環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)體系的改革與探索
——以天津理工大學(xué)為例

葛艷輝， 閔 笛， 劉桐芬

(天津理工大學(xué)，天津 300384)

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環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)體系的改革與探索
——以天津理工大學(xué)為例

葛艷輝， 閔 笛， 劉桐芬

(天津理工大學(xué)，天津 300384)

環(huán)境科學(xué)學(xué)科作為一門交叉學(xué)科，牽涉的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域廣泛，知識更新快，工程實踐性要求高。研究以天津理工大學(xué)為例，介紹了環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)的目的和主要教學(xué)內(nèi)容，從實驗教學(xué)、實習(xí)教學(xué)和設(shè)計教學(xué)等部分介紹了環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)體系實踐教學(xué)的組成和發(fā)展現(xiàn)狀。分析了實踐教學(xué)中存在的問題，進而結(jié)合環(huán)境科學(xué)專業(yè)的發(fā)展趨勢和天津理工大學(xué)辦學(xué)的實際情況，提出環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)體系的改革方案和措施。

環(huán)境科學(xué)；實踐教學(xué)；改革措施；天津理工大學(xué)

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，成為全球關(guān)注的重點問題之一。環(huán)境科學(xué)專業(yè)作為一門綜合性的交叉學(xué)科，其所牽涉的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域廣泛，知識更新快，工程實踐能力要求較高，不但要求學(xué)生有扎實廣泛的理論基礎(chǔ)，同時還要具備實踐動手能力和創(chuàng)新能力[1]。目前，傳統(tǒng)的重理論、輕實踐的教學(xué)情況在環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)中依然存在，環(huán)境科學(xué)類專業(yè)的理論教學(xué)比較容易取得良好效果，但教學(xué)過程中與環(huán)境問題的實際結(jié)合還有所欠缺，理論教學(xué)與實踐教學(xué)存在不同程度的脫節(jié)現(xiàn)象[2]。因此，調(diào)整和改革實踐教學(xué)，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)勢在必行。筆者分析了環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題，并針對現(xiàn)存問題提出了有效的實踐教學(xué)改革措施，以實現(xiàn)實踐教學(xué)和理論教學(xué)的有機融合。

1　實踐教學(xué)內(nèi)容

實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是指課堂教學(xué)之外的實踐教學(xué)活動，包括實驗、實習(xí)、課程設(shè)計、專業(yè)設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和社會實踐等諸多環(huán)節(jié)[3]。環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)的主要目的是使學(xué)生具備環(huán)境監(jiān)測、評價、規(guī)劃與管理、污染控制方面的基本理論和技能，多以課程實驗的形式開展，因此在理論教學(xué)中安排的實驗項目課時約占課程總學(xué)時的1/4～1/3。實習(xí)教學(xué)可使學(xué)生掌握專業(yè)發(fā)展前沿動態(tài)，了解解決環(huán)境問題的原則、方法和技術(shù)，培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和作風(fēng)，引導(dǎo)學(xué)生從專業(yè)角度考慮問題，提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的工作能力及創(chuàng)新能力[4-5]。因此，為了適應(yīng)社會經(jīng)濟、科技發(fā)展和教育發(fā)展的要求，合理地調(diào)整高等教育的結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思維，以及實現(xiàn)實踐教學(xué)與理論教學(xué)的高效融合，就需要探索實踐教學(xué)中的實驗教學(xué)和專業(yè)實習(xí)改革[6]。

2　實踐教學(xué)環(huán)節(jié)組成及發(fā)展現(xiàn)狀

實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是課程教學(xué)體系的重要組成部分，是保證教學(xué)質(zhì)量的必不可少的環(huán)節(jié)。天津理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)體系中的實踐教學(xué)包括實驗教學(xué)、實習(xí)教學(xué)和設(shè)計教學(xué)部分，其中實驗包括獨立設(shè)課實驗和課程實驗。學(xué)院經(jīng)過多次討論和論證，將基礎(chǔ)生物學(xué)實驗和分析與基礎(chǔ)實驗設(shè)為獨立設(shè)課實驗課程，地理信息系統(tǒng)、環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課均設(shè)有一定學(xué)時的課內(nèi)實驗，以鞏固和加強學(xué)生對理論知識的理解和運用。

該專業(yè)設(shè)有教學(xué)實習(xí)和認識實習(xí)，其中教學(xué)實習(xí)以生態(tài)學(xué)和環(huán)境地學(xué)課程為依托，在培養(yǎng)計劃運行第5學(xué)期單獨安排一周時間到天津薊縣山區(qū)進行地質(zhì)地貌勘測和植被調(diào)查等實習(xí)工作；認識實習(xí)是本科教學(xué)培養(yǎng)方案中非常重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是為了使學(xué)生掌握基本的生產(chǎn)實踐知識，驗證、鞏固和擴展已學(xué)過的專業(yè)課程內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的習(xí)慣，提高其在生產(chǎn)實際中觀察問題、分析問題、總結(jié)問題及解決問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。通過教學(xué)實習(xí)和認識實習(xí)環(huán)節(jié)，使學(xué)生了解環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域所涉及的諸多問題及其發(fā)展現(xiàn)狀，使學(xué)生建立起對專業(yè)的興趣和信心，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)的熱愛及為祖國建設(shè)做貢獻的志向。

設(shè)計教學(xué)包括課程設(shè)計、專業(yè)設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計幾個環(huán)節(jié)，根據(jù)環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標，設(shè)定環(huán)境監(jiān)測課程設(shè)計，并以課程論文的形式體現(xiàn)。通過課程設(shè)計，使學(xué)生對現(xiàn)場調(diào)查、監(jiān)測計劃設(shè)計、優(yōu)化布點、采樣與分析技術(shù)方法、質(zhì)量控制與質(zhì)量保證以及信息管理的系統(tǒng)性工程等知識有更深層次的理解和掌握；學(xué)會運用環(huán)境監(jiān)測的方法和手段監(jiān)測水和廢水、空氣和廢氣、固體廢棄物、土壤污染、噪聲和放射性污染等，了解環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)的發(fā)展和運用。環(huán)境科學(xué)專業(yè)設(shè)計是以培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力為目的，通過專業(yè)性項目的設(shè)計訓(xùn)練了解該方向的設(shè)計前沿，掌握基本的設(shè)計思路和方法，掌握資料搜集、方案設(shè)計的基本要領(lǐng)，同時通過專業(yè)設(shè)計，鍛煉學(xué)生獨立思考的能力，使學(xué)生能夠獨立承擔(dān)一個小型專業(yè)設(shè)計任務(wù)的立項、認證以及初步設(shè)計。

畢業(yè)設(shè)計(論文)是教學(xué)過程的最后階段的一種總結(jié)性的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識和實踐技能，獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決實際問題的能力，使學(xué)生受到專業(yè)相關(guān)工作的基本訓(xùn)練。環(huán)境科學(xué)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(論文)要求選題要結(jié)合實際，符合專業(yè)培養(yǎng)目標。通過選題論證、文獻檢索、技術(shù)調(diào)查、實驗設(shè)計、實際操作、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析、畢業(yè)答辯等環(huán)節(jié)，全面鍛煉學(xué)生的綜合實踐能力，重點培養(yǎng)并提高學(xué)生的開發(fā)創(chuàng)新能力，同時培養(yǎng)學(xué)生的計算機與外語應(yīng)用能力。

3　目前存在的問題

筆者長期從事環(huán)境科學(xué)專業(yè)建設(shè)和專業(yè)管理工作，深知目前天津理工大學(xué)的環(huán)境科學(xué)專業(yè)發(fā)展存在一些問題。實驗教學(xué)方面，雖然很多專業(yè)課都設(shè)置了一定課時的實驗，但是大部分實驗都是傳統(tǒng)意義上的對理論課上某些原理或現(xiàn)象而設(shè)計的簡單的驗證性實驗。實習(xí)多采用集中方式進行，實習(xí)基地不穩(wěn)定，與實習(xí)單位的聯(lián)系缺乏連續(xù)性，未能建立長效合作機制。大多數(shù)學(xué)生到四年級才通過教師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計參與教師的科研工作，限制了專業(yè)概念和創(chuàng)新思維的全面形成。該專業(yè)教學(xué)缺乏完善的實踐環(huán)節(jié)考核機制，教學(xué)效果上有待于進一步提高。

4　實踐教學(xué)改革措施

4.1實行專業(yè)導(dǎo)師計劃2013年學(xué)校確定環(huán)境科學(xué)專業(yè)與環(huán)境工程專業(yè)以環(huán)境類進行大類招生。開學(xué)一年后，按照學(xué)生成績和學(xué)生志愿進行專業(yè)分類。為了讓學(xué)生盡快了解自己所選專業(yè)的研究方向及發(fā)展現(xiàn)狀，使學(xué)生盡快樹立專業(yè)思想，在一年級的課程設(shè)置中安排了環(huán)境科學(xué)與工程概論課程，為學(xué)生講解兩個專業(yè)的研究側(cè)重點和工作方向。然而，一部分學(xué)生對于工科專業(yè)和理科專業(yè)的理解仍然存在一定的誤區(qū)，加之現(xiàn)在學(xué)生對于未來的思考缺少主動性和深入性，導(dǎo)致專業(yè)分類后出現(xiàn)了一定的弊端，比如專業(yè)男女生比例嚴重失調(diào)：男生學(xué)習(xí)成績不如女生，在選擇專業(yè)時失去選擇權(quán)，導(dǎo)致環(huán)境工程專業(yè)女生比例遠超出男生，而環(huán)境科學(xué)專業(yè)的男生比例很高，分班后的環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生成績整體形勢不容樂觀。面對這種情況，環(huán)境科學(xué)專業(yè)啟動專業(yè)導(dǎo)師計劃，以面轉(zhuǎn)點，每個指導(dǎo)教師負責(zé)幾名學(xué)生，有針對性地開展工作。指導(dǎo)教師采用一對一的方式，了解每個學(xué)生的具體情況以及心理動態(tài)，幫助學(xué)生分析存在的問題，為學(xué)生提供建設(shè)性的改進辦法。由以往高年級進行的針對性專業(yè)指導(dǎo)思路改為從低年級入手，教師對學(xué)生進行專業(yè)引導(dǎo)和指導(dǎo)，幫助學(xué)生樹立較強的專業(yè)意識，指導(dǎo)學(xué)生從專業(yè)角度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識和實驗技能、分析問題和解決問題。教師根據(jù)科研情況，安排學(xué)生參與課題研究，從低年級構(gòu)建以項目參與為主的實踐教學(xué)新模式。教師為學(xué)生提供參與科研工作機會的同時，積極幫助學(xué)生走向社會實踐，使學(xué)生逐步科學(xué)地形成自己的專業(yè)研究方向、就業(yè)規(guī)劃等。經(jīng)過專業(yè)指導(dǎo)教師和學(xué)生的共同努力，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性逐漸提高，學(xué)習(xí)狀態(tài)和精神面貌大大改觀，學(xué)習(xí)成績穩(wěn)步提高。同時學(xué)生積極參與校級、院級組織的各種活動，自發(fā)成立科研小組，參與科技立項活動，班級凝聚力提高，學(xué)風(fēng)和班風(fēng)建設(shè)取得了一定的成效。

4.2加強開放實驗室建設(shè)

4.2.1增加綜合性、設(shè)計性實驗?；A(chǔ)生物學(xué)實驗在原有的微生物學(xué)實驗項目部分增加專業(yè)性更強的環(huán)境微生物學(xué)實驗項目，具體包括土壤中微生物的分離與培養(yǎng)，細菌菌落觀察、細菌的染色及真菌個體形態(tài)觀察，水中細菌總數(shù)的測定及菌落計數(shù)。實驗課程要求每年更新或優(yōu)化10%～20%的實驗項目，以適應(yīng)教學(xué)發(fā)展的需要。例如環(huán)境監(jiān)測中會根據(jù)專業(yè)發(fā)展情況，對一些陳舊過時的監(jiān)測方法或?qū)嶋H應(yīng)用不多、行業(yè)性很強及理論知識高深、測定步驟繁雜的內(nèi)容予以適當刪減和合并。地學(xué)基礎(chǔ)實驗中對于學(xué)生難于勾畫的流域匯水面積做了小型流域的教學(xué)模型，使學(xué)生能夠得心應(yīng)手地完成勾畫工作。分析與基礎(chǔ)實驗是后續(xù)很多課程和實驗的基礎(chǔ)，針對實驗項目的設(shè)置開展多次研討，相關(guān)專業(yè)教師全部參加，制訂合理的實驗項目，在教學(xué)運行中也由多位熟練掌握大型儀器的教師參與，使得學(xué)生直觀掌握綜合性實驗項目的原理、實驗儀器的使用、實驗數(shù)據(jù)的分析與總結(jié)等知識與技能。

4.2.2為學(xué)生自主實驗創(chuàng)造條件。目前，從教育部到學(xué)校有各級“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”及“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽和創(chuàng)業(yè)計劃大賽，學(xué)校團委設(shè)有本科生科技立項等項目、計劃支撐，提倡專業(yè)教師多渠道地鼓勵學(xué)生多申請、參與相關(guān)項目，并積極作為指導(dǎo)教師參與工作。學(xué)生參與科技立項以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃的熱情很高，廣開思路，在教師的指導(dǎo)下確定研究方向，制訂合理的研究方案，按照計劃廣泛開展工作。在研究進行過程中，教師有意鍛煉學(xué)生自主進行科學(xué)研究的能力，對于學(xué)生在研究過程中遇到的問題能夠給予科學(xué)指導(dǎo)，定期召開階段工作總結(jié)會議，根據(jù)研究進展情況適當調(diào)整研究內(nèi)容和研究方法。與實驗中心協(xié)調(diào)，主動向?qū)W生開放相關(guān)實驗室，使學(xué)生有更多的獨立實驗的機會，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和聰明才智，為學(xué)生的個性發(fā)展創(chuàng)造條件。

4.3加強實習(xí)基地建設(shè)按照培養(yǎng)目標要求，2013級培養(yǎng)計劃調(diào)整將地學(xué)基礎(chǔ)改為環(huán)境地學(xué)。該專業(yè)教學(xué)實習(xí)是環(huán)境地學(xué)和生態(tài)學(xué)課程教學(xué)過程中的必要環(huán)節(jié)，具有很強的實踐性和綜合性，不僅能夠使學(xué)生對所學(xué)課程理論知識加以驗證，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、對具體地質(zhì)地貌現(xiàn)象的識別能力、生態(tài)學(xué)問題的綜合分析能力，以做到對書本知識融會貫通，提高實際工作能力，因此教學(xué)實習(xí)是教學(xué)計劃中的一個重要組成部分，是鞏固課堂講授知識、提高基本技能和獲取科學(xué)研究資料的重要途徑，也是提高綜合素質(zhì)的教育環(huán)節(jié)之一?！八E縣梨木臺自然風(fēng)景區(qū)”為天津理工大學(xué)建立的教學(xué)實習(xí)基地之一，為了見識更多的地質(zhì)現(xiàn)象、巖石種類及形成原因、土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)、植被種類及生物多樣性，根據(jù)教學(xué)需要又增加“薊縣九龍山國家森林公園”為環(huán)境科學(xué)教學(xué)實習(xí)基地。

學(xué)生經(jīng)過教學(xué)實習(xí)，雖然對于實踐學(xué)科的目的意義已經(jīng)有了較為專業(yè)的認識，但是教學(xué)實習(xí)和認識實習(xí)的實習(xí)項目及要求不同。前者以課程為依托，針對特定課程確定實習(xí)項目，后者的目的是使學(xué)生了解和掌握基本生產(chǎn)知識，印證、鞏固和豐富已學(xué)過的專業(yè)課程內(nèi)容，提高其在生產(chǎn)實際中調(diào)查研究、觀察問題、分析問題以及解決問題的能力。由此，培養(yǎng)方案中設(shè)立認識實習(xí)，以期通過認識實習(xí)使學(xué)生學(xué)到、接觸到更多知識，加深對環(huán)境科學(xué)專業(yè)諸多問題的感性認識，為今后的工作和學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，積累經(jīng)驗。針對環(huán)境科學(xué)的專業(yè)特點，在前一年度實習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)上都會做出相應(yīng)調(diào)整，增加相應(yīng)實習(xí)項目，確定更為專業(yè)的實習(xí)內(nèi)容。學(xué)院已與天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保東郊污水處理廠、天津泰達威立雅水務(wù)有限公司建立了長期有效的聯(lián)系，但主要側(cè)重于水處理方向。為了增加專業(yè)實習(xí)面，在已有的實習(xí)基地的基礎(chǔ)上，廣泛建立聯(lián)系，與相關(guān)專業(yè)部門和單位討論，篩選并確定長期合作單位，定期向這些單位輸送專業(yè)學(xué)生，增加學(xué)生的實踐及就業(yè)機會，實現(xiàn)“雙贏”。目前，該專業(yè)已與天津市環(huán)境保護局、天津市環(huán)境保護科學(xué)研究院、天津市環(huán)境監(jiān)測中心、農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所、交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究院等環(huán)保部門建立了長期的實習(xí)關(guān)系，定期為這些單位輸送學(xué)生進行專業(yè)技術(shù)實習(xí)，使學(xué)生獲得一定的專業(yè)技能，得到了鍛煉，為進入專業(yè)工作崗位奠定了一定的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

4.4建立實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量的管理與監(jiān)督機制實踐教學(xué)是本科教學(xué)中很重要的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和實踐能力的一個重要階段，實踐教學(xué)質(zhì)量直接影響專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量及學(xué)生的從業(yè)能力。為深化教育教學(xué)改革，提高實踐教學(xué)質(zhì)量，結(jié)合學(xué)校、學(xué)院考核機制，從專業(yè)建設(shè)實際出發(fā)，細化評價辦法和細則，完善實踐教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量考核體系，在對實驗教學(xué)、畢業(yè)論文的教學(xué)管理上，借鑒一些新的經(jīng)驗制定實踐教學(xué)、實驗教學(xué)和畢業(yè)論文(設(shè)計)教學(xué)質(zhì)量管理辦法，使實踐教學(xué)質(zhì)量和水平得到提高；建立實習(xí)基地評估體系，補充實習(xí)基地文件，確定實習(xí)基地評估體系的內(nèi)容和指標，并對專業(yè)實習(xí)基地進行有效評估。

5　結(jié)語

專業(yè)導(dǎo)師計劃首先在環(huán)境科學(xué)與安全工程學(xué)院2013級環(huán)境科學(xué)專業(yè)進行實踐，取得了良好的效果。近幾年實習(xí)基地建設(shè)和實踐教學(xué)項目都在嘗試階段，并根據(jù)經(jīng)驗和成果逐步推進和完善。實踐改革貫穿整個環(huán)境科學(xué)專業(yè)，從2013或2014級學(xué)生開始全面實施，涉及實驗、實習(xí)及畢業(yè)論文等各個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，注重擴大學(xué)生的知識面和專業(yè)技能，使學(xué)生對與專業(yè)相關(guān)的學(xué)科、高新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用前景有所了解，具有一定的科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)能力。在實施過程中，廣泛聽取專業(yè)教師、學(xué)生工作教師及學(xué)生的意見，在總結(jié)成績的基礎(chǔ)上克服困難，解決問題。

實踐教學(xué)考核機制的建立目前還處于摸索階段，初步建立并實行了管理辦法，今后應(yīng)進一步完善考核機制，實踐教學(xué)考核與理論教學(xué)考核并行，點面結(jié)合，建立長效健全的考核體系。

[1] 粟銀,彭清靜,劉春瓊,等.環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)改革探討[J].教育管理研究,2011(3):25-26.

[2] 盧一卉.“化學(xué)實驗教學(xué)研究”課程改革初探[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009,34(2):197-200.

[3] 王瑞杰,陳紹甫,瞿兆斌.加強實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)努力提高教學(xué)質(zhì)量[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2000(S1):8-9,16.

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[6] 朱啟紅,夏紅霞,宋仲容,等.環(huán)境科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)實踐教學(xué)模式初探[J].重慶文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2009,28(4):82-84,88.

Reformation and Exploration of Practice Teaching System of Environmental Science Major—A Case Study of Tianjin University of Technology

GE Yan-hui, MIN Di, LIU Tong-fen

(Tianjin University of Technology, Tianjin 300384)

As a cross discipline, environmental science is involved in a wide range of scientific and technological fields, knowledge update quickly, engineering practice has high requirement. Taking Tianjin University of Technology as example, the purpose and main contents of the practice teaching of environmental science major were introduced, the components and development status of practice teaching of environmental science major were introduced from aspects of experiment teaching, practice teaching and design teaching. The existing problems were analyzed, combined with the development trend and actual situation of Tianjin University of Technology, several reform schemes and countermeasures of practical teaching system of environmental science major were put forward.

Environmental science; Practice teaching; Reform measures; Tianjin University of Technology

天津理工大學(xué)教學(xué)改革項目資助(YB12-27)。

葛艷輝(1977-)，女，黑龍江雙城人，副教授，博士，從事環(huán)境科學(xué)教育工作。

2016-07-11

S-01

A

0517-6611(2016)24-241-03