环境学科发展与课程体系建设

贺克斌 吴烨

编者按：建设一流专业是办好一流本科、培养一流人才的基础和支撑。近年来，党和国家高度重视生态文明建设，十九大报告提出要加快生态文明体制改革，建设美丽中国。新时代赋予了环境人才培养新使命，因此，本刊特组织本组环境类专业教学改革系列文章，以期推动我国环境类专业建设和人才培养。

摘 要：环境治理和环境质量提升是重大国家需求，不仅为环境学科发展提供了强大的牵引力，同时也提出了更高层次的要求。环境学科发展已经高度体现出学科交叉、通专融合，科学、工程与管理相结合以及国际化的趋势。高校环境学科的课程体系设置是人才培养中最基本的环节，课程体系的改革完善在学科发展、人才培养中尤为重要。因此，本文就环境学科发展趋势、环境人才培养面临的新问题和新要求以及新时代背景下课程体系建设等方面进行了探讨，以期更好推动环境学科发展与课程体系建设。

关键词：环境学科；新时代；全球胜任力；课程体系建设；人才培养

一、环境治理是国家重大需求

长期以来，我国的环境问题存在着复杂性和严重性等特点，社会各界对环境质量的关注和迫切需求在最近几年更是达到前所未有的高度。十九大报告提出，必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，像对待生命一样对待生态环境，统筹山水林田湖草系统治理，实行最严格的生态环境保护制度，形成绿色发展方式和生活方式，坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，建设美丽中国，为人民创造良好生产生活环境，为全球生态安全作出贡献。环境治理，已经成为我国的重大而迫切的现实需求。

在大气复合污染方面，全世界存在着酸沉降、城市光化学烟雾、区域细颗粒物三类大气环境污染，目前我国在酸沉降治理方面已经取得了标志性的胜利，正在积极治理区域细颗粒物污染，同时主动预防城市光化学烟雾污染。我国在大气复合污染综合治理方面已经初见成效，部分污染物（如二氧化硫）在世界范围内的排放量排名已经有所下降，这完全是依靠我国污染治理技术水平的提升来实现的。同时，我们用短短30年的时间走过了发达国家100年的发展道路，不可避免地面临着更多、更集中的环境治理问题，如近年来的区域PM2.5污染治理，其形成涉及多污染源和多污染物，形成机制和区域间相互影响仍需要深入研究，因此我们要不断创新，找准污染来源，认识污染成因，准确预报预警，科学控制规划。2013年9月，国务院印发《大气污染防治行动计划》（以下简称“大气十条”）；2013年9月，环保部启动了清洁空气研究计划；2015年，科技部启动国家重点研发计划大气污染防治重点专项。大气环境持续改善的迫切需求、科技和管理的创新，对我们环境人才培养提出了新的要求。

在水污染方面，2015年4月国务院印发《水污染防治行动计划》（以下简称“水十条”），对2020年和2030年我国地表水水质指标提出了非常明确具体的要求。但是，目前地表水水质指标与2020年和2030年工作目标还有一定差距。2016年全国地表水1 940个断面中，五类和劣五类分别占6.9%和8.6%，海河水系主要支流为重度污染，滇池仍为中度污染。水污染防治工作仍然十分艰巨，形势依然严峻。结合国家在水方面的科技需求，未来我们在重点流域、区域水质持续改善，水环境管理、水污染治理、饮用水安全保障三大技术体系构建以及典型流域驗证示范、推广应用等相关方面大有可为。

在土壤污染方面，当前我国土壤环境总体状况堪忧，部分地区污染较为严重，已成为全面建成小康社会的短板之一。更为严峻的是，我国的土壤环境保护面临着污染底数不清、监测监管和风险防控体系不健全等突出问题。因此，2016年5月国务院印发了《土壤污染防治行动计划》（以下简称“土十条”），提出未来土壤污染防治的行动目标。在欧美国家，土壤修复行业总产值占GDP比重约为0.5%，我国市场尚处于萌芽阶段，目前占GDP比重小于0.01%。随着“土十条”落地，土壤修复行业有望实现快速、健康成长，发展潜力巨大，市场规模预期可达5.02～9.52万亿元。但是目前国内土壤修复技术还在起步阶段，随着国家政策刺激和市场需求的增长，迫切需要走出专业人才匮乏的困境。

同时，我们在固体废物治理领域也面临着重大挑战。固体废物既是造成大气污染、水污染、土壤污染和生态破坏的污染源，也是气、水、土中污染物分离浓缩成为固体废物的污染汇。“大气十条”“水十条”“土十条”，分别从大气、水、土壤污染防治需求角度对固体废物管理工作做出具体部署，特别需要指出的是，固体废物处理处置需要从全生命周期的污染控制角度出发综合防控。

以上几个方面的环境污染治理挑战，即是中国所面临的，也是世界范围内共通的，需要我们以一流的工作水准解决好，这也正是环境学科发展的牵引力。

二、环境学科发展趋势

1.学科交叉，通专融合

目前国际上环境学科发展与人才培养表现出多学科之间的交叉，注重通识教育与专业教育融合的特点，大学低年段重视基础学科，高年段有丰富的跨学科/交叉性课程可供选择。

加州大学伯克利分校在全美环境学科排名中经常位列第一，该校制订了包括环境与人体健康、全球变化与生物学等6个子方向，每个方向课程建设体现高度的学科融合特点，涉及多达10个以上的学科参与课程设计和建设，大学高年段有丰富的跨学科/交叉性课程选择。比如，在“环境与人体健康”方向有35门课程可选，“全球变化与生物学”方向有23门课程，“生态”方向有34门课程，“生物多样性”方向有23门课程，“动物卫生与行为”方向有22门课程，“昆虫学”方向有10门课程，形成了非常丰富的课程体系。

斯坦福大学有2个与环境学科相关的院系。一是土木与环境工程系，偏重于建筑环境、大气/能源和水环境的交叉融合，其课程关注的尺度有城市尺度、区域尺度乃至全球尺度。二是地球、能源与环境科学学院，通过将地学、化学、经济等基础类课程融入人类环境系统、生物圈、能源科学与技术等相关研究方向，形成了能源与环境政策分析、可再生能源与绿色能源过程等一大批交叉融合课程，实现了地学、环境和能源系统的交叉融合发展。

伊利诺伊大学香槟分校本科生教育以基础学科为主，但是同样重视多学科交叉。比如农业与环境科学学院下设环境经济学与法律专业、环境经济学与政策专业、自然资源与环境科学专业、自然资源保护专业，开设课程有环境经济学、食品法、农业法、环境法、环境政策、环境与发展、环境植物学、动物生物学、地球物理系统、物理地质学、土壤学、场地实践、国际环境问题，等等。文理学院下设环境化学专业、环境地质专业、地球科学专业、地球与环境科学专业、地球与环境可持续专业，开设课程有环境化学、水文地质、气候与全球变化、环境与人类响应、地球生物圈与生态学、可持续政策和全球变化、GIS系统，等等。

2.科学、工程、管理相结合

近年来，国际上环境人才培养计划中愈来愈关注环境科学、环境工程与环境管理相结合。

哈佛大学在环境相关专业设置上，淡化了科学、工程与管理之间的界限，将三者紧密结合起来。比如地球与行星科学系开设能源与气候、大气化学与物理、大气化学等相关课程，公共卫生学院开设大气环境、人体健康和全球环境变化等相关课程；同时，哈佛大学还与麻省理工学院自2016年起共享了大气、海洋与气候导论、大气污染等相关课程。

荷兰瓦赫宁根大学的环境学科享有盛誉，经常在学科全球排名中进入前三位。在其环境科学专业中，常规课程（60学分必修课）中的导论部分包括环境科学导论、环境技术导论、环境系统分析概述可持续性转变等课程，专业基础部分包括环境政策工具、环境科学与社会、环境问题的可持续解决方案等课程；专业课程（42学分选修课）涵盖了环境政策与经济学（全球与欧盟环境法和政策、环境经济学、人文地理学、环境管理与工业、环境沟通与责任创新）、环境质量和系统分析（地球信息科学导论、土壤污染与土壤保护、水质、生态系统和景观生态学）、环境技术（环境有机化学、环境过程工程、多元数学应用、水处理）等方向的课程，学生根据所选方向自主选课。这些课程覆盖了科学、技术和管理等各个方面，并且在内容上紧密结合。

需要强调的是，现阶段来看，系统思维、大数据等在环境领域将大有作为，特别是以环境质量改善和提高为目标的时候，环境类专业学生亟须提升这些方面的知识和能力。

3.国际交流，实践创新

随着环境治理国际合作的不断深入和国际交流的持续开展，环境学科愈发重视国际交流与实地考察，从而培养环境类专业学生的全球胜任力和实践、创新能力。

国际上多所知名高校环境类专业陆续开设国际交流课程或项目。如丹麦技术大学（DTU）针对各分支专业在第5—6学期设置了必修国际交流环节，交流区域包括欧洲、非洲等各个区

域；斯坦福大学本科生参与文化环境多样性项目（对已修学分和成绩有要求）；加州大学伯克利分校本科生在智利参与国际交流项目（需先学习6个学分的相关课程）；伊利诺伊大学香槟分校本科生在哥斯达黎加参与土壤多样性与土地使用项目（2学分）。

十九大报告提出，我们要为世界问题解决贡献中国方案。就环境治理而言，很多国家对我国的环境治理技术青睐有加。随着我国“一带一路”倡议的不断推进，我们的学生在未来一定会走向国际，全球胜任力将是环境类专业学生的必备能力。

三、环境人才培养面临的新问题和新要求

1.新时代赋予环境人才培养的新使命

面向建设美丽中国的重大使命，落实大气、水、土壤污染防治行动计划等国家重大战略需求，需要我们培养环境领域高层次复合型拔尖人才，使其具有扎实的环境科学技术专业知识，宽广的通识教育基础，开阔的国际视野以及良好的交流沟通能力。

新时代环境人才培养目标对我们提出了新的要求。我们要通过厚基础高质量的绿色教育培养具有可持续发展和环保意识的工业界、学术界和政界未来领军人物，通过前沿理论和应用研究提升环境工程专业的理论和技术水平，为行业、社会和政府提供解决社会问题、提升可持续发展能力和应对全球环境问题挑战的专业技术和服务人才。

2.环境学科发展对人才培养的新要求

由于污染物的种类、浓度与组合千差万别，污染地区的社会、经济条件具有多样性，因此环境污染本身呈现出综合性、复杂性，并且还具有地域特征、时间特征，这就导致了污染控制技术的多样性和复杂性。所以，相对于其他专业而言，环境领域专业技术人才需要具备更加宽厚、系统的专业理论基础，良好的素质和综合能力以及解决复杂问题的能力。

环境领域人才需要具有宽厚基础、创新思维、全球视野。从环境学科本身发展来看，学科视野要由常规尺度转向微观尺度和宏观尺度，治理模式要由末端治理转向清洁生产、循环经济，治理技术要由传统技术转向高新技术、信息技术，治理工程要由点源治理转向面源治理、环境修复、景观建设。

3.环境问题全球化趋势对人才培养的新要求

环境问题已经成为国际关系、国际贸易的重要内容和影响国家对外形象的重要因素。作为国际合作中最活跃的领域之一，目前国际社会缔结环境相关的国际条约和其他协定超过500个，其中区域性条约/协定300多个，全球性条约/协定100多个，涉及化学品和废物、气候变化、海洋保护、生物多样性、核与辐射安全等重大环境问题。随着国际环境安全问题合作逐步深化，环境公约履约已成为解决全球环境问题、强化全球环境治理的主要手段和有效途径。深化环境治理国际合作，加快国家立法建设，切实提高履约能力，建立资金、法制、科技、宣传、执法等完备的环境履约机制，对环境人才队伍提出了更高要求。

在环境问题呈现全球化的趋势下，我国在全球环境治理和履约中扮演着非常重要的角色，我国环境人才需要深入了解国际科技发展和国际环境履约的水平和动向，才能具有国际竞争能力。在全球环境治理方面，需要环境法学、环境管理、环境科学领域专业人才，参与国际環境谈判和环保合作，建设多层次国际环境保护网络，支撑国际范围内的可持续发展；在环境公约制定方面，需要环境法学、环境政策、环境科学、环境工程领域专业人才，参与国际环境治理法律体系建设，明确国际环境责任，维护国家环境安全；在环境公约履约方面，需要环境政策、环境工程管理、环境科学、环境产业技术专业人才，参与履约机制建设和环境公约执行，研发推广最佳可行技术、最佳环境实践，提升国家履约能力；在环境公约评估和修订方面，需要环境管理、环境法学、环境技术专业人才，参与国际公约履约成效评估，促进国际环境责任落实，推动国际环境公约发展。

4.国际工程认证助推国际竞争力培养

培养具有国际竞争力的环境人才，可以借助国际认证（例如ABET），建立符合国际标准的基于学生学习成效的评估体系，促进培养目标的实现和教学质量的持续改进。通过国际工程认证，让教学评估真正从评“教”转为评“学”；通过能展示学生学习效果和能力发展的所有信息（作业、试卷、实验报告、口头报告、毕业设计、学生评价、校友评价、用人单位评价等），来评价培养计划是否能达到教学目标；直接、间接、定量、定性地来进行动态评估，促进学生多维度的综合能力持续提升。

5.培养创新性人才需要面对和思考的问题

这里提出几个问题，供大家共同探讨。一是如何构建具有吸引力的跨学科融合的新型环境学科方向？环境本质上是交叉学科，来源于多个母学科，不同母学科衍生的环境专业各具优势和特色——不同学科背景院校如何突出优势，体现特色课程、特色教学模式。二是环境专业人才教育是“专业通识教育”还是“专才教育”，如何和“大类招生”相衔接，如何协调与其他学科的关系？三是如何不断总结、提炼环境学科形成的成熟的、具有共性的专业基础理论，形成环境学科的通识教育平台？四是如何加强环境学科人才培养的国际竞争力——

如何在工程实践能力、国际环境事务管理能力等方面有效提升？

以上这些问题需要我们共同研究与不断实践，才能真正有效解决。其中一种解决思路就是首先从最基本的课程体系建设入手。

四、新时代背景下课程体系建设的思考

1.转变育人理念，实施“三位一体”教育

育人理念是课程体系建设的统领。以清华大学本科教学为例，我们认为在现有教学体系中只注重知识传授对学生未来的发展是有局限性的，未来创新人才更为重要的是要具有能力、志趣、人格以及自信心、独立性等。因此，需要转变以知识传授为核心的教育理念，向价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的教育模式转变。

2.创新课程内容，完善课程体系

（1）面向国家重大战略需求和学科前沿，开设研讨课程。鼓励院士、“千人”、长江学者等名师名家开设研讨课程，特别是新生研讨课，展示环境学科的重要价值，引导学生认识专业，了解学科前沿，深入思考，培养学生发展志趣和家国情怀。比如开设环境与发展、雾霾成因与防控、环境系统思维与大数据、能源与气候变化、水科学与水安全、环境安全与生物、土壤与环境安全、环境与化学、环境物联网，等等。

（2）完善基于能力培养的课程体系。环境学科本科教学应始终坚持“厚基础、宽口径、多样化、国际化”的人才培养理念，持续规范和改善本科教学过程，遵循国际工程教育规范，完善基于能力培养和持续改进的本科生培养模式和课程体系。课程体系切实落实“教学相长”，提高本科生的综合能力与工程能力。

（3）加强多学科交叉融合。结合“大类培养”，发展新型环境学科方向，培养具有特色的创新性环境人才。不同高校、不同母学科衍生的环境专业应各具优势和特色，只有突出优势，办出特色，才能发展壮大。因此，需要不断促进学科交叉、融合，丰富学科理论体系，加强课程内涵建设，形成环境学科课程特色；不同层次（研究型、应用型等）、不同类型（工程、科学、管理等）、不同特色（环境-健康、环境-地学、环境-生态、环境-经济、环境-法学等）的环境专业，应建立不同的人才培养使命和目标。

（4）跨学科融合形成新的环境学科课程体系和新的环境学科方向。环境学科具有跨学科交叉融合的天然属性，随着学科的不断发展，环境学科与化学、生物、物理、数学、地学等基础学科通过交叉融合，形成了分子环境生物学、环境地球科学等。特别是本科高年段的课程设置，应充分体现这种新的融合特点，例如大三、大四开设分子环境生物学课程，就涉及生物与环境的融合。

（5）强化创新创业教育，培养企业家精神。加快建设创新型国家，既需要一大批高素质的从业者，更需要一大批有创新精神的创业者。在环境领域，蕴含着大量的创新创业的机遇与可能。以往我们的教育过于关注知识的覆盖度与完整性，忽视了学生的创新思维激发、创新能力培养，并且实践教育弱化趋势明显。应通过多种途径加强环境工程教育与产业的结合，使学生能够真刀真枪地参与工程实践，锻炼实践能力。应通过第一、二课堂等各种途径大力推进创新创业教育，培养具有企业家精神、首创精神和团队精神的环保事业引领者、开创者和建设者。

3.积极探索实践教学模式

一是要创新實践教学模式。努力构建宽覆盖、重前沿的实验课程体系，强化实践能力和创新能力培养。提倡开放型实验教学模式，学生可以自主设计、自由开展实验；寓教于研，及时将最新科研成果转化为教学实践。

二是要强化国际竞争力的综合能力培养。深入探索“国际化+实践”融合的新型实践教学模式，面向国际社会、面向“一带一路”开展实践教学基地建设，培养全球胜任力和企业家精神。

[责任编辑：余大品]