“縱橫科研循環鏈”教學模式在“環境修復技術”課程中的研究與實踐

摘"要：課程教學模式創新是高校教師提高學生的學習主動性和學習效率的驅動力。以“環境修復技術”課程為示范，根據環境類專業人才培養方案、課程教學大綱以及學生的學習特點設計，以真實項目為載體，結合行業特點，專業面向，分模塊打造，在教學中構建“縱橫科研循環鏈”的教學理念，實施“科研任務驅動、項目引導、產學研結合”的教學模式，達到優化基層教學團隊、創新教學手段、全方位育人教學的目的。研究主要解決傳統課堂教學方式與教師科研任務相脫節、課程與實際科研熱點問題不相關、傳統課程結構扁平化、學習主動性不強的問題，以期為同類課程教育教學改革提供新方法、新模式參考。

關鍵詞：高等院校；環境類專業；教學模式；科研協同

面對新工科建設背景，如何提升學生的創新科研能力已成為巨大挑戰。實踐證明，開展本科生創新應用科研型課程是構建工科教育新模式的重要舉措，對培養學生的創新科研能力起著十分重要的作用。對于學生而言，在理解掌握理論知識的基礎上，將新知識、新成果及時融入所學，通過介紹與探討前沿科研成果，能有效激發學生的學習興趣，進而培養其科學探索精神，這對從學習者角度優化教學過程具有積極意義；對于教師而言，這些前沿新成果引入教學并不是簡單的資料推送，而是需要循循善誘地帶領學生領略其中的奧秘。在這一過程中，對前沿新知識的學習領會，與經典知識的關聯貫通，與學生的分享討論，使得師生雙方共同學習提高，相得益彰［1］。通過重構課前、課中、課后的全過程創新教學設計與引導，聚焦于培育學生的自主學習能力、創新實踐技能以及科學研究素養，激發學生的內在驅動力，使其能主動探索知識、勇于嘗試新事物，并在實踐中不斷提升分析問題、解決問題的能力，進而為未來的學術研究和職業發展奠定堅實基礎。

一、當前學科教學模式存在的主要問題

（一）理論教學方法和手段亟待更新

我國高等工科教育與發達國家仍存在較大差距［23］，我國工科教育基本上是在學校完成，突出特點是理論知識學得多，工程實踐訓練少。從教學方法上看，大部分理論課程采用的大班制，忽視了學生的主體性和差異性，無法有效地培養學生的創新意識。從教學內容上看，大多數工科教材缺乏當今科技發展的最新成果和前沿動態［4］。從師資隊伍建設上看，大多數青年博士教師是從高校直接進入高校，他們的工程實踐經驗相對欠缺，導致他們在為學生提供有效的實踐指導和幫助方面存在一定的局限性。

（二）實踐教學未能有效面向工程實際

從實踐教學在整個教學體系中的地位來看，實踐教學往往被安排在理論課程之后，學時有限，無法為學生提供充分的“做中學、學中做”的條件。部分院校的實踐教學內容往往只是簡單地重復一些基本的實驗和操作，無法反映現代工程技術的最新發展和實際應用。

因此，將學生融入科研及工程項目的主動性為切入點，以發現研究過程中的問題為契機，調動學生的積極性和創造性，賦予創新應用研究型教學課程以“創新”的新內涵，“縱橫科研循環鏈”教學模式值得探討和實踐。

二、“縱橫科研循環鏈”教學模式的課程理念與教學方法

（一）科教相融理念：構筑理論與實踐的橋梁

在“縱橫科研循環鏈”教學模式中，積極推進“理實研一體”+“科教融合性項目”導向式改革，打破傳統教學中理論與實踐的壁壘，實現知識與能力的對接。將思政育人的理念深度融入實踐教學中，不僅關注學生的知識技能培養，更重視其品德與素養的全面提升，從而形成了獨具特色的提升工程素養的“育學結合”新理念。

具體而言，“環境修復技術”這一核心課程不僅涵蓋環境修復的基本概念和理論，如植物生態學、土壤學、生態學和生物多樣性等，還有修復技術，如植物修復、微生物修復、物理修復、化學修復等。理論教學內容設計上應突出“工程實踐”，如通過真實項目導入，引導學生分析案例背景、問題識別、技術選擇、實施過程和效果評估等環節，使學生了解環境修復技術的實際應用。實踐教學環節設計上應強化“實踐導向”，布置以工程實踐為核心的課程設計，如環境修復工程設計、施工與監理、環境修復技術仿真實訓等，強調環境修復技術在實際工程中的應用，注重培養學生的工程實踐能力和解決問題的能力。科教融合性環節應與環保企業、科研機構等建立緊密的合作關系，共同制定科研實踐內容，將課程教學延伸到課外實踐基地，通過引入企業真實的工程實踐項目與科研攻關任務，為學生提供前沿的行業信息和實用的工程技術，組織學生真實、有效地參與到探索與實踐工作中去。這種方式不僅極大地提高了學生的成就感，還有效解決了學生積極性不高、動手能力差、被動吸收知識等問題。與此同時，鼓勵學生參與環境修復工程競賽和創新項目，鍛煉他們的創新思維和團隊協作能力。

（二）理實研一體教學方法：基于科研項目的綜合素質能力培養

“理實研一體”是本教學改革模式的核心，它以教師的縱向和橫向工程、科研課題作為復合的項目來源，這些課題不僅具有學術價值，更蘊含著豐富的實踐意義。以“科教融合性項目”為過程載體，如教學團隊中的科研課題或項目：“金屬礦山生態修復”“石漠化生態治理”“工業用地生態修復”等與“環境修復技術”課程教學內容相關技術融合，聚焦于學生學習、研究與實踐能力的全面提升，將教師的科研項目有機整合進課程教學，覆蓋理論學習、科研探究及社會實踐的各個階段。通過將課題研究內容進行分解，在拓展環節帶領學生深度參與到科研實踐中，親身體驗科研的全過程。這種教學方法的著力點在于挖掘學生的研究潛力和創新能力，鼓勵學生自主探索、勇于創新，通過實踐來鍛煉和提升他們的科研能力，讓學生在實際操作中感受到科研的魅力，也讓他們看到自己的研究成果能夠轉化為實際應用的價值，這種遞進式的教學模式可提升學生的綜合素質能力。在這一過程中，形成特殊的“科研循環鏈”，學生不僅需要運用所學知識解決實際問題，還需要學會如何查找資料、如何設計實驗、如何分析數據等科研方法。學生能夠深入了解科研項目的全過程，鍛煉科研思維和實踐能力。同時，他們還能夠學會如何與他人合作、如何解決問題等實用技能，為未來的職業發展打下堅實的基礎。

“科研循環鏈”作為一種創新教學模式，同時也是教學實踐環節的一部分，順利開展循環鏈上的教學各環節需要依托完善的規劃、流暢的運行機制以及堅實的保障體系。該模式構建了信息化、一體化的實施機制，具體包括教師在線提交科研項目，學生在線選擇項目或自主申報，教師在線審核學生的實踐資格，學生在線撰寫實踐周志，教師在線批閱與評價，以及全過程的在線管理與監控。這一機制不僅實現了學生實踐報名的集中化與標準化，還促進了師生全程互動，提升了實踐過程管理的效率與共享性，確保了實踐成果考核的規范性與統一性。作為將教師科研成果轉化為教學資源的有效途徑，“科研循環鏈”通過創新教學與學習方式，著重培養學生的自主學習、科學研究和創新實踐能力，為學生職業生涯發展奠定堅實基礎。

三、“縱橫科研循環鏈”教學模式的組織實施

（一）科研課題與課程教學相結合

對“環境修復技術”課程與科研課題進行關聯分析，探討科研課題如何融入課程教學及轉化為學生可操作的具體項目。教師依據課程內容，將相關科研課題拆解為若干子課題（見下表），通過分配或學生自主選擇，組建學習研究小組。經師生協商，明確項目研究的目標、方法、內容、路徑和周期。在春秋學期，教師采用項目、問題或案例導向的教學方式，隨著課堂教學的推進，同步開展“文獻閱讀和問題探索”活動。經過一學期的理論學習與項目研究，學生可取得階段性成果。在夏冬短學期，將這些成果帶到相關企業進行集中實施和實踐，實現理論與研究結合、春秋學期的學習與夏冬學期的實踐結合，使項目落地見效，通過項目研究與實踐，提升學生綜合應用專業知識的能力。

（二）教師課題分解至學生

教師在春秋學期中，面對那些難度較大或涉及多學科交叉的課題，將其分解成若干個更具針對性和可操作性的子課題。這些子課題面向學生開放，滿足學生對跨學科學習和研究的興趣與需求。學生選定感興趣的課題后，教師需要對學生或學生小組的研究潛力和理論基礎進行評估，以確認其具備承擔所選課題項目的能力。評估通過后，學生便可進入教師的課題組或實驗室，在教師的精心指導下進行深入學習與研究。學期末，教師會對學生的課題學習及研究的階段性成果進行達成度評估。在假期社會實踐中，學生將圍繞課題到相關企業進行實踐研究，最終形成并展示相應的實踐成果。

（三）學生自主確定課題的探索與競賽

根據自己的興趣、專業方向及未來發展規劃，向小組導師提出課題或項目申請，并通過課程教學團隊向課題負責人申請專業指導教師的指導。教學團隊根據課題的性質和研究方向，為學生安排合適的教師或教師小組進行一對一或團隊指導。同時，學生也可以自主聯系有意向的指導教師，開展深入的學術交流。學生進行相關理論基礎的學習和項目研究，其研究成果不僅豐富了自身的知識體系，還可在夏冬短學期實踐中得以應用，或參加學科競賽、創新創業大賽，展示自己的學術風采。具體實施方案如圖1，具體實施計劃如圖2。

結語

“環境修復技術”作為環境工程專業的專業必修課，課程分為工程技術、物理技術、化學技術和生物技術，屬于工程應用型課程，非常適合實踐科教一體化的教學模式，十分契合創新“縱橫科研循環鏈”課程的實踐需求。開展“環境修復技術”創新“縱橫科研循環鏈”課程教學研究與實踐，既綜合了應用型與科研型教學的優勢，又提高了學生自主學習和探索的積極性，為科研型綜合類高校課程改革提供了新思路。

參考文獻：

［1］姜曼.以科研促教學在大學本科專業課程教學中的探索實施［J］.當代教育實踐與教學研究，2020（01）：179180.

［2］金錦珠.歐美研究型大學本科人才培養與課程實施模式及對我國的啟發［J］.現代農業科學，2008（1）：8385.

［3］張奇新.基于職業本科的應用型課程設計與研究［J］.哈爾濱職業技術學院學報，2020（04）：3942.

［4］劉志明.高等工程教育培養創新型人才的思考［J］.中國高教研究，2003（9）：1013.

基金項目：廣西新工科研究與實踐項目“‘服務雙碳戰略"聚焦社會需求·關注學生未來發展’環境工程多元賦能育人模式的探索與實踐”（XGK2022004）

作者簡介：胡樂寧（1980—"），女，漢族，河北保定人，博士研究生，副教授，主要從事環境科學教學與科研。