环境科学基本原理篇1
美国科学基金会的国家科学局［3］认为，环境科学是研究围绕着人的空气、陆地、水、能源和生命等所有系统的科学；斯特拉勒（Strahlera．n．）等［3］认为，环境科学是研究地球的各种自然系统和各种过程及其对人类的意义和影响的科学；Bouwer等［4］认为，环境科学是研究人与环境关系，解决环境问题的跨领域科学；nebel等［5］认为，环境科学是研究与人类环境关系最密切的问题的科学；Smith等［6］认为，环境科学是研究人类对环境影响的科学；Boersema等［7］认为，环境科学是研究人为环境问题的科学；刘培桐等［8］认为，环境科学以“人类－环境”系统为研究对象，是研究该系统发生和发展、调节和控制以及改造和利用的科学；左玉辉等［9］认为，环境科学是研究人与环境相互作用规律的科学；何强等［10］认为，环境科学是研究人类活动与其环境质量关系的科学；莫祥银［11］等认为，环境科学是研究人类在认识自然和改造自然中的人和环境之间相互关系的科学；窦贻俭等［12］认为，环境科学是主要研究环境结构与状态的运行变化规律及其与人类社会活动之间关系，研究人类社会与环境之间协同演化、持续发展的规律和具体途径的科学；卢昌义等［13］认为，环境科学是研究人类活动所引起的环境质量变化和保护与改善环境的科学；王越飞等［14］认为，人类生态系统是环境科学的研究对象．
可以看出，国内外学者对环境科学研究对象的认识大致可归纳为三类：一是人与环境相互作用而形成的复杂系统［3－6，8－12］，二是由人类活动引起的环境问题［7，13］，三是人类生态系统［14］．笔者认为，将环境科学的研究对象定义为“人类－环境”系统和人类生态系统值得商榷，因为这两者都不是环境科学特有的研究对象，如地理学就将“人（类）地（地理环境）关系”或“人地关系地域系统”作为研究对象［25－26］，人类生态系统是人类生态学的研究对象［27］．“环境问题”有狭义和广义之分．广义的环境问题是指任何不利于人类生存和发展的自然环境结构和状态的变化，广义环境问题中的一些自然现象（如地震、泥石流、滑坡、森林火灾、病虫害、洪涝和干旱灾害）虽然也对人类生存和发展构成威胁，但主要诱因不是人类活动，也不是近几十年来才出现的问题，同时人类也不能改变这些自然现象的发生与发展，不应包括在环境科学研究内容之中．狭义的环境问题是指由于人为因素引起的任何不利于人类生存和发展的自然环境结构和状态的变化．主要包括环境污染和环境破坏两大类．如生产和生活引起的大气、水体、土壤等环境介质的污染，乱砍滥伐引起的森林破坏和生物多样性下降，过度放牧引起的草原退化，大面积开垦草原引起的沙漠化和土地沙化等等．从环境科学的发展过程可以看出，它是随着狭义的环境问题的出现而出现的，也是随着狭义环境问题的日益严重而发展的．故判断某一研究领域是否属于环境科学的范畴，要看其是否解决狭义环境问题为准绳．例如，纯粹的生态系统的结构和功能的研究属于生态学范畴，而不应属于环境科学的范畴；若进行人致的生态问题的形成、发展与防治的研究，则属于环境科学的范畴．进行自然环境的结构和功能的研究属于自然地理学的范畴，而不属于环境科学的范畴；若进行人为源污染物在自然环境的迁移、转化、危害、区域差异及其防治的研究，则属于环境科学的范畴．根据系统论观点，狭义环境问题所涉及到的自然要素众多（大气、水体、土壤、生物等），彼此相互联系、相互制约，共同构成一个复杂巨系统．为了维持“环境科学”的传统名称，笔者将该系统称为环境系统．
将环境系统作为环境科学的研究对象的优点在于：（1）明晰了环境科学探究对象的“系统”与“环境”的界限，此处的“系统”即由自然要素组成的环境系统，此处的“环境”是独立于环境系统的人类活动．（2）有利于认识环境问题的本质和构建环境系统数值模型．制约环境系统运动变化的终极驱动力有两个，一是来自于“环境”的太阳辐射，它是该系统一切运动变化过程的能量源泉，也是其存在和发展的前提［28］；另一个也来自于“环境”，就是人类活动．太阳辐射对环境系统演化是正向（功能提高）的，人类活动对系统演化可以是正向的，也可以是负向（功能退化）的，关键依赖于人类活动的性质（是否有利于系统功能的提高）［29］．在深入研究环境系统组成、结构、功能和发展变化的基础上，构建其仿真性的系统动力学模型是环境科学的基本任务．环境系统动力学模型不仅要包括系统内部的各个状态变量，还要包括来自于“环境”的控制参量．对于狭义环境问题来说，控制参量就是人类活动．
2环境科学基本原理
环境科学研究者大多是从其他相关学科转变过来，按照原有的学科背景进行环境问题研究，形成众多环境科学的分支学科，分支学科是相关学科的理论、方法与环境问题的结合．相关学科的理论是比较完善，故分支学科的理论也相对比较完善．但是，环境科学作为一门独立的学科，是否有自身独特的基本理论，或者其基本原理究竟是什么尚未达成普遍共识．不少学者认为，环境科学没有独特的基本原理，只是借助其他学科的基本原理研究环境问题而已．与此相反，有些学者认为环境科学有其独特的基本原理．例如Boersema等［7］把环境科学原理分为普适性原理和特殊原理，普适性原理包括可持续发展原理、能量守恒定律、质能守恒定律、物质守恒原理、熵原理、进化原理、系统观念、生态学原理、人口学原理和恶性循环原理，特殊原理包括独立分析法、非独立分析法、经济思想起源指导原则、法学及其原理的指导原则、社会科学起源的指导原则、未来重要性原则、全球变化原则．昝廷全等［15］认为，极限协同原理是环境科学的一条基本原理，只有当环境变化速度超过人体结构的适应调节速度最大极限，或人体结构的适应调节过程超出人体结构的最大正常范围时，环境的变化才对人体产生显著的影响．李长生［16］认为，环境科学基础理论研究就是要揭示蕴藏在环境系统内部的客观规律，即环境系统内部结构及其运动变化规律．杨志峰等［22］认为环境各个分支学科（如环境物理、环境化学、环境生态、环境地学、环境经济学、环境伦理学等等）的基本理论即组成环境科学的基本理论．左玉辉［17］认为，环境多样性原理、人与环境协调原理、规律规则原理和五律协同原理构成了环境学的基本原理．笔者认为，既然环境科学具有独特的研究对象，是人类知识（文明）体系中不可或缺的独立科学，那么必然有基本原理．环境科学的基本原理是整个学科的基础理论，是解决环境问题应该遵循的一般规律．根据前人研究的工作基础，综合分析环境各个分支学科的理论，作者提出如下四条环境科学基本原理．
2．1环境系统性原理
环境系统内部包括众多的子系统，不论什么级别的环境系统，都具有的相同性质和原理，此即环境系统性原理．环境系统性原理主要包括以下几个方面．第一，环境系统的整体性．环境系统的整体性是指该系统内部各要素之间通过物质流、能量流和信息流相互发生联系，某种要素的变化会引起其他要素乃至整个系统变化的性质．环境系统包括水体、大气、土壤、生物四个圈层．这四个圈层相互联系、相互制约，缺少任何圈层都不能构成一个完整的环境系统．同时，任一圈层发生变化，都会影响其他圈层的改变，从而导致整个系统的变化．例如水质发生变化，必然影响土壤环境质量，继而影响生物的生存环境和生物量，同时水和大气之间发生物质交换，对大气环境质量产生不利影响．第二，环境系统的多样性．环境系统的多样性首先表现为物质组成的多样性，环境系统由生物和非生物组成，生物又有植物、动物、微生物等不同类型；非生物的物质又有各种天然物质（大气、水体、土壤和岩石等）和人工合成物质等等．其次表现为环境系统结构多样性，例如，环境系统中有高山、河谷、平原等不同的地貌结构，也有森林、草原、荒漠等都不同的生物结构，还有城市、乡村、郊区等不同的人居结构．再次表现为环境系统功能的多样性，由于系统结构决定功能，所以环境系统结构的多样性必然伴随着功能的多样性．第三，环境系统的开放性．人类不停地从环境系统中取得有用物质和能量，同时又将人类生产和生活过程中的废弃物质和多余能量不停地向环境排放，故环境系统是人类生存与发展的原料库，同时也是人类生产和生活的废物排放库．例如，人类从环境系统的河流等水体获得水资源，经过净化后，通过城市的配水系统供给居民的生活和工业用水等；人类生产和生活排放的废（污）水又通过城市的排水系统进入河流．再如，人类在利用环境系统中的煤炭资源作为人类生活和生产的能量来源，在煤炭燃烧过程中，不断向环境系统排放废气和固体废弃物．第四，环境系统的动态性．环境系统的动态性是指环境系统状态随着时间不断变化的性质．环境系统的变化是绝对，不变是相对的．环境系统的变化多种多样，有周期性变化也有随机性变化，有非线性变化也有线性变化，有渐进型变化也有是突变型变化．例如，在某地区的工业化过程中，最初工业化水平低，人类活动向环境系统排放的废水较少，且主要是生活污水，水环境质量较好；随着工业化进程的加快，工业废水排放量增加，生活污水量增加，水环境质量开始出现恶化．当排放的废（污）水量在某个临界值之内的时候，环境系统的变化是渐变（量变）过程，水环境质量不会发生明显下降；一旦废（污）水量达到临界值以后，水环境质量就会急剧恶化，发生突变（质变）．环境系统性原理的整体性、多样性、开放性和动态性是相互联系，从不同方面刻画了环境系统特征．一般来说，多样性明显的环境系统，由于系统内部各要素之间，以及系统与环境之间的物质、能量和信息联系广泛，抗干扰能力强大，所以系统就表现出明显的整体性和开放性，而其动态性则不明显．
2．2环境容量原理
狭义环境问题的实质，是人类活动的干扰使环境系统结构或功能发生改变，当改变量超出了环境系统所能承受的界限，环境系统发生突变，最终对人类造成了危害．即环境问题的出现都是由于人类活动使环境系统的改变突破了环境容量造成的．环境系统在不发生质变（突变）的前提下，接纳外来物质（污染物）的最大能力或者为外界供应物质或能量（资源）的最大能力定义为环境容量；即环境容量是指在不改变环境质量的前提下，人类活动向环境系统排放外来物质或者从环境中开发某种物质的最大量．环境容量的大小是由该环境系统的组成和结构决定的，是环境系统功能的一个表现形式，环境系统组成和结构越复杂、多样性越大、开放度越大，那么其容量就越大．环境容量具有有限性、变化性、可调控性等特点．第一，环境容量是有限的．任何环境系统的容量都是有限的，在这个上限之下，人类活动对环境系统的干扰（向环境排放某种物质或从环境提取某种物质）是不会导致环境系统的质量改变的．环境容量的有限性是我们进行环境立法、环境评价、环境管理的基础．第二，环境容量是变化的．环境系统的容量在特定条件下是一个定值，但随着时空的变化，环境容量是变化的．环境容量不仅随着环境系统周围条件的变化而变化，而且还随着环境系统内部组成和结构的变化而变化．环境容量的变化性，要求我们进行环境管理工作时，在借鉴别人经验的同时，要有“变化”理念，不能形而上学、死搬硬套，要随着时间和空间的变化而对环境法规和环境评价的标准进行相应的修正，以适应环境容量的变化．第三，环境容量是可调控的．环境容量的可调控性是人们在研究环境容量的影响因素（环境系统内部结构和功能，外部条件等）、变化规律基础上，通过改变某一（些）环境因素，对环境容量进行调控，让环境系统向着有利于人类的方向转变．例如，水污染控制技术就是在水环境容量研究的基础上，通过改变水温、pH、溶解氧、氧化还原电位、生物量、搅拌程度等影响因素，增加水环境容量，提高水环境质量，达到水污染控制目的．水污染的微生物处理单元（活性污泥处理系统）是通过人工充氧、强化搅拌、加大生物量等工程措施，来实现有机污染物的净化，实质也就是增大了人工环境系统（生物处理单元）的环境容量．
2．3人与环境共生原理
“共生”概念最早由德国真菌学家antondeBary提出，指两个或者多个生物在生理上相互依存度达到平衡的状态．后来这一概念被引申到其他的自然学科和社会学科中．自然界是一个共生体，动物、植物、人类之间需要相互和谐，才能共生共荣．共生理论的哲学含义就是双方共存、互利共赢［30］．按照马克思唯物主义世界观，人类本身就是自然界的一部分，人类与环境之间的物质与能量交换是不可避免．人类是自然环境发展的产物，环境是人类发展的物质基础，人类发展又对环境系统造成影响．左玉辉［17］提出的人与环境和谐原理只是人与环境共生的一个方面，人与环境的和谐的判断标准是人类的可持续发展，带有很大的主观性，人与环境共生是把人与环境平等对待，双方共存，互利共赢．人类与环境的共生理论要求人类在决策的时候，不但要追求人类利益的最大化，同时还要使环境系统可持续发展，也就是最后追求人类的发展与环境可持续的双方共存、互利共赢．人类与环境的共生理论包括以下两个方面．第一，人类和环境系统的共同发展是以人与环境系统的共生为前提．人类的发展规划不但要考虑人类自身的利益，还要考虑环境系统的可持续性，要慎重审视人类的发展规划是否改变了环境系统的稳定性和多样性，是否突破了环境容量，是否有利于环境系统的可持续发展，是否对环境系统造成危害等等．如果人类活动对环境系统造成了危害，那么通过环境系统的一系列的反馈机制，最后一定会反作用人类，对人类的健康与发展造成危害．第二，人类与环境系统的共生是以人类和环境系统的共同发展为目的的．人与环境系统的共生是人类在环境问题发生、发展与治理的过程中逐渐认识到的一条基本规律，人与环境的共生最终目的就是达到人类和环境系统的共同发展．
2．4熵原理
熵是表征系统无序度大小的物理量，与其功能呈反相关．高熵对应系统无序，功能弱小；低熵对应系统有序，功能强大［31］．对于环境系统来说，高熵对应环境污染和破坏，质量下降；低熵对应环境质量提高．按照耗散结构理论［31－32］，环境系统无疑是一个耗散结构系统．耗散结构系统的熵变化（ΔS）有两部分组成，一是系统内部不可逆过程导致的熵产生（diS），二是系统与环境之间的熵交换（deS），即：ΔS＜0，表示环境质量不断提高；ΔS＞0，表示环境质量恶化．热力学第二定律表明，永远有diS＞0，所以要想使ΔS＜0，必须要求deS＜0，且其绝对值大于diS，即在负熵流存在的情况下环境质量才能提高，否则环境质量将下降．对于环境系统来说，影响deS大小和正负号的因素是太阳辐射和人类活动．太阳活动输入到系统的deS总是负的，有利于环境系统的存在和发展；而人类活动向系统输入的deS可正可负．当人类向环境系统输入的物质和能量有利于系统的熵值降低（环境治理投入），则deS的符号是负的；反之，人类向环境系统输入的物质和能量非但不能降低系统的熵值，而且使系统熵值进一步增大（人类从环境系统大量开发利用自然资源或向环境输入有害物质和能量），那么deS的符号则是正的．在人类社会出现以前，太阳辐射向环境系统输入的负熵大于diS，因此系统的总熵在不断减小，环境系统的组成、结构和功能逐渐有序化，环境质量出现正向演替．自从人类社会出现之后，人类开始从环境系统中开发利用自然资源，以求得经济发展和生活水平的提高．人类开发利用自然资源、产品生产、运输和消费各个环节的能量转化都受热力学第二定律的制约，不可能百分之百地利用有用物质和能量，必然以不同的技术水平伴随着或多或少的无用物质和能量产出（熵产生，deS＞0），从而使环境系统的熵增加．在农业社会之前，由于人口规模小、技术水平低、开发利用自然资源的规模和强度较小，向环境系统排放的正熵有限，连同系统内部的diS仍不足以抵消太阳辐射的负熵输入，所以系统的总熵依然小于零，环境系统没有遭到污染和破坏．自从进入工业化社会以后，随着人口急剧膨胀和技术水平的提高，自然资源遭到大规模开发利用，向环境系统排放的正熵越来越多，连同系统内部的diS已超过了太阳辐射的负熵输入，使总熵开始大于零，从而出现了各种环境问题．通过资源开发、经济发展和环境污染的熵分析，可以得出如下结论：当前环境问题出现的实质是由于经济发展的速度太快、规模太大，人类活动导致的熵产生连同系统内部不可逆熵产生超过了太阳辐射的负熵输入，使环境系统的总熵大于零，自然环境的熵平衡被打破造成的．因此，熵原理是环境科学的基本原理之一．
3环境科学体系
20世纪80年代以来，很多学者对环境科学体系进行了探讨．不同学者对环境科学体系的划分原则和划分方案各不相同，直到目前为止尚未取得一致意见．刘培桐［8］、杨志峰［22］、徐国林［18］等学者根据环境科学研究对象的性质和内容不同，将环境科学体系划分为理论环境学、部分环境学和综合环境学三个一级分支科学，每个一级分支学科又划分为若干二级分支学科．何强［10］、陈英旭［19］等把环境科学看作是自然科学、社会科学和技术科学的边缘交叉科学，将环境科学体系划分为环境基础科学、环境社会科学和环境技术科学三个一级分支学科，每个一级分支学科又划分出若干的二级分支学科．王飞越［14］、李焰［20］等学者以环境问题的研究程序、空间组织水平、研究对象特征和时间特征为轴支撑起多维环境科学体系，如按照研究程序划分为一般理论环境学和应用环境学，按照组织水平划分为全球环境学、区域环境学和聚落环境学等，按照研究对象特征划分为自然环境学、技术环境学和社会环境学等，按照时间特征划分为环境历史研究、环境现状分析和环境预测等．李春景等［21］根据现代学科的聚散共生规律将环境科学划分为伦理环境学、基础环境学、部门环境学和工程环境学等．钱学森［33］站在人类认知事物的一般规律和科学技术发展轨迹的高度，提出任何一门发展完善的科学都应该包括哲学、基础理论、技术（应用）理论和工程技术四个学科层次，彼此联系一个完整的学科体系．马建华等［23］曾根据这种学科层次划分的思想，把环境科学体系划分为环境哲学、环境学、环境技术学和环境工程四个层次，每个层次又划分为若干级别的分支学科（图1）．根据环境科学体系划分方案和当前出现的分支学科现状，发现未来科学发展方向和重点研究领域，以完善环境科学体系．环境哲学层次主要从认识论和方法论上探讨人与环境系统相互作用的本质．环境基础理论层次主要探讨环境系统的组成、结构、功能及形成发育（演化）规律，以及人与环境相互关系的机制，将其概括为环境学．环境技术理论层次是介于环境基础理论和环境工程之间的过渡性层次，主要任务是解决环境工程技术有关的应用理论问题．环境工程层次利用工程技术的方法和手段来控制环境污染、改善环境质量的学科，它不仅要提供合理利用、保护自然资源的一整套技术途径和措施，而且还要研究开发废物资源化技术、改革生产工艺、发展无废或少废闭路生产系统．环境哲学是在其他三个学科层次基础上经过科学归纳和概括而形成的，没有深入的理论研究和工程技术实践，就不可能出现科学的环境哲学．环境哲学可为环境科学其他三个层次的研究提供认识论和方法论指导．环境基础理论和技术理论是工程技术的理论基础，离开基础理论和技术理论，必然导致工程技术实践上的盲目性，不可能达到治理环境的目的．环境工程技术实践反过来又可以验证和促进基础理论和技术理论研究．所以，这四个层次的研究相互联系、促进，共同构成了完整的环境科学体系．根据上述环境科学体系划分，结合当前环境科学的研究现状可以发现，当前的环境科学研究主要集中于基础理论层次的自然环境学、技术理论层次和工程技术层次，完整的环境科学研究体系尚不健全，在很多方面还未涉及或者缺乏深入研究．今后应在进一步推进原有环境科学分支研究的基础上，重点开展下列领域的研究．
（1）尽快开展综合环境学研究．以往的环境科学研究大都是研究者根据自己的学术背景对某一（些）环境要素的研究，大大促进了分支学科的发展．对于环境系统的综合基础理论研究还很欠缺，迄今为止综合环境学尚未诞生．前已述及，环境系统是一个复杂巨系统，有其独特的运动变化规律，单独从某一要素进行研究不可能从总体上揭示环境系统的运动变化规律，所以今后必须加强综合环境学研究．系统科学的出现与发展为我们开展综合环境学研究提供了契机，可借助系统科学的理论与方法，建立区域性或全球性的环境系统动力学模型，通过稳定性分析、分叉与突变理论、混沌与分形理论、耗散结构理论以及协同进化理论开展综合环境学研究．
（2）加强环境哲学研究．随着环境科学基础理论和工程技术的研究的推进，必然要求在哲学层面上归纳和提升，作为人类文明成果的一部分固化下来，为环境科学的进一步研究提供普遍指导．从目前情况看，环境哲学还比较贫困，所以今后要以马克思辩证唯物主义为指导，对环境科学各分支学科的理论研究成果以其实践上的经验教训进行哲学概括和总结，以揭示环境问题的本质．
（3）进一步促进其他新兴和交叉科学发展．随着环境科学研究的深入，研究领域必将逐渐拓展，新的分支学科会不断涌现，这不仅是综合环境学研究的必要，也是环境哲学研究的必要．
4结论
1）环境科学应以研究人类活动引起的任何不利于人类生存和发展的自然环境结构和状态的变化为己任，研究对象是与人类活动密切相关的、由近地面自然成分组成的“环境系统”．
2）根据环境系统运动变化特点，以及人与环境系统之间的关系，将环境系统的基本原理概括为环境系统性原理、环境容量原理、人与环境共生原理和熵原理等四个方面．
环境科学基本原理篇2
《里约环境与发展宣言》原则十五被公认为对风险预防原则最准确的表述：“为保护环境，各国应根据他们的能力广泛采取预防性措施。凡有可能造成严重或不可挽回损害之处，不能将缺乏充分的科学肯定性作为推迟采取防止环境退化的费用低廉的措施的理由。”依照此宣言的表述，风险预防原则的基本构成要素有以下几点：
第一，存在一定风险。风险指遭受损失、伤害或毁灭的可能性。在环境法上，指发生科学不确定性损害。风险要素要求环境受到的威胁已达严重或不可逆转程度，包括威胁人体健康或生存或导致气候变化、生物多样性减损等难以逆转的严重损害。但严重的损害后果可能在短期内不表现出来，要求在判断威胁严重性时综合考虑各方面因素做决定。
第二，风险具有不确定性。指缺乏确实、充分的科学证据证明存在造成环境损害的威胁，及此环境损害威胁后果与导致其发生的原因行为间是否有因果关系等。环境风险的不确定性主要是由于人类认识能力的相对有限造成的。
第三，不应迟延采取措施缓解环境恶化。风险的不确定性不能成为迟延甚至拒绝采取行动的理由。环境保护一直依赖科学证据，将其作为采取行动的前提，这就导致具有科学不确定性的环境风险被放任，使人类健康及生态环境处于环境风险中。风险预防原则要求在一定科学证据证明损害发生可能性时，即便证据不充分，也应采取措施。这就使环保不过分依赖科学，有效控制环境风险。
第四，采取符合成本效益的预防措施。《里约宣言》原则15要求各国在适用风险预防原则时尽其所能地预防环境风险，但也应考虑各国具体情况。此时，我们往往采用成本效益分析评估风险预防措施。另外，在分析时不能依赖成本效益分析方法，还应适当参照普遍价值观念，重视环境伦理的作用。
二、风险预防原则的有限适用
风险预防原则频繁出现于国际环境法条约，世界各国也逐渐在国内环境法中贯彻。但由于将风险预防原则作为环境法基本原则加以规定，需要一定经济条件和成本，因而对其能否在我国适用及如何适用存在争议。
“环境法基本原则是能够适用于环境法各个领域和各个阶段的环境法原则。”[1]赞成将风险预防原则作为我国环境法基本原则的学者认为，目前我国环境法适用预防为主、防治结合、综合治理的基本原则，是对环境污染和破坏的预防，对于没能有效预防的环境污染和破坏要治理。这实际是允许一定环境污染和破坏存在，在人们心理上留有退路，即如果没能得到预防，还可治理。现在我国经济发展到一定程度，须更重视风险防范原则，否则经济发展必然带来严重环境问题。因此，在保护环境的方法和途径上所坚持的原则，要由预防为主、防治结合、综合治理向风险预防转变。
反对者的主要观点是：
第一，其界定有主观性，可能被环境保护决策者、立法者超越科学基础滥用。
第二，其适用可能加重贸易保护主义。由于该原则适用于未得到科学证实的环境风险，进口国可以这种不确定性风险为由，在采纳这些有科学可能性的信息时，仅选择对自己有利但潜在不公正的数据，单方采取不必要的禁止进口措施。
第三，其实施成本可能过高。立法者基于风险预防原则制定的环境标准可能过严，使绝大多数企业产品无法达标，这些标准就成为一纸空文。
第四，其运用可能阻碍科技术进步。
笔者认为，在我国环境法上，引进风险预防原则具有积极意义：第一，有利于缓解我国环境问题。在我国环境保护领域有限适用风险预防原则，能有效降低环境风险带来的损失。我国当前仍停留在防治能准确预测的污染层面，对环境风险的预防不足。随着我国综合国力增强，不仅应解决国内环境问题，还应积极应对跨国乃至全球环境问题挑战。这些环境问题影响范围大、时间长，需要我们运用政治、经济、法律等多种方法，投入更多力量才能有效解决。因此，将风险预防原则引入我国环境法，可有效缓解环境风险引发的环境问题，解决国内外环境风险。
第二，有利于应对新型贸易壁垒。一些发达国家常举着保护人类健康和生态环境的旗帜来减少进口、保障本国产业发展。由于风险预防原则规定在没有科学确定性证据证明危害时，只要可能危害人类或环境，就可依据该原则限制外国商品入境。发达国家作为进口大国，普遍将风险预防原则纳入法律政策以限制我国产品出口、减损企业声誉、降低国际市场份额，阻碍我国出口贸易。“在我国环境法中确立风险预防原则，不仅有助于我国在国际上立足，还能促进经济持续发展，是我国应对新型贸易壁垒的需要”[2]。
第三，有利于科学发展观落实。将风险预防原则有限适用于我国环境法，是党中央多次强调的科学发展观的现实要求。实现科学发展，应做到全面协调可持续，以最低经济和环境成本产出最高社会效益。该原则使我们确立风险预防思想，将预防环境风险作为生态建设的组成部分，带来经济和社会的持续发展。确立风险预防原则还能有效控制潜在环境风险，消除发展中的不稳定因素。因此，我国应大力增强公民风险预防意识，将风险预防原则作为解决当前环境问题的基础，为落实科学发展观做出贡献。
但是，将风险预防原则作为环境法的普遍原则与基本原则并不合适，它的适用应受到一定限制。是否需要消除或接受一定风险，应进行个案分析，通过风险评估等制度，在实现该原则追求的避免风险时，将其消极影响降至最低。
三、风险预防原则在我国有限适用的领域
从国内外立法看，风险预防原则一般适用于对人体健康和环境可能造成严重或不可逆转的损害威胁领域。为防止模糊的字面意义导致该原则滥用，明确列举其适用范围非常必要。虽风险预防原则在国际环境法上的完善有利于环境保护，但将其作为我国环境法的一项基本原则，将不利于我国对外贸易的良性发展，对发展中国家的我国有消极影响。
（一）我国环境保护领用适用风险预防原则的步骤
通过上述对风险预防原则的利弊分析，笔者认为该原则固然有优势，但也有局限性，虽有学者建议我国将风险预防原则作为环境法基本原则，但我国环境法中尚未明确规定，缺乏法律依据。将其直接定位为环境法基本原则过于草率，会造成不良影响。因此，目前尚不能将其作为环境法基本原则解决环境法领域所有问题，也不能在今后出现的环境问题上普遍适用。在我国环境保护领域确立该原则时，须经历四个步骤：首先，有限适用该原则，即在我国环境保护的若干特殊领域适用该原则，这些有限适用风险预防原则领域的环境问题应有科学不确定性和较高阈值，带来较严重威胁，并且在这些领域有限适用风险预防原则符合成本效益分析；接着将它上升为这些特殊领域的基本原则；然后将该原则作为环境法的基本原则；最后在环境法所有领域的环境问题及今后新出现的环境问题上普遍适用。而非直接将其界定为环境法基本原则。这就使我们在某些领域的有限适用中对该原则相关制度逐步完善，总结出适用的成功经验，从而有计划地将之推广，发挥该原则的最大效益，有效减少该原则带来的负面影响。
（二）风险预防原则在我国有限适用的具体领域
结合上述风险预防原则有限适用的三个判断标准，即：科学不确定性、较高阈值、符合成本效益原则，在我国环境法中有限适用风险预防原则的领域应主要包括：气候变化领域、生物多样性保护领域、转基因食品安全领域。这三个领域的环境问题都有科学不确定性。这三个领域环境问题都有较高阈值，只有这些环境风险导致的潜在危害重大时，才应采取风险预防措施，否则不符合成本效益分析原则，对经济社会发展不利。最后，一旦这些领域确实造成损害，将严重、不可逆转，威胁我国公民生命健康和国家安全，所以在这些领域适用风险预防原则符合成本效益。因此，应在我国环境法中的气候变化、生物多样性保护、转基因食品安全领域有限适用风险预防原则。
注释：
[1]冯嘉：环境法原则论，中国政法大学博士学位论文，2010年4月，第96页。
环境科学基本原理篇3
从专业结构看，国外发达国家大多专业方向丰富，专业设置呈现多元化发展的趋势;在我国，过去环境科学专业受母学科制约，专业方向划分过细。目前我国的环境专业本科生教育正在向宽口径、适应面广等方向发展，以改变过去那种在本科就开始培养“专业人才”，以至分配面窄，很难适应实际工作的状况。从办学要求看，无论在国内和国外，其办学导向都是与社会需求尽量取得一致。在培养目标上，各国普遍强调要对学生能够进行全面的文化素质培养，在“知识”“能力”和“做人”三方面做到有机统一和结合;在国外，比较重视“知识”和“能力”的培养;我国对本科生的培养目标多年以来强调培养“专家”和“专门人才”，着眼于毕业后的职业，要求毕业后能“专业对口”。因此，培养学生只重深度，不重广度，近年来虽已逐步扩大培养口径，但还不够。在由计划经济向市场经济转变的过程中，这种缺陷已经暴露出来，表现最突出的是毕业生工作适应面窄，适应能力差。致使毕业生就业困难。
在课程体系和学分制实施方面，国外设置的课程类别大致与我国相同，全部课程包括公共基础必修课、专业必修课和选修课。国外实施学分制与我国一个明显的不同点是，国外学生在选修上的自由度非常大。专业课数量众多、涉及面广，在指定选修课和必修课中也设置若干门课程让学生自由选择，甚至允许在校内其他系或学院选修其他领域的课程;在我国，学分制中规定的必修课学分多而选修课学分少，而且在选修课中，也只有本系开设的选修课程或一些全校性的选修课可供选择，而这些选修课少到若漏选一门则可能学分不够，使学生在近乎完全同一的模式中学习，这就造成了培养出的人才知识结构单一，难以应付实际工作中的各种问题。正是由于这个原因，导致国外不严格限制学习时间，学生只要修满学分即可毕业，而我国依然实行四年制本科教育。
二、环境科学专业教学改革发展方向
环境科学的独特性决定了高校环境类专业所需基础课内容广，专业课门类多。然而，学生在校时间有限，如何在课程设置充分体现以培养“综合型”人才为目标，制订出较为合理的教学计划，至关重要。
1．拓宽基础，文理渗透环境问题不仅仅是自然科学和技术工程范围内的问题，而且是一个社会经济问题。在解决具体的环境问题时，往往需要综合考虑环境、资源、技术、经济、市场等多方面的因素。因而，课程设置时应考虑多渗入经济、人文及行为科学的内容，加强文理渗透，提高人文修养，尤其是必须进行经济、管理、政策、法律等方面的教育。欧美发达国家高校环境类专业的课程设置无统一模式，但其共同的特点是具有宽厚的基础，几乎数理化、天文、地质、生物及社会科学等方面的内容都设有必修课或选修课。基础课主要集中在数学、化学、力学、经济、人文及行为科学等方面。美国佛罗里达大学环境类专业其文科课程约占总学分的13%，体现了文理渗透、加强素质教育的意图。美国杜克大学环境学院还开设职业写作、职业技能等多门职业素质教育课程。Brown大学环境科学中心执委会成员的职责之一就是指导学生根据各自的特点和爱好制订有效的和多样化的专修课程计划，使所选课程密切相关，并以一体化的论文为终点。这些做法都值得借鉴。
2．发挥特长，办出特色我国目前办环境类专业的院校不少。各高等院校应发挥各自特长，办出自身特色，不应强求统一模式。要注重专业课程的补充更新，通过开新课或在原有的课程中补充若干新章节来更新充实教学内容，使之能及时敏锐地反映学科的新进展以及当前环境决策和举措中的新观点和新动向，尽可能使学生能跟上时代的发展。
3．多设选修课，扩大选课自由度目前，我国高校选修课程占总学时比例小，可供学生选择的范围非常有限。这样的教学计划必然导致同校同专业的学生所学课程都相似，极大地制约了学生的个性发展与能力培养。国外高校这方面做得较好，如德国Stuttgrat大学选修课约占总学时的30%。英国的一些大学为解决因师资不足造成选修课缺乏现象，甚至可跨校、跨国选修课程。这些做法值得我们参考与借鉴。此外，可让学生自己选择毕业论文的研究方向与内容，并让他们在高年级阶段围绕该研究方向与内容选修相关的专业课。这样同一学校同一专业毕业的学生，所学的专业课可能差别较大，以避免知识结构单一。
4．加强实践性教学环节由于环境科学具有很强的实践性，培养学生从事科研和工程设计与实践的能力显得特别重要，因而不可忽视实践性教学环节，包括实验室工作、项目设计、野外实习等形式。对于实践性强的课程，讲课时间应少于实践课时间，精讲多练。通过实践性教学环节可以让学生了解环境科学专业的性质，加强培养学生的实际工作技能、实验能力、科研和工程设计能力，同时掌握科技论文写作方法，参与学术交流。让学生在大学阶段多参与一定的科研工作或参与完成实际工程，对提高就业率也是一个行之有效的途径。
三、环境科学专业教学模式探讨
1．环境科学专业课程模块和内容体系我国环境科学专业的课程模块大致如图3所示。环境科学专业的知识结构和体系应体现强化专业基础，拓宽专业方向，重视专业技能的改革的基本原则。其基本思路就是:第一，把环境科学的课程体系作为一个系统，按照课程体系的知识结构层次和认识规律的要求，确定各门课程的地位和作用，组织、选择和合理安排课程的教学内容及相应的教学要求。第二，按知识体系的功能与作用将课程体系分为理论基础、技术基础、工程原理基础和专业基础以及专业课五个基本模块，各模块所设基本课程见图4所示。这样的课程结构能更好的反映不同层次的课程所能提供的知识内容，更能反映社会发展对人才质量的要求。在具体办学当中，各大学依据自己的办学特色和对学生的不同要求对于专业课程的安排各有不同。如综合性大学的课程设置比较全面，涉及到了化学、环境管理学、环境工程学、环境伦理学、环境生态学等各个方面;工业类大学则侧重工业的特点，开设了一些偏重于环境工程方面的课程，如哈尔滨工业大学将大气污染控制工程、水污染控制工程、固体废物处理与资源化、环境影响评价与环境规划等作为其主干课程;地矿类大学将其专业课偏重于地质学方面的内容，如中国地质大学开设了水文地质学基础、环境地学等地质类的课程;师范类大学侧重环境管理和生态学方面的培养，主要开设了环境规划与管理，环境生理学、植被生态学、城市生态学、污染生态学等作为其主要专业课程;林业类大学主要开设了环境与资源保护法学、水土保持学、生态学等偏重于资源和水土保持方面的课程而体现出其专业特色;化工类大学主要开设了有机分析、现代生命科学导论、分子生物学、化工工艺学等偏重于生物和化学类的课程作为其基础课程，体现出其在化学工程和生物工程方面良好的专业基础;农业类大学则十分重视土壤、资源和生态方面的课程，主要有土壤学、植物营养学、土壤地理与调查、土壤－植物－环境分析、养分资源管理、资源环境信息技术、普通生态学，农业生态学等课程。
2．环境科学专业实践性教学环节改革目前，环境科学专业实践教学环节还仍然比较薄弱，还不能完全与课堂教学内容相适应，不能满足学生动手能力和创造能力培养的需要。因此，为培养合格的环境保护人才，全面提高环境科学专业学生的科学素质，加强环境科学实践性教学以提升教学质量和教学效果则显得尤为必要。针对环境科学专业的性质和培养目标提出环境科学专业实践教学环节应包括认识性环境实习、环境专业课程设计、生产实习和毕业论文等四个环节。认识性环境实习。主要包括:①一定区域内自然环境、人文环境的现状，如森林、灌木、草原的天然分带性，草原生态环境现状，干旱戈壁、沙漠环境现状，城市环境特征及现状;②环境演化及其环境效应，如河流源区的森林涵养水源效应，沙漠绿洲的形成演化及其环境效应;③生态环境问题和环境污染问题，如干旱内陆河流域的水环境问题，戈壁、沙漠生态环境及问题，矿山环境问题，城市环境问题等;④环境保护措施和污染防治技术，如生态环境保护措施，土地荒漠化及沙漠治理技术，“三废”污染防治技术等。(2)环境专业课程设计。环境专业所开设的专业课程都是实践性很强学科知识，这就决定了所有专业课程的教学都应包含有实践教学的内容。例如，《环境监测与评价》必须要有各种监测仪器使用操作的实践教学内容，也包括对取得的数据进行环境质量评价的过程;《水污染控制原理与技术》课程应有污水净化机理的实验和污水处理工艺流程等实践教学内容;《大气污染控制原理与技术》课程应安排大气颗粒污染物物理性能检测、大气污染物净化等试验和安排去火电厂参观烟气除尘装置;《固体废物处理处置及资源化》课程实践教学内容主要包括固废的收集、转运、分类贮存，压实、破碎、分选、固化，发酵堆肥，热解、焚烧，填埋处置及资源化利用等技术过程。(3)生产实习的内容。环境科学专业生产实习的内容既包括专业课程设置所涵盖的内容，也包括教科书中还没有反映的相关内容。主要有环境现象和环境问题调查分析方法，环境质量监测技术，环境影响评价方法，污染控制原理和治理技术方法，环境地质灾害预测评价，环境政策、法律和环境管理等。环境生产实习要求学生亲自参与环境保护实践工作，如参与区域生态环境现状调查分析，对大气、水、土壤污染状况进行监测，参加一项建设项目的环境影响评价工作等。(4)毕业论文的内容。毕业论文实行导师制，即由一名本专业讲师以上职称的老师或校外相关技术人员担任导师，指导3～5名学生进行毕业论文的写作。内容可涉及环境科学相关专业所有知识点。
四、结语
环境科学基本原理篇4
[关键词]风险预防原则；环境风险；环境法。
一、风险预防原则的产生与发展。
（一）风险预防原则的产生。一般认为，风险预防原则最早源于联邦德国Vorsorge法则①，该法则的核心是社会应当通过认真的提前规划和阻止潜在的有害行为来避免环境破坏。
1976年联邦德国议会通过的空气清洁法就将风险预防原则作为一项基本原则纳入其中，它赋予德国政策的制定者在缺乏科学确定性，但又担心出现不可逆转的环境损害时，可采取风险预防措施的权利。联邦德国在处理酸雨、全球变暖和北海污染的问题上就经常引用该原则以证明其所采取的强硬政策的合法性，并在当时大大地促进了德国环保产业的发展。
（二）风险预防原则在国际环境法中的确立和发展。风险预防原则被提出后，首先在国际环境法逐渐得到了肯定和采用。从20世纪80年代开始，风险预防原则开始频繁出现在一些保护环境的国际条约、协议和宣言中。较早使用风险预防原则表述的国际文件是1982年《世界自然宪章》，而在1987年第二次保护北海国际会议通过的部长宣言中则明确提出了风险预防原则，即：“为了防止北海遭受危险的物质可能带来的损害，预防的方法是必要的，它可以要求即使在没有明确的科学证据能证明因果关系的情况下，也要采取行动控制这一类物质的排放。”[1]1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》对于确立和传播风险预防理念具有重要意义，该议定书在当时对于氟氯氢化物与臭氧层破坏的关联上并没有确切科学证据的情况下仍然规定：缔约方“决定为保护臭氧层，采取预先防范性措施，平衡地控制消耗臭氧层物质的全球释放总量”。
20世纪90年代是风险预防原则全面发展和落实的一个重要阶段，它被更多的国家理解并接受，其适用范围和领域越来越广，并成为可持续发展思想的重要组成部分。有学者就指出：1990年以后的国际环境法律文件几乎都采纳了风险预防原则。[2]其中值得一提是1992年在里约热内卢召开的联合国环境与发展会议，该会议通过的《里约宣言》对风险预防原则的确认具有里程碑意义。《里约宣言》第15条专门规定：“为了保护环境，各国应按照本国的能力，广泛适用预防措施。遇有严重或不可逆转损害的威胁时，不得以缺乏科学充分确实证据为理由，延迟采取符合成本效益的措施防止环境恶化。”同时，作为1992年联合国环境与发展大会的两个重要成果：《联合国气候变化框架公约》和《生物多样性公约》也都把风险预防原则作为实现自身目标的重要原则之一。《联合国气候变化框架公约》第3条第3款规定：“各缔约方应当采取预先防范措施，预测、防止或尽量减少引起气候变化的原因，并缓解其不利影响。当存在造成严重或不可逆转的损害的威胁时，不应当以科学上没有完全的确定性为理由推迟采取这类措施，同时考虑到应付气候变化的政策和措施应当讲求成本效益，确保以尽可能最低的费用获得全球效益。”《生物多样性公约》也在序言中指出：
“注意到生物多样性遭受严重减少或损失的威胁时，不应以缺乏充分的科学定论为理由，而推迟采取旨在避免或尽量减轻此种威胁的措施。”
2000年《卡塔赫纳生物安全议定书》从序言到具体条款都始终贯穿了风险预防原则，在其序言中明确提出将转基因生物体生物安全的国际法律保护，建立在风险防范法律原则基础之上。该议定书的序言第四段重申了《里约宣言》的第十五项原则，正文第1条规定“本议定书的目标是依循《关于环境与发展的里约宣言》原则15所订立的预先防范办法，协助确保在安全转移、处理和使用凭借现代生物技术获得的、可能对生物多样性的保护和可持续使用产生不利影响的改性活生物体领域内采取充分的保护措施，同时顾及对人类健康所构成的风险并特别侧重越境转移问题。”
综上所述，预先防范原则自在20世纪80年代产生以来得到了迅速发展，并已扩展到包括了保护臭氧层、气候变化、有毒有害废物处理、防止水污染和空气污染、生物安全等环境保护的所有领域，成为国际环境法的一项重要原则。
（三）风险预防原则在各国国内法中的确立和发展。国际环境法所确立的风险预防原则反映了国际社会在环境保护问题上的共识，对于指导各国环境法的制定和修订起着重要的指引作用。一些环境保护法律比较先进的国家已在其国内法中将风险预防原则作为一项法律原则加以采纳，用以防范环境风险。例如，在宪法层次上，2005年2月法国议会通过的宪法修正案认可了风险预防原则。在环境基本法层次上，加拿大1999年修订的《环境保护法》在前言中规定“……加拿大政府承诺执行风险预防原则，一旦出现严重的危险或不可逆转的破坏，缺乏完全科学确定性，不得以延迟节省成本措施为理由来预防环境退化，”明确地把风险预防和污染者付费、污染预防、保护环境与人类健康并列地规定为环境法的4个基本原则。法国1998年制定的《环境法典》在第110条第1款规定了风险预防原则，指出“根据这一原则，不允许以缺乏足够的科学技术知识因而无把握为借口延误时机，在费用可接受的范围内，不对可能给环境造成重大损失的、无法避免的可预见灾害及时采取适当的防治措施。”[3]在环境单行法律、法规的层次上，德国《化学物质与化学品法》、丹麦《化学物质与化学品法》、瑞典《化学品法令》与《化学物质排放法令》多处规定了预防的准则，并把预防环境风险和人体健康风险的要求融入到所有条文之中。
二、风险预防原则的主要构成要素。
（一）启动时点：遇有无法接受的危险。适用风险预防原则将面临的首要问题是，这种环境风险所带来的威胁达到何种程度时才予以适用。对于风险预防原则启动时点有着不同的规定，有的规定的启动条件较为严格，如《里约宣言》规定的是“遇有严重或不可逆转的威胁”；《生物多样性公约》则规定“严重减少或损失的威胁”；有的规定的启动条件较为宽松，如199年《巴马科公约》的规定是“可能对人类或者环境导致危害”；2000年《卡塔赫纳生物安全议定书》规定的是“潜在不利影响”。虽然这些条款规定的标准有所差异，但其共同之处在于它们都包含了承载价值的语言，表达了对可接受损害程度的道德判断。
威胁的严重、重大、不可逆转的具体判断标准是什么呢？
以上列举的环境法律文件并没有直接给出答案。实际上，由于经济发展水平、环境保护发展的程度以及文化背景等因素的不同，世界各国对环境风险的承受能力也是不同的。因此，在环境标准的制定上肯定存在差异，这就必然会直接影响到各国对环境风险威胁的严重性程度的判断，制定一个统一的严重性标准显然也是不现实的。联合国教科文组织对“预防原则”的启动时点规定为“道德上无法接受的损害”，它包括“威胁到人类的生命或健康的损害；严重和有效地无法挽回的损害；对当代或后代不公平的损害；未有充分地考虑那些受影响者的人权而实施的损害。”这为各国的立法者提供了较为权威的参考。
（二）科学的不确定性。这是指没有充分确实的科学证据。
证明某种行为与危险后果之间是否存在因果关系。这说明当科学上对损害的因果关系、规模、可能性和性质有相当大的不确定性时，“预防原则”仍然可以发挥作用。科学不确定性是风险预防原则区别于以往的环境保护原则的最明显的特点。大部分国际环境条约和各国的国内法都要求不需等到有确定的科学证据，但是至少也应该有合理的根据，这说明风险预防原则不是基于人们的对风险的焦虑认识或情感原因，而是建立在理性认识的基础上，旨在指导人们面临潜在的巨大环境风险时作出明智的决定。风险预防原则的适用只能建立在充分的科学依据之上，即某种形式科学分析是必需的，而若仅仅是幻想或凭空推想不能引发风险预防原则的适用。[4]
（三）成本与效益的评估。风险预防原则的这个要素是指其适用应当在总体的社会、经济影响上符合成本效益原则。
为了避免因适用风险预防原则而付出过高的社会代价，国际社会采纳了在成本效益分析方法，即运用比例原则评估风险预防措施是否符合相称性：一项依据风险预防原则而采取的措施，不但要有制定的必要性，同时需要具有法理上与经济成本上的合理性，并且要使风险预防措施与风险管理之间具有适当的联系。[5]
（四）适当的预防措施的采用。预防措施应当与所选定的保护级别以及可能造成的损害大小相对应，即根据不同的风险水平采取适当的预防措施。常用的预防措施包括：禁止性措施、暂停或延缓性措施、使用最佳可行技术、最佳环境实践、寻找替代方法和进一步研究并搜集更多信息等。
三、关于我国环境法确立风险预防原则的思考（一）我国国内法中尚未确立风险预防原则因为时代的局限，作为我国环境基本法的1989年《环境保护法》仅规定了适用于环境损害的“预防为主、防治结合”的原则，没有规定和体现风险预防原则。有学者认为我国环境法中现有的“预防为主，防治结合”的原则已经包含了风险预防原则的精神，没有必要再专门对风险预防原则进行确认，但从实际情况来看这解释是不妥当的。因为从立法的时间来看，《环境保护法》是早在1989年就获得通过，而当时风险预防原则还根本没有传入我国，因此，《环境保护法》的立法意图中不可能含有对该原则的考虑。此外，从立法内容上看，风险预防原则和我们平时所说的“预防为主”的原则是不同的两个原则，认为前者包含在后者之中显然是不科学的。到目前为止，我国只在少数环境领域实施了风险预防原则，如《大气污染防治法》
第45条对消耗臭氧层物质的控制作出了规定，除此之外，风险预防原则在其他环境领域是缺乏立法规范的。
（二）我国确立风险预防原则的必要性分析1.确立风险预防原则是防范日益严重的环境风险的客观需要。我国改革开放初期只注重经济增长，忽略环境保护，而这种经济增长是以大量消耗、破坏环境资源，造成环境污染为代价的，与经济高速增长相伴的是我国的环境危机也空前加剧了，出现了一系列环境问题；而目前在我国经济转型期，一些急功近利的项目使得我国的环境污染和生态破坏现象日趋严重，对社会构成了巨大威胁。[6]总体而言，我国的环境问题十分严重，环境风险日益突出。目前我国环境法对于含有科学不确定性的环境风险尚缺乏规制，但是这类特殊的环境风险一旦发生，将会使我们付出很大代价。
2.确立风险预防原则是实践科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会的客观需要。目前我国提出要加快推进生态文明建设，深入实施可持续发展战略，大力推进资源节约型、环境友好型社会建设，加快推进节能减排，加快污染防治。我国环境保护进入了以保护环境优化经济增长历史性转变的新阶段，而我国现行环境保护法的基本原则还不能很好地适应环境保护历史性转变的新需求。风险预防原则作为一项基本原则如果能在我国环境保护法中确立的话，将对于整个环境法律制度的基本性质、基本内容和基本价值倾向都具有重要的现实意义。
3.确立风险预防原则是履行国际义务的需要。虽然我国已加入了1992年联合国《里约环境与发展宣言》及《生物多样性公约》，但从国内立法的态度上看，我国在对待风险预防原则问题上是比较谨慎的，还未将其确定为环境法的基本原则之一。为了能与我国在对外关系中有关该问题的立场相一致，并给世界各国树立一个有信必守、负责任的大国形象，我国应在国内法上积极承认风险预防原则并予以贯彻。
（三）确立风险预防原则的具体建议1.在环境基本法中确立风险预防原则作为基本原则的地位。从国际环境条约和国外立法的成功经验来看，规定风险预防原则，对于预防今后可能发生的重大环境损害，促进社会、经济的可持续发展具有重要意义。当前，我国立法机关正在开展修订《环境保护法》的工作，我们应利用这个时机在我国环境基本法中确立风险预防原则的基本原则地位，并以其指导环境立法、司法和执法活动。只有把风险预防原则上升为环境基本法所确认的基本准则，才能使其发挥协调其他环境立法、指导环境司法和环境执法的作用，才能使我国的环境法律体系全面构筑起一道道预防重大环境风险的制度防线。
2.在重要环境保护领域积极落实风险预防原则。风险预防原则主要涉及到人类、动植物健康领域和生物安全等领域，在这些领域的法律法规中应加入与风险预防原则的相关规定或具体制度，例如我国应当在规范转基因生物、危险化学品专门性法律采取风险预防的措施。
3.建立健全与风险预防原则的相关法律制度。风险预防原则的真正实现，除了确立其基本原则的地位，还需要具体的法律机制和法律制度的配合。目前，我国法律中已经包含了部分与风险预防原则相关的法律制度，如清洁生产制度、标签制度、许可证制度和一定程度的风险性活动实施者责任制度等，但这些制度还需要进一步的完善和发展。笔者建议应增强清洁生产制度的强制执行效力，增加风险性活动实施者的有关保证责任和监测过程中的经济责任的规定，建立环境风险评价制度，完善环境影响评价制度。
注：
①Vorsorge在德语中意为“事先的考虑和担忧”。
参考文献：
[1][法]亚历山大·基斯，著。张若思，译。国际环境法[m].北京：法律出版社，2000.
[2][美]托马斯·伯根索尔和肖恩·D·墨菲，著。黎作恒，译。国际公法[m].北京：法律出版社，2005.
[3]赵国青。外国环境法选编[m].北京：中国政法大学出版社，2000.
[4]SeetheUnitednationseducational，ScientificandCul-turalorganization:theprecautionaryprinciple，publishedin2005，p13.
环境科学基本原理篇5
环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的，以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的新型学科。也即利用化学的原理和方法解决环境问题的一门学科。目前国内外教材较多，比较优秀的教材有《环境化学》(戴树桂主编)、《环境化学》(董德明等主编)、《环境化学》(王红云等主编)、《environmentalChemistry》(manahanHe)、《Chemistryoftheenvironment》(RonaldaBailey)等。中国石油大学(华东)环境化学课程组经过多方比较，选择南开大学戴树桂主编的《环境化学》作为主要参考教材。该书共8章内容，第一章是绪论，主要包括环境化学和环境污染物，是概括性的介绍一下环境化学学科。第二、三、四、五章分别讲解了主要污染物在大气、水、土壤、生物四个不同介质中的存在形态、迁移转化规律。第六章从污染物类型方面入手，介绍典型污染物在环境各圈层中的转归与效应。第七章介绍了受污染环境的修复技术及原理，包括微生物修复技术、植物修复技术、化学氧化技术等。第八章是绿色化学的基本原理与应用，包括绿色化学的发展史、基本原理及应用，探讨了未来的化学工业的发展方向［1］。根据我校学科设置情况、环境工程的培养方案安排(60学时)，同时结合我校石油石化高校的特点。全部讲解会难免出现浅尝辄止的现象，为此环境化学课程组选择第二、三、四、六、七作为主要讲解内容，尤其是二、三、四章的内容，作为授课的重点。因为大气、水体、土壤是当前主要污染物的受体，与人类最为密切的环境要素，其环境问题已经严重影响到了人类的健康存在;而第七章受污染环境的控制及修复技术将会在环境工程的其他课程如水处理工程、大气污染控制工程等课程中会详细介绍，因而在本课程教学中只做简单介绍。
2研讨型教学法的引出及应用
环境化学是利用化学知识分析、研究不同介质中污染物的存在形态、化学特性、迁移转化规律和效应及其控制原理的科学，其中有很多描述性及原理性的内容，如果单纯课堂讲解枯燥无味，很多学生认为只需死记硬背即可，故不认真听讲，也不愿意深入思考，更缺乏主动联系实际的积极性。爱因斯坦曾说过“兴趣是最好的老师”，如何激发学生的学习兴趣、活跃课堂气氛，成为提高教学质量的关键。为此，笔者在上课过程中由一贯的只由老师讲解的“填鸭式”教学，引入了研讨型的教学方法［2］。讲课的基本思路是:以身边发生的环境热点问题为切入点，首先提出研讨的主题(拟定小论文或者汇报题目);然后学生自由选题、分组，安排学生自己去查阅资料，分析问题形成的原因、涉及到的污染物的危害、迁移转化规律以及有效控制手段等;最后课堂讨论及讲解［3－5］。下面分别依大气环境化学和水环境化学章节的讲解为例，如何具体的开展教学工作。
2.1大气环境化学章节的讲解
本章主要介绍大气结构，大气中的主要污染物及其迁移，光化学反应基础，重要的大气污染化学问题及其形成机制。按照教学大纲要求，本章需要12个学时，笔者在本章内容讲解过程中分成两个模块:前6个学时侧重理论讲解，主要采用传统的教学方式;后6个学时侧重环境具体问题，在讲具体问题时再结合前面讲的理论内容，加深学生对理论内容的理解，主要采用研讨的教学方式。理论讲解主要介绍大气的层结结构、大气中的主要污染物、大气运动规律及光化学反应基础。采用教师在讲台上讲解为主，并辅以板书和多媒体，学生听课与做练习的传统教学方式，这样有利于学生快速把握课程的基础内容和重点难点，有利于学生快速建立系统的知识结构。为了便于后续研讨课的进行，在本章第二次上课时要安排研讨题目，本章的主要研讨题目有:雾霾与pm2.5、温室气体与温室效应、臭氧空洞、酸雨、光化学烟雾、碳排放、全球气候变化等。然后让学生去选题、分组(大概5人一组)，要求每组学生针对研讨题目查阅相关主题涉及的还击给你问题的产生原因、危害、防治措施及启示，并形成汇报材料，要求每组汇报时间不超过5min，大家讨论时间不低于15min，老师点评5min，这样每个题目讨论时间大概25min。从第四次课开始进行讨论，完全互动讨论5个学时，剩下最后1个学时主要是对本章内容进行归纳总结。在研讨过程中不能浮于表面，要理论联系实际，既要体现课程的基础知识和基本原理，又要结合当前的学科的研究热点及发展趋势，同时也要结合学生自己的知识水平，切记好高骛远。如“雾霾与pm2.5”这个专题。研讨过程中既要涉及大气颗粒物的来源与消除途径、粒径分布规律、化学组成，又要包涵pm2.5的来源、危害、产生机制及防治措施等等。
2.2水环境化学章节的讲解
本章主要介绍天然水的基本特征，水中重要污染物存在形态及分布，污染物在水环境中的迁移转化的基本原理以及水质模型。按照教学大纲要求，本章需要12个学时，同样采用理论讲解和研讨型教学结合的方式。理论讲解需要6个学时，主要介绍天然水的基本特征及污染物存在的形态、水中的主要污染物的迁移转化过程，如溶解－沉淀、氧化还原、配合、分配、光解等。研讨课时6个学时，本章的主要研讨题目有:饮用水安全、水体富营养化、咔斯特溶洞、重金属污染与水俣病、海上溢油、节水型校园建设等。本章第二次课就安排题目，从第四次课开始进行讨论，安排方式和时间安排基本同“大气环境化学部分”，完全互动讨论5个学时，剩下最后1个学时主要是对本章内容进行归纳总结。上面依大气环境化学和水环境化学两章的内容为例，讨论了如何将结合具体环境问题和基本理论内容开展研讨型教学。除去通过上面具体的主题讨论之外，还引导学生积极参与多项与环境化学相关的科技创新活动，主要包括国家大学生创新实验计划、南风窗杂志举办的“调研中国”、节能减排科技大赛等活动，把研讨型教学引入到课堂外，进一步锻炼学生学以致用的能力。
3结语
通过引入研讨型教学方法，课堂教学气氛十分活跃，学生感觉不到有枯燥感，有效地调动了学生的主观能动性。不但完全掌握了环境化学的知识内容，而且锻炼了学生分析问题及解决问题的能力，上台演讲的能力也得到了很大的提升。有些同学还通过组队的过程，通过组队、分工等方式，锻炼了团队协作能力。当然任何教学方式也有他一定的局限性，在材料准备过程中还存在组中个别队员不积极准备，消极参与工作的现象，讨论过程中也不积极参与进来。今后在积极推进研讨型教学的同时，避免上述问题的发生，是进一步提高教学效果的关键。今后希望各位同仁，共同探讨和完善环境化学教学改革，以进一步提高环境化学教学质量，培养合格的环境高等人才才是我们的最终目的。
作者:王永强王婧刘芳卢磊刘其友孙娟单位:中国石油大学(华东)化学工程学院中国石油工程建设有限公司华东设计分公司
参考文献
［1］戴树桂.环境化学．2版［m］．北京:高等教育出版社，2006:1－475.
［2］刘伟.研讨式教学模式构建［J］．高等教育研究，2008，29(10):65－67.
［3］王丽梅，孟昭福，张增强，等.环境化学课程教学改革与实践［J］．中国大学教学，2011(7):82－84.
环境科学基本原理篇6
关键词：建筑环境与设备工程；人才培养模式；课程建设；特色专业建设
引言
根据教育部1998年颁布的全国高等学校本科专业目录，将原供热通风与空调工程和燃气工程两个专业合并、调整、拓宽组建而成建筑环境与设备工程专业。新专业建设既要考虑原专业的课程体系和教学内容，又要考虑社会经济发展的需要，拓展专业面。全国专业指导委员会对专业培养方案作了大调整，主要遵循三个原则。第一，特色原则。本专业核心基础是建筑环境科学，代表课程是“建筑环境学”，它反映了本专业与热能动力工程专业的根本区别。第二，学科原则。学科为主、兼顾专业的原则是本科培养方案“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的具体体现。第三，共性原则。建立专业培养方案的总体框架，使之在课程设置和教学内容上，将共有的基本理论、技术原理从专业课中提取出来，形成了一个专业技术基础平台，如建筑环境学、热质交换原理与设备、流体输配管网[1,2]。经过十多年的改革和完善，全国各高校的建筑环境与设备工程专业办学日趋成熟。本文结合我校建筑环境与设备工程专业的办学实际情况，在凸显特色方面，进行了一系列的改革和建设。
一、我校建筑环境与设备工程专业的历史演进
湖南科技大学建筑环境与设备工程专业筹建于1992年，并在采矿工程和矿山通风与安全工程两专业中组织部分学生开办暖通专业课程辅修班，1994年在原矿山通风与安全工程专业设置供热通风与空调工程专业方向。1997年成功申报了供热通风与空调工程专业并正式招生。1998年，国家教委调整专业目录，本专业更名为建筑环境与设备工程专业。自1994年来，我校建环专业已招收学生17届，为企业培养了1000余名专业技术人才。2006年，我校获得供热、供燃气、通风及空调工程硕士学位授予权，并于2007年开始招收硕士研究生。2008年，我校建筑环境与设备工程专业成功申请为湖南省特色建设专业。
二、我校建筑环境与设备工程专业的特色建设成效
通过近五年的特色建设，我校建筑环境与设备工程专业的师资力量得到了加强。现在共有教师16人。职称结构：教授4人，副教授3人，讲师9人；学历结构：博士学位8人，硕士学位8人；学缘结构：分别毕业于10所高校，大部分有两个专业以上的学习经历和工作经验。在课程和教材建设方面，老师们整合了课程内容，制订了富有特色（矿业、新能源技术和应用型）的本科人才培养方案，先后主编或参编了全国性专业教材7部，正在主编建筑环境与设备工程特的色教材《地下空间环境控制技术》和《建筑节能技术及工程》。在实践教学方面，加大实验室建设力度，用“三平台双路径”实验室建设模式[3]新建成了较完整的专业实验室，结合特色，新建了地下空间环境控制实验室。2006年“实验室建设与科学研究互动培养创新人才的研究与实践”获湖南省教学成果三等奖。同时加强校外实习基地的建设，我校建筑环境与设备工程专业实习基地湖南凌天科技有限公司被评为湖南省优秀实验室；与湘潭平安电气集团有限公司共同成功地申报了“湖南省矿山通风除尘装备工程技术研究中心”。通过参与工程技术研究中心的建设和实验室建设，专业建设与科学研究互动相长，教师的实践能力和工程能力得到了加强，教师的科研项目质量和数量大幅提升，近年来教师获得了一批具有地下空间特色的纵、横向科研项目，继而提升了培养学生应用能力的平台，拓宽了学生的知识面和专业面，提高了学生就业率，专业发展态势良好。
三、特色专业思路与原则
3.1用已所长，培育矿业特色
各高校中各专业办学的背景、条件、历史不尽相同，只有深刻领会各地区各行业该专业的内涵和外延，才能培育出行业特色。我校建筑环境与设备工程专业与许多高校不同，它隶属能源与安全工程学院，与矿业工程有着紧密的联系，这就为本专业形成行业特色打下了基础。
从办学历史看，我校建筑环境与设备工程专业的前身为矿山通风与安全工程专业，该专业完全是为煤矿开采服务的，其主要目的是为煤矿开采提供一个安全、健康、舒适的生产环境。我校建筑环境与设备工程专业服务对象从过去的单纯为矿业服务，转变为同时为矿业与建筑两大行业服务，拓宽了学生的知识面，增强了学生的就业能力。建环专业和原矿山通风与安全专业的基础非常相近，均以流体力学、工程热力学和传热学等为专业基础课，而建筑环境与设备工程专业侧重于为建筑空间的使用者提供安全、健康、舒适的工作和生活环境。随着矿山开采逐渐向深部深入，井下工作环境高温、高湿愈来愈突出，工作面温度超过35℃、相对湿度接近100%，工人中暑现象频有发生，井下高温已成为了矿山安全生产的灾害。在这种情况下，为矿山井下空间创造舒适的气候条件，将是建筑环境与设备工程专业拓展的一个重要方向。
从专业教学内容看，我校建环专业具有地下工程特色[4，5]。建环专业主要是针对地面建筑的，为地面建筑提供舒适的室内环境。我校建筑环境与设备工程专业在强调为地面建筑服务的同时，强调为地下工程服务，要求学生将所学的建筑环境控制理论，灵活地、创造性地应用于地下空间的环境控制与维护。然而由于地下空间的特殊性，地面建筑的室内环境控制与地下空间的环境控制不尽相同，地下建筑工程有着更大的特殊性和更高的安全性。因此，在教学中，在教授学生基本的室内环境控制理论的同时，突出强调普通的环境控制理论在应用于地下空间时的特殊性。在强调环境控制理论的地下应用时，要求学生不要将地下空间仅局限于矿山，城市地下空间和其它的地下空间利用（如地铁、隧道、地下仓库等）同样是室内环境控制研究对象的范畴。正是在教学与科研过程中，同时兼顾了地面与地下，强调了建筑环境控制理论在地下空间的应用，拓宽了学生的知识面，强化了学生对所学知识的灵活应用能力，使得学生的就业更有了发展的空间，同时也进一步增强了专业的地下空间环境控制特色。#p#分页标题#e#
3.2体现前瞻性，发展再生能源技术
人才培养只有跟上时展的步伐，才会被社会接纳。能源与环境是当今社会发展的两大主题，如何安全、高效地开采和使用不可再生能源，以及合理开发和利用可再生能源，是实现我国能源环境可持续发展所必需解决的重要课题之一。我校建环专业与能源产业联系紧密。一方面是由于我校建环专业具有浓厚矿业特色（地下空间环境控制），主要体现在该专业与能源开发的关系，促进煤矿安全、高效生产，更好地服务煤矿企业，是该专业目标之一。另一方面，建筑能源在国家的总能耗中占有相当大的比例（约占30%左右），有效节约建筑能耗，创造安全、舒适、健康的工作环境，更是该专业追求的目标，这体现了该专业与能源节约的关系。然而，无论如何节约，不可再生能源资源也总有消耗殆尽的一天，开发和利用可再生能源，才是实现能源、环境可持续发展的最终途径。如何合理地开发和利用太阳能、风能、地热能、生物质能等可再生能源，是该专业下一步的追求目标。因此在课程设置中，开设了建筑节能方向选修课，在专业课程的教学中，向学生灌输能源的重要性，树立学生节约能源的思想，开阔学生开发和利用可再生能源的视野。在培养方案和课程设置中，加强了能源节约和可再生能源利用方面的教学，更好地为我国经济和社会朝着科学、可持续、协调的方向发展而服务。
3.3科学定位，突显应用性
我国高校的建筑环境与设备工程专业，多数是为民用建筑服务，主要是从事民用建筑的通风、空调、采暖等相关工作。然而，从专业建设的开始，我校该专业就将其专业定位为“工业与民用相结合”的建筑环境与设备工程专业。一方面是由于我校具有浓厚的工科背景，与煤炭工业有着紧密的联系；另一方面，也是看到了工业发展的势头和工业对环境与安全人才的需求。特别是工矿一线企业需要大量的应用型人才，这就为我们这类高校毕业生提供了机会。因此，在制订培养方案和进行课程设置时，特别强调了专业的实际应用性、针对性、适应性。如加强了工业通风与除尘课程的教学，尤其是地下空间的通风与除尘。近年来，电子、医疗、食品、精密机械等一些特殊行业发展迅速，这些行业往往需要高度洁净的生产环境，急需要从事洁净空调的设计、安装与维护的专业人才。为了满足这一需要，我们在国内较早地开设了《空气洁净技术》专业选修课，并编写了我国第一部《空气洁净技术》部级规划教材。
四、特色专业建设实践
4.1人才培养模式
我校建筑环境与设备工程专业的人才培养目标是：坚持全面体现“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”以及要全面推进素质教育的时代精神，培养能适应21世纪社会主义现代化建设需要，德、智、体全面发展具有基础扎实、知识面宽、素质高、能力强、有创新意识和一定创新能力，掌握建筑环境与设备工程管理的基本理论和方法，具备建筑环境与设备工程师的基本能力，能从事室内建筑环境设计和管理的应用型复合人才。
为了实现以上人才培养目标，我校建环专业本着“加强文化素质教育、基础教育、拓宽专业面为基础；以矿业为特色；以工程实践为根本；创造较好的工程实践环境”的思想，制订了富有特色的培养方案。为了大力加强实践环节和工程训练，我们先后在四家单位建立了实习基地。并将工程能力培养贯彻到教学大纲、实验大纲、设计大纲、实纲当中。
在体制模式上，努力为学生提供因材施教的环境和教育发展的空间，实行学年学分制，即按课程课时来计算学分，学分作为学籍处理和评优评奖的依据，保留按学年升留级和退学制度，采取主辅修制。在过程模式上，采取分段培养模式，即“2＋2”的培养模式，这种模式将教学全过程分为基础学习和专业学习两个阶段，前阶段注重基础和人文知识的培养，后阶段加强专业知识和工程能力的培养。
4.2调整课程体系
从培养目标出发，按建筑环境与设备工程专业能力的要求，结合我国经济建设和社会发展对专业人才的需求，制定和调整建筑环境与设备工程专业课程体系。设立三个平台的课程体系：基础平台、专业基础平台和专业方向平台[6]。整个课程体系在基础课和专业基础课的设置上，贯彻了宽基础的原则。基础课和专业基础课涉及数学、物理、化学、机械、力学、电学、计算机应用、管理科学等学科，还包括了建筑环境与设备工程专业所必需掌握的专业基础知识如工程热力学、传热学、流体力学和建筑环境学等。
在专业课设置上，强调了专业知识的全面融合，对建筑环境与设备工程专业的原有课程进行了彻底的删、拆、并、增等处理，将供热工程、通风工程、空气调节课程知识有机地结合在一起，成为一门新的课程《暖通空调》。在充分研究学科知识的基础上，对原专业课程进行全面的精炼和整合，建立新课程体系的框架，设置《流体输配管网》、《热质交换原理与设备》等课程，将原来的《锅炉与锅炉房设备》调整为《空调冷热源工程》。率先开设专业选修课《空气洁净技术》，并编写国内第一部《空气洁净技术》本科教材。为了形成自己的特色，开设了《矿井通风与安全》、《地下空间环境控制》等相关专业课，将建筑室内环境延伸到“地下空间”，尤其是将地下空间降温、通风除尘、噪声治理等内容融入到课堂教学中，拓宽了学生的知识面，使我校建筑环境与设备工程专业的学生能成为各大中城市所迫切需要的人才[7,8]。
4.3加强实验室建设
建筑环境与设备工程专业实验室建设卓有成效，创造性地提出了“三平台双路径”实验室建设模式。经过近20年的建设，现已逐步建立起通风、空调、制冷、供热、传热传质和热工等六个专业实验室，拥有粒子图像测速仪、高速摄像仪、空调机组性能综合实验系统、风洞、色谱仪等大型仪器设备，以及常规的温度、湿度、风速、流量、压力、有害气体浓度、粉尘粒径和浓度等参数的测试仪器和仪表，完全满足专业实验的要求。另外，专业还设有数值仿真实验室，拥有FLUent、pHeoniCS、anSYS等数值仿真软件。实验教学用房面积达1000余平方米，设备总值800余万元。#p#分页标题#e#
4.4改革实践教学模式
改变实验教学模式，培养学生主体意识。本专业在完善现有实验的基础上，开发设计型综合性实验，要求学生独立设计实验方案，自拟测试方案和实验报告，掌握大型暖通空调设备性能的测试方法，并分析各设备性能的影响因素，充分发挥学生的思维能力和学习能动性，为开展本专业的实践教学创造良好的实验环境。
改革课程设计模式。主要是改变设计选题，将课程设计进行深化和拓宽。改变过去由教师指定内容，由学生按一定要求、一定形式进行设计的模式，由教师提供基本设计条件，而具体设计方案由学生自由选择，要求学生提出自己的设计思路和方法，使学生在设计过程中能主动寻找问题、发现问题、解决问题。为了提高学生对本专业知识的综合运用能力，将制冷课程设计与空气调节课程设计结合起来，将空调设计对象作为制冷站的一个用户，制冷站将为其提供冷源[9]。将供热工程和流体输配管网课程设计结合起来，将热源、热用户、管网输配系统作为一个整体进行考虑，有效地提高了学生综合分析问题和运用所学知识解决实际问题的能力[10]。
改革实习模式。专业实习主要有认识实习、生产实习和毕业实习。过去认识实习安排在专业课授课之前，生产实习一般安排在第三学年末。这种实习安排存在两个不足，一方面，实习模式老化。现在的毕业生自主择业，有相当大比例的学生毕业后只是从事相关专业的工作，实习内容与学生今后的工作内容缺乏紧密联系；另一方面，实习经费短缺、实习场地有限。因此，我校建环专业积极进行校外实习基地建设，选择具有专业先进水平的企业作为校外实习基地，并于2009年我校建环专业的实习基地被列为湖南省优秀实习基地。校外优秀实习基地建设为学生提供了方便的工程现场和实习平台，使学生的实践能力与主体意识得到了进一步的提高。
4.5强化科研，以科研促教学
在实验室建设与科学研究相结合的10年中，我们取得了较好的成绩。近年来承担了省级和校级教研教改课题10余项，制作了专业基础课和专业课的多媒体课件。在科研方面，承担了国家自然科学基金、国家发改委项目、湖南省自然科学基金、湖南省教育厅重点项目和优秀青年基金、湖南省科技计划项目及横向课题等共计80余项；其中利用实验室完成了科研项目近20项，获得省市科技进步奖5项；在实验室实验的基础上发表的研究论文30多篇；科研为实验室开发研制了实验设备10台。共申报专利6项，其中发明专利2项，获实用新型专利授权4项。在国际刊物、国内重要刊物上近200篇，其中被三大检索收录40余篇。这些成果的获得不仅提高了老师的科研兴趣，同时也极大地鼓舞了学生参与科研活动的愿望；在科研中促进了教学，在教学活动中提高了科研水平，师生双方都获得到了不同程度的进步。
4.6彰显办学特色，全面提高学生综合素质
随着我国改革开放的不断深入，国民经济的快速增长，人们物质生活水平不断提高，建筑环境与设备工程专业在近年来有了长足的发展。到目前为止，全国共有140所高校设有该专业，年招生人数1万余人，每年毕业生的就业压力很大。我校建筑环境与设备工程专业虽然办学历史不长，但在以下两方面有较强的优势，形成鲜明的行业特色：
其一，我校原是矿业类高校，主要为矿山服务，为煤矿开采提供一个安全、健康、舒适的生产环境是我校建环专业的任务之一。上世纪90年代初，随着改革开放的纵深发展，社会对人才需求发生了一定的变化，我校及时调整了专业服务对象，从单纯为矿业服务，转变为同时为矿业与建筑两大行业服务，拓宽了学生的知识面，增强了学生的就业能力。我校建环专业的专业基础没有发生根本转变，都是为建筑空间的使用者提供安全、健康、舒适的工作和生活环境，只是研究对象由原来的单纯地下空间转变为了同时研究地上、地下空间。因此，我校建筑环境与设备工程专业是在原矿山通风与安全专业基础上的拓宽，具有明显的矿业特色（地下空间环境控制）。
其二，我校原矿山通风与安全工程专业为建筑环境与设备工程专业具备矿业特色（地下空间环境控制）奠定了人才基础。大部分老师具有采矿工程及建筑环境与设备工程两个专业的学习经历，原矿山通风与安全专业的大部分仪器设备（如风洞、风网、粉尘、噪声及有害气体的检测装置、风压、风速、流量等测量仪表等）和图书资料都可为建筑环境与设备工程专业共享。此外，教师的许多科研项目涉及矿井瓦斯、粉尘等有毒有害物质的控制、矿井高温、高湿环境的调节、噪声的治理以及通风网络分析与调节等，均与矿业工程相关，煤矿企业是我校建环专业毕业生就业的途径之一，拓宽了学生的就业渠道。
五、结语
高校间的竞争，很大程度上是办学特色的竞争，只有重视和加强专业特色的建设，才能增强学校的核心竞争力。我校建筑环境与设备工程专业经过十几年的建设与发展，在办学基本条件、师资队伍、课程体系与内容等方面进行了有益的探索和建设，形成了具有我校特色的建环专业人才培养模式与培养方案，培养出了一大批宽口径、强基础、有特色的综合性高素质人才，该专业的毕业生普遍受到用人单位的一致好评。
参考文献：
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[2]张振迎,刘胜君,陈艳华.建筑环境与设备工程专业课程建设的探讨[J].制冷与空调,2009,23(4):119-120.
[3]邹声华,李孔清,成剑林,等.“三平台双途经”建设模式的研究与实践[J].实验室研究与探索,2005,24(5):99-102.
[4]郝小礼,王海桥,邹声华,等.论我校建筑环境与设备工程专业的办学特色.当代教育理论与实践,2010,2(5):27-29.
[5]郝小礼,王海桥,邹声华,等.建筑环境与设备工程地下空间特色的定位与思考[J].高等建筑教育,2010,19(5):40-44.#p#分页标题#e#
[6]王荣,梁才航,魏德强,等.建筑环境与设备工程专业本科课程体系的探讨[J].北京大学学报(哲学社会科学版),2007,5:172-175.
[7]陈光,钱付平,黄志甲.建筑环境与设备工程特色专业建设研究[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2009,26(4):116-118.
[8]杨吉民,李清清,张照辉.建筑环境与设备工程专业应用型人才培养体系构建[J].高等建筑教育,2009,18(6):18-21.
环境科学基本原理篇7
关键词：环境科学；专业课程体系；学科群；课程子模块；
作者简介：吴蔓莉(1974-)女，内蒙古赤峰人，副教授，博士，主要从事环境科学教学与研究.
环境科学专业在全国范围内属于一个较新的专业。从专业性质来看，环境科学专业是自然科学、人文社会科学、技术科学的综合交叉学科。学科涉及面广，综合性强，几乎所有的环境类专业都与环境科学专业有一定的联系。从知识领域来看，环境科学专业的核心知识领域包括环境生态学、环境学、环境化学、环境监测、环境微生物学、环境影响评价、环境管理学、环境法学、环境经济学、环境工程学、环境规划学等[1]。这些知识领域覆盖面广，核心内容之间缺乏系统性，原理之间缺乏纵向延伸。环境科学专业的这些特点使得目前各个高校开设的环境科学专业普遍存在着专业定位过宽、专业特色不鲜明等问题，也使得环境科学专业的学生在学习过程中，感觉专业课程内容杂散，课程体系缺乏系统性。学生不知道环境科学专业的重点内容是什么，不知道学科知识体系是如何体现的。
环境科学作为一个单一的学科，应具有独特的学科体系和特点。环境科学教育首先要完善学科体系，解决专业定位问题，并根据学校相关专业的传统优势和学科特点，凝练专业特色，发展具有本校特色或区域特色的、能为社会经济建设服务的环境科学专业。
西安建筑科技大学环境科学专业是以国家重点学科———环境工程为依托，结合本校工科办学特色而设立的一门较新学科。在办学过程中，借鉴了其他学校环境科学专业的办学经验，对本校专业设置和学科建设的具体情况进行了分析讨论，明确了环境科学专业的办学应结合本校相关优势学科特色并为地方经济建设服务的宗旨。并以此为依据，在制定培养方案时对学生的专业知识结构进行了系列的调整。本文将结合西安建筑科技大学环境科学专业办学过程中对专业定位、专业特色凝练、课程体系建设等方面所做的一系列工作进行探讨，为环境科学专业的课程体系设置提供新的思路。同时为实现“厚基础、宽口径、重实践”的环境科学专业人才培养模式[2-3]和就业多元化的要求提供参考。
一、环境科学专业的定位及专业培养目标
西安建筑科技大学地处西北地区，是以建筑、土木、环境工程为优势学科的一所工科院校，学校的环境工程专业办学较早，是部级重点学科，具有较强的学科优势。因此，在对环境科学专业进行定位时，明确了环境科学专业的办学和后续发展应以本校优势学科环境工程专业为依托，同时考虑为区域经济发展服务的宗旨。据此，最终确定了以“结合本校工科优势，突出学生工程实践能力；以西部大开发为依托，为地方经济服务”为宗旨对环境科学专业进行办学的指导思想。并以此为基础最终确定了环境科学专业的培养目标为“培养掌握环境自然科学、环境技术科学和环境人文社会科学等方面基础知识，掌握环境工程学的基本理论和基础知识，了解空气污染控制和水污染控制的基本原理与方法，具备环境科学的基本理论和基本技能，可从事污染防治、环境规划管理、生态环境保护的研究、规划、设计、管理与教学工作的高级技术人才和高级教育管理人才”[4]。
二、环境科学专业的特色与课程体系建设
(一)以学科专业群的构建促进环境科学专业建设
西安建筑科技大学环境与市政工程学院下设环境工程、环境科学、给排水科学与工程、建筑环境与能源应用4个专业。4个专业中，除环境科学专业办学较晚以外，其余3个专业办学较早，在国内相关专业领域具有一定的影响。环境科学专业在我校乃至全国都属于一个较新的专业，覆盖面广，几乎所有的环境工程建设、环境污染治理、人居环境等领域都可以发现与环境科学密切相关的理论问题。因此，环境科学专业的发展，应以相关重点学科的整合为基础，在重点学科所涉及的领域找到切入点，培育环境科学专业新的增长点，形成新的优势学科群体，促进相近学科间的渗透、交叉和协作。以学科专业群的构建促进环境科学课程体系的建设，对于发挥学科间的综合优势，加强学科间的交叉、综合与渗透，建立合理的环境科学课程体系具有重要的意义[5]。
在环境科学专业课程体系设置中，形成了以学科群为特色构建环境科学专业课程体系的思路(见图1)，以学科群为特色建设环境科学专业，有利于组建相同基础的教学团队，为构建环境科学专业通才教育的专业基础课程平台打下良好的基础。
(二)以模块方式设置专业方向课程体系，在课程体系设置中体现基础层次和深入层次
根据我校培养方案制定的基本原则，我校本科教学的课程设置应包括基础教育教学模块、学科专业基础教育教学模块、学科专业方向教育教学模块、实践教育教学模块、课外素质教育模块五个模块。其中专业方向教学模块应以突出专业教育特色、体现专业整体实力为目的进行课程设置；实践教育教学模块以利于学生基本技能、实践能力和创新能力的培养奠定基础。
在进行专业课程体系设置时，通过讨论，明确了学科专业方向教育教学模块的设定条件：一是符合环境科学专业的基本要求；二是考虑我校环境类专业特色；三是符合我校环境科学专业的实际能力；四是与学生技能培养紧密结合，提高学生的就业竞争能力。根据以上几点设定条件，环境科学专业的课程设置首先根据环境类专业教学指导委员会的要求，开设环境学、环境化学、环境监测、环境工程微生物、环境影响评价、环境规划与管理、环境信息系统、环境工程学等核心课程。并以核心课程为主体，结合我校环境类专业的实际情况和学科群特色情况，将专业方向教育教学模块划分为环境工程学、环境监测与管理、环境生态学3个子模块(见表1)。每个子模块包括了教学指导委员会规定的2~3门核心课程，并设置与核心课程相关的选修课程，这些选修课程多数是核心课程的纵向延伸。每个子模块都明确培养学生某一方面的能力：环境工程学方向突出培养学生的水污染控制能力、空气污染控制能力、固废处置能力；环境规划与管理方向突出培养学生的监测能力、环境规划与管理能力和环境评价能力；环境生态学方向培养学生用生态学的原理和工程学手段防治污染、保护环境的能力。在课程体系设置中体现基础层次和深入层次，学生在低年级时学习一些核心基础课程，在对环境科学的基本理论有了一定的理解后，高年级时可根据自己的兴趣偏好选择相应的专业方向选修课程进行深入的学习。
为充分利用我校学科群优势和强有力的传统工程学科基础，在专业方向子模块课程体系设置中，打破环境类专业之间的屏障，增加环境工程设计基础、城市水文与物质输配等工程类选修课的门类，把一些培养实际工作能力的工程类课程开成供环境科学专业学生选修的短学时选修课。
(三)加强学生的工程实践能力，提升学生的求职竞争力
高等教育专业办学的目标之一是服务于社会需求和学生就业。在市场经济时代，培养的学生能否找到满意的工作，用人单位是否挑选我们的学生成了一个很大的问题。以就业为导向的学生能力培养成为人才培养的关键问题。
通过对我校环境科学专业2004—2008届毕业生就业情况进行分析，发现环境科学专业的学生毕业后从事本专业(包括考研、设计单位、科研单位、施工单位)的比例为72.05%。与其他几个专业相比，学生从事本专业的比例明显偏低(环境工程、建筑环境与能源应用和给排水科学与工程专业从事本专业的比例分别为92.96%、89.16%和90.99%)。另外，我校环境科学专业学生考研的比例远高于其他3个专业(环境科学专业学生考研比例达到30.43%)。这说明我国目前对本科毕业生的需求比较偏重于工程应用型人才。因此，加强环境科学专业学生的工程实践能力是提升学生求职竞争力一个主要途径。
为提升学生的求职竞争力，同时也为学生更加深入地掌握专业课程的理论知识，在制定培养方案时，在专业教育教学模块中设置与专业课程相对应的实践环节(见表1)。重点突出工业设计(如水、气课程设计、城市水文与物质输配课程设计)；突出环境管理、环境监测等方面的实践环节；突出环境影响评价课程的学习和实践设计能力，组织学生学习环境影响评价报告的编写及评价方法。同时在教学中应注意学生的就业需求，适当进行相应的职业教育和就业培训。通过这种方式，重点培训学生的工程实践能力，增强学生的求职竞争力，解决学生就业难的问题。
环境科学基本原理篇8
1主要问题现有课程体系大体上按学科建立，课程体系方面与就业要求，特别是与“卓越计划”不相符的地方，主要在：一是全日制“应用研究型”研究生课程设置与“学术研究型”研究生课程差别不大，所使用教材和授课内容基本相同；二是专业课中缺少实验教学环节及缺乏工程技术的训练环节，这与“应用型”所要求的重视实践环节相背离；三是“应用研究型”研究生主要以学校教师的指导为主，缺乏企业导师的实质指导。
2课程体系的构建我校环境工程专业的研究生教学体系已经历了几轮的修改，基本形成了比较完善的课程体系。“学术型”研究生应修满课程学分≥34分；“应用型”修满课程学分≥32。依据环境工程学科特点构建课程体系，课程设置主要包括学位课(公共学位课、专业学位课)、非学位课、实践环节为必修课(含学术活动、科研实践、社会实践)及专业补修课。其中公共学位课是国家规定的必修科目，主要包括自然辩证法概论、英语读写、数学类课程(如数理统计与随机过程等)，其目的是使学生构建基础知识体系，掌握本专业的基础理论和基本方法。在专业学位课的设置上，对环境工程专业培养计划中的化学类课程进行了整合和系统优化，强化了环境工程理论基础和工程专业基础，提升环境工程专业学生的基础研究能力及综合竞争力。选修课分为专业选修课和一般选修课。专业选修课主要根据学生不同的研究方向，开设多种应用性强的课程由学生选修。包括油田污水处理、石油与环境微生物技术、石油污染土壤修复的原理与技术等。一般选修课主要包括一些通用的课程，包括知识产权法、科技论文写作等，主要是为了拓宽学生的知识面，增加学生分析及解决问题的能力。
二、课程体系呈现的特点
1课程设置层次分明环境工程专业课程体系中四类课程层次分明，体现研究生教育循序渐进规律，授课内容各有侧重，充分考虑各类课程之间的区别、联系，考虑硕士生课程与本科课程之间的区别、联系。一级学科平台课程是本科课程的延续、深化，讲授从事学科研究必须掌握的基础知识、基本理论、方法技能，注重学科交融。二级学科选修课程着重介绍学科发展趋势、发展动态、研究成果，指导硕士研究生开展具体的科研活动，完善知识体系，培养创新思维。三级学科可以是原有的二级学科，可以由一级学科内各个二级学科重组而成，也可以是新的学科生长点或交叉学科的研究范围。
2课程设置弹性化课程设置要充分体现“选”字，并且打通院系之间、专业之间的壁垒，同时整体化、弹性化地设计课程，增加选修课比例，选修课广泛覆盖环境科学与工程学科的各个方面和学科前沿，满足应用型和学术型人才培养的需要。分类培养，实行真正的选修制，研究生充分拥有选修自，能够根据个人学术背景和发展需求，选择适当课程，以增强硕士生对未来工作和研究的广泛适应性。对学术型培养模式重在理论问题、前沿问题的理解和创新能力的培养；应用型培养模式重在动手能力和解决实际工程问题能力的培养。
3缩短集中上课时间，强化研究生活动课程新一轮培养方案要求各类课程的设置依据环境工程学科的培养目标、学科特点，将原来的三学期授课时间调整为二学期授课时间。通过整合教学资源，优化课程设置，规定各学科最低学分要求，突出导师在硕士研究生培养中的主导地位。研究生活动课程指在培养方案中没有明确要求、在课外实施、并由学生自愿参与的各类课程。主要包括：各类学术报告、学术沙龙、学术会议以及学生间的课余学术讨论等。这些活动课程在课程内容和组织方式等方面具有前沿性、自主性、探究性、开放性，集中体现了研究生教育的学术探究性和研究生的自主学习性。
三、环境工程学科形成的优势
我校环境工程专业经过28年的建设，在能源环境科学、石油与环境微生物技术、水处理工程与技术及农业环境保护方面显现了自身特色。
1能源环境科学主要以石油工业等行业污染物的处理为主要目标，尤以注重石油开采过程中“储层保护”和“环境保护”的“双保”问题，开展了油气田缓蚀技术、三维电极电化学、含油污泥无害化等方面的研究，其相关研究已在能源环境科学领域形成鲜明的优势。
2石油与环境微生物技术面对日益严重的石油工业污染，微生物降解技术由于其成本低廉，原位性及无二次污染，应用越来越广泛。我校在废弃钻井物生物评价、微生物采油、海洋石油污染的生物修复技术等方面形成独特的优势。
3水处理工程与技术主要针对油气田勘探开发过程中产生的石油工业污水(含油污水等)，利用先进的物理化学新理论和新方法达到消除污染，综合利用水资源的目的。目前已在油田水处理工程、水处理剂的开发等方面形成独特的优势。
环境科学基本原理篇9
关键词：遥感实验室建设本科思考实践
中图分类号：G6文献标识码：a文章编号：1674-098X（2016）09（c）-0133-04
ReflectionandpracticeonConstructingtheLaboratoryforUndergraduateeducationofRemoteSensing
ZHoUJiLiShihuaZHanGXu
（SchoolofResourcesandenvironment，CenterforinformationGeoscience，UniversityofelectronicScienceandtechnologyofChina，ChengduSichuan，611731，China）
abstract：Laboratoryisanextremelyimportantplatformforundergraduateeducationofremotesensing.Becauseofthecharacteristicsofremotesensing，boththeoriesteachingandapplicationsarerequiredbyalaboratoryforundergraduateeducationofremotesensing.Byselectingthelaboratoryforenvironmentalremotesensingasacase，thispaperdescribestheprinciplesforconstructingthislaboratoryandthedetaileddesignedexperiments.Furthermore，resultsforthislaboratoryarepresentedfromfouraspects，includingtheteachingofundergraduatecourses，innovativetrainingforundergraduatestudents，worksonthebachelortheses，andthenewlydesignedexperimentsbyteachers.withthesharedreflectionsandpracticesonthislaboratory，lessonscanbelearnedbyotheruniversities.
Keywords：Remotesensing；Laboratoryconstruction；Undergraduateeducation；teflection；practice
b感技术是空间信息技术的重要组成部分之一，目前各国都把发展遥感技术作为抢占未来科技制高点的国家战略。随着卫星及其应用产业纳入国家战略性新兴产业体系，以及高分辨率对地观测系统等国家重大专项的持续推进和新的应用领域不断兴起，遥感信息产业未来将保持高速增长[1]。目前，遥感技术已被广泛应用于防灾减灾、资源探测、环境、国土、农林业和水利等众多行业，并在相关领域取得了重要成果。
遥感实验是获取实测数据、强化方法应用、实践遥感理论、发展遥感技术的重要基础手段，对于大学本科期间相关遥感课程的学习具有举足轻重的作用。遥感本科实验室主要面向地理信息科学、遥感科学与技术、空间信息与数字技术及相关本科专业的遥感基础理论实践和遥感应用分析等的专业人才培养。该类实验室强调理论与实际应用相结合，通过开展遥感图像判读、数据采集、分析和应用等，增强学生对遥感知识的专业理论实践理解和应用分析能力，为测绘、国土、资源、环境、农林业、水利、减灾及气象气候等行业提供高技术专业人才[2-5]。该文以电子科技大学面向空间信息与数字技术、环境工程等专业本科教学建设的环境遥感本科实验室为例，介绍对该实验室建设的思考和实践成效，以期为国内相关高校的遥感本科实验室建设提供参考。
1建设背景
电子科技大学资源与环境学院于2012年1月成立。学院成立初期有空间信息与数字技术、环境工程（按环境信息技术方向培养）两个本科专业，2015年新增地球信息科学与技术专业。为满足空间信息与数字技术等专业的教学，在学校的大力支持下，学院于2013年启动“环境遥感实验室”“地理空间信息工程实验室”和“环境工程实验室”的规划与建设工作。其中，环境遥感实验室主要依托于学院在遥感方向的专业人才队伍。
2建设思路与规划
2.1建设目标与总体思路
环境遥感实验室定位为学院遥感本科教学的理论与应用中心和实现培养空间信息与数字技术、环境工程实用型专业人才战略目标的重要支撑。实验室建设目标为较为先进的环境遥感教学实验平台、配置较为齐全的实验仪器，满足空间信息与数字技术、环境工程等专业的教学实验，直接支撑本科课程《空间信息导论》《遥感原理》《资源环境遥感》《数字图像处理》和《遥感综合实验》等的开展，使得学生在环境遥感实验室开设的实验项目中得到充分的实践锻炼。同时，实验室还将服务于本科毕业设计和创新训练项目，增强学生理论联系实际和实践动手能力。除该学院的相关专业外，实验室还将为本校电子工程、通信和航空航天等空间信息应用专业提供环境遥感实验平台。
根据学校本科实验室建设的总体规划，环境遥感实验室主要分2013年3―12月、2013年9―12月两期建设。综合考虑遥感类课程教学的需要、学校的电子通信学科背景和特色以及学校的经费投入，实验室第一期建设的指导方针为“涵盖基础理论、涉及重点领域、满足信息处理”，第二期建设的指导方针为“补充基础理论、增加重点领域、支撑信息处理”。其中，本科阶段遥感类课程涉及的主要基础理论知识点是地物反射、发射辐射理论，应用领域知识点则包括遥感在植被、土壤、大气、水环境等的应用，遥感信息处理知识点包括影像显示、预处理、增强和分类等。图1为环境遥感实验室的总体建设思路。
2.2实验设计
环境遥感实验室建设之前，空间信息与数字技术、环境工程的本科教学中，与遥感紧密相关的课程实验仅有“土地利用遥感调查”。该实验依托于《遥感原理》，共10学时。为加强对学生实践能力的培养，在本实验室第一期建设中，共设计了6个实验，分别如下。
实验1：遥感图像处理与专题信息提取。主要内容：遥感图像处理软件的使用方法、遥感图像判读与土地利用现状调查方法等。共28学时。依托于《数字图像处理》和《空间信息导论》。
实验2：地物反射光谱采集与处理。主要内容：典型地物的光谱测量方法及其反射光谱特征分析。共8学时。依托于《遥感综合实验》。
实验3：地物辐射参数采集与处理。主要内容：典型地物红外辐射特征测量方法、相关热辐射仪器的定标方法等。共8学时。依托于《遥感综合实验》。
实验4：植被参数遥感采集与处理。主要内容：植被参数野外测量、植被参数的遥感建模及分析方法等。共8学时。依托于《遥感原理》和《资源环境遥感》。
实验5：土壤环境参数采集与处理。主要内容：土壤环境参数的采集与分析方法、土壤含水量的测定方法、土壤各层真实温度的采集方法等。共6学时。依托于《遥感综合实验》。
实验6：大气环境参数采集与处理。主要内容：近地面大气环境参数、气象因子观测方法。共6学时。依托于《遥感综合实验》。
第二期建设中，共设计了两个实验，分别如下。
实验1：水环境参数采集与处理。主要内容：水质采集测量方法、水质参数遥感建模及分析方法等。共16学时。依托于《遥感综合实验》和环境工程专业相关课程。
实验2：地球物理参数采集与处理。主要内容：地表主要地球物理参数的采集与分析方法，包括反照率等。共12学时。依托于《遥感综合实验》。
2.3仪器设备购置
根据环境遥感实验室建设中设计的8个教学实验，规划购置的主要实验仪器设备（含专业软件）包括enVi/iDL软件（含扩展模块）1套、地物光谱仪2套、植物冠层分析仪1套、叶绿素仪3套、激光测距测高仪3套、电子天平3套、在线固定式测温仪3套、黑体辐射源1台、手持式测温仪4套、烘箱1台、土壤水分监测仪3套、气象辐射站1套、多参数水质监测仪1套、土壤温湿度自动监测系统2套、植物冠层分析仪1套、台式计算机10台等。学校共投入经费约128万元。
3实践成效
3.1本科教学
环境遥感实验室遵循“边建设、边使用；边实践、边总结”的思路，于2013年秋季学期即投入本科教学。至2013年12月，环境遥感实验室第一期、第二期建设基本完成，并顺利通过学校组织的验收。利用已购置仪器，2013―2014学年秋季学期和2014―2015学年秋季学期，依托《遥感综合实验》课程，开设了32个学时的实验课程，参与学生分别为28人、21人，实验内容涵盖了上述大部分实验项目。2013―2014学年夏季学期依托《数字图像处理》课程，开设了相关实验，参与学生数为50人。2014―2015学年秋季学期依托《资源环境遥感》课程，开设了10个学时的实验课程，参与学生为24人。图2为《遥感综合实验》课程学生室外实验照片。
3.2本科创新训练与毕业设计
除支撑课堂教学外，本科实验室的其他重要职责还包括支撑本科创新训练、毕业设计等。截至2016年，该实验室已支撑了多名学生的本科毕业设计，如“基于aSteR数据的成都平原土壤水分反演”“基于moDiSeVi-ts特征空间的土壤水分反演”“基于moDiS数据的中国西南地区干旱时空特征分析”“建筑表面温度的日变化特征及其影响因子分析”“校园水环境水质测量及其光谱特征分析”“土壤湿度对土壤剖面温度与表面温度的影响分析”等。还支持了本科生的本科创新训练项目“基于moDiS数据的中国西南干旱时空特征分析”“我国多云雾地区地表温度时间序列构建与应用”“针对amSR-e地表温度的验证与评价研究”“基于三维激光点云数据的园林植被立体实测建模”“校园水体颗粒污染监测研究”等的开展。通过参与上述工作，学生得到了充分锻炼，一方面增强了对遥感的兴趣；另一方面促进了对课堂教学内容的理解。
3.3教师新实验项目开发
在学校“新实验建设专项”的支持下，空间信息与数字技术专业教师也依托于本实验室，不断设计与开发新实验项目，如“植被叶面积指数测量及遥感反演”“基于matlab的RS图像处理方法设计”“地物反射、辐射测量与遥感波段匹配实验”“基于三维激光扫描的空间地物建模”“典型地物热红外图像采集与处理实验”“典型地物方向反射/发射特征观测与分析实验”等。所开发的新实验项目，也陆续应用到本科课程教学中，并实现对实验室原有实验项目的更新升级。
3.4实验室管理规章制度建设
为保证实验室的有序运行，该实验室由专人管理，并相继形成了《环境遥感实验室设备目录》《环境遥感实验室管理制度》《环境遥感实验室仪器管理制度》《环境遥感实验室仪器借用登记表》等规章制度和文档材料，做到仪器设备的有序、规范化管理。从3年的运行效果来看，实验室仪器使用率合理，实验室仪器设备目录、仪器介绍、仪器设备管理制度和仪器借用都有严格规范管理和相应记录文档，未出现仪器设备事故。
4结语
环境遥感实验室自2013年开始建设，同年底初步建成，至今已运行三年，较好地支撑了《空间信息导论》《遥感原理》《资源环境遥感》《数字图像处理》和《遥感综合实验》等课程的教学以及本科生的本科毕业设计、创新训练等，达到了预期的目标。此外，部分设备还支撑了研究生的教学和教师的科研工作。环境遥感实验室作为学院遥感本科教学的理论与应用中心，成为我校培养空间信息与数字技术、环境工程等专业人才战略目标的重要支撑。下一阶段将根据电子科技大学的学科背景，开展实验室在“遥感+信息”融合方面的探索，并支撑《遥感原理》等融合课程的建设。
参考文献
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环境科学基本原理篇10
关键词：地理信息系统；软件设计；教学；资源与环境
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2013）36-0192-03
教育部于1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》，将原土壤与农业化学、农业环境保护、渔业资源与渔政管理以及农业气象合并为农业资源与环境，属于环境生态类[1，2]。按照专业规范的要求，农业资源与环境专业的业务培养目标是：培养具备农业资源与环境方面的基本理论、基本知识和基本技能，能在农业、土地、环保、农资等部门或单位从事农业资源管理及利用、农业环境保护、生态农业、资源遥感与信息技术的教学、科研、管理等工作的高级科学技术人才[3]。随着本科专业目录的调整，农业院校的土壤与农业化学专业更名为农业资源与环境专业，其课程设置和教学计划也有较大的变化。各学校根据自身的实际情况，对有关课程设置的调整变化很大[4]。人类80%的信息都和空间位置有关，因此地理信息系统作为资源调查和评价过程中的重要工具，在资源环境专业中得到了充分的重视，因此越来越多的资源环境专业开设了地理信息系统和地理信息系统设计与开发相关课程。
从20世纪90年代开始，地理信息系统贯穿在数据采集、存储、处理、管理、分析及决策中，为越来越多的领域提供动态模拟、统计分析、预测预报、决策支持等服务[5]。在资源与环境专业的教学过程中以培养学生的GiS软件的应用能力为基础上，更加侧重培养学生的GiS系统的设计与应用开发能力，以提高学生解决不同实际问题的能力[6]。基于此，在本科教学方案中增设“GiS设计与开发”这门课程。目前“GiS设计与开发”作为资源与环境专业一门专业基础课，具有较强实践性、跨学科和领域等特点。针对资源与环境专业发展特点，本文讨论了“GiS设计与开发”课程设置目标的教学内容、教学方式和考核形式及其特殊性，先修课程调整、综合实习内容以及学生综合能力培养上给出教学意见，提高教学质量。
一、教学目标
如何实现专题GiS应用系统，提高GiS应用水平和效益，本课程就是在这样一个环境背景下产生的。“GiS设计与开发”是资源与环境专业学生的一门应用性很强的课程。该课程是在完成地理信息系统原理、遥感导论、数字图像处理、GpS原理、地图学、C语言、windows程序设计、数据库原理等基础课程之后，综合GiS、RS和GpS理论与计算机科学理论，以满足特定的应用要求。遵循地理信息标准，运用软件工程思想和方法，结合地理信息自身和相关应用领域的特点，设计和开发具有明确目标的信息系统。学生通过这门课的学习，掌握GiS设计与二次开发的基本原理、方法和工具，使学生具备地理信息系统二次开发的能力，熟悉空间数据库设计的基本原理和方法，了解应用项目开发中组织和管理涉及到的基本概念和策略，提高运用所学知识解决资源与环境专业方面实际问题的水平，为毕业设计和后续其它课程的学习夯实基础。
二、课程特点与基本要求
1.课程特点。（1）“GiS设计与开发”是一门具有学科交叉性特征的课程。该课程本身涉及到地理信息系统原理、地图学、遥感原理、软件工程、数据库原理、windows程序设计、数学建模等多个学科的内容，具有较为明显的学科交叉性。就资源与环境专业而言，设计与开发更加侧重数据的分析、处理和表达，因此在课程中更加侧重数据的分析和制图表达上，但是对一些基本的功能的要求也必不可少。故此，资源与环境专业在“地理信息软件设计与开发”上应该兼顾所有的基础学科，同时对数学建模相关课程有深入了解。（2）“GiS设计与开发”是一门不断发展的课程。GiS基础软件与应用软件受到计算机软硬件技术的更新而不断发展的，这也对GiS软件设计与开发也提出了更高的要求。在教学中要不断吸收新兴技术，在教学过程中指导学生查阅与GiS软件设计和软件设计有关的新兴资料，把握GiS的前沿动态。在教学过程中，适当的提出问题，调动学生积极查阅图书文献资料，培养学生积极学习态度和自学能力。（3）“GiS设计与开发”是一门实践性很强的课程。要进行GiS软件设计必须在软件设计模式、集成开发环境的运用、软件编码等方面都较好的基础，强调理论和实际应用的结合，根据具体情况解决具体问题。要求将设计与开发的理论与方式用于具体实践工作中。在教学过程中设计了单独的“地理信息软件设计与开发”的实验课程。实验课程采用分解知识点进行训练和综合训练解决实际问题的能力。
2.基本要求。学生较好地掌握地理信息系统项目组织和管理的特殊性和相关理论，学习GiS软件设计的方法，理解其特殊性，为地理信息系统的设计与开发奠定基础。能熟练运用一种程序语言和地理信息系统基础平台进行二次开发。掌握GiS软件的二次开发的基本原理，熟悉组件式GiS软件开发的基本架构，了解目前主流组件库的基本特征，具备开发GiS基本功能的能力。能使用C#和arcengine进行GiS组件式二次开发。掌握如何将地理信息系统与应用模型及其他系统集成综合解决和处理问题的基本方法，达到会设计与应用的目的。
三、教学设计
1.参考书选择。由于“地理信息软件设计与开发”这方面的教材比较少。教学过程中涉及到软件设计的基本原理与方法，在教学过程中选择ianSommerville编写的《软件工程》部分内容为指定阅读材料；同时考虑到GiS软件设计过程中的共性和特性，理论教学选择吴信才等编写的《地理信息系统设计与实现（第二版）》为参考书；课程是实验采用arcengine进行二次开发，因此参考相关的二次开发教材，主要包括arcengine开发帮助、类图等。同时给出部分图书清单，要求学生自学完成C#程序设计和设计模式等相关知识。
2.开发环境。学生的先修课程包含C语言、数学建模及matlab等课程。然而除了个别学生自学了VC程序设计之外，大部分不具备VC的开发能力。如果为了可视化编程选择VC，则在有限的课时内，学生将投入大量精力来学习VC及mFC的基本开发技能。matlab软件是国际公认的最优秀的科技应用软件。考虑到资源与环境专业背景，matlab能在GiS开发中能够很好的挖掘和分析资源环境数据。但是考虑到GiS需要管理海量的空间数据，然而常见的空间数据matlab不能进行直接的支持。因此matlab不能作为本课程的主要开发环境。结合学生现有的开发基础，以及.net在界面设计和面向对象的优势，因此本课程选择C#.net作为高级语言开发环境。VisualStudio作为一个强大的开发环境，直接对C#等.net原生语言支持。在VisualStudio2010中对UmL进行了支持，能够创建UmL类图、活动图、序列图、用例图和组建图。利用对UmL的支持，能够很好的支持在课程中的设计和建模。
在二次开发控件主要选择目前主流的arcengine提供的基本控件和类库。利用arcengine来开发实现GiS相关功能，而其他关于资源与环境的信息挖掘则采用matlab来实现，并通过matlabBuilder将matlab代码成为.net程序集实现matlab和.net之间的互操作。
3.教学课程结构。“地理信息系统设计与开发”是我校资源与环境专业一门重要专业基础课。总学时为48，其中理论课程为32学时，实验课程为16学时。考虑到培养学生对GiS的实践能力，理论课程和实验课程比例达到了2：1，课程的教学内容如下表。
全部课程安排了16课时的实验，其中C#开发4个课时，基于UmL的GiS系统设计4个课时，最后还有8个课时进行arcengine的二次开发内容。每次实验提交实验报告及相关的源代码和对应设计文档，用以检查教学效果，及时调整教学方案。
4.教学方法。“GiS设计与开发”教学主要借助多媒体等现代教学方法，理论教学配合对应内容演示，融合其它课程内容的方式。可以针对不同的教学内容采用不同的教学方式。例如，在讲解GiS软件设计的相关理论基础时，进行启发式教学，鼓励学生提出问题，诱导学生思考并解决问题。互动式教学是课程讲授的一种有效的教学方法，通过师生之间对同一问题的分析，促进对理论理解，对问题的分析方法理解，能营造良好的课堂气氛，提高了教学效果。研究式教学方法也很重要，采用研究的方式与激励学生查阅资料，了解未来的发展方向并阐述观点。
5.考核形式。为了培养学生的创造性思维、动手能力和综合素质，侧重应用开发的角度来对学生进行综合考察。本课程主要采用平时考核、最终试卷考试和实验考查三方面相结合的方式对学生进行考核。由于没有较完整的教材，教学过程中也采用了较多的新兴资料，因此在课程学习过程中要求学生查阅指定内容的文献资料，学生提交相关的读书报告，以此作为平时成绩考核标准之一；平时的出勤率和随堂提问也作为平时成绩一部分。实验课程考核包含实验完成代码、设计文档和实验报告三个部分，能较好提高学生的实践动手能力。考试内容包含了对学生对基本知识掌握程度的考察，还增加系统分析和设计讨论题。该类题目有较大的灵活性，能够考察学生综合素质，同时能体现教学效果。学生最终的成绩由3个部分组成：平时作业和出勤率占30%，实验占30%，期末考试占40%。
四、教学建议
1.调整先修课程。任何一门专业课的开设都建立在先修课程基础之上的。资源与环境专业在先修课程中虽然学习了“地理信息系统”、“遥感导论”、“数学建模”等课程。然而在理论教学课程中发现，学生对GiS的基础知识理解不够深入。如在简介空间查询时，需要先讲解空间拓扑的相关知识，才能进一步简介基于空间的查询方式。其次，学生在实验课程中动手能力表明，通识教育的高级程序语言现在还是侧重基本语法，导致学生的应用开发能力难以满足GiS开发的基本要求。因此，在通识教育过程中改变课程教学侧重点，使之更加符合资源与环境专业的学习，便于后续课程的开展。
2.增加综合实习。“地理信息系统设计与开发”是一门应用和实践较强的课程，同时其中的软件过程管理的内容又过于抽象，学生很难同时掌握基本的开发方法和软件过程管理。因此增加2周（80课时）的课程实习。集中时间让学生完整完成从设计到开发实现的过程，让学生巩固学习的GiS软件的设计方法，理解软件过程管理，同时强化学生的开发能力。在实验课程中学生掌握了基本的设计理论知识和程序开发技能。通过综合实习，能将学过的知识综合起来加以应用，既培养学生的动手能力又加强学生的创新意识。实习将学生分为2个实习目标，每个内容约30人，其中包含5个实习小组，每个小组5～6人，每个小组围绕实习目标完成不同的任务目标，由组长控制整个开发过程协调组员之间工作，在80课时内完成小型的GiS系统的设计与原型系统的开发任务。通过实习使得学生将基本的理论与应用开发联系在一起。
3.培养综合应用能力。本校的资源与环境专业主要研究方向有土地利用规划、流域管理、土壤与环境污染评价、防治与规划，耕地肥力管理、专家系统开发等。学生在毕业后，有很大一部分就转到了相关应用领域工作，把GiS作为处理该领域的一种工具。在先修课程中主要是利用matlab、SpSS等软件对资源环境信息进行挖掘，同时也采用arcGiS中的arctool工具包进行空间分析。因此在课程培养中需要结合上述的内容，需要培养学生综合统计和空间分析知识来解决实际问题的能力，使得学生能够为今后的工作和继续深造打下坚实的基础。
五、结束语
GiS的发展为资源与环境的飞速发展注入了新鲜的血液，提供了新的契机。在资源与环境专业设置地理信息课程是顺应时展趋势的。“GiS设计与开发”是资源与环境专业的一门重要课程，具有理论抽象和实践较强的特点。因此，要改变传统教学观念，不断改进教学方法，适时的调整和更新教学内容，充分调动学习的主动性，提高学生的综合运用能力，力争培养出具有良好专业基础的地理信息应用人才。
参考文献：
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