化工專業(yè)環(huán)境生物技術(shù)課程教學(xué)改革初探

張 磊，常海星，邱發(fā)成

（重慶理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，重慶 400054）

環(huán)境生物技術(shù)是環(huán)境工程與現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合的新興交叉學(xué)科，是直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成部分或某些機(jī)能，建立降低或消除污染物的生產(chǎn)工藝，或者能夠高效凈化環(huán)境污染以及同時(shí)生產(chǎn)有用物質(zhì)的人工技術(shù)系統(tǒng)[1]。本課程不僅涉及環(huán)境工程方面的相關(guān)知識(shí)，還涉及生物處理過程中的微生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物信息學(xué)、發(fā)酵工程等生物學(xué)相關(guān)知識(shí)。當(dāng)前的環(huán)境污染物中，大部分的有機(jī)污染物能夠作為底物，經(jīng)生物過程處理后生成無毒無害的穩(wěn)定物質(zhì)，其中一部分有機(jī)污染物還可轉(zhuǎn)化成酒精、沼氣、蛋白等有用物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)污染物的資源化利用[2]。對(duì)于今后從事環(huán)境工程及其相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)生，學(xué)好該門課程后能更好地應(yīng)用生物技術(shù)解決環(huán)境中存在的實(shí)際問題。由于本課程的授課對(duì)象中有很多化工專業(yè)的本科生，這些專業(yè)學(xué)生在生物學(xué)方面知識(shí)相對(duì)匱乏，嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低。因此，本文結(jié)合教學(xué)實(shí)際，在教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式四個(gè)方面探討其教學(xué)改革。

1 教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

環(huán)境生物技術(shù)是一門涉及環(huán)境科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)的多學(xué)科課程。一個(gè)老師很難對(duì)每個(gè)學(xué)科的各項(xiàng)理論知識(shí)及技術(shù)達(dá)到精通的程度，導(dǎo)致很難應(yīng)付人員眾多、研究方向各異的所有聽課學(xué)生的需求[3]。這就需要將研究方向、擅長(zhǎng)領(lǐng)域不同的教師組成環(huán)境生物技術(shù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，匯集到課堂上形成了一個(gè)有機(jī)整體。采用“以老帶新、老中青相結(jié)合”的方式，加強(qiáng)青年教師培養(yǎng)，提高教學(xué)質(zhì)量。一個(gè)優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，首先需要一個(gè)核心與靈魂。這個(gè)核心教師必須具有較高的學(xué)術(shù)造詣及豐富的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)既具學(xué)術(shù)能力又具人格魅力的人才能擔(dān)當(dāng)起領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)團(tuán)隊(duì)的責(zé)任。與此同時(shí)，該教學(xué)團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者還要德才兼?zhèn)洌哂休^高的溝通協(xié)調(diào)能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。除了核心教師以外，還需要一個(gè)科學(xué)合理的團(tuán)隊(duì)構(gòu)成。團(tuán)隊(duì)成員不但要在專業(yè)領(lǐng)域、職稱水平、年齡層次、技術(shù)能力上形成良好的互補(bǔ)性，還要使團(tuán)隊(duì)具有繼承性。一方面，充分發(fā)揮老教師“傳、幫、帶”的作用，提高青年教師的主動(dòng)性和業(yè)務(wù)能力；另一方面，充分發(fā)揮青年教師的創(chuàng)新能力，構(gòu)建一支“凝聚力高、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)、創(chuàng)新能力突出”的專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

2 教學(xué)內(nèi)容

環(huán)境生物技術(shù)課程的授課內(nèi)容涉及微生物基礎(chǔ)、化學(xué)計(jì)量學(xué)、反應(yīng)器及生物修復(fù)等理論，穿插了大量的生物學(xué)相關(guān)知識(shí)[1]。雖然本課程會(huì)首先為化工類專業(yè)學(xué)生講解微生物的形態(tài)、進(jìn)化關(guān)系等微生物基礎(chǔ)，但涉及后續(xù)固體廢棄物的發(fā)酵過程，污水處理過程中微生物宏基因組分析等知識(shí)，學(xué)生就會(huì)覺得晦澀難懂。因此，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合本課程的授課內(nèi)容，在教學(xué)初期除了講解微生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)外，也要為學(xué)生講解一些后續(xù)會(huì)用到的生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，例如DNA、RNA、蛋白質(zhì)三者的結(jié)構(gòu)、關(guān)系及功能，以及宏基因組、轉(zhuǎn)錄組等生物信息學(xué)知識(shí)。此外，在講授中，要以微生物為載體，融會(huì)貫通各章節(jié)之間的相互關(guān)系。比如在講授堆肥過程中微生物最適的C/N比時(shí)可以聯(lián)系廢水處理中微生物對(duì)C/N比的要求，有助于引導(dǎo)學(xué)生積極思考。

當(dāng)前，環(huán)境污染物處理技術(shù)的發(fā)展日新月異，新方法新技術(shù)層出不窮。除了課本上的基礎(chǔ)性知識(shí)外，教學(xué)內(nèi)容的編排一定要體現(xiàn)課程的前沿性，讓學(xué)生了解最新的環(huán)境生物技術(shù)研究成果[4]。這不僅能夠豐富教學(xué)內(nèi)容，也能夠激發(fā)學(xué)生的積極性，增強(qiáng)學(xué)生思考及解決實(shí)際問題的能力。在具體講授過程中，要理論與技術(shù)相結(jié)合，先講解理論知識(shí)，再推演到相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，這樣學(xué)生就能更容易接受相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的原理及其應(yīng)用。比如在講解環(huán)境污染治理基因工程技術(shù)時(shí)，要提前給學(xué)生講解基因工程方面的相關(guān)知識(shí)，然后擴(kuò)展到具體案例，提高教學(xué)效率及教學(xué)質(zhì)量。

3 教學(xué)方法

環(huán)境生物技術(shù)課程比較抽象，在傳統(tǒng)教學(xué)過程中較為單調(diào)。網(wǎng)絡(luò)上存在大量的課件資源以及視頻資料，可以在授課時(shí)利用現(xiàn)代多媒體手段[5]，將環(huán)境生物技術(shù)的相關(guān)知識(shí)通過影音、圖片等形式展現(xiàn)出來，使得缺乏生物背景的化工專業(yè)學(xué)生能夠直觀、生動(dòng)地理解相關(guān)知識(shí)[6]。比如，可以通過動(dòng)畫或者視頻演示DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄以及RNA的翻譯過程，豐富課堂內(nèi)容，提升教學(xué)效果，讓學(xué)生能夠更高效地接受相關(guān)知識(shí)。在教學(xué)過程中，還可以科研促進(jìn)教學(xué)，介紹本學(xué)院部分教師的先進(jìn)科研成果，鼓勵(lì)學(xué)生參與老師的科研項(xiàng)目，在科研實(shí)踐中促進(jìn)教學(xué)。帶領(lǐng)學(xué)生參觀污水處理廠、垃圾填埋場(chǎng)等環(huán)保設(shè)施，使學(xué)生在工程實(shí)踐中鞏固理論知識(shí)。在教學(xué)過程中，由老師以課程內(nèi)容為中心，介紹環(huán)境生物技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)以及新成果，并結(jié)合課程相關(guān)理論知識(shí)，讓學(xué)生自己選擇相應(yīng)的專題，在課程開展過程中模擬學(xué)術(shù)會(huì)議，進(jìn)行課堂研討會(huì)。讓學(xué)生查閱環(huán)境生物技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域最新的科研成果，在課堂上對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行文獻(xiàn)報(bào)告。這種教學(xué)方式有助于學(xué)生掌握并運(yùn)用最新的知識(shí)，同時(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的科研與創(chuàng)新思維能力。

4 考核方式

目前，大學(xué)生的課程知識(shí)考核主要還是以傳統(tǒng)的筆試為主，導(dǎo)致很多學(xué)生會(huì)采取死記硬背、考前突擊的方式來應(yīng)對(duì)考核，教學(xué)效果差，考試后學(xué)生就全忘[7]。結(jié)合化工專業(yè)學(xué)生的知識(shí)背景，筆試的難度會(huì)進(jìn)一步加大。因此，本課程的考核方式應(yīng)當(dāng)多元化，注重平時(shí)成績(jī)以及課外實(shí)踐，注重考查學(xué)習(xí)主動(dòng)性。該課程的考核成績(jī)可以由三部分組成，一是課程的理論知識(shí)筆試成績(jī)，二是平時(shí)課程互動(dòng)成績(jī)，三是課外實(shí)踐。筆試成績(jī)部分可以采用開卷或者閉卷，也可以采用提交報(bào)告的形式來進(jìn)行考查，特別推薦提交環(huán)境生物技術(shù)所涉及的某個(gè)熱點(diǎn)的綜述論文，以規(guī)范的格式來進(jìn)行撰寫，既鍛煉了學(xué)生的學(xué)術(shù)撰寫能力，又能夠讓學(xué)生自學(xué)很多知識(shí)。在平時(shí)成績(jī)方面，著重考查學(xué)生的出勤率，課堂積極性以及學(xué)術(shù)會(huì)議的參與性[8]。對(duì)于積極參與課堂學(xué)術(shù)研討會(huì)的學(xué)生予以額外加分，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性[9]。在課外實(shí)踐方面，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與本學(xué)院老師的科研項(xiàng)目，或者參與校外實(shí)踐，最后以PPT的形式進(jìn)行課堂報(bào)告，不論結(jié)果如何，只要學(xué)生積極參與、認(rèn)真思考，均可加分。這要求教師在平時(shí)教學(xué)中，注重鼓勵(lì)和督促學(xué)生參與課程研討活動(dòng)，記錄學(xué)生的發(fā)言次數(shù)及專題報(bào)告，作為成績(jī)?cè)u(píng)定的依據(jù)[10]?？傊?，在考核方式上不能單純以筆試為主，要用多元化的方式綜合考查學(xué)生的學(xué)習(xí)能力及主動(dòng)性。

5 結(jié)語

“環(huán)境生物技術(shù)”是一門綜合性、交叉性、前沿性強(qiáng)較強(qiáng)的課程。教師一定要把握化工專業(yè)學(xué)生的知識(shí)背景，建設(shè)一支高效、創(chuàng)新力強(qiáng)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。同時(shí)，在教學(xué)實(shí)際的基礎(chǔ)上，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式上進(jìn)行針對(duì)性的改革。以社會(huì)需求為導(dǎo)向，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力，為環(huán)保行業(yè)培養(yǎng)有理想、有擔(dān)當(dāng)?shù)膶I(yè)性人才。