基于工程教育專業(yè)認(rèn)證理念的“環(huán)境化學(xué)”課程教學(xué)改革

魏金枝 孫曉君 姜俊艷

摘? ?要：文章基于OBE理念，結(jié)合環(huán)境化學(xué)課程特點，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法及考核評價體系等方面提出了環(huán)境化學(xué)教學(xué)改革的路徑。即關(guān)注課程目標(biāo)與培養(yǎng)目標(biāo)的相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)建持續(xù)改進(jìn)的課程體系，生成知識、能力與素質(zhì)一體化課程，轉(zhuǎn)變課程評價的目標(biāo)與形式，從而有利于提高工程人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：環(huán)境化學(xué);教學(xué)改革;工程教育;專業(yè)認(rèn)證

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2019）12-0026-02

工程教育專業(yè)認(rèn)證工作在我國開展已十年有余，工程教育專業(yè)認(rèn)證秉持成果導(dǎo)向（OBE）、以學(xué)生為中心

（SC）及持續(xù)改進(jìn)（CQI）的理念評價高校的工程教育人才培養(yǎng)體系，促進(jìn)專業(yè)培養(yǎng)的人才更好地服務(wù)于社會和行業(yè)。各高校紛紛開展工程教育專業(yè)的改革和創(chuàng)新，以此為指導(dǎo)促進(jìn)工程教育質(zhì)量的全面提升[1]。哈爾濱理工大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)的特色是以化學(xué)為依托，對污染環(huán)境的三廢進(jìn)行防控和治理。“環(huán)境化學(xué)”作為環(huán)境工程專業(yè)核心課，主要闡述污染物在大氣圈、水圈、巖石—土圈及生物圈層環(huán)境介質(zhì)中遷移轉(zhuǎn)化所涉及的污染化學(xué)問題及其效應(yīng)，為環(huán)境污染治理奠定理論基礎(chǔ)。在哈爾濱理工大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)進(jìn)行專業(yè)認(rèn)證的過程中，專業(yè)教師將認(rèn)證的理念融入到課程的教學(xué)過程中已成為常態(tài)，不斷去探索如何貫徹以學(xué)生為中心的教育理念，如何實施成果導(dǎo)向的教育取向，如何實現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量提升，從而不斷地對課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)、教方法學(xué)及考核評價體系等進(jìn)行改革，以期支撐對畢業(yè)要求能力的培養(yǎng)，最終達(dá)成專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。

一、關(guān)注課程目標(biāo)與培養(yǎng)目標(biāo)的相互關(guān)聯(lián)

專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為專業(yè)教育產(chǎn)出（或稱教育成果），畢業(yè)要求為畢業(yè)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出（或稱學(xué)習(xí)成果），課程（包括所有教學(xué)環(huán)節(jié)）是專業(yè)教育的基本載體，專業(yè)教育目標(biāo)的達(dá)成，主要是靠課程教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成而實現(xiàn)的[2]。課程體系按照成果導(dǎo)向的理念要進(jìn)行反向設(shè)計，即課程設(shè)計從頂峰成果（培養(yǎng)目標(biāo)）入手，結(jié)合畢業(yè)要求，確定課程具體的教學(xué)目標(biāo)。

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，哈爾濱理工大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)結(jié)合本專業(yè)人才培養(yǎng)定位，充分考慮社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對專業(yè)人才的需求制定了本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)符合國家、區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要和適應(yīng)行業(yè)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步，具有良好的思想品德、人文素養(yǎng)、職業(yè)道德和可持續(xù)發(fā)展理念，專業(yè)基礎(chǔ)扎實、創(chuàng)新與實踐能力強，具備承擔(dān)環(huán)境工程項目、解決復(fù)雜環(huán)境工程問題及持續(xù)學(xué)習(xí)能力的應(yīng)用型人才。為實現(xiàn)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合專業(yè)特點將畢業(yè)要求具體化，基于“環(huán)境化學(xué)”課程特點對畢業(yè)要求中的“工程知識”和“問題分析”等能力的達(dá)成具有支撐，最終確定“環(huán)境化學(xué)”課程的教學(xué)目標(biāo)：課程目標(biāo)1是能夠理解污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的基本概念、基本原理，用于識別環(huán)境污染;課程目標(biāo)2是能夠依據(jù)污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，分析并闡述各圈層中典型污染現(xiàn)象的形成原因和機(jī)理，設(shè)計污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的實驗方案。培養(yǎng)學(xué)生分析和表達(dá)復(fù)雜環(huán)境工程問題的能力。

其中課程目標(biāo)1注重夯實基礎(chǔ)，課程目標(biāo)2注重培養(yǎng)學(xué)生分析能力和表達(dá)能力。為此在教學(xué)大綱的制定過程中圍繞這兩個課程目標(biāo)，確定教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)環(huán)節(jié)。

二、突出教學(xué)內(nèi)容及環(huán)節(jié)的持續(xù)改進(jìn)

“環(huán)境化學(xué)”課程主要講授污染物在大氣圈、水圈、巖石—土圈及生物圈層環(huán)境介質(zhì)中遷移轉(zhuǎn)化所涉及的污染化學(xué)問題及其效應(yīng)。通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)原理和方法用于識別、分析環(huán)境工程問題的能力，為環(huán)境污染治理奠定理論基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步夯實基礎(chǔ)知識，本專業(yè)在2015版培養(yǎng)方案修訂中，將 “環(huán)境化學(xué)”課程的理論學(xué)時由原來的32學(xué)時調(diào)整為40學(xué)時;為了培養(yǎng)學(xué)生分析問題、表達(dá)問題能力，設(shè)置“化學(xué)與環(huán)境”學(xué)年論文的撰寫環(huán)節(jié)。具體教學(xué)內(nèi)容在教學(xué)大綱的修訂中進(jìn)行完善，以支撐對課程目標(biāo)的達(dá)成。

通過學(xué)習(xí)污染物在大氣、水體、土壤及生物體內(nèi)遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的基本概念、基本原理，使學(xué)生獲得識別環(huán)境污染問題必要的知識和方法。教學(xué)過程中以啟發(fā)式教學(xué)方法為主，穿插案例教學(xué)方法。教學(xué)內(nèi)容與授課方式可支撐課程目標(biāo)1。

通過學(xué)習(xí)污染物在大氣中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，分析光化學(xué)煙霧、硫酸煙霧、酸雨、臭氧層破壞、霧霾等污染現(xiàn)象的形成原因和機(jī)理;學(xué)習(xí)污染物在水體的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，分析水體中金屬存在的形態(tài)、有機(jī)污染物的分布;學(xué)習(xí)污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，分析土壤的污染與防治問題;學(xué)習(xí)污染物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運與轉(zhuǎn)化規(guī)律，分析污染物的生物處理機(jī)理，培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力。教學(xué)過程中啟發(fā)式教學(xué)方法與案例教學(xué)方法相結(jié)合，并設(shè)置大作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行學(xué)以致用，教學(xué)內(nèi)容與授課方式可支撐課程目標(biāo)2。

通過對學(xué)生知識水平、能力和素質(zhì)的考核進(jìn)行達(dá)成度的評價，未達(dá)成則對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。此外，環(huán)境化學(xué)是一個年輕的學(xué)科，其內(nèi)涵和外延都隨著人類對環(huán)境認(rèn)知的加深而不斷變化[3]。因此，在教學(xué)過程中，緊跟行業(yè)發(fā)展動態(tài)和學(xué)科發(fā)展前沿，及時更新教學(xué)內(nèi)容。

三、以學(xué)生為中心實施教學(xué)活動

工程教育專業(yè)認(rèn)證的三大核心理念之一是以學(xué)生為中心，在整個教學(xué)活動中，向?qū)W生傳授相關(guān)知識的同時，更注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，包括學(xué)習(xí)能力、表達(dá)能力和分析問題解決問題的能力等。終身學(xué)習(xí)的能力也是專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中畢業(yè)要求的能力之一，每門課程有機(jī)會、有責(zé)任培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。環(huán)境化學(xué)的研究內(nèi)容涉及了大氣、水體、土壤、生物等各圈層的各種污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，內(nèi)容紛雜，因此在教學(xué)過程中致力于培養(yǎng)學(xué)生剖析各知識點間的相關(guān)性、構(gòu)建知識框架的能力。將碎片化的知識系統(tǒng)化，有利于學(xué)生對知識的提取和利用[4]。以對流層大氣中污染物轉(zhuǎn)化部分的內(nèi)容為例，這部分內(nèi)容中涉及8個標(biāo)題，在向?qū)W生講清知識點的同時，引導(dǎo)學(xué)生找出8個標(biāo)題的內(nèi)在聯(lián)系，建立了如圖1所示的知識系統(tǒng)框架，在后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中鼓勵學(xué)生自己建立知識框架，有利于學(xué)生駕馭知識，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)能力。

在學(xué)習(xí)污染物在各圈層遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律基礎(chǔ)上，為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識解決環(huán)境污染實際問題的能力，設(shè)置大作業(yè)環(huán)節(jié)。要求學(xué)生依據(jù)基礎(chǔ)化學(xué)的原理，選擇合理的實驗手段，設(shè)計污染物在大氣、水體、土壤中轉(zhuǎn)化的實驗方案，加深對污染物遷移轉(zhuǎn)化基本規(guī)律的理解和應(yīng)用。

在完成“環(huán)境化學(xué)”課程的理論教學(xué)任務(wù)之后，設(shè)置學(xué)年論文環(huán)節(jié)，主要針對環(huán)境化學(xué)基礎(chǔ)理論知識在水污染治理、大氣污染治理和固體廢棄物處置等研究領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，并對未來環(huán)境與化學(xué)學(xué)科的關(guān)系進(jìn)行展望。教師設(shè)置多個待寫論文題目或者學(xué)生可針對感興趣內(nèi)容自行選題，做到每位學(xué)生一個題目。在論文中要有學(xué)生自己對環(huán)境與化學(xué)關(guān)系的獨到見解。通過撰寫論文，培養(yǎng)學(xué)生檢索文獻(xiàn)、分析文獻(xiàn)的能力，規(guī)范撰寫論文的能力及語言表達(dá)能力。

圖1? 知識系統(tǒng)框架圖

四、改變課程評價形式與目標(biāo)

在 OBE 模式中，評價并不只是考查學(xué)生對書本知識的掌握，還要在評價中關(guān)注對學(xué)生能力與素質(zhì)的考查。在“環(huán)境化學(xué)”課程教學(xué)過程中為了檢驗學(xué)生是否達(dá)到了課程目標(biāo)的要求，通過對過程考核和期末考核進(jìn)行評價，過程考核包括課堂表現(xiàn)（包括學(xué)生記筆記情況、課堂討論、回答問題和出勤等方面）、平時作業(yè)和大作業(yè)三部分，分別占總成績的10%，期末成績占70%，且均有明確合理的評分標(biāo)準(zhǔn)。通過課堂表現(xiàn)、作業(yè)、期末考試考察學(xué)生對基本概念、基本原理的理解程度，可用以評價課程目標(biāo)1的達(dá)成情況;通過課堂表現(xiàn)、作業(yè)、大作業(yè)、期末考試考察學(xué)生對基本原理的理解及運用能力，可用以評價課程目標(biāo)2的達(dá)成情況，并根據(jù)達(dá)成度找出教與學(xué)的短板進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

在對課程目標(biāo)達(dá)成情況進(jìn)行評價的同時，對學(xué)生個體的達(dá)成分布也進(jìn)行分析，精準(zhǔn)找出學(xué)習(xí)困難學(xué)生的個體及問題所在，有的放矢進(jìn)行幫扶，努力實現(xiàn)全體學(xué)生都能達(dá)成的工程認(rèn)證目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]趙炬明.聚焦設(shè)計：實踐與方法（上）——美國“以學(xué)生為? ? 中心”的本科教學(xué)改革研究之三[J].高等工程教育研究，? ? 2018，（2）.

收稿日期：2019-04-16

作者簡介：魏金枝（1966—），女，黑龍江饒河人，哈爾濱理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院教授，博士，主要從事環(huán)境化學(xué)、

環(huán)境監(jiān)測研究。

基金項目：哈爾濱理工大學(xué)教育教學(xué)研究項目“OBE理念下環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)模式的持續(xù)改進(jìn)”（320160013）;黑龍江省

高等教育教學(xué)改革研究項目“基于OBE 理念的‘四位一體環(huán)境監(jiān)課程體系的持續(xù)改進(jìn)”（SJGY20180210）