“计算机在环境科学中的应用实践课程教学探讨

“计算机在环境科学中的应用实践课程教学探讨
[摘要]随着信息化时代的发展，计算机已经成为各个学科和领域不可
缺少的应用设备。

信息化时代的发展，使计算机越来越多地应用到各门课
程中。

在“计算机在环境科学中的应用”课程的教学过程中，应注重学生
在环境科学中应用计算机的能力的培养。

教学内容以常用软件介绍为主，
同时介绍网上信息检索方法。

课程内容要与时俱进，不断更新。

[关键词]计算机环境科学实践课程
信息化时代的发展，使计算机越来越多地应用到各门课程中。

针对环
境科学专业学科特点，我们应围绕课程构建，有针对性地对环境科学专业
学生讲授相关计算机知识，更新教学内容，以便于提高学生的综合能力。

一、基本目标
在“计算机在环境科学中的应用”实践课程教学中，要让学生能够比
较全面地掌握与专业相关的计算机应用技术，并能将其应用于实际工作中。

以学生实际操作为主，教师讲授为辅。

充分利用现有的软件及技术，借鉴
计算机专业教师教学技术和方法，提高学生的计算机应用能力。

通过本门
课程学习，使学生能够自己绘制平面布置图、绘制反应装置图、绘制设备图、处理实验数据、制作多媒体课件等，并能利用计算机网络进行信息检索。

二、课程设置
本门课程要求学生有一定英语水平和环境专业基础知识，时间安排在
大三下学期期末，集中上课，总学时为两周。

课程由教师讲解、演示，学
生上机随教师一起操作，并进行习题、作业练习以加深印象。

教师可对学
生上机进行监控及辅导。

可多班授课，但需保证每人一台计算机。

学习本
课程后学生正好可将所学知识应用于毕业论文和实际工作中。

考核采取
“出勤+听课状态+实际操作+作业”的方式。

三、课程内容
（一）环境科学相关软件
1.数据处理及绘图软件
环境科学实验经常有大量数据需要分析及绘图，在实验设计、实验操
作等多方面也都离不开计算机的辅助。

常用的软件主要有Excel、Origin、Access、SPSS等，可绘制各种散点图、折线图、柱形图、条形图等;可以
对图形添加趋势线，得出曲线方程及相关性;可对数据进行排列和筛选，
并且可导入外部大量数据，如红外光谱数据等进行绘图。

在Excel中还可
以通过编辑小程序来完成一些特性的运算。

Excel的中文界面备受学生欢迎，Origin是全英文界面，对于学生来说有一点难度，函数的输入也没
有Excel方便。

但是Origin可以直接在图形上进行修改，及时保存了图形，仍然可以从图导出原始数据。

从功能上来说，Origin更强大些。

Access有强大的数据处理、统计分析能力，利用Access的查询功能，可
以方便地进行各类汇总、平均等统计，并可灵活设置统计的条件。

比如在
统计分析上万条记录的数据时速度快且操作方便，这一点是Excel无法比
拟的。

SPSS集数据录入、整理、分析功能于一身，基本功能包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等。

SPSS统计分析过程包括描述性
统计、均值比较、一般线性模型、相关分析、回归分析、对数线性模型、
聚类分析、数据简化、生存分析、时间序列分析等。

本课程要求学生必须
掌握Excel软件，其他只作为了解。

2.图文编排软件
MicrosoftOfficeVisio创建具有专业外观的图表，以便理解、记录
和分析信息、数据、系统和过程。

在使用时，以可视方式传递重要信息就
像打开模板、将形状拖放到绘图中以及对即将完成的工作应用主题一样轻松。

如绘制基本流程图就是把流程图所需形状图直接拖拽到绘图区，然后
选择连接线工具绘制连接线，再选择箭头方向，绘制方向箭头，然后添加
文字，比MicrosoftWord绘制流程图要简单便捷。

3.环境科学绘图软件
AutoCAD有完善的图形绘制功能及强大的图形编辑功能。

可以绘制任
意二维和三维图形。

在环境科学中，可用AutoCAD绘制平面布置图、施工图、剖面图、工艺流程图等。

AutoCAD能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、条件曲线等基本图形对象，有强大的编辑功能，可以标注尺寸、
书写文字。

同传统的手工绘图相比，用AutoCAD绘图速度更快、精度更高
且富有个性。

ChemWindow（CW）由SoftshellIntern.Ltd.1989年推出首版，该软
件主要功能是绘出各种结构和形状的化学分子结构式及化学图形，具有其
他绘图软件所不具备的化学分子图形编辑功能。

软件中有四个附加图形结
构库，具有一些玻璃仪器和复杂化学物质结构式模板，绘制复杂结构式和
反应装置图时比较便捷。

软件还含有SymApps程序，可以显示3D分子结构，并能够给出具体的分子结构信息，如键长、键角、二面角、所属分子
点群等分子结构信息，与Office软件的兼容性很好。

本门课程中主要要求学生掌握AutoCAD及CW的基本使用方法，能够
绘制基本平面图、流程图及化学分子结构式等。

4.多媒体课件制作软件
多媒体课件常用的软件有PowerPoint（PPT）、Au？鄄thorware、Flash、Dreamweaver、Director、课件大师等。

在这些软件中，PPT简单
易学，制作方便，对于环境科学专业学生来说，本门课程要求其掌握其制
作过程。

本课程主要讲授用PPT制作幻灯片的方法，主要包括幻灯片设计、幻灯片版式、幻灯片配色及动画设计、幻灯片母版设计、幻灯片中图表及
影片和声音的插入等。

其他软件仅作为了解。

（二）计算机在环境模型中的应用
计算机在环境模型中的应用包括环境遥感技术（RS）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、MATLAB、VisualBasic、VisualFoxpro
等软件。

RS可以利用红外扫描仪监测石油污染、水体热污染、水体富营
养化，调查废水污染和泥沙污染，分析水域的分布变化和水体沼泽化可以
通过遥感技术监测推算出臭氧浓度的水平分布情况、分析大气气溶胶的分
布和含量、监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况、监控生
态环境等。

GPS可提供海、陆、空全方位实时三维导航和定位。

GIS能对
空间相关数据进行采集、管理、分析和可视化输出，可以定量进行预测。

RS为GIS提供信息源，GIS为RS提供空间数据管理和分析的技术手段
（图像处理），GPS作为GIS有力的补测、补绘手段，实现了GIS原始地
图数据的实时更新。

[1]MATLAB、VisualBasic、VisualFoxpro等软件，
可以编程应用于运算污染物迁移转化和控制模型，如大气污染模型、江河
湖泊水质模型、生态模型、水处理技术动力模型等。

对模型及数据进行运
算求解，得到准确的结果，为制订合理治污措施提供数据支撑。

（三）网络信息检索
1.常规环境信息检索
2.环境科学文献检索
3.环境相关课程资源网站
高校教学资源库（）、爱课程（）等网站有免费资源、课件，可供有兴趣的学生进一步学习一些相关课程。

四、总结
在“计算机在环境科学中的应用”课程的教学过程中，应注重学生在环境科学中应用计算机的能力的培养。

教学内容以常用软件介绍为主，同时介绍网上信息检索方法。

课程内容要与时俱进，不断更新。

[注释]
[1]邱彩华.计算机技术在环境科学领域中的应用[J].华章，2022（15）：254.
[收稿时间]2022-12-21
[基金项目]2022年辽宁省普通高等学校本科教育教学改革研究项目《面向环保产业转型需求的校企协同人才培养机制的研究与实践》（UPRP20220012）;2022年度辽宁省普通高等学校本科工程人才培养模式改革试点专业辽宁石油化工大学环境工程（GZ202219）;2022年辽宁石油化工大学教育教学改革研究项目《开放实验室平台建设中的服务与管理》（20225230080024）。