環境工程課程輔導內容

生物學：生命的機制 BIOL10009

本課程在學生已有的生物學知識基礎上進行拓展，通過五個核心概念探討生命的多樣性與統一性：進化、細胞理論、調節、信息傳遞和生物系統的互聯性。這些概念將從分子、細胞和個體層面進行研究，包括生命從非生物到個體的進化、細胞的分子和物理結構、細胞復制和基因表達、穩態、光合作用和呼吸作用，以及生物體內部和生物體之間的相互作用。

自然環境 ENVS10001

該課程向學生介紹了支撐農業生產和自然資源管理(NRM)的自然系統要素。對這些要素和系統的深刻理解是可持續管理自然資源的基礎。課程將展示如何應用科學來評估和管理生態系統，以及如何維護和提高以土地資源為基礎的產業的可持續性。主要探討的主題包括地球過程和材料;景觀過程和土壤形成;天氣、氣候和氣候變化;小氣候;陸地系統中的營養循環;水循環和集水區水文學;以及農業生態系統。同時，課程也考慮了對自然系統的土著觀點。課程強調景觀評估和解讀的實踐技能，并重視在自然和管理系統的研究中對尺度和時間變化影響的認識。

微積分 2 MAST10006

本課程將擴展學校階段的微積分知識。學生將學習雙曲函數及其反函數、復指數函數以及兩個變量的函數。微分和積分的技術將擴展到這些情況。學生將接觸到更廣泛的微分方程模型，包括一階和二階方程，用于描述如人口模型、電路和機械振蕩器等系統。課程還介紹了序列和級數，包括收斂性和發散性的概念。

微積分的主題包括：對單變量函數的極限和連續性的直觀理解、序列、級數、雙曲函數及其反函數、水平曲線、偏導數、偏導數的鏈式法則、方向導數、多個變量函數的切平面和極值。復指數函數的主題包括：定義、導數、積分及應用。積分的主題包括：積分技術和重積分。常微分方程的主題包括：一階方程(分離型、通過積分因子的線性方程)及應用，二階常系數方程(特解、補充函數)及應用。

線性代數 MAST10007

該課程為現代數學的關鍵領域提供了堅實的基礎，這些領域在科學和技術中至關重要。它發展了向量、矩陣及線性代數方法的概念。學生應當培養使用線性代數方法的能力，并對數學證明有一定的認識。課程中的材料大部分在中學階段未曾接觸，所需的理解水平較之前的學習有所提升。

線性方程組、矩陣和行列式;實數 n 空間中的向量、叉積、標量三重積、直線和平面;向量空間、線性獨立、基底、維度;線性變換、特征值、特征向量;內積、最小二乘估計、對稱矩陣和正交矩陣。

基礎生物學：生命的復雜性 BIOL10010

該課程將重點建立生物學的基礎知識，并在此基礎上為學生提供對關鍵概念的透徹理解。

課程將介紹和探討生物學中的五個核心概念：進化、結構與功能、調節、信息傳遞和相互聯系。這些概念將在個體、種群、生態系統和生物群落的層面上進行研究，無需具備生物學的先驗知識。課程內容包括生命多樣性的進化，以及對自然和人為環境變化(如抗生素耐藥性和氣候變化)的進化響應;生物體的結構、功能和行為及其如何在環境梯度中變化;能量流動和物質循環在生物體和生態系統中的過程;遺傳、社會和文化信息在種群或群體中的傳遞;個體、種群、物種及其環境之間的關系，以及塑造種群、生態群落和生態系統的過程。

工程數學 MAST20029

本課程介紹了工程中所需的重要數學方法，如操作向量微分算子、計算多重積分以及使用積分定理。通過各種方法解決一系列常微分方程和偏微分方程，并對其解的行為進行解釋。課程還介紹了序列和級數，包括收斂和發散的概念。

主要內容包括：向量微積分，包括高斯定理和斯托克斯定理;序列和級數;傅里葉級數、拉普拉斯變換;齊次常微分方程組，包括相平面和非線性系統的線性化;二階偏微分方程和變量分離法。

生物數據分析 MAST20031

解讀數據的能力對于在日常生活中做出明智的決策至關重要。實驗設計、分析和解讀生物數據也是科學研究的核心。沒有對數據和設計的理解，就不能成為一名科學家。本課程介紹了生物數據科學的基本概念，重點講解現代統計方法。通過實際生物問題和數據集，以及課堂上收集的數據，講座涵蓋了實驗設計和統計建模的基礎概念。課程強調動手解決問題。除了扎實的統計方法基礎外，你還將發展實際技能，提升設計實驗、收集數據和使用R統計環境分析數據的能力。

工程地球過程 ENEN20002

在這門課程中，學生將被介紹到物理地球過程及其工程應用和影響。特別是，本課程集中于氣候、水、巖石和土壤的工程方面及其相互作用。課程中將介紹簡化建模和相關分析技術。學生將學習到對后續土木工程、環境工程和巖土工程課程所需的基礎知識。

課程涵蓋的主題包括氣候與季節性;碳循環、全球水循環和集水區水循環;降水、入滲、徑流和蒸散;集水區過程和隨機降水建模;地球結構與組成;礦物和巖石特性;地質過程;土壤識別與分類;土壤壓實。

流體力學 ENGR30002

本課程涵蓋了理解涉及流體的系統(包括運動和靜止狀態下的流體)及其在工程系統中的應用所需的主題。這些包括水壩、管道、開口渠道、泵以及液體和氣體流動，涉及土木、機械、基礎設施和環境工程領域。學生將理解流體行為的基本原理，以及如何將這些原理應用于解決工程挑戰。課程內容包括：流體靜力學、壓力計法、連續性方程的推導、機械能平衡、直管中的摩擦損失、牛頓粘度定律、管道粗糙度處理、閥門和配件;簡單管網問題;開口渠道流動原理;可壓縮流動、壓力波的傳播、管道中的等溫和絕熱流動方程、喘振流動。泵—泵的特性、離心泵、理論揚程的推導、導致實際泵揚程曲線的揚程損失、計算系統揚程、確定泵送系統的工作點、流量控制的節流、氣蝕和NPSH(凈正吸入壓力)、相似定律和泵的放大、正排量泵的簡介;牛頓流體和非牛頓流體、多維流體流動—動量通量、多維連續性方程和動量傳遞方程的推導、Navier-Stokes方程、應用于管道流動、Couette流動、Stokes流動。

可持續水資源管理導論 ENEN30002

本課程旨在分析在綜合流域管理背景下可持續使用水資源的關鍵概念。講座基于在水資源和流域管理方面的豐富經驗，特別是澳大利亞和中國的經驗，包括來自行業實踐者的客座講師。課程重點分析涉及多個水源和多種水用途的復雜水資源系統，包括農業、城市、工業、娛樂和環境。課程以學生對可持續性、經濟學和資源管理的知識為基礎。

雖然資源管理的原則是在水資源和流域管理的背景下學習的，但這些原則可以應用于各種自然資源管理情境。任何考慮從事自然資源管理領域工作的學生都會發現本課程具有價值。

環境系統建模與設計 ENEN30003

本課程是科學學士學位中環境系統專業的頂點課程。它使用系統方法來處理環境工程設計中的主要步驟，并基于在工程數學、流體力學和工程地球過程等課程中獲得的知識，假設學生對可持續性和工程系統的概念已有一定了解。

工程系統通常高度復雜，特別是環境系統，往往尚未被充分理解。對這類系統進行工程模型設計面臨重大挑戰，因為這些模型通常涉及大量決策變量(因此潛在解決方案眾多)、多個競爭目標，并且常常受到各種約束條件的影響。

影響設計過程的因素包括邏輯問題的形成，這有助于系統地解決問題、分析模型以確定最佳設計方案，以及研究模型的性能。最終決策過程可能會因為不同利益相關者可能具有不同或沖突的偏好而進一步復雜化。

環境工程系統頂點項目 ENEN30001

該頂點課程涉及一個調查和問題解決項目，要求學生將廣泛的知識應用于現實問題，這些問題通常是環境工程行業工作中會遇到的。該課程圍繞工程教育框架——CIDO(構思、設計、實施、操作)，并增加了“監控和評估”這一環節。學生將把在其他課程中獲得的技能應用于一個貫穿整個學期的總體項目，并展示設計可持續工程項目的能力。項目集中于城市雨水管理，要求學生開發一個小規模環境工程系統(例如生物過濾系統)的概念模型和定量模型。學生將建造和操作這些系統，并對其行為進行監測和分析，以對原始模型進行關鍵評估。在系統特征化之后，報告將包括對擴展系統對相關人類和非人類利益相關者影響的解釋和評估。學生還需要對模型、假設、數據和分析的質量進行批判性評估。課程將通過專題講座和研討會提供支持。

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