黃中華等

[摘 要]環(huán)境過程模擬是應用系統(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)境評價、預測和預警，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踐課程。在該課程的教學中，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)評工程師人才培養(yǎng)中引入專業(yè)知識的同時，強化工程素質(zhì)與評判思維能力的培養(yǎng)，已成為擺在我們面前的重要課題。

[關鍵詞]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] G643 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）09-0026-02

發(fā)展專業(yè)學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)應用型、高層次專門人才，已成為研究生教育的時代使命。[1] [2]環(huán)境工程領域?qū)I(yè)碩士的培養(yǎng)對發(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)實意義。目前，環(huán)境工程行業(yè)已有注冊環(huán)保工程師、環(huán)境影響評價工程師等執(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，考慮到學生未來發(fā)展的需要，應大力推進相應執(zhí)業(yè)資格體系下碩士培養(yǎng)模式從以學術型為主向以應用型為主的轉(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)理論與實踐課程，其教學質(zhì)量的高低直接關系到本專業(yè)學生的綜合理論知識水平和實踐技能。我們擬在多年教學實踐的基礎上，根據(jù)這門課程的教學特點及教學現(xiàn)狀，對課程的教學內(nèi)容、教學方法和考核方式等進行改革探索和實踐嘗試。

一、“環(huán)境過程模擬”教學現(xiàn)狀

（一）教學內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性

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

（二）課程教材缺乏實踐性

據(jù)調(diào)查，至今為止國內(nèi)外關于環(huán)境模擬與評價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)動力學模型導論》）、馮民權著的《水環(huán)境模擬與預測》以及葉守澤編著的《水庫水環(huán)境模擬預測與評價》等。上述教材較側(cè)重運用系統(tǒng)動力學模型的軟件工具來解決20世紀美國環(huán)境系統(tǒng)各層面的各種動力學關系，這些軟件工具不完全適合于我國現(xiàn)行的環(huán)境質(zhì)量影響評價體系。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)學模型建立與水庫環(huán)境影響評價，缺乏系統(tǒng)完整的介紹其他與環(huán)境問題相關的模擬與評價，如對大氣質(zhì)量模擬與評價。因此，我們認為，目前國內(nèi)外的教材遠遠滿足不了對執(zhí)業(yè)資格體系下高級應用型技術人才培養(yǎng)的需要。

二、教學目標的改革

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)境過程模擬的教學目標，即通過本課程的課堂教學、上機、研討、小論文等教學環(huán)節(jié)的實施，使學生能運用系統(tǒng)思想分析環(huán)境問題，綜合環(huán)境科學與工程基礎、水污染控制、運籌學等原理和方法，理順錯綜復雜現(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，應用化學反應動力學和化學遷移動力學原理與方法，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)境影響評價和環(huán)境質(zhì)量預測等方面，為進一步的環(huán)境管理課程學習及今后參與環(huán)境系統(tǒng)決策打下基礎。

環(huán)境過程模擬的教學目標，反映了該課程是理論性與實踐性相結(jié)合的學科。這決定了該課程在教學過程中既要重視理論教學，又要重視實踐教學，既注重專業(yè)基礎教育，又注重工程實踐能力的培養(yǎng)。為了滿足社會對實踐能力強的技術人才的需求，必須轉(zhuǎn)變教學觀念和目標。首先，要樹立“知識、能力、素質(zhì)”三位一體的現(xiàn)代教學觀念。教師對學生的培養(yǎng)和教育不能只停留在書本知識的講授上，還要不斷更新并豐富教學思想，重視實踐教學的觀念，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”（基礎知識和基本技能）教育的教學目標轉(zhuǎn)變?yōu)榧茸⒅貙I(yè)基礎教育又注重實際應用能力、創(chuàng)新能力、分析和解決問題的能力，面向工程的復合型技術人才培養(yǎng)目標。在教學過程中，不但要突出理論基礎知識的掌握，還要加強實踐性教學環(huán)節(jié)，盡可能多的為學生提供實踐機會，強化實踐能力的培養(yǎng)。

三、課程體系和教學內(nèi)容的改革

針對目前國內(nèi)外的教材遠遠滿足不了對執(zhí)業(yè)資格體系下高級應用型技術人才培養(yǎng)的需要這一現(xiàn)狀，我們編寫了《環(huán)境模擬與評價》教材。目前，教材已在環(huán)境過程模擬和環(huán)境質(zhì)量影響評價兩門課程中試用，獲得較好的評價。該教材具有以下特色。

（一）學科交叉性

環(huán)境過程模擬是應用系統(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)境評價、預測和預警，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踐課程。因此，教學內(nèi)容應注重學科內(nèi)各分支學科的綜合，如將環(huán)境過程數(shù)學模型與環(huán)境質(zhì)量影響評價進行統(tǒng)整，兼顧不同學科間的綜合，有利于學生用系統(tǒng)分析原理深入分析環(huán)境中的問題。

（二）實踐性和工程性

針對環(huán)境科學與工程專業(yè)類課程的教學特點，新教材力求貼近實踐（積累工作場所的知識），注意趣味性（解決為什么的問題）、工程性（包括參數(shù)的獲得、計算值的分析、禁忌參數(shù)的舍棄）和互動性（培養(yǎng)學生評判思維的能力）。

（三）學科前瞻性

教材中涵括了環(huán)境數(shù)學模型、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)學模型、環(huán)境影響評價技術導則和大量案例分析等，與時俱進，緊跟環(huán)境科學與工程學科發(fā)展的最新研究進展，或與其他學科交叉，具有學科前瞻性。

四、教學方法的改革

課堂教學是教學活動中最活躍、最關鍵的一部分。教學方法的選擇和運用，直接影響著教學效果和學生的學習興趣，是提高教學質(zhì)量的關鍵因素。針對本課程的特點，我們從以下幾個方面入手，對教學方法進行改革。

（一）加強與學生的互動交流，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維

根據(jù)環(huán)境過程模擬課程的特點對教學內(nèi)容進行設計，逐步形成以教師講授、學生自學、師生互動進行討論相結(jié)合的教學方法。每次課后，提前拋出下一次課要討論的問題，讓學生進行自學，查閱相關文獻，為課堂的學習和討論做好準備。課后適當布置一些課外小組討論、作業(yè)、課外實踐或考察，如選定學校附近具體的河段或區(qū)域，讓學生利用河流水質(zhì)模型、大氣模型等進行模擬預測，將預測結(jié)果進行分組討論與交流。這不但使學生能及時鞏固課堂所學知識，同時，學生在解決實際環(huán)境問題的過程中，也培養(yǎng)了自身的創(chuàng)新思維。

（二）重視計算機模擬技術，培養(yǎng)學生工程素質(zhì)和評判思維

改“驗證性”上機實驗為“探索性”上機實驗，從傳授實踐知識變?yōu)橹笇嵺`方法，變教師獨自講授為學生自學互教，變學生被動接受為自覺汲取，切實提高學生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學生的觀察能力、創(chuàng)造能力。目前，學生已經(jīng)在研究生課程教學中嘗試采用Amerod、QUAL2K、WASP等大氣和水質(zhì)軟件進行計算機模擬，通過對常見大氣和水質(zhì)模型軟件的模擬實踐，在實際案例分析的基礎上，引導學生查閱大量的文獻資料，并進行分組討論和實踐，在提高實踐技能的基礎上，激發(fā)了學生學習主動性，提升了學生的工程素質(zhì)和評判思維，更有利于高校培養(yǎng)工程應用型的專業(yè)碩士人才。

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

課程教學中嘗試讓學生進行課程小論文的寫作，這樣可以提高學生對課本知識的掌握與運用能力。通常是給定學生一個范圍，如“試述數(shù)學模型在（水處理、環(huán)境影響評價、環(huán)境管理、大氣治理……）中的應用”，或由學生自主命題，列舉某一具體模型或有關建模工具在環(huán)境問題中的應用，寫一篇有案例分析的學術小論文。課程小論文的寫作有助于充分調(diào)動學生的學習積極性和主動性，充分體現(xiàn)出學生自身的一種學習能力。同時，因為小論文的寫作要求學生掌握查閱文獻的方法、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研究的初步訓練。因此，小論文的寫作不但加強了學生對環(huán)境預測數(shù)學模型枯燥理論的理解，激發(fā)了學生在實際中運用理論模型的興趣，而且還培養(yǎng)了學生用系統(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)變教學觀念和教學目標，在人才培養(yǎng)模式構(gòu)建上要有前瞻意識和創(chuàng)新精神，從培養(yǎng)目標、教學內(nèi)容和方法上，多角度、多層面地開辟人才培養(yǎng)的新視野，這樣才能適應執(zhí)業(yè)資格體系下人才培養(yǎng)的要求，培養(yǎng)出工程實踐能力強的高級人才。

[ 參 考 文 獻 ]

[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].人民日報，2010-03-01（05）.

[2] 林蕙青.積極探索 開拓創(chuàng)新 深入開展專業(yè)學位研究生教育綜合改革試點[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)實驗教學改革[J].大學教育，2014（12）：151-152.

[4] 任屹罡，楊艷琴，張宏忠，等.就業(yè)導向型的環(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)境工程本科教學改革探討[J].教育與職業(yè)，2010（17）：107-109.

[責任編輯：陳 明]