環(huán)境系統(tǒng)分析課程教學(xué)過程的思考與改革探索

張園

摘 要：該文在總結(jié)環(huán)境系統(tǒng)分析課程基本特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對蘇州科技學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科培養(yǎng)目標(biāo)和特色，結(jié)合教學(xué)實踐，提出“挖掘?qū)W習(xí)興趣、創(chuàng)造實踐機(jī)會、灌輸環(huán)保理念”的教學(xué)思路，希望為進(jìn)一步提高該專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：環(huán)境系統(tǒng)分析；教學(xué)思路；教學(xué)方法改革

中圖分類號 G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 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

環(huán)境系統(tǒng)分析是我國高等院校環(huán)境專業(yè)一門專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程應(yīng)用數(shù)學(xué)語言對環(huán)境系統(tǒng)各組成要素之間的關(guān)系進(jìn)行描述，通過數(shù)學(xué)上的演繹推理和分析求解，使學(xué)生能夠發(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。蘇州科技學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)為理科專業(yè)，主要培養(yǎng)具備城市和城鎮(zhèn)水、氣、噪聲、固體廢物等污染防治和水資源保護(hù)等方面的知識，能在政府部門、規(guī)劃部門、環(huán)保部門、設(shè)計單位、科研單位、學(xué)校企業(yè)從事規(guī)劃、設(shè)計、管理、研究和開發(fā)等方面工作的環(huán)境工程學(xué)科高級技術(shù)應(yīng)用人才。環(huán)境系統(tǒng)分析是一門專業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)習(xí)這門課程，對于提高學(xué)生認(rèn)識和掌握環(huán)境問題、制定環(huán)境規(guī)劃管理方案都有重要意義。筆者在環(huán)境化學(xué)課程的教學(xué)過程中，結(jié)合環(huán)境工程的綜合性，總結(jié)環(huán)境化學(xué)課程本身的特點(diǎn)，按照“挖掘?qū)W習(xí)興趣、創(chuàng)造實踐機(jī)會、灌輸環(huán)保理念”的教學(xué)思路，盡可能將環(huán)境化學(xué)知識貫穿于整個專業(yè)知識的學(xué)習(xí)過程，提高學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識解決工程實際問題的能力，真正成為專業(yè)方面的高級技術(shù)應(yīng)用人才和社會環(huán)保方面的高素質(zhì)人才。

2 課程特點(diǎn)分析和教學(xué)體會

2.1 環(huán)境系統(tǒng)分析課程的特點(diǎn) 筆者在幾年實際教學(xué)過程中感到，環(huán)境系統(tǒng)分析作為一門新興學(xué)科，有以下幾方面顯著特點(diǎn)：（1）課程定位的基礎(chǔ)性。本課程著重從數(shù)學(xué)上的演繹推理和分析求解的角度，探討由于人類活動引起的環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律及其保護(hù)和規(guī)劃管理的基本知識和原理，是環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程等相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)性理論支撐課，如環(huán)境影響評價、環(huán)境規(guī)劃與管理、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)等專業(yè)課程都建立在本課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上。（2）內(nèi)容體系的綜合性。環(huán)境系統(tǒng)分析是一門多學(xué)科交匯的綜合性科學(xué)，涉及自然、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和社會等方面；涵蓋大氣、水、土壤等環(huán)境基本要素；覆蓋有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)以及生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)等多學(xué)科知識；既要求學(xué)生有寬泛的知識面，又要有扎實的化學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)。（3）學(xué)習(xí)內(nèi)容的實踐性。一方面，課程中所涉及的污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，基本都是源于實際污染事件的發(fā)生和管理研究。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、太湖流域水污染現(xiàn)狀分析與治理研究等。另一方面，由于這些知識多屬經(jīng)實踐驗證的結(jié)論性規(guī)律或結(jié)果，對于初涉環(huán)境專業(yè)的學(xué)生來講，內(nèi)容相對抽象，加上數(shù)理運(yùn)算推導(dǎo)，理解起來有一定難度，只有結(jié)合實際，通過實地參觀、實驗操作等實踐性教學(xué)，才能更好的加深學(xué)生的理解和消化。

2.2 著眼培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)教學(xué)針對性、吸引力 從教育心理學(xué)的角度來說，興趣是一個人傾向于認(rèn)識、研究獲得某種知識的心理特征，是可以推動人們求知的一種內(nèi)在力量[1]。學(xué)生對某一學(xué)科有興趣或者對于某個老師的講課風(fēng)格感興趣，就會持續(xù)地鉆研它，從而提高學(xué)習(xí)效果和質(zhì)量。環(huán)境系統(tǒng)分析是一門建立在基礎(chǔ)化學(xué)和數(shù)學(xué)推導(dǎo)理論上的專業(yè)基礎(chǔ)課，由于多結(jié)合模型推導(dǎo)，因此課程本身過于枯燥和抽象。筆者所在學(xué)校該課程設(shè)置40個課時，另有3個課時的實踐環(huán)節(jié)，不少學(xué)生對在這么短的時間內(nèi)學(xué)好這門相對較抽象的課程有畏難情緒，甚至產(chǎn)生厭學(xué)。教學(xué)過程中，深切感到課時少、內(nèi)容多而抽象的矛盾比較突出。要在課時有限的條件下收到較好的教學(xué)效果，必須在增強(qiáng)課堂教學(xué)針對性和吸引力上多下功夫，最大限度地激發(fā)學(xué)生的興趣、調(diào)動學(xué)習(xí)熱情。筆者具體在以下3個方面做了嘗試：

（1）語言生動，吸引學(xué)生。環(huán)境系統(tǒng)分析是一門多學(xué)科相互融合的基礎(chǔ)課程，它包含了環(huán)境化學(xué)、水、氣、固廢污染控制技術(shù)及原理、高等數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多門學(xué)科，具有極高的綜合運(yùn)用性，但也具有極高的抽象性。語言是有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和效率的工具。因此，可以通過一些語種的變化、語音語調(diào)的變化以及學(xué)生流行語、社會潮流語的應(yīng)用，從而調(diào)動學(xué)生的興趣和積極性，吸引學(xué)生的注意，達(dá)到將學(xué)生引向知識接納的道路起跑線上。

（2）密切結(jié)合社會熱點(diǎn)和潮流。將定義和原理作為教學(xué)重心的傳統(tǒng)模式和填鴨式教育往往使學(xué)生厭煩。尤其是隨著全世界對環(huán)境問題的日益關(guān)注和環(huán)保事業(yè)的迅猛發(fā)展，圍繞環(huán)境問題開展的前沿領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究日新月異，教學(xué)過程中，要在講授好基本知識的同時，注重緊隨時代發(fā)展及學(xué)術(shù)研究步伐，把一些全球熱點(diǎn)事件和國際前沿性的成果穿插到課堂教學(xué)內(nèi)，向?qū)W生加以介紹，使教學(xué)內(nèi)容能夠反映當(dāng)代環(huán)境的新制度、新理論、新技術(shù)和新問題，具有鮮明的時代性[2]。

沉悶的課堂氣氛會嚴(yán)重壓抑學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為此把一些發(fā)生在新近、與日常生活密切相關(guān)、公眾及網(wǎng)絡(luò)高度關(guān)注的熱點(diǎn)環(huán)境問題引入課堂，用課程相關(guān)理論進(jìn)行解釋，更容易引起學(xué)生的共鳴，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣。比如，在講解大氣環(huán)境質(zhì)量模型之前，可以先播放目前國內(nèi)霧霾天氣的新聞報道和危害，讓學(xué)生首先對事件有個認(rèn)識，從而意識到大氣質(zhì)量模型學(xué)習(xí)的必要性，體會到這個模塊的知識將來的實際應(yīng)用價值。這將有利于學(xué)生有目的的學(xué)習(xí)和進(jìn)一步的深入思考。再比如，近2a由于鉛鋅冶煉企業(yè)的存在，水、氣污染排放的影響，多地發(fā)生“兒童鉛中毒事件”、“癌癥村”等惡性事件，引起了國務(wù)院環(huán)保部門和當(dāng)?shù)卣臉O大關(guān)注，隨之采取了強(qiáng)有力的行政和醫(yī)療手段，對鉛鋅礦的生產(chǎn)和村民進(jìn)行了整治和救治，在事件講述過程中結(jié)合系統(tǒng)分析模型對污染狀況進(jìn)行預(yù)測分析，展示模型模擬對于污染控制和管理方面的重要性。借助這些實實在在的事例，將抽象的數(shù)學(xué)模型具體化，給學(xué)生留下了深刻的印象，極大地激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情，也使他們對身邊這些問題的認(rèn)識由感性上升到了理性的高度，加深了對所學(xué)內(nèi)容的理解，同時也讓他們深切體會到人類保護(hù)資源、環(huán)境、維護(hù)生態(tài)的緊迫感[3]。

（3）形式多變、因材施教。針對環(huán)境系統(tǒng)分析實際教學(xué)過程中的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，既有數(shù)學(xué)、化學(xué)基礎(chǔ)參差不齊、老師教學(xué)方法模式單一等問題進(jìn)行改革。注重兼顧不同層次基礎(chǔ)的學(xué)生，涉及到的相關(guān)知識點(diǎn)，適度給予提示和復(fù)習(xí)，防止部分學(xué)生因基礎(chǔ)不扎實跟不上進(jìn)度而喪失學(xué)習(xí)信心。當(dāng)然，更為重要的是在實事求是的基礎(chǔ)上，從當(dāng)代大學(xué)生求新求異、思維活躍、參與意識強(qiáng)的特點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)用多媒體配合教學(xué)，通過對環(huán)境現(xiàn)狀的直觀展示、污染機(jī)理的動畫模擬、微觀問題的宏觀放大、重點(diǎn)內(nèi)容的突出強(qiáng)調(diào)，使授課內(nèi)容由抽象變具體，更加形象直觀；開展互動式教學(xué)，通過課堂提問、案例分析、師生互動等方式，讓學(xué)生主動參與到教學(xué)過程中，調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性[2]。比如開展學(xué)生辯論賽、機(jī)制問答等不同形式的以學(xué)生為主導(dǎo)的課堂教學(xué)；以小組為單位的調(diào)研、競賽，一方面充分調(diào)動學(xué)生的個體優(yōu)勢，另一方面啟發(fā)學(xué)生取長補(bǔ)短以及團(tuán)隊合作意識。另外，鑒于多數(shù)學(xué)生不關(guān)注他人的演講，可以以組為單位，設(shè)計“討論卡”，將該組認(rèn)為值得全班討論的問題寫下來，積累到一定數(shù)量再提出來討論；同時，每個小組整理出一個“小組資料夾”，將資料來源和查找方式寫下來，供全班分享[3]。

2.3 結(jié)合國外教學(xué)方法，突出提高實踐能力 對比國內(nèi)外的教學(xué)理念，國外教育選擇告訴學(xué)生學(xué)習(xí)是自己的事，讓學(xué)生自己去想，想學(xué)什么、怎么學(xué)，因而學(xué)生學(xué)得主動、靈活、高興。而國內(nèi)教育總是事先給學(xué)生作出細(xì)致繁瑣的規(guī)定，該學(xué)什么、學(xué)多少、什么時候?qū)W、怎么學(xué)等等，因而學(xué)生習(xí)慣于應(yīng)付，學(xué)得被動、教條、無奈。

對比國內(nèi)外的教育模式，國外往往不太重視“基礎(chǔ)知識”的學(xué)習(xí)，極其看重學(xué)生“創(chuàng)造力”的培養(yǎng)，而中國教育特別重視學(xué)生的基本功訓(xùn)練，卻往往忽視對學(xué)生創(chuàng)造力和思維能力的培養(yǎng)。其實，大學(xué)教育應(yīng)當(dāng)不僅僅是傳授知識，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會科學(xué)思維的方法和觀察、分析、解決實際問題的能力。授人以魚，不如授人以漁。僅靠40個課時，要掌握環(huán)境系統(tǒng)分析領(lǐng)域的全部知識，顯然是不可能的。筆者在實際教學(xué)過程中，努力改變傳統(tǒng)的講授式教學(xué)模式，探索有效的教學(xué)方法與技巧，提高學(xué)生學(xué)習(xí)、實踐和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)。

（1）以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的自覺能動性。在以往的教學(xué)中，往往是老師在講臺大講特講、眉飛色舞、興奮不已，而學(xué)生則多是置身事外、事不關(guān)己。經(jīng)過課下調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這主要是由于學(xué)生在整個課堂教學(xué)過程中感覺缺乏參與感，無法融入。為此，筆者嘗試改變現(xiàn)狀，在一部分課中對調(diào)教學(xué)中的主客體，由學(xué)生分組調(diào)研、討論、資料整合、解決任務(wù)、展示成果、回答疑問，而老師則以顧問的身份主要負(fù)責(zé)解釋難點(diǎn)、糾正錯誤等指導(dǎo)性工作。比如，關(guān)于使用系統(tǒng)分析原理和方法完成某開發(fā)區(qū)污水處理廠的設(shè)計方案，我們就采用這種以學(xué)生為主，老師為輔的形式完成。學(xué)生可以自愿分組完成任務(wù)，自行安排任務(wù)分工，在各自負(fù)責(zé)的方面多渠道獲取信息與資料，之后組員通過資料分析、整合與交流信息，最終完成分配任務(wù)。這樣可以有目的地培養(yǎng)學(xué)生在團(tuán)隊分工合作中掌握一種學(xué)習(xí)研究的方法。

（2）理論指導(dǎo)實踐，實踐驗證理論。實踐教學(xué)是課程教學(xué)的一個重要的組成部分，是提高學(xué)生實際動手能力的重要途徑。單純的理論教學(xué)，只會使學(xué)生變得教條和生搬硬套，只有將理論和實踐有機(jī)地結(jié)合在一起才能最大程度的發(fā)揮兩者的優(yōu)勢。為此，筆者在教學(xué)過程中盡量將實踐環(huán)節(jié)作為掌握理論知識的關(guān)鍵步驟。例如，在介紹到河流水質(zhì)模型的控制方程和模型計算時，盡量使用一些軟件，讓學(xué)生自己動手操作，在軟件的參數(shù)輸入，結(jié)果輸出過程中，學(xué)生會對水質(zhì)模型的基本原理有進(jìn)一步的深刻認(rèn)識和理解。另外，在社會實踐方面結(jié)合專業(yè)認(rèn)識，組織學(xué)生到就近的污水處理廠、環(huán)境監(jiān)測站參觀，參與一些水質(zhì)和大氣方面的監(jiān)測工作，使學(xué)生結(jié)合實際的系統(tǒng)分析理論知識，進(jìn)一步提高他們分析問題和解決問題的能力。

（3）鼓勵提問和質(zhì)疑，提高學(xué)生的思考能力。引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)精神對待學(xué)習(xí)，盡信書不如無書，鼓勵他們在教學(xué)過程中敢于質(zhì)疑、勇于提問，變被動接受為主動探索。對于學(xué)生提出的質(zhì)疑和問題，無論難易，老師都要認(rèn)真對待，帶領(lǐng)學(xué)生就其可行性進(jìn)行充分的討論分析，并指導(dǎo)他們通過文獻(xiàn)查閱、資料收集、結(jié)果驗證、深入調(diào)研等方式進(jìn)行論證，從而幫助學(xué)生建立起對事物認(rèn)知去偽存真的辨識方法和手段。

3 結(jié)語

必須指出的是，在實際教學(xué)中，系統(tǒng)分析專業(yè)知識的難理解性仍是障礙，這與課程內(nèi)容本身的特點(diǎn)有關(guān)，即知識的理解要在長期實踐中完成。因此，教師的輔助講解顯得尤為必要。當(dāng)然，本文中所強(qiáng)調(diào)的新的教學(xué)模式也十分必要，因為它更強(qiáng)調(diào)為學(xué)生提供一種學(xué)習(xí)研究的方法與氛圍，而不是在課堂上灌輸更多內(nèi)容。對此，課堂上可采用情景式教學(xué)的方法，以實例為基礎(chǔ)，鼓勵學(xué)生在課后進(jìn)行分組學(xué)習(xí)和討論。當(dāng)然為了突出學(xué)生個體特色，也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)安排一些以個體為單位的活動或?qū)W習(xí)，例如獨(dú)立演講就是一種學(xué)生自我監(jiān)控、教師得到學(xué)生有針對性反饋的極佳方式。

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