吳伊波　姚敏　程軍蕊

[摘 要] “環(huán)境化學(xué)”是高等院校本科專業(yè)環(huán)境科學(xué)與工程課程體系中具有橋梁作用的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。隨著工程教育專業(yè)認(rèn)證的進(jìn)一步深入，基于成果導(dǎo)向的教育理念，重新確立“環(huán)境化學(xué)”課程的教學(xué)目標(biāo)，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核體系等方面進(jìn)行了教學(xué)改革探索，以此完善教學(xué)大綱，旨在增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程的能力，使這門傳統(tǒng)的理論課程能夠滿足環(huán)境工程專業(yè)本科生的畢業(yè)要求，支撐培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

[關(guān)鍵詞] 工程教育認(rèn)證;OBE理念;環(huán)境化學(xué);教學(xué)改革

[基金項(xiàng)目] 2020年度寧波大學(xué)教研項(xiàng)目“工程教育專業(yè)認(rèn)證驅(qū)動(dòng)下基于OBE的‘環(huán)境化學(xué)課程改革與實(shí)踐”（JYXMXYB202077）

[作者簡(jiǎn)介] 吳伊波（1983—），女，浙江寧波人，博士，寧波大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院副教授（通信作者），主要從事環(huán)境生態(tài)修復(fù)研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2021）45-0079-04? ? [收稿日期] 2021-03-11

成果導(dǎo)向教育（Outcomes-Based Education， OBE）最早由美國(guó)學(xué)者Spady W G提出，在Spadyz的原文中寫道：“OBE means clearly focusing and organizing everything in an educational system around what is essential for all students to be able to do successfully at the end of their learning experiences”[1]，也就是被定義為“在一個(gè)教育系統(tǒng)中，所有教學(xué)相關(guān)事務(wù)要清晰地聚焦和組織起來，使之能夠確保學(xué)生在學(xué)習(xí)經(jīng)歷結(jié)束時(shí)獲得成功”。近30年來，OBE教育理念已成為全球教育改革的主流理念，美國(guó)工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)已將OBE理念貫穿于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的始終[2]。中國(guó)于2013年6月加入《華盛頓協(xié)議》，標(biāo)志著我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證工作的全面開展，OBE教育理念也迅速深入國(guó)內(nèi)各高校各專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐。在工程教育專業(yè)認(rèn)證的驅(qū)動(dòng)下，采用OBE教育理念引導(dǎo)專業(yè)課程改革具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

“環(huán)境化學(xué)”是高等本科院校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。通過對(duì)這門課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解環(huán)境污染問題中的相關(guān)化學(xué)原理，能夠透過環(huán)境問題的表象認(rèn)識(shí)到環(huán)境問題的本質(zhì)，掌握環(huán)境污染物在各環(huán)境介質(zhì)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，從而對(duì)實(shí)際環(huán)境問題提出防治對(duì)策。能夠結(jié)合當(dāng)下環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，了解學(xué)科前沿的發(fā)展動(dòng)態(tài)，為復(fù)雜環(huán)境問題設(shè)計(jì)解決方案，最終提高學(xué)生運(yùn)用化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)解決實(shí)際環(huán)境問題的能力?！碍h(huán)境化學(xué)”是環(huán)境工程專業(yè)工程教育認(rèn)證課程體系中不可或缺的課程，因此基于OBE教育理念加強(qiáng)該課程的改革勢(shì)在必行[3，4]。

一、課程改革背景

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，全部必修的教學(xué)活動(dòng)都應(yīng)對(duì)畢業(yè)要求達(dá)成有所貢獻(xiàn)這一原則[5]。因此，傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式和課程體系已不能適應(yīng)進(jìn)步的社會(huì)需求，不能達(dá)成工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，當(dāng)前必須以成果導(dǎo)向?yàn)楹诵?，以學(xué)生中心為基礎(chǔ)，以持續(xù)改進(jìn)為保障，深入專業(yè)課程體系的改革。“環(huán)境化學(xué)”課程作為環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生從學(xué)科基礎(chǔ)課程邁入專業(yè)領(lǐng)域?qū)W習(xí)的橋梁，是滿足工程教育認(rèn)證要求中對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)和知識(shí)體系構(gòu)建的改革重點(diǎn)。筆者所在專業(yè)已向?qū)W校提交了認(rèn)證申請(qǐng)，主要做了以下工作：（1）在最新的培養(yǎng)計(jì)劃修訂中，將“環(huán)境化學(xué)”課程由專業(yè)選修課調(diào)整為專業(yè)必修課。（2）落實(shí)和考核本課程的畢業(yè)要求及對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)。據(jù)2020—2021學(xué)年第1學(xué)期該課程考核評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，該課程從選修課調(diào)整為必修課后，提高了對(duì)學(xué)生的期末考核要求，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)課程理論知識(shí)的掌握。與此同時(shí)，如何將課程知識(shí)靈活地應(yīng)用于解決實(shí)際問題，是該課程教學(xué)改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

二、課程教學(xué)中存在的主要問題

（一）教材內(nèi)容更新緩慢，不能與當(dāng)下環(huán)境科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)

本課程選用普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材，戴樹桂主編的《環(huán)境化學(xué)》（第2版），該教材知識(shí)點(diǎn)層次分明，內(nèi)容全面詳盡，是已有環(huán)境化學(xué)方面最權(quán)威的教材之一，但教材內(nèi)容涉及大量的化學(xué)反應(yīng)原理與計(jì)算，極少與實(shí)際環(huán)境問題相結(jié)合，嚴(yán)重缺少環(huán)境化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決環(huán)境問題的實(shí)際案例。隨著環(huán)境科學(xué)的迅猛發(fā)展，環(huán)境化學(xué)的邊界不斷拓展，研究成果不斷創(chuàng)新，而教材更新緩慢，這部分前沿?zé)狳c(diǎn)問題嚴(yán)重缺失，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程主要依賴教材內(nèi)容，實(shí)際應(yīng)用能力難以得到鍛煉，這將嚴(yán)重影響學(xué)生對(duì)“環(huán)境化學(xué)”課程的學(xué)習(xí)興趣和自身能力的提高。

（二）教學(xué)內(nèi)容側(cè)重基礎(chǔ)理論，不足以使學(xué)生形成將理論應(yīng)用于實(shí)踐的思維

本課程的授課對(duì)象并非化學(xué)專業(yè)學(xué)生，雖然他們?cè)诖酥耙研捱^無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等化學(xué)基礎(chǔ)課程，但大部分學(xué)生對(duì)這些基礎(chǔ)理論知識(shí)掌握得不夠扎實(shí)，欠缺必要的知識(shí)儲(chǔ)備。在“環(huán)境化學(xué)”的學(xué)習(xí)中，對(duì)某一環(huán)境介質(zhì)中的某個(gè)環(huán)境問題的理解，可能同時(shí)涉及以上多種基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)，因此需要花費(fèi)大量的時(shí)間講解這些基本概念、經(jīng)典理論及計(jì)算公式，導(dǎo)致理論知識(shí)講授的密度過高，課程較為枯燥。在課時(shí)有限的情況下，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)一步結(jié)合實(shí)際環(huán)境問題分析教學(xué)內(nèi)容的步驟可能被一筆帶過，或者讓學(xué)生自行課外研讀，難以保證以成果為導(dǎo)向的教學(xué)效果，這將嚴(yán)重影響“環(huán)境化學(xué)”課程目標(biāo)的達(dá)成，嚴(yán)重阻礙學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題的思維能力的培養(yǎng)。

（三）教學(xué)方法相對(duì)單一，不能有效促進(jìn)學(xué)生綜合應(yīng)用能力的提升

以上兩點(diǎn)表明，學(xué)生對(duì)“環(huán)境化學(xué)”知識(shí)的學(xué)習(xí)嚴(yán)重依賴教師的課堂講解，學(xué)生只能一味地聽講和記憶，課堂參與力度嚴(yán)重不足。雖然筆者在教學(xué)過程中已經(jīng)意識(shí)到這個(gè)問題，比如在課前對(duì)上節(jié)課知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的回顧，設(shè)計(jì)一些小問題讓學(xué)生回答，布置1～2次關(guān)于當(dāng)下熱點(diǎn)環(huán)境問題的PPT匯報(bào)作業(yè)，增加課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，但效果甚微，仍不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不利于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，以及綜合應(yīng)用能力的提升，難以突破以往學(xué)習(xí)模式中存在的缺陷和漏洞。

基于以上問題，要想確保學(xué)生能夠應(yīng)用課程所學(xué)的理論知識(shí)、操作技能，以及實(shí)際應(yīng)用案例等解決實(shí)際問題，必須突破傳統(tǒng)教學(xué)模式，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和課程評(píng)價(jià)等方面，加強(qiáng)OBE教育理念的應(yīng)用，注重提升學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力。著眼于學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)束后真正擁有的能力，以多種方式組織教學(xué)，讓學(xué)生去驗(yàn)證所學(xué)的知識(shí)，證明他們?nèi)〉玫膶W(xué)習(xí)成果，且逐步提高挑戰(zhàn)水平和可接受的完成標(biāo)準(zhǔn)，期待所有學(xué)生都能達(dá)到自我實(shí)現(xiàn)的目的。因此，課程與教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)回歸到學(xué)生的能力提高上，尤其強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)到了什么，而不是教師教了什么，以學(xué)生達(dá)到的能力表現(xiàn)作為教學(xué)的最終目標(biāo)。將“反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤钡脑瓌t實(shí)施到位，結(jié)合成果導(dǎo)向的視角，完善課程目標(biāo)、課程整體設(shè)計(jì)及課程評(píng)估體系。

三、基于OBE理念的教學(xué)改革探索

（一）基于OBE理念重設(shè)教學(xué)目標(biāo)——提高對(duì)學(xué)生能力素質(zhì)的培養(yǎng)

為使“環(huán)境化學(xué)”課程的教學(xué)更加符合OBE教育理念，需要重新確立教學(xué)目標(biāo)，考慮學(xué)生對(duì)課程基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度、對(duì)化學(xué)污染物造成的環(huán)境問題的分析和解決能力、對(duì)環(huán)境污染中涉及的具體科學(xué)問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)能力、通過文獻(xiàn)等查閱工具獲取對(duì)當(dāng)前熱點(diǎn)環(huán)境化學(xué)問題觀點(diǎn)的能力、通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作和有效溝通進(jìn)行匯報(bào)能力的培養(yǎng)。筆者從這幾方面重新確立更加符合OBE教學(xué)理念的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)1：結(jié)合分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)，理解和掌握各環(huán)境介質(zhì)中發(fā)生的環(huán)境污染問題的化學(xué)原理，并提出相應(yīng)的解決對(duì)策，使學(xué)生掌握這門課程的基礎(chǔ)知識(shí)，啟發(fā)學(xué)生靈活應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決環(huán)境污染的問題。教學(xué)目標(biāo)2：能正確應(yīng)用“環(huán)境化學(xué)”的理論和計(jì)算方法，解決實(shí)際環(huán)境污染問題，使學(xué)生學(xué)以致用，利用所學(xué)理論知識(shí)解析單一環(huán)境污染問題。教學(xué)目標(biāo)3：能結(jié)合“環(huán)境化學(xué)”和其他主干專業(yè)課程所學(xué)知識(shí)，以及文獻(xiàn)查閱方法，分析和討論實(shí)際中的環(huán)境問題，并提出治理和預(yù)防措施。在此基礎(chǔ)上，使學(xué)生能夠結(jié)合其他專業(yè)課程的知識(shí)，并利用文獻(xiàn)查閱手段解決實(shí)際中更復(fù)雜的環(huán)境問題，并提出防治對(duì)策。三個(gè)教學(xué)目標(biāo)分別支撐畢業(yè)要求中相應(yīng)的指標(biāo)點(diǎn)，以此實(shí)現(xiàn)專業(yè)認(rèn)證中對(duì)學(xué)生畢業(yè)要求的達(dá)成，全面提高學(xué)生各方面的綜合能力。

（二）基于OBE理念改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容——實(shí)施案例引導(dǎo)式授課

每學(xué)期在課程開篇，結(jié)合當(dāng)前環(huán)境化學(xué)關(guān)注的熱點(diǎn)問題，以故事的形式呈現(xiàn)與日常生活密切相關(guān)的新型污染物，包括新型污染物的來源、特性、環(huán)境歸驅(qū)及可能產(chǎn)生的危害，以此充分展示該學(xué)科的作用和魅力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。在理論課程的講授中，引入各環(huán)境介質(zhì)的前沿問題，圍繞某一熱點(diǎn)環(huán)境問題提出相應(yīng)的科學(xué)問題，將理論基礎(chǔ)知識(shí)穿插在案例講解過程中。此外，增設(shè)項(xiàng)目課程，通過查閱文獻(xiàn)完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì);增設(shè)討論課程，對(duì)典型環(huán)境問題及當(dāng)下的研究進(jìn)展進(jìn)行PPT匯報(bào)，并設(shè)提問環(huán)節(jié)，以此加深學(xué)生對(duì)環(huán)境化學(xué)學(xué)科內(nèi)容和研究特點(diǎn)的理解，使學(xué)生具備使用現(xiàn)代檢索工具查閱文獻(xiàn)資料和分析歸納資料的能力。

（三）基于OBE理念豐富教學(xué)方法——構(gòu)建多樣化的教學(xué)模式

1.案例導(dǎo)入教學(xué)。在理論知識(shí)課程的講授中，播放涉及課程內(nèi)容的前沿環(huán)境問題短視頻，引出本講內(nèi)容，然后圍繞該環(huán)境問題，向?qū)W生提出相關(guān)理論和具體問題，讓學(xué)生帶著問題聆聽本講知識(shí)點(diǎn)，由此掌握相關(guān)基本概念、計(jì)算方法等。在此基礎(chǔ)上適當(dāng)講解針對(duì)該環(huán)境問題的解決對(duì)策，啟發(fā)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際環(huán)境問題。

2.專題討論教學(xué)。分組分主題開展。一般以4～5人為一組，分工合作，圍繞某一熱點(diǎn)環(huán)境問題，進(jìn)行資料搜集、PPT制作、課堂匯報(bào)及問題回答。在常規(guī)PPT匯報(bào)課程的基礎(chǔ)上，特別設(shè)置提問環(huán)節(jié)，不僅能提高學(xué)生對(duì)PPT內(nèi)容的關(guān)注度，還能引發(fā)其思考，對(duì)匯報(bào)小組提出問題，由此展開討論，這一過程能夠加深學(xué)生對(duì)該主題環(huán)境問題的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.項(xiàng)目設(shè)計(jì)教學(xué)。在學(xué)習(xí)完本課程各講所有基本知識(shí)后，在課程最后1～2講設(shè)置該環(huán)節(jié)，旨在考查和檢驗(yàn)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。針對(duì)某一復(fù)雜環(huán)境問題，學(xué)生在結(jié)合其他專業(yè)課程知識(shí)、查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以大作業(yè)的形式上交。教師在課程中對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)化，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)，進(jìn)一步提升環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生的專業(yè)技能和綜合素養(yǎng)。

（四）基于OBE理念完善考核方式——注重考核學(xué)生的應(yīng)用能力

OBE理念中教學(xué)考核的重點(diǎn)是學(xué)習(xí)成果。課程考核摒棄了原有的以理論考試為主的考核方式，注重討論課程和項(xiàng)目課程學(xué)生學(xué)習(xí)成果的達(dá)成和個(gè)人綜合能力的提高，且在期末考試卷中提高案例導(dǎo)入式題型的比例，對(duì)學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，以及發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。討論課程和項(xiàng)目課程考核評(píng)分方法如下。

1.討論課程評(píng)分。每組得分由四部分組成，其中資料搜集和整理占20%，PPT制作占20%，PPT講解占30%，回答問題和交流環(huán)節(jié)占30%。討論課得分占總成績(jī)的20%。

2.項(xiàng)目課程評(píng)分。每份設(shè)計(jì)得分由三部分組成，其中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性占30%，實(shí)驗(yàn)方案的擬定占30%，項(xiàng)目報(bào)告的撰寫（包括格式、文獻(xiàn)引用等）占40%。項(xiàng)目課得分占總成績(jī)的20%。

基于OBE導(dǎo)向的畢業(yè)要求與課程內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)一步明確“環(huán)境化學(xué)”設(shè)置的課程內(nèi)容對(duì)畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)。通過教改措施（見圖1），特別是引入案例導(dǎo)入式講授，調(diào)整討論課模式，增設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)課程，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣，顯著提升了教學(xué)效果，學(xué)生在獲得了更大的成就感后會(huì)更加主動(dòng)地去學(xué)習(xí)。在持續(xù)改進(jìn)的機(jī)制下，形成以評(píng)促改、以改促學(xué)、以學(xué)促新的良性循環(huán)，教師的教學(xué)水平不斷提高，學(xué)生的能力和素質(zhì)不斷提升。

四、結(jié)語

以工程教育專業(yè)認(rèn)證驅(qū)動(dòng)下為契機(jī)，重新思考學(xué)生究竟該如何培養(yǎng)，課程體系究竟該如何設(shè)置，教師究竟該如何教學(xué)，由此開展“環(huán)境化學(xué)”課程的OBE改革。在全面解讀《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上，根據(jù)“環(huán)境化學(xué)”課程特色，對(duì)照12條畢業(yè)要求及相應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)，與之形成明確的支撐關(guān)系，以此完善課程教學(xué)大綱，并實(shí)施于課堂教學(xué)，同時(shí)將通過“評(píng)價(jià)—反饋—改進(jìn)”持續(xù)跟蹤改革成效，真正提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，最終顯著提高學(xué)生解決環(huán)境污染復(fù)雜工程問題的能力。

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Exploration on Teaching Reform of Environmental Chemistry Course under the Background of Engineering Education Certification

WU Yi-bo， YAO Min， CHENG Jun-rui

（School of Civil and Environmental Engineering， Ningbo University， Ningbo，

Zhejiang 315211， China）

Abstract： Environmental Chemistry is a professional basic course that plays an important role as a bridge in the curriculum system of environmental science and engineering. With the further deepening of the professional certification of engineering education， based on the achievement oriented educational concept， the teaching objectives of the Environmental Chemistry course were established， and the teaching reform was explored from the aspects of teaching content， teaching methods and assessment system so as to improve the syllabus. The purpose was to enhance students enthusiasm for active learning and improve their ability to comprehensively apply knowledge to solve practical engineering， which could enable this traditional theoretical course to meet the graduation requirements of undergraduates in environmental engineering and support the achievement of training objectives.

Key words： engineering education certification; OBE concept; Environmental Chemistry; teaching reform