农业课程教学环境工程论文

2022-04-24

摘要基于建筑类高校环境工程专业特点,介绍环境影响评价课程开设情况,结合多年教学理论研究和实践,从建筑类高校环境影响评价课程的定位、围绕建筑类高校环境类专业培养强化课程教学、强化实际项目环境影响评价实践以及加强同建筑类高校环境工程专业的交流等方面进行探讨,为建筑类高校环境工程专业环境影响评价课程教学质量提高和教学改革提供依据。下面是小编整理的《农业课程教学环境工程论文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。

农业课程教学环境工程论文 篇1:

基于培养目标的专业课程实习体系的构建

摘要 基于“技术+管理”应用复合型人才培养目标对农业资源与环境专业课程教学实习体系进行了构建,把“技术+管理”应用复合型人才培养目标分解为资源高效利用、环境监测评价及保护、信息技术应用3个领域的技术和管理能力培养,构建了3个领域技术和管理能力培养的具体专业课程实习体系,并提出了保障课程实习教学的保障措施。

关键词 培养目标;复合型;课程实习;保障措施

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2020.16.080

Construction of Professional Course Practice System Based on Training Objectives—Taking the Specialty of Agricultural Resources and Environment as an Example

FAN Hai-rong, WU Su-xia, CHEN Li-na et al

(College of Agriculture and Biotechnology, Hebei Normal University of Science and Technology, Qinhuangdao, Hebei 066004)

Key words Training objectives;Compound type;Course practice;Safeguard measures

基金項目 河北科技师范学院2019年教学研究项目(JYYB201903);2012年河北省高等教育教学改革研究项目—二级学院科学发展体系及综合改革模式研究(2012GJJG095);2019—2020年度河北省应用技术大学研究会课题(JY2019052)。

作者简介 范海荣(1979—),女,山东陵县人,讲师,硕士,从事生态环境的污染与治理研究。

收稿日期 2020-02-27;修回日期 2020-03-19

新的时代背景下,农科高等教育迎来了新的发展机会,为了培养新时代的农业科技人才,农业资源与环境专业提出了“技术+管理”应用复合型人才培养目标。为了满足人才培养目标的要求,专业课程实践体系需要不断完善、创新。

1 研究背景

1.1 新时期对农科高等教育的要求

随着社会的飞速发展,5G时代来临,生物技术、人工智能、大数据分析、互联网营销等新技术、新手段的应用,给农业发展带来了前所未有的机遇,而传统的农科教育已经不能适应新时期农业的发展需要,传统农科在资源集约利用、生态文明建设、新技术的应用等方面略显不足。因此融合新技术、新理念、创新人才培养方式,拓展学科内涵,是农业高等教育改革的新方向[1]。

2012年,教育部提出了“卓越农林人才培养计划”,旨在培养能够解决农林业生产实际问题能力的高水平应用型人才[2-3]。2019年教育部在安吉县召开了新农科建设研讨会,高等教育司司长吴岩在会上指出新农科建设要肩负“四大使命”,主动服务好脱贫攻坚、乡村振兴、生态文明和美丽中国建设,加快培养创新型、复合应用型、实用技能型农林新才。

1.2 新形势下农业资源与环境专业的人才培养目标

农业资源与环境专业是为了实现农业发展过程中资源高效利用、解决环境问题、保证农产品安全、促进生态文明建设而开设的专业。在加强生态环境和“三农”建设的国家发展战略和新农科建设背景下,围绕振兴乡村经济和推进生态文明建设,进行培养目标、培养方案、课程体系、实践教学等方面的改革,为美丽乡村发展提供更强有力的人才支撑,是农业资源与环境专业改革的新要求。所以新形势下农业资源与环境专业就是要培养掌握植物、水肥、土地等资源高效利用的技术与方法,掌握环境污染的调查、监测、取样检测、质量评价预测、预防与治理措施等技术与方法,掌握利用信息技术对农业资源与环境进行开发、利用与保护及退化防治等宏观管理与决策能力的“技术+管理”应用复合型人才[4]。

1.3 实践教学对“技术+管理”应用复合型人才培养的作用

实践教学是培养创新型、应用复合型、实用技能型人才的重要手段和重要环节[5-9]。农业资源与环境专业具有很强的实践应用性,为了实现培养目标,在教学过程中河北科技师范学院设置了4年不断线的实践教学体系。其中专业课程教学实习是实现“技术+管理”应用复合型人才培养目标的重要手段和途径,专业课程的开设具有体系性,贯穿专业学习的整个阶段,开展教学实习,针对某个方面的专业技能、应用操作能力培养更具有针对性,更能把某一领域的新技术、新思想融入到实习中来,拓展学生的视野,提高学生的创新能力。

2 “技术+管理”应用复合型人才培养目标下专业课程教学实习体系的构建

专业教学实习对于巩固加深课堂理论知识、培养学生的专业技能,提高动手操作能力,掌握学科前沿技术等方面起到非常重要的作用[10]。单个课程的教学实习教学内容自成体系,有利于学生分门别类地掌握相应专业的技能。综合教学实习则可以让学生把所学的专业知识、技能融会贯通,提高学生分析解决问题的能力、创新思维能力和综合素养[11]。

农业资源与环境专业“技术+管理”应用复合型人才培养目标具体可以分解为资源高效利用、环境监测评价及保护、信息技术应用3个领域的技术和管理能力的培养,从而要从3个领域建设相应的课程教学实习体系(图1)。

2.1 资源高效利用技术和管理能力培养专业课程教学实习体系建设

资源高效利用技术和管理能力主要让学生具备土壤肥力状况鉴定、植物营养状况诊断与测土配方施肥技术、肥料生产工艺技术等能力。为达到培养效果,可以设置地质与地貌学课程实习、土壤学与土壤地理学课程实习、植物营养学课程实习、施肥原理与技术课程实习、肥料生产原理与工艺课程实习等。地质与地貌学实习主要让学生掌握野外地质调查的方法,了解地貌、岩石、地质构造对土壤发育和农业生产的影响;土壤学与土壤地理学实习主要让学生掌握土壤的形成因素及分布规律,通过土壤剖面鉴定土壤类型,针对不同土壤类型的特点提出土壤利用、保护和改良措施。植物营养学实习主要让学生掌握营养液的配置方法与技术、水培和盆栽和田间实验的方法、植物缺素的鉴定等;施肥原理与技术课程实习主要让学生通过各种数学模型和专家系统掌握不同作物的需肥特点与施肥技术等;肥料生产原理与工艺课程实习让学生掌握化肥、有机肥、复合肥的生产工艺流程,掌握影响有机肥发酵的有关因素及其控制、加工技术,有关生产设备和仪器仪表的工作、操作原理,肥料的营销管理等技术和管理方法。

2.2 环境监测评价及保护领域技术和管理能力培养专业课程教学体系建设

环境监测评价及保护技术和管理能力则主要让学生具备环境规划与管理、环境监测、检测、质量评价技术,污染防治技术等。为达到培养效果,可以设置环境监测课程实习、环境质量评价课程实习、环境工程课程实习、环境规划与管理实习等。环境监测实习主要让学生掌握大气、水、土壤环境检测的监测内容,各种污染物的检测方法与监测技术,各种监测设备的使用方法等;环境质量评价课程实习主要让学生掌握环境质量评价的方法、技术和手段,掌握不同项目环境影响评价的侧重点,学会编制环境影响评价报告;环境工程实习主要让学生掌握大气污染物处理设备的原理与工程要求;污水处理厂、垃圾填埋场的建设要求与关键技术等;环境规划与管理实习主要让学生掌握环境功能区划的要求、环境现状的评价方法及预测方法、规划与管理技术。

2.3 信息技术应用领域技术和管理能力培养专业课程教学体系建设

信息技术应用领域技术和管理能力培养主要让学生掌握利用 “3S”技术对资源与环境的开发、利用与保护及退化防治等方面进行管理和决策。为达到培养效果,可以设置测量学课程实习、遥感与信息技术课程实习、土壤资源调查与制图课程实习等。测量学课程实习主要让学生掌握测量相关测量仪器的使用方法,角度、距离和高程测定的方法等;遥感与信息技术课程实习主要让学生掌握遥感影响的处理和自动分类技术,地理信息系统软件的基本操作,空间分析和专题图制作技术;土壤资源调查与制图课程实习主要让学生掌握利用遥感影像调查土壤及土地利用现状的方法与技术,利用地理信息系统软件完成数字化、质量评价等技术和方法。

2.4 专业模块综合实习对“技术+管理”应用复合型人才的培养

农业资源与环境专业是一个多学科交叉的专业,专业课程之间前后联系紧密,根据课程之间的联系,建立了资源高效利用模块和环境监测评价及保护模块,把信息技术应用到这2个模块中来,设置专业模块综合实习1——土壤精准施肥技术实习,专业模块综合实习2——水环境调查与质量评价实习。在实习的过程中,教师提出实习任务,指导学生撰写实习方案,学生独立开展样品采集、项目测定、数据处理、结果分析、措施建议,最后完成综合实习报告的撰写,在整个实习过程中学生是主体,教师只进行跟踪指导,在这个过程中,学生把所学的知识和技能串联起来,提高了学生的科研素养和创新能力[11-12]。

2.5 专业课程实习体系建设对“技术+管理”应用复合型人才的培养的作用

通过课程实习体系建设实施,可以让学生系统的掌握资源高效利用、环境监测评价及保护、信息技术应用3个领域的相关知识和技术,并通过综合实习,把信息技术实际应用到生产实际问题中去,让学生学会利用信息技术高效地解决精准施肥的问题及技术,以及学会实际环境要素的环境影响评价工作,让学生把所学课程体系的相关内容和技术串联在一起,形成知识技术体系,能够利用新技术解决实际生产问题的能力,成为懂得“技术+管理”知识的应用复合型人才。

3 专业课程实习的保障措施

3.1 课程教学实习教师队伍建设

要想保證课程教学实习的质量效果,必须具有一支掌握新技能、新学科前沿知识和实际生产操作能力的实习指导教师队伍。可以通过企业实践锻炼培训、学历培养、在岗培训、参加职业资格证书考试、参加各种技能竞赛等方式,掌握行业的最新技术成果,全面更新课程知识和专业新技能,保证实习教学质量的提高。同时学校还可以聘请企业里的专家、核心技术人员指导实习,为学生带来生产一线的新工艺技术,提高学生的技术水平和管理能力。

3.2 加强硬件设施建设

要想让学生掌握最先进的技术,必须加强学校硬件设施建设,加大经费投入力度,购买先进的仪器设备,完善实验室建设,建设成功能区分明确、专业特色突出的实验室。建设相应的资源高效利用功能室、环境监测评价及保护功能室、信息技术应用功能室。相关功能室配备相应的大型先进仪器设备,让学生掌握相应模块的最新设备技术操作,提高解决问题分析问题的能力,把学生培养成主动思考型、创新实践型人才[11,13]。

3.3 加强实习基地建设

与一些相关的企事业单位产学研相结合,协同办学,为学生提供稳定、丰富的实习基地[11,13]。与地质生态公园、农业合作社、有机肥料厂、土壤肥料公司、测土施肥公司合作,形成资源高效利用实习基地。与环保监测、检测公司、当地的污水处理厂、垃圾填埋场、环境影响评价公司、土壤修复公司等单位合作,成立环境监测评价及保护实践平台;与遥感技术应用公司、地理信息系统应用开发公司等单位建立联系,形成信息技术应用实践平台。

参考文献

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[3] 刘占柱,尚微微,姚丹,等.跨大类卓越农林人才培养研究[J].高等农业教育,2015(1):66-69.

[4] 王艳玲,徐江兵,周晓冬.协同创新环境下农业资源与环境专业人才培养模式改革研究[J].安徽农业科学,2015,43(32):375-377.

[5] 叶优良,黄玉芳.加强实践教学环节,提高农业资源与环境专业学生综合能力[J].中国校外教育,2011(8):72,109.

[6] 时伟.论大学实践教学体系[J].高等教育研究,2013,34(7):61-64.

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[9] 陆安山,梁韶华,张晓培.基于模块化的电子信息工程专业实践教学体系构建与实践[J].河南教育,2015(9):91-93.

[10] 程海楠,冯继广,任情.高校林学专业基础课程教学实习改革探讨[J].中国地质大学学报(社会科学版),2013(S1):97-99.

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[12] 孙霞,陈波浪,盛建东,等.农业资源与环境专业植物营养综合实习教学模式的实踐与探索[J].教育教学论坛,2012(S2):251-252.

[13] 朱美英,张频,魏雪娇,等.农业资源与环境专业实验教学改革的思考[J].实验技术与管理,2010,27(9):146-148.

作者:范海荣 吴素霞 陈丽娜 谢新宇 张电学

农业课程教学环境工程论文 篇2:

建筑类高校环境影响评价课程教学实践

摘 要 基于建筑类高校环境工程专业特点,介绍环境影响评价课程开设情况,结合多年教学理论研究和实践,从建筑类高校环境影响评价课程的定位、围绕建筑类高校环境类专业培养强化课程教学、强化实际项目环境影响评价实践以及加强同建筑类高校环境工程专业的交流等方面进行探讨,为建筑类高校环境工程专业环境影响评价课程教学质量提高和教学改革提供依据。

关键词 环境影响评价;建筑类高校;环境工程专业;教学改革

1 引言

近年来,随着我国大气、地表水和地下水等环境污染问题的集中出现,政府和公众对环境问题越来越重视,对环境类人才的需求越来越大。因此,近十几年来,很多综合性高等院校和农业、林业、化工、建筑等专业院校都开设了环境工程或相关的环境类专业。而环境影响评价课程是高等院校环境工程专业的重要主干课程之一,也是环境科学与工程学科重要的方向之一。特别是近年来,随着环境影响评价制度在国内的广泛开展和严格执行,以及环境影响评价成为人们参与环境的重要方式,环境影响评价课程在环境工程专业中的地位和重要性越来越加强。

2004年,国内开始实施环境影响评价工程师职业资格制度以来,环境评价工作更加严格化、程序化和规范化,这对环境影响评价课程教学要求越来越高。因此,为了适应社会对环境工程专业人才培养提出的越来越高的要求,环境影响评价课程教学必须发挥出课程自身的内容优势,突出培养学生的环境影响评价能力[1]。

与农业、林业、化工等专业类院校不同,国内大多数建筑类高校环境工程专业源于给排水科学与工程专业有自己独特的特点。不管是教师和学生,对建筑类知识的学习和掌握较多,而且很多学生就业也是建筑类单位。因此,结合建筑类高校环境工程专业的特点,开展环境影响评价课程教学改革,提升课程的知识培养能力,对于整体提高建筑类高校学生的能力和水平,提升学生就业和发展的核心竞争力,具有非常重要的作用。

本文基于建筑类高校环境工程专业的特点,介绍环境影响评价课程的开设情况,结合笔者多年的教学理论研究和实践,从课程定位、围绕建筑类高校环境类专业培养目标强化课程教学、强化实际环境影响评价项目实践以及加强同建筑类高校环境工程专业的交流等方面进行探讨。

2 建筑类高校环境影响评价课程简介

环境影响评价课程是建筑类高校环境工程专业的核心必修课程之一,在学生培养过程中具有重要的地位和作用。本课程的主要内容包括环境影响评价的基本概念、相关法规和标准、环境影响评价的程序和方法、环境现状调查、工程分析、环境影响预测与评价技术、大气环境影响预测与评价、水环境影响预测与评价、声环境影响预测与评价、固体废物环境影响评价和生态环境影响预测与评价等。通过本课程的学习,学生能够熟悉环境影响评价的基本概念、相关法规和标准,掌握环境现状调查、工程分析、环境影響预测与评价的基本理论及方法,掌握相关评价技术和方法,为今后从事环境影响评价相关工作打下基础。同时,建筑类高校环境工程专业环境影响评价课程更加侧重于建筑行业和市政设施如城市污水处理、城市垃圾处理等项目的环境影响评价或工程竣工验收等。

3 建筑类高校环境影响评价课程教学实践探讨

建筑类高校环境工程专业环境影响评价课程定位 建筑类高校环境工程专业环境影响评价是重要的专业技术课程之一,也是环境科学、环境工程专业的必修主干课和核心课程。该课程以多类型的典型环境影响评价项目为支撑,课程内容包括环境影响评价理论知识和相关实践技能,包括环境现状调查、工程分析、环境影响预测和评价等。课程计划24学时,配套综合大作业实践一周。

结合建筑类高校的专业设置和课程开设特点,环境影响评价课程的定位是培养学生掌握环境影响评价基础知识和实践应用能力,使学生掌握地表水、地下水、大气、声和生态等要素的环境影响预测和评价方法,为后续课程学习提供必要的知识积累。同时,结合学生毕业后可能从事环境影响评价、竣工验收和环境管理等方向工作的需求,课程内容强化实践和应用,培养学生的环境影响评价实践技能,提高学生进行环境影响评价实际项目和进行环境影响报告编制的能力。

围绕建筑类高校环境工程专业培养目标完善课程内容 建筑类高校环境工程专业涉及面广,是土木建筑、市政、生物学、气象学、管理学和社会学多门学科相互渗透的新兴交叉专业。专业目标是培养具有强烈的环境保护和可持续发展理念,掌握环境科学与工程、建筑市政工程等方面的基础理论和实践技能,具备从事环境影响评价、环境工程等方向的理论、技术、工艺和装备的研究与开发能力,能在政府管理部门、环保部门、规划部门、科研院所、设计院、环保类公司等从事环境工程设计、监测、评价、规划、管理和技术研发的技术人才。本专业培养的学生能够将自然科学基础知识和环境工程专业知识用于解决专业领域内复杂工程问题;针对复杂环境问题开展工艺设计和计算,提出问题解决方案;具有较强的环保意识,以可持续发展观点评价复杂工程问题解决方案对社会、环境、安全的影响。

因此,为了促进达成专业目标,环境影响评价课程不管是课程内容设置,还是课程教学,都紧紧围绕建筑类高校环境工程专业培养目标开展。在课程内容设置方面,尽量全面涵盖环境影响评价法律法规、标准和导则、技术方法和案例分析的内容,同时结合建筑类高校人才培养的需求和特点,增加建筑类和市政类工程项目的环境影响评价内容、方法。在课程教学方面,理论和实践紧密结合,在课内讲授的同时,组织学生参观和详细了解建筑房地产和市政工程项目的产污环节、环保设施和管理措施等,深化对该类项目环境影响评价的认识。

强化实际环境影响评价课程实践教学和项目实践 环境影响评价课程实践性较强,因此在教学中必须结合实际,理论和实践相结合。在本课程教学中,不断探索和改进教学方法,提倡启发式、讨论式、研究式教学,避免重演绎推理、轻归纳综合,突出对学生工程应用能力和创新意识的培养[2]。课程教学分课内与课外两部分,其中课内教学包括课堂讲授、研讨课和习题讲解等内容,而课外学习包括课程作业、大作业和项目学习等内容。

课程教学强化课堂讲授,结合案例分析和课题讨论,通过问题式、案例式教学,启发学生对实际环境评价问题进行分析与探究,揭示相关理论和原理。在内容讲授环节,对于简单内容,采用自学与授课相结合的方法,先布置学生课外自学相关内容,在课堂上则提纲挈领地讲解思考问题的脉络,使学生能够领会到方法的实质;对于难以理解的内容则进行深入讲解,使学生能够容易掌握。在实践环节,通过一定数量的案例和专题讨论,使学生加深对基本概念、基本方法的理解,组织案例和习题讨论,进一步掌握基本概念,突出并巩固重点,增强工程实践能力。课堂练习与课后基于项目的大作业相结合,每章节内容学习完毕,进行单元练习,并就学习的难点问题组织课堂讨论。在课程的最后则安排一个基于问题的小组大作业,由小组内的成员协作共同完成。采用项目和大作业为载体、任务驱动的教学模式,选择合适的项目构建学习载体,学生可分组进行项目式自主设计,教师做专业性指导。同时,结合课外练习题的布置,使学生巩固课程学习内容。

加强同建筑类高校环境工程专业的交流 环境影响评价时效性和政策性很强,其内容和要求也随着环境污染和保护形势的发展而不断发展,因此要求授课教师必须与时俱进,不断接收新的环境影响评价知识和技能,满足课程发展的需要。加强同建筑类高校环境工程相关专业特别是环境影响课程的交流非常重要。比如安排授课教师参加各种层次和内容的环境影响评价技术培训或技术研讨课程班,加强同综合性大学和建筑类高校环境工程专业环境影响评价课程教师的交流。通过不断交流和研讨,开拓教师的教学和实践思路,吸取好的经验,促进环境影响评价课程的不断创新和发展。通过交流学习,在业务上互通有无,讲授方法和内容上取长补短,提高教师的综合业务能力。同时,组织环境影响评价课程的教师参加其他重点大学和建筑类高校环境影响评价课程的观摩和课程学习,激发教师的教学和实践积极性,提高教师的教学、研究水平和能力,博采众长,不断推进课程创新,促进课程能力提升。

4 结语

建筑类高校环境工程专业的环境影响评价课程理论和实践性强,为了达到理想的课程效果,结合建筑类高校环境影响评价课程的定位,完善课程内容设置,强化实践和理论教学,增加建筑类和市政类工程项目的环境影响评价内容和方法的介绍。课程教学提倡启发、讨论和研究式教学,突出对学生工程应用能力和创新意识的培养。同时,加强建筑类高校环境工程专业的交流,提高教师的教学能力和水平。本文可为建筑类高校环境工程专業的环境影响评价课程教学质量提高和教学改革提供参考和依据。

参考文献

[1]张武,赵瑞华,赵兴贵,等.环境工程专业学生创新能力培养模式研究[J].教育教学论坛,2016(40):166-167.

[2]卢彦越,刘绍刚,胡玉平,等.构建环境工程专业实践教学体系的研究[J].实验技术与管理,2012,29(10):169-171.

作者:刘建伟

农业课程教学环境工程论文 篇3:

“双一流”建设驱动环境工程微生物学教学优化

[摘 要]建设世界一流大学和一流学科、实施卓越工程师计划对于提升我国高等教育发展水平具有十分重要的意义。基于教学实践,可以通过巧用教具展示互动,提高学生学习兴趣;巧用热点案例分析,强化学生理解程度;巧用课程知识点解析,提升学生创新能力;巧用现代教学手段,完善教学课件体系;增加教学案例分析,强化工程应用能力;选择吸收国外经验,促进教学的国际化去实现“双一流”建设驱动环境工程微生物学教学改革,为我国“一带一路”发展战略实施提供环境保护领域的智力支持与人才保障。

[关键词]环境工程微生物学;卓越工程师计划;“双一流”建设;有效教学

教育部实施高等院校“卓越工程师教育培养计划”是促进我国大学教育从工程教育大国迈向工程教育强国的重要步骤。“卓越工程师教育培养计划”的重点是强化大学生的工程能力和创造力,提升我国高等教育水平和层次,它也是我国高校“双一流”建设推动高等教育跨越式发展的助推器。西安建筑科技大学环境与市政工程学院是我国西部地区12省市里唯一拥有环境类国家重点学科,并同时拥有环境工程国家重点学科的学院,为我国西部地区培养了大批环境工程领域的人才,分布在市政污水处理、环境监测和环保设备开发与研制等领域,学院环境工程专业的发展为我国“一带一路”发展战略的有效实施提供智力与人才保障。

微生物学是我国高等院校生命科学类专业必开的一门重要基础课或专业基础课,是生物学八大基础课之一。同时,微生物学也是高等工科院校环境类专业发展及环境科学与工程教学研究的重要基石之一。随着分子生物技术的广泛应用,微生物学对现代与未来人类赖以生存的环境必将产生巨大影响。微生物学作为生物学的八大基础课程之一,与其他学科交叉衍生出众多学科,例如医学微生物学、农业微生物学、土壤微生物学、微生物生态学、微生物生理学和微生物分子生物学等。环境工程微生物学的发展为环境工程专业教学与科研注入了新鲜血液。根据专业培养目标,环境工程专业主要培养本科生掌握水污染控制工程、空气污染控制工程、固体废物处理处置与资源化工程的基本原理和设计方法,其中环境工程微生物学作为环境工程专业核心基础课程在专业发展和学生培养方面发挥着重要作用。

笔者作为西安建筑科技大学环境工程国家重点学科的一名青年教师,主要对本科生进行环境工程微生物课程的教学。卓越工程师计划对讲课教师提出更高的要求,在卓越工程师计划实施过程中如何提升环境工程微生物学教学质量,提高学生学习兴趣,培养具有国际化视野的环境工程领域专业技术人才成为亟待研究的课题。并且,在我国高校“双一流”建设的背景下,高校教师不但需要高水平的专业理论学识,更需要不断探索课程教学体系,坚持“以学生为本”的教学理念。如何将微生物学与环境工程教学有机结合,如何有效教学,如何提高环境工程专业学生学习微生物学的兴趣以及如何将微生物学理论与环境工程实际应用相结合成为目前亟待解决的問题。

一、巧用教具展示互动,提高学生学习兴趣

课堂教学实践结果分析发现,在提高学生学习兴趣的基础上,应该将微生物学与环境工程有机结合。例如,第一节课带上几套培养皿,然后问学生:“我们环境中有哪些微生物?”随后让学生自己打开培养皿盖,在空气中放置1分钟后盖上盖子。教师再问:同学们想想,下次上课,我将这几个培养皿带来,会发生什么情况?学生很好奇,各抒己见。第二次上课刚开始,学生就纷纷问老师上节课的培养皿情况,我拿出来让大家看,培养皿上长满了五颜六色的菌落。这说明一个问题,我们生存的空气中有大量的微生物。我们人类必须利用有益的微生物为人类服务,同时要遏制有害微生物,这是我们环境工程领域要解决的问题之一。通过这个教具展示互动过程,学生对环境工程微生物产生了浓厚的学习兴趣。

二、巧用热点案例分析,强化学生理解程度

环境工程专业本科生不同于生物技术或生物科学专业学生,工科学生生物学基础知识储备弱于生物专业学生。因此,在讲授过程中,应该巧用生产生活中的热点案例进行分析,提升学生理解程度。如,在讲授到“环境微生物的利与弊”时,可以运用大量学生们熟悉的案例来引导学生对知识点进行理解。例如近几年,我国大部分地区经历了严重的冬季雾霾污染,“PM10”和“PM2.5”等专业名词家喻户晓。清华大学一组研究表明,北京霧霾颗粒中含有1300多种微生物,大部分是病原微生物,因此雾霾期间,呼吸道病人人数激增。当年我国SARS爆发引发的社会恐慌,及其人类难以有效控制的艾滋病毒等热点案例,可让学生对环境微生物“有害”的方面深入了解。同时,环境微生物也是一把双刃剑,人类赖以生存的地球生态系统中,微生物在碳、氮、磷、硫、铁、锰等生源要素的地球化学循环过程中扮演着重要的角色。在城市污水处理厂的处理系统中,正是由于各种功能微生物的辛勤工作,污水才得以净化。通过这些案例的分析,告诉环境工程专业的学生要认真学习专业知识,掌握环境微生物的特点,有效控制有害微生物,利用有益微生物,做到“趋利避害”,使天更蓝、水更清。

三、巧用课程知识点解析,提升学生创新能力

在环境工程微生物学教学过程中,在老师激发出学生学习兴趣之后,学生的想象力和创造力是很强大的。在环境因子对微生物生长的影响章节,讲到“温度对环境微生物生长的影响”部分,有位学生问:“合适的温度有利于微生物的生长,那么取暖期间,教室内外环境温度差异很大,室内外微生物活性和数量有没有差异呢?”在本知识点的学习中,结合学生的提问,教师解释道:“室内饮用水管道滞留水体中微生物生长潜能受到外界环境因素的综合调控,室内管道水体水质直接影响居民身体健康和饮水安全。冬季室内采暖显著提高室内温度,然而有关冬季采暖诱导室内饮用水管道细菌繁殖的机制尚不明确。”最后,在老师的指导下,该学生兴致勃勃的申请参加课外学术竞赛,通过几次实验研究,得到实验结果,最终确定参赛的题目是“基于细胞代谢图谱解析冬季采暖诱导室内饮用水管道细菌繁殖机制”,获得评审专家的一致好评,并获奖。因此,在教学过程中,应该巧用课程知识点解析疑问,提升学生创新能力,鼓励学生积极参加全国大学生“挑战杯”、“创新杯”和“全国大学生创新创业计划”等创新竞赛,提高学生对所学知识的灵活运用与创新能力。

四、巧用现代教学手段,完善教学课件体系

随着信息技术与课堂教学的有机融合,相继出现了微课、翻转课堂、MOOC等新的现代化教学手段。微课(Mi?鄄cro?鄄Course Online Video)是指按照新课程标准及教学要求,以视频教学为主要载体,记录教师在整个教育教学过程中围绕某个知识重点、难点、疑点或教学环节而开展的典型的教与学活动全过程。另外,大型开放式网络课程(Massive Open Online Courses)即MOOC,是最近几年新涌现出来的一种在线课程开发模式,它发源于过去的那种发布资源、学习管理系统以及将学习管理系统与更多的开放网络资源整合在一起的课程开发模式。翻转课堂(Inverted Classroom)是对基于印刷术的传统课堂教学结构与教学流程的彻底颠覆,由此引发教师角色、课程模式、管理模式等一系列变革。翻转课堂教学中教师的角色从传统的圣人角色转变成导师,学生的角色更加突出学习的主体性和必要的主动性,因为如果没有一定的主动性,翻转课堂中的学习将无法进行,必须需要学生的主动操作和主动思考。它是对传统课堂的变革,是在优秀教师指导下,先学后教的教学模式。2011年,美国明尼苏达州开始试水这一新的教学模式,受到师生的欢迎,并取得了良好的效果,随后便开始风靡教育领域,各国开始探索使用该方式的教学手段。但是,并不是所有知识点都适合MOOC、微课或翻转课堂教学,主讲教师应该采用合适的教学手段,达到最优化。在环境工程微生物学教学过程中,可以将“细菌生长曲线”、“细菌细胞结构”、“病毒的增殖方式”、“污水脱氮除磷原理”等重点内容制作成微课课件,或尝试用“翻转课堂”进行知识点的传授。

五、增加教学案例分析,强化工程应用能力

在環境工程微生物学教学过程中应该与时俱进,根据学科的发展与最新进展,合理的增加教学案例分析,强化学生的工程应用能力。例如矿区污染土壤的微生物修复典型案例:菌根菌剂应用于煤炭塌陷区污染土壤的生态系统修复、西北黄土高原石油污染土壤的功能微生物菌剂原位修复技术、污染水体的功能微生物菌剂修复工程应用、分子生物学技术在污染环境中的微生物检测、发光细菌在污染水体监测中的应用和高效菌剂强化有机废弃物产生生物质能源工程应用等。通过分析国内外最近的工程应用情况,如EM菌剂的制备、高效好氧反硝化细菌分离、纯化、菌剂发酵下游工艺、菌剂活性保持和工程应用,让学生学到课本上没有的最新研究情况,为他们今后走上工作岗位,进行实际工程应用奠定坚实的专业基础。

六、选择吸收国外经验,促进教学的国际化

深入调研国外知名院校环境工程专业课程设置与教学安排,吸收先进教学理念和经验,促进本科教学与国际接轨。在环境工程专业领域,美国的斯坦福大学、加州大学伯克利分校和华盛顿大学、日本东北大学等国际一流院校在环境工程专业环境工程微生物教学研究领域积累了丰富的教学经验,各有特色。如有的大学倡导“科研助教学”,即教授将自己课题组最新的研究成果通过幽默、通俗和易懂的方式展示给学生。加拿大渥太华大学环境工程专业强化过程考核,弱化期末测试,学生平时课堂表现、期中考试成绩占正门课程成绩的70%,这样就避免了目前国内大学学生学习不认真,期末突击复习,死记硬背,考完之后,对课程知识点并没有消化理解的现象。另外,美国众多大学,本科毕业率在80%左右,有相当一部分学生不能按期毕业,这样就会督促学生提高学习主动性和能动性,我们可以借鉴和学习。教育教学的本质就是“师生互动”的双向努力的过程,仅仅依靠教师的努力,而学生懒散无动力,那么最终的教学过程也是低效或者无效的。因此,在今后的教学过程中,我们应吸取国外的先进教学管理理念、良好的教育方法,提高专业教学技能,推动“双一流”高校建设。

七、结语

在我国“一带一路”发展战略实施过程中,如何处理好经济发展与环境保护的关系至关重要,环境工程专业技术人才的培养和储备是经济发展的基石。而且,对于学科发展和学校建设而言,专业骨干课程建设有力,“双一流”建设才有根基。环境工程微生物作为环境工程专业重要的基础专业课程,其教学过程更应该进一步改革与优化,通过“四个巧用、一个增加、一个吸收经验”进行有效教学,提高教师专业教学技能和学生学习环境工程微生物的兴趣,推动“双一流”高校建设,为我国“一带一路”发展战略有效实施提供环境保护領域的智力支持与专业技术人才保障。

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[责任编辑:钟 岚]

作者:张海涵 陈胜男 朱陆莉 仵红洽

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