基于案例應用的環境系統分析課程教學改革初探

張園+鄒叢陽

摘 要：該文介紹了基于案例應用的環境系統分析課程教學改革，即環境系統分析課程選擇以課堂教學為理論基礎，同時加入上機模擬、課程設計、科研項目及現場教學等多種可應用實際案例的方式，讓學生能夠將課程知識與案例進行充分結合并應用分析，從而調動學生學習的積極主動性，使學生能夠高效顯著地認識解決環境問題，使其能夠在環境影響評價與環境系統規劃中得到實際驗證及應用。此外，加入案例應用的教學方式還能夠確切體現社會的指向性，為高校教育賦予了更實用的應用價值。

關鍵詞：環境系統分析；案例應用；教學改革

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）19-0116-3

Teaching Reform of Environmental System Analysis Course Based on Case Application

Zhang Yuan et al.

（Suzhou University of Science and Technology，Suzhou215009，China）

Abstract：During the teaching process of Environmental System Analysis，classroom teaching is considered as the theoretical basis，while model simulation and curriculum design have also been added，which can be applied to the actual case of scientific research project and field teaching，therefore，the curriculum knowledge and cases are fully combined with applied analysis，so as to mobilize the enthusiasm of students' learning initiative. The students can understand，obviously to solve environmental problems，so that it can get the actual verification and application in environmental impact assessment and environmental planning system. In addition，joining application case teaching method can correctly reflect the social orientation and give more practical application value for college education.

Key words： Environmental systems analysis；Teaching ideas；Reform of teaching methods

1 前言

環境系統分析是指以環境質量的變化規律、污染物對人體和生態的影響、環境自凈能力以及有關環境工程技術原理為依據，運用系統工程學的理論和方法，研究如何建立起一個合理的環境污染預防控制系統的數學模型，并研究如何利用它來分析各種污染控制過程可調因素（或各種可替代方案）對環境目標或費用、能耗等的影響，以及尋求最優決策方案。而《環境系統分析》課程是我國高等院校環境專業一門專業基礎課，該課程以環境科學、環境經濟學、環境工程學和系統工程學的基本理論為理論基礎，并以數學建模、計算科學、環境影響評估方法、生命周期評估、系統化的圖與網絡分析方法作為專門的技術基礎，要求學生理解環境系統分析的基本知識和研究方法，并應用數學語言對環境系統各組成要素之間的關系進行描述，通過數學上的演繹推理和分析求解，掌握污染物在不同環境系統或介質（如大氣與水）中的運動規律，并發掘出環境系統發展的內在規律，進而尋求到解決環境與經濟之間矛盾的有效途徑，使其能夠在環境影響評價與環境系統規劃中得到實際驗證及應用。

環境系統分析作為一門新興學科，內容體系綜合性強，涉及多要素、多學科知識，既要求學生有寬泛的知識面，又要有扎實的化學基礎、數學分析基礎，此外學習內容還具有廣泛的實踐應用性。一方面，課程中所涉及的污染物遷移轉化規律，基本都是源于實際污染事件的發生和管理研究；另一方面，由于這些知識多屬經實踐驗證的結論性規律或結果，對于初涉環境專業的學生來講，內容相對抽象，加上數理運算推導，理解起來有一定難度，只有結合實際，通過實地參觀、實驗操作等實踐性教學，才能更好的加深學生的理解和消化。

因此，通過學習這門課程，并將課程知識結合案例應用分析，使學生能夠高效并顯著地認識環境問題，并對其參與制定撰寫環境規劃管理方案、環境影響評價等工作有重要意義。為此，本文通過對案例應用在環境系統分析授課過程中的價值及意義進行探討，以期為該課程提供更為有效的教學方式，從而提高學生對課程知識點的接受度，并鍛煉其對所學內容的實際操作能力。

2 當前教學方式現狀

由于環境系統分析課程是集環境科學與計算機軟件緊密結合且實踐性極強的專業課程，故適宜以案例式、項目式的教學方式進行。當前我國高校環境系統分析采用的教學方式主要有：課程教學、模擬教學。環境系統分析具有極高的綜合運用性，也具有極高的抽象性，在課程教學中對教師教學生動性表達水平要求較高，且對學生邏輯計算能力要求較高，故僅靠傳統課程教學是很難讓學生充分理解課程內容的。而在模擬教學當中，由于模擬教學項目與真實環境評價、環境管理工作相差甚遠，模擬環境過于僵化、教條、死板，過于強調技術、流程，往往會使學生割裂對環境規律整體的認識，弱化對學生系統分析能力的培養，使學生缺乏實際情況處理的靈活性，無法使學生真正理解系統分析的內涵與精髓，此外在考核時也缺乏標準性。endprint

故以當前環境系統分析近年的教學研究與實踐經驗為基礎，筆者認為理論的系統化和實踐的實用化是確保該課程教學效果的兩個基礎，從而彌補傳統理論教學的呆板性，和模擬教學的虛擬性。筆者認為，在環境系統分析課程的實際教學當中，添加案例應用以實現兩者的均衡最佳結合，會使得學生理論知識的應用水平獲得飛躍性的進步，且這種進步的效果是僅靠理論教學和模擬教學無法取得的。但如何合理的運用案例且以何種方式融入案例進行實踐仍是目前高等院校環境專業教學改革思索與研究的問題。

3 案例應用教學的實踐價值

對教師而言，使學生能夠最大化地將學到的理論知識和理念靈活、準確地用于管理環境信息，并系統地分析具體的環境污染流程，從而獲取最優決策方案指導環境規劃和控制環境污染具有重要意義，該過程是對學生理論結合實際的綜合能力的培養。針對當代大學生個性張揚、思維活躍、渴求知識的心理，經常在課堂上結合實際的案例進行分析，激發學生進行探討和思維的能力，引導學生解決實際問題與創業的積極性。因此，將案例分析實際應用在環境系統分析課程上，既是針對該課程內在實踐性要求而開設的必要環節，又是讓學生擴大視野、豐富經驗、提升能力的有效補充。

筆者在教授環境系統分析課程時，為彌補當前各類教學方式的不足之處，最終選取以下5種方式進行授課教學：（1）采用基于多媒體、網絡等新型媒體技術的多媒體教學方式；（2）采用教師講授和引導式、討論式、參與式等多種方式相結合的教學手段；（3）引入水污染控制及大氣污染控制工程實例和教師的科研成果等，開展研究型教學；（4）充分利用學校的現有資源，有針對性地開展現場教學，理論和實際相結合；（5）以項目研究的形式提升對學生的資料查閱能力、方案設計和工程設計計算能力、創新意識、表達能力和團隊合作精神等綜合素養的培養和鍛煉。

上述授課方式中，前期以教師講授的課堂教學為知識儲備基礎，后期會讓學生以案例應用的形式，通過讓學生分別利用網絡多媒體上機模擬、參與課程設計、科研項目及教師現場教學等方式進行實際的探討和應用，從而達到“產學研”一體的高效教學體系。

利用與課堂教師授課相匹配的知識點，通過上機環節讓學生體驗系統模型軟件化的優勢，通過半虛擬半真實的項目設置，讓學生以團隊協作的形式進入項目，模擬各環境介質的污染控制過程，例如讓學生自己動手參與軟件的參數輸入、結果輸出過程，從而對水質模型的基本原理有進一步的深刻認識和理解，且上機時所采用的案例數據分析模式與實際貼近，讓學生通過多媒體操作對知識點有初步的使用感。

隨后，通過相配套的課程設計環節將實際環保案例納入。環境系統分析課程設有豐富的、典型的、動態更新的案例庫，如大氣污染企業的廠址設置研究、污水處理廠廠址、處理能力的設計、太湖流域水污染現狀分析與治理研究等。讓學生以團隊的形式完成類似上述案例類型的獨立的環境系統分析課題，使其對環境系統分析課程的完整應用有了相對較為深刻地認識，且能夠大大提高學生的參與度。

在社會實踐方面，為了讓學生能夠更好的利用環境系統分析知識認識和解決環境問題，組織學生到就近的污水處理廠、環境監測站參觀，參與一些水質和大氣方面的監測工作，使學生結合實際的系統分析理論知識，進一步提高他們分析問題和解決問題的能力。

此外，依據本課題組教師與企事業單位深度合作的優勢，鼓勵學生提前體驗學以致用的價值，將學生實際帶入到課題項目中來，以科研立項的形式并伴有老師的現場教學，讓學生參與了《水質斷面達標方案》的實地調研與方案編寫、工業企業VOCs普查及VOCs排放量的模型計算等課題項目，實際體驗環境系統分析課程在市場上的需求。依據環境專業學生專業能力培養、創業科研能力培養要求開發并建立企業參與下的案例式、項目式應用性實踐性強的教學模式。

在環境系統分析的教學課程中，筆者通過課堂教學讓學生熟悉了解相關知識點，并讓學生以此為基礎，分別運用網絡多媒體上機模擬、課程設計、科研項目及教師現場教學等教學方式有機會結合參與實際案例的實踐，并對案例進行數學模型擬合及軟件分析模擬，以探究環境系統的污染控制過程，從而探討工程設計與規劃方案等項目的可實施性。隨著社會發展和市場需求，教學內容往往更具時效性，越多的接觸和參與到實時的實際應用案例，同學們對知識點的鞏固和轉化能力就會越強，對社會發展的實時適應性就會越強。因此，在環境系統分析課程中，加入案例應用的教學方式不僅能夠充分調動學生學習的積極主動性，還能夠確切體現社會的指向性，為高校教育賦予了更實用的應用價值。

4 結語

環境系統分析因其自身具有廣泛的學科跨度，抽象性和邏輯性較強，故對學生的知識轉化應用能力要求也相對較高。故為了讓學生能夠充分意識到環境系統分析在解決實際環境問題時的工具性，及其廣泛的應用價值和市場價值，在授課過程中讓學生以不同的參與方式（如網絡多媒體上機模擬、參與課程設計、科研項目及案例現場教學）接觸到實際案例并學習應用，這不僅能夠加深學生對課程基礎理論知識的理解，還能夠提高其解決實際環境問題、控制受污環境的實踐能力。當然，在增加案例應用的前提下，還是需要充分體現教師指導下的以學生為中心的教學模式，以學生為認知主體，充分調動學生的積極性和能動性，給予學生充足的理論結合實際的案例應用空間。通過新的教學改革與實踐，使教學質量有了一定提高，取得了初步的教學效果。為了適應信息技術的飛速發展，進一步提高教學水平，筆者將繼續探索新的教學方法，不斷創新改進課程教育改革模式，建設新的評估指標體系，以利于創新性人才培養，促進教學效果更上一層樓。

參考文獻

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（責編：張宏民）endprint