田逢雨

摘 要｜在“雙碳”（碳達(dá)峰、碳中和）背景下，積極開展《環(huán)境科學(xué)概論》課程教學(xué)的改革探索和實(shí)踐研究是高校教師必須主動(dòng)承擔(dān)的任務(wù)。通過融入碳中和政策、借助互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)課程內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法賦能、創(chuàng)新“教學(xué)+討論”教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的逐步提升，有助于學(xué)生了解環(huán)境科學(xué)的發(fā)展歷程、核心理論、基本方法及學(xué)科前沿，強(qiáng)化學(xué)生正確的環(huán)境倫理觀，提升學(xué)生的綠色環(huán)保意識(shí)。

關(guān)鍵詞｜環(huán)境科學(xué)概論；學(xué)科交叉；碳達(dá)峰；碳中和；教學(xué)改革

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1 引言

我國(guó)在《巴黎協(xié)定》簽署5周年之際，向世界宣示了2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的國(guó)家目標(biāo)［1］。在當(dāng)前我國(guó)碳中和政策的潮流趨勢(shì)下，環(huán)境學(xué)科的建設(shè)和發(fā)展對(duì)貫徹可持續(xù)發(fā)展方針、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、確保如期實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)負(fù)有特殊的歷史使命?！董h(huán)境科學(xué)概論》是環(huán)境科學(xué)的先導(dǎo)課程，該課程以人類—地球環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)的基本原理和環(huán)境科學(xué)相關(guān)理論基礎(chǔ)為依據(jù)，系統(tǒng)論述了環(huán)境的發(fā)生、發(fā)展和人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，深入分析了環(huán)境問題的產(chǎn)生和原因。針對(duì)人類面臨的全球環(huán)境危機(jī)，分析了環(huán)境科學(xué)技術(shù)、方法和應(yīng)用，概述了環(huán)境管理理念與實(shí)踐過程，以應(yīng)對(duì)環(huán)境科學(xué)學(xué)科的綜合性和復(fù)雜性［2］。由于環(huán)境問題與社會(huì)發(fā)展息息相關(guān)，人們對(duì)環(huán)境問題的認(rèn)識(shí)也隨著時(shí)間而發(fā)生變化，因此作為環(huán)境科學(xué)專業(yè)的先導(dǎo)課程，《環(huán)境科學(xué)概論》的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生了解環(huán)境科學(xué)理論基礎(chǔ)、技術(shù)與方法，提高自身的環(huán)境素質(zhì)和基本能力，以利于后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。

因此，在“雙碳”背景下，教師在《環(huán)境科學(xué)概論》的教學(xué)過程中，首先要對(duì)碳達(dá)峰、碳中和的相關(guān)政策進(jìn)行詳細(xì)解讀，充分發(fā)掘環(huán)境科學(xué)與“雙碳”的契合點(diǎn)，讓學(xué)生明確環(huán)境科學(xué)在解決環(huán)境污染問題中的不可替代性。通過拓展相關(guān)專業(yè)課程知識(shí)（如環(huán)境化學(xué)、水污染控制工程等），逐步吸收與融合，再借助各種有效的媒介和途徑傳遞給學(xué)生。通過《環(huán)境科學(xué)概論》課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)環(huán)境及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生正確的環(huán)境倫理觀和科學(xué)思維，提升環(huán)境專業(yè)學(xué)生的使命感，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的積極性。

2 《環(huán)境科學(xué)概論》課程教學(xué)存在的問題

2.1 教材陳舊

目前，在各高校的教學(xué)中，《環(huán)境科學(xué)概論》使用最多的教材是由楊志峰、劉靜玲等在第一版（2004年）的基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂，由高等教育出版社于2010年正式出版的《環(huán)境科學(xué)概論》第二版。該教材相比于第一版，語言更加精煉，內(nèi)容更加豐富，重要的知識(shí)點(diǎn)更加突出。該書共包含四篇：《環(huán)境與環(huán)境問題》《環(huán)境科學(xué)的理論基礎(chǔ)》《環(huán)境科學(xué)技術(shù)與方法》《環(huán)境管理與時(shí)間》。但是，由于出版時(shí)間較早，書中部分內(nèi)容過于陳舊，無法滿足當(dāng)前時(shí)代背景下的教學(xué)需求。例如，第一篇《環(huán)境與環(huán)境問題》的5.1小節(jié)《全球變暖》中，列舉了1990年及2000年大氣中CO2體積分?jǐn)?shù)，分別為350和368 ppm。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年大氣中CO2體積濃度已達(dá)410 ppm以上，局部地區(qū)（如我國(guó)浙江臨安監(jiān)測(cè)站）甚至高達(dá)430 ppm［3］。因此，該教材中數(shù)據(jù)落后，不能反映近年來大氣中CO2濃度的變化情況，而清楚了解大氣中CO2濃度變化對(duì)于深刻認(rèn)識(shí)目前全球范圍內(nèi)所面臨的溫室效應(yīng)等氣候問題至關(guān)重要。此外，教材中全球環(huán)境變化知識(shí)較為缺乏。如大氣環(huán)境方面，與人們生活息息相關(guān)的問題已經(jīng)從“酸雨”“光化學(xué)煙霧”等轉(zhuǎn)移到“PM2.5”“霧霾”等。因此，如果教材內(nèi)容更新及時(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)更為全面，涉及的前沿知識(shí)更多，無疑會(huì)更有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境倫理觀，提升學(xué)生對(duì)環(huán)境保護(hù)的使命感，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的興趣。

2.2 課堂模式單一

隨著化學(xué)和化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展，各種環(huán)境問題日益突出，隨著可持續(xù)發(fā)展理論和“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的相繼提出，環(huán)境科學(xué)在人類發(fā)展進(jìn)程中的重要性日益凸顯［4］。環(huán)境科學(xué)是一門交叉性較強(qiáng)的學(xué)科，該學(xué)科的發(fā)展除了遵循其自身的發(fā)展規(guī)律外，還必須不斷吸取其他相關(guān)學(xué)科的理論和方法，才能不斷完善。因此，環(huán)境科學(xué)的發(fā)展不僅呈現(xiàn)較強(qiáng)的交叉性和綜合性，還在不斷吸收時(shí)代發(fā)展所帶來的特殊性。因此，《環(huán)境科學(xué)概論》這門課程所覆蓋的領(lǐng)域和涉及的內(nèi)容極其廣泛。因此，在較短的課時(shí)安排中，如何較好地完成《環(huán)境科學(xué)概論》課程的教學(xué)任務(wù)，避免走馬觀花式的“淺嘗輒止”，對(duì)專任教師來說具有一定的挑戰(zhàn)性。與其他課程一樣，部分教師在講授該課程的過程中，為了在有限的時(shí)間內(nèi)完成大量課程內(nèi)容，迫不得已選擇了“灌輸式”的課堂講授方式。枯燥的教學(xué)內(nèi)容、單一的教學(xué)模式、緊湊的教學(xué)過程，導(dǎo)致師生之間缺少互動(dòng)和交流，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣［5］。這樣一來，學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性都較差，不僅不能較好地完成環(huán)境科學(xué)先導(dǎo)課程的學(xué)習(xí)，而且還會(huì)影響后續(xù)其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)積極性，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)環(huán)境專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是極其不利的。

2.3 教學(xué)資源更新慢

課堂效果和教師水平的提高一定程度上受到教學(xué)資源豐富程度的影響。一方面，高等教育出版社官方網(wǎng)站提供了與《環(huán)境科學(xué)概論》第二版相配套的PPT課件。然而，由于教材本身內(nèi)容陳舊，課件中相關(guān)內(nèi)容同樣無法適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)需要。除此之外，由于教學(xué)手段的多元化發(fā)展，多媒體教學(xué)方式也日新月異，各種“線下”和“線上”的教學(xué)平臺(tái)也在不斷沖擊當(dāng)前傳統(tǒng)的教學(xué)方式［6］。然而，由于《環(huán)境科學(xué)概論》覆蓋的領(lǐng)域廣，涉及的內(nèi)容多，教師需要不斷地完善相關(guān)課件，整體難度較大且周期較長(zhǎng)，因此就導(dǎo)致一些教學(xué)和科研任務(wù)繁重的教師沒有時(shí)間去不斷學(xué)習(xí)環(huán)境科學(xué)的前沿知識(shí)，更沒有精力去不斷完善教學(xué)課件。如此一來，在客觀和主觀因素雙重作用下，教學(xué)資源的落后可能使課堂更加沉悶，無疑是提高教學(xué)教育效果的障礙。

3 “雙碳”背景下《環(huán)境科學(xué)概論》課程教學(xué)改革

碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)對(duì)我國(guó)是挑戰(zhàn)，也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境與氣候的可持續(xù)發(fā)展的新的機(jī)遇。由于環(huán)境問題是隨著社會(huì)發(fā)展和人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)程度不斷發(fā)生變化的，因此環(huán)境科學(xué)所關(guān)注的內(nèi)容也在不斷發(fā)展，推動(dòng)著《環(huán)境科學(xué)概論》的教學(xué)改革，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家需求。因此，在“雙碳”背景下對(duì)《環(huán)境科學(xué)概論》課程進(jìn)行教學(xué)改革，促進(jìn)教學(xué)教育效果的提升，顯得非常迫切?；谝陨戏治?，在“碳中和”背景下，借助“互聯(lián)網(wǎng)+”，可以從以下幾個(gè)思路對(duì)《環(huán)境科學(xué)概論》課程進(jìn)行教學(xué)改革。

3.1 信息融入

自工業(yè)革命以來，大氣中CO2濃度逐年上升，全球性的氣候變暖問題成為人類面臨的巨大挑戰(zhàn)之一?！疤贾泻汀辈粌H是聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約《巴黎協(xié)定》所規(guī)定的目標(biāo)，是世界潮流，也是我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化做出的策略。教師可以根據(jù)國(guó)家相關(guān)政策，解讀環(huán)境科學(xué)在碳中和行動(dòng)中的發(fā)展方向時(shí)融入相關(guān)的課程思政元素，不斷完善教學(xué)材料。例如，《全球環(huán)境變化》這一節(jié)包含全球變暖、臭氧層耗竭、酸雨危害加劇、全球生態(tài)系統(tǒng)退化和環(huán)境安全及國(guó)際合作等內(nèi)容，教師在教學(xué)時(shí)可以重點(diǎn)介紹全球變暖問題，通過解讀近年來大氣中CO2濃度的變化趨勢(shì)，引出我國(guó)“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)。因此，在教學(xué)過程中可適當(dāng)增加對(duì)碳中和政策的解讀，深入剖析“雙碳”與環(huán)境科學(xué)之間的關(guān)系，可以讓學(xué)生清楚“碳中和”目標(biāo)的科學(xué)內(nèi)涵、相關(guān)政策制定原因與意義，同時(shí)明確當(dāng)今社會(huì)日益突出的環(huán)境問題對(duì)環(huán)境學(xué)科發(fā)展提出的新要求。

另一方面，在“雙碳”背景下，各行各業(yè)都在尋找解決之策。目前，世界溫室氣體的排放主要是CO2，對(duì)于CO2的捕集和利用是眾多科研工作者所關(guān)注的熱點(diǎn)［7］。實(shí)現(xiàn)CO2的資源化利用能夠在控制大氣中CO2濃度的同時(shí)，將其轉(zhuǎn)化為有利用價(jià)值的化學(xué)品，實(shí)現(xiàn)廢棄碳資源的循環(huán)利用，一直是眾多研究者們的主攻領(lǐng)域。例如，以CO2為原料，生產(chǎn)尿素、碳酸二甲酯、聚醚酯多元醇等［8］。因此，在教學(xué)過程中，可以對(duì)碳的循環(huán)進(jìn)行補(bǔ)充和拓展，融入“雙碳”政策、拓展CO2資源化利用的相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科交叉視野。

3.2 汲取前沿

《環(huán)境科學(xué)概論》不僅與自然科學(xué)學(xué)科、工程學(xué)科緊密交叉，而且還與社會(huì)、管理、政治等人文學(xué)科相互滲透，使得當(dāng)前環(huán)境科學(xué)學(xué)科的發(fā)展呈現(xiàn)出較強(qiáng)的綜合性和交叉性特點(diǎn)。因此，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，汲取更前沿的知識(shí)，完善教學(xué)課件，或使用相關(guān)的音像資料進(jìn)行講解，重點(diǎn)突出環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究前沿和典型案例，可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，在《全球變暖》這一節(jié)，雖然對(duì)溫室效應(yīng)的原理做了介紹，但并未對(duì)全球氣候變暖的原因、危害以及全球應(yīng)對(duì)策略等方面做進(jìn)一步探討。因此，授課教師可以在課堂上提出問題，引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，對(duì)氣候變暖的學(xué)習(xí)進(jìn)行拓展，去探究產(chǎn)生溫室效應(yīng)的主要原因，同時(shí)結(jié)合相關(guān)的環(huán)境政策，認(rèn)識(shí)我國(guó)在應(yīng)對(duì)全球氣候變暖問題上的大國(guó)擔(dān)當(dāng)。這樣一來，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立分析、解決問題的能力，也能夠讓學(xué)生了解與自己專業(yè)相關(guān)的國(guó)家政策，提升學(xué)生對(duì)環(huán)境保護(hù)專業(yè)的認(rèn)識(shí)水平。

教學(xué)與科研是不可分割的，二者之間相輔相成［2］。因此，教師要有針對(duì)性地選取一些新的科學(xué)研究知識(shí)，完善教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)也能開闊學(xué)生的視野，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，教師可以從與環(huán)境相關(guān)的高水平國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊（如Environmental Science & Technology、Water Research、Chemosphere等）獲取國(guó)內(nèi)外有關(guān)環(huán)境修復(fù)技術(shù)、環(huán)境問題、環(huán)境監(jiān)測(cè)手段、碳中和技術(shù)等方面的最新發(fā)展情況［9］。并且，要做到以科研促教學(xué)，積極參加國(guó)內(nèi)的環(huán)境學(xué)科及相關(guān)主題的學(xué)術(shù)會(huì)議，了解國(guó)內(nèi)外環(huán)境領(lǐng)域的相關(guān)學(xué)術(shù)前沿知識(shí)，并以此對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，有針對(duì)性地設(shè)置相關(guān)的專題內(nèi)容，使學(xué)生能夠更多地接觸與國(guó)際學(xué)術(shù)前沿接軌的專業(yè)知識(shí)。

3.3 優(yōu)化課堂

采用“教學(xué)+討論”的教學(xué)模式有利于學(xué)生加深對(duì)環(huán)境學(xué)科的認(rèn)識(shí)，從而更加明確學(xué)習(xí)《環(huán)境科學(xué)概論》課程的目的。例如，在第一章《環(huán)境與環(huán)境問題》的學(xué)習(xí)中，在講授環(huán)境問題時(shí)，可以用“全球十大污染事件”作為討論題目，讓學(xué)生通過自學(xué)對(duì)相關(guān)污染事件的背景、原因、危害以及背后的化學(xué)原理和應(yīng)對(duì)策略等進(jìn)行討論，最后通過分組展示的方法進(jìn)行總結(jié)。這樣可以極大地加深學(xué)生對(duì)環(huán)境問題的認(rèn)識(shí)，從而理解環(huán)境學(xué)科的特殊使命。此外，一些章節(jié)在融入了“碳中和”主題后特別適合采用“教學(xué)+討論”教學(xué)模式進(jìn)行授課。例如，第三篇《環(huán)境污染控制》與碳中和技術(shù)密切相關(guān)。在進(jìn)行這章教學(xué)時(shí)，可以以光催化水體污染物（如染料、農(nóng)藥、抗生素等）去除技術(shù)為案例，引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)進(jìn)行自學(xué)并進(jìn)行分組討論：光催化技術(shù)的基本原理是什么？與傳統(tǒng)污染修復(fù)技術(shù)相比，其優(yōu)勢(shì)在哪里？當(dāng)前光催化技術(shù)面臨著哪些實(shí)際問題？最后做總結(jié)匯報(bào)。這樣一來，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)，既了解了一些傳統(tǒng)的污染環(huán)境修復(fù)技術(shù)，也接觸到一些符合碳中和政策的新型環(huán)境修復(fù)技術(shù)。與傳統(tǒng)的教師單方面講授課本知識(shí)、學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的教學(xué)模式相比，采用“教學(xué)+討論”教學(xué)模式不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，還能夠拓展學(xué)生的學(xué)科交叉視野，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力［10］。

4 結(jié)論

本論文基于碳中和政策，根據(jù)環(huán)境科學(xué)與環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)和人才培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)《環(huán)境科學(xué)概論》課程教學(xué)所存在的問題和改革進(jìn)行了初步探討。在“碳中和”的背景下，將《環(huán)境科學(xué)概論》教學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)有機(jī)結(jié)合進(jìn)行教學(xué)改革，融入“碳中和”相關(guān)知識(shí)，不斷補(bǔ)充和完善新的教學(xué)知識(shí)以彌補(bǔ)教材知識(shí)陳舊、內(nèi)容過時(shí)的不足；同時(shí)，充分利用多元化的途徑，讓學(xué)生多角度地學(xué)習(xí)有關(guān)環(huán)境學(xué)科的知識(shí)，創(chuàng)新“教學(xué)+討論”教學(xué)模式，增加學(xué)生和教師之間的互動(dòng)，讓學(xué)生能夠從理論、思維和方法上把握課程的主要內(nèi)容，提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，從而提升教學(xué)教育的效果。

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Discussion on Teaching Improvement of Introduction to Environmental Science under the Background of Carbon Peaking and Carbon Neutrality

Tian Fengyu

Yangtze Universit， Jingzhou

Abstract： Under the background carbon peaking and carbon neutrality， it is a necessary to carry out reform exploration and practical research on the teaching of “Introduction to Environmental Science”. By integrating carbon neutral policies， empowering course content， teaching mode and teaching method through the internet， and innovating the teaching model of “teaching and discussion”， the teaching effect will gradually be improved. Therefore， it can help students to understand the development history， core theories， basic methods and subject frontiers of environmental science， strengthen their environmental ethics and awareness.

Key words： Introduction to environmental science; Interdisciplinary; Carbon peaks; Carbon neutral; Teaching reform