学在环院：培养既“厚”又“宽”的领军人才
教 改 专 题
WECHAT ID: DEANPKU
关键词：环境科学与工程学院 D12体系 教学改革
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从现实问题中生长的学科
从19世纪工业革命以来，伴随着我们生活的除了便捷的工具，也多了土地中的塑料袋、飘着油污的水和不再闪耀的夜晚。改革开放四十年来，我国现代化迅速发展的同时，“污染也压缩式、集中式地爆发出来”。随着社会经济的发展，特别是工业现代化进程所带来的一系列环境污染问题以及环境污染事件的发生，解决环境问题的迫切需求成为发展环境学科的动力源。
北京大学从20 世纪70 年代开始设立环境科学专业，1982年成立了环境科学中心，环境学科自此在高校萌芽。二十世纪九十年代以来，环境科学得到快速的发展。
作为一门聚焦于现实问题的新兴学科，环境专业建立在物理、化学、生物等传统自然学科基础上，又富有社会科学知识。因此，环境科学是一门注重多学科交叉、理论与实际并举的专业，是一门以问题为导向的交叉学科。
立足于环境学科的特点，我们需要怎样的人才？进而，我们如何设计培养人才的课程体系？
这是北京大学环境科学与工程学院副院长王奇老师一直在思考的问题。
在对环境学科的发展与现状的深刻了解下，王奇老师认为，北京大学环境科学与工程学院需要培养的，是环境领域的复合型领军人才。由此，王奇老师带头创建了“D12”课程体系。
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独特的人才培养方案：“D12”体系
王奇老师曾经参加全国教学指导委员会的相关课题研究工作，他对于人才培养体系的思考，更倾向于站在整体性的结构角度。在过去，环境科学作为新兴专业，并没有独属学科本身的课程培养体系，而是依托于原有的自然科学与社会科学学科设置课程。因此，王奇老师提出了具有环境学科特色的“D12”教学体系。
那么，什么是“D12”体系？
图1 “D12”体系的整体架构
“D12”的全称是“Double one two”。
第一个“12”构成了环境学科的“入门”体系。
“1”代表的是环境学科的入门学——“环境问题”。环境学科是一门问题导向性的科学。从环境问题研究到环境学科的形成与发展，环境学科教学体系的建设也应当遵循这一基本思路。
“2”代表的则是两类对环境学科产生和发展具有重要意义的学科基础：基础自然科学（如化学、物理学、生态学，以及扎实的数学基础）、基础人文社会科学（如经济学、社会学与伦理学知识）。环境学科是一门交叉科学，它需要广泛借鉴其他成熟的自然科学和社会科学的一些基本理念和研究方法，这是环境学科形成自身特点之前必须经历的过程。
第二个“12”构成了环境学科的“深化”体系。
“1”代表的是作为一系列环境学科的核心课程，根据环境学科自身的核心内涵、基本规律、知识构架而设计，这也是环境学科独有的知识体系。
“2”代表的则是环境学科目前发展出来的主要两大类别，即环境自然技术科学和环境人文社会科学。学科的横向纵深发展是一个明显的过程，不同的学科分支和门类开始出现。目前，环境学科根据相关研究领域和内容的差异主要区分为环境自然技术科学、环境人文社会科学两大类别。
可以看到，D12体系的基本理念是：
先问题（环境问题）后科学（自然科学、社会科学与环境科学）
先基础（自然科学知识与人文社会科学知识）后专业（环境学科）
先基础（自然科学知识与人文社会科学知识）后专业（环境学科）
“D12”课程体系强调“厚基础，宽口径”，既注重人才科学基础工程的“厚”，也注重人才学科视野和知识面的“宽”。为配合教学改革，学院核心课程全部由学院主导建设，符合学科规范，每门课程之间有清晰合理的逻辑与时序关系，同时自下而上设计不同深浅程度的课程定位与目标要求。
自此，环境科学与工程学院实现了从因人设课到因课招人的课程改革。所有课程的大纲都经过学院和老师反复讨论、一同敲定。同时，学院正在出版一系列核心课程教材，促进课程教学进一步体系化。
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从认知到实践的课程设计
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阶梯式的课程体系
图2 在“D12”体系基础上构建的核心课程体系
根据“D12”知识体系，北京大学环境科学与工程学院构成了 “通识-专业-特色”三位一体课程体系。依据培养目标与“D12”知识体系构建思路，整体的课程体系中共有三类性质的课程：
学院核心课程
注重学科通识，把握整体学科方向
专业限选课
夯实专业基础
专业选修课
设置不同专业方向课程，注重特色知识传授
从整个学习过程来看，各门课程有机结合，层层递进，从“环境问题”导入，到基础知识、专业知识的掌握，最终集成、运用学到的知识解决实际的环境问题。王奇老师说，整个本科课程体系的结构实际上是非常严谨的，来自于环境问题的认知，最后又回归于环境问题的解决，大学四年的核心课程体系可以看成一门大课。
值得强调的是，北京大学环境科学与工程学院课程始终注重通识教育，从小班课到小组讨论，旨在培养学生的沟通能力、表达能力、思维能力等综合能力，而不仅仅是知识的传授。
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读万卷书不如行万里路
从现实问题中来的环境学科更注重同学们的亲身感受。为让同学们切身体会环境问题及解决实践，学院特别开设大一和大二的实习课程，让同学们亲自体验、学以致用。
环境学科的知识结构既有复杂性又有层次性，因而实习也是分层次安排的。本科生综合实习分为认知实习和专业实习两个环节。学院充分依托“环境与生态”国家级本科实验教学实验中心，积极开拓学生的环境实践，选择珠海和塞罕坝作为重点实习基地。
珠海是我国的经济特区，在发展社会经济的同时保持了较好的生态环境，与北京大学长期开展了密切的合作，城市及其周围涵盖了多种不同的环境介质污染、治理和生态系统类型。环境科学与工程学院大一学生的实习课程就安排在美丽的珠海。
图3 环境综合实习一主要内容
该实习课安排在大一《环境问题》课程之后，强调兴趣培养、寓教于乐，同学们此时以“看”为主，去污水处理厂看污水的处理，到生态监测站看环境指标的监测，进行“认知实习”。
图4 珠海认知实习
塞罕坝位生态环境良好且处于不同生态类型的过渡区，被习近平总书记誉为“生态文明建设的生动范例”。学院自2004年开始参与建设北京大学塞罕坝观测站，并建设了长期测观设施，目前是北京市高等学校市级校外人才培养基地。塞罕坝也是学院本科二年级的专业实习基地。
专业实习课程安排在《环境监测》、《环境监测实验》课程之后。此时，环境学院的同学们已经掌握了一定的理论与操作基础，同学们在塞罕坝开始自己动手观测与操作。课程通过现场采样、在线离线分析、数据处理等环节，引导学生在实践中了解环境监测和环境问题研究工作的思路和方法。
图5 环境综合实习二主要内容
图6 塞罕坝实习
这两个基地，为学生系统感知和了解中国的环境问题与管理提供了全方位的实习实践支持。在实习基地的经历，也成为环境学院本科生最美好的回忆之一。“同学们都很开心，在毕业典礼发言的时候，提到实习还是印象特别深的。”王奇老师如是说。
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导师制：“三对三”与“一对一”
北京大学环境科学与工程学院根据以往经验，对原有的一对一的导师制进行改革，在本科低年级开展“3+3”特色师生制度，以“三对三”的分组形式实施。学院将导师和本科生分成若干组，每组都包括三名教师和三名学生，三名教师涵盖环境科学、环境工程、环境管理三个专业方向，同时分组的时候特别兼顾教师老、中、青的结合。
图7 新生导师制活动
学院规定，除日常交流之外，相应指导活动每月不少于一次，通过午餐会等多种形式，由三位导师联合对新生的学业、生活等问题进行引导、答疑解惑，培养新生们对环境问题的兴趣，对本科生在大一和大二阶段的生活和学习进行指导。
而到了专业分化的本科高年级，学院鼓励本科生根据自身兴趣，选择实习与毕业论文的导师，进行一对一指导。
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立足中国，面向世界
当下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，要求我国环境人才深入了解国际科技发展和国际环境履约的水平和动向。因此，北京大学环境科学与工程学院构建了长期与短期结合、本科与硕士学位衔接、派出与引进兼顾的国际化人才培养模式。立足中国当代实际，面向世界前沿培养领军人才。
环境科学与工程学院具有培养国际化人才的师资优势。学院大部分教师都具有海外背景，50%以上的教师在各种国际学术组织和期刊出任编委以上兼职，并主导开展了CAREBEIJING、PRIDE-PRD等大型国际科学研究计划。学院充分利用上述优势及国际优质教育资源，将其转化为开展本科生国际教育的契机。
学院目前的国际交流模式主要包括三个方面：暑期短期交流、秋季学期交换与本硕联合培养。近年来，学院先后开展了“北京-哥本哈根城市挑战计划”暑期学校项目、佐治亚理工学院暑期交流、墨尔本大学暑期交流项目；此外，还有日本高校与企业的参访项目。同时，学院还资助和鼓励学生自主申请国际交流，目前学院已有多名本科生赴哈佛、斯坦福等暑期学习访问。
图8 佐治亚理工学院暑期交流（2016年-2019年）
学院与加州大学伯克利分校合作，推出秋季学期交换项目，每年选送若干名本科生赴外交流，使学生充分感受了美国的学习和科研氛围。除此之外，学院还与加州大学伯克利分校、密歇根大学、墨尔本大学等开展“3+1+1”的本-硕联合培养计划，利用国际一流特色教学资源来完善学生的培养体系。
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图9 伯克利“3+1+1”本-硕联合培养计划
众多的国际交流与合作机会为本科生提供国际化的视角与参与国际学术交流的经验。多名学生在国际会议上作报告，2014年冯韬同学参加美国地球物理联盟秋季会议，该会议是地球科学领域内规格最高的会议之一，在亚洲空气质量分会场（Air Quality in Asia Session）冯韬同学做了题目为“中国大气污染的急性健康影响（Acute Health Impact of Air Pollution in China）”的口头报告，得到了来自世界各地学者的好评。
结语
环境科学与工程学院目前正在梳理其课程改革的相关成果，完善课程体系建设。未来，环境科学与工程学院将立足于D12体系，不断更新课程内容、与时俱进，力争为国家生态文明建设事业培养更多高水平的复合型领军人才。
受访者 | 王奇
采访、撰稿 | 黄昕昕、许天怡
编辑 | 许天怡
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