环境生物学课程建构及走势

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环境生物学(EnvironmentalBiology)是一门融汇了环境科学、微生物学、植物学、动物学、生态学等基础性学科,以及应用化学、生物化工、药理学、化学、材料科学、农药学等众多应用性学科的交叉学科,具有现代边缘交叉学科的特性。[1-3]近年来,随着环境中化学品污染日趋严重,生态平衡和人类健康受到了威胁,生态环境和人类社会的健康可持续发展需要更多的环境生物学知识,这正是该学科快速发展的原动力和内在需求。[4-7]化工类高等院校的本科专业设置、开设课程和教师科研方向绝大多数和化学相关,因而,开设环境生物学课程极其有意义。

华东理工大学资源与环境工程学院所开设的环境生物学大类选修课程(2学分,32学时)深受全校同学欢迎。由于环境生物学课程涉及领域宽泛,任何高校都无法培养出全面涵盖环境生物学知识的人才,因而我校环境生物学课程建设必须彰显学校的化工学科特色和优势。作为上海市重点课程和校精品课程,环境生物学课程教学团队针对发展目标、教学内容与手段、教学队伍建设等系统开展了研究,已初步形成了符合我校化工特色的环境生物学人才培养模式,在各方面取得了显著成效。

一、确定课程发展目标

课程教材是课程的主要依托内容,既是教师授课的主要结构框架,又是学生学习的基本材料。然而,传统教材由于知识体系的限制性和科技更新的滞后性,已难以满足学生对教学与时俱进的要求。课程建设团队结合学校、学生和自身实际,为环境生物学制订了全新的发展思路:坚持理论知识与实际、广度与深度、难度和易度相结合的方式,以扎实的化学和生物背景知识为基础,培养学生专业思想和综合素质为目标,引入现代信息技术等先进手段,以教材讲义编制和多媒体课件开发为主轴,紧密结合社会热点和典型案例更新课件内容,并借鉴国内外类似课程的成功经验,推进课程教学体系改革与时俱进,力求实现我校环境生物学课程教学模式与国内外先进水平接轨。

二、构建专职教学团队

为提高人才队伍培养质量,教学团队曾专门选送中青年学术骨干到中科院和清华大学等国内重点科研院所进修,学习他们在环境生物学教学科研领域取得的成果,弥补了自身知识结构的欠缺,也避免了学术近亲繁殖导致的研究停滞,从而建立起一支年龄梯队合理、醉心教学事业、具备较高学术层次的环境生物学教学团队,使学生仅凭聆听一校课程即能了解兄弟学校的教学精华。目前,课程教学团队拥有教授(博导)2人,副教授(硕导)3人,讲师2人,他们都常年工作在本科和研究生培养的第一线。团队中所有教师在教学和科研领域双肩挑,相辅相成,从而有效促进了课堂教学效果。

课程教学团队成员主动到学校生工学院、药学院和化工学院等兄弟院系交流,使自身专业结构更加完善,知识得到实时更新,从而把学科发展前沿和环境生物学课堂教学内容有机联系起来,将课程中与其他学科相关的重点、难点与兄弟院系老师探讨,力求掌握最适合学生理解的授课方式。课程教学团队成员近年来从国家基金委、科技部、环保部和上海市科委等多个层面连续获得项目支持,针对多溴联苯醚(PBDEs)、多环芳烃(PAHs)、氯代烃(CAHs)和含氟化合物(PFCs)等环境中热点化学污染物的生物毒性和修复技术系统开展了研究,从而为课堂教学提供了良好素材和案例。

三、优化教学手段

课程教学团队成员学习借鉴其他院校使用多媒体课件教授的课程,购买与环境生物学课程相关的教材、讲义、VCD等文本和声像资料,全程采用多媒体课件讲课。PPT课件尽量多采用图片、视频和动画,力求形象生动,以帮助提高听课学生的兴致,促进其对教学内容深入理解。例如,播放“水俣病”、“伦敦烟雾和印度博帕尔事件”、“SARS”、“禽流感”、“甲型流感”、“超级细菌”和“日本地震核辐射”等热点问题的视频录像,能使学生直观地认识到环境污染对人类社会的伤害,对把握环境问题的本质与原理收效显著。讲述环境激素危害的时候播放《越战遗孤》视频片断,使学生从畸形儿童身上看到环境激素对生物的影响可能是世世代代的深远问题。中央电视台科教频道的《绿色空间》栏目深受同学们欢迎,是良好的视频资源库。为了激发和培养学生的学习兴趣,主讲教师在教学过程中积极引导学生关注近年来全球发生的主要环境问题。例如,讨论阿富汗战争给全球造成的生态破坏,世博园城市最佳实践区对国民环保意识的促进和管理者治理水平的借鉴意义,美国墨西哥湾石油泄漏对海洋生物的影响等,变注入式学习为学生主动参与的互动式学习。

老师适当增加和学生的互动,可以活跃课堂气氛,使学生逐渐成为教学主体。任课教师采用启发式教学,引导学生参与课堂教学,并借助于综述讨论、读书报告和专家讲座等辅助手段配合执行教学任务。例如,要求学生在课下针对课堂理论在实际中的应用案例写读书报告,然后在课堂上分成不同小组进行交流发言;组织学生到崇明生态园区和东滩湿地等景点进行参观考察;组织与环境生物学相关的课堂演讲比赛和野外调查(如垃圾回收、利用和处理)等,丰富多彩的活动形式确保了上课形式的多样性。[11]环境生物学教学过程中注意突出化工特色,紧紧围绕学校其他知名教授正在研究的新型危险化学物质,跟踪学科发展前沿。PPT课件在教学过程中经常收集反馈意见,组织相关专业教学人员不定期听课,对教学过程进行现场全程录像,到网上让广大师生和家长进行监督、指导,征集意见、要求和建议,在内容和形式上持续进行优化和完善。[12]课程教学团队成员定期组织业务学习,针对教材重点和难点开展讨论,集成学校相关学科老师的知识和经验。课外热情回答学生疑问,及时解决教学中暴露的各种问题。科学编制教学日历能有效指导任课教师安排课堂教学内容,促进教学任务高质量实施。任课教师在编制教学日历过程中考虑到各章节内容的具体要求和特点,有所侧重,分配学时尽量做到客观科学。

环境生物学是一门实验性学科,只有结合实验教学才能更好完成教学任务。2008年,环保部在华东理工大学正式批准成立了以本课程教学团队成员为学术骨干的“国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室”,为环保部在上海市所设立的唯一重点实验室。学校通过“卓越计划”、“985”平台、“211”三期和上海市重点学科建设等投入大量资金,初步建立起环保行业标准化实验室。目前,环境生物学课程相关实验大纲已经撰写完毕,正在实践和完善之中。实验室现有硬件条件完全能够保证环境生物学实验正常进行,有效促进课堂教学目标的实现。

任课老师鼓励选课学生围绕课程内容积极申报毕业小设计、USRP和大学生创新性实验计划,在实验中自主思考并亲手设计实验方案。迄今为止,已有10余名学生在老师指导下自主开展课余实验活动,探索环境生物学基本理论在实践中的实际应用,研究活动反过来促进了学生对课堂基础理论知识的理解掌握。[8-10]

四、未来努力方向

资源与环境工程学院的教学科研工作在学校始终处于前列。在学院党政高度重视下,师生们已经形成了良好的教风和学风。通过20余年的教学实践,环境生物学课程基本形成了自己的鲜明特色。课堂教学充分依靠信息技术,积极发挥学生主观能动性和创造性,实现了传统课堂教学模式与现代多媒体教学方式的有机融合,教学成效提高显著。当然,教学工作中也存在一定缺陷。例如,实验教学未能实现同步发展,教学日历编排不尽科学,学生专业素质有所下降。目前,所有不足之处正在努力改善中。我们相信通过课程教学体系构建与实施的进一步改革,将来必定能有相当大的改善。学校开展精品课程和教风学风建设,其根本目的是要培养出符合社会发展需求的人才。环境生物学课程要持续焕发生机,在国内外相关领域赢得专家肯定,提升认可面,最终得到上海市乃至国家精品课程的立项资助,课程教学团队成员必须与时俱进,提高课程质量,同时从师资、设施、教学等各方面全方位培养良好的文化氛围,真正实现能提高学生学习能力和创新意识的高质量教学。