環境專業本科知識體系構建研究

王奇　馮琳

摘要：為滿足中國當前快速發展的環境保護事業需求，環境專業作為新興交叉學科，亟須構建一套有效、科學的本科知識體系，為社會輸送人才。結合環境科學本身的內涵與特征，提出了環境專業“D12”知識體系的構建思路，并以北京大學環境科學與工程學院為例，探索設計了一套具體的必修核心課程體系。

關鍵詞：環境專業：本科教學；知識體系；D12；課程體系

隨著經濟的快速增長，我國也付出了相當大的環境代價，當前整體環境污染形勢嚴峻且復雜。與此同時，由于收入水平的提升，民眾對于改善環境質量的要求愈發迫切。

基于我國環境問題的客觀背景與社會發展的現實需求，我國環境保護事業高速發展，環境類專業熱度逐步提升，招生規模逐漸擴大，迎來了發展的黃金時期。環境專業肩負著為國家培養未來環境技術與管理人才的重任，作為一門新興的交叉性綜合學科，這既是前所未有的機遇，也意味著新的挑戰。環境專業亟須構建一套科學合理、全過程的本科知識體系，在此基礎上設定特色培養目標與配套的教學計劃，以滿足社會對于專業人才的需求，更好地為解決我國環境問題服務。

本文在分析環境專業本科教學特征的基礎上，根據環境科學本身的內涵，提出了“D12”知識體系的構建思路。同時，以北京大學環境科學與工程學院為例，具體設計了一整套必修核心課程體系。

一、當前高校環境專業本科教學需要處理的幾大關系

我國環境專業自20世紀80年代才逐漸發展起來，盡管發展速度較快，然而本身的方法學、知識體系等尚需進一步完善?？傮w而言，需要處理好以下四大方面的關系。

1.傳統基礎學科與環境專業的關系

不同于其他傳統基礎學科，環境專業是一門典型的交叉性學科。雖然在環境科學的起步階段，其基礎理論、方法等基本來自化學、物理學、生物學、社會學、經濟學等傳統學科，但面對日趨復雜的環境問題，必須形成具有自身特色的知識方法體系。

具體到教學工作，當前環境專業的學生往往認為學習面過于廣泛，涉及多個學科的課程，好似“理科綜合”專業。導致什么都學，而感覺什么都懂或者什么都不懂，缺乏專業自信與歸屬感，甚至部分學生誤將其當做環境專業的“特色”。而在繼續研究生深造階段，有些傳統學科背景的學生在選擇環境相關方向時更受歡迎，環境專業學生自身的優勢反而沒能得到很好地發揮。

因此，環境專業需要理清自身與傳統基礎學科之間的關系，構建一套特色的、有機整合的知識方法體系和能力素質結構，并設置清晰鮮明的培養目標，以避免學生迷失在多學科基礎課程中。

2.“寬口徑”與“厚基礎”的關系

我國目前的高等教育工作中，普遍提倡以“寬口徑，厚基礎”為原則的通識教育。即本科教育階段，學生既需要具備厚實的本專業知識、技術，也需要有寬廣的專業口徑。

對于環境專業而言，其“跨學科”的屬性決定了學生相對較寬的知識面，而在深厚基礎方面則稍顯欠缺，精、深程度不夠。教育的整體發展方向應該是專業型人才的培養，既要保證自然科學與社會科學兩大方面知識技能的“寬口徑”通識教育，更應進一步強化、夯實學生的專業基礎，使其在未來選擇某些研究領域進行自主性深度學習時具備足夠的知識與能力儲備。

在整體知識體系的設計過程中，必須要結合環境科學自身特征，從知識與思維兩方面交叉考慮，把握好“寬”與“厚”的關系。

3.單個課程與課程體系的關系

本科教學對于人才培養的關鍵在于整體課程體系的設計。環境專業現有課程整體性不夠充分，即便單個課程看起來“面面俱到”，卻缺乏整體上的有機整合，無法形成一套完整的課程體系。體系化的缺失令學生難以把握課程與課程之間的關系，容易導致有的領域缺乏相關課程、有些課程內容存在重復或交叉、不同學期的課程之間遞進感較弱等情況。在本科教育初期，剛進入大學校園的本科生需要進行大量、多學科課程的學習，如缺乏整體的認知，很可能導致不易充分激發其對環境專業的學習興趣與積極性。這也令本專業教師進行課程準備時，對學生的基礎可能沒有一個很好的預期，給教學過程帶來一定的不便。

碎片化的課程體系不利于學生深厚專業基礎的培養，零散的“點”狀課程也無法讓學生形成真正意義上較寬的知識面。需從環境專業的特色出發，在一個整體的知識體系下進行具體課程的設計。

4.實踐教學與理論教學的關系

薄弱的實踐教學環節將嚴重制約教學質量的提升。尤其是環境專業涉及技術性工作，不僅需要專業知識，更加要求具備相應的實踐能力。

環境專業現有培養體系中，往往理論課程較多，配套的實踐性學習內容不夠充足，這將導致學生完成課程學習后難以切實應用，也不利于未來就業。數量方面，除相關傳統基礎學科的實驗課程外，也需加強專業課程的實踐安排；質量方面，應著眼于實踐項目的內容設計，真正意義上提升學生的綜合素質；時間方面，實踐課程的及時性、銜接性需要強化，理論課程進行的同時或者剛結束后，需要緊密配套安排相關實踐項目，讓學生能夠清晰把握知識學習與實驗、實習、未來就業之間的聯系，有機整合方法知識與技術。

因此，需要處理好理論教學與實踐教學之間的關系，在現有課程體系中進一步補充設置規范化的實踐項目，真正讓學生體會到“學以致用”的成就感，實踐項目的設置也應盡量與現實社會的環境問題解決需求相匹配。

二、環境專業“D12”本科知識體系構建思路

基于上述幾大關系的分析，在明確環境科學內涵與特征的基礎上，系統梳理專業知識體系的內在邏輯，進一步提出了環境專業“D12”本科知識體系建設的構想。

1.環境科學內涵與特征分析

對于環境科學，《中國大百科全書》中認為環境科學是“一門研究人類社會發展活動與環境演化規律之間相互作用關系，尋求人類社會與環境協同演化、可持續發展途徑與方法的科學”。有學者認為“環境科學是以‘人類一環境系統為其特定的研究對象，它是研究‘人類-環境系統的發生和發展，調節和控制以及改造和利用的科學”。

環境科學的基本研究對象是“人與環境”，可以說是一門研究人與環境相互作用及其調控的科學。與傳統學科相比，環境科學是在對社會經濟發展過程中產生的環境問題的研究中發展起來的，如大氣污染、水體污染、全球變暖、生物多樣性減少等，具有鮮明的問題導向型特征。隨著原有環境問題的演化以及新環境問題的出現，環境科學的發展也應做出相應的調整。環境科學是傳統的自然科學與社會科學在研究環境問題過程中的綜合，其系統研究必將涉及化學、生物學、物理學以及社會學、經濟學和法學等多種傳統學科。研究和解決環境問題，需要全面考慮，綜合運用各學科知識。環境科學還是一門社會應用型學科，需要為國家與地區的發展戰略與環境問題提供決策支持，為企業的污染處理提供解決方案，為公眾提供必要的知識普及和信息咨詢服務。

2.“D12”知識體系設計的基本原則與架構

根據環境科學的內涵與特征，整體而言，知識體系構建需要以問題為導向，綜合集成自然與社會兩大學科，并考慮對現實環境問題解決的應用。本文將環境專業知識體系的設計概括為“Double 12（D12）”體系。

“D12”體系主要依據以下兩大基本原則進行構建。（1）先問題、后科學?；诃h境學科的問題導向特征，首先對環境問題進行識別，引發并培養學生對環境專業的學習興趣，之后逐步引入環境科學研究。（2）先通識、后專業。在進行全面的自然科學與人文社會科學知識儲備的基礎上，進一步深入學習環境科學方面的專業知識。

總體來說，即一套“先分-后合-再分”的知識體系（見圖1）。學生首先了解并把握現實的環境問題，引起自身思考與學習興趣，之后全面學習自然科學和人文社會科學基礎知識。在一定程度上夯實相應基礎后，進而系統地掌握環境科學的基本原理與方法。最終，依據自身選擇的具體專業領域，深入學習某一方面的環境專業知識，包括環境自然科學與環境人文社會科學知識，根據需要反過來補充對應的人文社會科學與自然科學知識。這一設計充分體現了“寬口徑，厚基礎”的思想。

3.“D12”知識體系解釋說明

“Double 12（D12）”知識體系的第一個“12”構成了環境科學的入門知識體系，“1”與“2”分別體現了環境科學的“問題導向”特征與“綜合交叉”特征。

第一個“1”表示“環境問題認知”。環境科學是一門問題導向型的學科，其知識體系的構建也應當遵循這一基本思路，由“環境問題”進行整個知識體系的導入。而環境問題的本質是人類社會系統與自然環境系統之間產生了矛盾，因此需要了解這兩個系統基本的運行機理，學習自然科學與人文社會科學的基礎知識，即第一個“2”所代表的內容，包括化學、物理學、生物學等在內的基礎自然科學與包括社會學、倫理學、經濟學等在內的基礎人文社會科學。隨著環境科學內涵的逐步發展，與其密切相關的學科領域也在逐漸變化，納入入門知識體系的具體學科也在不斷調整。

“Double 12（D12）”知識體系的第二個“12”可以說是環境科學的進階知識體系，“1”與“2”分別反映了環境科學的“獨特性”與“專業性”。

第二個“1”代表環境科學基礎知識。學生在經歷了入門階段的自然科學知識與人文社會科學知識儲備后，具備了掌握環境科學基礎知識、方法的能力。與第一個“1”僅是對環境問題進行了解、認識相比，第二個“1”則是環境科學獨有的基本原理及其方法學體系。在上述學習的基礎上，學生將進一步明確自身感興趣的研究方向，第二個“2”即意味著學生可以自主選擇學習環境科學目前發展出來的兩大主要類別——環境自然技術科學與環境人文社會科學。在專業學習過程中，如學生此前在第一個“2”中掌握的自然科學/人文社會科學知識不足以支撐，則需要回過頭來補充學習該方向的傳統基礎學科知識。

三、北京大學環境科學與工程學院課程體系設計

北京大學是我國最早開展環境科學教學和科研的機構之一，一直致力于培養高素質、高層次的環境專業人才。根據“D12”知識體系構建思路，北京大學環境科學與工程學院針對學院必修課程，具體設計了一套核心課程體系。

1.環境專業本科生培養目標

學科培養目標的清晰與細膩決定著課程體系的頂層設計?；趯Νh境科學內涵與特征的把握，秉承北京大學“厚基礎、寬口徑”的辦學思想，北京大學環境科學與工程學院本科生的主要培養目標設定為“具有北大特色的未來環境領域的學術型領軍人才”。

創建世界一流的研究型大學本科人才培養模式，應當實施人文素養和科學精神相結合的通識教育，學科交叉與綜合背景下的寬口徑專業教育和個性化培養。具體而言，培養目標可以分為兩大類人才：一是具有深厚科學工程基礎的人才（同時具備社會科學知識），二是具有深厚社會科學基礎的人才（同時具備自然科學知識）。在本專業領域的學習要“厚”，微觀層面精通相關知識與技能；而同時在整個環境領域的學習要“寬”，宏觀上了解領域整體的發展情況與研究前沿。環境專業學生必須具有多學科的知識儲備或者素養，唯有體現“綜合交叉型”的知識架構，才能培養出合格的滿足社會需求的復合型專業人才。

2.環境專業本科生必修核心課程體系設計方案

依據培養目標與“D12”知識體系構建思路，在整體的課程體系中分為三類性質的課程：第一，學院基礎必修課，注重學科通識，把握整體學科方向；第二，專業必修課，夯實專業基礎；第三，專業選修課，根據教師研究方向設置，注重特色知識傳授。此處重點介紹學院基礎必修課體系。

具體而言，學院基礎必修課應注重體現環境學科特色，唯有完成這些課程的學習方能真正成為環境領域的學生。課程選取根據各專業方向知識體系的最大公約數，各專業均必須進行學習。學院基礎必修課程由學院主導建設，符合學科規范。每門課程之間有清晰合理的邏輯與時序關系，同時自下而上設計不同深淺程度的課程定位與目標要求。課程的整體布局安排見圖2。

除根據“D12”知識體系構建思路與培養目標設置外，具體課程的安排還考慮了學校對學生選課的學分要求等現實情況。

從整個學習過程來看，各門課程有機結合，本科階段的必修課程體系構成了一門“大課”，從“環境問題”導入，到基礎知識、專業知識的掌握，最終集成、運用學到的知識解決實際問題。整個課程體系設計采取先合（專業基礎課）后分（特色課程）的思路，這也與知道宏觀、精通微觀的領軍型人才培養目標一致。

在課程設置時序上，大一主要通過環境問題課程進行環境問題的發現和認知，通過大量案例與知識介紹，最大程度調動學生學習環境專業的積極性；大二則通過環境科學、環境工程、環境監測與實驗等專業課程夯實學科基礎；大三依托環境微生物學、環境化學與環境研究方法等專業課程提升專業水平，其中，環境研究方法課程強化專業系統思維與具體工具模型的結合；大四則進行環境決策案例分析，綜合集成三年學習的知識解決問題。同時，在整個學習過程中，通過實習課程（認知實習+學科實習+專業實習），不斷加深學生對于理論知識的理解與應用。

在必修核心課程體系的基礎上，隨著年級的升高，根據學生的專業興趣學院也將提供多樣化的專業特色課程模塊、研究性學習項目等供學生自主選修，促進個性化發展。

同時，在完善知識體系的基礎上，還需要建立相應的配套保障制度。如建立由骨干教師組成的課程小組，設計并完善課程大綱研討制度、建立聽課制度與師生溝通制度等，以及開展相關教材的編寫工作。

作為新興學科，學科知識體系的構建十分復雜，本文僅進行了初步探索與設計，具體的課程體系也處于不斷完善的過程中，未來還有待進一步研究。如環境科學的基本原理與方法、環境自然技術科學和環境人文社會科學兩個方向的溝通與協作、學生理論基礎與能力的有機結合、線上線下結合的教學方式等方面尚需要深入探討。

[責任編輯：余大品]