盧桂寧，易筱筠，楊 琛，黃少斌，吳平霄

（華南理工大學 環(huán)境與能源學院/工業(yè)聚集區(qū)污染控制與生態(tài)修復教育部重點實驗室，廣東 廣州 510006）

人與環(huán)境之間是相互作用和相互影響的對立統(tǒng)一體。近年來，各種環(huán)境事件層出不窮，人與環(huán)境的不和諧，使得人類面臨各種環(huán)境問題和危機，對人類社會生活造成嚴重的影響。例如我國京津冀地區(qū)每年入冬后常出現(xiàn)大范圍的霧霾天氣，給人們的生活帶來諸多不便的同時，造成部分民眾的恐慌；“毒跑道”事件波及江蘇、廣東、上海、浙江等多個省市，給大批學生造成不可挽回的傷害；民間環(huán)保組織“兩江環(huán)?！痹诤颖薄⑻旖虻鹊亻_展工業(yè)污染調(diào)查發(fā)現(xiàn)，超大規(guī)模的工業(yè)污水滲坑對地下水造成嚴重污染；面對“垃圾圍城”困境，垃圾焚燒發(fā)電廠選址困難，并在多地引發(fā)群體性事件；繼“鎘大米”事件后，“鎘小麥”的出現(xiàn)也備受社會關注，環(huán)境污染引起的食品安全牽動著民眾的神經(jīng)。為了提高人們的環(huán)境意識，積極監(jiān)督污染行為，理性對待環(huán)境事件，環(huán)境通識教育勢在必行。

一、新工科背景下環(huán)境通識教育的意義

環(huán)境教育起源于20世紀以來，人們對環(huán)境問題的嚴重性、資源的有限性以及生態(tài)環(huán)境破壞的難以恢復性，有了充分的體驗與認知。發(fā)展環(huán)境教育，提高環(huán)境意識，是解決環(huán)境問題和實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的希望所在。通過環(huán)境通識教育，人們能夠從意識層面認識到地球上的生命都是相互依賴的，可提升公眾的政治、經(jīng)濟、社會、文化及科技認識水平，加深人們對環(huán)境問題影響社會可持續(xù)發(fā)展的理解，使得公眾能夠更加積極有效地參與地方、國家和國際層面有關環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的活動，推動整個社會向著更為公正和可持續(xù)發(fā)展的未來前進。

跨學科人才培養(yǎng)是提升教育教學質量的重要途徑。伴隨第三次科技革命的深入發(fā)展，多學科交叉且全球影響重大的復雜問題不斷涌現(xiàn)，對高層次跨學科復合型人才培養(yǎng)提出新的挑戰(zhàn)。2017年以來教育部積極推進新工科建設，先后形成“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，旨在培養(yǎng)造就一批多樣化、創(chuàng)新型的卓越人才，為我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國際競爭提供智力和人才支撐。相對于傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)，未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟需要的是實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型人才。由于全球范圍環(huán)保意識的提升，各國環(huán)境標準和環(huán)境保護法規(guī)的日益嚴格，世界節(jié)能環(huán)保市場在快速穩(wěn)健地發(fā)展，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)提供的就業(yè)崗位也處于穩(wěn)定快速的增長趨勢，全球生態(tài)治理已成為世界各國利益的匯合點和人類生存發(fā)展的增長點。培養(yǎng)新經(jīng)濟急需的能夠引領未來技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才，已經(jīng)成為全社會的共識。

二、新工科背景下環(huán)境通識教育的理念

環(huán)境科學與工程學科是為了解決經(jīng)濟發(fā)展過程中出現(xiàn)的各種環(huán)境問題以及社會對解決環(huán)境問題的迫切需求而產(chǎn)生和發(fā)展的，是基于自然科學、技術科學、工程科學與社會科學而發(fā)展的綜合性交叉新興學科，是一門研究人與環(huán)境相互作用及其調(diào)控的學科。筆者自2001年開始面向非環(huán)境類專業(yè)的本科生開設“環(huán)境科學與工程導論”環(huán)境通識教育課程，該課程于2006年入選校級精品課程。經(jīng)過十多年的教學實踐和發(fā)展，課程知識體系日趨完善，已成為筆者所在學校開設的通識教育課程體系中科學技術領域的核心課程之一。

成功的通識課程教育改革不僅要具備國際視野，還要兼顧自身的時代背景。新工科建設是我國新經(jīng)濟發(fā)展對高等工程教育提出的新要求，是我國高等教育發(fā)展的趨勢之一。華南理工大學是一所以工見長、理工醫(yī)結合、管經(jīng)文法等多學科協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合性研究型大學，環(huán)境科學與工程學科則是典型的理工結合的多學科交叉學科，可授予理學、工學及農(nóng)學學位，其專業(yè)內(nèi)涵中就蘊含著理、工、農(nóng)學科的結合?？茖W和工程完成的是兩種完全不同的任務，一個是理論層面，一個是實踐層面，但二者是不能割裂開來的，科學和工程相輔相成：科學的進步推動著工程的發(fā)展，工程的發(fā)展反過來又為科學提出新的問題。環(huán)境科學與工程領域成為盛產(chǎn)研究型工程師或者工程型科學家的領域之一。筆者在理工結合的理念下，在環(huán)境通識教育中構建科學與工程并重（“科工并重”）的教學內(nèi)容體系（見圖1），探索具有校本特色的理工結合型人才培養(yǎng)模式，以期培養(yǎng)適應社會經(jīng)濟發(fā)展需求的應用型復合人才。

圖1 課程主要教學內(nèi)容架構

“環(huán)境科學與工程導論”環(huán)境通識教育課程教學內(nèi)容包括人口·資源與環(huán)境、環(huán)境生態(tài)學基礎與應用、水體環(huán)境及污染控制、大氣環(huán)境及污染控制、土壤污染控制與修復、固體廢物處理及資源化、環(huán)境物理性污染控制、環(huán)境管理及技術支撐、環(huán)境保護職業(yè)與產(chǎn)業(yè)、環(huán)境教學及科研實驗室見習等，旨在通過不同專題的介紹讓讀者對環(huán)境科學與工程涉及的各個領域有較全面的了解。在內(nèi)容編排中，注意科學與工程兩方面的內(nèi)容并重，并在教學過程中穿插一些趣味材料和典型環(huán)境問題及案例分析，力求突出理工結合的校本特色，強化工程技術知識基礎。就非環(huán)境專業(yè)學生而言，本課程有可能是他們選修的唯一一門環(huán)境類高等教育課程，為此在課程教學內(nèi)容設置中，除了要介紹環(huán)境問題的一般概念外，還要適當增加環(huán)境問題防治方面的知識，使學生對環(huán)境問題的產(chǎn)生及防治有更全面的了解，對學生在今后的工作中能自覺有效地踐行保護環(huán)境的理念具有重要意義。

三、新工科背景下環(huán)境通識教育的實踐

高校要從理念、目標、模塊、方法和評價等方面對通識教育的建設現(xiàn)狀進行完善與調(diào)整，促進通識教育課程育人作用的更好發(fā)揮。高校公共選修課的傳統(tǒng)教學模式存在諸多弊端，已有的線上教學模式也未能取得理想的效果；高校公共選修課教師應該積極借鑒混合式教學的理念和方法，基于學生學習的心理基礎，開展契合公共選修課課程性質的教學實踐探索。秉承理工結合與科工并重的教學理念，筆者組建了高水平的授課隊伍，構建了“課堂講授—見習實驗—社會調(diào)研”三位一體的混合式教學模式，在案例教學、實驗教學、課外實踐、課程考核和縮小教學班等方面進行一系列的創(chuàng)新設計與實踐，編寫出版配套教材，并在全國推廣使用。

（一）授課隊伍建設

該課程實行專題式講座，教師由原來“一門課一個人一個學期”從頭講到尾，改革為“一次課一個人一個講座”專題模式。此種方式在減輕授課教師備課負擔的基礎上提高了教學效果，讓其發(fā)揮所長。本課程的授課團隊由8名分別從事水環(huán)境污染控制、大氣環(huán)境污染控制、土壤污染控制與修復、固體廢物處理與處置、環(huán)境生態(tài)學、環(huán)境化學、環(huán)境實驗技術等不同方向研究的教師組成，是經(jīng)過二級學院教指委討論和考核選拔出來的，由經(jīng)驗豐富的二級教授擔任課程總體顧問，授課教師均為具有高級職稱和博士學位的資深人士，其中有國務院特殊津貼專家、國家重點研發(fā)計劃項目首席科學家、教育部高層次人才，也有廣東省及廣州市人才計劃獲得者、校級優(yōu)秀教師等，形成了一支穩(wěn)定的授課隊伍。授課內(nèi)容始終在堅持創(chuàng)新發(fā)展上努力進取，堅持與時俱進，充分發(fā)揮教師的特長和優(yōu)勢，將學科前沿的精華展現(xiàn)給學生，大力改善通識課教學效果和質量。學生修讀一門課程可以同時接觸多名教師，每名教師都有自己的講授風格，可以有效提升學生的學習興趣，促進學生創(chuàng)新思維和綜合素質的培養(yǎng)。

（二）環(huán)境案例教學

案例教學法是一種基于案例的教學方法，不同于傳統(tǒng)的教學方法，它能夠較好地解決教學過程中理論知識與實際情況脫離的問題，是培養(yǎng)實用性人才的有效方法。環(huán)境通識教育中的基本概念和基本原理的教學仍然需要傳統(tǒng)的講授模式。但是筆者在“環(huán)境科學與工程導論”授課中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的講授模式中，師生之間缺乏有效的交流與互動，學生聽課被動，課堂氣氛不佳，無法提高學生的主觀能動性。筆者發(fā)現(xiàn)，通過一個或幾個具有代表性的典型環(huán)境事件或者環(huán)境案例，鼓勵學生積極思考，可以有效提高學生的學習主動性。課堂中可通過案例引導學生相互討論，以學生為主體、教師為主導，教師充當學習的組織者、指導者和促進者，而不是知識的呈現(xiàn)者，實現(xiàn)師生之間的交流與互動，培養(yǎng)學生分析實際問題的能力。結合教師的歸納、總結與點評，學生可建立起一套合適的邏輯思維方法，顯著提高分析問題和解決問題的能力。

比起單純地講述文字案例，通過播放簡短的新聞調(diào)查視頻或展示新聞報道圖片，或是查找公開的環(huán)保漫畫作品作為案例素材來引出國內(nèi)外的熱點環(huán)境問題，更能調(diào)動學生的學習興趣和積極性。該課程可使用的環(huán)境案例很多，如飲用水水源地污染造成的停水事故、產(chǎn)地水土環(huán)境污染造成的農(nóng)產(chǎn)品超標問題、家具和裝修帶來的室內(nèi)空氣污染問題、生活垃圾收運和處理不當帶來的垃圾圍城、電子垃圾不當處置帶來的區(qū)域環(huán)境污染、酸性礦山廢水帶來的流域污染、海上溢油帶來的海洋污染、化石能源大量使用帶來的城市霧霾等均可作為案例使用，以環(huán)境問題和環(huán)境案例引入不同的專題，在理論知識的講授過程中不斷回應案例的內(nèi)涵，可有效加深學生對知識的理解和掌握。

（三）課內(nèi)實驗教學

實驗教學是理工科大學生將所學理論知識與實際操作創(chuàng)造性結合的重要途徑。高校的學生都反映通識選修課選課隨意，上課興趣不高，逃課現(xiàn)象嚴重，那么如何提高學生的學習興趣，調(diào)動學生的學習積極性，是開好通識選修課的關鍵所在。該課程主要面向文科生開設，普遍對工程科學存在一定的刻板印象，認為工程科學相對枯燥乏味，因而喪失學習動力。為了消除這種成見，在課堂學習過程中，筆者引入了實物教學和課堂實驗，并設置專門的專業(yè)實驗室見習課，以增加課程的趣味性。在教學過程中，筆者引入了3個課時的實驗教學環(huán)節(jié)，包括1個課時的實驗室安全教育和2個課時的專業(yè)實驗室見習活動，要求學生課后完成見習實驗報告這一課程作業(yè)，在見習實驗報告中至少要明確3種實驗裝置或工藝設備的實際用途。為保證學生在實驗中的安全，提高事故發(fā)生時的應急處理和自我保護能力，確保實驗教學人身安全，實驗室安全教育必不可少。實驗技能與理論知識相對獨立，但又有密切聯(lián)系。實驗教學是培養(yǎng)學生實踐能力的重要手段，也是提高學生綜合素質的關鍵環(huán)節(jié)。見習實驗室包括水污染控制實驗室、給排水實驗室、大氣污染控制實驗室、環(huán)境生態(tài)實驗室、環(huán)境分析實驗室等。見習過程中現(xiàn)場觀摩實驗設備和裝置，通過實驗教師的講解，詳細了解工藝原理及用途，配合必要的演示實驗，能最大限度地加深學生對理論知識的理解和運用。

專業(yè)實驗室見習是該課程的一個特色。在通識教育選修課中設立實驗見習課，對文科類學生來講是一種新穎的教學方式，他們對實驗的理解停留在高中階段，有一種新鮮的感覺和探索的欲望。通過實驗教學推進多學科的滲透與交叉，可擴大學生知識面，開闊視野，實現(xiàn)“厚基礎、寬口徑”的培養(yǎng)要求，提高大學生的綜合素質。在通識教育課結束后，選課學生對專業(yè)實驗室有了基本了解：有的學生產(chǎn)生了深入學習的興趣，跨學院、跨專業(yè)再次申請進入實驗室參加課外科研創(chuàng)新活動；也有的學生在之后參加各類課外競賽活動和項目的過程中，會想到可以利用實驗平臺開展參賽項目活動。因此，通識選修課實驗教學成為專業(yè)實驗室對外開放的重要途徑。實踐表明，實驗教學運用于通識選修課，可有效拓展學生的知識面和感知，促進學生跨學科思維方式和綜合能力的培養(yǎng)。

（四）課外實踐教學

社會實踐是驗證和鞏固理論知識的有效途徑，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高素質人才的重要環(huán)節(jié)。目前，高校環(huán)境教育存在諸多現(xiàn)實困境，如高校環(huán)境教育和科研創(chuàng)新聯(lián)動不足，重理論傳授、輕實踐參與，學生環(huán)保自覺意識不足。除了引入實驗教學外，本課程還要求學生走出課堂、走入社會，利用周末和節(jié)假日時間開展內(nèi)容豐富、形式多樣的課外社會實踐調(diào)研活動，拍攝一組能反映身邊環(huán)境問題的照片，綜合運用本課程所學知識對照片中的環(huán)境問題進行思考和分析，提出合理建議和治理對策，完成1份課外調(diào)研報告作為課程大作業(yè)。社會實踐調(diào)研的題材、內(nèi)容均不做限制，評價標準主要體現(xiàn)在原創(chuàng)性和思考性上，不得摘抄文獻及網(wǎng)上報道文字，通過線上作業(yè)系統(tǒng)自動進行文字查重。此外，為推行環(huán)保的理念，提交存檔的紙質報告，限用1頁A4紙，以節(jié)約紙張。

學生帶著理論知識和課堂印象走向野外，這是比課堂教學更為復雜、生動直觀的學習方式，它是對理論知識的驗證和鞏固，是理論聯(lián)系實際的重要途徑。從提交的調(diào)研報告來看，學生圍繞飲用水水源地保護、農(nóng)村生活污水隨意排放、城市河涌黑臭水體、湖泊富營養(yǎng)化、垃圾分類不規(guī)范、生活垃圾收運及處理、城市霧霾、施工揚塵、室內(nèi)裝修污染、汽車尾氣排放、煙花爆竹燃放、餐飲攤檔油煙、土壤污染治理、廣場舞噪音擾民等親身經(jīng)歷的場景及環(huán)境問題展開，也有學生通過設計問卷，對路人以及相關工作人員進行提問，了解他們對該環(huán)境問題的看法，充分發(fā)揮和綜合運用本課程及其所學專業(yè)的知識，從而形成更具建設性和可操作的對策建議。學生通過課外實踐活動增長了見識和才干，提高了綜合素質和能力。社會實踐教學與學校課堂及實驗教學的配合，其效果相互補充、相互促進，能有效提高整體教學質量，培養(yǎng)高素質復合型產(chǎn)業(yè)人才。

（五）課程考核改革

課程考核作為教學質量檢驗手段，是教學管理過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)，考核方法直接影響考核的結果、教與學的積極性以及良好學風的建設?；谡n程考核、全面考核、面向實際問題考核等因素的考量，重構環(huán)境通識教育考核體系，由以往的卷面考試為主拓展為多種形式并存，對學生總評成績開展綜合評估，可使環(huán)境通識教育考核方式更加實用化，適應新工科教育的要求。

筆者對教學與考核方式進行調(diào)整，采用適應多模式考核的教學與評價體系，逐步加大過程考核比例。該課程考核包括5個部分（見圖2），各部分比例及評分標準如下：（1）課堂出勤及表現(xiàn)占10%，采用微信輔助簽到和課堂提問進行抽查；（2）平時作業(yè)占10%，采用課堂作業(yè)與課外作業(yè)相結合的方式；（3）實驗室見習實驗報告占10%，主要評價對見習過程的收獲與思考；（4）課外實踐調(diào)研報告占20%，重點評價報告的原創(chuàng)性及對問題的思考；（5）期末考試占50%，采用開卷形式，題目以考查學生的掌握能力為主，題型包括判斷題（占30分，以常識為主，目的在于考查學生的環(huán)保意識）、簡答題（占30分，以常用技術為主，目的在于讓學生了解環(huán)境工程技術現(xiàn)狀）、綜合應用題（占40分，主要為案例分析題和論述題，考查學生綜合運用環(huán)境科學與工程知識的能力，要求學生能結合身邊實際環(huán)境問題和國內(nèi)外發(fā)生的各類環(huán)境污染事件，合理運用環(huán)境科學與工程知識分析案例所反映的問題并提出解決思路）。此外，設置開放性論述題，可充分考查學生的知識綜合運用能力，真實表達自己的內(nèi)心想法。

圖2 學生課程總評成績構成

（六）課程教材建設

教材是體現(xiàn)教學內(nèi)容和教學方法的知識載體，是進行教學的基本工具，是教學改革與教學研究成果的固化。通識教育改革成為近年來高等教育改革的重點和熱點，然而支撐我國高等教育人才培養(yǎng)實施通識教育的教材建設體系尚未形成，服務于新工科教育改革的通識教育教材建設更處于起步探索階段。教材具有鮮明的時代印記，高校教材建設是踐行國家意識形態(tài)和服務國家發(fā)展戰(zhàn)略的客觀體現(xiàn)。傳統(tǒng)的教材建設已不能適應新工科人才培養(yǎng)的需要，在教材的建設理念、模式和實踐路徑等方面都亟待改革與實踐。

當代高校教材建設應以教材思政、課程思政為核心，以通識教育教材建設體系為抓手，以體現(xiàn)學生為中心的能力培養(yǎng)為重點。為了更好地開展日常教學工作，方便學生的日常學習，筆者自編完成《環(huán)境科學與工程通識教程》一書作為該課程的配套教材。該書于2014年首次完成并投入教學過程中試用，幾經(jīng)修改和完善，于2017年由科學出版社出版發(fā)行。該教材的體例設計以明確的教學主線為牽引，編寫風格盡量體現(xiàn)生活化、趣味化、通俗化、簡約化、案例化的特征，通過系列融合環(huán)境案例的“閱讀材料”激發(fā)學生的好奇心和求知欲。該教材出版5年以來，已6次印刷，累計印數(shù)超過3000冊，在國內(nèi)大多數(shù)高校圖書館均有藏書，并在華南理工大學、溫州大學、河南城建學院、中山大學新華學院等近20所高校推廣使用，獲得師生的一致好評。

（七）小班化教學改革

為了符合現(xiàn)代教育的特點，滿足社會對高質量人才的需要，小班化教學是高校教學改革的必然趨勢。復旦大學已實行通識教育核心課程小班化討論模式，在中國處于比較領先的水平。為了提高教學效果和人才培養(yǎng)質量，近年來，筆者開展了選課學生上限為50人以下的小班化教學，大班選課學生上限也由之前的200人逐步降低到100～120人（見表1）。在縮減班級學生規(guī)模的基礎上，通過對教學內(nèi)容、教學方法、教學組織形式、教學實踐過程、教學策略和教學模式等的改革，課堂重心由教師主體轉向學生主體，真正強調(diào)學生在課堂中的主體地位。這有利于照顧到每個學生的情況，做到因材施教。實踐結果表明，實施小班化教學的班級出勤率顯著高于普通大班，學生期末總評成績的及格率和優(yōu)秀率也顯著高于普通大班。

表1 近年開課班級及選課學生數(shù)量

結語

秉承理工結合和科工并重的教學理念，新工科背景下的環(huán)境通識教育應注意科學與工程兩方面內(nèi)容的并重。筆者構建了“課堂講授—見習實驗—社會調(diào)研”三位一體的混合式教學模式，在教學過程中穿插一些趣味材料和典型環(huán)境問題及案例分析，引入實物教學和課堂實驗并結合設置專門的專業(yè)實驗室見習課，要求學生利用周末和節(jié)假日時間開展環(huán)境污染社會實踐調(diào)研活動。同時，在案例教學、實驗教學、課外實踐、課程考核、小班化教學等方面進行了一系列的創(chuàng)新設計與實踐，力求突出理工結合特色，強化工程技術基礎，編寫的配套教材出版后在全國推廣使用，取得了良好的教學效果和社會反響。