基于OBE的《物理性污染控制工程》教學(xué)改革探索

張佳磊

（湖北工業(yè)大學(xué)土木建筑與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430068）

基于OBE的《物理性污染控制工程》教學(xué)改革探索

張佳磊

（湖北工業(yè)大學(xué)土木建筑與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430068）

《物理性污染控制工程》作為環(huán)境工程的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，其培養(yǎng)是提升學(xué)生對(duì)物理污染的防控能力，針對(duì)該門(mén)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，文章引入OBE教學(xué)模式，從教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法和評(píng)價(jià)體系方面進(jìn)行改善，以期提升教學(xué)效果，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，同時(shí)為其他實(shí)踐性的工科課程提供有效借鑒。

OBE理論；結(jié)果為基礎(chǔ)；教學(xué)改革；物理性污染

隨著城市化進(jìn)程的加快和工業(yè)化的大發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題的凸顯，導(dǎo)致環(huán)境保護(hù)引起廣泛關(guān)注。確定環(huán)境問(wèn)題危害、環(huán)境問(wèn)題的成因和環(huán)境問(wèn)題的解決是目前環(huán)境工程領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題[1]。大氣污染、水污染和固廢污染成為環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)課程體系的三大主體課程[1]。隨著環(huán)境物理學(xué)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到物理對(duì)人類(lèi)的影響，促使聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、力學(xué)和放射學(xué)等學(xué)科的發(fā)展對(duì)環(huán)境、以及消除這些影響的技術(shù)途徑及控制措施的研究，導(dǎo)致《物理性控制工程》成為環(huán)境工程課程體系中的主干課程之一[2-5]。按照環(huán)境工程課程體系，本課程的教學(xué)目的為：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握環(huán)境物理性污染的基本概念和知識(shí)，了解物理性污染和環(huán)境物理學(xué)的有關(guān)內(nèi)容；使學(xué)生掌握噪聲和振動(dòng)的產(chǎn)生、傳播、危害、評(píng)價(jià)和控制的基本原理和方法；使學(xué)生了解電磁輻射和放射性污染的危害和控制措施；使學(xué)生了解熱環(huán)境和光環(huán)境的基本概念以及熱污染和光污染控制；使學(xué)生了解物理性污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及物理性污染利用的最新科研動(dòng)態(tài)[2-5]。 該課程具有課時(shí)短、工程實(shí)踐性強(qiáng)、理論知識(shí)難于理解的特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程主要存在以下難點(diǎn)：（1）先導(dǎo)基礎(chǔ)課程多，知識(shí)點(diǎn)相互滲透，公式彼此關(guān)聯(lián)：本課程先導(dǎo)課程為《大學(xué)物理》、《環(huán)境監(jiān)測(cè)》、《環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)》、《環(huán)境學(xué)》。先導(dǎo)課程與本課程相互交叉，但又互為側(cè)重。例如在第十二講“光污染及其控制”中第二節(jié)“光學(xué)基礎(chǔ)”部分中的很多基礎(chǔ)理論和知識(shí)均是以《大學(xué)物理》的基本知識(shí)為基礎(chǔ)，因此在授課時(shí)要注意深入淺出，循序漸進(jìn)，以《大學(xué)物理》中光學(xué)的相關(guān)原理和公式為切入點(diǎn)，逐步擴(kuò)展。（2）實(shí)踐性強(qiáng)：本課程的重點(diǎn)培養(yǎng)目標(biāo)是學(xué)生對(duì)物理性污染控制能力的提升，例如能否基于工廠、工地、住宅區(qū)等噪聲污染的區(qū)域噪聲防治特點(diǎn)，針對(duì)性的設(shè)計(jì)防控方案。（3）課程邏輯性松散，知識(shí)點(diǎn)抽象，理論公式繁雜：物理性污染控制工程作為一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)工程類(lèi)學(xué)科，有大量的理論公式，但是相對(duì)其他基礎(chǔ)科學(xué)而言，多為經(jīng)驗(yàn)性公式，無(wú)法通過(guò)推導(dǎo)進(jìn)行理解記憶；教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上對(duì)為針對(duì)不同的物理性污染的實(shí)際情況來(lái)針對(duì)性的從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量——危害狀況評(píng)估——防治目標(biāo)確定——防治技術(shù)制定——防治技術(shù)施工至方式技術(shù)評(píng)估這個(gè)處理程序來(lái)進(jìn)行，導(dǎo)致知識(shí)點(diǎn)繁多，但是相對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科而言，邏輯結(jié)構(gòu)較為松散。（4）教學(xué)任務(wù)重，教學(xué)課時(shí)短：本課程包含了“概述”、“噪聲污染及控制”、“聲學(xué)基礎(chǔ)”、“噪聲測(cè)量技術(shù)”、“噪聲的評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)”“噪聲防治技術(shù)——消聲”、“噪聲防治技術(shù)——隔聲”、“噪聲防治技術(shù)吸聲”、“振動(dòng)污染及其控制”、“放射性污染及其控制”、“電磁污染及其控制”、“光污染及其控制”和“熱污染及其控制”共十三講內(nèi)容，但是課

程一般為 32個(gè)課時(shí)，導(dǎo)致教學(xué)任務(wù)中，但是教學(xué)時(shí)間較短和教學(xué)任務(wù)不相匹配。以上問(wèn)題的存在，導(dǎo)致教學(xué)效果較差。

“Outcome－based Education（簡(jiǎn)稱(chēng)，OBE，以結(jié)果為導(dǎo)向）”教育模式自20世紀(jì)80年代在美國(guó)興起后，在全球工程教育領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注[6-8]。簡(jiǎn)而言之，該教育模式即首先必須明確學(xué)生的畢業(yè)能力及水平要求，其次要尋找科學(xué)的教學(xué)方法和手段保證學(xué)生畢業(yè)時(shí)能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。他主要強(qiáng)調(diào)四個(gè)問(wèn)題：想讓學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么?為什么希望學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果?如果有效幫助學(xué)生達(dá)到這些學(xué)習(xí)成果？如何測(cè)評(píng)學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果[6-10]？采用OBE教學(xué)模式對(duì)《物理性污染控制工程》從課程內(nèi)容、課程教學(xué)手段和考核體系三個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革，必將大大提升該門(mén)課程的教學(xué)效果。

1 優(yōu)選教材和參考書(shū)，針對(duì)性的設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

按照教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，湖北工業(yè)大學(xué)從高等工程教育對(duì)工程人才的實(shí)踐性、符合性、倫理性、創(chuàng)新性、全球性和創(chuàng)業(yè)性等六個(gè)方面提出相應(yīng)的水準(zhǔn)和要求，因此針對(duì)性的制定湖北工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)適應(yīng)目前環(huán)境領(lǐng)域需求的，具備國(guó)際化視野和現(xiàn)代工程師素質(zhì)的應(yīng)用型高級(jí)人才，即卓越環(huán)境工程師。采用 OBE教學(xué)模式（以結(jié)果為導(dǎo)向），依據(jù)這一目標(biāo)，以提升學(xué)生對(duì)物理性污染問(wèn)題的解決能力為導(dǎo)向，針對(duì)性的選擇教材，制定教學(xué)內(nèi)容。

目前該門(mén)課程教材主要有《物理性污染控制工程》（杜翠鳳、宋波、蔣仲安主編，冶金工業(yè)出版社，2010年，第1版。）、《物理性污染控制》（陳杰瑢 主編. 高等教育出版社，2007年，第1版）、《環(huán)境物理性污染控制》（孫興濱，閆立龍，張寶杰 主編. 化學(xué)工業(yè)出版社，2010年，第2版）。依據(jù)本課程的教學(xué)目標(biāo)，以提升教學(xué)效果為目的，優(yōu)選《物理性污染控制工程》為教材，同時(shí)選用兩外兩本書(shū)為參考書(shū)，著重突出物理性污染控制工程技術(shù)和實(shí)踐的內(nèi)容，保證教學(xué)成果。

在教學(xué)內(nèi)容方面，將本課程與先導(dǎo)課程和交叉課程采取融會(huì)貫通的方法，例如，本門(mén)課程中的噪聲的測(cè)量在《環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》這門(mén)課程中已經(jīng)進(jìn)行過(guò)學(xué)習(xí)，因此在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，可以多以學(xué)生回顧復(fù)習(xí)其操作步驟、注意事項(xiàng)為主。在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上，依據(jù)本門(mén)課程的教學(xué)目標(biāo)，采用“案例法”進(jìn)行教學(xué)，即分別以如何防控“噪聲污染”、“振動(dòng)污染”、“放射性污染”、“電磁污染”、“熱污染”和“光污染”來(lái)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。即按照防控思路來(lái)設(shè)計(jì)每講教學(xué)內(nèi)容，以“噪聲污染防控”為例，按照噪聲污染防控的步驟，以回答（1）如何進(jìn)行噪聲污染的測(cè)量？（2）如何進(jìn)行噪聲的危害程度的計(jì)算和評(píng)價(jià)？（3）不同的噪聲污染的防控標(biāo)準(zhǔn)是什么？（4）噪聲污染的防控技術(shù)如何進(jìn)行設(shè)計(jì)？（5）防控方案如何進(jìn)行施工？（6）防控方案實(shí)施后如何進(jìn)行評(píng)價(jià)和改善？這六個(gè)問(wèn)題來(lái)設(shè)置該講的教學(xué)內(nèi)容。

2 引入項(xiàng)目式教學(xué)方法，提升教學(xué)效果

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，多媒體教學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為大學(xué)課堂教學(xué)中不可或缺的輔助教學(xué)手段。但是《物理性污染控制工程》課程具有課程邏輯性松散，知識(shí)點(diǎn)抽象，理論公式繁雜特點(diǎn)，因此基于OBE教學(xué)模式，同時(shí)綜合考慮本門(mén)課程的教學(xué)目標(biāo)——以提升學(xué)生解決環(huán)境污染的實(shí)際問(wèn)題的能力為導(dǎo)向，在教學(xué)方法上引入“項(xiàng)目式教學(xué)方法”，即在每章教學(xué)中，分別設(shè)置不同的物理性污染項(xiàng)目實(shí)例，以解決該物理性污染為最終目的來(lái)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。例如，在“噪聲污染及其控制”這一章，分別才用實(shí)際科研項(xiàng)目中的不同噪聲污染實(shí)例，例如不同的工廠，企業(yè)，工地的噪聲防治措施的制定過(guò)程來(lái)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。該教學(xué)方法主要采用不同的多媒體，板書(shū)，課堂討論等多種綜合手段來(lái)幫助學(xué)生主動(dòng)的來(lái)解決各種噪聲污染。

3 以提升學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力為導(dǎo)向，改善考核體系

前期本門(mén)主要采用閉卷考試的方式，從前期的考試評(píng)估結(jié)果來(lái)看，理論考試及格率高，高分率低，同時(shí)失分率多集中在最后的案例分析題上，尤其在后期進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)候，學(xué)生拿到課題后，往往不知道如何著手。結(jié)合本門(mén)課程的教學(xué)目標(biāo)，以提升學(xué)生的實(shí)踐能力為導(dǎo)向，考核體系設(shè)置如下：出勤（5%）+課堂分組討論（5%）+平時(shí)作業(yè)（20%）+期末考試（70%）。同時(shí)在期末考試內(nèi)容設(shè)置上，大幅度減少理論知識(shí)點(diǎn)等以記憶為主的知識(shí)點(diǎn)的考核，多設(shè)置案例題，例如：提供高鐵的及周邊環(huán)境的噪聲相關(guān)參數(shù)，要求學(xué)生以該噪聲的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)噪聲防控方案。

綜上所述，以O(shè)BE教學(xué)模式分別對(duì)《物理性污染控制工程》的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和考核體系進(jìn)行改革，該教學(xué)改革除了能有效提升學(xué)生的能力素質(zhì)外，也為環(huán)境工程畢業(yè)生達(dá)到畢業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)提供有效支撐。同時(shí)也為其他實(shí)踐性強(qiáng)，工科性質(zhì)的課程提供借鑒作用。

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Reform of curriculum teaching of physical pollution control engineering based on OBE education model

“Eco-Hydraulic Engineering” is one of professional basic course of the environmental engineering. The students will improve practice ability by this course. In order to upgrade the teaching result, the author discuss the method to improving teaching content, teaching method and the form and content of examinations based on OBE theory. This article can give some

to other practical engineering courses.

OBE theory; outcome based education; reform on teaching method; physical pollution control engineering

G642

A

1008-1151(2016)10-0069-02

2016-09-11

“以三峽庫(kù)區(qū)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)站為平臺(tái)開(kāi)展復(fù)合型環(huán)保工程師實(shí)踐教學(xué)的模式研究”(校2014005)。

張佳磊（1983－)，女，湖北工業(yè)大學(xué)副教授，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)水利學(xué)和環(huán)境工程。