卿太平，馮波，張鵬

（湘潭大學 環(huán)境與資源學院，湖南 湘潭411105）

自2017年以來，教育部通過“復旦共識”“天大行動”“北京指南”等一系列高校幫扶的舉措，積極推進新工科課程建設，并宣布切實實施《關于開展新工科研究與實踐的通知》，極力探索工科教學新模式，助力科技強國建設［1-2］。在不斷探索的過程中，首先，加大加強對新興工科學科的發(fā)展和研究；其次，對現有工科學科的傳統(tǒng)教育方法和教育形式進行改革創(chuàng)新。環(huán)境工程作為現有工科領域的重點專業(yè)，為生態(tài)文明建設和環(huán)境保護等方面培養(yǎng)了大量優(yōu)秀人才。隨著時代的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境保護發(fā)生了巨大的變化，對環(huán)境相關領域的人才培養(yǎng)提出新的要求。因此，怎樣去完善環(huán)境類學科的教學，如不斷創(chuàng)新教學方法和教學形式，以及提高當代大學生的質量是融入國家和區(qū)域新工科建設戰(zhàn)略的當務之急。

湘潭大學是全國最早開設環(huán)境專業(yè)的高校之一。其中環(huán)境工程專業(yè)于1975年籌建，1977年正式招生，并經過多年的發(fā)展與探索，形成了從本科生到博士后的完整環(huán)境教育體系。通過“本科教學質量工程”“精品課程”和“卓越工程師計劃”等項目的開展建設，積極探索本專業(yè)人才培養(yǎng)模式、教學內容與方法、課程體系、實踐環(huán)節(jié)和教學管理，并將教改成果融入日常教學和人才培養(yǎng)過程中，現已出版國家級規(guī)劃教材兩部。其中面向環(huán)境工程、環(huán)境科學、環(huán)保設備等專業(yè)本科生開設的環(huán)境微生物學課程，是湘潭大學環(huán)境類專業(yè)的重要核心課程，也是本專業(yè)學生學好后續(xù)專業(yè)課程的基礎。但是，環(huán)境微生物學教育仍然面臨著不恰當的應用、實踐以及環(huán)境技術的適應性等方面的挑戰(zhàn)，難以適應新工科背景下對環(huán)境類人才的需求和生態(tài)文明建設的新挑戰(zhàn)。在這些挑戰(zhàn)下，我們對環(huán)境微生物學課程教學內容和教學方法等方面進行了一系列的探索和實踐，結合湘潭大學環(huán)境與資源學院的教學特色，來提升學生對這門學科理論知識的理解能力，并通過實際操作訓練（實驗、實習）加深學生對知識的理解以及學會學以致用，培養(yǎng)應用型、創(chuàng)新性等復合型的“新工科”高素質環(huán)境工程專業(yè)人才。本文將從以下幾個方面探討新工科背景下環(huán)境微生物學課程教學改革和實踐的內容。

一、構建新的環(huán)境微生物學課程教學體系

隨著經濟社會的發(fā)展，環(huán)境污染問題在全球范圍內變得越來越復雜，不僅污染程度變得更加嚴重，還出現了更多新的環(huán)境問題。在這樣的環(huán)境背景下，從分子水平上剖析環(huán)境問題的內涵成為現階段環(huán)境微生物學研究的熱點，也取得了階段性的研究成果。環(huán)境微生物學作為環(huán)境類專業(yè)的基礎課，也要順應時代的發(fā)展，進一步加強對微生物分子生物學相關知識的植入和講解，相應的課程知識框架和知識重難點也要隨之更新和拓展［3］。將一些最新的研究成果穿插入課堂，如微生物學代謝組學、蛋白組學等，與原有的基本理論相結合，從而擴寬學生的視野和對新知識點的理解和掌握。增加環(huán)境微生物學實驗教學的學時，鼓勵本科生積極參與到微生物相關科研工作中，在實踐過程中鞏固并加深對基礎知識的理解，通過結合科研工作，把握最新的前沿研究方向，使得學生的科研能力與專業(yè)素質得到進一步提高［4］。

新工科對學生的工程素質、工程實踐能力有了更高的要求，在理論和實驗教學中，要提高工程應用內容的比重，將工程中的具體環(huán)境微生物知識和原理講得更詳細。通過收集整理國內外相關課程的優(yōu)秀教材，吸收并創(chuàng)新圖片、動畫等制作多媒體所用的素材，改進上課PPT。針對一些具體的微生物相關工程項目，將學生分組，通過網絡、數據庫各自查閱環(huán)境微生物學某一研究方向資料，匯總分析總結，制作相關主題PPT，從每組抽選代表或組內自薦在課堂上進行講解，不僅能夠加深本組學生對工程知識的理解和掌握，還可為其后面的生產實習和認知實習提供保障。同時，聘請企業(yè)具有豐富工程實踐經驗的人員給學生定期開展相關基礎知識講座，加強與行業(yè)的溝通，及時掌握行業(yè)動態(tài)，提高學生對環(huán)境微生物學課程的學習熱情。

二、構建創(chuàng)新能力導向的環(huán)境微生物實踐教學環(huán)節(jié)

工程教育認證是由專門機構對高等教育開設的工程類專業(yè)進行專業(yè)性評估，是對工程學教育和技術能力的關鍵承認。2013年，我國成為國際工程教育“華盛頓協(xié)議”的成員，標志著我國在工程教育認證方面取得巨大進展［5］。環(huán)境微生物學這門學科是環(huán)境工程、環(huán)境科學、環(huán)境生態(tài)工程等專業(yè)課程的基礎，其教學質量以及學生對這門學科知識的掌握程度與后續(xù)課程的學習有著至關重要的聯(lián)系，最終會對學生的應用技能培養(yǎng)和畢業(yè)質量產生較大的影響。

為了開展實踐性的學習研究，提高學生獨立分析和解決問題的能力，強化實踐技能和培養(yǎng)批判性思考，采用“以學生為中心，導入技術問題”的教育方法，針對既存的理論和實踐問題，在課堂上和課后與學生探討，提出了交流實際問題的方法，然后加以解決。這一方法可以幫助學生吸收學科的理論知識，同時有助于培養(yǎng)學生解決問題的實踐能力。根據學生興趣和特點，將學生吸收到部分項目研發(fā)活動中來。環(huán)境微生物學實驗作為環(huán)境微生物學實踐的重要內容，在實驗內容編排和設計上也要部分考慮當前的實際環(huán)境問題，從而真正提高學生環(huán)境微生物學實踐能力。此外，建立和組織一定規(guī)模的學生競賽體系，鼓勵學生將環(huán)境微生物學的課程知識與競賽要求結合起來。針對微生物無處不在的特點，讓學生聯(lián)系生活實際，將課堂所學環(huán)境微生物學知識應用到環(huán)境污染控制中，真正體會到微生物在環(huán)境方面的作用。

三、搭建多學科交叉融合平臺

隨著現代科學的發(fā)展，對于復雜問題的研究需要多學科的知識交叉，多門學科資源的介入促進了學科交叉融合，為多種復雜問題提供了有效的化解方法。新工科背景下的環(huán)境微生物學也將更加側重環(huán)境與自然、人類與微生物、微生物與微生物、微生物與自然界之間的深層次相互作用或耦合作用。為順應新時代發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求，環(huán)境微生物學的教學要以環(huán)境問題為導向，通過多學科交叉融合，各取所長，找到專業(yè)知識傳授、理解、消化、吸收和創(chuàng)新的著力點和突破口［6］。

一方面，強化不同學科背景（如環(huán)境學、生物學、化學、醫(yī)學等）的專業(yè)教師交叉合作，逐漸凝練出新的學科特色。不同學科背景的教師負責講授環(huán)境微生物學中相應學科的知識點，以此豐富教師教學的多樣性和緩解學生學習的疲勞感。另一方面，建立院系、校企等科學研究和公共服務共享平臺，形成多學科、多團隊、多技術的教學實踐體系，切實提高學生的工程實踐能力。教學內容方面，微生物已被廣泛用于農業(yè)、工業(yè)、食品和醫(yī)學衛(wèi)生等領域。在環(huán)境中的微生物，特別是一些與人類生命健康密切相關的病原微生物培養(yǎng)過程中，不僅要提高學生的工程素質，更要重視學生自身的管理和衛(wèi)生。在具體環(huán)境工程項目中，要充分考慮潛在的環(huán)境問題，同時從其他學科出發(fā)，利用好有益微生物和控制有害微生物，充分發(fā)揮環(huán)境微生物的利用價值。

四、結語

針對新工科背景下高等教育人才培養(yǎng)的特點，實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)高級工程技術人才的重要教學環(huán)節(jié)。環(huán)境微生物學應該更注重提升學生綜合運用所學科學理論和技術手段，分析并解決工程問題的實踐能力。本文從優(yōu)化課程教學體系、創(chuàng)新實踐教學體系構建和多學科交叉融合平臺搭建這三個方面對環(huán)境微生物學課程教學改革和實踐進行系統(tǒng)闡述，對新工科背景下環(huán)境微生物學教學新思路和新方法進行了探討。同時，教師還要認真研究國內外環(huán)境微生物方向教育教學的發(fā)展趨勢，了解相關行業(yè)企業(yè)對環(huán)境微生物人才的需求和國際發(fā)展趨勢，爭取培養(yǎng)出具備國際化視野與工程素質的一流環(huán)境學畢業(yè)生，更好地為生態(tài)文明建設服務。