劉亞曦 于晨 田戊戌 馮華仲 閆松顯

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目“赤水河流域的醬香白酒產(chǎn)業(yè)對大氣對流層臭氧的影響機制研究”（42265008）；貴州省林業(yè)科研項目“貴州省典型森林公園向大氣環(huán)境中釋放的揮發(fā)性有機物研究”（黔林科合〔2022〕42號）；貴州省省級教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項目“課程思政與課外競賽雙驅(qū)動 促進(jìn)新工科育人成效的改革研究”（2023378）

第一作者簡介：劉亞曦（1991-），女，漢族，山東濟(jì)寧人，博士，副教授。研究方向為大氣物理化學(xué)。

*通信作者：于晨（1991-），男，漢族，山東淄博人，博士。研究方向為水文與水資源。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.19.039

摘? 要：在環(huán)境類專業(yè)課的教學(xué)活動中，往往會出現(xiàn)教師為確保教學(xué)任務(wù)的有效完成而過多地講解理論知識的現(xiàn)象。而以此方式開展的傳統(tǒng)教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程常常枯燥乏味，其思維以及能力并未得到有效提高，教學(xué)成效往往止步不前。教研團(tuán)隊帶領(lǐng)學(xué)生參加課外競賽，激發(fā)其求勝欲，挖掘?qū)W生的內(nèi)在潛能，在激烈的比賽中培養(yǎng)其敢想敢干敢沖的行動力，增強其對新工科專業(yè)的認(rèn)同感和自信心。讓課外競賽與課堂教學(xué)相互促進(jìn)，激發(fā)學(xué)生探討課堂問題的興趣，使學(xué)生學(xué)習(xí)方式從“知識接受型”向“知識探索型”轉(zhuǎn)變。目前的教研實踐效果較好，學(xué)生團(tuán)隊已獲批國家級大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項目及省級大學(xué)生創(chuàng)新項目，且相關(guān)課程的考試優(yōu)良率顯著提升。

關(guān)鍵詞：課外競賽；教研實踐；人才培養(yǎng)；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目；團(tuán)隊協(xié)作

中圖分類號：C961? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）19-0165-04

Abstract： In the teaching activities of environmental professional courses， teachers often explain too much theoretical knowledge in order to ensure the effective completion of teaching tasks. In the traditional teaching carried out in this way， the learning process of students is often boring and boring， their thinking and ability are not improved， and the teaching effectiveness is often stagnant. The teaching and research team leads students to participate in extracurricular competitions to stimulate their desire to win， tap their inner potential， cultivate their ability to think and act in fierce competitions， and enhance their sense of identity and self-confidence in the new engineering major. Let extracurricular competitions and classroom teaching promote each other， stimulate students' interest in discussing classroom problems， and transform students' learning methods from "knowledge acceptance" to "knowledge exploration". At present， the teaching and research practice effect is good， the student team has been approved for the national college student entrepreneurship project and the provincial college student innovation project， and the excellent rate of the examination of related courses has been significantly improved.

Keywords： extracurricular competitions; teaching and research practices; talent training; innovation and entrepreneurship projects; teamwork

黨的二十大報告明確指出了“實施科教興國戰(zhàn)略，強化現(xiàn)代化建設(shè)人才支撐”和“推動綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生”的深遠(yuǎn)意義，為我國的教育事業(yè)及環(huán)境類專業(yè)的人才培養(yǎng)共同指明了方向[1]。在人才培養(yǎng)的過程中，如何尋找外生動力、強化人才支撐體系、反哺課堂教學(xué)成效是值得研究的課題[2-4]。課外競賽是連接學(xué)生專業(yè)技能掌握和對外擴(kuò)展研究的紐帶[5]，通過鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生參加課外競賽，激發(fā)其求知求勝的潛能，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、善于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的探索精神和敢闖會創(chuàng)的意志品格，增強學(xué)生的綜合素質(zhì)，能夠切實促進(jìn)新工科育人成效[6]。本研究以環(huán)境類的專業(yè)課程為基石，通過課外競賽的有效驅(qū)動路徑，結(jié)合課堂內(nèi)與外的雙重協(xié)作方式，促進(jìn)構(gòu)建以知識型及能力型為雙主導(dǎo)的人才培養(yǎng)體系。

一? 開展大學(xué)生課外競賽的必要性

環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的很多課程為交叉學(xué)科課程，例如主干課物理性污染控制涉及包含聲學(xué)、振動學(xué)、熱學(xué)、地學(xué)、輻射防護(hù)、城市規(guī)劃與設(shè)計在內(nèi)的多學(xué)科方向[7]，主干課大氣污染控制工程涉及環(huán)境地學(xué)、高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等研究方向[8]，因此任何一個涉及領(lǐng)域的知識及研究成果更新都可能導(dǎo)致課程教材面臨滯后性的問題。學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)的過程中也往往由于難度高、計算公式多、涉及的學(xué)科單位紛雜而感覺索然無味[9]。然而如果引導(dǎo)學(xué)生參與以環(huán)境類專業(yè)課堂知識為基石的課外競賽，如創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”等競賽，就很容易激發(fā)比賽求知求勝欲，然后自覺地在比賽過程中增加和更新自己的知識儲備，如在競賽申報書的撰寫過程中，他們會自覺地查閱文獻(xiàn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，了解國內(nèi)外相關(guān)的研究進(jìn)展，使自己的項目書更加有說服力，在評審面前更加出彩。此時只需要相關(guān)課程的授課教師或競賽指導(dǎo)老師稍加講解和點撥，學(xué)生就可以欣然地前往圖書館獲取最新、最全面的學(xué)科知識，繼而可能迸發(fā)出關(guān)于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的想法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的“三大能力”，即“自主學(xué)習(xí)能力”“實踐應(yīng)用能力”和“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力”。而對于教師而言，指導(dǎo)學(xué)生參與課外競賽可以在與學(xué)生高頻地交流討論的過程中，迅速拉近與學(xué)生的關(guān)系，打破高等教育中師生往往不熟絡(luò)的尷尬局面，同時在職稱晉升評選中獲得加分。因此推廣課外競賽在學(xué)生群體中的參與廣度和深度能夠促進(jìn)師生雙方的合作共贏，達(dá)到提升師生素質(zhì)和拓寬職業(yè)發(fā)展路徑的目的，為環(huán)境領(lǐng)域未來接班人的培養(yǎng)成才和青年教師的拔高鍛煉發(fā)揮積極的雙向促進(jìn)作用。

二? 基于專業(yè)課程的課外競賽實踐

環(huán)境類的專業(yè)課程群涵蓋物理環(huán)境、化學(xué)環(huán)境、生物環(huán)境等多方面，其專業(yè)課堂的專業(yè)知識是課外競賽選題的優(yōu)良來源。例如，大氣污染控制工程課程，涉及大氣污染原理、大氣顆粒物的采集方法、大氣污染軟件模擬預(yù)報和大氣污染控制技術(shù)等不同方面的知識內(nèi)容[10-12]，要求對知識點的貫連具有良好的邏輯性和實踐性。研究團(tuán)隊基于大氣物理及化學(xué)相關(guān)的專業(yè)知識，指導(dǎo)學(xué)過此專業(yè)課的高年級學(xué)生組建“模力”團(tuán)隊，開發(fā)相關(guān)模型，參加“挑戰(zhàn)杯”及“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”課外競賽，并鼓勵團(tuán)隊學(xué)生申報國家級及省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目，最終也均順利獲批國家級及省級立項。在學(xué)生參加課外競賽的準(zhǔn)備過程中，教學(xué)團(tuán)隊重視競賽學(xué)生的選拔工作，本著公平公正的原則擇優(yōu)選擇競賽團(tuán)隊人員，對于環(huán)境類競賽的業(yè)務(wù)骨干，會通過環(huán)境類專業(yè)課的課堂表現(xiàn)、學(xué)生本人參賽的意愿強烈程度，以及面試選拔的邏輯思維能力、語言組織能力等多方面綜合考量，最終確定競賽團(tuán)隊人員。在參賽學(xué)生的業(yè)余時間，通過校外導(dǎo)師遠(yuǎn)程指導(dǎo)、線上線下集中學(xué)習(xí)和講座培訓(xùn)等多種途徑，適時組織團(tuán)隊學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，從而提升參賽學(xué)生的專業(yè)技術(shù)水平、辯證思維能力以及臨場答辯技巧。在競賽準(zhǔn)備過程中，設(shè)定科學(xué)的團(tuán)隊管理模式，教學(xué)團(tuán)隊會對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督，制定相應(yīng)的退出機制，對學(xué)業(yè)規(guī)劃變更和主觀懈怠競賽的學(xué)生開啟更新程序，通過自薦、他薦、面試和考察等重重選拔，進(jìn)行成員的更新?lián)Q代，尤其注重低年級的新鮮血液融入及培養(yǎng)。在新團(tuán)隊成員加入以后，尤其注重建立健全“老帶新”機制，讓高年級的團(tuán)隊核心成員傳授經(jīng)驗，指導(dǎo)新成員進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)計劃書的寫作提升以及路演答辯技巧的經(jīng)驗傳授，切實做好競賽團(tuán)隊的傳幫帶工作。通過課外競賽實踐，既拉近了教學(xué)團(tuán)隊與學(xué)生的距離，又增加了師生相處的時間，讓青年教師更了解學(xué)生，學(xué)生更敬愛老師，使教師團(tuán)隊更加精準(zhǔn)了解學(xué)生的需求，從而在備課、磨課、上課的多環(huán)節(jié)教學(xué)過程中，更加有針對性地選擇學(xué)生感興趣的內(nèi)容作為著力點，讓課堂更加富有趣味性、前瞻性和實操性。因此，基于專業(yè)課程的課外競賽也具有反哺課堂的積極作用。

三? 課外競賽對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)意義

以大學(xué)生課外競賽為驅(qū)動力，對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有重要意義。課外競賽若想取得理想的名次和獎項，不能一蹴而就[13]。在較長時間的準(zhǔn)備和參賽過程中，學(xué)生的各類素質(zhì)和能力都得到磨煉，這種經(jīng)歷會助力其成為創(chuàng)新性和復(fù)合型人才。課外競賽對人才培養(yǎng)的意義主要有以下方面：它的競賽屬性能激發(fā)學(xué)生求勝欲，驅(qū)動其創(chuàng)新潛能。課外競賽的準(zhǔn)備打磨階段又能幫助學(xué)生復(fù)盤課堂知識，瞄準(zhǔn)前沿研究，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)。同時，課外競賽還能幫助學(xué)生梳理平時的創(chuàng)意，讓其具有邏輯性和連貫性，驗證創(chuàng)意的過程還能提升其實踐能力。并且，競賽組團(tuán)的模式可以培養(yǎng)學(xué)生的合作意識，形成優(yōu)良學(xué)風(fēng)。

（一）? 激發(fā)求勝欲，驅(qū)動創(chuàng)新潛能

大學(xué)生的日常課堂學(xué)習(xí)往往會讓其感到平淡，甚至枯燥，而課外知識、技能及學(xué)科競賽能充分激發(fā)學(xué)生的求勝欲，使其有緊張感、興奮感和自豪感。教研團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，很多大學(xué)生會主動向教師進(jìn)行自薦，論述自己的各項優(yōu)勢，表達(dá)出對參與課外競賽的強烈渴望。因此，課外競賽就是給予學(xué)生釋放創(chuàng)新潛能的舞臺，能讓他們青春蓬勃的求勝欲帶動其求知欲，在適當(dāng)?shù)谋荣悏毫Φ尿?qū)動下，自覺查閱文獻(xiàn)，增加知識儲備，點燃其創(chuàng)新靈感，有利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)?；A(chǔ)科學(xué)的研究和工業(yè)技術(shù)的探索都需要創(chuàng)新精神，一旦學(xué)生在本科階段被激發(fā)過創(chuàng)新潛能，有過與科學(xué)競賽相關(guān)的經(jīng)歷，那么無論是對今后的研究生求學(xué)階段，還是到技術(shù)研發(fā)的工作崗位，對其長遠(yuǎn)發(fā)展都具有積極影響。

（二）? 復(fù)盤課堂知識，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)

大學(xué)生參加課外競賽還具有復(fù)盤和鞏固課堂知識的作用。專業(yè)相關(guān)的課外競賽需要專業(yè)的知識運用，即使在課外競賽的初期創(chuàng)意構(gòu)思和完善項目計劃書等準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，都需要深入理解和熟練掌握相關(guān)的知識與技能。比如，在研究團(tuán)隊帶領(lǐng)學(xué)生團(tuán)隊進(jìn)行一款模型開發(fā)的“模力”項目研究時，首先就需要學(xué)生熟練掌握大氣顆粒物的采樣方式及利用蘇瑪罐收集揮發(fā)性有機物的方法，其次學(xué)生若想深入研究，在比賽中取得一定較好名次，還需要掌握典型的大氣污染治理技術(shù)及相關(guān)模型，這些都是環(huán)境科學(xué)相關(guān)的專業(yè)主干課——大氣污染控制工程的課堂講授的重點內(nèi)容[14]。因此，競賽團(tuán)隊的高年級核心學(xué)生成員會由于比賽需要再次復(fù)盤課堂知識，并且應(yīng)用于項目準(zhǔn)備和實操過程中，會有自然而然地推動核心專業(yè)課的重點內(nèi)容進(jìn)行鞏固溫習(xí)的效果。同時，在溫故的基礎(chǔ)上進(jìn)行文獻(xiàn)的檢索學(xué)習(xí)，鎖定相關(guān)領(lǐng)域的前沿，吸納在此時此刻更新的知識，因此由課外競賽驅(qū)動進(jìn)行的知識溫故要比課堂學(xué)習(xí)時的內(nèi)容更加新穎，能夠優(yōu)化學(xué)生固有的知識庫，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，當(dāng)涉及其他相關(guān)專業(yè)的知識體系時，還具有觸類旁通的學(xué)習(xí)效果。

（三）? 構(gòu)思梳理創(chuàng)意，提升實踐技能

大學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等課外競賽，項目的創(chuàng)意構(gòu)思是參賽基礎(chǔ)，而實踐驗證環(huán)節(jié)能否成功是競賽項目能否走遠(yuǎn)的關(guān)鍵。因此掌握專業(yè)的實踐技能是學(xué)生參加課外競賽的必備素質(zhì)，并且實踐能力會通過競賽準(zhǔn)備和實施過程而得到鍛煉提升。例如，針對空氣模型的研發(fā)升級及推廣構(gòu)思創(chuàng)意，教研團(tuán)隊帶領(lǐng)學(xué)生團(tuán)隊進(jìn)行課外競賽準(zhǔn)備過程中，需要學(xué)生切身進(jìn)行儀器設(shè)備校準(zhǔn)、野外樣品采集、脫硫脫硝等實踐操作，并且這些實踐要多次進(jìn)行，收集數(shù)據(jù)比對來驗證創(chuàng)意猜想的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。課外競賽的準(zhǔn)備過程往往需要半年到一年，甚至更久，學(xué)生能在反復(fù)的實踐過程中提升實踐技能，熟練掌握儀器操作等技能，能為畢業(yè)后的就業(yè)選擇拓寬路徑，能勝任大型儀器公司的檢測、修理、校準(zhǔn)和運維等多重崗位工作。同時，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類型的課外競賽還需要針對項目構(gòu)思及現(xiàn)實落地情況開展對公司及產(chǎn)業(yè)相關(guān)的市場調(diào)研，因而學(xué)生團(tuán)隊需要開展相關(guān)的社會實踐，實踐頻率會根據(jù)項目的研究進(jìn)度進(jìn)行適時調(diào)整，在此過程中的社會實踐和市場調(diào)研至少進(jìn)行五到八次，對學(xué)生的社會實踐技能以及相關(guān)溝通交流的頻次相較于課堂學(xué)習(xí)會有較大增加。因此，總體而言，課外競賽能切實增強學(xué)生專業(yè)知識的實操實踐能力，提升對外社交技巧，增加社會實踐的機會和經(jīng)驗。

（四）? 培養(yǎng)合作意識，形成優(yōu)良學(xué)風(fēng)

課外競賽的準(zhǔn)備階段和答辯階段都需要團(tuán)隊協(xié)作。在準(zhǔn)備階段需要學(xué)生合作完成項目構(gòu)思升級整改、科學(xué)實驗實踐驗證、市場調(diào)研推廣盈利、參賽項目計劃書的撰寫等多方面的工作，而這些不同的工作部分都需要按照不同學(xué)生的特長進(jìn)行不同分工。在答辯階段也有路演、講解、回答問題和補充答辯等多方面的分工合作。因此，在一個完整的課外競賽的全過程中，會培養(yǎng)學(xué)生的合作意識，提升他們的團(tuán)隊協(xié)作能力，無論是對今后在高校攻讀研究生要進(jìn)行科研團(tuán)隊的學(xué)術(shù)探索，還是進(jìn)入公司和同事合作攻關(guān)都大有裨益。同時，由于參與課外競賽的學(xué)生往往是跨班級、跨年級、跨專業(yè)和跨系部，甚至是跨學(xué)院組隊，課外競賽所加強的良好合作精神也有利于促進(jìn)班級內(nèi)外及學(xué)科內(nèi)外的團(tuán)結(jié)共贏，長此以往，有助于促進(jìn)形成校園的良好學(xué)風(fēng)。

四? 課外競賽實踐后的課堂學(xué)習(xí)反饋

經(jīng)過一系列的教學(xué)改革，我們已充分意識到課外競賽的重要性，尤其是對學(xué)生課堂知識的鞏固作用和實踐能力的鍛煉提升。自2022年開始，茅臺學(xué)院格外重視學(xué)生課外競賽的參與，在院系領(lǐng)導(dǎo)、輔導(dǎo)員、專任教師，甚至班級學(xué)委廣泛發(fā)動和指導(dǎo)學(xué)生參加課外競賽后，我們對教研團(tuán)隊負(fù)責(zé)的國家級創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目（模力）相關(guān)的環(huán)境類主干課程的成績進(jìn)行了分析、統(tǒng)計和對比，研究以2022年作為分水嶺，重點梳理2023年改革后和2021年改革前的學(xué)生成績情況。大氣污染控制工程課程在2023年共有兩個教學(xué)班，總?cè)藬?shù)為69人，成績超過80分的優(yōu)良人數(shù)為11人，優(yōu)良占比16%，中等成績?yōu)?0分至79分，有25人，中等成績占比36%，成績超過60分的及格人數(shù)為60人（含優(yōu)良及中等成績），及格率為87%。對比而言，2021年的大氣污染控制工程的及格率遠(yuǎn)低于87%，甚至不超過80%，同時優(yōu)良率也低于2023年進(jìn)行廣泛發(fā)動學(xué)生參加課外競賽的教學(xué)改革之后。環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的另一主干核心課程——物理性污染控制主要涉及噪聲、熱污染、電磁污染和光污染等環(huán)境污染方面的機理和控制技術(shù)，其知識內(nèi)容在基于環(huán)境專業(yè)的課外競賽中也常常需要運用，教研團(tuán)隊通過整理匯總發(fā)現(xiàn)（表1），物理性污染控制課程在2023年的教學(xué)班學(xué)生超過90分以上的優(yōu)秀率為9%，達(dá)到80分以上的優(yōu)良率為54%，不及格率為2%。反觀2021年此課程的優(yōu)秀率和優(yōu)良率均低于改革后的2023年。環(huán)境規(guī)劃與管理課程屬于包含實踐環(huán)節(jié)的環(huán)境科學(xué)類主干課程，課程中涉及環(huán)境相關(guān)項目書的寫作及區(qū)域環(huán)境的調(diào)研實踐，對課外競賽的參賽作品的項目書打磨及社會實踐有所幫助。教研團(tuán)隊統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，環(huán)境規(guī)劃與管理課程在改革后的2023年，教學(xué)班超過90分的優(yōu)秀率為6%，考取80分以上的優(yōu)良率為34%，僅1人不超過60分，及格率達(dá)99%，專業(yè)最高分97分。而在2021年，此課程的最高分為91分，優(yōu)良率較好，而優(yōu)秀率、及格率和最高分均低于2023年。總體而言，大氣污染控制工程、物理性污染控制及環(huán)境規(guī)劃與管理課程在2023年學(xué)生的總體成績要優(yōu)于2021年。誠然，關(guān)于學(xué)生成績的影響因素很多，教研團(tuán)隊目前僅統(tǒng)計與團(tuán)隊所指導(dǎo)的“模力”創(chuàng)業(yè)項目相關(guān)性較強的專業(yè)主干課程，在課外競賽和項目實施后，學(xué)生成績明顯提高，說明以課外競賽驅(qū)動的教學(xué)改革具有一定成效。今后，教研團(tuán)隊會在課外競賽中融入更多的專業(yè)課程，這些課程可以不僅限于環(huán)境相關(guān)專業(yè)，讓教學(xué)改革具有更廣闊的輻射面，并使其成效惠及更多的學(xué)科和學(xué)生。

五? 結(jié)束語

綜上所述，在環(huán)境類人才培養(yǎng)的教學(xué)研究實踐過程中，教研團(tuán)隊堅持以大學(xué)生課外競賽為驅(qū)動力，以課堂專業(yè)知識學(xué)習(xí)作為穩(wěn)固地基，將課堂內(nèi)與外教學(xué)進(jìn)行打通協(xié)作，促進(jìn)構(gòu)建全能型人才培養(yǎng)體系。研究實踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生參與課外競賽能激發(fā)其求勝欲，驅(qū)動創(chuàng)新潛能，同時能助力學(xué)生復(fù)盤課堂知識，獲取前沿的研究成果，優(yōu)化其知識結(jié)構(gòu)，構(gòu)思梳理更多的新奇創(chuàng)意，提升鞏固專業(yè)實踐技能，鍛煉提升社會實踐能力，增強學(xué)生的團(tuán)隊合作意識，促進(jìn)校園形成優(yōu)良學(xué)風(fēng)。因此，課外競賽對于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)具有重要意義，可助力將環(huán)境領(lǐng)域未來接班人培養(yǎng)成才。

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