環(huán)境科學專業(yè)《環(huán)境生物學》教學改革與實踐論文

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1、環(huán)境科學專業(yè)環(huán)境生物學教學改革與實踐論文 環(huán)境生物學是環(huán)境科學專業(yè)的專業(yè)基礎課，是一門理論性和實踐性都很強的課程。本文針對目前課程教學過程中存在的問題，對課程的教學內容、教學方法、實踐教學及考核方法等進行了改革和實踐，并取得了良好的教學效果。東北林業(yè)大學環(huán)境科學專業(yè)按照培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應用型高級人才的辦學宗旨，十分注重學生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)，而在學生培養(yǎng)過程中加速推進課程的教學改革勢在必行。因此，認真分析課程現狀，積極推進教學改革，不斷提高教學質量，是教師義不容辭的責任。環(huán)境生物學是從環(huán)境科學專業(yè)設立之初開始就開設的專業(yè)基礎課，共2學分，32學時，該課程為學生進一步學習環(huán)境監(jiān)

2、測污水處理固體廢棄物處理與處置等專業(yè)課程提供了必需的生物學理論基礎。學生能否掌握該課程的基本理論與方法對學生學習后續(xù)專業(yè)課程以及開展畢業(yè)課題等方面有著重要的作用。該學科涉及知識面較廣，需要有廣泛的自然科學根基。同時，環(huán)境生物學的理論知識、研究方法、技術手段不斷推陳出新，日益呈現出高度綜合化的發(fā)展趨勢。所以，怎樣在新進展與經典原理方法間進行選擇、使學生既有效地學到基礎知識，又為其進一步深入學習、研究打下堅實的基礎，以及如何在有限的學時范圍內，提高該課程的教學質量，培養(yǎng)學生主動獲取知識和解決實際問題的能力等是每一個環(huán)境生物學教育工作者都要面臨的一項艱巨任務。在環(huán)境科學專業(yè)環(huán)境生物學課程的教學過程中

3、，結合本專業(yè)培養(yǎng)目標對當前教學內容和教學方法等方面進行了改革和實踐。一、教學內容的調整環(huán)境生物學是研究生物與受人類干擾的環(huán)境之間相互作用規(guī)律及其機理的科學，是環(huán)境科學中最活躍的一個分支學科，其研究范圍不斷外延、擴大，并與其他學科之間不斷交叉、融合。因此，在環(huán)境生物學教學中，選擇合適的教材對教學目標的實現是至關重要的。教學實踐中，通過對國內知名院校通用的幾本教材進行比較，選用高等教育出版社“面向21世紀課程教材”系列孔繁翔主編的環(huán)境生物學作為授課教材，同時以王建龍的現代環(huán)境生物技術和岳莉然的環(huán)境生物學教程作為參考教材。環(huán)境生物學教材包括環(huán)境污染的生物效應和生物凈化兩大部分，較好地體現了環(huán)境生物學

4、的基本內涵，知識性強，概念嚴謹，結構緊湊，適合作為環(huán)境科學專業(yè)本科生教材使用。然而在多年的教學過程中，筆者發(fā)現該教材內容與環(huán)境專業(yè)其他課程的授課內容出現了重疊現象，如與環(huán)境毒理學中“環(huán)境化學物的毒性及其評價”，與環(huán)境化學中“環(huán)境污染物在生物體內的濃縮、積累與放大”與環(huán)境微生物學中的“污染環(huán)境的生物修復”等，一定程度上造成教學資源的浪費。為了避免教學內容在不同課程中的重復，同其他課程的老師一起對教學內容重新進行了制定和分配，在保證課程教學內容完整性的基礎上，對于一些重復的內容進行刪減和淡化，一些難度不大的內容可做復習或自學，從而使教學內容能盡可能突出重點，主次分明。環(huán)境生物學知識更新速度很快，一

5、批最新的研究成果不斷孕育和形成，再好的教材也無法跟上科技的發(fā)展速度。因此，在注重對學生傳授環(huán)境生物學基礎知識和基本理論的基礎上，把反映本學科的最新研究進展引入課堂，從而做到教學中及時補充新知識、新技術和新工藝。比如，講解生物修復內容時，介紹陳同斌利用重金屬超富集植物蜈蚣草在湖南、廣西建立植物修復基地并取得良好效果的報道；講解微生物對有機污染物的降解時，介紹“讓能吃油的細菌變成海洋環(huán)保衛(wèi)士”的報道；在講解細胞工程時，引入歐洲科學家開發(fā)基于抗體的污水處理技術的案例；講解生態(tài)工程內容時，引入成都、深圳等地人工濕地系統(tǒng)處理污水的成功案例；講解有害物理因素的生物學效應時，引入日本311大地震引發(fā)的核燃料

6、泄漏對全球生態(tài)環(huán)境的影響和破壞等等。通過結合科技前沿，并將其以學生可接受的方式貫穿到基礎知識的教學中，不斷豐富教學內容。二、教學方法的改革教學改革的根本目的是提高教學質量，教學方法的改革不僅是教學內容的重要保證，而且關系到人才的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。我國多年來的傳統(tǒng)教學習慣是老師講、學生聽的灌輸式教學。為了充分發(fā)揮學生學習的主動性，引導學生自主學習，改變以往灌輸式教學模式，在環(huán)境生物學的教學中采用啟發(fā)式教學、互動式教學、案例式教學、多媒體演示等多種教學手段，取得了良好的教學效果。1。啟發(fā)式教學啟發(fā)式教學是由學生根據自己所學的專業(yè)知識對教師提出的問題進行分析、判斷和解決，進而達到觸類旁通、舉

7、一反三的目的。在課堂教學中，教師通過創(chuàng)造問題情境，巧妙設疑，并及時地引導學生質疑、設疑、釋疑，點燃學生思維火花，讓學生獨立思考、提出觀點，從而培養(yǎng)學生思考問題、提出問題和解決問題的能力。啟發(fā)式教學有助于調動學生學習的積極性和主動性，使學生從“要我學”轉變成“我要學”。啟發(fā)式教學中關鍵在于如何給學生創(chuàng)設思考的契機，讓學生積極、自主地思考。例如，在介紹了基因工程技術的基本知識后，提出問題：基因工程技術是否可應用于農業(yè)和環(huán)境領域？如何應用基因工程技術解決環(huán)境污染問題和進行環(huán)境監(jiān)測？轉基因植物在植物修復中的大規(guī)模應用會產生哪些問題？如何解決？問題的提出強烈地吸引了學生的注意力，激發(fā)了學生的學習興趣，主

8、動迅速地投入到答案的思考當中。此時教師抓住學生情緒高漲的時機對上述問題進行解答，使學生對這部分內容印象深刻。2?；邮浇虒W互動式教學是教學中通過教師與學生在平等交流探討過程中，達到雙方不同觀點碰撞交融，激發(fā)教學雙方的主動性和探索性，拓展創(chuàng)造性思維，以達到提高教學效果的一種教學方式?；邮浇虒W方法多種多樣，也各有特點，在實際教學過程中可根據各章節(jié)內容的特點采用不同的方法。安排課堂討論是一種最基本的互動式教學方式，也是師生間思維碰撞、教學相長的有效途徑。每節(jié)課結束時，給學生布置一些思考題，再上課時進行針對性提問，讓學生自主回答，其他同學可以加以補充或糾正，這樣學生不僅在課堂上集中注意力，課后也會主

9、動進行復習。作業(yè)反饋法也是師生互動的一種形式。教師適當布置作業(yè)、批閱作業(yè)，是對原有的師生互動效果最有效的檢驗辦法。教師在批改作業(yè)時，不是簡單地給個分數，而是要從尊重、愛護、平等的原則出發(fā)，對學生實施適度的鼓勵化評價。如用欣賞性的話語指出優(yōu)點，用鼓勵化的語言提出作業(yè)中的不足，使學生體驗到評價的嚴肅性。發(fā)放作業(yè)時，老師與學生進行一對一的交流，幫助學生指出不足并提出改進措施。此外，教學過程中，還應注重教學效果的信息反饋。如每次課后和不同層次的同學進行交流，建立公共郵箱，利用網絡身份平等性消除潛在的交流障礙，解答學生的疑問，聽取學生的意見，架設起教師與學生之間良好互動的橋梁。通過在校園教務網絡平臺學生

10、對教師教學各方面情況的評價，第一時間掌握學生對當前教學模式的反映情況，了解自身教學中存在的不足，隨時改進和調整教學方法，以便進一步完善教學效果。3?，F代化教學手段的運用環(huán)境生物學課程內容豐富、信息量大、抽象概念較多，傳統(tǒng)的教學手段難以將環(huán)境生物學專業(yè)知識直觀地表達給學生，學生難以理解，導致學習興趣不高。采用多媒體課件教學形象直觀，可將教學內容以文本、圖形、圖像、動畫、視頻等形式表達，能夠使抽象的生物學知識和抽象的過程變得具體化、形象化，易于學生理解和接受專業(yè)知識。同時，可以擴大學生的知識面，豐富教學內容，擴大信息量。筆者在教學過程中，采用了大量的圖片、動畫及視頻等資源，深深吸引了學生，激發(fā)了學

11、生對課程的學習興趣，提高了授課效果。如在講解大氣污染植物監(jiān)測內容時，結合十幾種植物葉片受害圖片介紹不同指示植物的受害特征；介紹水污染的浮游生物檢測法時，將幾十種浮游動物及藻類圖片直觀地展示給學生；廢水的生物處理流程等內容用語言不易描述時，城市污水處理廠生物濾池處理的Flash動態(tài)示意圖使學生一目了然；而“水俁病”受害者的視頻資料的播放帶給學生視覺上的強烈沖擊和思維上的震撼，使學生更加直觀地感受到環(huán)境污染對環(huán)境和人類的嚴重危害性。三、注重實踐教學實踐教學是增強學生感性認識，鞏固和拓展知識與技能，提高分析和解決問題能力的重要教學環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、實踐能力和綜合素質具有重要的作用。目前，我

12、校環(huán)境科學專業(yè)由于實驗條件及場所等的限制，尚未開設環(huán)境生物學實驗課，這勢必會對課程的教學效果以及學生實踐能力的培養(yǎng)產生一定的影響。爭取早日完善實驗條件，開展實驗教學是專業(yè)目前亟待解決的問題。1。教學和科研相結合教師的科研成果對學生的學習和參與科研活動具有巨大的激勵和推動作用。教師在教學過程中，將科研思想、方法、技術及成果融入課堂教學，使教學內容緊密結合專業(yè)發(fā)展方向。例如，在講解微生物對污染物的降解與轉化一節(jié)時，輔以筆者主持的中央高?；究蒲袠I(yè)務費項目“白腐真菌對氯代環(huán)戊二烯類殺蟲劑的降解性能”為例，介紹微生物對有機氯農藥的降解轉化機理、實驗過程及獲得的成果；在講解土壤生物修復技術時，以筆者主持

13、的國家自然科學基金項目“陰非離子混合表面活性劑強化白腐真菌修復有機氯農藥污染土壤的研究”為例，介紹土壤生物修復技術的研究思路、研究方法及取得的成果。課堂授課中將理論與科研實踐相結合，貼近實際，通俗易懂，鞏固教學內容的同時激發(fā)了學生的學習興趣，提高了教學效果。對于一些求知欲強的學生，可繼續(xù)誘發(fā)其繼續(xù)鉆研的精神，通過開放實驗室，為學生在課堂之外提供實驗條件，支持學生進行科研立項。比如，鼓勵和引導大二、大三學生結合課程學習的內容，積極申報、參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和科研訓練項目，讓學生在課余時間進入課題組，在教師和研究生的指導下參與科研工作，加深對課程理論的理解，培養(yǎng)學生獨立工作的能力和科研能力，為今

14、后從事實際工作和撰寫科研論文打下扎實的基礎。同時，教學與科研項目相結合，可充分利用強大的本科生人力資源優(yōu)勢，將教學轉化為科研的一部分，凸現實踐教學的成果，完善了教學與科研的相互銜接與融合。2。教學和校外實習相結合讓學生參加校外實習也是環(huán)境生物學課程教學改革的一個重要方面，也是培養(yǎng)學生實踐能力的重要途徑。東北林業(yè)大學環(huán)境科學專業(yè)非常重視與當地相關企業(yè)的交流與合作，充分利用當地社會資源充實和完善實踐教學環(huán)節(jié)。目前已經先后同市內外多個企業(yè)和科研院所建立了穩(wěn)定的實習基地，將校外實習基地作為第二教學課堂，依托實習基地進行實踐教學，增強學生實地調查、發(fā)現問題、解決問題的能力，使學生真正能做到理論聯(lián)系實際，

15、取得了良好的教學效果。目前，校外實習主要集中在有機廢水的生物處理、有機固體廢棄物的堆肥化及濕地生態(tài)環(huán)境考察等幾個方面。學生學習完污水和固體廢棄物的生物處理原理后，到文昌污水處理廠、磨盤山凈水廠及雙琦環(huán)保資源利用有限公司等參觀實習，通過教師及工程師的專業(yè)講解，結合回憶課堂講授的內容，對所學理論及工程應用有了更深刻的理解。每次實習結束后要求提交一份實習報告，進一步加深對實習內容的認知程度，為今后進入社會從事相關工作打下了良好的知識基礎。四、考核方式的改革考核方式是教學過程中的重要環(huán)節(jié)，是評價教學效果、取得教學反饋信息的主要手段。以往環(huán)境生物學考試采用期末一次性閉卷考試的方式，以教材內容作為評分的唯

16、一標準。這種傳統(tǒng)的考試方式導致學生往往通過考前突擊硬背書本知識就可以及格甚至取得高分，不利于考察學生對科技前沿知識的掌握，限制了對學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使培養(yǎng)出來的學生出現“高分低能”的現象。因此，必須對這種一次考試定全局的考核方式進行改革，使教育在學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過程中真正發(fā)揮出導向功能。在考試改革過程中，我們采用了課堂成績占25%，階段性考試成績占25%，期末考試占50%的考核方式，加強對平時學習效果的考核力度，降低了期末總結性考試所占的比重。課堂成績主要根據出勤情況、課堂提問、分組討論及作業(yè)完成情況而定。比如，要求學生結合授課內容，就環(huán)境生物學的某一前沿熱點為主題，查閱國內外文

17、獻資料并按照正式發(fā)表的的格式寫一篇不少于3000字的論文作業(yè)，并將作業(yè)在課堂上進行自主講座或交流匯報。為培養(yǎng)學生的團隊精神，帶動部分缺少自主性學習的學生，要求學生以35人為一組完成作業(yè)，作業(yè)成績按照小組成績和個人成績綜合評定。為鼓勵和培養(yǎng)學生的探究精神，對于論文作業(yè)能在學術期刊發(fā)表的學生，給予一定的額外加分鼓勵。此外，在授課中期安排12次階段性考試，出題量不應太大，主要考核已授課程的關鍵知識點，使學生更加重視日常學習的點滴積累，改變學生平時“松”期末“緊”的不良學習習慣。在期末考試試卷設計上也要針對實際教學進行改革，注重掌握基礎知識和基礎理論的同時，加大考試題目的靈活性和綜合性，增加主觀性和分

18、析型試題，減少純記憶性的客觀試題的比重，培養(yǎng)學生利用平時學習的知識分析問題和解決問題的能力，讓學生真正做到學以致用。五、結語經過對2010和2011級環(huán)境科學專業(yè)的教學實踐證明，我們對環(huán)境生物學課程教學方法的改革達到了預期效果。調查顯示，大多數同學學習本課程后，對環(huán)境生物學的認識不再盲目，真正意識到所學知識的應用所在；激發(fā)了學生在該領域的興趣，使學生的學習自主性、實踐創(chuàng)新性、團隊協(xié)作性明顯得到提高。另外，教師通過不斷發(fā)現、解決教改過程中的新問題，促進了自身教學能力的提升。今后相信通過對教學經驗的不斷總結和改革，能夠進一步提高環(huán)境生物學的教學質量，適應時代發(fā)展要求，為國家培養(yǎng)出更多高素質的環(huán)境科學類專業(yè)人才。