺性、選擇性為特征的學習，將理論與實際結合，從而達到將知識、理論內化為能力的目的。如在人工濕地這章節(jié)學習中，布置一個課程設計題目：“校園生活污水的人工濕地處理工藝”的設計；在固體廢物生態(tài)處理章節(jié)，布置“校園生活垃圾的生態(tài)處置”的設計。對這些設計的思考，學生不僅收獲了知識，而且收到了有益啟示，引導學生在學習中主動參與。

4 課堂教學創(chuàng)新效果

自《環(huán)境生態(tài)工程》開課以來，不斷進行課程內容和教學模式的改進，學習主導地位逐漸由老師過渡到學生；課程內容根據專業(yè)發(fā)展需求不斷調整，也更加注重與其他專業(yè)知識的融會貫通，激發(fā)了學生學習興趣，促進了同學自主學習和問題探討，培養(yǎng)了學生的綜合思維能力。

如圖2，從近兩年《環(huán)境生態(tài)工程》課程目標達成度分析可知，3 個教學目標達成度均大于0.75，并且逐年有所提高，說明學生在該課程的學習中主動性增強，學習效果提升。目標①掌握生態(tài)工程理論，環(huán)境污染生態(tài)治理具體技術，理解生態(tài)工程學的發(fā)展趨勢和應用前景，這一目標主要考察學生理論知識的掌握程度，2018 級學生達成度已到0.85，說明學生對課程知識掌握較好。目標②運用生態(tài)工程原理，綜合分析解決環(huán)境污染問題，增強知識整合與創(chuàng)新實踐能力，達成度從2017級的0.79增加到2018 級的0.83，說明通過教學改革，該課程在學生綜合思維能力、解決實際問題能力的培養(yǎng)上效果顯著，這對于他們后續(xù)學習起著積極作用。目標③樹立和踐行綠色發(fā)展理念，培養(yǎng)職業(yè)榮譽感，這一目標為素質塑造高階目標，也是環(huán)境工程專業(yè)的高階培養(yǎng)目標，完成度也較好，2017、2018 級學生均達到了0.90以上。

圖2 2017、2018級學生《環(huán)境生態(tài)工程》課程目標達成度分析

5 結 語

《環(huán)境生態(tài)工程》課程作為環(huán)境工程專業(yè)課程，基于全面型人才培養(yǎng)目標的培養(yǎng)理念，在教學內容、教學模式、教學方法進行了探索，旨在激發(fā)學生自主學習的熱情，提高學生的綜合性思維和創(chuàng)新實踐能力，為我國環(huán)境領域培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應用人才。