面向“金课”及新工科建设的环境化学课程及教材建设思考

中国科学院院士江桂斌为《环境化学（第二版）》（陈景文等）作序并指出：

我国环境保护事业的发展需要大量具有环境领域专业知识背景的科研和技术人才。人才培养，重在教育。高等学校、研究机构和专业管理部门等都需要有高水平、高质量和体现时代学科发展特征的好教材。这样的教材，应该整合凝练出学科发展的新成果，体现系统性、基础性、理论性、创新性、衔接性、高阶性和挑战度方面的特点，应该有助于培养学生解决复杂环境问题的能力、满足“金课”及环境新工科建设的新需求。

加强本科教育的质量和内涵建设，是新时代一流人才培养的必然要求。课程和教材是人才培养和专业建设的核心要素，是立德树人这一人才培养根本标准的具体化、操作化和目标化。2018 年 6 月，在新时代全国高等学校本科教育工作会议上，教育部提出大学生要合理“增负”，提升学业挑战度，合理增加课程难度，拓展课程深度，扩大课程的选择性，把“水课”变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”。

什么是“金课”? 2018 年 11 月召开的“2018-2022 年教育部高等学校教学指导委员会成立会议”指出，“金课”具有高阶性、创新性、挑战度三方面的标准。高阶性，就是要将知识、能力、素质教育进行有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维；创新性，就是课程内容要反映前沿性和时代性，教学形式体现先进性和互动性，学习结果具有探究性和个性化；挑战度，就是课程要有一定难度，需要跳一跳才能够得着，对老师备课和学生课下学习有较高要求。

全国普通高校建有环境科学与工程类本科专业点 700 多个，每年招收新生数万人。环境化学作为一门重要的学科，如果不加强其质量和内涵建设，难以满足一流本科教育的时代需求、生态文明建设所需高水平创新型人才的国家需求。建设“金课”需要配套能适应“金课”的好教材。

新一轮世界科技革命和产业变革的孕育兴起，正在给人类社会带来难以估量的作用和影响。进入新时代，我国和世界的工程教育进入了快速和根本性变革时期。建设新工科成为高等理工科教育的时代需求和必然选择。新工科既包括新的工科专业，也包括传统工科专业的理念、内容、标准、方法技术的创新改造。环境专业的新工科如何建设?环境化学课程和教材在新工科专业建设中怎样创新涅槃?这些问题值得人们思考和探究。

在做好立德树人的前提下，解决好“教什么，怎么教”是课程和教材的核心问题。对于环境化学课程及教材，“教什么，怎么教”这个问题的回答，需要剖析环境学科和环境专业的特点。

包括环境化学在内的环境类学科，都是以解决相关环境问题为目标导向，是综合性、交叉性学科。环境问题具有复合性(资源-经济-社会多系统耦合，多种污染物的复合污染，多种解决手段)、区域性(不同地理空间、不同区域的生态及污染问题差异)、多元性(气、液、固等不同形态、不同尺度的污染物)、行业性(农业、矿冶、化工、机械、交通等不同行业导致的污染问题迥异)、潜在性(影响人体及生态健康的很多污染问题难以直接被观测，涉及暴露、危害性和风险性的评价、预测与防控)、全球性(污染物跨界和跨区域迁移、人类命运共同体建设)、系统性(需要系统地预防、控制、修复、评价、管理)等特点，是复杂的问题。显然，学生在大学和课堂所学，难以穷尽这些复杂问题的各个方面。复杂环境问题的解决，需要综合创新型人才。因此，培养环境专业学生的创新意识、创新思维、创新能力至关重要！唯此，学生才有能力提出复杂环境问题的创造性解决方案。

既然学生在大学和课堂所学难以穷尽解决复杂环境问题的各个方面，那么在环境化学课程和教材中，把关键的基础性的知识介绍给学生，为其自学和终身学习打好坚实的知识结构基础便尤为重要。因此，环境化学课程和教材必须坚持其内容的基础性。2001 年，国际知名的美国环境化学家 Ronald A. Hites 在环境领域国际著名期刊 ES&T 上评价了各类英文版环境化学教材。他认为，一部好的环境化学教材，应该在环境污染物的稳态和非稳态模拟、化学动力学、平流层化学、光化学烟雾、温室效应、碳酸盐平衡、各种分配系数及应用、农药污染等方面有所侧重。他也在强调环境化学教材的基础性。

本书力争体现基础性的特点，即基本概念和原理要讲述得比较透彻，给学生打下坚实的知识结构基础。例如，关于描述有机污染物性质的各种分配系数，一些教材往往一带而过或讲述得比较浅显，本书则对这些性质进行了比较系统的讲述。此外，本书力争做到既是一部好的环境化学教材，也是一部从事环境化学研究的入门参考书。本书引用了一些权威的文献资料，给出了重要专业术语的中英文对照，对于相关人员从事研究工作也应大有裨益。

因为环境化学是交叉学科，所以需要解决好环境化学课程与其他课程的衔接性，以及学生在高中、本科、研究生阶段所学知识的衔接性问题。如今学生在高中阶段已经学习了较多的环境/生态方面的基础知识。本书要做好与高中课程、环境地学、环境生态学、生物化学、环境毒理学等课程的衔接，强化其化学特色，侧重化学污染物多介质行为、毒理效应及风险防控方面的内容，同时为研究生阶段的进一步学习和研究工作打下扎实的知识结构基础。污染控制化学方面的内容往往在大气和水污染控制工程等课程中讲授，本书不再专门介绍这部分内容。

环境化学经过近 50 年的发展，在其各个分支方向均取得了丰富的知识积累。将比较分散的、零星的知识进行系统化凝练概括和整合，无疑是环境化学教材的重要任务。本书的编写体现了系统性的理念，全面梳理、凝练和概括相关知识点，剔除重复和冗余的知识点，做好基础知识传承、前沿知识的介绍。例如，本书第 1 章将多介质环境作为一个整体来介绍，避免了一些内容在不同章节的重复和论述不全面。

面向“金课”建设的教材应该体现创新性。科研要反哺教学，课程和教材内容要反映前沿性和时代性。本书在内容和知识点的推陈出新方面力争体现环境化学发展的时代特点，涵盖学科发展的最新成果，体现教材的创新性。此外，增加了较多的案例和供学生课外阅读的文献，并将编著者的一些研究成果转化为教学案例，将一些优秀期刊的论文成果选为案例，侧重讲好生态文明与中国环保故事，介绍环境化学研究为解决我国复杂环境问题做出贡献的生动案例和研究成果，有助于培养学生的专业兴趣。

内容和知识点推陈出新、科研成果转化为教学案例的示例

科研成果所转化的部分教学案例

面向“金课”建设的教材应该具有高阶性。本书涵盖了计算毒理学、多介质环境模型等方面的内容，授课时可以适度讲授这些高阶性的内容，而对于第 1章“环境介质及性质”等比较易懂的基础内容，可以引导学生自学。另外，本书增列了较多新的习题和思考题，一些习题中设置了比较复杂的环境情景，其目的是培养学生分析和解决复杂环境问题的能力，体现了本书的高阶性，也体现了本书的挑战度。

环境化学作业要求及例题习题示例

推进课程内容更新，将科学研究新进展、实践发展新经验、社会需求新变化及时纳入教材，着力提升学生解决复杂环境问题的能力，加大课程和教材的整合力度，实施案例教学项目式教学等研究性教学方法，注重综合性项目训练，这些都是环境新工科教育的内在要求。新技术和新手段不断应用于环境问题的解决，推动环境化学与其他学科之间的相互交叉、相互渗透和相互融合，特别是大数据在环境污染预测预警及防治中的应用。本书适度涵盖了计算毒理学(化学品的风险预测与风险管理)、大数据与人工智能分析方面的相关内容，以促进环境科学与工程类本科专业的新工科建设。

运用环境化学知识解决复杂环境问题的案例

我们的初心是，使本书体现出基础性、系统性、衔接性、创新性、高阶性和挑战度方面的特点，有助于培养学生解决复杂环境问题的能力，满足“金课”及环境新工科建设的新时代需求。限于我们的水平和能力，这些要求可能远未达到。书中难免有不足之处，盼望同仁不吝指正，以使在将来的工作中完善和提高!

陈景文     

01

基本信息

《环境化学（第二版）》

陈景文  谢宏彬  全燮   编著

书号：9787030762283

出版时间：2023年10月

定价：89.00元

内容简介

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陈景文

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