黃中華等

[摘 要]環(huán)境過程模擬是應(yīng)用系統(tǒng)分析原理，建立環(huán)境系統(tǒng)的理論或?qū)嶓w模型，開展環(huán)境評(píng)價(jià)、預(yù)測和預(yù)警，制定環(huán)境規(guī)劃和污染控制方案的一門重要的理論與實(shí)踐課程。在該課程的教學(xué)中，如何結(jié)合環(huán)境工程行業(yè)現(xiàn)行的執(zhí)業(yè)資格制度，在環(huán)境工程師和環(huán)評(píng)工程師人才培養(yǎng)中引入專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，強(qiáng)化工程素質(zhì)與評(píng)判思維能力的培養(yǎng)，已成為擺在我們面前的重要課題。

[關(guān)鍵詞]執(zhí)業(yè)資格 環(huán)境工程 專業(yè)碩士 環(huán)境過程模擬 工程素質(zhì)

[中圖分類號(hào)] G643 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2015）09-0026-02

發(fā)展專業(yè)學(xué)位研究生教育已納入《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，大力培養(yǎng)應(yīng)用型、高層次專門人才，已成為研究生教育的時(shí)代使命。[1] [2]環(huán)境工程領(lǐng)域?qū)I(yè)碩士的培養(yǎng)對(duì)發(fā)展我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，提升國內(nèi)國際環(huán)保市場競爭力具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。目前，環(huán)境工程行業(yè)已有注冊(cè)環(huán)保工程師、環(huán)境影響評(píng)價(jià)工程師等執(zhí)業(yè)資格制度，環(huán)境工程專業(yè)從業(yè)人員取得相應(yīng)的執(zhí)業(yè)資格已逐步成為就業(yè)的重要因素和依據(jù)。[3] [4] [5]因此，考慮到學(xué)生未來發(fā)展的需要，應(yīng)大力推進(jìn)相應(yīng)執(zhí)業(yè)資格體系下碩士培養(yǎng)模式從以學(xué)術(shù)型為主向以應(yīng)用型為主的轉(zhuǎn)變，力爭培養(yǎng)出更高質(zhì)量的人才。而環(huán)境過程模擬正是環(huán)境工程行業(yè)執(zhí)業(yè)資格體系中一門非常重要的專業(yè)理論與實(shí)踐課程，其教學(xué)質(zhì)量的高低直接關(guān)系到本專業(yè)學(xué)生的綜合理論知識(shí)水平和實(shí)踐技能。我們擬在多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)這門課程的教學(xué)特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等進(jìn)行改革探索和實(shí)踐嘗試。

一、“環(huán)境過程模擬”教學(xué)現(xiàn)狀

（一）教學(xué)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性

目前，與環(huán)境過程模擬相關(guān)的課程包括環(huán)境系統(tǒng)工程、環(huán)境數(shù)學(xué)模型及環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，后者更側(cè)重大型水庫流域的水溫、水質(zhì)的數(shù)學(xué)模型建立與水庫環(huán)境影響評(píng)價(jià)，缺乏系統(tǒng)完整的介紹其他與環(huán)境問題相關(guān)的模擬與評(píng)價(jià)，加上現(xiàn)行的教學(xué)模式往往忽略了理論與工程化應(yīng)用的結(jié)合，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了執(zhí)業(yè)資格體系下專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)的需要。

（二）課程教材缺乏實(shí)踐性

據(jù)調(diào)查，至今為止國內(nèi)外關(guān)于環(huán)境模擬與評(píng)價(jià)類的教材主要有美國的《Modeling the Environment： An Introduction To System Dynamics Modeling Of Environmental Systems》（譯為：《環(huán)境模擬：環(huán)境系統(tǒng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型導(dǎo)論》）、馮民權(quán)著的《水環(huán)境模擬與預(yù)測》以及葉守澤編著的《水庫水環(huán)境模擬預(yù)測與評(píng)價(jià)》等。上述教材較側(cè)重運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的軟件工具來解決20世紀(jì)美國環(huán)境系統(tǒng)各層面的各種動(dòng)力學(xué)關(guān)系，這些軟件工具不完全適合于我國現(xiàn)行的環(huán)境質(zhì)量影響評(píng)價(jià)體系。而國內(nèi)教材更側(cè)重大型水庫流域的水溫、水質(zhì)的數(shù)學(xué)模型建立與水庫環(huán)境影響評(píng)價(jià)，缺乏系統(tǒng)完整的介紹其他與環(huán)境問題相關(guān)的模擬與評(píng)價(jià)，如對(duì)大氣質(zhì)量模擬與評(píng)價(jià)。因此，我們認(rèn)為，目前國內(nèi)外的教材遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了對(duì)執(zhí)業(yè)資格體系下高級(jí)應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)的需要。

二、教學(xué)目標(biāo)的改革

在最新修訂的研究生培養(yǎng)大綱中，我們已經(jīng)明確了環(huán)境過程模擬的教學(xué)目標(biāo)，即通過本課程的課堂教學(xué)、上機(jī)、研討、小論文等教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施，使學(xué)生能運(yùn)用系統(tǒng)思想分析環(huán)境問題，綜合環(huán)境科學(xué)與工程基礎(chǔ)、水污染控制、運(yùn)籌學(xué)等原理和方法，理順錯(cuò)綜復(fù)雜現(xiàn)象中的各種內(nèi)在聯(lián)系，定量地刻畫各因素之間的聯(lián)系，應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和化學(xué)遷移動(dòng)力學(xué)原理與方法，建立環(huán)境污染物質(zhì)在空間分布及遷移過程的模型，用于環(huán)境影響評(píng)價(jià)和環(huán)境質(zhì)量預(yù)測等方面，為進(jìn)一步的環(huán)境管理課程學(xué)習(xí)及今后參與環(huán)境系統(tǒng)決策打下基礎(chǔ)。

環(huán)境過程模擬的教學(xué)目標(biāo)，反映了該課程是理論性與實(shí)踐性相結(jié)合的學(xué)科。這決定了該課程在教學(xué)過程中既要重視理論教學(xué)，又要重視實(shí)踐教學(xué)，既注重專業(yè)基礎(chǔ)教育，又注重工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。為了滿足社會(huì)對(duì)實(shí)踐能力強(qiáng)的技術(shù)人才的需求，必須轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念和目標(biāo)。首先，要樹立“知識(shí)、能力、素質(zhì)”三位一體的現(xiàn)代教學(xué)觀念。教師對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)和教育不能只停留在書本知識(shí)的講授上，還要不斷更新并豐富教學(xué)思想，重視實(shí)踐教學(xué)的觀念，注重人才素質(zhì)的提高和綜合能力的培養(yǎng)。其次，將注重“雙基”（基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能）教育的教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)榧茸⒅貙I(yè)基礎(chǔ)教育又注重實(shí)際應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、分析和解決問題的能力，面向工程的復(fù)合型技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)。在教學(xué)過程中，不但要突出理論基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，還要加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，盡可能多的為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，強(qiáng)化實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

三、課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革

針對(duì)目前國內(nèi)外的教材遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了對(duì)執(zhí)業(yè)資格體系下高級(jí)應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)的需要這一現(xiàn)狀，我們編寫了《環(huán)境模擬與評(píng)價(jià)》教材。目前，教材已在環(huán)境過程模擬和環(huán)境質(zhì)量影響評(píng)價(jià)兩門課程中試用，獲得較好的評(píng)價(jià)。該教材具有以下特色。

（一）學(xué)科交叉性

環(huán)境過程模擬是應(yīng)用系統(tǒng)分析原理，建立環(huán)境系統(tǒng)的理論或?qū)嶓w模型，開展環(huán)境評(píng)價(jià)、預(yù)測和預(yù)警，制定環(huán)境規(guī)劃和污染控制方案的一門重要的理論與實(shí)踐課程。因此，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)注重學(xué)科內(nèi)各分支學(xué)科的綜合，如將環(huán)境過程數(shù)學(xué)模型與環(huán)境質(zhì)量影響評(píng)價(jià)進(jìn)行統(tǒng)整，兼顧不同學(xué)科間的綜合，有利于學(xué)生用系統(tǒng)分析原理深入分析環(huán)境中的問題。

（二）實(shí)踐性和工程性

針對(duì)環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)類課程的教學(xué)特點(diǎn)，新教材力求貼近實(shí)踐（積累工作場所的知識(shí)），注意趣味性（解決為什么的問題）、工程性（包括參數(shù)的獲得、計(jì)算值的分析、禁忌參數(shù)的舍棄）和互動(dòng)性（培養(yǎng)學(xué)生評(píng)判思維的能力）。

（三）學(xué)科前瞻性

教材中涵括了環(huán)境數(shù)學(xué)模型、河流水質(zhì)模型及參數(shù)估算、湖庫水質(zhì)模型、大氣污染控制模型、水處理單元操作及單元過程數(shù)學(xué)模型、環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則和大量案例分析等，與時(shí)俱進(jìn)，緊跟環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展的最新研究進(jìn)展，或與其他學(xué)科交叉，具有學(xué)科前瞻性。

四、教學(xué)方法的改革

課堂教學(xué)是教學(xué)活動(dòng)中最活躍、最關(guān)鍵的一部分。教學(xué)方法的選擇和運(yùn)用，直接影響著教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。針對(duì)本課程的特點(diǎn)，我們從以下幾個(gè)方面入手，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革。

（一）加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)交流，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

根據(jù)環(huán)境過程模擬課程的特點(diǎn)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，逐步形成以教師講授、學(xué)生自學(xué)、師生互動(dòng)進(jìn)行討論相結(jié)合的教學(xué)方法。每次課后，提前拋出下一次課要討論的問題，讓學(xué)生進(jìn)行自學(xué)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，為課堂的學(xué)習(xí)和討論做好準(zhǔn)備。課后適當(dāng)布置一些課外小組討論、作業(yè)、課外實(shí)踐或考察，如選定學(xué)校附近具體的河段或區(qū)域，讓學(xué)生利用河流水質(zhì)模型、大氣模型等進(jìn)行模擬預(yù)測，將預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分組討論與交流。這不但使學(xué)生能及時(shí)鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，同時(shí)，學(xué)生在解決實(shí)際環(huán)境問題的過程中，也培養(yǎng)了自身的創(chuàng)新思維。

（二）重視計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)和評(píng)判思維

改“驗(yàn)證性”上機(jī)實(shí)驗(yàn)為“探索性”上機(jī)實(shí)驗(yàn)，從傳授實(shí)踐知識(shí)變?yōu)橹笇?dǎo)實(shí)踐方法，變教師獨(dú)自講授為學(xué)生自學(xué)互教，變學(xué)生被動(dòng)接受為自覺汲取，切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、創(chuàng)造能力。目前，學(xué)生已經(jīng)在研究生課程教學(xué)中嘗試采用Amerod、QUAL2K、WASP等大氣和水質(zhì)軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，通過對(duì)常見大氣和水質(zhì)模型軟件的模擬實(shí)踐，在實(shí)際案例分析的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生查閱大量的文獻(xiàn)資料，并進(jìn)行分組討論和實(shí)踐，在提高實(shí)踐技能的基礎(chǔ)上，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提升了學(xué)生的工程素質(zhì)和評(píng)判思維，更有利于高校培養(yǎng)工程應(yīng)用型的專業(yè)碩士人才。

（三）訓(xùn)練論文寫作，培養(yǎng)學(xué)生用系統(tǒng)思想分析環(huán)境問題的能力

課程教學(xué)中嘗試讓學(xué)生進(jìn)行課程小論文的寫作，這樣可以提高學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的掌握與運(yùn)用能力。通常是給定學(xué)生一個(gè)范圍，如“試述數(shù)學(xué)模型在（水處理、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境管理、大氣治理……）中的應(yīng)用”，或由學(xué)生自主命題，列舉某一具體模型或有關(guān)建模工具在環(huán)境問題中的應(yīng)用，寫一篇有案例分析的學(xué)術(shù)小論文。課程小論文的寫作有助于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，充分體現(xiàn)出學(xué)生自身的一種學(xué)習(xí)能力。同時(shí)，因?yàn)樾≌撐牡膶懽饕髮W(xué)生掌握查閱文獻(xiàn)的方法、掌握科技論文的基本格式和基本寫作方法，課程論文的寫作可以作為科學(xué)研究的初步訓(xùn)練。因此，小論文的寫作不但加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)環(huán)境預(yù)測數(shù)學(xué)模型枯燥理論的理解，激發(fā)了學(xué)生在實(shí)際中運(yùn)用理論模型的興趣，而且還培養(yǎng)了學(xué)生用系統(tǒng)思想分析環(huán)境問題的能力。

總之，環(huán)境過程模擬課程的改革必須轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念和教學(xué)目標(biāo)，在人才培養(yǎng)模式構(gòu)建上要有前瞻意識(shí)和創(chuàng)新精神，從培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和方法上，多角度、多層面地開辟人才培養(yǎng)的新視野，這樣才能適應(yīng)執(zhí)業(yè)資格體系下人才培養(yǎng)的要求，培養(yǎng)出工程實(shí)踐能力強(qiáng)的高級(jí)人才。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要工作小組辦公室.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要[N].人民日?qǐng)?bào)，2010-03-01（05）.

[2] 林蕙青.積極探索 開拓創(chuàng)新 深入開展專業(yè)學(xué)位研究生教育綜合改革試點(diǎn)[J].中國高等教育，2011（6）：9-12.

[3] 黃中華，李健生，孫秀云，江芳.面向執(zhí)業(yè)資格體系下的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].大學(xué)教育，2014（12）：151-152.

[4] 任屹罡，楊艷琴，張宏忠，等.就業(yè)導(dǎo)向型的環(huán)境工程本科課程體系改革[J].廣西輕工業(yè)，2011（27）：122-123.

[5] 匡穎，張煥禎.職業(yè)資格制度與環(huán)境工程本科教學(xué)改革探討[J].教育與職業(yè)，2010（17）：107-109.

[責(zé)任編輯：陳 明]