高等院校污染生态学案例库建设的思路和方法初探

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

沈洪艳1 李双江1 杨 雷2 孙昊宇3 边永欢1(通讯作者)

1.河北科技大学,河北石家庄050018 2.河北化工医药职业技术学院,河北石家庄050026

摘要

针对目前高等院校尚无污染生态学课程教学案例的现状,基于该课程教学大纲和国内外环保形势以及主讲教师长期环保教学工作实践,从国家规划教材、国内外重大环境问题及环保事件、研究课题、学术讲座、学术会议、权威专业网站、学术带头人及其团队的研究成果、生态环境现场调查等方面搜集资料,经过汇总和梳理后,遵循代表性、相关性和关联性原则,建立污染生态学课程教学案例库,并将案例分为理论、实践和探索式案例,应用于实际教学,不仅体现了该课程的实践性特色,而且由于案例来源广泛、内容丰富,既有科研成果,又有身边的环保事件,可以让学生从科学和生活层面获取污染生态学课程的基本知识,通晓基本理论,案例教学模式不仅可以激发学生动脑动手动口的积极性,同时也为其今后从事科研工作奠定了坚实基础。


关键词

污染生态学;课程建设;案例库;思路;方法

正文




污染生态学是一门交叉学科,属于应用生态学科范畴,是应用生态学的一个热点研究领域[1-2]。污染生态学研究的主要内容包括污染物在环境系统、生态系统内的迁移转化规律,生物受害机制、抗性和净化机制,污染物沿食物链、食物网富集规律和人体受害原因,污染生态效应监测、评价和修复等[3-4]。

污染生态学课程教授的主要内容涉及环境污染的生态效应、环境污染的生物净化、环境质量的生物监测和生物评价、防治环境污染的生物方法、解决环境污染问题等方面。该课程在研究生入学后第一学期开设,共计36学时;教学内容分为两个模块,即教学模块和实践模块,两个模块均以案例方式展开教学,因此需要主讲教师依据教学大纲建立教学案例库,而案例的代表性和有效性是案例库成功的关键,也是案例教学有效实施的关键,以下从案例的来源、筛选原则、类型等方面分别介绍案例库建设的思路和方法。

1 污染生态学课程教学案例的来源与筛选原则

基于国内外环保形势和主讲教师的长期环保教学实践,污染生态学课程教学案例的收集来源包括国家规划教材、国际环境问题、国内外重大环保事件、学术讲座、学术研讨会、权威专业网站、科研团队的研究成果、生态环境现场调研等。教学案例的收集来源是案例库建设的基本保障,从上述来源中筛选出具有科学性和适用性的污染生态学教学案例至关重要,案例筛选的原则有代表性、相关性和关联性。

案例的代表性:当今时代互联网飞速发展,网络媒体报道和信息交流日益活跃,网络媒体发布的各类生态环境污染问题与现象的信息层出不穷,成为案例素材的主要来源之一。如何在海量信息中筛选出适合污染生态学课程的典型案例,即同时具备图文并茂、符合当前国际环保工作领域的要求、适合开展课堂教学的案例实属不易。例如日本核污染废水排海,权威网站上报道了大量图片和文字信息,是当今国际环境生态保护领域关注的焦点;同时已有研究报道过核污染废水对海洋生态系统具有严重且不可逆转的破坏性[5-7],这与课程中污染物在生态系统内迁移转化规律的教学内容吻合,可以将此事件作为违反国际环保要求并对生态系统造成严重破坏的反面案例。

案例的相关性:案例内容应与教学大纲相匹配,将代表性案例融入教学中,可使教学内容形象化、生动化、立体化,较大程度上改变了“教师以书本为主”的传统课堂教学方式。如污染生态学教学大纲中涉及污染物沿食物链、食物网富集规律的内容,将重金属在“水稻-昆虫-青蛙-蛇-猫头鹰”组成的食物链中的富集现象作为教学案例,通过“水稻、昆虫、蜘蛛、青蛙、田鼠、蛇、猫头鹰”组成的食物网了解重金属的迁移与富集规律,和污染生态学课程的生态系统内的迁移转化规律息息相关,将此教学案例进行课堂讲授,不但能使学生对重金属的迁移和转化过程理解更透彻,同时使专业理论和知识更加形象和生动,降低了学生理解专业理论的难度,增加了学生摄取专业知识的兴趣点,显著提高了学生听课的积极性。

案例的关联性:案例内容可以涉及教学大纲的多个理论知识点,通过教师讲授与分析一个代表性案例,促使学生联系和联想其它相关的理论知识点,起到以点带面、举一反三的效果。在污染生态学课程教学案例中,石家庄市冶河生态环境状况作为一个代表性案例,冶河流经石家庄区域,上游在冶河中排入含有氮、磷等污染物污水,这些污染物在下游的水质中却检测不出来,此现象所反应的理论涉及污染物迁移转化规律、生物净化机制、污染生态效应等多个知识点,学生分析这种现象时会联想到冶河生态健康评估、环境污染评价、生态修复、生态保护、生态可持续性发展等理论,因此通过冶河生态环境状况的教学案例,达到学生重温多个理论知识点的作用,起到以点带面、举一反三的作用。

2 污染生态学课程教学案例的分类

根据课程主讲教师掌握的线上、线下资源显示,目前国内外没有专门针对污染生态学课程的教学案例。基于教学需要和案例资源的特点,可以将案例分为理论案例、实践案例和探究式案例。

2.1理论案例

理论案例主要来自国家规划教材、国内外重大环境问题及环保事件、科研课题及科研成果等,如三峡库区重金属的生物富集、汞在三江平原食物链中的生物富集、砷污染严重影响玉米作物的生长过程、重金属污染造成的急性或慢性毒性效应、水体富营养化形成机制等,此外还包括新兴污染物(如纳米材料、微塑料、抗生素、内分泌干扰物等)方面的研究成果,尤其是《SCIENCE》和《NATURE》期刊上发表的相关研究成果,这些研究成果代表污染生态学学科的前沿领域和科研制高点,围绕上述前沿领域的研究成果选择理论案例可保证案例教学的前沿性。

从科研课题及成果选择案例是另一条途径,如分析洨河水体和沉积物中重金属离子含量时,采用实验室模拟重金属离子对水生植物及底栖动物和鱼类的毒害,探索重金属离子在水生生态系统中的迁移和变化规律。学生在主讲教师指导下以学习小组形式共同搜集环境中重金属毒性及毒理的研究成果、生物长期污染生态效应的研究进展、生物对环境抗性的科学前沿等方面的资料,并以课件讲解、学术讨论等不同形式阐述其学习成果。这样不仅让研究生经历了搜集、整理、总结和汇报成果的过程,同时锻炼了其收集资料、制作课件和学术交流的能力,而且增强了研究生团结互助、协作分工与表达的能力。

2.2实践案例

实践案例主要来自于权威专业网站、学术带头人及其团队的研究成果等,如多瑙河污染事件、白洋淀死鱼事件、山西长治苯胺泄露事件等;另外,鼓励研究生参加学术讲座和参与学术会议,促使研究生深刻体会和感悟实践案例,培养其学术头脑和创新意识。

污染生态学案例教学还可以结合生态环境调查活动形成实践案例,如参与天然气管线建设项目沿线生态环境的现状调查、秦皇岛动物园建设对周边生态环境的影响等,真实的环境问题促使学生将专业理论和实际相结合,并启发学生以专业知识为工具,发现问题和研究解决措施。通过实施实践案例教学,不仅锻炼了学生的科研工作能力、加深了其对基础知识的理解,也可综合考察学生制订工作计划、互相沟通以及实际操作方面的能力。

2.3探究式案例

双语教学和案例教学是有效提升教学质量和教学效果的教学方法[8-10],将二者有机结合,运用于污染生态学教学,教学效果显著提升。具体做法是主讲教师给学生布置专题任务,学生运用现代互联网技术,利用学校图书馆的中英文数据库,以小组学习方式查阅与整理相关文献,以中英文结合方式汇报学习成果,汇报表现作为平时成绩计入总成绩,形成“专题+文献+团队+汇报+成绩”的探究式案例教学模式,这种模式可以有效驱动学生动脑动手动口[11-12]。

探究式案例可促使研究生在学术海洋中探索专业知识的真谛,加深其对污染生态学课程理论的理解。主讲教师能够根据研究生的实时学习动态,及时调整教学方式,以达到良好的教学效果,同时探究式案例也是对理论和实践案例的升华,双语和案例的有机结合,更加突出了研究生课程不同于本科生课题的特点,引导研究生阅读英文文献,改变了其知识获取范围仅限制于中文数据库的情形,拓宽了其知识获取范围,为研究生日后开展科研工作奠定了坚实基础。

3 污染生态学课程教学案例库对提升研究生教学的推动作用

基于污染生态学课程大纲要求,将源于环境事件、环保热点、前沿研究成果、科研课题等案例素材建立适用于硕士研究生教学的案例库,包括理论案例、实践案例、探究式案例。

理论案例用于支撑污染生态学的理论教学,促使学生从理论层面去理解污染物在环境与生态系统中的迁移及转化规律、生物受害机制、生物净化机制、污染物沿食物链富集规律和受害原因、生物抗性形成原因,生物防治污染的工程措施等,从而更好地掌握污染生态学的基础理论知识。

实践案例可以丰富各章节的教学内容,突出教学和实践之间的联系,将国内外科研成果和发生在学生身边的环境事件等纳入教学,让学生从科学层面和生活层面获取污染生态学更为丰富而深刻的认知,通晓污染生态学的基本理论。

探究式案例是为了训练学生的科研能力和协作精神,以大作业的形式促使学生组成团队、搜集和整理资料与文献、制作课件、汇报成果。整个过程学生都要积极参与、主动交流与精诚协作,争取最佳表现才能得到理想的成绩,这种模式相比理论与实践案例能更好更快地促进学生提升个人能力和专业水平。

事实证明,采用上述三种案例应用于污染生态学教学后,能活跃课程气氛、丰富教学内容、激发学生学习潜能、锻炼其思考能力、提升其研究兴趣,真正起到教书育人、培养科研后备人才的作用。

参考文献:

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[2] 王兴明,鲁福庆,张宗鹏,等.污染生态学案例教学的几点思考[J].内江科技,2021(05): 81-82.

[3] 龚玉莲,林文娟,谢婕,等.污染生态学研究性实验的教学实践与探索[J].广州化工,2021(24): 117-118.

[4] 王茹,袁林江,南亚萍.“环境污染生态学”课程双语教学改革与思考[J].教育教学论坛,2021(10): 57-60.

[5] 吴学安.日本核污水排海对海洋环境带来不确定性风险[J].防灾博览,2023(5): 44-47.

[6] 欧阳志远,任文菡,马骋,等.日本核污染水排放对中国海洋经济的影响及应对(笔谈)[J].河北经贸大学学报,2024(01): 17-24.

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[8] 王茹,袁林江,南亚萍.“环境污染生态学”课程双语教学改革与思考[J].教育教学论坛,2021(10): 57-60.

[9] 景秀春,王训练,张海军.地质学类双语课程混合式教学的设计与实践——以“地史学”课程为例[J].中国地质教育,2024(01): 63-67.

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[11]刘志华,姜振峰,姜昭,等.污染生态学“理论+实践+能力”教学体系构建与实践[J].黑龙江农业科学,2021(2): 103-105+111.

[12]张恒,袁昊劼,程旭.工程数学课程过程性考核方式探究与实践[J].科教导刊,2024(02): 49-51.

基金项目:河北省高等教育教学改革研究与实践项目“中澳合作《生态系统保护与管理》课程思政案例优化设计与运行”(编号:2022GJJG184);

河北省专业学位教学案例库建设项目“污染生态学案例库建设”(编号:KCJSZ2019074);

河北科技大学高等学历继续教育在线课程项目“《环境影响评价》”;

河北科技大学环境科学与工程学院一流本科专业教改研究与实践项目“生态系统保护与管理英文案例库建设”(编号:202205)

作者简介:沈洪艳(1971.4-)女,汉,天津市人,博士,教授,研究方向:污染物环境行为及效应、环境影响评价及规划

通讯作者:边永欢(1984.4-)男,汉,河北衡水人,博士,讲师,支部书记,研究方向:环境水力学、污染物环境行为及效应


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