新形势下“生态毒理学”教学改革探讨

［摘 要］ 现阶段，人类面临新的生态环境问题，在高校环境生态工程专业开设“生态毒理学”课程，对于保护生态环境安全和人类健康、加强对环境生态问题的认识并探索科学的解决途径具有重要意义。目前，“生态毒理学”课程的教学评价体系、考核方式以及教学模式均存在一些问题，在一定程度上难以满足新形势对专业建设的要求。针对环境生态工程专业的学生培养目标，从多方面分析探讨了现存问题，并提出了相应解决措施，以期为该课程以及其他类似课程的教学改革提供理论参考依据。

［关键词］ 生态毒理学；教学改革；新形势；现状；教学方法

［基金项目］ 2021年度江苏省教育科学“十四五”规划课题“新时代高校劳动教育机制优化与实施路径研究”（C-b/2021/01/07）

［作者简介］ 张文君（1991—），女，内蒙古呼和浩特人，博士，河海大学环境学院讲师，主要从事水生态环境毒理研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）29-0069-04 ［收稿日期］ 2023-05-11

随着社会经济的迅猛发展，人类对自然生态资源的过度开采问题日益突出，生态环境遭到前所未有的破坏，从而引发了一系列全球生态问题，例如：气候变暖、酸沉降、臭氧层破坏及土壤荒漠化等问题［1-2］。河海大学环境学院是以“水”为办学特色的院校，“水环境”和“水生态”问题是研究重点之一。为了适应当前社会经济建设的需要和聚焦当前全球生态环境问题，我校于2016年开设环境生态工程专业并开始招生，该专业是以生态文明建设为核心任务，面向长江大保护、黄河流域生态保护和高质量发展、长三角一体化发展等国家重大需求，形成“流域水环境保护与生态修复”特色优势专业，以引领环境生态工程一流专业为目标，培养具备创新能力和爱国主义情怀的环境生态工程专业的高级专门人才。

在新环境生态问题的形势下，环境生态工程专业开设的“生态毒理学”课程，对于保护生态环境安全和人类健康、加强对环境生态问题的认识并探索科学的解决途径具有重要意义［3］。环境生态工程专业开设的生态毒理学是一门研究各种有毒有害因素，尤其是化学性环境污染物对生态环境影响及其对人类之外其他生物种类包括动物、植物和微生物等损害作用规律及防治措施的科学，是生态学、毒理学、生物学和环境科学四门学科交叉融合而成的一门新兴的边缘学科［4-5］。“生态毒理学”课程作为环境生态专业的必修课，不仅在本科生培养教育中有举足轻重的地位，也为制定环境基准值和环境标准提供科学依据，其对人类活动或环境污染物进行生态风险评价的应用，从多个方面促进了我国绿色经济的发展。

然而，专业开设的“生态毒理学”的教学评价体系、考核方式以及教学模式均存在一定问题，如学生基础知识薄弱、教学内容更新快，教材及相关教学资源较少、教学形式单调、教学重理论轻实践、考核和评教体系不合理等问题，在一定程度上难以满足新形势对专业建设的要求。鉴于以上考虑，本文针对环境生态工程专业的学生培养目标，从多方面分析探讨了必然面对和必须解决的现存问题，针对问题提出了可能的解决措施，以期为该课程以及其他类似课程的教学改革提供理论参考依据。

一、现存问题

（一）学生基础知识薄弱，课程知识结构复杂，学习兴趣低

“生态毒理学”课程涉及毒理学、生物、化学、环境科学等多门学科知识，高中没有选修过相关基础课程的学生或基础较薄弱的学生跟上课程进度的难度较大［6］。此外，该课程涉及较多的先导课程，部分学生对先导课程内容的掌握不充分，无法完成教学目标，这就使得教师在授课过程中要花费较多的课时量在课程先导部分，从而忽略了该课程的核心内容。“生态毒理学”知识结构较为复杂，部分理论知识晦涩难懂，学生吸收效率受限，而且涉及较多的概念性内容，例如，在第二章讲授环境污染物生态毒性作用的基本概念及特点中，有20多个名词概念需要记忆掌握。因此，易导致部分学生在课堂学习兴趣不高，学习目标较模糊。

（二）教学内容更新快，教材及相关教学资源较少

“生态毒理学”教学内容与前沿学科关联密切，随着生物化学、生物学、医学等基础学科的理论技术的创新发展，“生态毒理学”的理论和技术研究不断更迭，这也进一步加强了人们对污染物生态环境的危害的理解。目前，我们选用的教材是由孟紫强主编的《环境毒理学（第三版）》，高等教育出版社于2018年11月12日出版的图书。该教材不能及时反映最新、最前沿的学科理论和技术研究进展。因此，通过对教材知识的讲授不能使学生及时接轨学科前沿理论知识，不利于学生创新发散思维的培养以及知识面的拓展。

目前，“毒理学”相关教材版本较多，例如，《环境毒理学》和《毒理学》，但是专门研究生态毒理学的教材很少，这可能是由于近年来各大高校才开始开设环境生态工程专业，将《环境毒理学》和《生态毒理学》区分开来，以往是直接使用《环境毒理学》作为环境学科类教材。此外，在备课过程中，我们发现关于生态毒理学的参考材料很少，这就加大了备课难度，通常45分钟的课程内容，需要花费4～5天收集相关参考资料。

（三）教学形式单调，缺少师生互动

随着多媒体等现代化设备走进课堂，课堂模式主要是以PPT讲授为主。虽然PPT图文并茂，但大多数是照搬书本上的文字，学生难免会觉得视觉疲劳。通常是教师在讲台上对着PPT照本宣科，学生在台下被动式吸收知识，师生问答互动较少，也忽略了学生的课堂主体参与地位。该教学模式不利于培养学生主动思考、大胆质疑、勇于探索创新的精神。在缺乏互动教学的课堂上，教师不能及时得到教学效果反馈，并做出相应的教学方案调整。此外，教学设计单一，缺少课前预习，学生不能带着问题走进课堂，主观能动性不高，最终导致学生课堂学习效率低下。

（四）教学重理论轻实践，实验教学环节难以开展

“生态毒理学”教学内容中涉及一部分实践知识，从一定程度上讲是一门实践性较强的科目，因此有必要同时开设实验课程来辅助理论课程。实验课不仅可以巩固理论知识，同时能够让学生学会如何把理论知识应用到毒理学实践中去，从而达到增强学生的动手能力、提升团队协作精神、培养实事求是的科学素养的目的。然而，由于实验条件受限制，如动物实验室的清洁等级和防护级别难以达到，以及开展动物实验需要投入的精力和时间较多等原因，在2020年新版培养方案中，我校专业未开设“生态毒理学”实验课程，导致“生态毒理学”课程缺少实践性，学生无法充分地将理论知识应用到实际生态环境中，对于部分实操性较强的理论知识掌握不到位，持续性的理论知识灌输也会导致学生的学习兴趣下降、学习效率不高等情况。

（五）考核和评教体系不合理

课程的考核方式是30%平时成绩和70%期末闭卷考试。平时成绩主要通过作业、课堂出勤和课堂表现来评估，平时成绩的考核方式缺乏对学生的自主性和创新性能力评估。期末闭卷考试题型也较为单一，欠缺对实践应用能力的考查，学生认为只要考前突击背书就可以通过考试，间接导致平时课堂学习的积极性较低，有悖于教学目标。

（六）缺少课后巩固环节

由于闭卷考试占总成绩比例较大，所以学生大多通过考前一周死记硬背通过期末考试，缺少课后巩固复习环节。通过课前提问式回顾知识点，发现如果教师不布置平时作业，学生不会回顾课堂知识，严重缺乏学习自主性。还有些学生对于课堂上讲授存疑的知识点，课后不会及时找老师答疑。

二、改进措施

针对以上问题，我们从教学内容、教学方法和教学评价等方面，探讨了几种改进措施。

（一）拓展知识范围，理论联系实际，明确学习目标

“生态毒理学”课程涉及基础毒理学和生物学知识较多，因此在开始学习这门课程之前，应开设少量学时的相关课程或实验，帮助学生更好地学习和掌握。这样不仅拓宽了学生的知识面，也为后期的课程学习打下了良好的基础。考虑到生态毒理学是一门与实际生产生活息息相关的学科，教师在讲授知识点的同时，辅以相应的实际案例，更能激发学生的学习兴趣，有助于学生明确学习目标。例如，在讲授“剂量”概念的时候，举例氮磷肥，在一定剂量范围内有助于农作物生长，但是过量的氮磷肥不仅会干扰农田生态系统的物质运输和能量流动，也会对湖泊生态系统产生影响，如引发“水华”。通过理论联系实际，培养学生的生态毒理监测分析能力、环境生态毒理的评价能力、生态毒理学专业基本科研创新能力，掌握先进科学的生态毒理风险评价方法，为绿色经济、生态文明建设服务。以上措施可以帮助学生更加明确这门课程学什么、为什么学以及如何学等问题，同时可以激发学生的学习动力和探索欲望。

（二）优化教学内容，与时俱进，增设实践内容

“生态毒理学”课程教学内容分为前后两个部分，前半部分涉及课程的基础知识和概念，后半部分是生态毒理学的分支学科，前半部分是后半部分的基础。环境生态工程专业开设的“普通生态学”“环境生态学导论”“河湖生态工程”和“恢复生态学”等课程内容，涉及了“生态毒理学”课程的分支学科内容，所以在介绍该部分内容的时候可以适当精简教学内容，引导学生以发散思维为主，将所学的课程与“生态毒理学”课程有机结合。现有教材做不到及时更新，教师应紧密结合当下热点生态毒理学问题开展教学内容，时刻关注与该学科有关的科学研究进展，及时更新补充教案。教师也可以结合知识点，在教学内容中加入自己的研究课题内容，这样不仅可以达到拓宽学生知识面的目的，还可以让学生初步认识科研项目的过程，培养学生对科研的兴趣，树立科研意识，锻炼实践能力。

此外，“生态毒理学”课程是具有实践性质的一门课程，需要理论结合实际。因此，在课程安排上，应安排48个学时或更多的学时，其中一部分设置为实验学时，理论课和实验课穿插进行，有助于学生掌握相关基础概念和知识点。

（三）丰富教学形式

为提升课堂教学效率，提高学生的学习兴趣，可以丰富教学方法，并将新型教学法引入课堂。

1.丰富教学课件形式。教师在备课制作PPT课件的过程中，可以借助网络工具搜索知识点相关图片和视频，取代呆板的文字，避免学生因视觉疲劳而降低学习兴趣。例如，在讲授细胞膜结构和细胞癌变机制时，引入制作的仿真微观视频，更加生动地呈现知识点，加深学生的理解和认识。

2.案例教学。在授课过程中，可以引入经典案例或热点案例，引导学生主动思考，调动学生的探索积极性。例如，通过引入“日本米糠油事件”，让学生分析：该案件中毒物是什么？其侵害机体的途径有什么？在机体内的转化、分布和代谢是如何实现的，以及制约因素有什么？什么是毒物的生物富集和积累效应？何为中毒？……立足该专业的培养目标，引导学生结合已有的专业知识，从毒理学角度理解生态污染控制和修复的目的，以及相关标准建立依据，并探究有效预防和解决生态环境污染的途径。通过案例分析教学手段，鼓励学生积极表达观点，让学生在课堂上有话可说，从而增强学生的课堂参与度，教师可对学生的回答进行点评，形成良好的“问答式”师生互动。

3.问题导向教学法。教师可以选择课程中几个知识点或一部分教学内容，设置相关问题情境，并在开课前1～2周公布设定的问题和教学流程，学生自由分组，搜索相关学习资料。上课时，教师组织学生展示成果，并引导自由讨论，教师最后点评、归纳和总结。该方法极大地提高了学生对相关知识点的理解，并且在学习探索的过程中，学生分析问题和解决问题的能力也得到了锻炼提升。

4.网络教学法。在课堂上，当讲完一个难点或重点时，教师可以借助“超星”和“河海互动课堂”等网络教学平台，布置随堂问题，学生在手机端做出解答。根据系统后台统计的正确率，教师可以及时了解学生对知识点的掌握情况，并做相应的教学调整。学生也可以在教学过程中，随时通过手机端提问。该方法有助于提升学生的课堂参与度和学习效率。