环境生物技术课程建设的探索与实践_王光利

“环境生态学”课程教学改革的实践探索王辉;焦莎莎;朱书法;汤红妍【摘要】In order to improve the quality of undergraduate teaching in colleges and universities, the reform and implementation of high quality resources sharing were promoted, the construction of environmental engineering specialty of connotation was strengthened, and brand and strength of higher education in our country were promoted.The teaching method of ecological environment curriculum was reformed, which actively carried out the teaching reform on the course of attempt.Based on the teaching practice on theory and experiment of the reform, the qualityof teaching was improved, comprehensive ability of students was cultivated, which can meet the needs of social development for talent and promote the development of environmental ecology curriculum teaching.%为了提高高等院校本科教学质量，推进改革与实现优质资源共享化，加强环境工程专业内涵建设，提升我国高等教育的品牌和实力，必须对“环境生态学”教学方法的进行改革，积极开展有关该课程的教学改革的尝试。

第39卷 第2期 高 师 理 科 学 刊 Vol. 39 No.2 2019年 2月 Journal of Science of Teachers′College and University Feb. 2019文章编号：1007-9831（2019）02-0108-03环境科学专业创新研修课建设探索王琳（河南大学 环境与规划学院，河南 开封 475004）摘要：河南大学依托生物学一流学科，设立创新研修课，将一流学科建设和培养一流创新人才目标结合起来并落到实处．环境科学专业根据自身特点，积极对本专业的创新研修课进行探索建设，旨在改革研究型教学的同时，对学生进行科研训练，培养其研究兴趣，提高其分析问题、解决问题及创新能力，进而为学生做毕业设计，以及将来的继续深造打下了良好的科研基础．关键词：环境科学；创新研修课；课程建设中图分类号：P951∶G642.0 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1007-9831.2019.02.028Exploration of the construction of innovation and training coursesin environmental scienceWANG Lin（School of Environment and Planning，Henan University，Kaifeng 475004，China）Abstract：Based on the first-class discipline of biology，Henan University has set up innovative training course to combine the construction of first-class disciplines and the goal of cultivating first-class innovative talents．Based on its own characteristics，the environmental science major actively explores and constructs the innovation training course of the major，aiming at reforming research-based teaching，training students on scientific research，cultivating their research interests，and improving their analytical，problem-solving and innovative capabilities．In addition，will lay a good foundation for the graduation design for students and further study in the future．Key words：environmental science；innovative training courses；curriculum construction河南大学进入一流学科建设高校行列以来，确定了今后一个时期的发展目标：到2020年，建立完善适应于一流大学发展的大学治理体系，学校综合实力大幅度提高，在全国高等教育体系中的地位进一步攀升．到2035年，以文、理、医、工为主，多学科协调发展的一流学科体系更加完善，若干重要学科跻身或接近国际先进水平；学校综合实力明显提升，初步形成世界一流大学的学科基础．到本世纪中叶，跻身综合性、研究型、有较大国际影响的世界一流大学行列．学校设立创新研修课，是将一流学科建设和培养一流创新人才目标结合起来并落到实处的具体改革措施之一．1 开设创新研修课的基础科研是教学的源头活水，如果没有科研做支撑，大学课堂教学就会失去灵魂．现在的研究性大学受各种评价体系的影响，导致教师重科研而轻教学．因此，需要平衡好科研和教学的关系，发挥科研在教学中的积极作用．目前来看，创新研修课是科研和教学之间的桥梁，能够使二者相得益彰，是实现一流收稿日期：2018-11-19作者简介：王琳（1980-），女，河南郸城人，副教授，博士，从事环境污染与修复研究．E-mail：wanglin@第2期 王琳：环境科学专业创新研修课建设探索 109学科建设和培养一流创新人才目标的主要途径之一．创新研修课就是将科研优势转化为优质的教学资源．教师将自己的科研成果与教学内容结合，通过理论联系实际，激发学生的学习兴趣；学生通过参与科研项目，进一步理解基本概念和基本理论，并通过科研训练，学习研究的方法和技术了解学科前沿，进而提高分析问题、解决问题的能力．河南大学目前拥有国家重点实验室1个，教育部重点实验室3个，教育部工程技术研究中心1个，省级协同创新中心4个，并建有5个国家级教育、科研基地．因此，学校拥有一支高水平人才队伍，产生了一系列原创性研究成果．围绕生物学特色研究领域，聚集了院士、“长江学者”特聘教授、国家杰出青年基金获得者、“973”和国家重大科学研究计划首席科学家、“万人计划”科技创新领军人才、青年千人、国家“百千万人才工程”、中国科学院“百人计划”及全国杰出专业技术人才等高层次人才队伍．拥有教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队．获国家自然科学奖二等奖、教育部自然科学一等奖和二等奖．另外，学校还拥有先进的研究平台，具备承担国家重大研究任务的能力．建立了棉花生物学国家重点实验室，教育部重点实验室和国家地方联合工程实验室，获批国家级作物逆境生物学创新引智基地（“111计划”）．在国内率先建立了生态学大型野外实验平台．作为首席单位主持了国家“973”和国家重大科学研究计划各1项，国家重点研发计划课题2项，国家自然科学基金委重点项目7项．学校始终秉承立德树人的宗旨，创新人才培养模式．坚持“科研促教学”发展路径，注重科学创新精神的培育和传承，不断深化教学改革，全面实施素质教育与创新创业教育，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人．只有具有较高科研水平的教师，才能对知识的把握更为准确，才能对教学内容思考得更加深刻透彻，才能在课堂上做到“深入浅出”，这样更有利于学生的学习与理解．另外，对科学问题的研究使教师能够及时将最前沿的学术成果不断充实到教学中，填补原有理论知识与研究前言之间的断层，更能吸引学生的学习兴趣．而且，科研对教学的促进作用不仅局限于教学内容，在课堂教学中，对学生产生更大影响的是教师严谨的科研态度、刻苦的学习精神以及他们思考问题的方式等．河南大学在长期的教学实践中，特别重视提高人才培养质量，为了将科研成果及时转化为优质的教学资源，2018年首批设立了74项“创新研修课”，旨在寻找科研和教学的最优结合点，进而促进创新性教学改革．针对获批的课程，教务处给予一定的资助，旨在调动师生的积极性，为学生进行科研训练，培养其研究兴趣，提高其分析问题、解决问题及创新能力创造条件．2 开设创新研修课的必要性随着我国社会经济的快速发展，环境问题越来越突出，对具有创新和实践能力的复合型环境专业人才的需求非常迫切[1]．环境科学是一门综合性很强的交叉学科，主要体现在3个方面：（1）知识面广，涉及到经济、社会、工程技术和法学等领域；（2）交叉性强，涉及到数学、物理、化学、生物、气象、医学、建筑和机械制造等方面的基础和知识；（3）发展快，随着人们对环境问题的重视，作为一门近几十年发展的新兴学科研究热点不断更新[2-9]．由此可知，环境科学专业具有复杂性、广博性、综合性、整体性、实践性和交叉性等特点，强调了基础教学、实践能力以及科学素养的培养，进而培养学生具有环境科学方面的基本理论、基本知识、知识面广、事业性强，并具有较好的科学素养及一定的教学、研究、开发和管理能力，掌握环境监测与环境质量评价的方法以及进行环境规划与管理的基本技能．河南大学于2002年开设了环境科学专业，专业创建时间相对较短，发展却十分迅速．按照河南大学发展优势学科、培育新兴交叉学科、带动相关学科的基本指导思想，以生物学科为基础，加强生物学与环境、农、医、材料和信息等学科的交叉融合，带动相关学科的快速发展，提升河南大学学科整体水平．因此，环境科学专业在学校的发展战略中处于重要地位．但是环境科学专业在发展过程中，存在着实践教学时间少、科研训练较少等问题．目前，开设的实践类课程只有2类，一是环境微生物学、环境监测、大气污染控制、水污染控制、固体废弃物处理与处置课程类的实验课，课程实验安排相对较少；二是综合性实习，大一、大二、大三春季学期结束后，进行为期1个星期的认识性实习，几乎没有什么生产性实习，缺乏环境科学专业的综合性培训．针对学校环境科学专业存在的问题，开展研究性实践教学，即创新研修课具有十分重要的意义．110 高 师 理 科 学 刊 第39卷3 开设创新研修课的方式结合创新型人才培养模式的特点，针对传统教学模式存在的问题，优化调整人才培养方案，转变课堂教学模式，构建多层次的实践教学体系，强化科研训练，进而提高学生分析问题、解决问题的能力，将学生培养成创新型人才．为了达到环境科学专业的培养目标，需要进一步强化实践教学和学生创新能力培养．针对这种现状，创新研修课的设立正好能解决这种问题．创新研修课就是让学生在做中学，在教学互动过程中学会学习，掌握方法，提高能力[10]．开设创新研修课可通过教师自由申请课程，采用灵活的上课方式和进行有效的科研训练3个方面进行实施．3.1 教师自由申请课程学校应鼓励有课题的教师积极申报创新研修课．为了调动教师的积极性，学校教务处对获批的创新研修课给予一定的经费资助．河南大学环境科学系大部分教师均有主持国家级课题，因此更应该积极申报．创新研修课以教师的科研项目为依托，教学内容从科研成果中提炼，注重目标导向与问题导向相结合，重点在于激发学生学习的积极性，培养学生的创新意识与批判思维．由于创新研修课以科研丰富教学内容，使学生直接参与研究课题，学生在本科阶段就了解了科研方法和学科前沿，这样既培养了他们的专业兴趣，又帮助他们更好地了解了专业方向．3.2 采取灵活的上课方式创新研修课以教师的科研项目为依托自由申报，教学内容来源于科研，对于获批创新研修课的教师，提交课程教学大纲后，可自定上课地点和开课时间．上课地点一般比较自由，可在办公室或实验室，可讲授、研讨或实验，师生直接互动，所以每门课程学生人数限定在10~20人，15学时左右，1个学分．选课前，辅导员做好认真讲解，让真正有兴趣的学生参与其中．考核方式多样，可以是实验方案设计、课程论文、设计图和研修报告等．由于学生人数较少，可以一对一辅导，可以一人一题，根据各人情况制定不同的学习任务．为了开拓学生的学术视野，学生可以跨院系、跨专业、跨年级选课，这样有利于培养其创新思维和跨学科的综合素质．3.3 进行有效的科研训练开设创新研修课的目的是让本科学生尽早接触科研，了解什么是科研，如何开展研究．具体包括：如何选题，如何设计实验，如何进行实验，如何分析数据，如何撰写科技论文以及了解科学前沿等．创新研修课鼓励学生自己动手、自主学习．由于课时短，课程讲授较少，学生的主要任务是从研究方向中选题、查阅文献、研究内容、设计实验、具体实验、数据分析及撰写论文，均在教师指导下独立完成．通过科研训练，可以激发学生的学习兴趣，培养学生积极思考，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而有效提高学生的综合素质．对于实践性较强的环境科学专业，创新研修课通过为学生提供动手的平台，增强学生的学习兴趣，加深学生对行业的了解，开阔学生的知识面．在研修过程中，提高了学生的创新意识和实践能力．总之，创新研修课是实验实践和实习实践的有益补充，是完善实践教学的重要环节．参考文献：[1] 刘强，尹丽，宋勇生．地方高校环境科学专业创新型人才培养的探索与实践——以井冈山大学为例[J]．科教文汇（下旬刊），2016（10）：59-60[2] 王琳，郭廷忠，杨永芳，等．环境科学专业研究型实践教学体系的建立[J]．科技创新导报，2009（4）：156[3] 张明泉，曾正中，陶燕，等．环境科学专业各实践教学环节的内容与方法研究[J]．高等理科教育，2003（5）：28-31[4] 汤洁，董德明，刘淼，等．环境科学专业课程体系建设与教学质量监控[J]．中国大学教学，2007（3）：35-36[5] 张可刚．环境科学专业实验实践教学改革探讨[J]．中国电力教育，2008（6）：95-96[6] 郭兴军．综合性、设计性实验教学探索[J]．潍坊学院学报，2005，5（4）：153-154[7] 陈传敏，许佩瑶，汪黎东．浅议环境科学专业开设综合性设计性实验的必要性[J]．中国电力教育，2006（6）：379-380[8] 李晓秀．培养环境科学综合能力的方法探讨[J]．首都师范大学学报：自然科学版，2005，26（4）：64-67[9] 许冬焱．环境科学教学与学生环境教育能力的培养[J]．肇庆学院学报，2005，26（5）：58-60[10] 李旦，赵希文，齐晶瑶，等．“创新研修课”的建设与探索[J]．中国大学教学，2009（11）：28-30。

江西农业大学“环境化学”课程以戴树桂主编的《环 境化学》为参考教材，自主研发的“环境化学”线上 课程通过江西省精品在线开放课程的认定，涵盖了大 气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、生物体内 污染物质的运动过程及毒性、受污染环境的修复等内 容。同时，教学团队秉持“突出特色、稳步发展”的 指导思想，立足本省典型的环境问题，融入了以矿山 污染及修复、农业面源污染及治理为核心的区域特色 显著、农林特色鲜明的教学内容，进行深度教学。例如， 南方离子型稀土矿、铀矿和鄱阳湖是江西省重要的典 型矿产和最大的淡水湖，在开发和利用过程中，促进 了国民经济的增长，同时也造成了严重的土壤和水体 污染。课程主讲教师结合自己的研究成果，在土壤环 境化学和水环境化学教学中，融入了离子型稀土矿、 铀矿和鄱阳湖污染的原因、机理、现状和修复等江西 区域特色显著的专题内容。同时，在受污染环境修复 的教学中，突出鲜明的农林院校特色，侧重讲授安全 绿色的植被修复技术。 1.2 挖掘思政元素，构建课程思政的教学体系
3. College of Land Resources and Environment, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China)
Abstract: Curriculum ideology is an important part of the modern higher education system. Take the professional core course "Environmental Chemistry" of environmental science and engineering as an example, explore how to combine Jiangxi's regional characteristics and agricultural and forestry characteristics, integrate the curriculum ideological and political elements, and build a curriculum ideological and political teaching system; relying on the self-developed Jiangxi Province boutique online open courses “Environmental Chemistry” teaching platform, using information technology, flexible teaching methods, optimizing teaching methods, flipping the teaching classroom, carrying out curriculum ideological and political teaching practice, in order to achieve the educational goal of knowledge transfer, ability training and value shaping “three in one”, and cultivate high Quality innovative talents.

《环境生物工程技术》课程教学大纲张晓昱、杨江科、李为、王宏勋一、课程名称：环境生物工程技术（Environment Bioengineering Technology）二、课程编码:三、学时与学分:48/3四、先修课程：普通生物学、微生物学、环境生物学、发酵工程与酶工程五、课程教学目标：结合环境生物技术研究现状、需求讲授将环境生物技术尤其是环境微生物技术应用于科学实践的理论与实践，为生物技术本科专业学生提供环境生物技术的理论知识和实践技能，为进入相关的环境生物技术研究提供基本的背景知识和基本科研能力、素质。

六、课程适用专业生物技术、生物工程七、基本教学内容与学时安排:●生物与环境（2学时）生命的诞生与演化生物圈与生物多样性生态系统的特征与生态平衡生物与环境相互作用环境污染现状●生物降解与生物转化（2学时）环境微生物的新陈代谢特征环境微生物降解与转化酶学●环境微生物降解与转化的分子生物学（2学时）环境微生物降解与转化的细胞学与工程学●酶工程、基因工程与环境治理(2学时）酶工程概述酶在污染治理中的应用酶工程在环境治理中的发展展望基因工程概述基因工程在环境污染治理中的应用●细胞工程与环境治理(2学时)细胞工程概述细胞工程在环境治理中的应用发酵工程与环境治理发酵工程概述发酵工程在环境治理中的应用●污染治理生物技术（2学时）生物处理技术概述生物处理基本原理微环境的概念及意义微生物催化降解的必要条件影响生物降解的因素生物处理过程控制生物处理过程的重要结构废水生物处理新技术生物脱氮除磷高效生物膜处理系统膜生物反应器●生物修复技术（2学时）土壤污染的生物修复技术地下水污染的生物修复技术生物修复技术进展固体废弃物生物处理及处理技术堆肥填埋技术大气污染的生物治理技术生物法净化有机废气的原理有机废气生物处理的工艺研究与应用生物法净化有机废气的现状及需解决的问题●有害有机污染物的现代生物处理技术(2学时) 有害有机污染物降解的生态学基础卤代烃类降解农药降解洗涤剂降解石油污染物治理●重金属的生物处理技术（2学时）生物吸附原理生物吸附剂生物吸附的影响因素生物吸附动力学生物吸附的应用——生物吸附柱的操作重金属阴离子的生物生物吸附重金属污染的植物修复●污染预防生物技术(2学时)煤的生物脱硫化石燃料的微生物脱氮●生物制浆(2学时)冶矿生物技术湿法冶金微生物浸出工艺难浸金矿石的微生物处理●废物资源化生物技术（2学时）可生物降解塑料PHAs合成PHAs的主要微生物合成途径及关键酶PHAs生产工艺PHB的降解及PHB解聚酶PHB生产的前景及展望●生产单细胞蛋白（2学时）微生物蛋白的营养价值生产单细胞蛋白的微生物单细胞蛋白的生产工艺清洁生产工艺可资源化固型废弃物特征废水资源化处理及回用技术清洁生产工艺与循环经济●环境生物监测与安全性评价(2学时）生物传感器的基本组成和工作原理生物传感器的分类生物传感器的特点生物传感器在环境监测中的应用DNA生物传感器及其在环境监测中的应用核酸杂交生物传感器的原理污染物的监测●PCR技术与DNA芯片技术(2学时）PCR的反应原理及条件PCR技术在环境监测中的应用荧光原位杂交技术DNA芯片技术的应用现代生物技术的安全性问题现代生物技术的伦理问题专题讨论●专题一、水处理中的环境生物工程（2学时）●专题二、大气污染治理的生物工程（2学时）●专题三、废弃物资源化的生物工程（2学时)●专题四、环境监测的生物技术（2学时）●专题五、环境安全及评价的生物技术（2学时）●专题六、有机污染物处理的生(2学时）●专题七、无机污染物处理的生物工程（2学时）●专题八、煤碳脱硫及增溶解聚的生物工程（2学时)●专题九、难降解污染物处理的生物工程（2学时）八、教材及参考书教材：现代环境生物技术，王建龙，清华大学出版社,2001年参考书：1.环境生物学，孔繁翔，高教出版社，2000年2。