成果導(dǎo)向下大氣污染控制工程教學(xué)改革探索

劉忻 袁怡 錢飛躍 馬三劍 潘楊

[摘 要]大氣污染控制工程是環(huán)境工程重要的必修課，課程支撐了學(xué)生污染控制基本概念的架構(gòu)，培養(yǎng)了他們的應(yīng)用實踐能力。為達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在大氣污染控制工程教學(xué)中引入成果導(dǎo)向教育的基本理念。根據(jù)課程定位制定預(yù)期的學(xué)習(xí)達(dá)成目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上合理取舍教材學(xué)習(xí)的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)與其他科目課程間的協(xié)調(diào)。在教學(xué)中突出以學(xué)生為學(xué)習(xí)的主體，通過改進(jìn)教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成，構(gòu)建較為合理的評價體系。盡管該理念被引入到了本課程的教學(xué)中，也取得了一些成效，但OBE教學(xué)體系在本課程中的建設(shè)在今后還需要不斷完善。

[關(guān)鍵詞]成果導(dǎo)向教育;大氣污染控制工程;環(huán)境工程;教學(xué)改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）03-0046-04

成果導(dǎo)向教育（Outcome-Based Education，簡稱OBE）指教育教學(xué)中，要圍繞學(xué)生將要實現(xiàn)的預(yù)期學(xué)習(xí)成果而開展所有的教學(xué)活動[1]。其關(guān)注的內(nèi)容不僅局限于“教什么”“如何教”，更重視學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，即學(xué)生掌握知識的程度、運(yùn)用知識能力的高低，尤其是工程實踐能力。因此，教師需對此能力有清楚的目標(biāo)，然后以此目標(biāo)為中心組織實施和評價教學(xué)環(huán)節(jié)，保障學(xué)生達(dá)成此目標(biāo)。換言之，就是教學(xué)體系應(yīng)遵循反向設(shè)計、正向?qū)嵤?，以學(xué)生為中心重視他們整體的學(xué)習(xí)成果，構(gòu)成“預(yù)期學(xué)習(xí)成果—實現(xiàn)預(yù)期學(xué)習(xí)成果—評估學(xué)習(xí)成果”的教學(xué)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)過程[2]。

OBE理念現(xiàn)已成為本科工程教育學(xué)位國際認(rèn)證的規(guī)范，代表了當(dāng)前國際工程教育領(lǐng)域的主流思想[3-5]。我國于2016年6月正式加入《華盛頓協(xié)議》，OBE的先進(jìn)理念正逐步滲透到工程教育的各領(lǐng)域。為順應(yīng)工程人才流動的趨勢，蘇州科技大學(xué)積極將該理念貫徹于教學(xué)工作中。環(huán)境工程專業(yè)于2017年申請并通過了認(rèn)證工作。自認(rèn)證工作結(jié)束后，該專業(yè)基于OBE理念的導(dǎo)向持續(xù)改進(jìn)，通過對各教學(xué)工作展開教學(xué)改革，不斷完善專業(yè)的發(fā)展。

大氣污染控制工程是本科環(huán)境工程專業(yè)四大核心專業(yè)課之一。該課程涉及的知識面廣，與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、安全科學(xué)技術(shù)、化學(xué)、化學(xué)工程、管理學(xué)、材料科學(xué)、燃燒等學(xué)科交叉聯(lián)系緊密。隨著習(xí)近平主席在黨的十九大上對今后經(jīng)濟(jì)、社會的發(fā)展明確提出“堅持全民共治、源頭防治，持續(xù)實施大氣污染防治行動，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的具體要求，人民群眾對環(huán)境問題，尤其是大氣污染問題日益重視，大氣污染控制工程顯示了其在廢氣治理方面的重要實用價值。蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)設(shè)有大氣污染控制工程課程，其理論教學(xué)和實驗教學(xué)分別為64學(xué)時和16學(xué)時。如何讓學(xué)生在充分掌握大氣污染治理的基本知識和技能的同時，具備實際治理大氣的能力是本課程的核心。蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)將OBE理念運(yùn)用到課程教學(xué)中，取得了一些實際效果。

一、大氣污染控制工程教學(xué)面臨的問題

（一）學(xué)校、專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)與課程目標(biāo)的內(nèi)在關(guān)系

蘇州科技大學(xué)是一所中央與地方共建、以江蘇省管理為主的省屬普通高等院校，學(xué)生的就業(yè)去向主要集中在長三角地區(qū)。根據(jù)長三角地區(qū)創(chuàng)業(yè)氛圍濃郁、創(chuàng)新動力強(qiáng)勁、對各類人才需求迫切的特點，學(xué)校堅持“立足江蘇、服務(wù)行業(yè)、輻射全國、面向世界”的定位，以培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實的高素質(zhì)創(chuàng)新性應(yīng)用型人才為己任，全力打造為地方和行業(yè)發(fā)展服務(wù)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)基地、高層次咨詢基地、高水平研究基地、高品位文化基地。

以此為基礎(chǔ)，環(huán)境工程專業(yè)按照“強(qiáng)化專業(yè)基礎(chǔ)、提升應(yīng)用技能、注重實踐創(chuàng)新、面向社會需求”的原則，將學(xué)生培養(yǎng)為“適應(yīng)我國21世紀(jì)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，德、智、體全面發(fā)展，具有可持續(xù)發(fā)展理念，具備環(huán)境工程的基礎(chǔ)理論和污染控制工程、資源利用、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境修復(fù)及生態(tài)工程等方面的理論與實踐知識，能夠從事污染控制工程的設(shè)計及運(yùn)營、環(huán)境影響評價、環(huán)境工程監(jiān)理、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境應(yīng)急處置和污染控制技術(shù)研發(fā)等卓越應(yīng)用能力的環(huán)境保護(hù)高級專門人才”。本專業(yè)的畢業(yè)生能在工礦企業(yè)、設(shè)計與科研院所、大專院校和政府部門從事環(huán)境污染治理、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)察、規(guī)劃管理等方面的專業(yè)技術(shù)工作，也可進(jìn)入更高層次的機(jī)構(gòu)深造。具體地，學(xué)生在畢業(yè)后能系統(tǒng)地掌握基礎(chǔ)科學(xué)及環(huán)境工程的基本理論，具備扎實解決復(fù)雜環(huán)境問題的專業(yè)知識和工程能力;具備污染治理的工程研究、技術(shù)開發(fā)設(shè)計、環(huán)境工程監(jiān)理、環(huán)境監(jiān)測與評價、治污工程的運(yùn)行與管理，對可能的污染突發(fā)事件有預(yù)測和應(yīng)急處置能力等方面的解決復(fù)雜工程問題的專業(yè)能力;具有良好社會道德及心理素質(zhì);具備較強(qiáng)的團(tuán)隊精神、創(chuàng)新意識和管理能力;具有較強(qiáng)的獲取知識和綜合運(yùn)用知識的能力以及發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。

大氣污染控制工程課大綱對本課程的定位是“環(huán)境工程專業(yè)本科生專業(yè)必修課之一”， 旨在培養(yǎng)學(xué)生具有可持續(xù)發(fā)展理念，讓學(xué)生關(guān)注熱點環(huán)保問題，同時培養(yǎng)學(xué)生解決大氣污染工程的基本能力，結(jié)合實驗和課程設(shè)計等環(huán)節(jié)，為學(xué)生畢業(yè)后從事大氣污染工程設(shè)計及管理等工作打好必要基礎(chǔ)。

雖然本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)與本課程大綱都有比較明確的定位，但在具體細(xì)節(jié)方面，兩者還存在諸如學(xué)習(xí)深造等銜接不緊密的問題。

（二）課程教學(xué)內(nèi)容選擇與能力支撐間的關(guān)聯(lián)

在講課時，教師往往更關(guān)注課程知識體系的系統(tǒng)性、邏輯性和時效性，這樣做卻容易忽視學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的特質(zhì)。一個具體的例子是，由于各地高考方案的差異，環(huán)境工程專業(yè)大三的部分學(xué)生對于基礎(chǔ)化學(xué)，尤其是有機(jī)化學(xué)知識的掌握較薄弱，僅知道一些簡單的命名規(guī)則，對于有機(jī)物結(jié)構(gòu)以及因此而導(dǎo)致的物性差異了解有限，不能通過對于分子結(jié)構(gòu)的了解勾勒出對應(yīng)的初步治理技術(shù)。因此，教師需結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)，完善教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生通過自學(xué)獲取相關(guān)信息，做到既要邏輯完備，內(nèi)容簡潔完整，又要讓學(xué)生及時掌握有機(jī)廢氣治理的理論、規(guī)范，具備運(yùn)用廢氣治理技術(shù)解決污染問題的能力。

（三）課程學(xué)習(xí)評價與學(xué)生能力評價的關(guān)聯(lián)度

蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)的課程評價經(jīng)多輪改革，已由單一的課程考試結(jié)果評價，發(fā)展到覆蓋教學(xué)全過程的評價，形成了較完善的內(nèi)部評價體系。但是現(xiàn)有的各專業(yè)課程，包括大氣污染控制工程在內(nèi)，其學(xué)習(xí)評價還是僅僅局限于課堂的學(xué)習(xí)效果，缺乏來自包括用人單位、科研機(jī)構(gòu)在內(nèi)的多元化評價，這就缺乏從社會層面、專業(yè)層面對學(xué)生工程實踐能力形成評價的客觀性。

二、OBE理念在大氣污染控制工程教學(xué)中的應(yīng)用

在大氣污染控制工程的教學(xué)過程中，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)按照OBE理念進(jìn)一步完善了課程培養(yǎng)目標(biāo)，形成了與其他課程相協(xié)調(diào)的課程實施措施與評價體系。

（一）大氣污染控制工程的預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出

OBE強(qiáng)調(diào)課程側(cè)重于學(xué)生的能力形成，注重預(yù)期的學(xué)習(xí)產(chǎn)出。因此，本專業(yè)細(xì)化了本課程的目標(biāo)，明確了課程目標(biāo)應(yīng)放在提高學(xué)習(xí)產(chǎn)出成果上。

為制定合理的課程學(xué)習(xí)產(chǎn)出，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)通過問卷調(diào)查了解了學(xué)生對課程的預(yù)期，通過與多行業(yè)工業(yè)企業(yè)環(huán)保部門、高層次研究機(jī)構(gòu)專家、行業(yè)專家、教師的溝通，了解各方對畢業(yè)生的要求及其他課程與本課程間的協(xié)調(diào)性。表1列舉了本課程的部分預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出。

（二）大氣污染控制工程課程實施

基于OBE理念，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)對大氣污染控制工程課程進(jìn)行了進(jìn)一步的改革，以達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)產(chǎn)出。

1. 強(qiáng)化與其他課程的協(xié)調(diào)性，合理取舍教學(xué)內(nèi)容。本課程與化工原理、水污染控制工程、固廢等課程均有聯(lián)系，但由于其他課程內(nèi)容的側(cè)重點各不相同，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)大氣污染控制工程時，感覺知識點似曾相識，但分布較亂，這需要教師對于相關(guān)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理，合理取舍。以揮發(fā)性有機(jī)物VOCs治理為例，由于學(xué)生對于有機(jī)化學(xué)知識掌握不牢固，因此教學(xué)內(nèi)容不僅要系統(tǒng)講授吸附、吸收、冷凝、催化氧化、微生物處理等基本的有機(jī)廢氣治理技術(shù)，而且還要以常見官能團(tuán)為系列，適當(dāng)講授官能團(tuán)在分子結(jié)構(gòu)中的分布及其相互作用、對有機(jī)物性質(zhì)的影響，補(bǔ)充常見VOCs的處理方法，啟發(fā)學(xué)生依據(jù)分子結(jié)構(gòu)的特點合理選擇合適的末端有機(jī)廢氣的治理技術(shù)。同時，對于其中微生物治理VOCs的技術(shù)，由于這部分內(nèi)容與水污染控制工程課程中的活性污泥法、生物膜法在內(nèi)容上相重疊，學(xué)生在學(xué)習(xí)大氣污染控制工程的同時，也正在學(xué)習(xí)水污染控制工程課程生物處理法，故我們對VOCs治理所涉及的有機(jī)物在水中傳質(zhì)、微生物代謝有機(jī)物的原理等內(nèi)容進(jìn)行了弱化處理，增加了對新技術(shù)、新工藝的講授。

2. 明確以學(xué)生為主體。按照OBE理念，大氣污染控制工程課程教學(xué)明確以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體。授課前，教師應(yīng)向?qū)W生明確課程每章節(jié)的講授進(jìn)度、重點難點、參考書目、預(yù)期達(dá)成目標(biāo)和考核方式等，如表2列舉了部分章節(jié)的實施方案。講授時，教師通過創(chuàng)設(shè)工程問題情境，引導(dǎo)學(xué)生從工程方向思考問題，鼓勵學(xué)生就疑問處積極查閱資料，并與教師交流心得。

3. 改進(jìn)教學(xué)方法，以達(dá)到預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出。在下課前，告知學(xué)生下節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并提出一兩個問題，督促學(xué)生就此先查閱相關(guān)資料，熟悉即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容。在教學(xué)中，針對每個教學(xué)要點采用實際問題引導(dǎo)，結(jié)合討論，合理使用多媒體，提高學(xué)習(xí)者的課堂參與度。

（三）構(gòu)建大氣污染控制工程課程的評價系統(tǒng)

在OBE理念下，我們從校內(nèi)評價、行業(yè)評價與社會評價等各個層面，以及課堂評價、課程評價和項目評價等不同層次，結(jié)合素質(zhì)、技能、知識等不同維度，對最終的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行了較為完善的評價。據(jù)此理念，我們在大氣污染控制工程課程考核中，結(jié)合目前實際開展的情況制定了如表3所示的課程學(xué)習(xí)評價體系，以期可以客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身存在的問題并加以改進(jìn)，最終促成教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

三、大氣污染控制工程的改革成果

大氣污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)的核心專業(yè)必修課。通過在教學(xué)中引入OBE理念，收到了良好的教學(xué)效果。

通過授課前向?qū)W生展示本課程的目標(biāo)定位，結(jié)合當(dāng)前環(huán)境污染的形勢，以及社會及政府對廢氣治理的關(guān)注和投入，使學(xué)生充分了解本課程對未來職業(yè)能力的支撐作用，讓學(xué)生清楚地認(rèn)識到本課程需要達(dá)成的目標(biāo)，從根本上樹立對環(huán)保行業(yè)的信心，提高對該課程的認(rèn)可接受程度，調(diào)動他們學(xué)習(xí)的主動性。學(xué)生課堂參與度由原來的約65%提高至90%以上，學(xué)生對課程的認(rèn)可度由實施前的約70%提高至當(dāng)前的95%以上，愿意投身廢氣治理行業(yè)的學(xué)生人數(shù)比例從原來的約20%提高到當(dāng)前的50%以上。在評價體系中引入互評機(jī)制，這既加強(qiáng)了團(tuán)隊成員的協(xié)作，又促進(jìn)了成員間的相互督促。

大氣污染控制貫穿于當(dāng)前環(huán)境治理領(lǐng)域的方方面面，與水污染控制、固廢處置與資源化緊密相關(guān)。OBE理念開闊了學(xué)生對大氣污染控制在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用的眼界，有利于協(xié)調(diào)分配他們在其他課程中相關(guān)聯(lián)部分的學(xué)習(xí)精力。

由于學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性增強(qiáng)，掌握的知識與技能更加牢固，且評價體系更多元化、更客觀，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果穩(wěn)步提升。

四、結(jié)語

在OBE理念下，學(xué)生是符合規(guī)范質(zhì)量的最終產(chǎn)品。通過分解產(chǎn)品質(zhì)量的要素，依靠檢測與評估來驗收，以相應(yīng)培養(yǎng)方式來確保培養(yǎng)過程，最終通過不斷升級來達(dá)成持續(xù)改進(jìn)目標(biāo)。工程教育的目標(biāo)是為工程培養(yǎng)應(yīng)用型人才。在OBE 導(dǎo)向下，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)嘗試通過新的大氣污染控制工程的教學(xué)模式，更精準(zhǔn)地定位課程目標(biāo)，明確課程實施的可操作性，讓課程評價更客觀，也更有指導(dǎo)性。這調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，能激勵他們主動學(xué)習(xí)，并取得了良好的教學(xué)效果?；诖藝L試，今后要進(jìn)一步將OBE理念融入大氣污染控制工程的教學(xué)中，通過實踐不斷完善課程的教學(xué)效果。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[2] 梅運(yùn)軍，黃嵐，胡純，等. 成果導(dǎo)向教育理念（OBE）下的環(huán)境工程微生物學(xué)課程教學(xué)改革與實踐[J].微生物學(xué)通報，2018（3）：609-615.

[3] 山寶琴，劉羽.基于OBE模式的環(huán)境工程教學(xué)體系探索[J].陜西教育（高教），2016（3）：64-65.

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[責(zé)任編輯：陳 明]