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“新三中心”教学改革实践探索——以环境学导论课为例

  2019-01-24   来源:培训学校管理系统 

  [摘要]该研究以环境学导论课为平台,以促进高校教学从“老三中心”(教师、教室、教材)向“新三中心”(学生、学习、学习效果)转变为目标,进行了两年的教学改革实践。采用“问题导向—案例分析—多元考核”一体化教学模式,借助视频观影、环境问题调研、实践参观和多元考核等教学模式的有机融合,实现教学从教师向学生的转换。实践表明,此种教学模式能够引导学生从高中的被动型受纳知识模式转向主动思考型、分析型、探索型学习模式,并能促进他们对环境问题的认知从粗浅和表面的“科普性”认识过渡到专业水平的理解。

  本研究提出了采用“问题导向—案例分析—多元考核”的方式进行一体化教学改革,所依托的课程为环境科学与工程一级学科的专业基础课环境学导论。该门课程是非常重要的环境专业新生入门课程,为即将进入本专业的新生打开环境领域的第一道大门,使他们认识当今世界面临的环境问题、人类目前的困境,弄清楚本专业是一门覆盖范围极广且包含众多基础概念、工艺设计等信息的综合性学科[1],激发学生对本门课程学习的兴趣和对环境保护的热爱。因此,本次教学改革实践的主要目标为从理论上阐明“新三中心”教学模式与学习效果的关系,从实践上解决新型教学模式存在的主要问题,摸索出一套切实可行的互动式教学方法。

  一、教学改革实践实施办法

  摈弃单一传统的课堂讲授式教学,采用问题导向式教学模式激发学生的学习兴趣[2],基于案例分析式教学模式引导学生自主认识环境学科知识结构与培养批判性思维,基于多元考核式教学模式考查学生学习效果,并将这三种方式有机融合在一起,制订合理有效的教学方案和新型考评机制。其具体实施办法包括以下几方面。

  (一)转变教学内容,从课本走向媒体

  我院的环境学导论课一直以来主要还是立足于课本,辅以多媒体手段,采用的教材包括《环境学导论》《人与环境》等。但由于本课程开放性强,环境问题日新月异,新的事件、报道在全球范围内层出不穷,因此,教材知识显然很有局限性。教学内容要兼容并包,教学过程需要充分选用来自书本、网络等各类媒体的资料,综合新闻、世界各国政策等,对教学课件不断更新。

  (二)转变教学模式,从教师转向学生

  我院的环境学导论课程的传统教学模式是由课程主要负责人介绍基础的环境学概念和方法,并把握课程主线,再由不同研究方向的教授分别讲解本方向的环境问题及研究方法、解决手段等。这门课程的教学过程中尽管也组织开展讨论,但从总体来看,授课还是以教师讲解为主。因此,本次教学实践将学习的主动权交给学生,教师的作用是设计大纲、布置任务、提出问题、引导思考,而学生需要主动完成资料的搜集、文献的阅读、举办论坛、撰写心得等[3]。

  (三)转变教学手段,从课堂走向实践

  以往的课程很少安排一些实地参观、参与实验等实践活动,这使得环境专业的学生即便完成了本课程的学习,仍然未能全面而直观地认识本专业的重要性和前沿性,处于懵懂状态,由此导致的不良后果是环境专业的本科生往往在大学二年级的时候出现大量转专业的现象,学生流失现象极为严重。因此,本次教改实践我们带领学生参观了位于上海浦东的大型综合性固体废弃物处理处置中心,给学生创造机会参与一些简单实验工作[4]。

  二、教学改革实践实施过程

  基于以上方法,我们分别在2016年和2017年的9月至12月实施了两个学期的教改课程,以下是其实施要点。

  一是问题导向。问题式教学是采用“提出问题—思考自学—归纳总结—理论升华—实验验证”的模式,以问题为基础开展小组工作的教学方法。把学习置于真实的问题情境中,让学生在分析问题、探究问题、解决问题的过程中学习隐含于问题背后的科学知识,形成自主学习、解决问题的能力,并激发学生对环境学科的兴趣[5]。本课程中提出供学生研讨和深入思考的问题很多,比如全球环境问题有气候变化、生物入侵、极端天气等,国内典型环境问题有雾霾、蓝藻暴发、大型水电站的生态影响等,并且让学生分小组调研自己家乡的环境问题,然后撰写调研分析报告和用PPT进行答辩。

  二是案例分析。基于本门课程的特点,教师讲授国内外所发生的部分举世瞩目的环境案例,再由学生自己搜集案例讲解,并提出自己的看法。重点突出环境污染及其控制、环境产业发展现状、经典阅读、绿色习惯等方面的案例,使学生体会到本专业与人类生命和健康的息息相关性以及本学科的与时俱进性,充分调动了学生学习本专业的积极性。最后带领学生进行实践参观。

  三是多元考核。学生的最终考核成绩由平常作业(10%)、家乡环境问题调研报告(10%)、家乡环境问题PPT答辩(10%)、固废处理处置中心参观报告(10%)和期末考试(60%)组成。

  三、教学改革实践的效果及其分析

  通过两年的教学改革实践,我们总结出这套教学模式的一些优势和存在的若干问题。首先,问题式教学对于培养学生的思考和分析能力,强化其理解和记忆知识点十分必要。本课程的特点是涉及的知识点繁多,包括大气、水、固废、土壤和生态等多个环境方向的基础概念[6];涉及的知识面综合性很强,例如,一个环境问题提出来,学生若要剖析问题发生的原因和解决的方法,就不得不涉及化学过程如氮、磷的形态转化与环境pH、氧化还原电位的关系,生物过程如有机污染物的好氧降解稳定化、厌氧条件下的产甲烷过程,物理过程如风化、冻融、压实、冲蚀等土壤退化问题,必要的时候甚至需要去查阅农学、地质学、气象学等许多学科的理论。对于大一的新生来说,他们刚刚脱离高中的学习,尚未形成一定的思考问题、剖析问题的能力,所以这样的训练无疑让他们感到耳目一新,同时又感受到一种挑战性,既能激发他们的学习兴趣,又是他们开展大学专业性学习的必要途径。

  教学中安排的三个环节实施效果显著。第一个环节就是观影课。教师选取了经典英文纪录片Home,讲述了人类从远古时代逐步发展至今所进行的农业、工业活动等对全球环境的影响。本片长度适中,内容由浅入深娓娓道来,画面唯美,学生在认真观看后踊跃发言,并提出了一些颇有深度的观点,比如“人类100年的开采和破坏,几乎耗尽了地球前40亿年丰富的积累”“生态破坏就是一个使环境熵增加的过程,而目前的修复工程需要投入大量的能量,远远超过这些破坏曾经创造的产值”等。第二个环节是全球环境问题的课堂讲解和讨论。学生热烈讨论之前并没有仔细思索过的很多问题。第三个环节是学生分组调研自己家乡的环境问题,并以调研报告和PPT汇报的形式展示学习成果。学生对此环节的兴趣浓厚,他们的学习任务完成质量超出预想。例如,不少调研报告图文并茂,有的长达三四十页,有的小组在PPT汇报中还加入了视频、音乐等,显然他们进行了精心的设计和充分的准备。

  在案例分析环节,由教师讲述了世界历史上较为严重的环境公害事件,引导学生讨论近年来发生的国内外重大人为危害事件,比如2015年发生的天津大爆炸环境事件,2016年发生在常州外国语学校的土壤和地下水农药污染事件等。这些讨论使得学生对此类新闻事件的认知从粗浅和表面过渡到专业水平。例如,对于日本的水俣病和痛痛病,大多数学生都能回答出前者是因为Hg污染所致,后者是因为Cd污染所致,但对于其具体的过程“通过食鱼虾导致甲基汞危害神经系统”“Cd污染稻米危害人体的骨骼”等部分学生则不甚了解。本课程的学习可促使学生从科普性认知过渡到专业认知。

  在现场参观环节,我们选取了位于上海浦东的老港固废综合处理处置中心。该中心承担着上海市70%的生活垃圾处置任务,每天运用包括固废填埋、风力发电、高浓度有机废水的处理等多项先进技术处置1万余吨垃圾。同时,过去两年在这里实施的生态修复项目已初见成效。参观过程中有技术人员为学生进行讲解,学生从中不仅获得最直观的环境工程知识,也激发了他们对环境专业的学习兴趣。参观完毕后,请学生提交了参观报告,出乎意料的是学生完成报告的质量很高,他们将从现场看到的设备以及从文献和资料中搜集到的不少专业知识写入报告中。由此可见,实地参观对提升学习效果相当重要。

  总之,我们认为学生主动学习的潜力是巨大的,实践教学模式可以充分调动他们的积极性,锻炼他们主动学习的能力以及团队合作、现场展示、撰写报告等综合能力。通过此模式,还能使那些学习热情高涨、具有一定才能的优秀学生崭露头角,给他们发挥的空间和机会。但一些专业的知识还是离不开教师的课堂授课,因此,课题授课与实践模式必须互为补充、相辅相成。

  四、教学改革实践存在的问题及其解决对策

  此种教学模式固然是有益的,收到了我们之前预想的效果:为环境学科的学生进入本领域打开一扇门,使他们认识、了解、热爱本专业;培养学生学习的主动性、创造性和创新意识;培养知识、能力、素质三位一体的高素质人才。对于促进课堂教学从“老三中心”向“新三中心”的转变是一次重要和成功的尝试,但也暴露出一些有待改进的问题。

  首先,由于时间有限,大多数学院给本门课程的教学时间通常为32学时,无法尝试更多样化的教学模式,比如网站制作、公众号建设等。如要使学习效果更好,无论是教师还是学生,都应在课后投入更多的时间和精力进行课程的设计以及资料的搜集和整理。但现今各高校开展的教学评价侧重点在于教师教得如何,而非学生学得如何,评价的标准主要是看教师是否熟悉讲授内容、课件制作是否精美、课堂气氛是否活跃等,再加上对教师科研成果的高要求,导致教师无法将大量时间和精力用于尝试多样化的教学模式[7]。

  其次,对于已经尝试的教学模式也无法做到极致。比如对于环境问题的调研,最理想的模式应该是组织学生开展实地调研,但是这涉及经济成本和安全问题。大一学生尚未具备基本的环境调研知识,需要在专业教师的指导和监管下完成一些实地调研工作。另外,一个难以察觉的问题是,学生容易忽视对知识点的精确掌握。比如学生在讨论、调研、参观等各个环节都表现良好,但在期末考试中却对一些基本概念理解的精准程度把握不够。

  因此,我们建议该门课程的教学形式应继续尝试多样化,如邀请社会专家作报告,参与实验室研究等。在后续的教学中应该着力培养学生精准理解概念的能力。环境问题的学习应该是与时俱进的,而环境学导论课或类似课程应该是覆盖在本科生四年学习的全过程的。我们建议各高校的环境学院为新生开设此类课程的网站或公众号等平台,让学生有机会延续此课程的学习,或者将日后大学四年的专业学习都基于此平台与教师进行良性互动,这样会促进“新三中心”教学模式的形成和收到更好的教学效果。

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