“新工科”背景下建環(huán)專業(yè)“環(huán)境科學(xué)概論”教學(xué)探索

邵璟璟 殷光吉 郭秀娟

【摘要】作為自然科學(xué)類的通識(shí)課程，《環(huán)境科學(xué)概論》在拓展學(xué)生專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)環(huán)保素質(zhì)方面具有重要作用。但是在實(shí)際教學(xué)中卻面臨了課程不受重視、教學(xué)內(nèi)容脫節(jié)等一系列問題。為調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合建筑環(huán)境與能源應(yīng)用專業(yè)特點(diǎn)及課程特點(diǎn)，教學(xué)中在簡要講解環(huán)境科學(xué)基本概念、基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，按土建及設(shè)備施工安裝過程中的各類污染源及控制技術(shù)進(jìn)行分塊，根據(jù)專業(yè)特色精選、補(bǔ)充、調(diào)整與重組教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)方法上以土建過程中的環(huán)境問題為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，緊密結(jié)合學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，以案例研究為核心，以線上線下混合式教學(xué)為手段，為學(xué)生提供了足夠的創(chuàng)新與發(fā)展空間，最大限度地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。

【關(guān)鍵詞】建環(huán)專業(yè)環(huán)境科學(xué)概論教學(xué)探索

【中圖分類號(hào)】G64? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A???? 【文章編號(hào)】2095-3089（2021）11-0162-03

一、引言

為助力新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，為推動(dòng)新工科教育改革創(chuàng)新，2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)。新工科建設(shè)精神要求各個(gè)專業(yè)按照應(yīng)用需求和行業(yè)特性設(shè)計(jì)與之適應(yīng)的專業(yè)教學(xué)體系[1-2]。土木工程建設(shè)行業(yè)是一個(gè)對(duì)環(huán)境影響較大的行業(yè)，走可持續(xù)發(fā)展道路是促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)良性發(fā)展的重要舉措，也是行業(yè)發(fā)展的必然選擇。為助力行業(yè)改革，《全國高等學(xué)校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）文件（2019年版）》也要求建環(huán)專業(yè)的畢業(yè)生“能夠理解和評(píng)價(jià)針對(duì)復(fù)雜工程問題的工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響”[3]。建環(huán)專業(yè)培養(yǎng)的人才不僅需要過硬的專業(yè)知識(shí)，還需要生態(tài)意識(shí)等核心能力，能夠發(fā)現(xiàn)工程中的環(huán)境問題并及時(shí)提出解決方案。

《環(huán)境科學(xué)概論》就是在這樣的條件下新增的自然科學(xué)類課程。在我校的建環(huán)人才培養(yǎng)方案中，《環(huán)境科學(xué)概論》是一門選修課，共32學(xué)時(shí)。該課程以人類面臨的主要環(huán)境問題為研究對(duì)象，主要介紹人類活動(dòng)影響下的大氣、水和土壤等主要環(huán)境要素的污染特征、防治和最新管理手段，對(duì)培養(yǎng)傳授基礎(chǔ)環(huán)境理論和技術(shù)、增強(qiáng)學(xué)生環(huán)境意識(shí)、訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力等方面具有重要作用。

本文將以面向我校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)的“環(huán)境科學(xué)概論”課程為例，探索如何通過教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法、手段的改革與創(chuàng)新來為調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生對(duì)實(shí)踐問題的分析和解決能力，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

2.教學(xué)現(xiàn)狀

2.1缺乏與專業(yè)結(jié)合

《環(huán)境科學(xué)概論》是培養(yǎng)學(xué)生生態(tài)意識(shí)的重要組成部分。但在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，不少學(xué)生都提出了“這門課什么用”“這門課與建環(huán)無關(guān)”等疑問，這些問題都在一定程度上使得教育工作難以展開。因此在土木類專業(yè)開設(shè)該課程時(shí)，應(yīng)注意時(shí)時(shí)處處與專業(yè)內(nèi)容進(jìn)行結(jié)合，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)不止是環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生和環(huán)保從業(yè)者的事情，土木工程師或者建筑設(shè)備工程師的每一個(gè)項(xiàng)目和設(shè)計(jì)都可能影響社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2教學(xué)內(nèi)容不夠新

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)是土木工程的二級(jí)學(xué)科，也屬于非環(huán)境類專業(yè)，因此在教學(xué)時(shí)要區(qū)別于環(huán)境類專業(yè)，弱化原理、機(jī)理方面的講解，更多地是要提高學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí)，為后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，理解工程設(shè)計(jì)中的環(huán)境因素[4]。目前全國各大高校選用最多的《環(huán)境科學(xué)概論》教材是全國高等學(xué)校環(huán)境類專業(yè)的統(tǒng)編教材[5-7]，這些教材的內(nèi)容偏重基本概念、基本原理及污染控制的基本手段，雖然在教學(xué)內(nèi)容難度上有所降低，但對(duì)非環(huán)境專業(yè)的學(xué)生來說仍然很抽象，不利于理解[4][8]。不同專業(yè)的學(xué)生對(duì)環(huán)境知識(shí)的需求不盡相同，對(duì)課程內(nèi)容的理解存在的較大差異，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整就顯得十分有必要了。目前，我校建環(huán)專業(yè)選用的是2009年科學(xué)出版社出版的《土木工程環(huán)境概論》[9]，這本教材大大弱化了環(huán)境科學(xué)中原理方面的內(nèi)容，并且更偏重與工程實(shí)踐相結(jié)合，從工程角度解讀環(huán)境問題。但是由于環(huán)境科學(xué)和土木工程類學(xué)科涉及的知識(shí)面廣，研究成果日新月異，學(xué)科發(fā)展迅速，教材里很多內(nèi)容已經(jīng)跟不上時(shí)代變化，急需內(nèi)容的更新。

3.課程教學(xué)探索

3.1豐富課程內(nèi)容

鑒于教材內(nèi)容更新較慢，缺乏相關(guān)環(huán)境案例等客觀情況，需要不斷更新、豐富教學(xué)內(nèi)容。但是老師自己收集案例來更新豐富課程教學(xué)內(nèi)容，不如推介國內(nèi)外重要相關(guān)網(wǎng)站資源給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)授人以“漁”的目的;鼓勵(lì)學(xué)生通過調(diào)研、資料查詢等途徑發(fā)現(xiàn)身邊環(huán)境問題，辨別可行的解決方法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。同時(shí)教師也可從中得到一些自己未收集到的新信息并應(yīng)用到下一次的教學(xué)中，提高了教學(xué)效率。

3.2密切結(jié)合專業(yè)特色

建環(huán)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的主要目的不是研究如何治理污染，而是通過與專業(yè)相關(guān)的實(shí)例引發(fā)學(xué)生的重視，提高他們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。在教學(xué)過程中，筆者在每一個(gè)章節(jié)都會(huì)穿插一些與專業(yè)相關(guān)的知識(shí)與實(shí)例。比如空調(diào)系統(tǒng)是建環(huán)專業(yè)學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容，在空調(diào)系統(tǒng)生產(chǎn)的全生命過程中會(huì)對(duì)環(huán)境造成很嚴(yán)重影響，筆者在課堂教學(xué)中借助學(xué)術(shù)論文、新聞報(bào)道和紀(jì)錄片等向?qū)W生講解空調(diào)系統(tǒng)全生命周期對(duì)城市生態(tài)環(huán)境造成的危害，比如臭氧空洞、光化學(xué)污染和水體富營養(yǎng)化等，以及房間空調(diào)器清潔生產(chǎn)的重要性;又比如在土壤污染、固體廢物處理及資源化利用中穿插常州外國語小學(xué)建設(shè)過程中遇到的土壤污染問題，分析污染事件的起因后果及解決方案，通過分組討論，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)際分析問題的能力。雙管齊下，讓學(xué)生既學(xué)到了本專業(yè)知識(shí)，也提高了學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高也會(huì)催化科技創(chuàng)新，使得他們在今后的設(shè)計(jì)生涯中更注重可持續(xù)性，而這也正是新工科的發(fā)展方向。

3.3豐富教學(xué)手段和方法

新工科教育要求有明確的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和豐富多變的教學(xué)內(nèi)容，這就要求注重提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)參與度和學(xué)習(xí)效果[10]?！碍h(huán)境科學(xué)概論”不是專業(yè)核心課程，學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力不強(qiáng)，所以在教學(xué)過程中更需要豐富教學(xué)手段來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。傳統(tǒng)填鴨式教育只是簡單粗暴地把知識(shí)灌輸給學(xué)生，毫無創(chuàng)造性可言，教學(xué)效果差。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，傳統(tǒng)課堂也正在逐步向混合式學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變?；旌鲜浇虒W(xué)模式將線上教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，保證學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，混合式教學(xué)更復(fù)雜，對(duì)教師和學(xué)生都有更高的要求。

筆者借助南京信息工程大學(xué)的國家級(jí)精品課程《環(huán)境科學(xué)概論》，并結(jié)合建環(huán)專業(yè)實(shí)際需求在愛課程平臺(tái)上建立了SPOC（Small Private Online Course），教學(xué)活動(dòng)在教室和虛擬教學(xué)環(huán)境相結(jié)合的前提下開展。老師將部分基礎(chǔ)知識(shí)錄制成視頻放到線上，學(xué)生在課余時(shí)間可以通過觀看知識(shí)點(diǎn)視頻進(jìn)行自學(xué)，老師在課堂上通過課前小測試來確定學(xué)生是否完成相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，僅對(duì)重點(diǎn)知識(shí)和學(xué)生普遍存疑的部分再進(jìn)行針對(duì)性的講解。留出大量的課堂時(shí)間專供師生討論交流，借助慕課堂移動(dòng)端教學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的溝通與學(xué)習(xí);通過案例教學(xué)的方式，讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中來，比如在水污染的教學(xué)過程中，引入美國弗林特小鎮(zhèn)由于輸水管道銹蝕導(dǎo)致的鉛中毒危機(jī)片段，讓學(xué)生分析討論，從而理解重金屬中毒危害及輸水管道選擇的重要性。

再者，根據(jù)新工科人才培養(yǎng)的要求，“環(huán)境科學(xué)概論”除了要提高學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，更要培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、解決工程中環(huán)境問題的能力。在線下課堂教學(xué)中采用了任務(wù)式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，比如通過小組集體討論、分工協(xié)作完成一項(xiàng)“立題→實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)→調(diào)查試驗(yàn)→數(shù)據(jù)分析→報(bào)告撰寫→PPT匯報(bào)”等實(shí)踐環(huán)節(jié)[11]，如對(duì)室內(nèi)光環(huán)境滿意度的問題開展調(diào)查。這種教學(xué)方式不僅鍛煉了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力，同時(shí)還可為學(xué)生后期參加各類社會(huì)實(shí)踐與科技競賽等項(xiàng)目做準(zhǔn)備。

3.4優(yōu)化考核指標(biāo)，多元評(píng)定成績

《環(huán)境科學(xué)概論》課程評(píng)定學(xué)生成績目前仍以閉卷考試為主，但是筆者對(duì)期末考試成績占比進(jìn)行了調(diào)整，從原來的70%降低到60%;試題中減少了客觀題的比重（40%以下），加重主觀題的內(nèi)容（60%以上），綜合考查學(xué)生面對(duì)具體環(huán)境問題的分析與解決能力。平時(shí)成績占比的相應(yīng)得到增加，平時(shí)成績主要根據(jù)線上學(xué)習(xí)（20%）、課堂討論（20%）情況評(píng)定。想要掙到學(xué)分，學(xué)生就要在課堂上及課后積極發(fā)帖參與討論。

3.5適當(dāng)開展雙語教學(xué)，擴(kuò)展學(xué)生視野

《全國高等學(xué)校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）文件（2019年版）》[3]還要求畢業(yè)生們“具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流”。因此將雙語教學(xué)方式應(yīng)用于該課程以培養(yǎng)具有國際合作和國際競爭能力的人才是十分必要的。環(huán)境科學(xué)發(fā)展快、國際通識(shí)性強(qiáng)，國外相關(guān)資料非常豐富，獲取也不難，所以開展雙語教學(xué)具有良好的可操作性。但是需要注意的是由于授課對(duì)象一般為大一學(xué)生，大學(xué)英語的基礎(chǔ)訓(xùn)練尚未完成，要將雙語教學(xué)應(yīng)用于這門課程就應(yīng)該將難度降低。避免大面積的英文段落，主要講解一些名詞、術(shù)語、概念等。英文資料需要以中英文雙語的形式呈現(xiàn)并用中英文對(duì)照的方式進(jìn)行講解?？蓞⒖监嵥⒗蠋煹摹董h(huán)境科學(xué)工程基礎(chǔ)》一書[12]。

4.結(jié)語

《環(huán)境科學(xué)概論》課程既是一門為了滿足新時(shí)期工科人才培養(yǎng)需求新增的自然科學(xué)類課程，是高校生態(tài)環(huán)境素質(zhì)教育的有機(jī)組成，更是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師需要結(jié)合工程實(shí)際，不斷豐富優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法與考核機(jī)制，切實(shí)提高課程的教學(xué)效果，提高學(xué)生綜合運(yùn)用課程理論知識(shí)解決環(huán)境問題的能力。

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