環境系統分析課程教學過程的思考與改革探索

張園

摘 要：該文在總結環境系統分析課程基本特點的基礎上，針對蘇州科技學院環境科學專業本科培養目標和特色，結合教學實踐，提出“挖掘學習興趣、創造實踐機會、灌輸環保理念”的教學思路，希望為進一步提高該專業人才培養質量提供參考。

關鍵詞：環境系統分析；教學思路；教學方法改革

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 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

環境系統分析是我國高等院校環境專業一門專業基礎課。本課程應用數學語言對環境系統各組成要素之間的關系進行描述，通過數學上的演繹推理和分析求解，使學生能夠發掘出環境系統發展的內在規律，進而尋求到解決環境與經濟之間矛盾的有效途徑。蘇州科技學院環境科學專業為理科專業，主要培養具備城市和城鎮水、氣、噪聲、固體廢物等污染防治和水資源保護等方面的知識，能在政府部門、規劃部門、環保部門、設計單位、科研單位、學校企業從事規劃、設計、管理、研究和開發等方面工作的環境工程學科高級技術應用人才。環境系統分析是一門專業基礎課。學習這門課程，對于提高學生認識和掌握環境問題、制定環境規劃管理方案都有重要意義。筆者在環境化學課程的教學過程中，結合環境工程的綜合性，總結環境化學課程本身的特點，按照“挖掘學習興趣、創造實踐機會、灌輸環保理念”的教學思路，盡可能將環境化學知識貫穿于整個專業知識的學習過程，提高學生靈活運用所學的專業知識解決工程實際問題的能力，真正成為專業方面的高級技術應用人才和社會環保方面的高素質人才。

2 課程特點分析和教學體會

2.1 環境系統分析課程的特點 筆者在幾年實際教學過程中感到，環境系統分析作為一門新興學科，有以下幾方面顯著特點：（1）課程定位的基礎性。本課程著重從數學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境質量的變化規律及其保護和規劃管理的基本知識和原理，是環境科學、環境工程等相關專業的基礎性理論支撐課，如環境影響評價、環境規劃與管理、環境經濟學等專業課程都建立在本課程學習基礎之上。（2）內容體系的綜合性。環境系統分析是一門多學科交匯的綜合性科學，涉及自然、經濟、技術和社會等方面；涵蓋大氣、水、土壤等環境基本要素；覆蓋有機化學、無機化學、分析化學、物理化學以及生態學、生物學、土壤學等多學科知識；既要求學生有寬泛的知識面，又要有扎實的化學基礎、數學分析基礎。（3）學習內容的實踐性。一方面，課程中所涉及的污染物遷移轉化規律，基本都是源于實際污染事件的發生和管理研究。如大氣污染企業的廠址設置研究、污水處理廠廠址、處理能力的設計、太湖流域水污染現狀分析與治理研究等。另一方面，由于這些知識多屬經實踐驗證的結論性規律或結果，對于初涉環境專業的學生來講，內容相對抽象，加上數理運算推導，理解起來有一定難度，只有結合實際，通過實地參觀、實驗操作等實踐性教學，才能更好的加深學生的理解和消化。

2.2 著眼培養學習興趣，增強教學針對性、吸引力 從教育心理學的角度來說，興趣是一個人傾向于認識、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在力量[1]。學生對某一學科有興趣或者對于某個老師的講課風格感興趣，就會持續地鉆研它，從而提高學習效果和質量。環境系統分析是一門建立在基礎化學和數學推導理論上的專業基礎課，由于多結合模型推導，因此課程本身過于枯燥和抽象。筆者所在學校該課程設置40個課時，另有3個課時的實踐環節，不少學生對在這么短的時間內學好這門相對較抽象的課程有畏難情緒，甚至產生厭學。教學過程中，深切感到課時少、內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效果，必須在增強課堂教學針對性和吸引力上多下功夫，最大限度地激發學生的興趣、調動學習熱情。筆者具體在以下3個方面做了嘗試：

（1）語言生動，吸引學生。環境系統分析是一門多學科相互融合的基礎課程，它包含了環境化學、水、氣、固廢污染控制技術及原理、高等數學、經濟學等多門學科，具有極高的綜合運用性，但也具有極高的抽象性。語言是有效提高學生學習興趣和效率的工具。因此，可以通過一些語種的變化、語音語調的變化以及學生流行語、社會潮流語的應用，從而調動學生的興趣和積極性，吸引學生的注意，達到將學生引向知識接納的道路起跑線上。

（2）密切結合社會熱點和潮流。將定義和原理作為教學重心的傳統模式和填鴨式教育往往使學生厭煩。尤其是隨著全世界對環境問題的日益關注和環保事業的迅猛發展，圍繞環境問題開展的前沿領域的學術研究日新月異，教學過程中，要在講授好基本知識的同時，注重緊隨時代發展及學術研究步伐，把一些全球熱點事件和國際前沿性的成果穿插到課堂教學內，向學生加以介紹，使教學內容能夠反映當代環境的新制度、新理論、新技術和新問題，具有鮮明的時代性[2]。

沉悶的課堂氣氛會嚴重壓抑學生的學習興趣。為此把一些發生在新近、與日常生活密切相關、公眾及網絡高度關注的熱點環境問題引入課堂，用課程相關理論進行解釋，更容易引起學生的共鳴，激發他們學習的興趣。比如，在講解大氣環境質量模型之前，可以先播放目前國內霧霾天氣的新聞報道和危害，讓學生首先對事件有個認識，從而意識到大氣質量模型學習的必要性，體會到這個模塊的知識將來的實際應用價值。這將有利于學生有目的的學習和進一步的深入思考。再比如，近2a由于鉛鋅冶煉企業的存在，水、氣污染排放的影響，多地發生“兒童鉛中毒事件”、“癌癥村”等惡性事件，引起了國務院環保部門和當地政府的極大關注，隨之采取了強有力的行政和醫療手段，對鉛鋅礦的生產和村民進行了整治和救治，在事件講述過程中結合系統分析模型對污染狀況進行預測分析，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，將抽象的數學模型具體化，給學生留下了深刻的印象，極大地激發了他們的學習熱情，也使他們對身邊這些問題的認識由感性上升到了理性的高度，加深了對所學內容的理解，同時也讓他們深切體會到人類保護資源、環境、維護生態的緊迫感[3]。

（3）形式多變、因材施教。針對環境系統分析實際教學過程中的學生學習興趣不高，既有數學、化學基礎參差不齊、老師教學方法模式單一等問題進行改革。注重兼顧不同層次基礎的學生，涉及到的相關知識點，適度給予提示和復習，防止部分學生因基礎不扎實跟不上進度而喪失學習信心。當然，更為重要的是在實事求是的基礎上，從當代大學生求新求異、思維活躍、參與意識強的特點出發，運用多媒體配合教學，通過對環境現狀的直觀展示、污染機理的動畫模擬、微觀問題的宏觀放大、重點內容的突出強調，使授課內容由抽象變具體，更加形象直觀；開展互動式教學，通過課堂提問、案例分析、師生互動等方式，讓學生主動參與到教學過程中，調動學習的積極性和創造性[2]。比如開展學生辯論賽、機制問答等不同形式的以學生為主導的課堂教學；以小組為單位的調研、競賽，一方面充分調動學生的個體優勢，另一方面啟發學生取長補短以及團隊合作意識。另外，鑒于多數學生不關注他人的演講，可以以組為單位，設計“討論卡”，將該組認為值得全班討論的問題寫下來，積累到一定數量再提出來討論；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 結合國外教學方法，突出提高實踐能力 對比國內外的教學理念，國外教育選擇告訴學生學習是自己的事，讓學生自己去想，想學什么、怎么學，因而學生學得主動、靈活、高興。而國內教育總是事先給學生作出細致繁瑣的規定，該學什么、學多少、什么時候學、怎么學等等，因而學生習慣于應付，學得被動、教條、無奈。

對比國內外的教育模式，國外往往不太重視“基礎知識”的學習，極其看重學生“創造力”的培養，而中國教育特別重視學生的基本功訓練，卻往往忽視對學生創造力和思維能力的培養。其實，大學教育應當不僅僅是傳授知識，更重要的是要引導學生學會科學思維的方法和觀察、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，要掌握環境系統分析領域的全部知識，顯然是不可能的。筆者在實際教學過程中，努力改變傳統的講授式教學模式，探索有效的教學方法與技巧，提高學生學習、實踐和創新能力等綜合素質。

（1）以學生為主體，充分發揮學生的自覺能動性。在以往的教學中，往往是老師在講臺大講特講、眉飛色舞、興奮不已，而學生則多是置身事外、事不關己。經過課下調查，發現這主要是由于學生在整個課堂教學過程中感覺缺乏參與感，無法融入。為此，筆者嘗試改變現狀，在一部分課中對調教學中的主客體，由學生分組調研、討論、資料整合、解決任務、展示成果、回答疑問，而老師則以顧問的身份主要負責解釋難點、糾正錯誤等指導性工作。比如，關于使用系統分析原理和方法完成某開發區污水處理廠的設計方案，我們就采用這種以學生為主，老師為輔的形式完成。學生可以自愿分組完成任務，自行安排任務分工，在各自負責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。這樣可以有目的地培養學生在團隊分工合作中掌握一種學習研究的方法。

（2）理論指導實踐，實踐驗證理論。實踐教學是課程教學的一個重要的組成部分，是提高學生實際動手能力的重要途徑。單純的理論教學，只會使學生變得教條和生搬硬套，只有將理論和實踐有機地結合在一起才能最大程度的發揮兩者的優勢。為此，筆者在教學過程中盡量將實踐環節作為掌握理論知識的關鍵步驟。例如，在介紹到河流水質模型的控制方程和模型計算時，盡量使用一些軟件，讓學生自己動手操作，在軟件的參數輸入，結果輸出過程中，學生會對水質模型的基本原理有進一步的深刻認識和理解。另外，在社會實踐方面結合專業認識，組織學生到就近的污水處理廠、環境監測站參觀，參與一些水質和大氣方面的監測工作，使學生結合實際的系統分析理論知識，進一步提高他們分析問題和解決問題的能力。

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

3 結語

必須指出的是，在實際教學中，系統分析專業知識的難理解性仍是障礙，這與課程內容本身的特點有關，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。當然，本文中所強調的新的教學模式也十分必要，因為它更強調為學生提供一種學習研究的方法與氛圍，而不是在課堂上灌輸更多內容。對此，課堂上可采用情景式教學的方法，以實例為基礎，鼓勵學生在課后進行分組學習和討論。當然為了突出學生個體特色，也應當適當安排一些以個體為單位的活動或學習，例如獨立演講就是一種學生自我監控、教師得到學生有針對性反饋的極佳方式。

參考文獻

[1]張寒冰，唐艷葵，閤明勇.環境化學教學改革探討[J].廣州化工，2011，39（17）：118-119.

[2]李燕.“交通系統分析”課程教學方法改革與探索[J].課程教材改革，2012.DOI：10.3969/j.issn.1007-0079.2012.25.032.

[3]張建偉，孫燕青.建構性學習—學習科學的整合性探索[M].上海：上海教育出版社，2005. （責編：徐煥斗）