李 莉,丁宗慶,曹 俊,錢 珊

(漢江師范學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 十堰 442000)

當今社會逐漸從工業(yè)化向信息化轉(zhuǎn)變。移動計算、云共享、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新型信息都已經(jīng)融入社會發(fā)展的各個領(lǐng)域，并取得了重大進展。在萬物互聯(lián)的時代背景下，新型信息材料、新能源、智力制造、生物醫(yī)學(xué)工程、量子物理等新興科技手段逐漸相互交匯又聯(lián)創(chuàng)發(fā)展，帶動著新經(jīng)濟、新業(yè)態(tài)和新模式的不斷發(fā)展[1]。新科技正在迅速變革著人們的社會生活，也影響著高等教育體系建設(shè)。隨著我國對環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷落實，以節(jié)能環(huán)保技術(shù)為代表的新型環(huán)保產(chǎn)業(yè)逐漸具有了更高的發(fā)展水平，同時國家的戰(zhàn)略發(fā)展也對人才提出了更高的標準，新時代背景下，人才必須要在各方面都具備一定的能力素質(zhì)。綜合素質(zhì)高的人才需求也引發(fā)了教育界的思考，并提出了全新的教育理念：學(xué)科間的交叉融合，即形成培養(yǎng)跨院系、跨學(xué)科、跨專業(yè)人才的教育模式。

一、新工科視角下教學(xué)模式上的創(chuàng)新

隨著新科技時代的不斷進步，高校工科的知識構(gòu)架、學(xué)科的意識形態(tài)、多領(lǐng)域間的融合、實際應(yīng)用的方式等等都深受科學(xué)技術(shù)的影響。教育部也根據(jù)國家新時代的人才需求，全力推動高校創(chuàng)新教育模式實施落地，落實與產(chǎn)業(yè)需求合作，實現(xiàn)協(xié)同育人，由過去注重理論知識訓(xùn)練的教學(xué)模式，向注重實際訓(xùn)練的教學(xué)模式過渡，培養(yǎng)創(chuàng)新精神、創(chuàng)造意識、創(chuàng)造力和實際創(chuàng)新能力已經(jīng)逐漸作為教學(xué)目標。多所院校進行“厚基礎(chǔ)、重素養(yǎng)、強實際、增才能、跨專業(yè)、長見識、創(chuàng)機遇、善協(xié)作、快反應(yīng)、求創(chuàng)新”教學(xué)理念的探索研究，并針對現(xiàn)在我國對可持續(xù)競爭力和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求不斷轉(zhuǎn)變基本形態(tài)，逐漸摸索出教育的本質(zhì)需求，即以學(xué)生能力發(fā)展為中心，以社會需求為響應(yīng)目標，以理論、技術(shù)、實踐并軌發(fā)展為特色，追求高度靈活性的課程搭配和動態(tài)適應(yīng)性的教學(xué)目標[2]。

(一)建立專業(yè)課程線上線下混合教學(xué)模式

教育的未來將會逐漸達成自我實現(xiàn)自我教育的目標。如今大學(xué)培養(yǎng)目標也越來越符合學(xué)生的個人興趣等個性化創(chuàng)新人才培養(yǎng)標準。因此，教學(xué)資源的不斷更新在信息時代成為必然的發(fā)展趨勢。目前手機與電腦已充分普及，有效利用電子設(shè)備實現(xiàn)教學(xué)靈活開展，成為創(chuàng)新探索的第一步。據(jù)調(diào)查顯示，約八成的大學(xué)生希望將線上教育應(yīng)用于課堂教學(xué)中，通過諸如云課堂、遠程上課等實現(xiàn)教學(xué)組織形式的靈活性。能夠打破學(xué)習(xí)時間、空間局限，打通課堂教育與課外學(xué)習(xí)之間的橋梁，利用網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課堂的長效性發(fā)展。教師可以將課程相關(guān)的資料通過網(wǎng)絡(luò)推送給學(xué)生，同時在院系、高校之間共享，讓學(xué)生能夠提前展開預(yù)習(xí)，在課程中可根據(jù)學(xué)生自我學(xué)習(xí)情況有針對性地進行授課，真正做到查漏補缺，提高課堂教學(xué)效率。線上、線下同步進行的課堂教學(xué)形式將最大限度地提高學(xué)生積極性，進而有效提升課堂效果。同時學(xué)生在課后通過網(wǎng)絡(luò)分享、課后復(fù)習(xí)及實踐情況等模塊進行線上線下混合式學(xué)習(xí)。充分利用共享數(shù)據(jù)及智能教育等先進信息技術(shù)，打通不同專業(yè)間的壁壘，最大限度地匯聚優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，將教學(xué)內(nèi)容進行分解，讓學(xué)生能夠根據(jù)自我需求或薄弱環(huán)節(jié)選擇有針對性的學(xué)習(xí)方式。將教學(xué)內(nèi)容實行分包上傳，學(xué)生可進行非線性的自由組合，主要采取學(xué)習(xí)或混合式并行編排。還可根據(jù)興趣的不同進行進修，通過網(wǎng)絡(luò)還可以實現(xiàn)教師全程指導(dǎo)，提高學(xué)習(xí)效率及靈活度[3]。

(二)建立創(chuàng)新教學(xué)體系，實施教學(xué)考核

針對新時代對人才的綜合需求，學(xué)校需要重組課程體系及教學(xué)內(nèi)容。適應(yīng)新工科環(huán)境下的培養(yǎng)目標，精準設(shè)計教學(xué)方案、個性化教學(xué)策略，實施有針對性的人才培養(yǎng)，通過校內(nèi)與其他院校協(xié)作、學(xué)校與企業(yè)合作、高校與社會的交流，構(gòu)建理論、知識、能力、素質(zhì)全方位深度融合的全新教學(xué)體系。

首先，在專業(yè)課程中，滲透思想政治建設(shè)。如今全球都無比重視環(huán)境保護，我國必須將生態(tài)系統(tǒng)的保護、環(huán)境文明建設(shè)提上建設(shè)日程。2018年全國生態(tài)環(huán)境保護大會再次強調(diào)了生態(tài)文明及環(huán)境保護在國家建設(shè)中的重要作用。因此，環(huán)境類專業(yè)教師必須要在教學(xué)中滲透思想政治教育的基本理念，培養(yǎng)學(xué)生保護環(huán)境的意識和社會責(zé)任感。在專業(yè)課程講授中也要有效融合思想政治和歷史教學(xué)，讓學(xué)生全面了解我國環(huán)境發(fā)展歷程，引用我國環(huán)保方面的歷史經(jīng)驗，讓學(xué)生深刻感受到我國在污染治理方面的實際措施和成效，更要積極承擔國際社會責(zé)任，培養(yǎng)有理論、有技術(shù)、有高度責(zé)任感的專業(yè)人才。

其次，創(chuàng)新組建個性化的科學(xué)課程體系及考核機制。學(xué)校的課程體系不僅以培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的基本能力為目標，還同時應(yīng)該重視個體發(fā)展的差異性，充分考慮學(xué)習(xí)者在高等教育各個階段的發(fā)展變化，創(chuàng)建具有靈活性的和重組的課程體系。在課程初期階段，首先學(xué)生可以從最簡單的學(xué)習(xí)目標與課程方案設(shè)計開始逐步實施，并在學(xué)習(xí)中通過多階段反饋意見、考核學(xué)生成績后不斷對課程方案加以迭代調(diào)整與重構(gòu)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中逐漸明確自身的優(yōu)點、學(xué)習(xí)需要和目標，讓學(xué)生有更多的課程選擇權(quán)，并最終更好地完成相應(yīng)學(xué)習(xí)。與靈活的課程體系相對應(yīng)的則是多元的考核方式。改變傳統(tǒng)的單一筆試考核方式，努力對學(xué)生實行全面綜合素質(zhì)能力的考核。根據(jù)學(xué)生對課程體系的完成程度、平時成績專題討論、實踐課程、課堂表現(xiàn)等進行綜合素質(zhì)的評估，采取多層次、多內(nèi)容、多模式的考試方法，以綜合評分或?qū)W分制、集點制等考核制度提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生日常學(xué)習(xí)的熱情，進而積極參與課堂，同時還能更加科學(xué)地了解學(xué)生對理論知識的掌握情況和實際動手能力水平。靈活個性的課程體系使得課程更加具備多元化選擇和動態(tài)調(diào)整的柔性特點，教學(xué)過程也從固定學(xué)制轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥詫W(xué)制，真正實現(xiàn)以人為本，尊重個體發(fā)展。

最后，打造互動式課堂，營造愉快的學(xué)習(xí)氛圍。素質(zhì)教育要求新理念下的課堂氛圍應(yīng)該具備愉快、流動、互動、合作的特征，傳統(tǒng)教學(xué)課堂上教師作為課堂的主體占用了大部分的課堂時間，導(dǎo)致留給學(xué)生主動思考、互動提問的時間太少，師生的交流時間不足，使得課堂氛圍較為死板，教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也不能及時準確地了解。新時代的教學(xué)理念，要求教師打造問答式互動課堂，營造輕松活潑的學(xué)習(xí)氛圍，突破傳統(tǒng)教學(xué)的困境與局限，以學(xué)生的視角指導(dǎo)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生探索精神和自主學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，讓課堂從“老師為本”，變?yōu)椤皩W(xué)生為本”。以互動合作的師生關(guān)系促進溝通良好的課堂氛圍，進而促進學(xué)生更好的學(xué)習(xí)。同時教師還要擅長引用多媒體教學(xué)，給學(xué)生創(chuàng)造多感官體驗。讓課堂氛圍真正從“嚴肅認真”變?yōu)椤盎?、活躍”，讓學(xué)生在多感官中成長學(xué)習(xí)；教學(xué)內(nèi)容從“焦點式”變?yōu)椤傲Ⅲw、輻射”。環(huán)境類專業(yè)的知識點較為復(fù)雜，部分知識點較難理解，僅僅用語言教學(xué)很難讓學(xué)生理解學(xué)習(xí)，并且當前環(huán)境新技術(shù)不斷革新，環(huán)境類專業(yè)的知識日新月異，很多的教材陳舊內(nèi)容已經(jīng)不適于時代變遷，當下互聯(lián)網(wǎng)科技飛速發(fā)展，教師要善于利用多媒體技術(shù)與課堂教學(xué)相結(jié)合，借助各種多媒體軟件，讓學(xué)生抽象思維與形象思維相結(jié)合，讓課堂“知識庫”不斷得到更新及補充。同時教師還可以通過專題討論、布置課題等多種形式讓學(xué)生參與課程設(shè)計，做課堂真正的“主人翁”。通過課下小組研討、課題制作等多種形式增強師生之間的交流，鞏固理論知識，同時增加學(xué)生之間的思維碰撞，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及用知識解決問題的能力。

二、新工科視角下實踐課程上的創(chuàng)新

新的時代背景下，經(jīng)濟全球化和世界多極化不斷深入發(fā)展，對人才的需要也不斷發(fā)生變化，用人單位更加需要復(fù)合型、創(chuàng)新型及實用型的人才。培養(yǎng)理論知識扎實、知識面廣、動手能力強具有創(chuàng)新精神的人才，這是環(huán)境類專業(yè)教育的主要目標。要實現(xiàn)這樣的高質(zhì)量教學(xué)目標，不僅要依賴于課堂的理論教學(xué)，更加需要高校建立創(chuàng)新的實踐課堂。讓學(xué)生在實踐中加強理論能力，在動手中培養(yǎng)思維能力，在運用中激發(fā)創(chuàng)新能力[3-6]。

(一)創(chuàng)新實驗室機制

根據(jù)教育改革下新工科的大局觀，關(guān)注目前國家和社會的真正需求，也關(guān)注每個學(xué)生的個人特點及成長，高校需要更加注重應(yīng)用知識的傳授，實際動手專業(yè)能力的培養(yǎng)，并積極為學(xué)生創(chuàng)造學(xué)習(xí)理論知識的環(huán)境。如環(huán)境專業(yè)可建立“環(huán)境科學(xué)與工程實驗室”，將實驗室管理責(zé)任與實驗項目目標責(zé)任并軌發(fā)力，實行雙向負責(zé)制度。努力進行全局規(guī)劃、統(tǒng)籌管理。實驗室可以實行滾動運行模式，打破原有實驗室學(xué)科之間的分割局面，甚至可以實行跨學(xué)科創(chuàng)新實驗使用模式，根據(jù)研究課題的目標，建立科學(xué)的實驗方案。不同學(xué)科之間學(xué)生相互合作，共同進行實驗項目，不只提高了實驗室的使用效率，更加強了學(xué)科之間的融合。同時，建立嚴格的安全保障體系，探索綠色、科學(xué)、高效的實驗室運行機制。

(二)建立新的實驗課程體系

目前環(huán)境科學(xué)的實踐課程絕大多數(shù)依然是理論課程的附屬品，依附于理論課的開展而實行。這種模式下實驗課程安排往往只是為了驗證理論知識，實驗內(nèi)容重復(fù)且陳舊，缺乏創(chuàng)新的實踐。但如今可持續(xù)競爭力人才的培養(yǎng)，需要學(xué)校努力符合綜合素質(zhì)高、實踐能力強的學(xué)生培養(yǎng)目標，真正以市場需求為導(dǎo)向，產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人才是新工科環(huán)境下人才培養(yǎng)的最終模式。實驗課程逐漸脫離對理論課的附屬，依據(jù)環(huán)境學(xué)科體系設(shè)立實驗教學(xué)體系，努力與企業(yè)相互合作，將現(xiàn)實課題引入高校課堂，以企業(yè)技術(shù)難點突破國家項目攻關(guān)等，設(shè)計實驗題目，建立實驗小組，真正運用專業(yè)知識攻關(guān)現(xiàn)實問題。

通過校企合作，把應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)滲透到學(xué)校專業(yè)課程、校內(nèi)外實驗研究、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等教學(xué)實踐中。同時進一步培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力與綜合實踐素養(yǎng)，也就為創(chuàng)新型教育體系建設(shè)提供更加充實的內(nèi)容支持與教育生態(tài)保證。

(三)創(chuàng)新實踐課程內(nèi)容

首先，實驗課程的整合與優(yōu)化。目前環(huán)境類的實驗課程大多還是存在單一理論驗證及實驗操作重復(fù)等弱點，造成學(xué)生能力鍛煉不足、實驗資源浪費的現(xiàn)象。學(xué)?？梢酝ㄟ^實驗內(nèi)容的梳理，對實驗課程進行資源整合與優(yōu)化。例如環(huán)境類專業(yè)實驗可以將相同內(nèi)容的環(huán)境分析類實驗與環(huán)境監(jiān)測類實驗進行整合，并在內(nèi)容上增加綜合性實習(xí)訓(xùn)練內(nèi)容，以具體詳實的實習(xí)過程取代單一的驗證性實驗。不僅能夠大大提高學(xué)生的參與興趣，增加團隊合作能力，還可以提高實驗室的使用效率。學(xué)生通過自己創(chuàng)立的現(xiàn)實課題，探索解決現(xiàn)實困難的方案，并在真實驗證過程中攻克難題、驗證理論知識，最終形成成果報告。

其次，實驗內(nèi)容上的優(yōu)化。通過對環(huán)境的許可、實驗課程的統(tǒng)計，我們還可以看出環(huán)境類專業(yè)還存在很多實驗內(nèi)容不同，但實驗方法基本相同的重復(fù)實驗。我們可以將實驗方式相同但不同內(nèi)容的實驗課程進行整合，創(chuàng)立全新主題的綜合性實驗項目。將使用相同實驗技巧的實踐課程融合在一個實驗項目中，既可以提高實踐課程效率，又可以讓學(xué)生更好地掌握知識之間的聯(lián)系，還有利于在綜合運用中解決綜合性的問題。

最后，實踐課程應(yīng)用上的創(chuàng)新。努力為學(xué)生創(chuàng)造實踐應(yīng)用及個性發(fā)展的機會，將實踐教學(xué)與項目實踐進行有機結(jié)合，努力為學(xué)生創(chuàng)造跨專業(yè)選修，積極引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)到企業(yè)實驗室進行實習(xí)，并且要提供到國家科學(xué)院進行深造學(xué)習(xí)的各種機會，使學(xué)生在各類實踐中拓展視野與增長實踐能力。在學(xué)校的實踐課程中，更需要大量加入現(xiàn)實的實驗方式，增強學(xué)生分析及解決現(xiàn)實問題的能力，增強學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高學(xué)生競爭力。例如傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測實驗僅僅只是鍛煉學(xué)生的實驗技巧，熟悉實驗步驟。在新工科環(huán)境下，我們可以將實踐課程的內(nèi)容進行改革，監(jiān)測實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生對當?shù)氐恼鎸嵀h(huán)境進行實時監(jiān)測。實踐課程主要過程包括設(shè)計方案選擇、實際采樣樣品、分析數(shù)據(jù)、處理分析樣品、形成實驗報告。最終形成方案匯報并提出解決方案。整個實驗全程都由學(xué)生獨立完成，這樣不僅能夠讓學(xué)生在實踐課程中進行了完整的技術(shù)及操作鍛煉，更是通過解決現(xiàn)實問題增加了應(yīng)用及創(chuàng)新能力。

同時，還可以通過企業(yè)與高校聯(lián)合創(chuàng)辦項目實驗室的模式，實現(xiàn)實踐課程的應(yīng)用性及創(chuàng)新性。環(huán)境類專業(yè)對環(huán)境監(jiān)測的實驗，我們可以與企業(yè)或社會進行聯(lián)合項目申辦。比如汽車尾氣與環(huán)境污染的實驗，需要對大氣指數(shù)、霧霾指數(shù)等進行監(jiān)測，并融合車流的數(shù)據(jù)進行運算，同時必須關(guān)注車流量與環(huán)境污染之間有無數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，通過實驗形成監(jiān)測數(shù)據(jù)報告、實驗匯報，為當?shù)氐沫h(huán)保政策提供理論支持。這是高校實踐課程社會實踐進行融合的優(yōu)秀案例。學(xué)生不僅是在實踐課程中提高了理論知識的熟練度，更是通過與政府機關(guān)、企業(yè)之間的聯(lián)合合作積累了社會經(jīng)驗，為當?shù)氐沫h(huán)保政策提供理論依據(jù)及數(shù)據(jù)依據(jù)，也為當?shù)卮蜈A“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”提供了技術(shù)支持。

三、新工科視角下跨界合作上的創(chuàng)新

要實現(xiàn)人才教育綜合實力的提高，必須堅持以學(xué)生為中心，通過跨院、跨校、跨界教學(xué)資源的協(xié)同化，形成“線上共享教學(xué)中心”。通過校企合作、產(chǎn)學(xué)合作，真正實現(xiàn)按實際需求培養(yǎng)人才，以國家需求攻克難關(guān)[7]。

(一)建立跨校跨界教育資源協(xié)同體系

在新時期發(fā)展階段，必須不斷優(yōu)化多元化人才的教育目標，采用理論、技能、實際課程交叉方式進行教學(xué)與快速重構(gòu)課程系統(tǒng)，實現(xiàn)跨校、跨界教育協(xié)作，輔助學(xué)生專業(yè)知識的融合掌握和創(chuàng)新能力的綜合提高，以較高靈活性與動態(tài)發(fā)展方式適應(yīng)新時期的發(fā)展氛圍。針對個體化的學(xué)生培養(yǎng)目標，實現(xiàn)教育要求的精細化，充分利用網(wǎng)絡(luò)化平臺和智慧教學(xué)系統(tǒng)，匯聚跨區(qū)域、跨界、跨校的優(yōu)秀教育資源。通過校企聯(lián)合、學(xué)校和社區(qū)間的深度融合共同進行精準優(yōu)化的協(xié)同教育和培訓(xùn)，實現(xiàn)對學(xué)員的主動式、漸進型教學(xué)方式培養(yǎng)。提升學(xué)生理論、知識、能力、素養(yǎng)等全方面素質(zhì)能力，并全方位的深度挖掘?qū)W員潛力，將學(xué)生發(fā)展與職業(yè)發(fā)展、企業(yè)需求相結(jié)合。

(二)建立企業(yè)合作實習(xí)基地

環(huán)境類專業(yè)是實踐應(yīng)用性很強的學(xué)科，學(xué)校通過與對口企業(yè)建立合作，利用企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營資源建立穩(wěn)定的實習(xí)基地，讓學(xué)生實現(xiàn)理論知識與實際應(yīng)用的無縫銜接，提高應(yīng)用能力，通過實習(xí)鍛煉了解應(yīng)用環(huán)境和實踐環(huán)境。學(xué)生在實習(xí)中對未來職業(yè)環(huán)境及工作形態(tài)也進行了初步了解，更加明晰自己的興趣愛好和職業(yè)規(guī)劃。將企業(yè)技術(shù)革新等項目在學(xué)習(xí)實驗室進行孵化，建立“環(huán)境科學(xué)與工程實驗中心”，改變環(huán)境類學(xué)科依附于理論的傳統(tǒng)模式，真正促進環(huán)境與學(xué)生能力素質(zhì)的有機融合，形成理論教學(xué)與實踐教學(xué)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的氛圍。根據(jù)實驗性質(zhì)構(gòu)建不同實驗類型，分為基本型、提高型、創(chuàng)新型實驗方式，努力創(chuàng)建科研與教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，同時構(gòu)建科研與企業(yè)需要相結(jié)合的實驗內(nèi)容與科研項目。才能真正為企業(yè)輸送高素質(zhì)人才，為學(xué)生打造高品質(zhì)的學(xué)習(xí)和實踐環(huán)境。

綜上所述，在新工科建設(shè)背景下高校工科教育應(yīng)該以教學(xué)效果提升、培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)為目標。通過對環(huán)境學(xué)科的創(chuàng)新課程探討，表明了建立敏捷化的教育體系必要性。以培養(yǎng)目標多元化、課程模塊分類化、理論與實踐融合化、教學(xué)資源協(xié)同化為主要教學(xué)形式。遵循課程體系創(chuàng)新性、迭代性、靈敏性、協(xié)同性等原則，通過校企合作、產(chǎn)學(xué)合作的基本方式真實實現(xiàn),按實際需求目標培養(yǎng)人才，以國家需求攻克難關(guān)，打造能夠培養(yǎng)真正的符合國家人才需求、全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的教育體系。