1 环境科学综合能力的含义
环境科学综合能力应包括环境科学理论基础、环境科学观、环境科学的思辨能力、应用并创新环境科学技术等能力.也就是说既包括掌握环境科学基本理论和基本知识,又包括具有污染物监测与分析、环境评价、环境规划和管理的初步能力,既具有大气、水、固体废弃物污染防治和水土保持工程的基本原理和设计方法的能力,又掌握自然资源可持续利用和生态环境保护和恢复技术,了解环境科学发展动态等.首都师范大学资源环境与旅游学院地理科学专业、地理信息系统专业设立了专业基础课《环境学概论》、《环境监测》等课程,侧重从环境科学和地学的角度对学生环境科学综合能力进行培养.今后学生的工作均有可能从事与环境科学有关的教学和科研工作,如果从事教育工作,其影响效果具有类似等比级数的效果,因此培养学生具备环境科学综合能力更为重要.
环境科学本身科学体系庞大,知识内容异常丰富,如果仅仅停留在以讲授和继承前人的知识积累为主,有限的课时都不能很好地完成上述任务.因此,鉴于环境科学的特点,应该调动学生在借鉴前人成果的基础上,积极思考,勇于创新,发现新思路和新方法,在探索中体会成功的快乐,培养学生树立科学的环境观.加强对学生创新精神和创造能力的培养,应该落实学生在教学活动中的主体地位,培养学生主动参与的意识和能力.鼓励学生参与教师的科研工作,以培养学生收集处理信息、获取新知识、分析和解决问题的能力.引导和启发学生提出问题和思考问题.同时要求任课教师具备对课程进行设计的能力,掌握一定的教育技术和教育科研方法.包括将最新的科研成果及时反映到教学内容中,以及重新设计教学中的知识结构.在具体的教学过程中,应重视知识的结构化,让学生重点掌握学科的基本知识、基本结构与基本方法,并为其留下思考的空间.除课堂教学外,大学的教育过程中,应注重能力的培养而决不能仅放在知识学习的层面,应该侧重学习发现科学技术知识的途径上.也就是说,环境科学教育的任务是培养学生环境科学的能力与方法.首先,在注重基本理论知识的同时培养学生探求解决环境问题的过程和方法;运用启发式教学教会学生分析问题和解决问题的科学思维方法,具体过程是:提出要解决的环境问题;启发学生分析影响这一问题的诸原因,分析并找出主要影响因素;针对主要影响因素提出解决问题的具体措施.如在讲授全球环境问题时,学生在过去的教育中多多少少听说过,如何在学生已有的背景知识下深化,既不是重复,又学到了科学的思维方法,在讲授每个具体环境学原理问题时,按此思路引导学生思考,提高了学生分析和解决实际问题的能力.
其次,注重学习方法,课程内容分为基本内容和相关拓展内容,由于环境科学的发展,不可能面面俱到,因而重点讲解基本内容的特点及思路,拓展内容则让学生寻着已有的思路.采用对比法将不同环境问题进行对比,分析其特点、原因,在分析过程中有可能产生新的思路.即使有些环境问题没有涉及,或新出现的环境问题,学生都不会感到茫然,而是有一套自己的分析问题的方法.
环境科学综合能力的培养要求运用现代化教育手段,增加课堂教学的信息量,提高教学效率,加强老师与学生的课后交流,实现交互式教学.新技术的发展改变着知识传播的方式,要求教师具备利用新技术的能力,要求老师以平等的、谦虚的态度来组织教学活动.具备引导和启发学生提出问题的能力以及穿针引线的主持能力.
2 环境科学综合能力的培养途径
在实际教学中,按照上述思路,除日常课堂教学外,还从多方面注重培养学生的环境科学综合能力,具体可以从以下几个方面体现:
2.1 通过实际作业
培养学生环境科学方面的综合素质,包括分析能力、独立解决问题能力和创新思维.环境学建模和如何使用模型是《环境学概论》教学中的难点,学生往往对模型敬而远之,过去教学中,学生只能达到了解知道的程度,对模型的理解不深,更谈不上应用.为了改变这一状况,尝试通过实例作业的方式改变这一状况.学生已经学过高等数学的有关内容,同时具备环境科学的相关知识,如何使其有机结合,是问题的关键,为使学生对环境学模型的了解深化,使学生不仅对理论理解,更能从定量角度完善对环境学的认识,在讲完大气环境后,布置了一个需要通过模型计算得出结果的实例,开始学生感到较为茫然,不知如何下手,通过引导结合教材介绍,学生能够逐步深入到模型的使用过程中,并能够查图、查表,确定参数,模型计算,并发现了不同的方法.通过这一实例,学生不仅消化理解了课堂中讲授的内容,更重要的是学到了科学研究探索的方法,掌握了环境学建模的思路和方法,在今后的工作中,遇到此类问题,有可能会提出创新性的方法和思路.达到了较高的教学目的.通过这一实例,感觉到环境学的教学难的是将内容落到实处,如何使学生有更多的实际锻炼的机会.如果概括性的讲一讲,学生能力锻炼的效果将会大打折扣.
2.2 通过综合实习
环境科学方面的专业基础课程都是实践性较强学科知识,这就决定了专业基础课程的教学都应包含有实践教学的内容.在《环境学概论》的教学计划和课程体系日趋成熟,课堂教学内容和手段日益完善的形势下,学生动手能力和创造能力的培养还不能满足日益发展的要求,实践性教学环节还较为薄弱.因此,如何弥补课堂教学中的不足,是教学中急待解决的问题.因此尝试性地在教学中安排一次到二次环境实习.主要实习内容既包括自然环境认识,又包括人为环境调查,既包括生态破坏和环境污染,又包括环境治理技术方法.深化所学专业知识的用途,了解书本知识与实际生产需要的联系与区别,体验所学知识的局限性和实际工作所需知识的多样性.经过连续的探索和改进,证明环境综合实践教学活动对提高教学效率,保证教学质量,增强学生的环境意识具有明显效果.使同学有接触环境、认识环境问题的机会.例如安排了水体环境综合实习,认识水环境及功能,认识北京水资源的有限性,认识不良水环境对社会经济发展的限制性,北京对改善水环境所做的努力和存在的问题.重点认识人类生产、生活活动对水环境的影响、水环境对人类重要性、人类与水环境的相互作用.实习前,要求学生准备一些问题,带着问题进行实习,充分利用实习的机会,鼓励学生多提问题.组织学生做好有关准备工作,让同学明确水环境综合实习的目的、任务、主要内容,让学生直观、形象、有效地了解实习地区的环境概况和实习内容,要求多看、多听、多记、多问、多思;同时保证人身安全.聘请生产、科研单位的工程技术人员进行现场教学和实地现身说法,使同学们直接了解环境问题的成因和治理环境的技术方法.实习回来后要求针对北京水环境及废水资源化问题写出调查实习报告,由于学生亲自参与了实习的全过程,觉得有的可写,有的同学还提出了较好的建议.在学生的报告中具体全面地对北京市的污水量、排放水系、目前处理能力、北京市污水处理厂分布及处理能力、污水处理厂进出厂水质指标、DO、BOD、COD、SS、N、P,投入与维持费用,出水使用情况,是否满足社会需要、社会效益、污水处理厂使用的处理技术、级别、工艺流程、体会和感受、看法、问题等.学生都感到此次实习是课堂内容的深化和扩展,增强了对北京水环境问题的感性认识和深入思考水环境问题探索,起到了以点带面的作用,如果遇到其他的环境问题,学生也会具备相关的环境科学能力.
通过这样一次实践教学活动,使同学们加深了对环境科学性质的认识,增强了环境意识,激发了学生探索环境科学知识的积极性和主动性,为后续的专业课学习和高年级的实习奠定基础.
2.3 通过教学录象、光盘等直观手段
为增加学生对环境问题的感性认识、增加学生对环境问题的全面了解,特别是不易直接观测到的环境问题,如臭氧层的破坏、全球环境变化、环境公害等,使学生增加对课堂教学的理解和认识.组织学生在课余时间有针对性地观看教学片,教学录象带、光盘,使学生感到环境问题是随时随地的出现在我们身边,培养学生具有环境科学思维的敏锐性.
2.4 通过观察、实验
观察能力、实验能力是基本的科学能力,其他科学能力都是在此基础上形成和发展的.针对不同课程着重发展不同能力的思路,在《环境监测》课程中,特别注重对学生实际工作能力和动手能力的培养,在较为紧张的课时中尽量安排实验、实习.使学生有更多的实践机会.同时培养学生环境科学的方法.在实际实习中,每2～3名同学为一个小组,在老师指导下进行,使同学们亲手验证和体验在课堂上所学的环境科学的基本概念、基本原理,亲眼目睹环境保护措施和污染治理技术方法,验证书本知识,进一步理解和掌握课堂讲授的内容.同时,也有助于开阔同学们的视野,激发创新思维,探索和创新知识.实验完成后上交的实验报告中应特别增加相关分析一项内容,分析与此实验有关的方法、问题,成功或失败的原因等,以巩固实验结果,使所学理论更为系统化,深刻化.
因为在环境监测中,实验项目繁多,方法差异较大.在有限的学时中如何使学生全面系统地掌握环境监测中的方法是教学中较为难以处理的问题.在实际教学摸索中,逐步探索出了以典型实验代表一类方法的教学模式,即选择较为有代表性的实验进行教学,此方法代表某一类环境要素和某一典型的监测方法.教学中注重强调此方法是一类方法的代表,而不是就事论事,为做实验而做实验,使学生既掌握了一个方法,又能够触类旁通,同时比较其他方法异同,在今后的工作中能够有的放矢.
2.5 通过环境学论文和毕业论文
写作论文是锻炼学生科研能力的很好机会,能够培养学生科学的研究和写作能力.环境学论文的选题应结合实际,以揭示有关环境规律、解决现有的或潜在的环境问题为目的,只要是环境科学教学所涉及的内容都可作为论文选题的范围.学生要查阅大量的资料、文献,了解选题研究领域的国内外基本情况,尽可能使选题具有新颖性,创造性和可行性.论文工作的目的是要使学生在科学研究方面受到较全面的锻炼,培养从事科学研究或独立担负专门技术工作的能力,部分论文的写作还要通过社会调查、实验分析、理论分析、文字总结等,充分考虑实验室条件和现有物质条件,合理安排,确定研究方向和目标.要求反映作者对所探讨课题有新的见解.通过资料收集、考察或者参与教师的科研项目,在老师的指导下撰写科技小论文.
2.6 通过开展环境教育活动
通过开展校园的环境教育活动,使学生应用在课堂上学习到的知识理论,为提高公众和师生的环境意识贡献自己的聪明和才智.例如,在4月22日地球日、6月5日环境日,在学生会、团委的组织下,学生积极参与,制作展板,在教师的指导下收集相关的资料,印制相关的宣传材料,通过宣传活动培养了学生参与社会活动的意识;在不同的校区设置的不同的宣传活动区,培养学生关注全球环境的同时,关注自己身边的环境;引导学生从我做起,从小事做起,同时教育他人也如此,扩大了学校教育的范围;使学生可以在校园活动中应用学习到的专业知识,培养学生的团队精神.
学生更加对环境问题关注,提高了学习兴趣,稳定和确立了专业思想,提高了学生分析和解决问题的能力;锻炼学生的表达、归纳总结和思辨能力.
3 结 语
经实际多种途径的使用表明,环境科学综合能力的培养教学目标明确,内容丰富、适当,教学形式多样,生动、形象、直观,教学效果显著.总之,环境科学综合能力的含义十分丰富,与之相关的培养途径也多种多样,在实际教学中,可以根据不同的培养目标,选择不同的方法综合使用,使大学生的综合素质得到明显的提高.
