学科是实现知识领域专门化的一种方式,是按科学的性质和研究内容而划分的门类,规定着人们探索的范围,是科学学分类的基本单元。随着时代发展,呈现从分散的个体和小规模的集体为主要研究形式的单一学科的小型化的研究向以一定规模的集体为主要组织形式的大型化的多学科综合研究方向,表现出不断分化和融合的趋势,各种新兴学科层出不穷。两门以上的学科有机地组合起来,若干学科间产生了依赖、促进、移植等互动行为,这样多学科的集合称之为学科群。学科群成为当今科学学研究的热点内容之一。
大学为了实现“人才培养、知识生产、社会服务”三大功能,需要进行一种专业目的的学科群建设,以学科群组织人才培养模式。本文在对环境科学学科群和相应的专业课程体系进行系统分析的基础上,对环境科学专业课程体系设置进行探讨,为建立适应新时期要求的环境科学专业人才培养方案提供科学依据,也为专业建设提供一种新范式。
1专业学科群
高等学校的专业是一种传承知识、培养人才的组织方式,主要指学术和人才培养的人为分类,起着目录性的指导作用,规定着师生探索的方向和范围,也起着范型的作用,是人才培养的范式。从知识角度讲,专业也是实现知识领域专门化的一种方式,是知识、学科及学科群的一种组织形式,既是具有一定共性和内在联系的学科群的集合体。
专业学科群包括基础学科、带头学科和外延学科三个层次。学科群建设就是要加强基础学科的理论源头作用,发挥带头学科的牵引作用,使多形态的学科结构产生协同效应,紧密联系交融形成一个学科整体是学科发展的一个新模式。学科群必须有带头学科。带头学科领域内的知识内容必须是学科群中心任务所涉猎的内容的大部和关键所在,是众多学科之中的核心学科和首席学科,担负起领导和组织的功能,连通、协调着各个学科、各层次学科,起着牵引作用。根据环境科学专业的发展演变过程和传统特色,环境科学是其带头学科,也是环境科学专业学科群的主干课程。基础学科是学科群的理论源头,环境科学专业的基础学科为地学、化学。
2环境科学专业学科群分析
2.1环境科学专业渊源
环境科学就是研究人及其生存环境间关系的一门学科。环境科学学科都是在传统学科中衍生、发展、壮大起来的,在环境科学的初级阶段,与环境科学的相关学科分别从解决环境问题的不同角度出发,形成了具有各自学科特点的环境类专业,如环境化学、环境地理学、环境地质学、环境生物学、环境工程学等,形成了各类环境科学分门别类发展,百花齐放,百家争鸣的局面。这样环境科学学科都以二级学科的形式附属在传统学科内。例如,综合性和师范型大学的环境科学体系主要起源于地理学、化学、和生物学等学科,农业大学的环境科学体系主要起步于土壤农化和农业环境保护,海洋大学的环境科学体系主要侧重于海洋环境科学等。随着环境科学进入综合发展阶段,由于实际环境问题的综合性,前述学科通过相互联系、联合、融入和融合,并逐渐综合、归并为环境科学和环境工程两个专业。1998年国家对学科设置体系进行了调整,新设了环境科学与工程一级学科,其下包括环境科学和环境工程两个二级学科,其中环境科学所涵盖了原来的环境地理学、环境化学、环境生物学、环境海洋学等多个二级学科,成为一个覆盖面非常广的一个新的二级学科。
2.2带头学科的演变
环境科学是一门综合性强的科学,研究核心是人地关系。研究对象是人地系统,是指环境与人类活动两个子系统相互作用,构成的具有一定结构和功能机制的复杂巨系统。按照研究人地关系系统相互关系的课程设计,环境科学专业主干课程是环境科学。
环境科学是一门年轻的交叉科学,环境问题是环境科学发展的根本驱动力,环境科学发展以环境问题为导向。20世纪50年代初,环境科学是在人类认识解决环境问题的过程中逐步产生和发展起来的,是人类社会生产力和科学技术发展到一定阶段的产物。因人们对环境问题的日益重视而在国外被提出,随着国际社会对环境问题关注的不断加强而得到发展,特别是进入20世纪七、八十年代后,得到了迅速发展,逐步形成了一门具有领域广泛、内容丰富的独立新兴学科。
环境科学是多学科、多门类的综合性科学,不过主要是移植其他众多自然科学学科如生物学、地学、化学、气象学、经济学、工程学、规划学等的原理和方法应用,及相关学科分化,并随着科学和技术进步而逐步发展起来的。从地球科学分化出的环境地学包括环境地理学、环境地质学、环境海洋学、环境地球化学以及环境生物地球化学和环境大气学等。生物学分化出环境生物学和环境医学包括环境生态学、环境水生物学、环境微生物学、环境生理学和环境毒理学等。由化学学科分化而来的环境化学包括环境分折化学和环境工程化学、环境有机分析化学、卫生工程化学、用水废水化学、大气污染化学、土壤污染化学和海洋化学等。环境物理学,包括辐射生物学和辐射医学以及环境声学、环境空气动力学等。工程类的环境工程学包括给水排水工程、给水及污水处理工程、供热工程、空气调节技术、除尘技术、冷冻技术、“三废”综合利用等。环境社会科学是从社会学科发展而来的,包括环境发展史、环境污染史、环境经济学、环境规划和环境管理学等。90年代前后,才开始注意到社会科学在研究和解决环境问题中的重要作用,环境哲学、环境社会学、环境伦理学以及环境法学等学科才逐渐形成。
20世纪70年代,联合国教科文组织,把“人与生物圈”的研究列为全球性课题,强调从宏观上研究人与环境的规律。人类面临的人口、粮食、能源、环境、健康等重大问题都是环境科学的研究内容,既要从广义的科学、技术和社会角度解决,更是从生物认)与环境角度来解决。这样,“环境科学”以其与时倶进的强大生命力,不断地扩充其学科视野,扩展其理论视界,扩张其应用视域,直到全面关注并深层关怀人类的生存与发展的生态文明前景。这样不仅形成了众多的环境科学分支,还与其他一些应用学科甚至社会学科相互渗透,产生了许多应用科学。人类环境学基础理论包括环境动力学、环境控制论和环境系统学;从应用上分有环境工程学、环境规划学和环境管理学;从层次等级分有个体环境、家庭环境、企业环境、社区环境;从系统类型分,有农村环境、城市环境、工矿环境、交通环境;从学科领域分,有经济环境学、文化环境学、社会环境学、行为环境学、环境伦理学、医学环境学、教育环境学和技术环境学等。
环境是指人类赖以生存的自然环境和社会环境,是围绕生物界泡括人类)并构成生物生存的必要条件的外部空间和无生命物质,如大气、水、土壤、阳光及其他无生命物质等。环境科学的主体是人,人的活动遵循社会发展规律,向自然界索取资源,产生出一些新的东西再返回给自然。环境科学的目的就在于弄清人类和环境之间各种各样的演化规律,包括人和环境的关系;人类活动引起环境质量的变化,这种变化又反过来影响人类活动,使我们能够控制人类活动给环境造成的负面影响。它的任务就是要揭示人和环境的这种相互作用的客观规律,以及运用这个规律来保护和改善环境。环境科学的研究从宏观上讲,研究人和环境相互作用的规律,由此揭示社会、经济和环境协调发展的基本规律。从微观上讲,环境科学要研究环境中的物质,尤其是人类活动产生的污染物及其在环境中的迁移、转变、积累、归宿等过程及其运动规律。还要研究环境污染综合防治技术和管理措施,寻求环境污染的预防、控制、消除的途径和方法。经过数十年的发展,学科内容进一步细化、深化,分支成环境科学学科群。环境科学学科群包括生态环境学科集、环境学学科集和应用环境学学科集。
2.2.1生态环境学科集
生态环境科学学科集包括基础环境因子学科子集和生态环境学科子集。
环境科学研究的环境是围绕着人的生存环境,包括自然界的大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。基础环境因子学科子集细分为地质学、地貌学、气象学、水文学、土壤学、动物学、植物学、微生物学等环境因子,每个环境因子都包括一个系列学科,如土壤学系列学科包括基础土壤学、土壤地理学、土壤资源学、环境土壤学、土壤调查与制图、土地评价、土壤改良治理工程与技术、水土保持、土壤社会学等课程;同时包括地质环境学、地貌环境学、大气环境学、水文环境学、水资源环境、土壤环境学、生物环境学、植物环境学、动物环境学、微生物环境学等环境因子系列学科。
生态环境学科子集细分为海洋、河流、沙漠、草原、森林、农田、湖泊、沼泽、平原、山区、高原、丘陵、盆地等类型,包括海洋学、流域学、草原学、森林学、农田学、湖泊学、自然地理学、经济地理学和人文地理学等学科;海洋环境学、流域环境学、沙漠环境学、草原环境学、森林环境学、园林环境学、农田环境学、湖泊环境学、河流环境学、城市环境学、聚落环境学等系列课程;同时包括生态系统工程学、海洋环境工程、水利工程环境学、沙漠环境工程、草原环境工程、森林环境工程、园林环境工程、农田环境工程、湖泊环境工程等系列学科。
2.2.2环境学学科集
环境学学科集包括基础环境学学科子集、社会环境学学科子集和环境工程学科子集。
基础环境学学科子集包括环境科学概论、环境地质学、环境地球化学、环境海洋学、环境土壤学、污染气象学、环境化学、环境物理学、环境微生物学、环境生物学、数学环境学、化学环境学、环境医学、环境毒理学、环境生态学、环境监测、环境质量及评价、环境仪器分析等系列学科。
社会环境学学科子集包括环境哲学、环境科学方法论、环境统计学、环境伦理学、环境社会学、自然环境保护学、清洁生产概论、环境信息系统、环境保护学、环境管理学、环境经济学、环境法学、环境美学、景观环境学、环境政治学等系列学科。
环境工程学科子集包括环境规划学环境工程学、环境生态工程学、环境保护工程学、环境系统工程学、环境地球化学工程学、水污染防治工程学、大气污染防治工程学、固体污染防治工程学、噪声控制工程学、环境材料等系列学科。
2.2.3应用环境学学科集
应用环境学科是飞速成长的环境科学学科群中另一个重要学科子集。环境学与经济学相结合产生了经济环境学,同理如农业环境学、资源环境学、城市环境学、产业环境学、家庭环境学、工程环境学、环境教育、放射性环境学、农村环境学、区域环境学、全球环境学和宇宙环境学等都是环境科学应用的重要研究领域。出现了环境科学与环境工程学科双向同步发展的景象,如与前述应用环境科学学科相对应的农业环境工程、资源环境工程、城市环境工程、产业环境工程、家庭环境工程、环境教育工程、放射性环境工程、农村环境工程、区域环境工程、全球环境工程和宇宙环境工程等学科纷纷出现,这样就逐渐形成了飞速成长的应用环境学学科集。
2.3环境科学专业学科群的外延发展
环境科学专业是一门新兴的、多学科交叉渗透形成的、与人类及生物生存息息相关的前沿学科集其知识体系涉及自然资源和环境资源的高效利用、浪费、污染及控制、生态与环境建设的各个方面。因此人和环境科学集向外延拓展:(1)人一方面外延发展成人、生物科学与技术进而发展成包含现代生物认肢术与工程的生物(人)科学集;另一方面人口资源外延发展成自然资源,发展成以人口资源为主体的自然资源调查与保护、管理,进而发展成为资源科学学科集;(2)环境科学由人类生存环境发展成为生物(人)环境系列课程,外延发展成社会环境、人类环境系列课程,进而发展成为包括自然环境学科、社会环境学科、人类环境学科的环境科学学科集。
2.4农业大学环境类特色学科
农业大学最大的特色学科是农业学科群属于生命科学群的重要组分。经过数十年的发展,农业己经形成了许多传统学科,与环境科学专业有关的课程有:普通生物学、植物学、动物学、微生物学、植物生理学、植物生物化学、农业概论、作物栽培学、园艺学概论、生物保护学、设施园艺环境调控工程、养殖环境工程、农业生态学、农业病理学、植物保护学、试验设计与生物统计、农业仪器分析;农业气象学、农田水利学、土壤肥料学、农业环境学、园林环境学、生态农业、循环农业、绿色(有机)食品工程、建筑环境学、环境景观设计等。
2.5地方环境特色学科
青岛农业大学位于美丽滨海城市一青岛市的腹地城阳区,濒临黄海,东接崂山、西邻胶州湾,湿地广布,水域(湿地)环境研究方便。学校具有强大的农业技术背景,依托这一背景,学院环境科学专业将在农业环境保护、湿地(尤其是海洋)环境保护、区域环境规划、农业环境工程等方面独具一格。
3环境科学专业课程体系设置
高等学校的“专业”指的就是一个系列、有一定逻辑关系的课程组织151。因此,专业就是培育学科群的组织保证,是围绕社会需要,尤其是人才培养的需要,组织多学科协同攻关,形成一些由若个具有某一共同属性的分支学科构成的学科群体和人才培养的范式。
环境科学着重研究区域生产(生活)活动中的环境污染问题及资源利用与生态、环境和工程之间的相互关系,其工作重点是在可持续发展战略思想的指导下,努力提高环境容量,注重区域生态环境的保护和环境质量的改善,保证区域环境健康和优质农产品生产,确保生物认)生存的环境质量,是人们生活、生产和环境保护的理论基础,也迫切要求用较为完善的理论去对许多应用性问题提供专门指导。“国家中长期科学技术发展纲要”161中指出:防止水土流失、保护生态环境,建立合理的农林牧副渔复合生态体系。发展生态建设工程,开展温室效应、酸雨及臭氧层机理,及其对环境和人体影响的研究。是中国21世纪初环境科学研究发展的前沿和核心领域。由于环境问题涉及面广、性质复杂,其解决需要各相关学科的知识,环境科学专业也就需要同时具备相应的基础知识和基本技能,尤其是现代科学技术的发展和解决环境问题的迫切性,要求环境科学本科专业人才必须具备广博的理论基础和扎实地掌握相应的技术手段。针对环境科学涵盖面的广泛性和所研究问题的复杂性,客观上需要专业方向各有所侧重的人才多样化,需要具有深厚理论基础的综合能力和适应性强的专业人才的特点。这就要求学生掌握环境科学方面的基本理论、基本知识,受到应用基础研究、应用研究和环境管理的基本训练,熟悉国家环境保护、自然资源合理利用、可持续发展、知识产权等有关政策和法规,了解环境科学的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及环境保护产业的发展状况;同时通过学科交叉、渗透,加强基础理论教学,拓宽学生的知识面,强化专业基本技能、基本实践的训练,培养学生具有系统扎实地环境领域的科学研究、工程设计和管理规划能力,具备区域环境质量监测与评价、生态环境建设、资源利用技术、环境规划与管理、环境质量保障方法和可持续发展方法的基础理论和基本技能,具有较好的科学素养及一定的教学、研究、开发和管理能力,成为基础扎实、适应性广、能力强、素质高的区域环境系统规划、建设和管理的技术人才,能在科研机构、高等学校、企事业单位及行政部门等从事科研、教学、环境保护和环境管理等工作。高等学校应在教育部颁布的环境科学专业课程体系基本框架下,根据环境科学专业学科群发展的要求,按照“宽口径、厚基础、强能力”的原则,结合自身特点和所处环境,从有利于学生就业和继续深造两方面着手构建环境科学专业的课程体系和人才培养模式。
专业学科群是本专业的主干课程的细化、交叉融合形成的系列课程的集合,以本专业的主干课程系列课程为核心,以专业主干课程的外延课程系列为支撑,加上这些专业课程的基础课程群,形成金字塔型学科群。地方农业院校环境科学专业学科群包括化学科学学科集、生物浓业)科学学科集、生态环境科学学科集、环境科学学科集和环境工程科学学科集。青岛农业大学将前述的环境科学专业学科群分成专业基础课程、专业课程、专业选修课程等层次,形成环境科学专业课程体系。针对庞大的课程体系,特别是众多的选修课,学生们往往很迷茫。为了学生们能根据自己的喜好,很好地在环境科学领域定位自己、发展自己,在宽口径的基础上,能有一技之长,毕业后成为能在产业环境保护、生态农业、循环生产、污染监测及控制的教学、科研、管理等工作的应用技术型人才。我们结合农业资源与环境科学的发展趋势,紧密结合中国资源管理与环境保护方面的问题与社会需求,尤其是“三农”领域的广泛需求,考虑到农业院校的基础和环境科学领域的特色,根据市场的需要考虑设立多个专业方向,来培养多层次、多样化、适应性强的各类人才。按照“基础+模块”模式设置了环境科学专业课程体系,将环境科学专业选修课程分设三个方向,每个学生至少选修一个方向的课程、至少选修8个学分人文社科类课程和一定任选课。湿地晦洋)环境科学方向:主要选修课程有水生生物学、水文与水资源学、海洋学导论、自然资源学、水域生态学、水污染与控制、水污染治理、海洋环保技术、水土保持、环境生态工程学等;
污染控制方向:环境工程原理、CD制图、产业生态学、城市生态学、环境风险评价、环境土壤学、清洁生产概论、大气污染控制工程、固体废弃物处理与资源化、物理性污染控制、水处理新技术、室内空气污染控制工程等;
农业环境科学方向:主要选修课程有农学概论、农业环境保护学、农业环境监测新技术、农业废弃物资源化技术、土壤污染治理、农产品安全检测、农业生态学、退化生态系统修复理论与技术、生态农业、绿色有机)食品导论、环境污染与食品安全等。
作者:李旭霖,崔德杰,辛言君(青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛266109)