基于教学科研深度融合的“环境地学”课程教学模式研究

［摘 要］ 如何将高校教师的教学与科研进行深度融合是当前教学模式的重要研究内容，以环境科学专业本科生重要必修课程“环境地学”为例，针对当前“环境地学”教学改革现状及存在的问题，根据课程组实际授课情况，从科教融合教育理念转变、科教互促教学方案完善、全面立体育人格局打造等方面出发，提出了“一基础，两团队，三手段”的“一二三”全方位教学科研融合模式。所提方法不仅可为“环境地学”课程建设、环境科学人才培养提供重要支撑，还可为新时代背景下高等教育科研教学融合工作的开展提供一定思路。

［关键词］ 科教融合；环境地学；教学模式

［基金项目］ 2022年度海南省高等学校教育教学改革研究项目“‘环境地学’课程教学与科研深度融合研究”（Hnjg2022-22）；2022年度海南大学教育教学改革研究项目“‘环境地学’课程教学与科研深度融合研究”（hdjy2224）；2021年度海南省自然科学基金项目“非线性条件下区间多目标不确定性水资源配置及规则挖掘”（421QN201）

［作者简介］ 蔡 昊（1990—），男，湖北潜江人，博士，海南大学生态学院讲师，硕士生导师，主要从事环境资源规划与管理研究；叶长青（1982—），男，海南屯昌人，博士，海南大学生态学院教授，博士生导师（通信作者），主要从事变化环境水文水资源响应、流域生态安全与调控研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）18-0137-04 ［收稿日期］ 2023-09-24

党的二十大报告在教育、科技、人才等方面作出重大战略决策，提出要“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”，“办好人民满意的教育”，要以科教融合为主题主线，坚持“推进大中小学思想政治教育一体化建设”，“推动创新链产业链资金链人才链深度融合”，解决“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”的教育根本问题［1］。2023年，习近平总书记在中共中央政治局第五次集体学习时强调：“建设教育强国，龙头是高等教育。”［2］纵观人类历史，教育兴则国家兴，教育强则国家强，教育始终是强国兴起的关键因素。大学作为高等教育的先驱力量，在全面建成社会主义现代化强国的战略人才培养中发挥着不可或缺的作用。如何对高校教师的教学人才培养和个人科研创造进行深度融合是当前教学模式研究的重要内容。

“环境地学”是环境科学专业本科学生的必修课程，是环境科学和环境工程专业重要的专业基础课。作为环境科学与工程的基础性分支学科，“环境科学”课程以人-地系统为对象，全面介绍岩石圈、大气圈、水圈等各个自然地理单元的成分、结构、形成演化机理及发展变化规律，研究其发展、组成和结构、调节和控制、改造和利用的规律；探讨各自然地理单元之间在物质迁移、能量转换等方面的相互作用关系，阐述自然地理原理在土地资源管理、地理信息等实践中的应用［3］。“环境地学”教学目标是使学生熟悉地球环境系统的组成、结构时空分异的基本规律，掌握地球环境系统物质能量迁移转化的基本规律，明确环境地学的学科发展趋势及其与所学专业的关系，在拓宽学生有关环境背景与自然环境过程知识与环境地学观察技能的基础上，培养学生运用地球科学理论、现代科学技术方法解决区域环境问题的能力［4］。

开展“环境地学”课程教学与科研深度融合研究能够加强课程体系建设，建设人才全链条培养模式。通过理论教学内容的凝练，融入科研实践教学过程中的理论知识，使理论和科研实践过程能够相辅相成、融会贯通，通过理论课程与科研实践教学环节的进一步改进提供反馈和参考，达到理论和科研实践相互协同，形成兼顾学生专业能力与专业潜力的长效培养体系，并为人才培养途径和人才培养体系的评价奠定基础。

“环境地学”课程教学与科研深度融合研究对培养地方特色人才有重要意义。海南省目前正进行自由贸易港建设，迫切需要具有环境地学基础理论知识和专业技能的人才，充分保护和利用海南热带自然资源，将海南的自然资源优势转化为经济优势，是海南省经济发展和社会进步的重要前提和必由之路，也是海南建设自由贸易港的重要保证。

一、“环境地学”教学改革现状及存在的问题

“环境地学”课程具有知识面广，基础与前沿、理论课程与科研实践并重的特点［5］。由于人们赖以生存的环境的日益恶化，“环境地学”等有关环境治理理论和技术的课程正逐渐被重视，已有一些学者针对“环境地学”课程做了教学改革研究，对教学效果的改善起到很好的帮助。如唐俊红等［6］在借鉴当前教学改革趋势的基础上，针对多年“环境地学”科研教学实践中发现的问题提出一些改革尝试，如备课要精选教材、灵活运用多媒体资源，开设开放性课堂、营造主动学习的氛围，注重野外实习、加强野外技能的培养，改进课程考核方式、提高平时成绩的比重。刘飞等［7］指出“环境地学”课程部分教学内容及教学方法已与环境科学知识前沿脱节，有必要对“环境地学”课程体系进行改革，并提出“环境地学”课程改革的对策，包括教材的选择、教学内容的安排、教学实习、多媒体技术与信息技术的利用等。陈志凡等［8］结合环境科学专业基础课程“环境地学”的学科特点，探析了在教学过程中如何通过对教学内容和教学方法进行改进，更好地融入科研元素和探究式学习理念，有效培养学生的科研能力和创新能力。总体而言，当前专门针对“环境地学”课程教学改革的研究不多。“环境地学”课程教学尚存在一些问题：即“环境地学”课程因其涉及的理论内容多，教学内容安排缺乏侧重点，学时有限，讲解流于表面［5］。而且专业术语较多且概念相似，因此学生掌握该门课程有一定的难度，学习起来比较枯燥。在以往的教学中，多数教师采取以讲为主、“灌输式”的课堂教学方法，很难调动学生学习的主动性。目前国内的教学中理论教学仍占较大比重，科研实践教学内容主要以教材内容为主，属于验证型教学，科研案例分析教学有限［6］。这就要求教师探索新的教学方法，培养学生的实践能力和创新能力。2012年，教育部等部门发布的《关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》，指出实践教学、军事训练、社会实践活动是实践育人的主要形式，要切实改变重理论轻实践、重知识传授轻能力培养的观念［9］。通过强化科研实践教学，培养学生的探索精神、实践能力和创新能力，提高学生的综合素质和社会竞争力。在“环境地学”科研实践教学中增加案例分析，可以丰富实践教学内容，也有助于培养学生的创新与实践能力。因此，在今后的教学实施中，迫切需求探索规范的“环境地学”理论课程教学与科研实践教学的协同优化模式，以促进“环境地学”教学改革，提高教学效果。基于这样的教学现状，“环境地学”课程与科研深度融合的教学改革刻不容缓。

二、“环境地学”教学科研融合模式

针对目前“环境地学”教学中的问题，本文提出了“一基础，两团队，三手段”的“一二三”全方位教学科研融合模式，对环境科学专业本科生教学与相关教师科学研究进行有机、高效融合，从教学内容设计、教师队伍整合、科学实践融入等多方面构建全方位育人格局，充分发挥高校教师的主体引导作用，有效贯彻“教研结合、融研于教、以教促研”的教学理念，最终形成理论—科研融合协同的“环境地学”课程体系，促进学生全方位成长和教师立体式发展。该模式具体内容如下。

（一）“一基础”——以主题思政建设为基础，加深转变科教融合教育理念

思想是指导行动的根源，围绕主题思政建设不断加强教师教学理念的转变。高校教师一般将个人主要精力专注于学术研究，对课程的教学改革和教学方法等研究较少，在思想上存在懈怠性，没有认识到科研与教学融合的重要性。通过课堂外的党建活动，以课堂内专题课程思政内容为引导，从思想上提高教师对科研教学融合的认识。在课堂外的党建活动中，以集中党课、个人党课等多种形式不断加强对教育、科技、人才培养等方面的思想政治内容的学习，从根本上塑造教师队伍对科研教学融合必要性的思想，使其能够在教学活动中主动地开展科研教学活动。同时，在“环境地学”各章节融入与国家生态文明建设、地球科学发展等相关的课程思政内容，进一步加强教师自身的科教融合意识，以教师带动学生了解党和国家关于科研和人才培养方面的重大方针、战略，引导学生树立正确的“三观”。

（二）“二团队”——以教研团队融合为模式，持续完善科教互促教学方案

“环境地学”的课程内容涉及大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈等多个地球科学系统，存在显著的多学科、多内容交叉特征，海南大学生态学院“环境地学”课程以融合创新体制机制，围绕水、土、大气等地球系统关键要素，汇聚教学科研精英，组建了多学科交叉课程组，以保障和支撑教学科研融合。通过课程组教师线下集体备课的形式，加强不同科研方向高校教师之间的相互交流，以前沿科学成果交流、创新科研思维碰撞为手段，不断更新“环境地学”各章节授课内容，保障其教学方案的时效性、交叉性以及新颖性，以科研反哺教学。同时，在与不同研究方向高校教师的交流过程中，激发教师个人科研思路上的创新性，通过多学科交叉融合的方式促进教师个人科研成果创造，不断提升教师科研素养，以教学促进科研。

通过教学团队的融合，打造围绕科教融合的“环境地学”教学方案，并在教学过程中不断优化。课程开始阶段，教师将教学大纲发送给学生，充分传递“环境地学”课程的相关教学内容、学习重点、课后任务，其目的在于加强学生对本课程关键知识点和工作量的掌握，让学生自愿加入整体课程学习过程。“环境地学”课堂教学过程中，通过预留课后习题，时刻把控学生知识点的掌握程度，不断调整预留的讨论专题主题、自选研究课题主题，提高学生的学习兴趣和实践能力。

（三）“三手段”——以教学手段革新为方向，着力打造全面立体育人格局

任何一所大学都应以培养人才为主，要将体现本学科发展前沿、国家重大发展战略的高水平科研成果与教学活动整合在一起，在这个过程中采用什么样的手段培养学生是教学改革中的重点内容。“环境地学”课程组提出了“教师主动—师生互动—学生主动”三步对象转变科教融合式教学新手段，教学活动的施教主体在于教师，教授对象在于学生，第一步是围绕教师授课展开，第二步是以师生互动形式开展，第三步则转变为学生主动学习，现分述如下。

1.教师主动模式。本模式主要在于教学内容凝练更新和采用新的多媒体教学手段。现有教材中，重点内容主要围绕大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈、生物圈、主要环境问题介绍、环境地学研究方法等方面，然而在实际教学过程中，有些课程内容往往与其他课程存在重复，对此要围绕核心章节或热点环境问题，结合教师科研前沿实际情况，对相关授课内容进行适当调整，可避免授课内容过于单调和枯燥。例如，可在大气圈中介绍我国大气雾霾的成因、控制手段；水圈中补充水库生态调度内容，增加地下水污染防治等符合国家重大战略需求的内容；在主要环境问题中补充“双碳”相关背景知识。

授课过程中，教师要善用和活用新的多媒体教学手段。“环境地学”课程组在授课过程中，充分利用信息时代网络化教学的优势，利用雨课堂、对分课堂、智慧树、学习社区等多种信息化教学手段，整合丰富的教学资料，打造便利高校交流平台，课前让学生了解授课重点，课上通过小测验等形式实时掌握学生对知识点的了解情况，课后借助相关平台进一步拓展课堂内容，拓宽学生知识面，不断激发学生的学习兴趣。

2.师生研讨模式。师生研讨模式在于交流和互动，通过实行大班授课、小组研讨的模式，打造课内课外一体化创新科研教学融合模式。在授课过程中教师要注重角色转变，充分发挥知识引导作用，以发现问题—讨论问题—自我领悟为顺序，让学生在大班授课、小组研讨过程中充分思考，积极参与课堂活动，充分领悟知识。“环境地学”课程组将前沿科研问题嵌入各章授课内容，建立知识图谱式的现代信息技术与教育教学融合讨论板块，围绕大气环保、水资源保护、土壤修复、“双碳”理论等前沿科技内容设立讨论主题，建立授课周期内现场和网络答疑、讨论制度，延伸课堂学习内容，以启发式、讨论式的形式实现教师主动向师生研讨、学生探究等模式的平稳过渡。

3.学生探究模式。学生探究模式源于“真正的学习产生于学生的自我建构”理念，通过让学生参与教师科研课题、实践教学，有助于学生在自我实践环节中加深对知识的领悟，增强学生发现问题和解决问题的能力。“环境地学”课程组鼓励学生参与教师前沿科研课题，通过参与科研项目数据搜集、国内外前沿文献追索、研究方法学习等过程，充分调动学生积极性，拓宽学生眼界和知识面。在实践教学过程中，教师根据个人科研项目，围绕土壤与地下水污染控制、污染场地调查评估与修复、生态工程等实际问题设立研究课题，鼓励学生以此参与大学生创新创业项目，将教学内容深度融入科研、生产一线。