行業高校環境工程專業生物學課程體系建設探討*

趙璐 黨小虎

（西安科技大學 地質與環境學院，陜西西安710054）

行業高校環境工程專業生物學課程體系建設探討*

趙璐 黨小虎

（西安科技大學 地質與環境學院，陜西西安710054）

以行業特色明顯的礦業院校西安科技大學為例，通過學生問卷調查及資料查閱的方式，分析行業高校環境工程專業生物學課程體系近二十年的建設歷程及現狀，針對授課內容缺乏行業特色、實踐環節課時少及教學手段單一等問題提出改善意見，旨在完善礦業特色院校環境工程專業生物學課程體系，培養具備應用生物學知識解決礦山環境問題的綜合性人才。

礦業院校；環境工程專業；生物學課程；教學創新

經過長期的改革和發展，我國環境工程專業課程體系日趨完善，然而，隨著社會經濟的快速發展，環境保護不斷出現新的問題以及國家將“生態文明建設”與經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設納入“五位一體”的國家戰略布局之中，環境工程專業也需要培養單位與時俱進實施對課程體系進行適度調整。國內開設環境工程專業的院校絕大多數將環境微生物學和環境生態學作為專業主干課程，多數院校將生物學、環境生物學、分子生物學、農業生態學、污染生態學等課程列為先導或延伸課程，與之相互支撐、相輔相成，形成環境專業的生物學相關課程體系，也日趨符合當今環境問題與生態文明建設的發展趨勢。但是各院校的專業特色和培養方向不一，對生物學相關課程體系建設在課時數量、先后順序、課堂教學要求以及實踐環節安排等方面存在較大的差異。面臨生態文明建設的新要求以及資源開發需求的巨大壓力，礦山環境日益得到重視，以生物技術為核心的礦山環境治理成為開展礦山環境研究和治理的重點方向。作為特色明顯的礦業院校之一，如何建設具有礦業特色的環境類專業生物學教學體系，科學合理安排教學與實踐，構建符合陜西乃至西部特點的礦業環境方向的生物學教學體系，是值得深入探討的一個問題。文章將以西安科技大學環境工程本科專業為例進行一些探討。

一、環境工程專業生物學課程教學體系的建設歷史與現狀

西安科技大學1958年建校，是礦業類院校之一，具有鮮明的行業特色，并且安全工程、采礦工程和地質環境等學科有一定的優勢。環境工程專業本科教育，以培養具備可持續發展理念，掌握污染防治、環境規劃和資源保護等方面的知識，具有進行污染控制工程的設計和運營管理、制定環境規劃和進行環境管理的能力，具有從事環境工程方面的新理念、新工藝、新設備的研究和開發能力，能在政府部門、規劃部門、經濟管理部門、環保部門、設計單位、工礦企業、科研單位、學校等從事規劃、設計、管理、教育和研究開發方面工作的環境工程高級應用型人才為主要目標。經過近20年的蓬勃發展，該校環境工程成為具有碩士點和礦山環境工程博士點的二級學科，形成了由教授、副教授、講師、助教以及實驗室人員組成、中青年教師搭配合理的教學科研梯隊。

生物學課程作為環境專業課程體系的重要組成，隨培養計劃的修訂，課程幾經調整，形成了目前的課程體系（表1）。

在1999年開設環境工程專業之初，專業課總學分31分，生物學課程有《環境工程微生物》和《環境生態學》2門必修課程，共計6個學分，占專業課總學分的19.3％，環境工程微生物實驗作為實踐環節占到了本類課程總學分的33.3％；到2012年，環境工程專業方向細分為環境污染治理專業方向和礦山環境工程專業方向后，培養方案中專業課總學分從1999年的31分增加到43分，2學分的環境生物學作為選修課納入環境工程專業礦山環境工程方向的培養方案，安排在第6學期，生物課程增加到3門，但將環境工程微生物學實驗減少為16個課時，學分由2個將為1個，并將環境生態學課程性質改為環境污染治理專業方向的必修課，調整至第7學期開設，生物學課程共計7個學分，僅占專業課學分總數的16.2％，實踐環節占比大幅降至14.2％；2015年的培養方案調整中進行了一些有益的嘗試，重新調整環境生態學和環境生物學的授課順序，將環境生態學安排為環境生物學的先導課程，并根據課程體系，優化了環境工程微生物學及其實驗的課程時間，調整至第5學期，有利于學生理解該課程內容。同屬礦業院校的河南理工大學環境工程專業同期開設生物學課程6門，且每門課程都安排了2-8個課時的實踐環節，生物學課程實踐環節占本類課程的16.7％。

表1　西安科技大學環境工程專業生物課程體系建設歷程

表2　環境工程微生物教學內容重組前后對比表

西安科技大學生物學課程的教學和實踐在改革中雖然積累了一些好的經驗和值得肯定的成績，例如豐富了課程多樣性，增強了生物類課程之間的繼承性等，但是通過與兄弟院校對比，我校仍存在課程相對單一，實踐環節課時太少，課程實用性不足等問題。

為進一步更準確發現問題，完善環境工程培養方案和生物學課程教學體系，作者對部分高年級學生和畢業學生進行了問卷調查。

二、環境工程生物學課程教學體系問卷調查結果分析

本次調查隨機等距抽取大四學生30人，簡單隨機抽取畢業學生30人作為樣本，針對學生對開設的3門生物學課程的認可度、學生對3門課程實踐環節的需求及學生對生物學課程的改進意見等方面進行了問卷調查。

（一）課程內容設置

對學生的調查發現，學生對環境生態學、環境工程微生物學、環境生物學的認可度均較高，分別達到了90.8％、82.3％和75％，超過80％的學生認可環境生態學和環境工程微生物學應該設為環境工程專業主干必修課程，62.4％的學生認為生物學課程學分占專業總學分16.2％這一比例偏低。

此外，調查結果可以看出，學生對現行課程實踐環節的設置存在較多不滿。一方面，學生希望增加課程實踐環節，75.2％和80.5％的學生分別建議開設環境生態學和環境生物學實踐環節，93.3％的學生認為應該增加環境工程微生物學實踐環節；另一方面，學生對現行實踐環節滿意度不高，超過40％的學生希望實踐環節內容有調整，主要意見包括實踐環節與礦山問題結合不緊密，與教師科研項目結合度低，缺乏綜合性設計實驗等。

（二）教學方法應用

目前我校生物類課程主要采用“教師講授+小組討論”的方式授課，74％的學生認為該授課方式過于單一，建議采用多樣的教學方法來活躍課堂氣氛，運用理論知識指導實際問題的解決。

三、礦業院校環境工程專業生物學課程體系優化

根據對學生的調查結果及對兄弟院校的調研結果，結合西安科技大學自身情況，針對環境工程專業生物學課程體系的提出以下優化建議：

（一）改變現有教學過程模式，適當調整教學內容

表3　環境生態學教學內容重組前后對比表

現有的教學模式是教師注重基礎性知識的講授，由于課時有限，通常難有課時結合當今礦山生態環境熱點案例（例如微生物找礦、生物去除礦山重金屬、礦山水土流失生態治理工程等）進行分析，大大減弱了課程的實用性，挫傷了學生的學習積極性。因此需要對3門課程大綱進行修訂調整，在夯實基礎知識的前提下，將課程重點轉移到生物學知識的在環境保護與治理中的應用方面。環境工程專業生物類課程教學內容及課時優化見表2-表4。

表4　環境生物學教學內容重組前后對比表

對這幾門課的理論教學內容的調整主要注重基礎知識的的整合及知識與熱點技術的結合。以環境生物學的變化為例，在重組前的大綱中，基礎知識的講授占到了20個課時，重組后我們對其壓縮到16個課時，補充了關于“三廢”生物處理、生物修復、環境生物材料等環境生物技術相關內容，課程實用性大大增加。

（二）搭建課程教學與實踐環節的共生關系，緊隨科研嘗試綜合實驗

調查問卷調查結果顯示，學生認為環境工程專業生物學課程體系建設應根據課時情況補充課內實踐環節課程，實現“學以致用”。這3門課均具有基礎性強、理論與應用并重的特點，因此開設實踐環節更有利于學生理解課程內容。調查顯示，易被學生接受的生物學課程實踐方式包括野外生物多樣性調查、野外生物類型調查、污染物生物修復室內實驗、植物標本的實驗室認知觀察、以小組為單位，查閱資料，野外踏勘后編制某地的生態修復方案等實驗實踐環節。

考慮到這3門課程之間知識點交叉融合多，在開展實踐環節時嘗試課程的優化組合，既可以節省課時，也可增強學生綜合問題解決能力。前導課程（如環境生態學）重在（礦山環境）問題的發現與評估，后續課程（如環境工程微生物學和環境生物學）重在（礦山環境）問題的解決方案。

教師協助選取學科前沿熱點課題，鼓勵學生根據自身興趣，充分挖掘其中可行的題材，發揮主觀能動性和創新意識，以團隊合作方式選定方向，制定實驗方案，進行實驗操作，分析實驗結果，匯報研究成果，將課程所學基礎知識與科研工作全方位緊密結合，鍛煉學生科研思維能力。

（三）“三講+一做”原則指導教學，提高學生課程參與度

在教學活動過程中，教與學兩環節結合才能達到好的效果。傳統的教師單方面對學生進行“灌輸式”教學已不適應現代社會對學生要求能力的培養，必修增加豐富的內涵和形式。因此，在理論教學中探索采用多樣化的教學方法，尤其應注重“教學相長”“知行合一”。采用“三講+一做”的原則指導教學，能讓老師和學生時刻關注科研熱點，師生保持良好互動，教學相長，學生對理論的實踐性提升，做到“知行合一”。三講是指教師需要講理論，課件需要講案例，學生需要講心得，一做是指學生要對所學知識開展實踐。教師根據自己多年的授課經驗，結合科研工作心得，可以清晰的將晦澀的理論知識傳達給學生；課件通過文字、圖片、視頻、音頻等多種方式將課程相關知識在實際案例中的應用全方位展示給學生，將理論與實際相聯系，增強了教學效果；學生將自己的觀察和心得以文字或PPT的形式向教師和同學進行匯報，學生通過前期梳理及后期表達可加深對課程的印象，老師也可以直觀了解學生對課程內容的掌握程度，對自己的教學方法進行評估總結；學生通過實踐環節將理論知識應用于實際，培養了學生發現問題、分析問題、解決問題的綜合能力，增進學生對課程內容的理解和掌握，實現學生知識體系網絡中對多個知識點的串聯。

四、結束語

總結西安科技大學環境工程專業生物學課程體系的經驗，具有礦山環境特色的環境工程專業生物學課程體系豐富了生物學課程多樣性，優化了課程銜接，學生對生物學3門課程的認可度均超過了75％。然而仍存在實踐環節課時少、課程內容中地礦特色針對性不強，教學方式單一等方式，針對上述問題，分別提出了改變現有教學過程模式，適當調整教學內容、增加緊扣科研熱點的課程實踐環節，增加綜合實驗及“三講+一做”的多樣化教學方式旨在完善我校地礦特色環境工程專業生物學課程教學體系，培養具備應用生物學知識解決礦山環境問題的綜合性人才。

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Taking Xi'an University of Science and Technology with an obvious characteristics of mining industr yas an example，through the questionnaire investigation and data access methods，the construction process and the present situation of biology curriculum system of major in Environment Engineering for nearly twenty years were analyzed，suggestions were put up with problems such as teaching content without industry characteristics，lack of class practicing，and single teaching method in order to improve the professional biology curriculum system of environmental engineering in mining colleges，to cultivate the comprehensive talents with the application of biological knowledge to solve environmental problems in mines.

mining colleges；environmental engineering；biology curriculum；teaching innovation

G642

A

2096-000X（2016）22-0183-03

西安科技大學教學改革項目（編號：G14054）

趙璐（1988-），女，陜西西安人。西安科技大學地質與環境學院，工程師，博士在讀，研究方向：環境微生物學教學與科研。