基于案例應(yīng)用的環(huán)境系統(tǒng)分析課程教學(xué)改革初探

張園+鄒叢陽(yáng)

摘 要：該文介紹了基于案例應(yīng)用的環(huán)境系統(tǒng)分析課程教學(xué)改革，即環(huán)境系統(tǒng)分析課程選擇以課堂教學(xué)為理論基礎(chǔ)，同時(shí)加入上機(jī)模擬、課程設(shè)計(jì)、科研項(xiàng)目及現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等多種可應(yīng)用實(shí)際案例的方式，讓學(xué)生能夠?qū)⒄n程知識(shí)與案例進(jìn)行充分結(jié)合并應(yīng)用分析，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，使學(xué)生能夠高效顯著地認(rèn)識(shí)解決環(huán)境問(wèn)題，使其能夠在環(huán)境影響評(píng)價(jià)與環(huán)境系統(tǒng)規(guī)劃中得到實(shí)際驗(yàn)證及應(yīng)用。此外，加入案例應(yīng)用的教學(xué)方式還能夠確切體現(xiàn)社會(huì)的指向性，為高校教育賦予了更實(shí)用的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：環(huán)境系統(tǒng)分析；案例應(yīng)用；教學(xué)改革

中圖分類號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）19-0116-3

Teaching Reform of Environmental System Analysis Course Based on Case Application

Zhang Yuan et al.

（Suzhou University of Science and Technology，Suzhou215009，China）

Abstract：During the teaching process of Environmental System Analysis，classroom teaching is considered as the theoretical basis，while model simulation and curriculum design have also been added，which can be applied to the actual case of scientific research project and field teaching，therefore，the curriculum knowledge and cases are fully combined with applied analysis，so as to mobilize the enthusiasm of students' learning initiative. The students can understand，obviously to solve environmental problems，so that it can get the actual verification and application in environmental impact assessment and environmental planning system. In addition，joining application case teaching method can correctly reflect the social orientation and give more practical application value for college education.

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

1 前言

環(huán)境系統(tǒng)分析是指以環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律、污染物對(duì)人體和生態(tài)的影響、環(huán)境自凈能力以及有關(guān)環(huán)境工程技術(shù)原理為依據(jù)，運(yùn)用系統(tǒng)工程學(xué)的理論和方法，研究如何建立起一個(gè)合理的環(huán)境污染預(yù)防控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并研究如何利用它來(lái)分析各種污染控制過(guò)程可調(diào)因素（或各種可替代方案）對(duì)環(huán)境目標(biāo)或費(fèi)用、能耗等的影響，以及尋求最優(yōu)決策方案。而《環(huán)境系統(tǒng)分析》課程是我國(guó)高等院校環(huán)境專業(yè)一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程以環(huán)境科學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境工程學(xué)和系統(tǒng)工程學(xué)的基本理論為理論基礎(chǔ)，并以數(shù)學(xué)建模、計(jì)算科學(xué)、環(huán)境影響評(píng)估方法、生命周期評(píng)估、系統(tǒng)化的圖與網(wǎng)絡(luò)分析方法作為專門的技術(shù)基礎(chǔ)，要求學(xué)生理解環(huán)境系統(tǒng)分析的基本知識(shí)和研究方法，并應(yīng)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言對(duì)環(huán)境系統(tǒng)各組成要素之間的關(guān)系進(jìn)行描述，通過(guò)數(shù)學(xué)上的演繹推理和分析求解，掌握污染物在不同環(huán)境系統(tǒng)或介質(zhì)（如大氣與水）中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并發(fā)掘出環(huán)境系統(tǒng)發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，進(jìn)而尋求到解決環(huán)境與經(jīng)濟(jì)之間矛盾的有效途徑，使其能夠在環(huán)境影響評(píng)價(jià)與環(huán)境系統(tǒng)規(guī)劃中得到實(shí)際驗(yàn)證及應(yīng)用。

環(huán)境系統(tǒng)分析作為一門新興學(xué)科，內(nèi)容體系綜合性強(qiáng)，涉及多要素、多學(xué)科知識(shí)，既要求學(xué)生有寬泛的知識(shí)面，又要有扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)，此外學(xué)習(xí)內(nèi)容還具有廣泛的實(shí)踐應(yīng)用性。一方面，課程中所涉及的污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，基本都是源于實(shí)際污染事件的發(fā)生和管理研究；另一方面，由于這些知識(shí)多屬經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證的結(jié)論性規(guī)律或結(jié)果，對(duì)于初涉環(huán)境專業(yè)的學(xué)生來(lái)講，內(nèi)容相對(duì)抽象，加上數(shù)理運(yùn)算推導(dǎo)，理解起來(lái)有一定難度，只有結(jié)合實(shí)際，通過(guò)實(shí)地參觀、實(shí)驗(yàn)操作等實(shí)踐性教學(xué)，才能更好的加深學(xué)生的理解和消化。

因此，通過(guò)學(xué)習(xí)這門課程，并將課程知識(shí)結(jié)合案例應(yīng)用分析，使學(xué)生能夠高效并顯著地認(rèn)識(shí)環(huán)境問(wèn)題，并對(duì)其參與制定撰寫環(huán)境規(guī)劃管理方案、環(huán)境影響評(píng)價(jià)等工作有重要意義。為此，本文通過(guò)對(duì)案例應(yīng)用在環(huán)境系統(tǒng)分析授課過(guò)程中的價(jià)值及意義進(jìn)行探討，以期為該課程提供更為有效的教學(xué)方式，從而提高學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的接受度，并鍛煉其對(duì)所學(xué)內(nèi)容的實(shí)際操作能力。

2 當(dāng)前教學(xué)方式現(xiàn)狀

由于環(huán)境系統(tǒng)分析課程是集環(huán)境科學(xué)與計(jì)算機(jī)軟件緊密結(jié)合且實(shí)踐性極強(qiáng)的專業(yè)課程，故適宜以案例式、項(xiàng)目式的教學(xué)方式進(jìn)行。當(dāng)前我國(guó)高校環(huán)境系統(tǒng)分析采用的教學(xué)方式主要有：課程教學(xué)、模擬教學(xué)。環(huán)境系統(tǒng)分析具有極高的綜合運(yùn)用性，也具有極高的抽象性，在課程教學(xué)中對(duì)教師教學(xué)生動(dòng)性表達(dá)水平要求較高，且對(duì)學(xué)生邏輯計(jì)算能力要求較高，故僅靠傳統(tǒng)課程教學(xué)是很難讓學(xué)生充分理解課程內(nèi)容的。而在模擬教學(xué)當(dāng)中，由于模擬教學(xué)項(xiàng)目與真實(shí)環(huán)境評(píng)價(jià)、環(huán)境管理工作相差甚遠(yuǎn)，模擬環(huán)境過(guò)于僵化、教條、死板，過(guò)于強(qiáng)調(diào)技術(shù)、流程，往往會(huì)使學(xué)生割裂對(duì)環(huán)境規(guī)律整體的認(rèn)識(shí)，弱化對(duì)學(xué)生系統(tǒng)分析能力的培養(yǎng)，使學(xué)生缺乏實(shí)際情況處理的靈活性，無(wú)法使學(xué)生真正理解系統(tǒng)分析的內(nèi)涵與精髓，此外在考核時(shí)也缺乏標(biāo)準(zhǔn)性。endprint

故以當(dāng)前環(huán)境系統(tǒng)分析近年的教學(xué)研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，筆者認(rèn)為理論的系統(tǒng)化和實(shí)踐的實(shí)用化是確保該課程教學(xué)效果的兩個(gè)基礎(chǔ)，從而彌補(bǔ)傳統(tǒng)理論教學(xué)的呆板性，和模擬教學(xué)的虛擬性。筆者認(rèn)為，在環(huán)境系統(tǒng)分析課程的實(shí)際教學(xué)當(dāng)中，添加案例應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)兩者的均衡最佳結(jié)合，會(huì)使得學(xué)生理論知識(shí)的應(yīng)用水平獲得飛躍性的進(jìn)步，且這種進(jìn)步的效果是僅靠理論教學(xué)和模擬教學(xué)無(wú)法取得的。但如何合理的運(yùn)用案例且以何種方式融入案例進(jìn)行實(shí)踐仍是目前高等院校環(huán)境專業(yè)教學(xué)改革思索與研究的問(wèn)題。

3 案例應(yīng)用教學(xué)的實(shí)踐價(jià)值

對(duì)教師而言，使學(xué)生能夠最大化地將學(xué)到的理論知識(shí)和理念靈活、準(zhǔn)確地用于管理環(huán)境信息，并系統(tǒng)地分析具體的環(huán)境污染流程，從而獲取最優(yōu)決策方案指導(dǎo)環(huán)境規(guī)劃和控制環(huán)境污染具有重要意義，該過(guò)程是對(duì)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際的綜合能力的培養(yǎng)。針對(duì)當(dāng)代大學(xué)生個(gè)性張揚(yáng)、思維活躍、渴求知識(shí)的心理，經(jīng)常在課堂上結(jié)合實(shí)際的案例進(jìn)行分析，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行探討和思維的能力，引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題與創(chuàng)業(yè)的積極性。因此，將案例分析實(shí)際應(yīng)用在環(huán)境系統(tǒng)分析課程上，既是針對(duì)該課程內(nèi)在實(shí)踐性要求而開(kāi)設(shè)的必要環(huán)節(jié)，又是讓學(xué)生擴(kuò)大視野、豐富經(jīng)驗(yàn)、提升能力的有效補(bǔ)充。

筆者在教授環(huán)境系統(tǒng)分析課程時(shí)，為彌補(bǔ)當(dāng)前各類教學(xué)方式的不足之處，最終選取以下5種方式進(jìn)行授課教學(xué)：（1）采用基于多媒體、網(wǎng)絡(luò)等新型媒體技術(shù)的多媒體教學(xué)方式；（2）采用教師講授和引導(dǎo)式、討論式、參與式等多種方式相結(jié)合的教學(xué)手段；（3）引入水污染控制及大氣污染控制工程實(shí)例和教師的科研成果等，開(kāi)展研究型教學(xué)；（4）充分利用學(xué)校的現(xiàn)有資源，有針對(duì)性地開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，理論和實(shí)際相結(jié)合；（5）以項(xiàng)目研究的形式提升對(duì)學(xué)生的資料查閱能力、方案設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)計(jì)算能力、創(chuàng)新意識(shí)、表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神等綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)和鍛煉。

上述授課方式中，前期以教師講授的課堂教學(xué)為知識(shí)儲(chǔ)備基礎(chǔ)，后期會(huì)讓學(xué)生以案例應(yīng)用的形式，通過(guò)讓學(xué)生分別利用網(wǎng)絡(luò)多媒體上機(jī)模擬、參與課程設(shè)計(jì)、科研項(xiàng)目及教師現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等方式進(jìn)行實(shí)際的探討和應(yīng)用，從而達(dá)到“產(chǎn)學(xué)研”一體的高效教學(xué)體系。

利用與課堂教師授課相匹配的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)上機(jī)環(huán)節(jié)讓學(xué)生體驗(yàn)系統(tǒng)模型軟件化的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)半虛擬半真實(shí)的項(xiàng)目設(shè)置，讓學(xué)生以團(tuán)隊(duì)協(xié)作的形式進(jìn)入項(xiàng)目，模擬各環(huán)境介質(zhì)的污染控制過(guò)程，例如讓學(xué)生自己動(dòng)手參與軟件的參數(shù)輸入、結(jié)果輸出過(guò)程，從而對(duì)水質(zhì)模型的基本原理有進(jìn)一步的深刻認(rèn)識(shí)和理解，且上機(jī)時(shí)所采用的案例數(shù)據(jù)分析模式與實(shí)際貼近，讓學(xué)生通過(guò)多媒體操作對(duì)知識(shí)點(diǎn)有初步的使用感。

隨后，通過(guò)相配套的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)將實(shí)際環(huán)保案例納入。環(huán)境系統(tǒng)分析課程設(shè)有豐富的、典型的、動(dòng)態(tài)更新的案例庫(kù)，如大氣污染企業(yè)的廠址設(shè)置研究、污水處理廠廠址、處理能力的設(shè)計(jì)、太湖流域水污染現(xiàn)狀分析與治理研究等。讓學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式完成類似上述案例類型的獨(dú)立的環(huán)境系統(tǒng)分析課題，使其對(duì)環(huán)境系統(tǒng)分析課程的完整應(yīng)用有了相對(duì)較為深刻地認(rèn)識(shí)，且能夠大大提高學(xué)生的參與度。

在社會(huì)實(shí)踐方面，為了讓學(xué)生能夠更好的利用環(huán)境系統(tǒng)分析知識(shí)認(rèn)識(shí)和解決環(huán)境問(wèn)題，組織學(xué)生到就近的污水處理廠、環(huán)境監(jiān)測(cè)站參觀，參與一些水質(zhì)和大氣方面的監(jiān)測(cè)工作，使學(xué)生結(jié)合實(shí)際的系統(tǒng)分析理論知識(shí)，進(jìn)一步提高他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

此外，依據(jù)本課題組教師與企事業(yè)單位深度合作的優(yōu)勢(shì)，鼓勵(lì)學(xué)生提前體驗(yàn)學(xué)以致用的價(jià)值，將學(xué)生實(shí)際帶入到課題項(xiàng)目中來(lái)，以科研立項(xiàng)的形式并伴有老師的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，讓學(xué)生參與了《水質(zhì)斷面達(dá)標(biāo)方案》的實(shí)地調(diào)研與方案編寫、工業(yè)企業(yè)VOCs普查及VOCs排放量的模型計(jì)算等課題項(xiàng)目，實(shí)際體驗(yàn)環(huán)境系統(tǒng)分析課程在市場(chǎng)上的需求。依據(jù)環(huán)境專業(yè)學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)、創(chuàng)業(yè)科研能力培養(yǎng)要求開(kāi)發(fā)并建立企業(yè)參與下的案例式、項(xiàng)目式應(yīng)用性實(shí)踐性強(qiáng)的教學(xué)模式。

在環(huán)境系統(tǒng)分析的教學(xué)課程中，筆者通過(guò)課堂教學(xué)讓學(xué)生熟悉了解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，并讓學(xué)生以此為基礎(chǔ)，分別運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)多媒體上機(jī)模擬、課程設(shè)計(jì)、科研項(xiàng)目及教師現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等教學(xué)方式有機(jī)會(huì)結(jié)合參與實(shí)際案例的實(shí)踐，并對(duì)案例進(jìn)行數(shù)學(xué)模型擬合及軟件分析模擬，以探究環(huán)境系統(tǒng)的污染控制過(guò)程，從而探討工程設(shè)計(jì)與規(guī)劃方案等項(xiàng)目的可實(shí)施性。隨著社會(huì)發(fā)展和市場(chǎng)需求，教學(xué)內(nèi)容往往更具時(shí)效性，越多的接觸和參與到實(shí)時(shí)的實(shí)際應(yīng)用案例，同學(xué)們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的鞏固和轉(zhuǎn)化能力就會(huì)越強(qiáng)，對(duì)社會(huì)發(fā)展的實(shí)時(shí)適應(yīng)性就會(huì)越強(qiáng)。因此，在環(huán)境系統(tǒng)分析課程中，加入案例應(yīng)用的教學(xué)方式不僅能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，還能夠確切體現(xiàn)社會(huì)的指向性，為高校教育賦予了更實(shí)用的應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

環(huán)境系統(tǒng)分析因其自身具有廣泛的學(xué)科跨度，抽象性和邏輯性較強(qiáng)，故對(duì)學(xué)生的知識(shí)轉(zhuǎn)化應(yīng)用能力要求也相對(duì)較高。故為了讓學(xué)生能夠充分意識(shí)到環(huán)境系統(tǒng)分析在解決實(shí)際環(huán)境問(wèn)題時(shí)的工具性，及其廣泛的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)值，在授課過(guò)程中讓學(xué)生以不同的參與方式（如網(wǎng)絡(luò)多媒體上機(jī)模擬、參與課程設(shè)計(jì)、科研項(xiàng)目及案例現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)）接觸到實(shí)際案例并學(xué)習(xí)應(yīng)用，這不僅能夠加深學(xué)生對(duì)課程基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，還能夠提高其解決實(shí)際環(huán)境問(wèn)題、控制受污環(huán)境的實(shí)踐能力。當(dāng)然，在增加案例應(yīng)用的前提下，還是需要充分體現(xiàn)教師指導(dǎo)下的以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，以學(xué)生為認(rèn)知主體，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和能動(dòng)性，給予學(xué)生充足的理論結(jié)合實(shí)際的案例應(yīng)用空間。通過(guò)新的教學(xué)改革與實(shí)踐，使教學(xué)質(zhì)量有了一定提高，取得了初步的教學(xué)效果。為了適應(yīng)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，進(jìn)一步提高教學(xué)水平，筆者將繼續(xù)探索新的教學(xué)方法，不斷創(chuàng)新改進(jìn)課程教育改革模式，建設(shè)新的評(píng)估指標(biāo)體系，以利于創(chuàng)新性人才培養(yǎng)，促進(jìn)教學(xué)效果更上一層樓。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）endprint