环境系统分析课程教学过程的思考与改革探索

张园

摘 要：该文在总结环境系统分析课程基本特点的基础上，针对苏州科技學院环境科学专业本科培养目标和特色，结合教学实践，提出“挖掘学习兴趣、创造实践机会、灌输环保理念”的教学思路，希望为进一步提高该专业人才培养质量提供参考。

关键词：环境系统分析；教学思路；教学方法改革

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）08-186-03

Abstract：On the basis of the objectives and characteristics of the Environmental Science college undergraduates in Suzhou University of Science and Technology，this article summarizes the basic characteristics of environmental systems analysis courses and puts forward“cultivate interest in learning，improve the practical ability and instill the concept of environmental protection”as teaching ideas by combining teaching practices，so that it can be a professional reference for further improving the quality of the training.

Key words：Environmental systems analysis；Teaching ideas；Reform of teaching methods

1 概述

环境系统分析是我国高等院校环境专业一门专业基础课。本课程应用数学语言对环境系统各组成要素之间的关系进行描述，通过数学上的演绎推理和分析求解，使学生能够发掘出环境系统发展的内在规律，进而寻求到解决环境与经济之间矛盾的有效途径。苏州科技学院环境科学专业为理科专业，主要培养具备城市和城镇水、气、噪声、固体废物等污染防治和水资源保护等方面的知识，能在政府部门、规划部门、环保部门、设计单位、科研单位、学校企业从事规划、设计、管理、研究和开发等方面工作的环境工程学科高级技术应用人才。环境系统分析是一门专业基础课。学习这门课程，对于提高学生认识和掌握环境问题、制定环境规划管理方案都有重要意义。笔者在环境化学课程的教学过程中，结合环境工程的综合性，总结环境化学课程本身的特点，按照“挖掘学习兴趣、创造实践机会、灌输环保理念”的教学思路，尽可能将环境化学知识贯穿于整个专业知识的学习过程，提高学生灵活运用所学的专业知识解决工程实际问题的能力，真正成为专业方面的高级技术应用人才和社会环保方面的高素质人才。

2 课程特点分析和教学体会

2.1 环境系统分析课程的特点 笔者在几年实际教学过程中感到，环境系统分析作为一门新兴学科，有以下几方面显著特点：（1）课程定位的基础性。本课程着重从数学上的演绎推理和分析求解的角度，探讨由于人类活动引起的环境质量的变化规律及其保护和规划管理的基本知识和原理，是环境科学、环境工程等相关专业的基础性理论支撑课，如环境影响评价、环境规划与管理、环境经济学等专业课程都建立在本课程学习基础之上。（2）内容体系的综合性。环境系统分析是一门多学科交汇的综合性科学，涉及自然、经济、技术和社会等方面；涵盖大气、水、土壤等环境基本要素；覆盖有机化学、无机化学、分析化学、物理化学以及生态学、生物学、土壤学等多学科知识；既要求学生有宽泛的知识面，又要有扎实的化学基础、数学分析基础。（3）学习内容的实践性。一方面，课程中所涉及的污染物迁移转化规律，基本都是源于实际污染事件的发生和管理研究。如大气污染企业的厂址设置研究、污水处理厂厂址、处理能力的设计、太湖流域水污染现状分析与治理研究等。另一方面，由于这些知识多属经实践验证的结论性规律或结果，对于初涉环境专业的学生来讲，内容相对抽象，加上数理运算推导，理解起来有一定难度，只有结合实际，通过实地参观、实验操作等实践性教学，才能更好的加深学生的理解和消化。

2.2 着眼培养学习兴趣，增强教学针对性、吸引力 从教育心理学的角度来说，兴趣是一个人倾向于认识、研究获得某种知识的心理特征，是可以推动人们求知的一种内在力量[1]。学生对某一学科有兴趣或者对于某个老师的讲课风格感兴趣，就会持续地钻研它，从而提高学习效果和质量。环境系统分析是一门建立在基础化学和数学推导理论上的专业基础课，由于多结合模型推导，因此课程本身过于枯燥和抽象。笔者所在学校该课程设置40个课时，另有3个课时的实践环节，不少学生对在这么短的时间内学好这门相对较抽象的课程有畏难情绪，甚至产生厌学。教学过程中，深切感到课时少、内容多而抽象的矛盾比较突出。要在课时有限的条件下收到较好的教学效果，必须在增强课堂教学针对性和吸引力上多下功夫，最大限度地激发学生的兴趣、调动学习热情。笔者具体在以下3个方面做了尝试：

（1）语言生动，吸引学生。环境系统分析是一门多学科相互融合的基础课程，它包含了环境化学、水、气、固废污染控制技术及原理、高等数学、经济学等多门学科，具有极高的综合运用性，但也具有极高的抽象性。语言是有效提高学生学习兴趣和效率的工具。因此，可以通过一些语种的变化、语音语调的变化以及学生流行语、社会潮流语的应用，从而调动学生的兴趣和积极性，吸引学生的注意，达到将学生引向知识接纳的道路起跑线上。

（2）密切结合社会热点和潮流。将定义和原理作为教学重心的传统模式和填鸭式教育往往使学生厌烦。尤其是随着全世界对环境问题的日益关注和环保事业的迅猛发展，围绕环境问题开展的前沿领域的学术研究日新月异，教学过程中，要在讲授好基本知识的同时，注重紧随时代发展及学术研究步伐，把一些全球热点事件和国际前沿性的成果穿插到课堂教学内，向学生加以介绍，使教学内容能够反映当代环境的新制度、新理论、新技术和新问题，具有鲜明的时代性[2]。

沉闷的课堂气氛会严重压抑学生的学习兴趣。为此把一些发生在新近、与日常生活密切相关、公众及网络高度关注的热点环境问题引入课堂，用课程相关理论进行解释，更容易引起学生的共鸣，激发他们学习的兴趣。比如，在讲解大气环境质量模型之前，可以先播放目前国内雾霾天气的新闻报道和危害，让学生首先对事件有个认识，从而意识到大气质量模型学习的必要性，体会到这个模块的知识将来的实际应用价值。这将有利于学生有目的的学习和进一步的深入思考。再比如，近2a由于铅锌冶炼企业的存在，水、气污染排放的影响，多地发生“儿童铅中毒事件”、“癌症村”等恶性事件，引起了国务院环保部门和当地政府的极大关注，随之采取了强有力的行政和医疗手段，对铅锌矿的生产和村民进行了整治和救治，在事件讲述过程中结合系统分析模型对污染状况进行预测分析，展示模型模拟对于污染控制和管理方面的重要性。借助这些实实在在的事例，将抽象的数学模型具体化，给学生留下了深刻的印象，极大地激发了他们的学习热情，也使他们对身边这些问题的认识由感性上升到了理性的高度，加深了对所学内容的理解，同时也让他们深切体会到人类保护资源、环境、维护生态的紧迫感[3]。

（3）形式多变、因材施教。针对环境系统分析实际教学过程中的学生学习兴趣不高，既有数学、化学基础参差不齐、老师教学方法模式单一等问题进行改革。注重兼顾不同层次基础的学生，涉及到的相关知识点，适度给予提示和复习，防止部分学生因基础不扎实跟不上进度而丧失学习信心。当然，更为重要的是在实事求是的基础上，从当代大学生求新求异、思维活跃、参与意识强的特点出发，运用多媒体配合教学，通过对环境现状的直观展示、污染机理的动画模拟、微观问题的宏观放大、重点内容的突出强调，使授课内容由抽象变具体，更加形象直观；开展互动式教学，通过课堂提问、案例分析、师生互动等方式，让学生主动参与到教学过程中，调动学习的积极性和创造性[2]。比如开展学生辩论赛、机制问答等不同形式的以学生为主导的课堂教学；以小组为单位的调研、竞赛，一方面充分调动学生的个体优势，另一方面启发学生取长补短以及团队合作意识。另外，鉴于多数学生不关注他人的演讲，可以以组为单位，设计“讨论卡”，将该组认为值得全班讨论的问题写下来，积累到一定数量再提出来讨论；同时，每个小组整理出一个“小组资料夹”，将资料来源和查找方式写下来，供全班分享[3]。

2.3 结合国外教学方法，突出提高实践能力 对比国内外的教學理念，国外教育选择告诉学生学习是自己的事，让学生自己去想，想学什么、怎么学，因而学生学得主动、灵活、高兴。而国内教育总是事先给学生作出细致繁琐的规定，该学什么、学多少、什么时候学、怎么学等等，因而学生习惯于应付，学得被动、教条、无奈。

对比国内外的教育模式，国外往往不太重视“基础知识”的学习，极其看重学生“创造力”的培养，而中国教育特别重视学生的基本功训练，却往往忽视对学生创造力和思维能力的培养。其实，大学教育应当不仅仅是传授知识，更重要的是要引导学生学会科学思维的方法和观察、分析、解决实际问题的能力。授人以鱼，不如授人以渔。仅靠40个课时，要掌握环境系统分析领域的全部知识，显然是不可能的。笔者在实际教学过程中，努力改变传统的讲授式教学模式，探索有效的教学方法与技巧，提高学生学习、实践和创新能力等综合素质。

（1）以学生为主体，充分发挥学生的自觉能动性。在以往的教学中，往往是老师在讲台大讲特讲、眉飞色舞、兴奋不已，而学生则多是置身事外、事不关己。经过课下调查，发现这主要是由于学生在整个课堂教学过程中感觉缺乏参与感，无法融入。为此，笔者尝试改变现状，在一部分课中对调教学中的主客体，由学生分组调研、讨论、资料整合、解决任务、展示成果、回答疑问，而老师则以顾问的身份主要负责解释难点、纠正错误等指导性工作。比如，关于使用系统分析原理和方法完成某开发区污水处理厂的设计方案，我们就采用这种以学生为主，老师为辅的形式完成。学生可以自愿分组完成任务，自行安排任务分工，在各自负责的方面多渠道获取信息与资料，之后组员通过资料分析、整合与交流信息，最终完成分配任务。这样可以有目的地培养学生在团队分工合作中掌握一种学习研究的方法。

（2）理论指导实践，实践验证理论。实践教学是课程教学的一个重要的组成部分，是提高学生实际动手能力的重要途径。单纯的理论教学，只会使学生变得教条和生搬硬套，只有将理论和实践有机地结合在一起才能最大程度的发挥两者的优势。为此，笔者在教学过程中尽量将实践环节作为掌握理论知识的关键步骤。例如，在介绍到河流水质模型的控制方程和模型计算时，尽量使用一些软件，让学生自己动手操作，在软件的参数输入，结果输出过程中，学生会对水质模型的基本原理有进一步的深刻认识和理解。另外，在社会实践方面结合专业认识，组织学生到就近的污水处理厂、环境监测站参观，参与一些水质和大气方面的监测工作，使学生结合实际的系统分析理论知识，进一步提高他们分析问题和解决问题的能力。

（3）鼓励提问和质疑，提高学生的思考能力。引导学生以科学精神对待学习，尽信书不如无书，鼓励他们在教学过程中敢于质疑、勇于提问，变被动接受为主动探索。对于学生提出的质疑和问题，无论难易，老师都要认真对待，带领学生就其可行性进行充分的讨论分析，并指导他们通过文献查阅、资料收集、结果验证、深入调研等方式进行论证，从而帮助学生建立起对事物认知去伪存真的辨识方法和手段。

3 结语

必须指出的是，在实际教学中，系统分析专业知识的难理解性仍是障碍，这与课程内容本身的特点有关，即知识的理解要在长期实践中完成。因此，教师的辅助讲解显得尤为必要。当然，本文中所强调的新的教学模式也十分必要，因为它更强调为学生提供一种学习研究的方法与氛围，而不是在课堂上灌输更多内容。对此，课堂上可采用情景式教学的方法，以实例为基础，鼓励学生在课后进行分组学习和讨论。当然为了突出学生个体特色，也应当适当安排一些以个体为单位的活动或学习，例如独立演讲就是一种学生自我监控、教师得到学生有针对性反馈的极佳方式。

参考文献

[1]张寒冰，唐艳葵，閤明勇.环境化学教学改革探讨[J].广州化工，2011，39（17）：118-119.

[2]李燕.“交通系统分析”课程教学方法改革与探索[J].课程教材改革，2012.DOI：10.3969/j.issn.1007-0079.2012.25.032.

[3]张建伟，孙燕青.建构性学习—学习科学的整合性探索[M].上海：上海教育出版社，2005. （责编：徐焕斗）