教学理念
树立以学生为本,知识传授、能力培养、素质提高、协调发展、实践育人的教育理念,以操作能力和实践创新培养为核心的实验教学观念。
按照“宽口径、厚基础、重能力”的人才培养目标,建立有利于培养学生实践能力和创新能力的实验教学体系;以学科为依托,建设满足现代实验教学需要的高素质实验教学队伍和野外实践基地;建成“仪器设备先进、室内野外结合、实践资源共享、管理科学、运行高效、服务开放”的实验教学环境;显著提高我校生态环境专业“知识、能力、创新”综合型人才的培养能力,使实验教学和实践教学达到或接近国内先进水平。
以解决生态环境问题为核心,培养具备生态学和环境科学基础理论和实验技能和科学创新的实验研究方法,具有较强的学习、创新和实践能力,形成生态环境专业的实验思维模式,分析和解决环境问题的实验能力,可以胜任科研机构、高等院校、企事业单位及行政部门的相关实验工作。
教学特色
一、构建系统化实验实践教学体系,培养复合型人才
实验实践教学在生态环境专业教学体系中与理论教学相互依托,相辅相成,在学生综合能力和科学素养的培养中起到重要的作用。为实现人才培养质量的全面提升,实验教学中心根据综合性、复杂性、实践性的专业特点,以能力培养为主线,建立了多模块、多层次的系统化实验实践教学体系。针对基础理论和实验、研究型课程和探究性实验、野外实习与工程实习、大学生创新创业项目等各具特色的教学内容,分别采取针对性的教学和管理方法,通过合理、科学地处理各个实践教学环节的内容及相互衔接的关系,使其优化配置、功能互补,达到多途径、多方式培养学生的实践创新能力的目的,构建完整的创新创业型人才培养的实践教学体系。
第一层次以新生的生态环境问题观察认知实践课程为重点,充分利用社会合作资源,使学生入学即开始参与专业相关的实践课程,在系统学习专业知识之前,以问题观察为起点,可以充分的了解生态环境现状、理解社会需求、激发学习兴趣、启发深入思考、激励专业学习,实现不可替代的教学效果。
第二层次以专业基础课程的实验实践为重点,在环境化学、环境生物学、环境生理学、环境微生物学、环境工程、现代监测新技术与新方法、环境土壤学、普通生物学、城市植物分类、遗传生态学、等课程中,通过更新和提升专业基础课程的实验实践内容,使学生接受环境专业技能的训练,培养专业态度和习惯,培育专业素质,初步形成专业思维和方法。
第三层次以综合研究型实验实践课程与各类创新创业训练计划项目为重点,在生态学研究方法与技能实践、污染生态与修复技术、生理生态学、废水生物处理及实验、环境毒理学、环境监测、环境管理学、环境工程设计、环境影响评价等课程中,引导学生面向变化和实际中的环境问题,开展综合运用课程知识的研究性实验和创新性科研训练,实现实验技能与科学素养的系统化训练,全面提升学生的综合能力。
针对系统化实验实践教学体系,中心建立起一系列相互衔接、循序渐进的实验实践课程,并进一步修改和完善了配套的教学管理和考核体系,根据不同的专业特点实施多层次教学,做到因材施教。
二、采用多元化的教学方法,全面提升教学质量
在多层次的实验实践教学中,突出“以学生为主体”的现代教育理念,采用灵活多元的教学方法,使学生主动地发现问题、分析问题、解决问题,由“要我学”变为“我要学”,全面提升专业教学质量。
在生态环境问题观察认知实践课程中,教师常采用启发式、引导式的教学方法,注重激发学生的学习兴趣,启发学生的科学思维,引导学生观察现象、分析本质,并对问题进行发散性思考,提出个人见解。
在专业基础课程教学中,采用“教师规范化讲解演示-学生练习-教师纠错-学生再练习-教师总结”的多阶段训练学习,以教师示范教学为基础,学生自主开展实验,在实验过程中相互发现问题并改正错误,通过反思总结,掌握基本实验技能,养成良好的实验习惯。结合讨论式互动教学,帮助学生建立正确认识问题的方法、思维方法、研究方法和学习方法。
在综合研究型课程教学和创新创业训练计划项目指导中,采用以个性化教育为特征的开放式教学,学生可根据自己的时间和兴趣,结合专业内容,组成不同主题的兴趣小组。教师鼓励学生通过实验分析和解决问题,充分满足学生的个性化需求,给予学生最大的发挥空间,注重学生创新思维和批判性思维的培养,鼓励学生视培养学生良好的实验习惯,注重培养学生团队合作的精神。通过个性化的训练,有效地提高学生的团队合作、实践能力和综合素质。
在野外实习与工程实习中,采用立体式教学,结合实际生态环境问题,亲身感受、体验并参与问题解决过程,使学生的专业知识、实践技能、创新能力等得到了全方位的锻炼。
三、开展多样化实验实践教学,拓展教学与交流时空
实验教学中心在传统课堂教学的基础上,全面推行教学多媒体化和网络化。在实验教学过程中,通过精心设计多媒体课件,结合动画、演示录像等手段,使得实验教学更生动、形象、富有启发性,帮助学生更好地理解实验原理、仪器操作等,提升教学效率和效果。同时,借助学校教务处的在线教学平台大夏学堂,建立网络学习系统,在线平台中提供课程大纲、电子课件、电子教案、音频和视频、习题和解答、交流互动空间等资源,实现教学信息共享和网上辅助教学,方便学生进行实验预习、实验技术交流、实时交流、问题解答和教学效果反馈等,使学生可以在任何时间、任何地点开展学习和交流,促进了学生自主学习,拓展了学习的时间和空间,极大地增加了教学的针对性和灵活性。目前已有16门课程开展大夏学堂在线教学,取得了良好的教学效果。
实验教学中心还利用中国大学MOOC网,重视建设实践课程慕课平台,服务于本科实验实践教学。在综合环境认知实习、实验实习、创新实习成果的基础上,《环境问题观察课程》率先将实践课程搬上大学MOOC网,形成基于互联网慕课的环境专业实践教学课程。课程目前已完成100个小视频,总长约1500分钟,由20多位专业老师,20余位上海“水、气、土十条”环境政策制定者,环境类博物馆展示馆负责人,环境基础设施建设和运营企业一线工程技术人员,环境投资、环评、监测公司的经理人等出镜主讲。课程平台得到了校内外多家媒体的广泛报道,被新浪、腾讯等200余家网站和环保机构转载,被多家媒体报道和认为是国内互联网慕课平台上的首个环保科普类课程,被誉为“有扎实的专业理论基础,兼备直观形象的实践性和现实性”,让大家“环保有疑问,网上找课堂”,取得了良好的社会影响力和环境教育效果,已建设成为了具有“师范+环境+魔都”特色的实践教学品牌慕课。课程前三次开课,选课人数累计超过了10000人次,并建设了课程微信公众号,取得了良好的环境教育效果。
四、建立虚拟仿真实验平台,探索实验教学新模式
针对本科生对实际环境生态事件参与不足的问题,实验教学中心推出虚拟仿真实验平台。依托教育部示范性虚拟仿真实验教学项目,目前正在建设“城市环境评价与公众体验”虚拟实验项目,包括城市水环境、大气环境、噪声环境评价和公众体验。虚拟实验平台包含水环境污染影响分析——突发水污染事件预测预报、大气环境污染事件影响分析——扬尘PM2.5监测管理、噪声环境污染事件影响分析——噪声地图三个版块。学生能够借助虚拟平台上的模拟分析,理解实际城市环境评价中由问题发生、发展的全过程,学习问题解决的思路和方法,起到事半功倍的效果。目前水环境污染影响分析版块已经完成建设,取得了良好远程演示和虚拟操作及实验效果,为本市其它高校、长三角高校、西部高校提供访问端口,共享部分成果,并利用中国大学MOOC开发培训,发挥提供演示示范、网上讨论交流、线下邀请访问等示范辐射作用。
五、共享优势科研资源与共建校外实践基地,合作实现协同育人
学校、学院通过加强科研管理,合理有效地整合各类学术及科研资源,为中心的实验实践教学提供有力支持,极大地拓展了本科生实验实践平台体系。实验中心依托上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室、天童国家级生态观察站、生态学国家重点学科、环境科学与工程一级学科博士点与博士后流动站等科研教学资源,以培养创新人才为目标,以提高学生科研实践能力为重点,联合建立学生自主创新平台。本科生在教师指导下,不仅可以在平台上选修实验、开展自主设计实验、完成各级大学生创新创业训练项目,也可以参与教师的科研项目和社会应用实践,培养科学思维、探索精神和创新能力,提高科学素养和个人能力。目前,本科生已基于实验教学平台申请和完成国家、上海市、学校的各类创新创业项目116项。本科生发表研究论文25篇,署名的专利4项,人才培养成果卓著。
中心也与各校外实践基地积极合作,协同育人,通过多渠道和多形式的合作,发挥各自优势,增加合作内涵,实现合作共赢,共同支持人才培养工作。目前已系统按照不同环境、生态要素,建设上海城市规划馆、吴泾第二发电厂、东滩鸟类国家级自然保护区、苏州河梦清园水污染治理展示馆、老港废弃物处理处置基地、可口可乐公司、上海绿然环境投资公司、上海恒奕环境科技有限公司、上海环总实业有限公司等20余家上海或国际优秀的环境保护单位作为实习基地,获得良好的实践教学效果,促进高质量人才培养。
在上海市科委和上海市教委的指导下,实验教学中心参与了上海市科技节、暑期夏令营、科学营等活动,依托中心各类实验条件,为全国各地的中小学生提供环境和生态的科普教育,努力提高全民生态环境意识和素养,受到了参与者的高度肯定。