“环境科学与工程导论”课程教学改革与探索

＊王春辉 周卿伟

（杭州电子科技大学 材料与环境工程学院 浙江 310018）

随着社会经济的快速发展，当前人类社会面临着诸多经济发展与自然环境之间的矛盾，如全球变暖、水污染与水资源短缺、土地荒漠化、森林减少等。正是在这样的背景下，环境科学与工程类专业应运而生。本专业是一门新兴的综合性交叉学科，其主要基于自然科学、社会科学以及工程科学等学科相关的理论，探讨人类与环境系统之间的相互关系及其内在规律，调控人与环境之间的物质、能量和信息的交换过程，并利用人类社会和生态环境资源，寻求解决各类环境问题的途径与方法，最终实现人与环境的可持续发展。其中，“环境科学与工程导论”课程通过引入环境领域不同研究方向的专家来讲解各个方向的前沿内容，向专业学生展现本专业的特色与总体概貌。专业学生所接受到的信息不仅仅限于课程本身，也可通过参与一些专业相关的项目来开阔学生的视野，并了解环境领域的最新前沿进展、面临的问题与挑战，以及毕业以后的就业机会等，从而增加他们对环境科学与工程专业的兴趣。由此可知，“环境科学与工程导论”作为引导大学新生了解当前世界所面临的的主要环境问题以及利用工程技术手段防止环境污染进而保护环境的综合性课程，是环境类专业学生进入专业学习的“桥梁”，其课程地位可见一斑。环境科学与工程导论中不仅包括许多新的概念和理论，还有丰富的专业实践知识，这对于刚踏入大学校门的新生们而言具有较大的挑战性[1]。根据各个学校的具体情况设置合理的课程目标，引导学生积极规划专业学习，防止和克服专业学习过程中可能出现的各种负面因素是开展本课程教学的核心任务。因此，加强环境科学与工程导论教学方法的改革和探索意义重大。本文以杭州电子科技大学为例，对环境工程专业学生开设的《环境科学与工程导论》课程的教学改革方式进行了初步探索，并根据教学实践提出了一些意见。

1.“环境科学与工程导论”的课程性质与项标

“环境科学与工程导论”是面向环境类专业学生所开设的一门专业必修课，其主要特征表现为多学科交叉，包含的内容不仅涉及到自然科学和工程技术领域，同时也关乎到社会科学范畴[2]。环境科学与工程导论课程以当代的重大环境问题为学习主线，主要介绍当代主要环境问题的由来、现状、趋势以及控制技术或对策，其中穿插一些环境科学与工程领域最新的科研成果和信息资料。杭州电子科技大学环境科学与工程导论课程通过组织本专业学术造诣高、工程经验丰富的教师，结合信息化课程建设，全面介绍本专业的特色和优势、专业人才的培养目标、行业产业人才需求等，帮助授课学生全面了解环境科学与工程专业，指导他们形成良好的专业学习习惯。结合杭州电子科技大学本科生导师制，在新生大一第一学期中期开始执行，由导师进一步引导学生明确专业发展目标和相应的能力培养。本课程的课程目标主要包括以下几个方面：

（1）通过讲述大学功能、科研创新重要性、大学生科研创新的基本思路和方法、环境专业技术概论等，激发学生对专业学习的积极性，并使他们明白大学期间“为何学、学什么、怎么学”等问题。通过讲述环境专业的思维方式和学习方法、环境专业的国内外现状及发展趋势，掌握环境类专业的研究方法和思维方式，了解国内外环境保护发展趋势，并能提出有建设性的见解，为学生今后更好地发展奠定学科基础。

（2）通过讲述环保市场概况和动向，引导学生关注我国的环保事业和环保市场，了解国内外环境保护发展趋势，进而确立自主与终身学习的意识，并能提出有建设性的见解。通过讲述环境专业的国内外现状及发展趋势、环境工程实践、职业发展规划，使学生认识、初步理解环境工程实践中涉及到的技术、经济、法律、伦理等相关内容，理解社会可持续发展需求，从而帮助学生初步建立良好的职业观。

（3）通过讲述大学与环境学科、环境科学与工程培养方案、环境学科科研创新，培养使学生对专业的好奇心，使学生能够更好地了解本学科、专业知识体系及其发展趋势，确立自主与终身学习的意识，学会用可持续发展的理念分析和解决环境问题，评估复杂环境工程问题在实践中的具体影响。

根据上述课程目标，杭州电子科技大学环境工程专业设置了大学与环境学科、环境科学与工程培养方案、环境专业技术概论、环保市场与导向、环境工程实践、环境学科科研创新、职业发展规划、互动讨论与总结八个教学内容。课堂教学主要采用启发式、讨论式等方法，通过重点/难点内容讲解、课后作业、随堂提问、线上学习等模式，以环境污染和保护现状、实际工程案例、动画以及视频等为多媒体手段，激发学生学习环境专业课程的积极性。

2.“环境科学与工程导论”教学实践中存在的问题

环境科学与工程导论所涉及的学习内容非常宽泛，但是由于课程课时以及授课教师研究方向等因素的限制，在教学实践过程中不可能做到面面俱到，因此因材施教就显得尤为重要。根据调查和实践经历，环境科学与工程导论课程的课程建设仍普遍存在着一些共性问题，这些问题主要表现在以下几点：在教师队伍方面，由于很多教师没有完整地参与环境保护工程项目的设计、施工和生产运作等经验，导致教学过程中缺乏教学案例，讲课不够生动，从而导致学生学习的积极性未能得到有效的激发；在教学内容方面，教师容易照搬教材内容，未能将理论与实际结合起来，导致教学内容略显枯燥，同时也间接影响了学生对专业的兴趣；在教学方法方面，教师授课过程中未能做到由浅入深，一些案例教学和讨论分析不够深入，从而导致学生未能积极思考和参与。

此外，通过对本专业学生的调查发现，一部分学生对环境科学与工程类专业的认识只停留在表面上，缺乏对本专业的深入认识和了解，个别学生由于是专业调剂等原因，对本专业的认识存在模糊性；还有很大一部分学生会随着年级的增长而降低对专业学习的兴趣，因此专业学习效果往往不尽人意，面临毕业的时候，存在对就业前景不乐观、丧失奋斗目标等心理。据笔者分析，造成这种现象的很大一部分原因可能跟专业学生刚进入学校学习时缺乏对本专业的基本认识有关。《环境科学与工程导论》课程作为面向环境专业学生开设的首门基础性课程，其教学目的之一便是加强专业学生对本专业的整体性了解，提高学生对环境保护领域的兴趣，因此，导论课程的成败可在很大程度上决定一部分学生的未来走向。

针对上述部分高校环境科学与工程导论课程实践中存在的一些问题，目前亟需改进本课程的教师教学方法。作为环境工程专业学生第一门学习的专业必修课，除了学习基本理论之外，本专业学生还需要增强对全球及区域环境问题的关注以及参与到保护环境的具体行动之中。只有通过这种理论学习与具体实践相结合的教学过程，才能真正让学生切身感受到学习本专业的意义所在，进而激发他们对环境工程专业的学习热情，培养出适应当代社会的新型环保人才。

3.“环境科学与工程导论”的课程教学改革意见

(1)授课教师队伍的组织建设

环境科学与工程导论课程的教学队伍组织建设往往选择不同研究方向和不同教学经验的教师进行授课，由于每个教师的风格不同，同时不同研究方向教师之间缺乏必要的协调与沟通，这就势必会给刚刚踏入大学校门的学生形成一种 “混乱”的认识。此外，这些授课教师的研究方向总体上决定了学生“该学什么”，应该认识到教师研究水平高并不代表他们的教学水平也高，甚至给本科生上课成了一些教师选拔和吸引来自己课题组参与研究工作的方式，带有这种目的的授课教师必然会在教学过程中突出授课教师的主要研究内容，从而忽略了其他知识，这样的教学组织方式必然会导致学生的学习内容缺乏系统性，最后可能会产生学生在学完本课程之后依然对本专业保持着一个模糊的认识。因此，在组织本课程的教师队伍时，应该重点选派在环境领域具有丰富实践经历的教师来承担本课程的教学任务[1]，教师队伍的数量不宜过多，此外还应该加强不同授课教师之间的沟通与协调，从而对学生的授课过程形成一个有机的整体。

(2)课程教学内容的改革

环境科学与工程专业紧跟社会发展形势，导论课程的教材更新速度往往难以跟上环境学科的发展，同时也无法应对当前社会上出现的一些新的环境问题。因此，导论课程教学内容应做到与时俱进，及时更新适应环境学科发展形势的教学内容，其途径一般可通过互联网、学术期刊等，把当前环境学科领域的新理论、新知识、新技术、与环境保护和治理相关的法律法规和政策以及当前发生的公共环境污染事件融入到本课程的教学内容之中[3]。例如，2020年9月22日，我国在第75届联合国大会中提出了中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和[4]。随着我国“30·60”双碳目标的提出，未来的环境法律法规和政策可能会围绕着双碳目标来进行修订；在新兴污染物方面，近年来微塑料在环境中的分布和累积已引起人们高度关注；在新技术方面，“新一代生物膜载体技术”和“焦化废水深度处理回用技术”等在环保行业得到广泛应用，据此可将上述这些环境领域新政策、新技术以及热点问题及时反映到教学内容中。这些前沿的环境领域新动态势必能吸引学生的注意力，从而提高他们的学习热情。

(3)课程教学方法的改革

案例教学法是一种以案例为基础的教学法[5]，目前被普遍应用于各种教学实践活动，但由于大部分学生都没有环境学科领域的实践经历，所以在此基础上合理的利用多媒体进行辅助教学将有助于学生更好的理解教学内容。例如，可利用动画模拟将一些教学内容中比较抽象的概念、原理以及过程形象的展示出来，这样能有效解决传统教学过程中较为复杂的内容[6]。此外，也可以利用一些热点新闻资料整合到案例教学过程中，让学生感受到本专业的学习对社会具有重要作用或现实意义，从而提高他们对本专业学习的热情。由于学生的个性存在差异，不同的学习方式可能对他们的学习效率会产生较大的影响，因此，因材施教在本课程的学习中同样值得重视[7]。目前绝大部分高校的学生授课方式以被动式学习为主，而有些学生可能不适用这种方式学习而更偏向于“自主学习”，这部分学生可能会在教师授课过程中出现“发呆”等现象，出现这种状况时，授课教师首先要意识到学生个性差异存在的客观性，其次可利用提问和课后询问等方式了解具体原因，切不可用“一刀切”式的进行否定性教育。针对这部分学生，应充分挥发他们的主观能动性，授课教师可以充当一种“引导员”的角色，引导他们看什么和学什么，从而有效完成学习任务。

此外，科学合理地制定中青年教师的培养计划，通过深入企业学习或与企业开展合作研究等模式加强中青年教师的工程实践，提高知识结构、工程设计能力以及工程经验，丰富课题素材；通过分析新生对环境专业知识的了解程度、感兴趣内容等，结合生态环境保护最新动态和自身工程实践，科学设计教学内容，做到教师讲课有动力、有底气，学生学习不枯燥、长知识；定期组织教学团队开展教学研讨活动，以教研活动推动教学改革。教学中不断改进或借鉴新的教学方法，如翻转课堂、思维导图等，通过巧妙设计案例，引导学生参与讨论，进一步提高学生的自主学习能动性等。

(4)加强学生课外实践内容，理论结合实际

除了上述教学方法之外，环境科学与工程学科本身注重实践性[8]，因此，在开展常规的课堂教学之外，在有条件的情况下应该适当引入一些其他教学手段，例如参观相关企业，实地考察本专业的“用武之地”、组织学生参加一些环保类公益活动等，从而让授课学生切实的感受到理论结合实际[9]。同时，这也可以极大地激发学生对环境科学与工程专业的兴趣，并由此促成学生养成主动发现问题和解决问题的能力。在这个过程中，教师应该及时组织学生对参观的企业进行讨论与总结，对于部分内容可以根据学生的具体情况进行相应的调整和不同程度的讲解。此外，环境科学与工程导论的任课教师应当鼓励专业学生积极参加各种环境保护的实践活动，其主要目的不仅可以加深专业学生对我国当前环境问题的关注度以及对环境保护的信念和提升本专业学习的信心，同时也可为我国的环保事业做出应有的贡献。总之，导论课程教师应该引导专业学生实现理论学习与实践经验的有效结合[10]，为今后成为环境保护领域的人才打下基础。

4.结束语

环境科学与工程导论的课程性质和目标决定了本课程的在整个专业学习环节的特殊地位。针对本课程在授课过程中存在的一些共性问题，课程改革中应该做到教学队伍精炼化、教学内容与时俱进、教学方法因材施教。通过对课程教学内容和教学方法的不断改进，多方式、多层次地展开教学，提高学生对课程理论知识和技术知识的掌握程度，并在实践中深刻理解环境问题产生的根源和解决的方法，理论结合实际，成为适应当前社会发展形势的专业环保人才。