田逢雨

摘 要｜在“雙碳”（碳達峰、碳中和）背景下，積極開展《環(huán)境科學(xué)概論》課程教學(xué)的改革探索和實踐研究是高校教師必須主動承擔(dān)的任務(wù)。通過融入碳中和政策、借助互聯(lián)網(wǎng)平臺對課程內(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。

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

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1 引言

我國在《巴黎協(xié)定》簽署5周年之際，向世界宣示了2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和的國家目標(biāo)［1］。在當(dāng)前我國碳中和政策的潮流趨勢下，環(huán)境學(xué)科的建設(shè)和發(fā)展對貫徹可持續(xù)發(fā)展方針、推進生態(tài)文明建設(shè)、確保如期實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)負有特殊的歷史使命?！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)展和人類活動對環(huán)境的影響，深入分析了環(huán)境問題的產(chǎn)生和原因。針對人類面臨的全球環(huán)境危機，分析了環(huán)境科學(xué)技術(shù)、方法和應(yīng)用，概述了環(huán)境管理理念與實踐過程，以應(yīng)對環(huán)境科學(xué)學(xué)科的綜合性和復(fù)雜性［2］。由于環(huán)境問題與社會發(fā)展息息相關(guān)，人們對環(huán)境問題的認識也隨著時間而發(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，首先要對碳達峰、碳中和的相關(guān)政策進行詳細解讀，充分發(fā)掘環(huán)境科學(xué)與“雙碳”的契合點，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（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)動學(xué)生對后續(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，重要的知識點更加突出。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)境管理與時間》。但是，由于出版時間較早，書中部分內(nèi)容過于陳舊，無法滿足當(dāng)前時代背景下的教學(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體積分數(shù)，分別為350和368 ppm。據(jù)統(tǒng)計，2020年大氣中CO2體積濃度已達410 ppm以上，局部地區(qū)（如我國浙江臨安監(jiān)測站）甚至高達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濃度變化對于深刻認識目前全球范圍內(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，相關(guān)數(shù)據(jù)更為全面，涉及的前沿知識更多，無疑會更有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境倫理觀，提升學(xué)生對環(huán)境保護的使命感，激發(fā)學(xué)生對專業(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)較強的交叉性和綜合性，還在不斷吸收時代發(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?？菰锏慕虒W(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和交流，無法調(diào)動學(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)，而且還會影響后續(xù)其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)積極性，這對于實現(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，因此就導(dǎo)致一些教學(xué)和科研任務(wù)繁重的教師沒有時間去不斷學(xué)習(xí)環(huán)境科學(xué)的前沿知識，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

碳達峰和碳中和目標(biāo)對我國是挑戰(zhàn)，也是實現(xiàn)經(jīng)濟、能源、環(huán)境與氣候的可持續(xù)發(fā)展的新的機遇。由于環(huán)境問題是隨著社會發(fā)展和人們對它的認識程度不斷發(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，推動著《環(huán)境科學(xué)概論》的教學(xué)改革，以適應(yīng)社會發(fā)展和國家需求。因此，在“雙碳”背景下對《環(huán)境科學(xué)概論》課程進行教學(xué)改革，促進教學(xué)教育效果的提升，顯得非常迫切?；谝陨戏治觯凇疤贾泻汀北尘跋?，借助“互聯(lián)網(wǎng)+”，可以從以下幾個思路對《環(huán)境科學(xué)概論》課程進行教學(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，也是我國應(yīng)對氣候變化做出的策略。教師可以根據(jù)國家相關(guān)政策，解讀環(huán)境科學(xué)在碳中和行動中的發(fā)展方向時融入相關(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)境安全及國際合作等內(nèi)容，教師在教學(xué)時可以重點介紹全球變暖問題，通過解讀近年來大氣中CO2濃度的變化趨勢，引出我國“碳達峰、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，同時明確當(dāng)今社會日益突出的環(huán)境問題對環(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，對于CO2的捕集和利用是眾多科研工作者所關(guān)注的熱點［7］。實現(xiàn)CO2的資源化利用能夠在控制大氣中CO2濃度的同時，將其轉(zhuǎn)化為有利用價值的化學(xué)品，實現(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，可以對碳的循環(huán)進行補充和拓展，融入“雙碳”政策、拓展CO2資源化利用的相關(guān)知識，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、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)出較強的綜合性和交叉性特點。因此，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，汲取更前沿的知識，完善教學(xué)課件，或使用相關(guān)的音像資料進行講解，重點突出環(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)，雖然對溫室效應(yīng)的原理做了介紹，但并未對全球氣候變暖的原因、危害以及全球應(yīng)對策略等方面做進一步探討。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)資源進行自主學(xué)習(xí)，對氣候變暖的學(xué)習(xí)進行拓展，去探究產(chǎn)生溫室效應(yīng)的主要原因，同時結(jié)合相關(guān)的環(huán)境政策，認識我國在應(yīng)對全球氣候變暖問題上的大國擔(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)的國家政策，提升學(xué)生對環(huán)境保護專業(yè)的認識水平。

教學(xué)與科研是不可分割的，二者之間相輔相成［2］。因此，教師要有針對性地選取一些新的科學(xué)研究知識，完善教學(xué)內(nèi)容，同時也能開闊學(xué)生的視野，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，教師可以從與環(huán)境相關(guān)的高水平國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊（如Environmental Science & Technology、Water Research、Chemosphere等）獲取國內(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)，積極參加國內(nèi)的環(huán)境學(xué)科及相關(guān)主題的學(xué)術(shù)會議，了解國內(nèi)外環(huán)境領(lǐng)域的相關(guān)學(xué)術(shù)前沿知識，并以此對教學(xué)內(nèi)容進行相應(yīng)的調(diào)整，有針對性地設(shè)置相關(guān)的專題內(nèi)容，使學(xué)生能夠更多地接觸與國際學(xué)術(shù)前沿接軌的專業(yè)知識。

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)生加深對環(huán)境學(xué)科的認識，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，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)對策略等進行討論，最后通過分組展示的方法進行總結(jié)。這樣可以極大地加深學(xué)生對環(huán)境問題的認識，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)。在進行這章教學(xué)時，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)生查閱文獻進行自學(xué)并進行分組討論：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)勢在哪里？當(dāng)前光催化技術(shù)面臨著哪些實際問題？最后做總結(jié)匯報。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、學(xué)生被動接受知識的教學(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)科特點和人才培養(yǎng)目標(biāo)，對《環(huán)境科學(xué)概論》課程教學(xué)所存在的問題和改革進行了初步探討。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)有機結(jié)合進行教學(xué)改革，融入“碳中和”相關(guān)知識，不斷補充和完善新的教學(xué)知識以彌補教材知識陳舊、內(nèi)容過時的不足；同時，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，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，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)生的積極性和主動性，從而提升教學(xué)教育的效果。

參考文獻

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［9］胡長興，李威，高夫燕，等．利用外文期刊進行工程專業(yè)外語教學(xué)可行性及效益初探［J］．現(xiàn)代企業(yè)教育，2013（12）：487．

［10］翁攀峰，楊伊．“課堂+網(wǎng)絡(luò)+討論”混合式教學(xué)的實踐——以溫州醫(yī)科大學(xué)《基礎(chǔ)》課為例［J］．教育教學(xué)論壇，2019（12）：186-187．

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