楊莉,陳愛俠,郭冀峰,葉林靜
(長安大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院,陜西 西安)
“廢水處理技術(shù)進展”是我校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)碩士研究生的學(xué)科基礎(chǔ)課,該課程通過比較全面介紹近年來廢水處理技術(shù)(包括超臨界水氧化技術(shù)、濕式氧化新技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、膜處理技術(shù)、污水生物脫氮除磷新技術(shù)、污水生物處理新技術(shù)、自然生物凈化技術(shù)以及污泥處理新技術(shù)等的進展和最新動態(tài),引導(dǎo)學(xué)生掌握廢水處理新技術(shù)和新工藝研究成果和發(fā)展動向的同時,建立對水污染治理的國內(nèi)外研究和工程實踐的拓展性認(rèn)識,以期培養(yǎng)研究生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力[1-3]。本課程在近四年的建設(shè)過程中,緊密結(jié)合學(xué)生的知識需求,不斷開展教育教學(xué)改革,逐步形成較為突出的課程特色。
隨著社會的持續(xù)發(fā)展,當(dāng)今社會對人才的知識結(jié)構(gòu)和綜合素質(zhì)提出了更高的要求,因此,研究生課程教學(xué)改革中應(yīng)不斷創(chuàng)新教學(xué)理念,完善教學(xué)設(shè)計,提升教學(xué)成效[4-5]。2019 年“廢水處理技術(shù)進展”被列入我校研究生高水平課程建設(shè)項目,教學(xué)團隊在課程建設(shè)和教學(xué)改革中,注重體現(xiàn)學(xué)習(xí)者是主體、能力培養(yǎng)是教學(xué)主線的現(xiàn)代教育觀念,從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面緊跟專業(yè)發(fā)展前沿,廣泛涉獵廢水處理技術(shù)的最新發(fā)展動向,教學(xué)過程突破教材的局限,在教學(xué)中開展文獻賞析環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計與實踐,獲得了較好的教學(xué)效果。
1. 社會需求:研究生教育是國家高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)的主要途徑[6],為適應(yīng)新時期人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要,在研究生課程教育改革中開展文獻賞析的教學(xué)實踐,可充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中思考、在實踐中成長,有助于達到培養(yǎng)其科研能力和創(chuàng)新意識的目標(biāo)[7]。
2. 學(xué)生需求:文獻閱讀作為了解相關(guān)領(lǐng)域研究歷史與動向的基本途徑,是從事科研工作的必要環(huán)節(jié)。研究生課程教學(xué)內(nèi)容中引入熱點研究文獻,使文獻賞析環(huán)節(jié)成為連接理論學(xué)習(xí)和科研實踐的重要橋梁,可促進研究生在閱讀消化文獻的同時,鍛煉獨立思考的能力,為日后研究工作的開展奠定基礎(chǔ)。
3.課程需求:“廢水處理技術(shù)進展”主要圍繞環(huán)境工程領(lǐng)域的廢水處理新技術(shù)展開,具有重要前瞻性。通過合理的教學(xué)設(shè)計和組織實施,在教學(xué)中引入文獻賞析環(huán)節(jié),有助于研究生把握國內(nèi)外廢水處理領(lǐng)域研究熱點、緊跟專業(yè)發(fā)展方向,從而促進教學(xué)改革的深化和授課體系的完善。
選修“廢水處理技術(shù)進展”的一年級研究生雖然已具備一定的專業(yè)理論知識,對科研工作有初步了解,但由于本科階段的文獻閱讀相對較少,對文獻內(nèi)容只能“吃進去”卻不能很好地“消化吸收”[8],欠缺主動思考和學(xué)習(xí)探究能力,對科研工作的本質(zhì)認(rèn)識不足。然而,科研能力的塑造需要長期的鍛煉,如果從學(xué)生的特點出發(fā),在專業(yè)課程教學(xué)中以文獻賞析為抓手,逐步鍛煉和提高研究生查閱文獻、涉獵科學(xué)領(lǐng)域前沿知識的能力,可幫助實現(xiàn)研究生的思維轉(zhuǎn)換,有助于培養(yǎng)其獨立思考和自主探究的能力,幫助學(xué)生逐步成長為具備創(chuàng)新精神的高水平研究生[9-10]。
基于課程內(nèi)容和學(xué)生的特點,“廢水處理技術(shù)進展”的文獻賞析環(huán)節(jié)設(shè)計,從內(nèi)容上兼顧理論知識與科研動態(tài)的有機結(jié)合,在方法上強調(diào)師生良性互動和“賞”與“析”的彼此促進,在實踐中關(guān)注學(xué)生知識儲備,選用針對性的文獻材料,采用循序漸進的多層次教學(xué)手段,使學(xué)生在鞏固課程知識的同時,提高科研的積極性與創(chuàng)新性,為日后研究工作打下堅實的基礎(chǔ)。
文獻賞析環(huán)節(jié)的課程設(shè)計緊扣“廢水處理技術(shù)進展”教學(xué)內(nèi)容中的重點部分,主要圍繞超臨界氧化技術(shù)、濕式氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)和膜處理技術(shù)等章節(jié)開展,在文獻的篩選中要兼顧教學(xué)目標(biāo)和難點重點,結(jié)合不同廢水處理技術(shù)的特點和最新研究進展,有目的地選擇中英文期刊文獻作為賞析內(nèi)容。如針對“超臨界水氧化技術(shù)”一章,選擇“Behaviors of Organic and Heavy Metallic Pollutants during Supercritical Water Oxidation of Oil-Based Drill Cuttings”(DOI:10.1007/s11270-018-3751-z)作為賞析文獻,主要考慮既要兼顧該技術(shù)的應(yīng)用實例,又可凸顯超臨界水氧化技術(shù)高效凈化的優(yōu)越性。此外,光催化氧化技術(shù)是廢水處理諸多技術(shù)中,具有相當(dāng)研究深度和廣度的高級氧化技術(shù),這一重點章節(jié)的授課目標(biāo)要求學(xué)生深入領(lǐng)會光催化氧化機理的同時,掌握載體負(fù)載型復(fù)合光催化劑的應(yīng)用。相應(yīng)的,這一章的文獻賞析環(huán)節(jié)分別選擇了“The investigation of Ag decorated double-wall hollow TiO2spheres as photocatalyst”(DOI:10.1002/aoc.4160)和“Titanium dioxide-coated biochar composites as adsorptive and photocatalytic degradationmaterials for the removal of aqueous organic pollutants”(DOI:10.1002/jctb.5428)兩篇文章進行文獻賞析。一方面,兩篇文獻均緊扣優(yōu)異的光催化劑納米TiO2的制備及在廢水處理中的應(yīng)用,另一方面二者分別關(guān)注了單一相和負(fù)載態(tài)TiO2光催化劑的設(shè)計思維、制備方法及光催化機理。因此,授課中通過對比和分析,可在授課目的的有效達成的同時,加深學(xué)生對本章節(jié)知識的學(xué)習(xí)深度。
基于一年級研究生的學(xué)習(xí)特點,文獻賞析課的授課方法采取循序漸進的多層次教學(xué)方案:隨著授課內(nèi)容的開展及學(xué)生能力的提高,采取教學(xué)內(nèi)容和方式方法的階段性調(diào)整,逐步增加賞析課堂上的師生互動,引導(dǎo)學(xué)生在閱讀中賞析、在賞析中思考。具體的,課程第一階段考慮到學(xué)生文獻閱讀能力有限的特點,文獻賞析課程主要運用多媒體手段,在文獻賞析PPT 中采用標(biāo)注的文獻原文,通過課堂講授的方式針對性地開展文獻內(nèi)容解析和討論;第二階段,大部分研究生已較好地適應(yīng)了文獻賞析的教學(xué),因此運用“提出問題-分組討論-賞析答疑”的教學(xué)方法,逐步增加自主學(xué)習(xí)內(nèi)容,尤其是小組討論環(huán)節(jié)可引導(dǎo)學(xué)生主動思考和提問,既能增強知識的理解深度,又能極大地調(diào)動了學(xué)習(xí)積極性;在課程第三個階段進一步要求學(xué)生通過自主查閱文獻和資料,深入了解最近涌現(xiàn)的廢水處理新技術(shù),通過制作學(xué)生文獻賞析PPT,從基本概念、主要原理或機理、主要特點、應(yīng)用現(xiàn)狀和缺陷不足等方面,較為完整地進行介紹和闡釋,隨后研究生1 ~2 人一組在討論課環(huán)節(jié)進行匯報和研討。通過循序漸進的分階段文獻賞析教學(xué),大部分研究生同學(xué)在理論知識、文獻賞析和創(chuàng)新思維方面均得到了明顯提升。
文獻賞析課的教學(xué)中應(yīng)始終堅持以培養(yǎng)研究能力作為核心教學(xué)思想,重點傳授學(xué)生學(xué)術(shù)研究的思想、方法和技巧,旨在通過學(xué)習(xí),幫助研究生逐步提高發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力和創(chuàng)新意識,為以后的科研工作奠定良好的基礎(chǔ)。因此,文獻賞析課要兼顧“賞”與“析”兩方面,既要對文獻的具體研究內(nèi)容深挖拓展,又要為教學(xué)服務(wù),突出廢水處理技術(shù)的特點和應(yīng)用。因此,應(yīng)運用科學(xué)合理的教學(xué)方法,實現(xiàn)文獻賞析課程中 “賞”和“析”的有機結(jié)合,應(yīng)避免文獻賞析環(huán)節(jié)演化為專業(yè)外語教學(xué)或理論知識傳授的誤區(qū)。
文獻賞析PPT中要做好“賞”,主要針對文獻的標(biāo)題、摘要、引言、研究結(jié)果與討論到結(jié)論的內(nèi)容進行解析,同時關(guān)注各部分的內(nèi)容和整體結(jié)構(gòu)的一致性,重點闡釋突出論文創(chuàng)新性的主要論述和相關(guān)依據(jù),進而評價所運用的廢水處理技術(shù)的特點和適應(yīng)性;另一方面,教學(xué)中還要適時地進行“析”的引申,引導(dǎo)學(xué)生在領(lǐng)會文章內(nèi)容的同時,深入思考論文解決了什么具體問題、科學(xué)貢獻在哪里、研究方法是基于怎樣的假設(shè)和前提等問題,繼而啟發(fā)學(xué)生去思考文獻的研究有什么不足之處及如何進行完善等問題。精準(zhǔn)的把握好文獻賞析環(huán)節(jié)中“賞”與“析”的力度,可在充實原本枯燥的文獻內(nèi)容的同時,使原本抽象的廢水處理技術(shù)理論得以形象化和實用化的展現(xiàn),有助于學(xué)生通過舉一反三的學(xué)習(xí)不斷提高文獻理解和科研創(chuàng)新能力。
作為教學(xué)活動的主體,研究生在文獻賞析課中的組織配合和參與度,直接關(guān)系到文獻賞析課的實踐效果。因此,運用任務(wù)驅(qū)動法在課程不同階段設(shè)置學(xué)生參與度的目標(biāo)和要求,分別在文獻賞析的講授環(huán)節(jié)和討論環(huán)節(jié)對學(xué)生提出不同的教學(xué)要求。
在文獻賞析的講授環(huán)節(jié),要求學(xué)生提前認(rèn)真精讀文獻內(nèi)容,對學(xué)習(xí)筆記、難點和疑問進行標(biāo)注,以便文獻賞析課堂的互動交流;文獻賞析講授過程中,要求學(xué)生在課堂上緊跟講授內(nèi)容,結(jié)合精讀預(yù)習(xí)進一步消化吸收,并通過課堂討論使其疑惑的問題得以解決;文獻賞析講授環(huán)節(jié)結(jié)束之際,鼓勵學(xué)生有意識地總結(jié)學(xué)習(xí)收獲和體會,進一步激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。
文獻賞析的討論環(huán)節(jié)一般安排在課程的最后三周,要求學(xué)生分組準(zhǔn)備文獻賞析PPT 并匯報學(xué)習(xí)收獲。這一環(huán)節(jié)要求學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動性,不僅要對文獻所涉及廢水處理技術(shù)的基本知識進行概述介紹,還要針對具體的文獻內(nèi)容開展重點的解析和闡釋。匯報結(jié)束后,學(xué)生對授課教師和其他學(xué)生提出的問題進行問答和分析討論。這一環(huán)節(jié)的充分準(zhǔn)備和討論過程,不僅有助于學(xué)生加深對文獻的理解和思考,而且也是教學(xué)內(nèi)容的有益拓展。
1.教學(xué)內(nèi)容豐富化
面向研究生高水平課程建設(shè)的目標(biāo),“廢水處理技術(shù)進展”課程教學(xué)改革建設(shè)始終堅持教學(xué)內(nèi)容的先進性和科學(xué)性。依托文獻賞析環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計,強調(diào)基本技能訓(xùn)練與創(chuàng)新性研究能力培養(yǎng)相結(jié)合的理念,在教學(xué)內(nèi)容上選擇適于探索啟發(fā)式教學(xué)與討論教學(xué)結(jié)合的文獻資料,通過實例引導(dǎo)學(xué)生賞析廢水處理新技術(shù)的最新成果,豐富了課堂的教育內(nèi)容和素材,優(yōu)化了教學(xué)手段和方案,也提升了教學(xué)效果。
2.教學(xué)手段多樣化
基于本課程理論與實踐結(jié)合緊密的特點,針對研究生學(xué)術(shù)能力培養(yǎng)的需求,教學(xué)團隊以授課知識為源頭,緊密結(jié)合科研熱點,在文獻賞析環(huán)節(jié)中采用多媒體手段,融入啟發(fā)式教學(xué)和專題討論等方法,將課下學(xué)生自學(xué)與課堂良好的師生互動相結(jié)合,引領(lǐng)學(xué)生提高科學(xué)研究的綜合能力,有助于引導(dǎo)和鼓勵研究生大膽創(chuàng)新。
3.課堂互動靈活化
研究生課程的文獻賞析實踐作為一種新的過程教學(xué)模式,對于師生之間的交流互動、彼此激發(fā)和共同發(fā)展大有裨益。教學(xué)團隊采用的靈活的教學(xué)互動包括課堂問答、分組討論和分組匯報會等,這種新穎的課堂互動模式使研究生作為學(xué)習(xí)主體的角色得以凸顯,有助于激發(fā)學(xué)生探求知識的興趣,培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題與解決問題的能力。
研究生課程改革是適應(yīng)新時期人才培養(yǎng)目標(biāo),培養(yǎng)國家高層次創(chuàng)新人才的重要途徑,在研究生課程教育改革中開展文獻賞析的教學(xué)實踐,充分體現(xiàn)學(xué)習(xí)者是主體、能力的培養(yǎng)是教學(xué)主線的現(xiàn)代教育觀念。文獻賞析作為一種新的過程教學(xué)模式,在傳授學(xué)生學(xué)術(shù)研究的思想、方法和技巧,培養(yǎng)獨立思考和自助探究能力以及催生創(chuàng)新性思維等方面取得了積極的效果。