工作坊教学模式在环境工程人才培养中的探索与实践

毛旭辉，胡将军，王旭

（武汉大学 资源与环境科学学院，湖北 武汉430079）

当今世界面临前所未有之大变局，国家和地区间的科技和人才竞争日趋激烈。培养德智体美劳全面发展的社会主义接班人是高等教育的基本任务之一。高校的人才培养质量应符合国家对人才的科技创新研发能力需求，突破现有的人才培养格局，推动因材施教，全面提升人才的“三创”（创新、创造、创业）能力［1］。环境工程专业是典型的工科专业，专业设立的目标是针对国家生态环保与绿色发展领域的重大需求，培养能够解决复杂环境问题的高素质科学创新人才、工程技术人才和工程管理人才，为国家打好污染防治攻坚战、推进生态文明建设起到重要支撑作用。在新时代条件下，开展环境工程本科实习实践教学的改革，探索新的教学模式和方法，提升人才的“三创”能力，是新工科专业建设的重要课题。

一、环境工程专业人才培养问题分析

随着国家对科技投入的持续增加，加上研究生教育规模的扩大，从事各类型创新、创造工作的岗位稳定增长，这也是当前985 和211 高校的本科生职业发展的新特点。大量本科生在升学并进一步开展科研创新工作的同时，也对本科生创新能力的培养提出了更高要求。学生需要具备创新研究所需的若干能力，例如分析及发现问题能力、表达沟通能力、思维逻辑能力、工程设计能力、组织实施能力等。同时，学生需要具备一定的科研基础性技能，例如常规仪器的操作、文献查阅和整理、科学数据表达和科学论文写作等。

然而，在原有的课程体系中，特别是实践教学环节中，研创新能力的培养无法得到充分的体现。通过毕业生质量跟踪发现，传统的环境工程本科生培养方式存在以下的问题：第一，理论学习知识与前沿科学研究领域的知识点未能很好地衔接，造成进入研究生阶段的知识储备、思维模式和方法论都无法迅速适应科学研究的高要求。第二，理论知识碎片化，学生缺乏消化和运用过程中的二次梳理和系统化，针对实际问题的解决缺乏思考能力。第三，学生缺乏创新性的课外科研经历，在规范性和质量意识上，普遍难以达到理工科导师的标准要求，在升学后的研究生阶段要花很大的力气“纠偏”。第四，本科实习实践课中获取的科研技能训练非常有限，造成学生解决实际问题的能力严重不足。第五，学生对科学创新工作的艰巨性、未知性认识不足，做不到冷静客观地看待科研上的各种挫折和失败。

二、工作坊创新实验实践教学的设计

“工作坊（workshop）”一词最早出现在教育学与心理学的研究领域。在20世纪60年代，“工作坊”的概念在国外被引入到设计等教学领域，成为提供不同立场、族群的人们思考、探讨、交流的一种方式，以及鼓励参与、创新以及找出解决对策的手法［2-4］。“工作坊”的灵活性、互动性为多种教学方法的实施创造了条件，能够显著增强学生的参与感，方便传授一些课堂上不易讲解的设计经验和技术诀窍，提升教学效果。

针对不足，笔者与实习实践教研组的同事尝试对现有的环境工程课程体系进行改革，在现有的实践课中，增加“工作坊”的教学模式，针对性解决学生创新能力不足的问题［5-6］。如图1所示，将现有的环境工程培养方案中的若干课程，例如“水污染控制工程课程设计”“工程训练课”和“环境工程毕业论文设计”，进行教学内容的调整，设置科研创新知识拓展和综合实验训练等“工作坊”特色的教学内容，通过多场景教学、课堂翻转、团队互动协作等多样化的教学方法，覆盖常规教学中的“盲区”，为高年级本科生的知识、技能补短板，强调贴合科研创新需求的实际操作，并引导学生形成正确的学术道德观，为升学后的科研创新打下良好基础。

图1 工作坊环境工程实验实践教学设计示意图

如图1所示，教学活动内容包括测试方法原理和实务讲座、科研仪器设备的现场操作、科技论文和报告的写作、科研方法和思路的分享、科学模拟计算软件的培训、科研作图与练习、科研安全与实验室规范等等。在“工作坊”的教学活动中，任课教师是教学活动的组织者，而“工作坊”教学活动的具体实施则是由工作坊的“主人”（责任教师或者邀请来的企业专家）来负责。全系的专业教师，可以根据自身的研究专长和实验室的特色，设立体现其科研特色的工作坊；同时，也可以在工作坊的教学活动中邀请企业专家开展教学活动，强化教学内容与实际工程和工业过程的结合。

工作坊的教学内容组织，突出了环境学科研究的交叉、应用导向的特点。图1同时给出了工作坊教学活动的部分内容选题，选题内容基本可以分为两个板块，一个是科研技能和知识的拓展；另一方面是综合性的探究式实验。选题由老师引导和学生自主提出选题两种方式相结合，主要包括四个方面：（1）一些共性实验技能的培训和实操，例如基本科研表征手段、重要的环境领域测试技术。（2）数据资料获取、分析和加工，包括文献调研能力、作图软件和技巧、中英文写作等。（3）了解环境相关领域各种工程设计书、科研报告等的编制方法。（4）通过综合性的探究式实验，强化学生运用知识的能力，帮助学生进行知识二次梳理和体系构建。（5）通过科研心得、经历分享等活动，激发本科生科学创新的热情，形成正确的科研思维方法和健全人格，让他们有崇尚卓越的质量意识，同时也有宽容失败的从容心态。

三、工作坊创新实验实践教学的经验总结

工作坊的教学方式，是对现有的环境工程专业本科生教学活动的补充，能够充分调动学生的自主学习热情，契合学生的三创能力培养需求。总结环境工程专业工作坊教学的实践，具有几个特点：（1）“共同参与，共同成长”的工作坊组织理念。在学术工作坊活动组织过程中，以全系的专业老师为核心成立多个工作室，成为教学活动实施的新场所；学生们共同参与，互相分享，共同讨论，是一种共同参与、共同成长的工作坊培养新模式。（2）“形式多样，不拘一格”的工作坊教学手段。突破传统的课堂讲解单一模式，采用讲座、互动、实操、现场参观等多种方式，增强教学的效果。（3）“源自学生，强调实操”的环境学术工作坊交流活动内容。通过试题、作品、现场仪器操作等特定的方式，来帮助学生在工作坊培养模式中学到干货。（4）“网络传播，长期受益”的线上资源共享模式。对部分活动进行录音和录像，让同学也能下载后利用课后的其他时间学习。通过两年实践，我们发现每届学生在培养周期内会开展十次左右的工作坊教学活动较为适宜，同时，这一教学活动也应与卓越工程师的培养充分结合，在有限的课时内，达成培养目标和毕业要求。

四、结论

工作坊这一教学模式是对现有教学培养过程的有效补充，能够带动学生的学习热情，覆盖常规教学活动中的“盲区”，为高年级本科生的知识、技能补短板，为毕业生进一步升学和从事创新创造性工作打下良好的基础。当然，工作坊教学模式在实际教学过程中，还有多个方面需要进一步改善和优化，例如如何与现有的课程体系较好的衔接，如何按照OBE 方式进行教学效果的评价，如何在有限的课时内，与时俱进，优化教学内容，始终面向提升学生的创新创造科学素养……这些问题，需要在今后的工作坊培养模式中展开进一步探索。