培養環境科學綜合能力的方法論文
1 環境科學綜合能力的含義
環境科學綜合能力應包括環境科學理論基礎、環境科學觀、環境科學的思辨能力、應用并創新環境科學技術等能力.也就是說既包括掌握環境科學基本理論和基本知識,又包括具有污染物監測與分析、環境評價、環境規劃和管理的初步能力,既具有大氣、水、固體廢棄物污染防治和水土保持工程的基本原理和設計方法的能力,又掌握自然資源可持續利用和生態環境保護和恢復技術,了解環境科學發展動態等.首都師范大學資源環境與旅游學院地理科學專業、地理信息系統專業設立了專業基礎課《環境學概論》、《環境監測》等課程,側重從環境科學和地學的角度對學生環境科學綜合能力進行培養.今后學生的工作均有可能從事與環境科學有關的教學和科研工作,如果從事教育工作,其影響效果具有類似等比級數的效果,因此培養學生具備環境科學綜合能力更為重要.
環境科學本身科學體系龐大,知識內容異常豐富,如果僅僅停留在以講授和繼承前人的知識積累為主,有限的課時都不能很好地完成上述任務.因此,鑒于環境科學的特點,應該調動學生在借鑒前人成果的基礎上,積極思考,勇于創新,發現新思路和新方法,在探索中體會成功的快樂,培養學生樹立科學的環境觀.加強對學生創新精神和創造能力的培養,應該落實學生在教學活動中的主體地位,培養學生主動參與的意識和能力.鼓勵學生參與教師的科研工作,以培養學生收集處理信息、獲取新知識、分析和解決問題的能力.引導和啟發學生提出問題和思考問題.同時要求任課教師具備對課程進行設計的能力,掌握一定的教育技術和教育科研方法.包括將最新的科研成果及時反映到教學內容中,以及重新設計教學中的知識結構.在具體的教學過程中,應重視知識的結構化,讓學生重點掌握學科的基本知識、基本結構與基本方法,并為其留下思考的空間.除課堂教學外,大學的教育過程中,應注重能力的培養而決不能僅放在知識學習的層面,應該側重學習發現科學技術知識的途徑上.也就是說,環境科學教育的任務是培養學生環境科學的能力與方法.首先,在注重基本理論知識的同時培養學生探求解決環境問題的過程和方法;運用啟發式教學教會學生分析問題和解決問題的科學思維方法,具體過程是:提出要解決的環境問題;啟發學生分析影響這一問題的諸原因,分析并找出主要影響因素;針對主要影響因素提出解決問題的具體措施.如在講授全球環境問題時,學生在過去的教育中多多少少聽說過,如何在學生已有的背景知識下深化,既不是重復,又學到了科學的思維方法,在講授每個具體環境學原理問題時,按此思路引導學生思考,提高了學生分析和解決實際問題的能力.
其次,注重學習方法,課程內容分為基本內容和相關拓展內容,由于環境科學的發展,不可能面面俱到,因而重點講解基本內容的特點及思路,拓展內容則讓學生尋著已有的思路.采用對比法將不同環境問題進行對比,分析其特點、原因,在分析過程中有可能產生新的思路.即使有些環境問題沒有涉及,或新出現的環境問題,學生都不會感到茫然,而是有一套自己的分析問題的方法.
環境科學綜合能力的培養要求運用現代化教育手段,增加課堂教學的信息量,提高教學效率,加強老師與學生的課后交流,實現交互式教學.新技術的發展改變著知識傳播的方式,要求教師具備利用新技術的能力,要求老師以平等的、謙虛的態度來組織教學活動.具備引導和啟發學生提出問題的能力以及穿針引線的主持能力.
2 環境科學綜合能力的培養途徑
在實際教學中,按照上述思路,除日常課堂教學外,還從多方面注重培養學生的環境科學綜合能力,具體可以從以下幾個方面體現:
2.1 通過實際作業
培養學生環境科學方面的綜合素質,包括分析能力、獨立解決問題能力和創新思維.環境學建模和如何使用模型是《環境學概論》教學中的難點,學生往往對模型敬而遠之,過去教學中,學生只能達到了解知道的程度,對模型的理解不深,更談不上應用.為了改變這一狀況,嘗試通過實例作業的方式改變這一狀況.學生已經學過高等數學的有關內容,同時具備環境科學的相關知識,如何使其有機結合,是問題的關鍵,為使學生對環境學模型的了解深化,使學生不僅對理論理解,更能從定量角度完善對環境學的認識,在講完大氣環境后,布置了一個需要通過模型計算得出結果的實例,開始學生感到較為茫然,不知如何下手,通過引導結合教材介紹,學生能夠逐步深入到模型的使用過程中,并能夠查圖、查表,確定參數,模型計算,并發現了不同的方法.通過這一實例,學生不僅消化理解了課堂中講授的內容,更重要的是學到了科學研究探索的方法,掌握了環境學建模的思路和方法,在今后的工作中,遇到此類問題,有可能會提出創新性的方法和思路.達到了較高的教學目的.通過這一實例,感覺到環境學的教學難的是將內容落到實處,如何使學生有更多的實際鍛煉的機會.如果概括性的講一講,學生能力鍛煉的效果將會大打折扣.
2.2 通過綜合實習
環境科學方面的專業基礎課程都是實踐性較強學科知識,這就決定了專業基礎課程的教學都應包含有實踐教學的內容.在《環境學概論》的教學計劃和課程體系日趨成熟,課堂教學內容和手段日益完善的形勢下,學生動手能力和創造能力的培養還不能滿足日益發展的要求,實踐性教學環節還較為薄弱.因此,如何彌補課堂教學中的不足,是教學中急待解決的問題.因此嘗試性地在教學中安排一次到二次“環境實習”.主要實習內容既包括自然環境認識,又包括人為環境調查,既包括生態破壞和環境污染,又包括環境治理技術方法.深化所學專業知識的用途,了解書本知識與實際生產需要的聯系與區別,體驗所學知識的局限性和實際工作所需知識的多樣性.經過連續的探索和改進,證明環境綜合實踐教學活動對提高教學效率,保證教學質量,增強學生的環境意識具有明顯效果.使同學有接觸環境、認識環境問題的機會.例如安排了水體環境綜合實習,認識水環境及功能,認識北京水資源的有限性,認識不良水環境對社會經濟發展的限制性,北京對改善水環境所做的努力和存在的問題.重點認識人類生產、生活活動對水環境的影響、水環境對人類重要性、人類與水環境的相互作用.實習前,要求學生準備一些問題,帶著問題進行實習,充分利用實習的機會,鼓勵學生多提問題.組織學生做好有關準備工作,讓同學明確水環境綜合實習的目的、任務、主要內容,讓學生直觀、形象、有效地了解實習地區的環境概況和實習內容,要求多看、多聽、多記、多問、多思;同時保證人身安全.聘請生產、科研單位的工程技術人員進行現場教學和實地現身說法,使同學們直接了解環境問題的成因和治理環境的技術方法.實習回來后要求針對北京水環境及廢水資源化問題寫出調查實習報告,由于學生親自參與了實習的全過程,覺得有的可寫,有的同學還提出了較好的建議.在學生的`報告中具體全面地對北京市的污水量、排放水系、目前處理能力、北京市污水處理廠分布及處理能力、污水處理廠進出廠水質指標、DO、BOD、COD、SS、N、P,投入與維持費用,出水使用情況,是否滿足社會需要、社會效益、污水處理廠使用的處理技術、級別、工藝流程、體會和感受、看法、問題等.學生都感到此次實習是課堂內容的深化和擴展,增強了對北京水環境問題的感性認識和深入思考水環境問題探索,起到了以點帶面的作用,如果遇到其他的環境問題,學生也會具備相關的環境科學能力.
通過這樣一次實踐教學活動,使同學們加深了對環境科學性質的認識,增強了環境意識,激發了學生探索環境科學知識的積極性和主動性,為后續的專業課學習和高年級的實習奠定基礎.
2.3 通過教學錄象、光盤等直觀手段
為增加學生對環境問題的感性認識、增加學生對環境問題的全面了解,特別是不易直接觀測到的環境問題,如臭氧層的破壞、全球環境變化、環境公害等,使學生增加對課堂教學的理解和認識.組織學生在課余時間有針對性地觀看教學片,教學錄象帶、光盤,使學生感到環境問題是隨時隨地的出現在我們身邊,培養學生具有環境科學思維的敏銳性.
2.4 通過觀察、實驗
觀察能力、實驗能力是基本的科學能力,其他科學能力都是在此基礎上形成和發展的.針對不同課程著重發展不同能力的思路,在《環境監測》課程中,特別注重對學生實際工作能力和動手能力的培養,在較為緊張的課時中盡量安排實驗、實習.使學生有更多的實踐機會.同時培養學生環境科學的方法.在實際實習中,每2～3名同學為一個小組,在老師指導下進行,使同學們親手驗證和體驗在課堂上所學的環境科學的基本概念、基本原理,親眼目睹環境保護措施和污染治理技術方法,驗證書本知識,進一步理解和掌握課堂講授的內容.同時,也有助于開闊同學們的視野,激發創新思維,探索和創新知識.實驗完成后上交的實驗報告中應特別增加相關分析一項內容,分析與此實驗有關的方法、問題,成功或失敗的原因等,以鞏固實驗結果,使所學理論更為系統化,深刻化.
因為在環境監測中,實驗項目繁多,方法差異較大.在有限的學時中如何使學生全面系統地掌握環境監測中的方法是教學中較為難以處理的問題.在實際教學摸索中,逐步探索出了以典型實驗代表一類方法的教學模式,即選擇較為有代表性的實驗進行教學,此方法代表某一類環境要素和某一典型的監測方法.教學中注重強調此方法是一類方法的代表,而不是就事論事,為做實驗而做實驗,使學生既掌握了一個方法,又能夠觸類旁通,同時比較其他方法異同,在今后的工作中能夠有的放矢.
2.5 通過環境學論文和畢業論文
寫作論文是鍛煉學生科研能力的很好機會,能夠培養學生科學的研究和寫作能力.環境學論文的選題應結合實際,以揭示有關環境規律、解決現有的或潛在的環境問題為目的,只要是環境科學教學所涉及的內容都可作為論文選題的范圍.學生要查閱大量的資料、文獻,了解選題研究領域的國內外基本情況,盡可能使選題具有新穎性,創造性和可行性.論文工作的目的是要使學生在科學研究方面受到較全面的鍛煉,培養從事科學研究或獨立擔負專門技術工作的能力,部分論文的寫作還要通過社會調查、實驗分析、理論分析、文字總結等,充分考慮實驗室條件和現有物質條件,合理安排,確定研究方向和目標.要求反映作者對所探討課題有新的見解.通過資料收集、考察或者參與教師的科研項目,在老師的指導下撰寫科技小論文.
2.6 通過開展環境教育活動
通過開展校園的環境教育活動,使學生應用在課堂上學習到的知識理論,為提高公眾和師生的環境意識貢獻自己的聰明和才智.例如,在4月22日地球日、6月5日環境日,在學生會、團委的組織下,學生積極參與,制作展板,在教師的指導下收集相關的資料,印制相關的宣傳材料,通過宣傳活動培養了學生參與社會活動的意識;在不同的校區設置的不同的宣傳活動區,培養學生關注全球環境的同時,關注自己身邊的環境;引導學生“從我做起,從小事做起”,同時教育他人也如此,擴大了學校教育的范圍;使學生可以在校園活動中應用學習到的專業知識,培養學生的團隊精神.
學生更加對環境問題關注,提高了學習興趣,穩定和確立了專業思想,提高了學生分析和解決問題的能力;鍛煉學生的表達、歸納總結和思辨能力.
3 結 語
經實際多種途徑的使用表明,環境科學綜合能力的培養教學目標明確,內容豐富、適當,教學形式多樣,生動、形象、直觀,教學效果顯著.總之,環境科學綜合能力的含義十分豐富,與之相關的培養途徑也多種多樣,在實際教學中,可以根據不同的培養目標,選擇不同的方法綜合使用,使大學生的綜合素質得到明顯的提高.
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