新形勢下“生態(tài)毒理學(xué)”教學(xué)改革探討

［摘 要］ 現(xiàn)階段，人類面臨新的生態(tài)環(huán)境問題，在高校環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)開設(shè)“生態(tài)毒理學(xué)”課程，對于保護生態(tài)環(huán)境安全和人類健康、加強對環(huán)境生態(tài)問題的認識并探索科學(xué)的解決途徑具有重要意義。目前，“生態(tài)毒理學(xué)”課程的教學(xué)評價體系、考核方式以及教學(xué)模式均存在一些問題，在一定程度上難以滿足新形勢對專業(yè)建設(shè)的要求。針對環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)目標，從多方面分析探討了現(xiàn)存問題，并提出了相應(yīng)解決措施，以期為該課程以及其他類似課程的教學(xué)改革提供理論參考依據(jù)。

［關(guān)鍵詞］ 生態(tài)毒理學(xué)；教學(xué)改革；新形勢；現(xiàn)狀；教學(xué)方法

［基金項目］ 2021年度江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃課題“新時代高校勞動教育機制優(yōu)化與實施路徑研究”（C-b/2021/01/07）

［作者簡介］ 張文君（1991—），女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，博士，河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院講師，主要從事水生態(tài)環(huán)境毒理研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）29-0069-04 ［收稿日期］ 2023-05-11

隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人類對自然生態(tài)資源的過度開采問題日益突出，生態(tài)環(huán)境遭到前所未有的破壞，從而引發(fā)了一系列全球生態(tài)問題，例如：氣候變暖、酸沉降、臭氧層破壞及土壤荒漠化等問題［1-2］。河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院是以“水”為辦學(xué)特色的院校，“水環(huán)境”和“水生態(tài)”問題是研究重點之一。為了適應(yīng)當(dāng)前社會經(jīng)濟建設(shè)的需要和聚焦當(dāng)前全球生態(tài)環(huán)境問題，我校于2016年開設(shè)環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)并開始招生，該專業(yè)是以生態(tài)文明建設(shè)為核心任務(wù)，面向長江大保護、黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展、長三角一體化發(fā)展等國家重大需求，形成“流域水環(huán)境保護與生態(tài)修復(fù)”特色優(yōu)勢專業(yè)，以引領(lǐng)環(huán)境生態(tài)工程一流專業(yè)為目標，培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力和愛國主義情懷的環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)的高級專門人才。

在新環(huán)境生態(tài)問題的形勢下，環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)開設(shè)的“生態(tài)毒理學(xué)”課程，對于保護生態(tài)環(huán)境安全和人類健康、加強對環(huán)境生態(tài)問題的認識并探索科學(xué)的解決途徑具有重要意義［3］。環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)開設(shè)的生態(tài)毒理學(xué)是一門研究各種有毒有害因素，尤其是化學(xué)性環(huán)境污染物對生態(tài)環(huán)境影響及其對人類之外其他生物種類包括動物、植物和微生物等損害作用規(guī)律及防治措施的科學(xué)，是生態(tài)學(xué)、毒理學(xué)、生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)四門學(xué)科交叉融合而成的一門新興的邊緣學(xué)科［4-5］?！吧鷳B(tài)毒理學(xué)”課程作為環(huán)境生態(tài)專業(yè)的必修課，不僅在本科生培養(yǎng)教育中有舉足輕重的地位，也為制定環(huán)境基準值和環(huán)境標準提供科學(xué)依據(jù)，其對人類活動或環(huán)境污染物進行生態(tài)風(fēng)險評價的應(yīng)用，從多個方面促進了我國綠色經(jīng)濟的發(fā)展。

然而，專業(yè)開設(shè)的“生態(tài)毒理學(xué)”的教學(xué)評價體系、考核方式以及教學(xué)模式均存在一定問題，如學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱、教學(xué)內(nèi)容更新快，教材及相關(guān)教學(xué)資源較少、教學(xué)形式單調(diào)、教學(xué)重理論輕實踐、考核和評教體系不合理等問題，在一定程度上難以滿足新形勢對專業(yè)建設(shè)的要求。鑒于以上考慮，本文針對環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)目標，從多方面分析探討了必然面對和必須解決的現(xiàn)存問題，針對問題提出了可能的解決措施，以期為該課程以及其他類似課程的教學(xué)改革提供理論參考依據(jù)。

一、現(xiàn)存問題

（一）學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱，課程知識結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)習(xí)興趣低

“生態(tài)毒理學(xué)”課程涉及毒理學(xué)、生物、化學(xué)、環(huán)境科學(xué)等多門學(xué)科知識，高中沒有選修過相關(guān)基礎(chǔ)課程的學(xué)生或基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生跟上課程進度的難度較大［6］。此外，該課程涉及較多的先導(dǎo)課程，部分學(xué)生對先導(dǎo)課程內(nèi)容的掌握不充分，無法完成教學(xué)目標，這就使得教師在授課過程中要花費較多的課時量在課程先導(dǎo)部分，從而忽略了該課程的核心內(nèi)容?！吧鷳B(tài)毒理學(xué)”知識結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，部分理論知識晦澀難懂，學(xué)生吸收效率受限，而且涉及較多的概念性內(nèi)容，例如，在第二章講授環(huán)境污染物生態(tài)毒性作用的基本概念及特點中，有20多個名詞概念需要記憶掌握。因此，易導(dǎo)致部分學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)目標較模糊。

（二）教學(xué)內(nèi)容更新快，教材及相關(guān)教學(xué)資源較少

“生態(tài)毒理學(xué)”教學(xué)內(nèi)容與前沿學(xué)科關(guān)聯(lián)密切，隨著生物化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的理論技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，“生態(tài)毒理學(xué)”的理論和技術(shù)研究不斷更迭，這也進一步加強了人們對污染物生態(tài)環(huán)境的危害的理解。目前，我們選用的教材是由孟紫強主編的《環(huán)境毒理學(xué)（第三版）》，高等教育出版社于2018年11月12日出版的圖書。該教材不能及時反映最新、最前沿的學(xué)科理論和技術(shù)研究進展。因此，通過對教材知識的講授不能使學(xué)生及時接軌學(xué)科前沿理論知識，不利于學(xué)生創(chuàng)新發(fā)散思維的培養(yǎng)以及知識面的拓展。

目前，“毒理學(xué)”相關(guān)教材版本較多，例如，《環(huán)境毒理學(xué)》和《毒理學(xué)》，但是專門研究生態(tài)毒理學(xué)的教材很少，這可能是由于近年來各大高校才開始開設(shè)環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)，將《環(huán)境毒理學(xué)》和《生態(tài)毒理學(xué)》區(qū)分開來，以往是直接使用《環(huán)境毒理學(xué)》作為環(huán)境學(xué)科類教材。此外，在備課過程中，我們發(fā)現(xiàn)關(guān)于生態(tài)毒理學(xué)的參考材料很少，這就加大了備課難度，通常45分鐘的課程內(nèi)容，需要花費4～5天收集相關(guān)參考資料。

（三）教學(xué)形式單調(diào)，缺少師生互動

隨著多媒體等現(xiàn)代化設(shè)備走進課堂，課堂模式主要是以PPT講授為主。雖然PPT圖文并茂，但大多數(shù)是照搬書本上的文字，學(xué)生難免會覺得視覺疲勞。通常是教師在講臺上對著PPT照本宣科，學(xué)生在臺下被動式吸收知識，師生問答互動較少，也忽略了學(xué)生的課堂主體參與地位。該教學(xué)模式不利于培養(yǎng)學(xué)生主動思考、大膽質(zhì)疑、勇于探索創(chuàng)新的精神。在缺乏互動教學(xué)的課堂上，教師不能及時得到教學(xué)效果反饋，并做出相應(yīng)的教學(xué)方案調(diào)整。此外，教學(xué)設(shè)計單一，缺少課前預(yù)習(xí)，學(xué)生不能帶著問題走進課堂，主觀能動性不高，最終導(dǎo)致學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率低下。

（四）教學(xué)重理論輕實踐，實驗教學(xué)環(huán)節(jié)難以開展

“生態(tài)毒理學(xué)”教學(xué)內(nèi)容中涉及一部分實踐知識，從一定程度上講是一門實踐性較強的科目，因此有必要同時開設(shè)實驗課程來輔助理論課程。實驗課不僅可以鞏固理論知識，同時能夠讓學(xué)生學(xué)會如何把理論知識應(yīng)用到毒理學(xué)實踐中去，從而達到增強學(xué)生的動手能力、提升團隊協(xié)作精神、培養(yǎng)實事求是的科學(xué)素養(yǎng)的目的。然而，由于實驗條件受限制，如動物實驗室的清潔等級和防護級別難以達到，以及開展動物實驗需要投入的精力和時間較多等原因，在2020年新版培養(yǎng)方案中，我校專業(yè)未開設(shè)“生態(tài)毒理學(xué)”實驗課程，導(dǎo)致“生態(tài)毒理學(xué)”課程缺少實踐性，學(xué)生無法充分地將理論知識應(yīng)用到實際生態(tài)環(huán)境中，對于部分實操性較強的理論知識掌握不到位，持續(xù)性的理論知識灌輸也會導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降、學(xué)習(xí)效率不高等情況。

（五）考核和評教體系不合理

課程的考核方式是30%平時成績和70%期末閉卷考試。平時成績主要通過作業(yè)、課堂出勤和課堂表現(xiàn)來評估，平時成績的考核方式缺乏對學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性能力評估。期末閉卷考試題型也較為單一，欠缺對實踐應(yīng)用能力的考查，學(xué)生認為只要考前突擊背書就可以通過考試，間接導(dǎo)致平時課堂學(xué)習(xí)的積極性較低，有悖于教學(xué)目標。

（六）缺少課后鞏固環(huán)節(jié)

由于閉卷考試占總成績比例較大，所以學(xué)生大多通過考前一周死記硬背通過期末考試，缺少課后鞏固復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)。通過課前提問式回顧知識點，發(fā)現(xiàn)如果教師不布置平時作業(yè)，學(xué)生不會回顧課堂知識，嚴重缺乏學(xué)習(xí)自主性。還有些學(xué)生對于課堂上講授存疑的知識點，課后不會及時找老師答疑。

二、改進措施

針對以上問題，我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評價等方面，探討了幾種改進措施。

（一）拓展知識范圍，理論聯(lián)系實際，明確學(xué)習(xí)目標

“生態(tài)毒理學(xué)”課程涉及基礎(chǔ)毒理學(xué)和生物學(xué)知識較多，因此在開始學(xué)習(xí)這門課程之前，應(yīng)開設(shè)少量學(xué)時的相關(guān)課程或?qū)嶒?，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握。這樣不僅拓寬了學(xué)生的知識面，也為后期的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)?？紤]到生態(tài)毒理學(xué)是一門與實際生產(chǎn)生活息息相關(guān)的學(xué)科，教師在講授知識點的同時，輔以相應(yīng)的實際案例，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標。例如，在講授“劑量”概念的時候，舉例氮磷肥，在一定劑量范圍內(nèi)有助于農(nóng)作物生長，但是過量的氮磷肥不僅會干擾農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)運輸和能量流動，也會對湖泊生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，如引發(fā)“水華”。通過理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生的生態(tài)毒理監(jiān)測分析能力、環(huán)境生態(tài)毒理的評價能力、生態(tài)毒理學(xué)專業(yè)基本科研創(chuàng)新能力，掌握先進科學(xué)的生態(tài)毒理風(fēng)險評價方法，為綠色經(jīng)濟、生態(tài)文明建設(shè)服務(wù)。以上措施可以幫助學(xué)生更加明確這門課程學(xué)什么、為什么學(xué)以及如何學(xué)等問題，同時可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和探索欲望。

（二）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，與時俱進，增設(shè)實踐內(nèi)容

“生態(tài)毒理學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容分為前后兩個部分，前半部分涉及課程的基礎(chǔ)知識和概念，后半部分是生態(tài)毒理學(xué)的分支學(xué)科，前半部分是后半部分的基礎(chǔ)。環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)開設(shè)的“普通生態(tài)學(xué)”“環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論”“河湖生態(tài)工程”和“恢復(fù)生態(tài)學(xué)”等課程內(nèi)容，涉及了“生態(tài)毒理學(xué)”課程的分支學(xué)科內(nèi)容，所以在介紹該部分內(nèi)容的時候可以適當(dāng)精簡教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生以發(fā)散思維為主，將所學(xué)的課程與“生態(tài)毒理學(xué)”課程有機結(jié)合?，F(xiàn)有教材做不到及時更新，教師應(yīng)緊密結(jié)合當(dāng)下熱點生態(tài)毒理學(xué)問題開展教學(xué)內(nèi)容，時刻關(guān)注與該學(xué)科有關(guān)的科學(xué)研究進展，及時更新補充教案。教師也可以結(jié)合知識點，在教學(xué)內(nèi)容中加入自己的研究課題內(nèi)容，這樣不僅可以達到拓寬學(xué)生知識面的目的，還可以讓學(xué)生初步認識科研項目的過程，培養(yǎng)學(xué)生對科研的興趣，樹立科研意識，鍛煉實踐能力。

此外，“生態(tài)毒理學(xué)”課程是具有實踐性質(zhì)的一門課程，需要理論結(jié)合實際。因此，在課程安排上，應(yīng)安排48個學(xué)時或更多的學(xué)時，其中一部分設(shè)置為實驗學(xué)時，理論課和實驗課穿插進行，有助于學(xué)生掌握相關(guān)基礎(chǔ)概念和知識點。

（三）豐富教學(xué)形式

為提升課堂教學(xué)效率，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以豐富教學(xué)方法，并將新型教學(xué)法引入課堂。

1.豐富教學(xué)課件形式。教師在備課制作PPT課件的過程中，可以借助網(wǎng)絡(luò)工具搜索知識點相關(guān)圖片和視頻，取代呆板的文字，避免學(xué)生因視覺疲勞而降低學(xué)習(xí)興趣。例如，在講授細胞膜結(jié)構(gòu)和細胞癌變機制時，引入制作的仿真微觀視頻，更加生動地呈現(xiàn)知識點，加深學(xué)生的理解和認識。

2.案例教學(xué)。在授課過程中，可以引入經(jīng)典案例或熱點案例，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，調(diào)動學(xué)生的探索積極性。例如，通過引入“日本米糠油事件”，讓學(xué)生分析：該案件中毒物是什么？其侵害機體的途徑有什么？在機體內(nèi)的轉(zhuǎn)化、分布和代謝是如何實現(xiàn)的，以及制約因素有什么？什么是毒物的生物富集和積累效應(yīng)？何為中毒？……立足該專業(yè)的培養(yǎng)目標，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已有的專業(yè)知識，從毒理學(xué)角度理解生態(tài)污染控制和修復(fù)的目的，以及相關(guān)標準建立依據(jù)，并探究有效預(yù)防和解決生態(tài)環(huán)境污染的途徑。通過案例分析教學(xué)手段，鼓勵學(xué)生積極表達觀點，讓學(xué)生在課堂上有話可說，從而增強學(xué)生的課堂參與度，教師可對學(xué)生的回答進行點評，形成良好的“問答式”師生互動。

3.問題導(dǎo)向教學(xué)法。教師可以選擇課程中幾個知識點或一部分教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置相關(guān)問題情境，并在開課前1～2周公布設(shè)定的問題和教學(xué)流程，學(xué)生自由分組，搜索相關(guān)學(xué)習(xí)資料。上課時，教師組織學(xué)生展示成果，并引導(dǎo)自由討論，教師最后點評、歸納和總結(jié)。該方法極大地提高了學(xué)生對相關(guān)知識點的理解，并且在學(xué)習(xí)探索的過程中，學(xué)生分析問題和解決問題的能力也得到了鍛煉提升。

4.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)法。在課堂上，當(dāng)講完一個難點或重點時，教師可以借助“超星”和“河?；诱n堂”等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，布置隨堂問題，學(xué)生在手機端做出解答。根據(jù)系統(tǒng)后臺統(tǒng)計的正確率，教師可以及時了解學(xué)生對知識點的掌握情況，并做相應(yīng)的教學(xué)調(diào)整。學(xué)生也可以在教學(xué)過程中，隨時通過手機端提問。該方法有助于提升學(xué)生的課堂參與度和學(xué)習(xí)效率。

5.研究型教學(xué)法。在教學(xué)過程中，教師可以基于教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合自身的研究領(lǐng)域，著眼當(dāng)下科研熱點，設(shè)置難度適中的科研題目，讓學(xué)生參與文獻查閱、設(shè)計實驗及課題研究等環(huán)節(jié)，最后匯報和形成結(jié)論。該方法旨在培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、團隊協(xié)作能力和科研探索精神，因此教師在此過程中主要起引導(dǎo)作用。

（四）優(yōu)化課程考核方式，完善教學(xué)評價體系

“生態(tài)毒理學(xué)”課程現(xiàn)有的考核方式中，期末閉卷考試成績占期末總成績比重較大，并不能完全反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況?；诖?，應(yīng)增設(shè)過程性考核，不僅要有平時考勤和平時作業(yè)考核，也要有線上小測試、小組討論、課堂回答問題情況及團隊合作能力等考核，全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。學(xué)生各項成績占期末總成績比例如下：期末成績占40%，以開卷形式進行，其中60%的試題考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況，40%的試題考查學(xué)生對生態(tài)毒理學(xué)相關(guān)問題的綜合分析能力；平時考核（包括課堂考勤、線上線下作業(yè)、隨堂練習(xí)及小測驗等完成情況等）占20%；自主學(xué)習(xí)（課前預(yù)習(xí)、課上互動問答、專題討論參與情況、主題匯報參與情況、線上平臺答題參與情況）占20%；團隊合作（分組討論和小組合作匯報過程中的表現(xiàn)）占10%。另外，學(xué)校還可以進一步完善教學(xué)評價體系，不僅教師可以進行相互評價，而且學(xué)生之間也能進行相互評價，從而豐富教學(xué)評價方法。

結(jié)語

在新環(huán)境生態(tài)問題形勢下，環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)開設(shè)的“生態(tài)毒理學(xué)”課程，對于保護生態(tài)環(huán)境安全和人類健康，加強對環(huán)境生態(tài)問題的認識，并探索科學(xué)的解決途徑具有重要意義。然而“生態(tài)毒理學(xué)”現(xiàn)有的教學(xué)評價體系、考核方式以及教學(xué)模式均存在一定問題，為了適應(yīng)當(dāng)前社會經(jīng)濟建設(shè)的需要和聚焦當(dāng)前全球生態(tài)環(huán)境問題，要求授課教師針對以上教學(xué)中的短板，不斷更新教學(xué)內(nèi)容、思考教學(xué)模式、更新教學(xué)方法和完善教學(xué)評價制度。通過運用以上探討的改進措施，進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，從而按照教育部的要求，培養(yǎng)具有高質(zhì)量、高水平、高素質(zhì)的工程型創(chuàng)新人才。

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Exploration of Teaching Reform in Ecological Toxicology under the New Situation

ZHANG Wen-juna， b

（a. Key Laboratory of Integrated Regulation and Resources Development on Shallow Lakes of Ministry of Education， b. College of Environment， Hohai University， Nanjing， Jiangsu 210098， China）

Abstract： Faced with the new environmental and ecological problems， the environmental and ecological engineering major has set up the course of Ecological Toxicology， which is of great significance for protecting the ecological environment safety and human health， strengthening the understanding of environmental and ecological problems， and exploring scientific solutions. There are some problems in the teaching evaluation system， assessment methods and teaching mode of Ecological Toxicology， which are difficult to meet the requirements of the new situation on the professional construction to a certain extent. In view of the students’ training goal of environmental ecological engineering major， this paper analyzes and discusses the existing problems and possible solutions from many aspects， in order to provide a theoretical reference for the teaching reform of this course and other similar courses.

Key words： Ecological Toxicology; teaching reform; new situation; status; teaching methods