基于成果導向理念的環(huán)境工程專業(yè)實驗教學改革

鄒友琴　李群　王毛蘭　李昆　吳山　章萍

摘? 要：環(huán)境工程專業(yè)實驗是研究應用型環(huán)境工程技術(shù)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)?；诔晒麑蚶砟畹沫h(huán)境工程專業(yè)實驗教學改革，通過反向設(shè)計，對傳統(tǒng)實驗教學模式進行革新。依據(jù)培養(yǎng)目標及環(huán)境工程技術(shù)發(fā)展趨勢進行實驗教學內(nèi)容改革，實施學生為中心的實驗教學過程，建立全過程多元化實驗評價機制。實踐表明，通過改革，學生成為實驗課堂的主體，提高學生實驗的自主能動性與興趣，不僅鍛煉學生工程實踐能力，還有利于培養(yǎng)學生的科研探索能力。

關(guān)鍵詞：環(huán)境工程;專業(yè)實驗;成果導向理念;教學改革

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）10-0124-04

Abstract： Environmental engineering professional experiment is an important part in the cultivation of research and application technical personnel on environmental engineering. By the professional experimental teaching reform of environmental engineering， based on OBE concept， the traditional experimental teaching mode was innovated through reverse design. According to the training objectives and the development trend of environmental engineering technology， the experimental teaching content was reformed; the student-oriented experimental teaching process was implemented; the whole process and diversified evaluation mechanism for the experimental effects was established. The practice shows that students become the main body of the experimental classroom through the teaching reform， which enhances the independence， motivation and interest of students in experiments， which not only exercises students' engineering practice ability， but also helps cultivate students' research and exploration ability.

Keywords： environmental engineering; professional experiment; the concept of Outcome Based Education; teaching reform

環(huán)境工程專業(yè)實驗對應“水、氣、聲、渣”四大課程群，通過理論與實踐相結(jié)合，成為培養(yǎng)學生分析問題能力、解決問題能力，以及工程實踐能力、創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)[1]。通過加強專業(yè)實驗教學建設(shè)與改革進一步提高實踐教學質(zhì)量，夯實學生專業(yè)基礎(chǔ)、強化學生實踐技能和增強創(chuàng)新能力，對于培養(yǎng)適應新時代的研究應用型工程技術(shù)人才具有十分重要的作用[2-4]。

一、專業(yè)實驗教學改革的必要性

成果導向理念，即OBE（Outcome-based Education，簡稱OBE）理念以學生學習成果為導向，在1981年由Spady等人首次提出后[5]，很快得到了教育界的認可與重視，成為美、英、加等國教育改革主流理念。美國工程與技術(shù)教育認證協(xié)會（Accreditation Board for Engineering and Technology，簡稱ABET）全面接受了OBE理念，并將這一理念始終貫穿于工程教育認證標準[6]。

自2016年，我國成為《華盛頓協(xié)議》簽約成員以來，工程教育專業(yè)認證協(xié)會制定頒布了《工程教育認證標準》，強調(diào)我國高校接受認證的專業(yè)要實施成果導向教育，充分體現(xiàn)了OBE 理念[7-8]。

基于“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重德行、強能力”的人才培養(yǎng)理念，南昌大學環(huán)境工程專業(yè)主動應對工程教育在新時代的要求，積極探索環(huán)境工程專業(yè)實驗教學改革，以全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，通過專業(yè)認證，實現(xiàn)工程人才國際化[9]。

二、基于成果導向理念的專業(yè)實驗教學改革與實施

成果導向的教學設(shè)計遵循反向設(shè)計原則，即社會需求、培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系是一個前者依次決定后者的反向決定關(guān)系。明確學習成果（畢業(yè)要求）、按畢業(yè)要求安排教學活動、對畢業(yè)要求的達成情況進行評價，這三方面是實施成果導向教育的關(guān)鍵[10]。

（一）教學改革的總體要求

培養(yǎng)目標是對學生畢業(yè)5年左右應具有的能力的總體描述。根據(jù)江西省的環(huán)境現(xiàn)狀、江西省經(jīng)濟發(fā)展和南昌大學定位，從職業(yè)道德、身心素質(zhì)、工具性知識、人文社會科學知識、自然科學知識、工程技術(shù)知識、專業(yè)知識等七方面能力確定培養(yǎng)目標，見表1。依據(jù)培養(yǎng)目標，按照專業(yè)認證要求，結(jié)合環(huán)境工程專業(yè)實際，充分調(diào)研其他院校環(huán)境工程專業(yè)認證情況，從基礎(chǔ)知識的熟練掌握、分析論證、工程設(shè)計、科學研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團隊、溝通、項目管理、持續(xù)學習等十二個方面構(gòu)建我校環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生的畢業(yè)要求（畢業(yè)生能力）[11]。畢業(yè)要求對培養(yǎng)目標具有支撐作用，一個畢業(yè)要求可支撐多個培養(yǎng)目標，一個培養(yǎng)目標也可由多個畢業(yè)要求來支撐。

對畢業(yè)要求的達成情況進行評價時，需遵循關(guān)聯(lián)性與準確性原則，將畢業(yè)要求分解成若干指標點（即畢業(yè)要求的二級指標），通過課程體系對畢業(yè)要求二級指標的支撐度，形成課程體系對畢業(yè)要求的支撐矩陣。以環(huán)境工程專業(yè)實驗為例，課程對畢業(yè)要求的支撐矩陣見表2。

（二）實驗教學內(nèi)容改革

專業(yè)實驗教學內(nèi)容改革依據(jù)培養(yǎng)目標，同時考慮環(huán)境工程技術(shù)發(fā)展趨勢，對專業(yè)實驗的項目進行增減及內(nèi)容進行調(diào)整。例如，隨著活性炭在微染污水源處理、應急處理、工業(yè)廢水處理中的廣泛應用，增加了活性炭吸附實驗。近年來生活垃圾填埋占比持續(xù)下降，而焚燒處置用于供熱或發(fā)電比率逐步上升，將生活垃圾填埋時間對滲濾液的產(chǎn)生量、污染物濃度的影響實驗項目去除。

專業(yè)（課程）實驗在學生學完水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理、物理性污染防治工程等專業(yè)課程后開設(shè)。而且學生之前已經(jīng)完成了學科基礎(chǔ)實驗及專業(yè)基礎(chǔ)實驗。學生對于實驗的基本分析測試技術(shù)及實驗數(shù)據(jù)處理方法已掌握。

進行教學內(nèi)容改革時，在原有實驗基礎(chǔ)上，減少驗證性實驗，增加綜合性實驗、設(shè)計性實驗，以期學生面對一個環(huán)境問題能夠進行全面分析，設(shè)計實驗方案來解決，充分調(diào)動學生動手、動腦、動心的學習積極性，促進學生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[12-13]。

改革后的環(huán)境工程專業(yè)實驗內(nèi)容如圖1所示，圖中虛線框內(nèi)為新增的實驗項目。

（三）全過程多元化實驗效果評價

在實驗課程內(nèi)容確定后，開展專業(yè)實驗，對實驗效果進行評價。以往實驗的教學組織過程一般是學生預習實驗，教師集中講授，然后學生分組實驗（學生在實驗過程中遇到問題請教老師），實驗完成后提交實驗報告。評價實驗效果依據(jù)考勤與實驗報告質(zhì)量。實驗完成效果主要依賴于教師備課、講解與實驗指導，學生基本處于被動接受過程。學生作為教學主體的另一面，其能動性很少發(fā)揮出來。很多學生帶著“打醬油”“湊份子”的心態(tài)來實驗室。

基于OBE理念，以學生為中心的實驗教學，不僅重視學生在整個實驗過程中動手操作能力的鍛煉，還重視學生在實驗過程中對基本理論理解掌握并加以應用的思維能力的發(fā)展。因此實驗教學評價要注重實驗過程、方式多元。專業(yè)實驗教學改革后，進入實驗之前，要求學生帶著問題預習，實驗課教師仍要講解與示范，但增加學生與教師討論及組內(nèi)學生討論環(huán)節(jié)。若實驗結(jié)果不滿意，通過對實驗結(jié)果的討論來分析原因，進行持續(xù)改進，直至達到滿意的實驗效果為止。評價依據(jù)畢業(yè)要求指標點，從實驗操作、實驗環(huán)境維護與儀器設(shè)備保養(yǎng)、團隊合作、實驗觀察和數(shù)據(jù)記錄、實驗報告以及預習情況來進行全程多元評價。

在實驗過程中討論環(huán)節(jié)的增加，使得整個實驗教學過程教師與學生、學生與學生之間形成一種多向互動。教師起引導作用，而不是灌輸，使學生逐漸成為實驗課堂的主體。學生的主觀能動性在實驗過程被強調(diào)并且得到尊重，因而得以激發(fā)。通過實驗課堂的“頭腦風暴”活動，啟發(fā)了學生大腦內(nèi)部認知發(fā)展過程，有利于發(fā)展學生的智慧潛能、陶冶情操，使每個學生作為一個獨立個體在被尊重中都達到自己最佳發(fā)展水平，有利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)[14-16]。

三、結(jié)束語

基于OBE理念的環(huán)境工程專業(yè)實驗教學改革，通過反向設(shè)計對傳統(tǒng)實驗教學模式進行了革新。以學生為中心的實驗教學過程，學生作為課堂主體的自主能動性得到尊重與鼓勵，興趣得以激發(fā)，不僅鍛煉了學生實踐動手能力，還有利于培養(yǎng)學生的科研興趣及探索能力。通過專業(yè)實驗教學改革，不但提升了實驗教學質(zhì)量，也為我校環(huán)境工程專業(yè)通過專業(yè)認證，走向國際奠定了基礎(chǔ)。

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基金項目：江西省高等學校教學改革研究課題“協(xié)同創(chuàng)新體系下環(huán)境專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)研究”（JXJG-16-1-63）;南昌大學教學改革研究課題“工程教育專業(yè)認證后環(huán)境工程專業(yè)實踐教學改革與探索”（NCUJGLX-19-82）

作者簡介：鄒友琴（1973-），女，漢族，江西奉新人，博士，副教授，碩士研究生導師，研究方向為環(huán)境與水資源。