環境科學研究全文(5篇)

環境科學研究方法是青島農業大學應用型人才培養方案中的主干專業課程，該課程綜合實踐性很強，結合環境科學類實驗設計方法與數據分析實驗，讓學生對理論知識有更深層次的理解和掌握，為形成完整的環境科學知識體系奠定基礎。然而目前，很多高校在這門課程中依然采用灌輸填鴨式理論教學模式，過多強調深奧的理論知識而忽略實踐課程，學生逐漸失去學習興趣，嚴重影響教學質量。根據目前社會需求以及高校環境類人才培養現狀，我們改革傳統教學內容，創新理論教學與科學研究、生產實際相結合的課題教學模式，建立具有青島農業大學特色的環境科學學科。

一、教學內容的改革

環境科學研究方法的教學內容分為理論教學和實踐教學兩個部分。理論教學內容主要包括實驗設計、數理統計、假設檢驗、方差分析、相關回歸等數據分析方法。結合本校環境科學的專業特色，本科畢業生多從事農業環境監測與評價方面的工作。從而要求該課程的教學內容與農業環境監測的特點相結合，在數據統計分析例題方面主要強調監測類數據的總結和分析，建立實用性較強的教學體系。目前，這門課程還沒有適合的教材，以往教材理論部分過于強調數理統計的原理和方法，深奧難懂，與環境科學專業的結合性較差。因此該課程需從以下幾方面進行教學內容改革：

1.強調基本理論的應用性

我們采用蓋均鎰編著的《試驗設計與數據分析》，改革傳統的教學內容，根據農業院校環境科學專業特色，聽取專家建議和學生反饋意見，自編講義，引用環境科學類實驗數據進行整理分析，提高對數據分析的實際應用性。另外對課本上面繁雜的數理統計公式進行簡化式教學，主要強調公式的實際應用性，忽略復雜的推導過程。

2.課程內容緊密結合學生的畢業方向

根據專業特色，明確學生就業和考研這兩個畢業方向。課程學習以畢業方向為指導，就業學生主要側重學習環境類監測數據的獲取和分析。考研學生則更側重環境類實驗的設計與實驗數據的整理與分析。學生認識到學習該門課程與自己畢業緊密聯系，會激發學習熱情，主動獲取更多的知識為就業或考研做好準備。

一、環境科學類專業研究性實驗教學平臺的構建

（一）研究性實驗教學平臺的軟構建

1.研究性實驗教學子平臺。

環境科學類專業是研究人類社會發展活動與環境演化規律之間相互作用關系，尋求人類社會與環境協同演化、持續發展途徑與方法的科學。其學科構成主要包括以下專業：環境科學、環境工程、環境監測、環境治理工程、環境監控技術、環境監測與治理、環境保護與監測、環境凈化與監測技術等。從這些專業的課程系列上看，均涉及大量的實驗課程，課程系列的特點既對與之相適應的教學實驗體系及實驗平臺提出新的要求，又為優化實驗資源配置、充分利用實驗設備，構建綜合性、多功能實驗教學體系及實驗平臺提供了可能。目前，揚州大學環境科學類專業主要設有環境科學、環境工程、資源環境科學、給水排水工程、海洋資源環境科學五個專業，實驗教學領域主要涉及水環境、土壤環境、大氣環境、微生物資源、有機固廢資源化等幾個方面。我們在搭建研究性實驗教學平臺時，充分考慮了本院的專業設置和相關實際情況，搭建了五個研究性實驗教學子平臺，分別是：環境科學研究性實驗教學子平臺、環境工程研究性實驗教學子平臺、資源環境科學研究性實驗教學子平臺、給水排水工程研究性實驗教學子平臺、海洋資源環境科學研究性實驗教學子平臺。各子平臺所承擔的實驗教學領域不相互交叉，且相對獨立。在各子平臺功能分工的基礎上，對儀器設備等資源進行了有機整合，實現了系統規劃，統籌兼顧，資源共享，管理體制和運行機制適應人才培養目標要求。不同專業的學生只要對該領域的實驗內容感興趣，均可參加相應平臺的實驗教學并利用其相關實驗資源，符合培養要求，滿足了學生求知識、求創新的愿望，發現和培養了個性化、創造性人才，實現了資源效益的最大化。

2.研究性實驗教學內容。

研究性的實驗教學環節是培養學生創新精神和實踐能力的重點和必要保證，它不僅能進一步加深學生對所學理論知識的認識，而且能提高學生對知識的思考，有助于培養學生獨立獲取新知識的能力，開闊視野，啟發創新思維，激發創造性。研究性實驗教學不能脫離學生的認知規律，必須“循序漸進”、“由淺入深”地設計實驗教學內容。我校環境科學類專業研究性實驗教學平臺所開設的實驗主要有三類，按學生掌握難易度依次為：驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗。其中驗證性實驗最簡單，這種實驗在教材中給出實驗要求、儀器和試劑，以及給出詳細的實驗步驟，要求學生按照教材要求，完成實驗；設計性實驗比前者稍難，這種實驗在教材中給出實驗要求以及給出實驗所需大致儀器和試劑，要求學生設計出操作步驟，并完成實驗；綜合性實驗最完整，這種實驗在教材中只給出實驗目的和要求，需要學生自己選取和制定實驗儀器、試劑和操作步驟。

3.研究性實驗教學平臺管理。

1環境科學研究對象的內涵和外延辨析

美國科學基金會的國家科學局［3］認為，環境科學是研究圍繞著人的空氣、陸地、水、能源和生命等所有系統的科學；斯特拉勒（StrahlerA．N．）等［3］認為，環境科學是研究地球的各種自然系統和各種過程及其對人類的意義和影響的科學；Bouwer等［4］認為，環境科學是研究人與環境關系，解決環境問題的跨領域科學；Nebel等［5］認為，環境科學是研究與人類環境關系最密切的問題的科學；Smith等［6］認為，環境科學是研究人類對環境影響的科學；Boersema等［7］認為，環境科學是研究人為環境問題的科學；劉培桐等［8］認為，環境科學以“人類－環境”系統為研究對象，是研究該系統發生和發展、調節和控制以及改造和利用的科學；左玉輝等［9］認為，環境科學是研究人與環境相互作用規律的科學；何強等［10］認為，環境科學是研究人類活動與其環境質量關系的科學；莫祥銀［11］等認為，環境科學是研究人類在認識自然和改造自然中的人和環境之間相互關系的科學；竇貽儉等［12］認為，環境科學是主要研究環境結構與狀態的運行變化規律及其與人類社會活動之間關系，研究人類社會與環境之間協同演化、持續發展的規律和具體途徑的科學；盧昌義等［13］認為，環境科學是研究人類活動所引起的環境質量變化和保護與改善環境的科學；王越飛等［14］認為，人類生態系統是環境科學的研究對象．

可以看出，國內外學者對環境科學研究對象的認識大致可歸納為三類：一是人與環境相互作用而形成的復雜系統［3－6，8－12］，二是由人類活動引起的環境問題［7，13］，三是人類生態系統［14］．筆者認為，將環境科學的研究對象定義為“人類－環境”系統和人類生態系統值得商榷，因為這兩者都不是環境科學特有的研究對象，如地理學就將“人（類）地（地理環境）關系”或“人地關系地域系統”作為研究對象［25－26］，人類生態系統是人類生態學的研究對象［27］．“環境問題”有狹義和廣義之分．廣義的環境問題是指任何不利于人類生存和發展的自然環境結構和狀態的變化，廣義環境問題中的一些自然現象（如地震、泥石流、滑坡、森林火災、病蟲害、洪澇和干旱災害）雖然也對人類生存和發展構成威脅，但主要誘因不是人類活動，也不是近幾十年來才出現的問題，同時人類也不能改變這些自然現象的發生與發展，不應包括在環境科學研究內容之中．狹義的環境問題是指由于人為因素引起的任何不利于人類生存和發展的自然環境結構和狀態的變化．主要包括環境污染和環境破壞兩大類．如生產和生活引起的大氣、水體、土壤等環境介質的污染，亂砍濫伐引起的森林破壞和生物多樣性下降，過度放牧引起的草原退化，大面積開墾草原引起的沙漠化和土地沙化等等．從環境科學的發展過程可以看出，它是隨著狹義的環境問題的出現而出現的，也是隨著狹義環境問題的日益嚴重而發展的．故判斷某一研究領域是否屬于環境科學的范疇，要看其是否解決狹義環境問題為準繩．例如，純粹的生態系統的結構和功能的研究屬于生態學范疇，而不應屬于環境科學的范疇；若進行人致的生態問題的形成、發展與防治的研究，則屬于環境科學的范疇．進行自然環境的結構和功能的研究屬于自然地理學的范疇，而不屬于環境科學的范疇；若進行人為源污染物在自然環境的遷移、轉化、危害、區域差異及其防治的研究，則屬于環境科學的范疇．根據系統論觀點，狹義環境問題所涉及到的自然要素眾多（大氣、水體、土壤、生物等），彼此相互聯系、相互制約，共同構成一個復雜巨系統．為了維持“環境科學”的傳統名稱，筆者將該系統稱為環境系統．

將環境系統作為環境科學的研究對象的優點在于：（1）明晰了環境科學探究對象的“系統”與“環境”的界限，此處的“系統”即由自然要素組成的環境系統，此處的“環境”是獨立于環境系統的人類活動．（2）有利于認識環境問題的本質和構建環境系統數值模型．制約環境系統運動變化的終極驅動力有兩個，一是來自于“環境”的太陽輻射，它是該系統一切運動變化過程的能量源泉，也是其存在和發展的前提［28］；另一個也來自于“環境”，就是人類活動．太陽輻射對環境系統演化是正向（功能提高）的，人類活動對系統演化可以是正向的，也可以是負向（功能退化）的，關鍵依賴于人類活動的性質（是否有利于系統功能的提高）［29］．在深入研究環境系統組成、結構、功能和發展變化的基礎上，構建其仿真性的系統動力學模型是環境科學的基本任務．環境系統動力學模型不僅要包括系統內部的各個狀態變量，還要包括來自于“環境”的控制參量．對于狹義環境問題來說，控制參量就是人類活動．

2環境科學基本原理

環境科學研究者大多是從其他相關學科轉變過來，按照原有的學科背景進行環境問題研究，形成眾多環境科學的分支學科，分支學科是相關學科的理論、方法與環境問題的結合．相關學科的理論是比較完善，故分支學科的理論也相對比較完善．但是，環境科學作為一門獨立的學科，是否有自身獨特的基本理論，或者其基本原理究竟是什么尚未達成普遍共識．不少學者認為，環境科學沒有獨特的基本原理，只是借助其他學科的基本原理研究環境問題而已．與此相反，有些學者認為環境科學有其獨特的基本原理．例如Boersema等［7］把環境科學原理分為普適性原理和特殊原理，普適性原理包括可持續發展原理、能量守恒定律、質能守恒定律、物質守恒原理、熵原理、進化原理、系統觀念、生態學原理、人口學原理和惡性循環原理，特殊原理包括獨立分析法、非獨立分析法、經濟思想起源指導原則、法學及其原理的指導原則、社會科學起源的指導原則、未來重要性原則、全球變化原則．昝廷全等［15］認為，極限協同原理是環境科學的一條基本原理，只有當環境變化速度超過人體結構的適應調節速度最大極限，或人體結構的適應調節過程超出人體結構的最大正常范圍時，環境的變化才對人體產生顯著的影響．李長生［16］認為，環境科學基礎理論研究就是要揭示蘊藏在環境系統內部的客觀規律，即環境系統內部結構及其運動變化規律．楊志峰等［22］認為環境各個分支學科（如環境物理、環境化學、環境生態、環境地學、環境經濟學、環境倫理學等等）的基本理論即組成環境科學的基本理論．左玉輝［17］認為，環境多樣性原理、人與環境協調原理、規律規則原理和五律協同原理構成了環境學的基本原理．筆者認為，既然環境科學具有獨特的研究對象，是人類知識（文明）體系中不可或缺的獨立科學，那么必然有基本原理．環境科學的基本原理是整個學科的基礎理論，是解決環境問題應該遵循的一般規律．根據前人研究的工作基礎，綜合分析環境各個分支學科的理論，作者提出如下四條環境科學基本原理．

2．1環境系統性原理

一、環境科學類研究性實驗教學平臺的構建

研究性實驗教學以環境科學類研究性實驗教學平臺為支撐。環境科學類研究性實驗教學平臺在橫向上覆蓋了環境科學類專業的絕大部分研究領域，縱向上從環境科學類專業基礎課程實驗深入到各類專業課程的科研前沿。根據揚州大學環境科學與工程學院的專業設置，研究性實驗教學平臺由以下5個子平臺構成，分別是環境科學研究性實驗教學子平臺、環境工程研究性實驗教學子平臺、資源環境科學研究性實驗教學子平臺、給水排水工程研究性實驗教學子平臺、海洋資源環境科學研究性實驗教學子平臺。所涵蓋的實驗教學領域主要包括水環境、土壤環境、大氣環境、微生物資源、有機固廢資源化等幾個方面。各子平臺所承擔的實驗教學領域不相互交叉，且相對獨立。通過研究性實驗教學平臺的建設，實現了對實驗設備等資源的有機整合，實現了系統規劃，統籌兼顧，資源共享，管理體制和運行機制適應人才培養目標要求；在實驗教學中融入環境科學科研前沿的內容和技術手段，促進了學生對該領域的實驗內容的興趣，滿足了學生求知識、求創新的愿望，發現和培養了個性化、創造性人才。

二、多層次的研究性實驗教學內容架構

研究性實驗教學不能脫離學生的認知規律，必須“循序漸進”、“由淺入深”地安排實驗教學內容。針對環境科學類專業實驗課程多、課程內容難易度相差大的特點，研究性的實驗教學內容需按課程教學時間和年級兩個層次進行統籌安排。

1.課程教學時間層次

環境科學類專業各研究性實驗教學課程所開設的實驗按其難易程度分三個層次：驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗，學時分配分別為總實驗學時數的30%、30%和40%。其中驗證性實驗最簡單，設計性實驗比前者稍難，綜合性實驗最完整。

2.年級層次

一、科技館展品的實用價值

但是對于已經產生科學興趣，卻由于個人條件無法開展有效的科學實驗和科學學習的公眾呢？圖書館似乎是他們的理想求知場所，但并不專業，也僅限于紙上談兵。許多名牌的大學也似乎都有著良好的學習實驗場所，但很可惜，對于大部分公眾都無法做到終身受益。因此在這種需求下，一些新的形式的科技展品已經出來，這部分展品代表著最先進的高新技術，是高新技術的直接展品化轉換，而不僅僅是在展品中使用某一項高新技術。如現在正在發展的中國數字科技館展品、張恒地動儀最新復原展品和各種專業科學知識類展品，能讓公眾接觸和認識到當今世界的前沿高新科學技術，時刻跟上認知和學習的步伐。

二、科技館展品對科學技術發展的必要性

科技館展品首先給公眾帶來的是一種科學技術力量的沖擊，這種沖擊感本身也是科學普及的一部分，讓人們產生一種新奇感和興趣感，進而愿意去了解和掌握科學知識，進而開展科學研究，為科學發展做出貢獻。

1、科技館展品對科學普及的陣地作用

科技館展品對科學普及的第一作用就是其獨一無二的公眾化教育陣地作用。他最大的優勢是受眾是完全開放化的，可以接受下至青少年兒童，上至大學教授、科研工作者在內所有科學學習群體。而且更為可貴的是，它的單一展品雖然有學科領域的劃分，但它的整個展品體系本身是可以包融所有學科的，這一特點可以讓公眾在學習和研究的過程中不受單一學科知識領域的限制，更好的實現學科研究領域之間的融合與穿插。其次，陣地作用還體現在它的穩定化。作為科技館展品整個群體，它擁有穩定的展示環境—常設展廳，這使它更能融入公眾的日常生活安排，使一個地區的公眾科學水平穩定、有序的得到逐步提升，起到科普推廣的良性循環作用。最后，陣地作用還體現在它在其區域的管轄范圍內具有一定的靈活性，如大型專題展覽和各種形式的巡展。大型專題展覽的展品可以具有更加豐富的展現形式，從而吸引公眾的科學興趣，間接起到短時間的擴展科普管轄區域的目的，表現出新穎性強，轟動效應高的特點。

2、科技館展品對科學精神培養作用