实验室一览

环境与生态国家级教学示范中心于2004年正式成立，依托城市与环境学院及环境科学与工程学院的雄厚学科基础，是一个集实验课教学和实验室管理一体化的实体结构，主要负责全校环境实验教学和生态实验室的管理。

自成立以来，中心依托国家理科基地建设项目、国家“211工程”和“985工程”等专项经费的支持，进行了大规模的建设与升级。在硬件条件大幅提升的同时，中心在教学质量和管理机制上也取得了显著突破：2010年被评为“北京市级实验教学示范中心”，2012年被评为“国家级实验教学示范中心”，并于2014年顺利通过北京市教育委员会组织的验收评估，2023年顺利通过教育部国家级实验教学示范中心阶段性总结工作的验收评估。

1. 功能定位与教学理念

中心始终坚持“以学生为本”，秉承知识传授、能力培养、素质提高三位一体的教育理念，确立了以能力培养为核心的实验教学观念。在功能定位上，中心建立了分层次、多模块、相互衔接的实验教学新体系，将基本实验技能的系统训练与科学研究能力培养紧密结合。教学内容实现了“技能化、多元化、个性化”，并推动实验教学与科研训练相互渗透的教学模式，旨在建设一个仪器设备先进、资源共享、开放服务的实验教学环境，全面提高实验教学水平，培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。

2. 场地设施与平台条件

示范中心城环学院部分2021年迁入新址，建筑面积（含野外实习基地）3317平方米，现有各类仪器设备9166台件，价值人民币19888.42万元；2016年示范中心环境学院部分迁入环境大楼，分配建筑面积487平方米，实验室拥有设备共计579台，价值1226.90万元，其中40万元以上大型仪器设备2台。中心整体环境干净整洁，室内配备了通风橱、试剂柜、气体报警器等设施，学院为中心配备了多媒体屏幕及监控系统，硬件软件设施均得到大幅提升。学校通过学科建设经费、实验教学条件改善经费等独立立项形式给中心购置教学仪器进行经费投入，保证了教学仪器设备的配置。

目前，中心各实验室常规仪器设备和实习标本品质优良，配置合理，满足现代实验教学要求，同时建有多个专业教学实验室，包括：环境监测与分析实验室、人类环境关系分析与模拟实验室、环境工程实验室、塞罕坝野外生态站等。在仪器设备方面，中心配备了大量满足现代环境科学与生态学教学需要的高端设备，如元素分析仪、液相色谱-质谱仪、激光粒度分析仪、总有机碳分析仪、微波消解/萃取系统、有机碳/元素碳分析仪等。此外，学院另有大量的科研仪器面向本科生开放，用于科研训练。中心还建有完善的网络信息平台，包括电脑教室、研究机房、服务器室，支持网上课堂教学、教学互动及环境与生态数据信息库的维护，并承担遥感与地理信息系统的教学实验工作。

3. 师资队伍

中心汇聚了一支高水平的实验教学队伍，整合了包括院士、长江学者和国家杰出青年基金获得者在内的优质师资，形成了结构合理、实力雄厚的人才梯队。中心实行主讲教授与实验课教员共同主持实验实习课的机制，吸引了大批工作在科研前沿的中青年教师从事实验课教学。这不仅保证了实验教学队伍的稳定和水平的提高，还通过科研反哺教学，促进了实验课内容的更新，紧扣学科发展前沿。

4. 所获荣誉与建设成果

凭借先进的教学体系和显著的育人成效，中心获得了多项国家级和省部级荣誉：

示范中心张远航院士团队凭借近40年在环境科学领域的兢兢业业、几代人空气污染治理工作的累累硕果，成为高校第一支入选“黄大年式教师团队”的优秀教师团队。

北京大学校领导和张远航团队合影

2021年，示范中心倪晋仁院士获“北京市人民教师”光荣称号。2022年，示范中心贺灿飞教授被评上北京市优秀老师，刘鸿雁教授被评为第十八届北京市高等学校教学名师。

教学成果奖励：中心教师团队曾获国家教学成果二等奖；编写的教材《环境保护与可持续发展》获国家优秀教材一等奖；《为了地球的明天》获国家音像制品一等奖。

人才培养成效：中心注重科教融合，学生在科研训练中表现突出。据不完全统计，2021-2025年间本科生以第一作者身份发表国际刊物论文28篇其中包括2篇PNAS和1篇Nature Communication，充分体现了中心在培养拔尖创新人才方面的实力。

辐射示范作用：中心在国内发挥了良好的辐射示范作用，其教学体系、管理模式和建设经验为国内兄弟院校的环境生态实验教学改革提供了重要参考。

二、教学支撑与人才培养

示范中心坚决贯彻党中央国务院提出的“三全育人”方针，坚持“加强基础、尊重选择、卓越教学、促进交叉”的教学方针，以培养“有国际视野的、在各行业起引领作用的、具有创新精神的领导型人才”为教育目标。持续推动教学改革，将课程思政融入实验教学中；以一流学科的科研优势引领面向创新人才培养的实验教学体系，中心开展的实验/实习教学积极贯彻学校教育方针，以该教育目标为指导，以卓越教学作为环境地理、生态地理、自然地理及人文地理、城市规划、环境科学与工程等专业进一步加强实验实习教学的出发点，充分发挥理论联系实际的链条的重要作用，成为培养一流创新型人才的助力。

本科生培养效果显著。2021-2025年间，共开设32门实验课程，课程类别涵盖自然地理、生态学、环境地理等多个专业。本科生以第一作者发表国际刊物论文28篇，其中包括2篇PNAS和1篇Nature Communications；共有33人获得国家奖学金，24人获评北京市普通高等学校优秀毕业生，2人获评北京市三好学生，1人获评北京市优秀学生干部。在2021-2025年间，设立包括“国家创新训练项目”等在内的本科生科研项目107项，参与学生达到187人；示范中心共指导拔尖人才计划本科生80名，其中大部分学生以第一作者身份完成了英文论文的撰写。示范中心从2021年起开始承办全国大学生国土空间规划设计竞赛，每年大赛吸引大概全国57所高校、95组队伍、609人报名参加，示范中心参赛作品《破茧——后双减时代南京淮海路地段学习型社区的更新设计》获得一等奖。示范中心学生组建的志愿者团队“北大林歌计划”倡导低碳生活时尚，推崇校园绿色文化。“唱响‘北大林歌’构建绿色校园文化”主题活动于2022年获教育部举办的第八届高校校园文化建设优秀成果一等奖。

示范中心主要面向校内本科生开设实验和实习教学课程，开展教学研究工作，同时面向校内外环境地理及生态地理等方向本科生开放综合设计实验。示范中心统筹实验/实习教学的计划，安排教学的具体实施，也便于整合教学资源，达到教学效果的最优化和设施使用的效益最大化。

三、特色亮点与代表案例

示范中心紧密围绕国家环境保护工作对高水平人才的需求，以“理论认知—专业实践—管理实习”为主线，实现实验技能的系统训练与科学研究能力培养相结合，依据学生综合能力的培养规律，配合相应的知识性专业实验课程学习，并与地方政府合作共建环境综合实习基地。在此基础上，努力建立一套有机的专业实验和实习的教学体系，以及与之相应的教学规范，建立教学实验室、实习基地与教学资源的共享机制与示范研究平台。

案例1

主题：

“启发兴趣、加强基础、注重能力、强调素质、开拓视野”的地理科学拔尖人才培养创新模式及专业实习与学生思政实践课有机融合的“知行·同行”实践教育探索

内容：

示范中心拥有“地理科学”和“生态学”两个拔尖人才培养计划2.0基地。多年来，围绕“探索多样化培养方式、深化拔尖计划培养体系”的目标，进一步整合学院教育教学资源，充分发挥学院多学科交叉融合的优势，构建适应新时代需求、面向未来、世界水平的地理科学和生态学拔尖人才培养体系。在拔尖人才培养中，秉承“启发兴趣、加强基础、注重能力、强调素质、开拓视野”的总体思路，构建多模式、个性化、前沿性及多学科交叉的立体课程体系，遵循拔尖人才成长的规律，注重地理基础与数理基础的同时，强调野外考察和实践能力，培养学生对地理、环境、生态及人类社会可持续发展的责任感和探索未知世界的志趣，并依托学院一流的科学研究平台，为拔尖学生提供适宜的发展途径，探索拔尖人才培养的“本+硕”、“本+硕+博”新模式。

“知行·同行”计划赴山西大同实践团在地貌学考察路途中讲党课、唱红歌

在高校，科研教学和思政育人工作是并行的两条重要工作线，如何将二者有机结合既是一门艺术又需要创新性实践。示范中心与学院学工联合，结合多年实践探索经验，研究制定并实施开展“知行·同行”计划，在时间地点集中、学生覆盖面广的专业教学实习课程中融入思政元素，由专业教师带领，深挖实习地的思政教育资源，开展思政主题教育活动，丰富教学实习内涵，实现思政教育滴灌式融入，将思想政治工作贯穿教育教学全过程。“‘知行’是学科底色，‘同行’是育人特色。‘知行’重视通过实践培养学生服务社会、知行合一的能力，‘同行’是指思想政治教育与专业教育同行同向，有机融合。”以本科生为主体，以党、团支部为单位，涵盖综合社会实践实习、人文地理综合实习、地貌实习、城市地域空间认知实习、环境科学野外综合实习、自然地理综合实习、野外生态学、植物土壤实习、普通地质实习、全国地理学国家理科人才基地联合实习、“一带一路”综合实习等十一个课程实习，覆盖学院7个本科生专业和多个研究生专业。承接了北京大学本科教学改革立项工作，将“知行·同行”计划育人成果理论化，全面总结。

成效：

五年间先后有七十余名同学完成拔尖科研训练顺利毕业，其中部分同学毕业后在国内外继续深造。五年期间，本科生以第一作者发表高水平SCI文章28篇，先后资助多名同学到国外参与5个月的国际交换项目，部分同学获得北京大学未名学士或北京大学未名地理学士或未名生态学士。此外，刘鸿雁、蒙吉军和吴语萱分别获得教育部2021年度拔尖计划2.0优秀教师奖、优秀管理人员奖和优秀学生奖。

课程改革效果显著，教学体系与教学内容深化。通过专业实习与学生思政实践课有机融合的“知行·同行”实践课程，在学习了专业知识的同时，增进了爱国主义情怀，坚定了学好专业知识、“用双脚丈量祖国土地”的决心，学生在实践过程中同时接受思政教育和专业教育，获得感大大增强，所学所感入脑入心；相比以往相对单一的专业实习，任课教师除了输出专业知识，还输出了专业理想、吃苦耐劳和奉献精神。在该教育模式下，引导学生深入思考、积极调查研究，取得了显著成效，对于学生培养、学院建设和社会发展都具有深远意义。

案例2

主题：

建设环境研究方法与人文地理学虚拟仿真课程、推动实验课程数字化、智能化转型

内容：

响应“新工科”建设的指导思想，开展“智能”课堂教学的尝试，把“双碳”科研实践与教学课程紧密结合，2021年起示范中心戴瀚程课题组开展了IMED模型云端平台。本平台以能源-环境-健康-经济系统综合评价模型为手段开展系列研究工作，开发和构建适用于国家、省级及全球多个层面政策分析的IMED模型及数据库，作为国家和省级相关机构的制定气候政策的重要决策支持工具，同时该平台用于环境科学与工程学院本科生核心必修课《环境研究方法》的教学工作。IMED模型云端平台的网址为https://43.138.3.168。选课学生基于IMED模型在线虚拟仿真教学系统对“能源-环境-经济”系统进行模拟，定量分析各类环境政策在能源、环境、经济方面的影响，为培养服务于2035“美丽中国”、2060“碳中和”战略目标和国家重大需求的能源环境管理人才提供坚实的虚拟教学平台条件。在实际的教学过程中，教员和助教讲解了碳税、家庭部门技术改造对碳减排和支撑碳中和的作用，并布置了相应作业。通过这一虚拟教学平台，进一步帮助广大学生从系统的角度理解环境问题在上游的能源、产业等系统中产生的根源及其应对方法和评估。

人文地理学课程在教学中采用启发式教学方法，将线上情景模拟与学生在课外开展的实地调查紧密结合。虚拟仿真课程通过联合仿真、3D建模、地理信息系统空间分析、实时交互等信息技术手段，真实模拟在一个社区中发起一项可持续行为动议的情景，并通过行为模型的模拟，展示不同干预方式的效果。通过多情景比较，帮助学生深刻理解人类行为模式的普遍性规律与地理环境导致的差异性特征。学生通过虚拟仿真实验理解参与式研究的概貌，并在学期开展的课外项目中应用这些方法和工具，制定具体的社区行动计划方案。通过三维仿真技术，再现了区域背景下的社区场景。采用基于个体的行为模型（Agent-based model），模拟不同规划措施和行为干预方式对居民行为改变的效果。帮助学生理解如何在实际工作中，使用GIS互动地图工具，呈现不同社会干预措施的可能效果，从而达到与相关行为主体协商行动，并持续改进的目的。

成效：

围绕北京大学LEEEP课题组开发的双碳政策虚拟仿真评估系统的自上而下模型（IMED-CGE）和自下而上模型（IMED-TEC）进行教学培训。为响应疫情防控要求，培训以线上会议的形式进行，共吸引来自国内高校和科研院所65名研究生报名参加，其中7名校内学生，工学院、环境科学与工程学院、城市与环境学院和57名中国大陆校外学生。

社区参与式研究虚拟仿真实验系统以学生为中心，学生主导实验过程，增强学生对知识的获取兴趣和能力。指导教师讲解理论知识、实验背景和实验方法，并在实验课堂上引导和启发学生就实验结果进行讨论，让学生直观感受实地调研中可能遇到的场景，引导学生提高解决实际问题的综合能力。按照理论学习、操作研讨、结果反馈、实验报告 “四位一体”全面考核和评价学生的学习成效。平台建立完善的反馈机制，对参加实验学生各方面的建议、评价与反馈信息，进行全面系统的统计分析，为指导教师改进和完善实验提供参考，提高教学效果。社区参与式研究虚拟仿真实验系统不仅能够单机稳定运行，并可置于基于Internet开放教学管理平台上，可以为不同校区、不同专业的学生同时共享使用，项目设计的问卷和实地调查问卷与GIS外业数据采集方法无缝衔接，未来可以开展基于社区参与式研究方法的各种研究主题。此外，积极将先进的启发式教育理念、优质的人文地理学教学资源以及创新性教学方式方法应用于人文地理学教育教学改革实践，主动对接国家、区域、行业对人才培养需求。