• 教学大纲

《环境与人类》


 

一、基本信息

 

课程代码

ENVI119002

学分

2

周学时

2

课程名称

环境与人类

英文名称

Environment and Human Beings

课程主页

http://fudan.benke.chaoxing.com/

http://10.108.70.79/hjyrl2015/main.psp

是否开通E-learning

二、教师及助教

职责

姓名

性别

职称

所在院系

在教学中承担的职责

主讲教师

董文博

教授

环境科学与工程系

课程组织安排及《绪论》讲授

杨新

教授

环境科学与工程系

《大气环境与人类》部分讲授

王祥荣

教授

环境科学与工程系

《生态系统与人类发展》部分讲授

郑正

教授

环境科学与工程系

《水环境与人类》部分讲授

蒋平

副研究员

环境科学与工程系

《绪论》及《中国环境问题探究》部分讲授


课程

团队成员

王琳

教授

环境科学与工程系

《大气环境与人类》部分讲授(梯队)

谢玉静

讲师

环境科学与工程系

《生态系统与人类发展》部分讲授(梯队)

何坚

讲师

环境科学与工程系

《水环境与人类》部分讲授(梯队)

董骁

讲师

环境科学与工程系

中国环境问题探究》部分讲授(梯队)

课程助教

2-4

研究生

环境科学与工程系

主讲教师简介教学成果、科研方向、获奖情况等

董文博,1966年生,环境科学博士,教授,博导,担任《环境光化学》、《环境化学原理》、《环境分析化学实验》等课程的教学工作。主要研究方向为环境化学、污染控制及低碳经济等,研究内容涉及环境光化学、环境自由基化学、污染物转化机制、污染控制理论与方法、污染控制微生物学、低碳策略与节能行为管理等。已发表SCI论文60余篇。

杨新,1968年生,化学博士,教育部“长江学者”特聘教授,博导,国务院特殊津贴专家,上海市优秀学科带头人,环境系系主任。主要研究方向为大气气溶胶物理化学特性、气溶胶的大气环境效应、气溶胶单颗粒检测及新型质谱技术应用等,主要应用单颗粒飞行时间质谱、光电子能谱和电喷雾电离等现代技术手段,实现对大气气溶胶的物理化学性质进行实时在线分析,对中国大气污染背景下的主导大气化学机制进行分析。已在NatureSciencePNASJACSPRLEST等国际刊物上发表90余篇学术论文。

王祥荣,1957年生,生态学博士,教授,博导,复旦大学城市生态规划与设计研究中心主任,        复旦大学长三角研究院副院长,国际生态城市建设协会常务理事,上海市生态学学会理事长,复旦大学2008教学名师,2009复旦大学优秀教师,主要研究方向为城市生态与环境规划、景观生态与设计、植被生态与环境生物技术、全球变化与城市生态、资源环境政策与管理、可持续发展与生态城市研究等。已发表论文百余篇。

郑正,1957年生,复旦大学特聘教授,博导,国务院政府特殊津贴获得者,复旦大学环境科学与工程系学术委员会主任,复旦大学流域污染控制研究中心主任,曾任国务院学位委员会环境科学与工程学科评议组成员。主要研究方向为流域污染控制,内容涉及村镇污水处理技术、低污染水深度处理技术、农业固废综合处理技术、污泥深度脱水及资源化技术、清流水网流域污染控制技术。主持并实施多个国家重大专项课题,多次获得国家科学和省部级科技奖项。已发表SCI论文100余篇。

三、阅读书目

书目

作者

书名

出版社

出版日期

页码范围

核心书目

G. Tyler Miller, Scott Spoolman

Living in the Environment 18th Edition

Nelson College Indigenous

2015

参考书目

杨持

生态学概论

高等教育出版社

2013

王祥荣

城市生态学

复旦大学出版社

2011

Robert A. Ristinen, Jack J. Kraushaar

Energy and the Environment

Wiley

2013

287-347

唐孝炎、张远航、邵敏

大气环境化学

高等教育出版社

2013

39-121

314-263

365-638

戴星翼,董骁

五位一体”推进生态文明建设

上海人民出版社

2014

高廷耀、顾国维、周琪

水污染控制工程,第4版(下册)

2015

Metcalf & Eddy,Inc.,

Wastewater Engineering, Treatment and Reuse (Fourth Edition)

清华大学出版社

2003

注,若有非书籍类参考资料(例如影像资料、网页等)需要提供给学生,请在下方列出其名称、内容、版本、获取途径等信息(内容可选填)。

四、修课说明

1课程内容概要

本课程围绕着经济快速发展状况下出现的各类环境问题,从不同角度分别论述生态系统、水环境、大气环境与人类的关系。以理论知识讲述和实践案例介绍为主要内容,阐述环境问题相关的基本概念和基本原理,揭示全球性环境问题和我国现阶段主要环境问题的成因及对生态环境和人类健康造成的危害,讲述人类为解决环境问题从技术上和政策上所做的努力,并通过课堂讨论引导学生从各自的角度对环境问题及其解决方案进行思考。

2教学目标与预期学习收获

本课程是以全球环境变化为背景,突出环境科学文理交融的特点,引导学生认识和思考伴随着经济与社会发展的过程中的环境问题,让学生初步掌握环境保护领域的相关基础知识,充分认识人与自然和谐发展的重要性,从而强化学生的环保意识,树立全新的生态观,提高学生的生态文明素养,并促进学生科学发展观的培养。

3学习结果


4学习要求

听取20课时课堂讲授,选择一个主题撰写一页(小四字体,A4纸)主题发言提纲,在小班讨论课上发表一次主题发言(约8分钟),出席并参与6课时讨论课,对其他同学的主题发言进行讨论和质询,参加以课堂讲授为主要范围的闭卷考试。

五、教学安排

1课程修读注意事项

需登录elearning查看课程安排(尤其是各主题小班讨论课的安排)

2教学内容(学时)

本课程包括20课时讲授、6课时讨论课及2课时考试,同时配有约50个以上的知识点微课视频挂在课程主页上供学科学生选择性观看。

<1-2>课堂讲授:

绪论及课程安排(4课时)

一、基本概念(1课时)

1.环境的定义及其与中心事物的关系

2.环境要素分类与属性

3.自然环境与人类的辩证关系

二、环境与人类关系的历史演变(2课时)

1.人类对待自然环境的态度

2.自然环境对人类的报复

3.人类对环境保护的重视

三、课程框架及要求(1课时)

1.环境学科教学研究方向

2.本课程教学目的

3.课程内容及要求介绍

<3-4>课堂讲授:

PART A(第一篇) 视野开拓:生态系统与人类发展(4课时)

第一讲 生态系统结构-功能-服务与人类福祉

1.生态学的形成与发展——从天赐生态观到系统生态观

2.生态系统结构与功能——从平面-垂直的结构到交错相联的生态网络

3.生态系统服务与人类福祉——多尺度和情景下的评估与启示

4.生态系统与人类发展——米都斯世界模型的警告与启示

思考:

1)如何理解“生态”、“生态系统”的概念?

2)试述生态系统结构组成的三大特点。

3)生态系统的功能特点是什么?

4)试述生态系统服务与人类发展的互动关系。

5)国际上开展的生态系统国际合作计划主要有哪些?

第二讲 内容深化:全球变化和城市化背景下的生态系统与环境变化

1.全球变化与城市化背景下典型生态系统的特征与演化

2.气候和环境变化对生态系统的影响

3.生态系统演变对气候与环境变化的影响

4.生态文明建设与绿色发展之路:这世界应更美好

思考:

1)自动调节能力强,具有“地球之肾”之称的生态系统类型是什么?

2)以一类你所熟悉的生态系统为例,说明它在过去一段时间的变化状况;列举造成这些变化的原因;阐述这些变化对你生活所造成的影响;并对今后如何改善该类生态系统的状况提出建议。

3)生态系统与气候、环境变化如何相互影响?

4)当代生态环境问题产生的根本原因是什么?

5)就我国的国情而言,应如何推进我国的生态文明建设与绿色发展?

<5-6>课堂讲授:

PART B(第二篇) 大气环境与人类(4课时)

导言:

人人谈之色变的“雾霾”到底是如何形成的?为什么有时候空气质量好,有时候又发生污染呢?微信中传的各种关于“雾霾”危害的段子是危言耸听还是确有依据?人类活动排放的污染物会导致哪些全球性的变化?

对于这些现实生活中躲不开的大气环境问题,作为复旦大学的学生,你应该做的是提供准确科学的解答,而非人云亦云或以讹传讹。

我们将用4个课时为大家系统讲解与我们生活密切相关的大气环境问题背后的科学知识。

第一讲 大气层与大气污染

1.人类生活在地球表面,大气层的底部。那么整个大气层的结构和主要成分是什么样的呢?大气层的温度梯度变化为什么非常重要?发生重度大气污染的典型气象条件有哪些特点,又是如何形成的?

实例:伦敦烟雾、洛杉矶光化学烟雾、中国大范围雾霾

2.人类活动排放的主要气体污染物有哪些?它们各自的排放源和健康危害有哪些?为什么说在城市地区减少汽车尾气排放尤其重要?

一氧化碳、氮氧化物、挥发性有机物、二氧化硫

实例:美国丹佛市减少CO的措施;洛杉矶光化学烟雾的成分;

3.所谓的雾霾到底是什么物质形式?为什么会造成大气能见度降低和影响人体健康?

大气颗粒物的来源(一次源、二次源),粒径分布,健康和环境效应,直接和间接气候效应;

实例:除尘的方法和技术;上海市的大气污染现状

4.酸雨的成因和危害,pH值的概念

实例:美国地表水酸度分布,危害

思考:

1)什么是逆温层?为什么重度空气污染事件往往与逆温层有关?

2)伦敦烟雾与洛杉矶光化学烟雾有什么区别?请分别从污染物、产生原因、后果等方面解释。

3)大气污染物主要有哪几种?城市地区机动车增加可能会导致哪些大气污染物排放增加?

4)“雾”与“霾”的区别是什么?

5PM2.5PM10有何区别? PM2.5的危害主要体现在些方面?

6)请简述酸雨的形成原因和重要生态环境影响。为何中国南方地区酸雨问题比北方更加严重?

7)上海目前主要面临哪些大气污染问题?请提出可行的解决措施。

第二讲 臭氧消耗和全球气候变化

前面介绍的主要是局地的,区域的大气环境问题。你想过没有,人类不经意的污染排放会导致全球性的环境变化。这一讲,我们会介绍人类活动排放导致全球大气变化的两个实例:平流层的臭氧消耗和全球气候变化。

1.平流层的臭氧消耗

为什么我们前一讲中深恶痛绝的污染物臭氧到这一讲成了“宝贝”了呢?我们会告诉你平流层臭氧的作用以及与对流层臭氧的区别;平流层臭氧空洞的形成机制。

实例:紫外线对人体伤害;蒙特利尔协议和哥本哈根补充协议;1995年诺贝尔化学奖

2.全球气候变化

什么是温室气体和温室效应?为什么温室效应对地球生命是极其重要的?

实例:CO2,水蒸气和其它各种温室气体

人类没有出现之前大气温度变化的历史是怎样的?变化的原因是什么?全球辐射流动平衡中太阳的作用,海洋的作用,云的作用,大气污染的作用,废热的作用。

实例:米兰科维奇循环;全球温度增加的证据;IPCC报告的科学性与争议

全球升温所造成的负面影响包括:极端天气、干旱与洪涝、冰雪融化、永冻土融化、海平面上升、对生物多样性的影响、对农业的影响、对人体健康的影响。如何应对全球气候变化?

实例:John Sterman的浴缸模型;预防和减少温室气体排放;采集和储存温室气体;地球工程;

思考:

1)目前中国的大气环境面临的主要问题有那些?你认为有哪些有效的解决措施?

2)大气污染与全球气候变化之间有何关系?

3)为解决全球变暖,科学家提出一系列“地球工程”。你认为哪种方法比较靠谱?为什么?也可提出自己认为最合理的新方法。

4)通过查阅资料,请总结全球气候变暖质疑者的主要理论及依据。你认为是否合理?为什么?  

<7-8>课堂讲授:

PART C(第三篇) 水环境与人类(4课时)

第一讲 水污染与控制的基础知识

1.水污染控制技术发展的历史简介。

2.城市内涝现状与成因分析(水量问题)

3.中国的河湖水体大多已不同程度污染,污染主要系来自流域范围内人类的生活和生产所产生的点源和面源。点源和面源的定义及其主要内容,水质分析的基本概念介绍。

思考:

1)简述化肥对环境的影响及防治措施。

2)试分析城市内涝的成因并尝试提出解决方案。

3)简述农药对水生态环境的影响及防治措施。

4)点源和面源污染各自有什么特点?

第二讲 水体污染控制的基本方法和难题

案例分析:如何开展水污染案例分析。

1.点源与面源污染控制的几个基本原理:1)(絮凝)沉淀,2)生物法(微生物的生长曲线和产率系数的概念)

2.流域污染(点源和面源)控制的几个难题

思考:

1)农村面源污染主要存在哪些问题?试提出解决方案

2)如果城市和工业污水都处理达标了,那么流域是否会干净?为什么?

32015624日,安徽巢湖又发生大规模蓝藻暴发,对当地群众的生产生活带来了极大的不便。试分析蓝藻大规模暴发的原因、简述其危害并提出防治对策。

4)全国首次污染源普查结果显示,流域污染负荷的构成主要来自农业面源和村镇生活。请阐述,我国在整治面源污染时,所面临的主要问题和挑战。结合课堂所学知识,试提出你认为合理的技术方案,来应对这些问题和挑战。

5)为了更好地进行水污染的控制,在学生创新层面,你认为教师/学校还应该加强那些方面的工作?

<9-10>课堂讲授:

PART D(第四篇) 拨开迷雾,看到真相---中国环境问题探究(4课时)

第一讲 在增长的繁荣中拷问污染源头

 ——中国模式中导致资源环境恶化的深层次原因析

1.灰黑色的传统增长引擎

2.微笑曲线底部是个污染的坑

3.背离绿色的指挥棒与胡萝卜

4.案例分析:突破“十面霾伏”为何那么难?

思考:

1)请思考“起吊机”经济为什么是不可持续的?

2)请举例说明某一产业在“微笑曲线”上的产业链分布状况,并思考为何越是靠近底部,越是对资源环境产生较大的压力?

3)为什么我国工业用地价格相对较低,但同时住宅用地和商业用地不断出现“新楼王”,老百姓购房价格不断攀升?

第二讲 我中有你,你中有我

 ——资源环境问题与经济、政治、社会、文化问题的交叉渗透

1.环境影响方方面面,关系你我

1.1环境与经济发展孰先孰后

1.2 社会公平与公正与环境何干?

1.3 没有环境保护就是没文化?

1.4.没有环境保护就是没有政治觉悟?

2.是忍受还是反抗?环境问题解决之道

2.1 是该停下来反思环境问题了!

2.2 “五位一体”战略的“高、大、上”特点

思考:

1)如果一个国家的矿产和能源等重要自然资源的对外依存度很高,会对经济的可持续性和发展效率产生怎样的影响?

2)环境公平问题与政府公信力不足现象往往是结合在一起的,能否举例说明?

3)对我国而言,保持一定的经济增长速度依然非常重要,但如何能够既以经济建设为中心,又让地方政府不再被GDP所绑架?

4)请用你本人为例,来说明如何节约能源和保护环境?

5)你理想中的低碳和绿色城市是什么?请从环境-经济-社会三方发展关系来阐述如何低碳和绿色发展?

6)假如你是环保部部长,请尝试用“五位一体”的环境综合治理思路,提出解决我国环境问题的建议。

<11>讨论课准备:教师在课堂讲授每一讲结束预留思考题以及参考书目,学生基于课堂讲授内容在思考题的启发下,从第一至四篇(PART A/B/C/D4个主题中任选其一进一步开展拓展性调研,通过收集整理资料,撰写并提交主题发言提纲,根据elearning上讨论课的安排准备主题发言。请注意所选相关篇章的发言提纲的提交截止时间!

<12-14>讨论课(共计6课时)

按照elearning上的安排参加其中一个主题下6课时的讨论课(详见4小班研讨或课外实践)。

<15>期末考试(2课时)

3课程考核

学生必须出席10次课堂讲授(包括绪论及第一至四篇,20课时)和3次讨论课(第一至四篇分四个主题在四个教室同步进行讨论,6课时),并完成以下考核指标:

1)撰写主题发言提纲(15%):从第一至四篇(PART A/B/C/D)内容四选一撰写一份主题发言提纲,要求有明确的主题(即课程篇章标题)及副标题(发言所针对的话题),篇幅约1500字(小四字体,A41-2页)。提交截止日期:10/22PART A/B)11/26 (PART C/D)

2)主题发言(10%):制作演示文稿,并按照助教安排的时间在讨论课上展示主题发言(6-8分钟)。几乎所有同学都会被选中在讨论课上作主题发言。

3)课堂参与讨论(10%):积极参与授课课堂的互动,并在讨论课上对主题发言进行讨论和质询。

4)出勤(15%):出席总计13次(26课时)的课堂讲授及小班讨论课(原则上按撰写主题发言提纲时选择的主题参加小班讨论课),缺席将依次被扣相应出勤分:0,0,1,2,2,2,2,2,2,2(缺席10次或以上则出勤分为0)。

5)期末闭卷考试(50%):考试成绩是评判每位学生该课程成绩的重要依据;课堂讲授及相应PPT的内容即为考试范围,不另外划定;任课教师在讨论课上留出一定时间进行答疑;考试题型可能包括填空、选择、简答、论述等形式。


4小班研讨或课外实践

4个主题的小班讨论课将在4个教室同步进行,4个小班的讨论主题分别为:

主题一:生态系统与人类发展

主题二:大气环境与人类

主题三:水环境与人类

主题四:中国环境问题探究

每个小班都将进行6课时的研讨,每位学生将按照所提交的主题发言提纲被分入不同的小班开展研讨,并根据elearning上发布的安排整合成发言组(通常1-2人组成)在小班讨论课上发表主题发言,并接受其他学生的质询和讨论,教师对每一个发言及讨论的内容进行评述,同时进行答疑解惑。



注:“修课说明”与“教学安排”栏目填写说明

修课说明

  • 课程内容概要:简要、概括叙述课程教学目标、教学内容、教学形式等。

  • 教学目标与预期学习收获应关照模块目标、关照知识体系,以体现“通”;也要在知识性学习的基础上明确能力或素养方面的培养的目标,以体现“识”。设计目标时要考虑如何才能达到这些目标,最好在对学生的学习要求、教学内容安排中有所体现、呼应。

  • 学习结果:通过课程的学习,学生可获得什么样的学习结果,例如口头表达、书面表达、交流与沟通、资料分析等方面的能力。

  • 学习要求:可分时段提要求:先修要求、每次课前的要求、课上要求、每次课后要求、作业要求、期末考核要求等。或者分门类提要求:阅读、写作、课堂参与、小班讨论等。如能给出课上课下所需的学时比则更佳。

教学安排

  • 课程修读注意事项:对上课、阅读等课程修读中的相关事宜提醒,教师或助教其他信息(如联系方式、电子邮件等)如有意向公开,也可以在此栏目中添加。

  • 教学内容 :可按照周学时或单元的形式撰写,内容可包括“某次课或某个单元的主题或标题、课时、列举几个要点或核心内容的简要描述、课前要求、课后要求(作业)、核心文本及参考材料、其他需要说明及提示的内容”等,可根据课程实际情况选择填写。

  • 课程考核:考核内容及比例、考核具体要求、评分标准等。

  • 小班研讨或课外实践:内容可包括“时间、活动主题/议题、列举几个要点或核心内容的简要描述、阅读资料、讨论形式、课前准备、课后作业、其他需要说明、提示的内容”,可根据课程实际情况选择填写。


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