基于OBE模式的環(huán)境工程實驗教學(xué)體系研究

李莉 曹俊 胡玉

摘? 要：在工程技術(shù)職業(yè)全球化要求背景下，工程教育專業(yè)認(rèn)證得到了學(xué)界的重視?！度A盛頓協(xié)議》作為國際工程中影響力比較高的工程教育國際認(rèn)可協(xié)議，明確強調(diào)了對產(chǎn)出結(jié)果的重視程度，并在這一背景下衍生出了OBE——成果導(dǎo)向教育，將學(xué)生作為主要核心，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與成果。環(huán)境工程作為技術(shù)性與實踐性較強的工科專業(yè)，實驗必然是比較常用的教學(xué)手段，教師需要從目前教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā)，圍繞OBE產(chǎn)出導(dǎo)向理念，構(gòu)建科學(xué)完善的產(chǎn)出導(dǎo)向?qū)嶒灲虒W(xué)體系，培養(yǎng)出多優(yōu)秀的人才。

關(guān)鍵詞：OBE模式；環(huán)境工程；實驗教學(xué)；教學(xué)體系

中圖分類號：G648? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）20-0131-04

在當(dāng)前社會產(chǎn)業(yè)全面轉(zhuǎn)型背景下，形成了全新的行業(yè)發(fā)展形態(tài)，這也促使教育事業(yè)全面創(chuàng)新與改革，培養(yǎng)出可持續(xù)競爭的創(chuàng)新人才。2017年教育部門提出了新工科理念，為全國高校的新工科研究指明了方向。環(huán)境工程作為多學(xué)科交叉融合的學(xué)科，對國家與區(qū)域環(huán)境治理以及生態(tài)修復(fù)工作有著積極影響。高校應(yīng)當(dāng)全面創(chuàng)新培養(yǎng)方案與教學(xué)計劃，幫助學(xué)生奠定堅實的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)，彰顯工程特色，發(fā)揮出學(xué)科所具有的優(yōu)勢。實驗學(xué)習(xí)作為新工科教育體系下重要手段之一，對學(xué)生綜合素質(zhì)以及動手實踐能力的提升有著積極影響。OBE作為一種以教學(xué)成果為導(dǎo)向的教學(xué)模式，是工程教育的核心理念。在進行環(huán)境工程教學(xué)的過程中，教師應(yīng)圍繞先進的教學(xué)理念，建立實踐與理論之間的聯(lián)系，優(yōu)化實驗設(shè)計，進而取得良好的教學(xué)成果。

一、OBE理念相關(guān)概述

（一）OBE內(nèi)涵分析

OBE又被稱之為成果導(dǎo)向教育，其主要是將學(xué)習(xí)產(chǎn)出作為主要核心的教育模式［1］。這一理念最初是被西方國家提出，并經(jīng)過大量實踐教學(xué)，推進了教育事業(yè)全面創(chuàng)新。在實際教學(xué)過程中，更加注重對學(xué)生產(chǎn)出學(xué)習(xí)的分析，掌握當(dāng)前學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況，在這一基礎(chǔ)上反向設(shè)計新的教學(xué)結(jié)構(gòu)，形成完整的評價體系。在這一教學(xué)理念背景下，學(xué)生的實踐能力能夠得到良好的鍛煉，目前在許多高校實驗教學(xué)中得到了貫徹與落實，有效實現(xiàn)了對學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的最終目標(biāo)，促使整體教育質(zhì)量顯著提升。在此過程中，高校需要從實驗教學(xué)資源、校企合作以及師資建設(shè)等多個方面去分析，實現(xiàn)多個層次的改革與創(chuàng)新，形成屬于具有自身特色的保障體系，取得良好的實驗教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生將來也能夠更好地適應(yīng)社會工作崗位，提升自身就業(yè)能力與競爭力。此外，教師在實際開展教學(xué)的過程中將要學(xué)生的學(xué)習(xí)成果視為主要核心，融合人才培養(yǎng)目標(biāo)，要保證學(xué)生在完成學(xué)業(yè)后明確職業(yè)發(fā)展方向。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，教師需要創(chuàng)新自身的實驗教學(xué)方法，實現(xiàn)最終的教育目標(biāo)。從某種角度來講，OBE強調(diào)了學(xué)生在課堂上的主體位置，將學(xué)生的職業(yè)發(fā)展作為主要方向，促使學(xué)生將專業(yè)知識內(nèi)化成自己的學(xué)習(xí)能力，實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

（二）OBE實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)理念分析

基于OBE教學(xué)理念的實踐教學(xué)基本要求進行分析，高校需要將實驗作為有效的載體，落實以學(xué)生為本的教學(xué)理念，形成OBE教育理念實驗教學(xué)質(zhì)量保障體系。

1. 促使學(xué)生個性化發(fā)展

在實驗教學(xué)過程中，教師需要了解當(dāng)前學(xué)生的實際需求，將企業(yè)與社會對環(huán)境工程人才的基本要求作為教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計科學(xué)有效的實驗教學(xué)模式，保證取得良好的教學(xué)成果。根據(jù)之前環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析，教師基本都是以理論知識灌輸為主，學(xué)生則是被動地接受，整體課堂教學(xué)氛圍比較枯燥，不利于學(xué)生動手與實踐能力的提升。為了改變這一現(xiàn)象，教師可以利用OBE教育理念構(gòu)建科學(xué)有效的教學(xué)模式，促使教學(xué)質(zhì)量與效率顯著提升，實現(xiàn)對學(xué)生知識應(yīng)用能力與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)［2］。

2. 培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力

在以往環(huán)境工程實踐教學(xué)的過程中，雖然教師開展了實驗教學(xué)，但是學(xué)生獲得的知識還是以理論為主，在自主操作中遇到問題無法獨立解決，并不符合社會對人才的基本需求。為了優(yōu)化這一現(xiàn)象，教師需要掌握當(dāng)前學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況，實現(xiàn)對研究成果的分析，做好學(xué)生實踐操作中各個環(huán)節(jié)的評價，形成科學(xué)完善的質(zhì)量保障體系，進而取得良好的環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)成果，促使學(xué)生的知識轉(zhuǎn)化能力與操作能力顯著提升。

3. 實施教師培訓(xùn)，強化教師隊伍

在實驗教學(xué)的過程中落實OBE教育理念，能夠更好發(fā)揮出其教學(xué)優(yōu)勢，構(gòu)建起良好的實驗教學(xué)質(zhì)量保障體系，強化教師隊伍，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定堅實的基礎(chǔ)。因此高校需要全面創(chuàng)新質(zhì)量保障體系與實驗教學(xué)評價制度，將教學(xué)重心放在理論知識傳達中，實現(xiàn)教學(xué)的全面創(chuàng)新，優(yōu)化教師環(huán)境工程實驗?zāi)芰?，為學(xué)生提供良好的教學(xué)服務(wù)。

二、高校環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）實驗教學(xué)內(nèi)容需要創(chuàng)新

大部分高校的環(huán)境工程專業(yè)從開設(shè)到現(xiàn)在的實驗教學(xué)內(nèi)容都沒有發(fā)生變化，無法跟上當(dāng)前時代以及行業(yè)發(fā)展的需求。在環(huán)境工程專業(yè)認(rèn)證畢業(yè)中，明確提到了需要學(xué)生掌握未來行業(yè)發(fā)展的全新形勢，具備環(huán)境工程領(lǐng)域新工藝以及新技術(shù)的研發(fā)與設(shè)計能力。而當(dāng)前的實驗教學(xué)內(nèi)容并沒有隨著工程環(huán)境以及工程的發(fā)展進行創(chuàng)新，許多實驗內(nèi)容比較落后。比如在進行氮氧化物吸附實驗的過程中，當(dāng)前處理已不再采用吸附的方式［3］。而人們在進入工程實驗中時，依然采取傳統(tǒng)的處理方式，必然無法滿足與時俱進的需求。因此高校在實驗教學(xué)中需要隨著當(dāng)前時代發(fā)展進行全面創(chuàng)新，進而才能夠培養(yǎng)出更多適合社會發(fā)展的高素質(zhì)人才，才能滿足當(dāng)前工程教育認(rèn)證的產(chǎn)出導(dǎo)向教育理念要求。

（二）實驗教學(xué)手段需要創(chuàng)新

當(dāng)前大部分高校一直延續(xù)著傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，教師占據(jù)了實驗的主體位置，提前為學(xué)生調(diào)試好對應(yīng)的實驗設(shè)備，準(zhǔn)備好實驗儀器與實驗藥品，在為學(xué)生講解實驗原理以及實驗注意事項后，學(xué)生按照教師的要求開展學(xué)習(xí)。在整個過程中，學(xué)生缺少思考以及分析的機會，只是按部就班地實驗、做好數(shù)據(jù)記錄。這樣的教學(xué)方式只是單純對學(xué)生進行了實驗技能的訓(xùn)練，對學(xué)生綜合能力的提升起不到任何作用［4］。當(dāng)前環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)中，包括對學(xué)生科學(xué)思維以及科學(xué)研究、實驗技能等多個方面能力的提升，以此保證學(xué)生具備創(chuàng)新意識與精神。所以諸如學(xué)生機械式地抄寫預(yù)習(xí)報告，記錄實驗數(shù)據(jù)等這類傳統(tǒng)實驗方式，無法理解實驗在工程應(yīng)用中的意義，與理論教學(xué)之間缺少緊密的聯(lián)系。為優(yōu)化這一現(xiàn)象，教師需要全面創(chuàng)新與改革實驗教學(xué)方式，促使每一位學(xué)生都參與到實驗教學(xué)中，鍛煉實踐動手能力，鞏固理論知識，實現(xiàn)綜合全面發(fā)展。

（三）考試成績考核機制有待創(chuàng)新

大部分高校在開展環(huán)境工程實驗教學(xué)的過程中，可能會受到實驗儀器以及場地的限制，在實驗的過程中將學(xué)生分為幾個小組進行分組操作，會導(dǎo)致一些學(xué)生并沒有實際參與到其中，而教師對學(xué)生實驗成績的評價卻是將小組作為一個單位，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行整體的評價，并沒有深入地考慮到每一位學(xué)生的實驗動手能力與操作技能，導(dǎo)致學(xué)生對實驗操作的積極性與主動性不高［5］。教師的實驗成績基本都是將學(xué)生的實驗結(jié)論作為唯一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致許多學(xué)生在實驗的過程中將重心都放在了實驗結(jié)果的記錄上，忽視了實驗預(yù)習(xí)、實驗操作的過程，缺少對實驗原理的深入理解，對結(jié)果討論也僅停留于形式，對應(yīng)的教學(xué)評價存在許多不足之處。因此，為了優(yōu)化這一現(xiàn)象，教師需要構(gòu)建科學(xué)有效的實驗考核制度，實現(xiàn)對學(xué)生全過程、多方位的監(jiān)督，提升評價的科學(xué)性與有效性，使之符合目前教學(xué)改革的基本要求，提升學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。

三、OBE理念下高校環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)改革策略分析

（一）構(gòu)建產(chǎn)出導(dǎo)向?qū)嶒灲虒W(xué)大綱，創(chuàng)新實驗教學(xué)內(nèi)容

在目前社會不斷發(fā)展的情況下，環(huán)境技術(shù)全面創(chuàng)新，工程領(lǐng)域的環(huán)境技術(shù)應(yīng)用也實現(xiàn)了全面創(chuàng)新與改革，所以高校在開展環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)的過程中，應(yīng)當(dāng)保證內(nèi)容跟上時代發(fā)展的腳步，使學(xué)生掌握先進的技術(shù)手段［6］。在實際教學(xué)中，高校需要從當(dāng)前區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展以及當(dāng)?shù)貙嶋H工程項目的環(huán)保技術(shù)出發(fā)，保證學(xué)生在畢業(yè)后可以靈活運用所學(xué)知識解決社會上存在的環(huán)境問題，成為服務(wù)國家的骨干技術(shù)力量。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，高校應(yīng)當(dāng)創(chuàng)新實驗教學(xué)大綱，從傳統(tǒng)實驗教學(xué)內(nèi)容中脫離出來，開展新型區(qū)域特色環(huán)境技術(shù)實驗，實現(xiàn)對學(xué)生動手能力與實際解決能力的培養(yǎng)，進而滿足產(chǎn)出導(dǎo)向的最終目標(biāo)。例如以往運用活性炭吸附氮氧化物氣體的實驗，在如今看來，實驗內(nèi)容已經(jīng)比較落后，教師可以用活性炭吸附有機廢氣實驗來取代，促使學(xué)生更好地掌握環(huán)保技術(shù)，進而在將來工作中實現(xiàn)靈活運用。

（二）明確產(chǎn)出導(dǎo)向教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)新實驗教學(xué)手段

高校在環(huán)境工程實驗教學(xué)的過程中，需要圍繞著工程教育專業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)要求進行分析，明確對應(yīng)的產(chǎn)出導(dǎo)向教學(xué)目標(biāo)，實現(xiàn)對學(xué)生實踐動手以及創(chuàng)新精神等多個方面能力的培養(yǎng)。教師應(yīng)從傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式中脫離出來，為學(xué)生構(gòu)建開放式實驗課堂［7］。在實驗之前先為學(xué)生布置對應(yīng)的任務(wù)，隨后要求學(xué)生在規(guī)定實踐內(nèi)進行自主操作，按照自己的想法去安排實驗的進度以及方案等，在遇到問題后，可以求助教師，促使師生之間進行良好的交流與互動，在此過程中，要保證學(xué)生能夠彰顯自身的主體位置，發(fā)揮出自身的主觀能動性，而教師則起到了組織與引導(dǎo)的作用，促使學(xué)生在實踐操作中深入思考，掌握先進的實驗技能，實現(xiàn)綜合全面發(fā)展。

但是有一部分高校受到了自身條件的限制，無法為實驗教學(xué)的順利開展投入大量的資金，導(dǎo)致學(xué)生的實驗場地比較局限，無法獨立完成實驗，而是需要多人共用。教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整，對個別實驗推行自主實驗的方式，調(diào)動學(xué)生對實驗積極性與主動性。比如在組織學(xué)生開展污水處理生化實驗的過程中，有機廢水的好氧生化處理——接觸氧化、氧氣溝以及SBR工藝實驗，學(xué)生們可以自行分組選擇對應(yīng)的實驗工藝，并且從設(shè)備調(diào)試到實驗方案設(shè)計都需要學(xué)生自己動手去完成，從傳統(tǒng)按照實驗步驟以及教師安排的模式下脫離出來，鍛煉學(xué)生的組織與動手能力，充分彰顯以學(xué)生為主的產(chǎn)出導(dǎo)向教育理念［8］。

（三）創(chuàng)新實驗考核方式，調(diào)動學(xué)生實驗學(xué)習(xí)的興趣與熱情

高校在以往對學(xué)生實驗考核的過程中，將實驗報告視為唯一的標(biāo)準(zhǔn)，并沒有考慮學(xué)生的操作技能，存在著學(xué)生并沒做過實驗，但是交了實驗報告也可以得分的現(xiàn)象。為了改變這一現(xiàn)象，細(xì)分各項標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)過程性評價，關(guān)注學(xué)生在實驗中的操作過程，從預(yù)習(xí)、到勤以及實驗過程操作、實驗報告撰寫、數(shù)據(jù)處理等多個方面進行全面的分析，促使學(xué)生能夠端正自己的學(xué)習(xí)態(tài)度，積極參與到實驗操作中，通過實驗動手，感受到實驗學(xué)習(xí)的樂趣，進而提升學(xué)習(xí)興趣。在思考問題的過程中，學(xué)生還能夠主動去查閱文獻，拓展自身的學(xué)習(xí)氛圍，取得不一樣的實驗教學(xué)成果。在OBE產(chǎn)出導(dǎo)向背景下，不僅要分析學(xué)生對環(huán)境工程基礎(chǔ)知識的掌握情況，還應(yīng)當(dāng)包括技能輸出中體現(xiàn)的職業(yè)素養(yǎng)、職業(yè)規(guī)范、創(chuàng)新精神等多個方面的全方位考核。高校在環(huán)境工程實驗的考核中，需要豐富對應(yīng)的參考標(biāo)準(zhǔn)，完善課內(nèi)外考核機制，促使學(xué)生綜合全面發(fā)展［9］。

（四）運用現(xiàn)代化實驗教學(xué)手段，融入科研內(nèi)容

目前我國環(huán)境污染問題嚴(yán)重，受到了廣大群眾的重視，因此高校環(huán)境專業(yè)也迎來了一定的挑戰(zhàn)與機遇。但當(dāng)前高校實驗場地與條件不充足，需要反復(fù)訓(xùn)練的實驗或者工藝復(fù)雜、占地較大以及耗時較長的實驗無法在課堂上完成。教師可以利用虛擬仿真實驗解決這一問題，有效發(fā)揮先進智能技術(shù)在教學(xué)中的優(yōu)勢，避免實驗中出現(xiàn)安全風(fēng)險，滿足學(xué)生反復(fù)實驗的需求，使學(xué)生開展持續(xù)性學(xué)習(xí)，熟練地掌握實驗技能。

在環(huán)保技術(shù)研究的過程中，需要結(jié)合目前的科研成果，通過實驗去驗證，加深學(xué)生相關(guān)內(nèi)容的深入理解與認(rèn)識，促使學(xué)生在潛移默化的過程中構(gòu)建完整的知識體系，以更好地適應(yīng)當(dāng)前社會發(fā)展需求。

為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，高校需要加大資金投入，購買虛擬仿真實驗軟件，為環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生更好地開展實驗學(xué)習(xí)奠定堅實基礎(chǔ)。學(xué)生利用此類現(xiàn)代化實驗教學(xué)手段開展學(xué)習(xí)，能夠更好地掌握一些實驗室內(nèi)無法操作的實驗，在反復(fù)地鍛煉中，學(xué)生的分析以及解決問題能力將會顯著提升［10］。

四、結(jié)語

根據(jù)上述文章所述，在當(dāng)前社會不斷發(fā)展的背景下，環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，國家加強對環(huán)境保護工作重視程度和對環(huán)境工程相關(guān)人才要求顯著提升。高校作為人才輸送的主要場所，在環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)的過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合時代發(fā)展需求，全面創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，落實OBE產(chǎn)出導(dǎo)向教學(xué)理念，實現(xiàn)科學(xué)有效的實驗設(shè)計，有效優(yōu)化傳統(tǒng)實驗教學(xué)中存在的不足，制訂科學(xué)合理的產(chǎn)出導(dǎo)向教學(xué)大綱，靈活先進的實驗教學(xué)手段，完善實驗考核體系，在此過程中學(xué)生的主體位置應(yīng)被充分彰顯出來，對應(yīng)的實踐能力以及思維得到良好的鍛煉，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，實現(xiàn)對知識的深入探索與分析，掌握一些前沿的知識與技能，為國家環(huán)境保護工作貢獻一份力量。

參考文獻：

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（責(zé)任編輯：淳潔）

基金項目：教育部產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)同育人項目2022年第二批立項項目“基于OBE模式的環(huán)境工程虛擬仿真實驗教學(xué)體系研究”（項目編號：221004231121653）

作者簡介：李莉（1975—），女，碩士，漢江師范學(xué)院副教授，研究方向為水污染控制；曹?。?984—），女，碩士，漢江師范學(xué)院講師，研究方向為生態(tài)修復(fù)；胡玉（1982—），男，博士，漢江師范學(xué)院副教授，研究方向為水生態(tài)保護與治理。