環境工程原理示范課程建設的實踐探索

陸永生 黃鑫 許云峰 陳丹 劉強

[摘 要]通過環境工程原理示范課程的建設，落實以學生為中心的教學理念，完成啟發式、參與式、合作式和研討式等教學過程和評價模式的改革。通過加強課前預習的可考核程度、課堂研討型教學、課后作業的實用性，提高學生的學習挑戰度；同時依托網上教學平臺，建立并完善基于過程控制的教學質量保障體系。

[關鍵詞]過程質量控制；環境工程原理；示范課程

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）10-0043-03

為積極響應教育部“十三五”規劃中提出的“推進基礎教育課程與教學改革”要求，上海大學環境與化學工程學院（下稱“環化學院”）結合自身學科建設的特色及上海大學大類招生后環化學院生源質量的特點，把提高教學質量作為教學改革發展的核心，針對目前教學過程中出現的教師、學生、教學管理等層面存在的問題，通過專業核心基礎課環境工程原理示范課程的建設，采取提高學生課前預習的積極性及可考核指標，形成課堂研討氣氛，豐富課后作業的類型，強調其實用性，從而提高學生的學習挑戰度；同時依托網上教學平臺，建立并完善基于過程控制的教學質量保障體系。

一、教學過程中存在的問題

根據本科生培養計劃，環境工程原理為環境工程專業大三學生開設，目前普遍存在這樣的現象[1]：大一、大二等低年級學生由于中學階段的學習慣性的延續性，仍保持著較高的學習熱情；進入專業課學習階段的高年級學生其學習參與度則明顯不足，表現在出勤率偏低、不參與課堂討論、教師布置的課后學習任務完成度較低。究其原因，學生層面的求職、考研、出國等外界因素的干擾只是表觀現象，教師及教學管理層面對課程教學過程管理未能與時俱進才是重要的影響因素。目前，在教學過程中存在的問題如下。

（一）教學內容仍偏重基礎理論，缺乏對社會需求的深刻思考

和國內很多環境類院校的課程改革一樣，環化學院的環境工程原理基于早先的化工原理課程[2]，結合環境工程專業特點成為本專業的核心基礎課程，在教學過程中教學內容側重其原理、規律等共性問題，并注重與后續專業課程，如水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置等銜接，但課改內容僅限于書本知識上的“基礎理論”與“實踐應用”的分割。根據對本學院畢業生就業去向及崗課結合度的調查結果，筆者發現社會對本專業必需的業務能力方面的要求在課程內容安排上沒有得到充分體現，知識更新速度稍顯滯后。

（二）教材使用過于倚重規劃教材，缺乏對時效性

大學課程教材的適用性問題一直困擾著各個高校。目前，環化學院選用的教材是清華大學胡洪營教授編的高等教育出版社出版的《環境工程原理》[3]，這屬于“十五”國家級規劃教材。由于環化學院的本科生培養計劃中化學基礎課程較多，目前的教材在基礎理論上是比較適用的。由于大學教育的開放性，在實際教學過程中僅僅使用一本教材是不足以滿足教學要求的。雖然學院也有推薦的參考書籍，但這仍然不能適應目前注重教學過程管理的教學模式。

（三）教學方法仍滯留于課堂，“導學”思想有待更新

目前的課程改革雖然完成了教材的更替，但教師的教學觀念有待更新，對學生自主式學習的“導學”的思想尚未真正形成。其工作重心仍著眼于課堂教學，“導學”表現方式單一，僅僅把書本知識以提問的方式在課堂教學過程中呈現，對學生的“學”缺乏實質性的指導。同時，學生的“學”缺乏主動性，學習基本上流于形式，教師對學生的課前預習考核缺乏有效的手段，學生的預習工作處于無序狀態；課堂教學過程中也因為缺乏有效的預習導致研討氛圍不足；課后復習也僅僅停留在完成習題上。

二、教學過程質量管理的建設思路

（一）頂層設計，強化教學過程質量管理

針對高等教育發展的現實問題和上海大學實行大類招生后進入環化學院學習的生源特點，必須先從學院層面改變教學管理理念，從傳統的結果考核轉至過程管理，從而形成良好的教風學風，同時也需要對教師及學生構建一套科學合理的激勵約束機制，樹立并強化教學過程質量控制的管理理念，進而保障人才培養質量。

（二）制度建設，構建教學過程質量標準

2017年初以來，教育部積極推進新工科建設。環化學院在環境工程專業建設上，以符合工程教育認證質量標準為目標，建立了一套完整的本科課堂教學質量標準與規范，明確并強調教師的教學職責，從制度上保證教學質量。根據學校教學管理部門（考評辦）對課堂教學質量評估考核、考試組織與管理等環節形成的結果性意見，綜合學院層面的專項檢查結果，建立各項教學質量標準及實施細則，從而保證質量標準與規范得到有效的執行。

（三）點上探索，形成教學過程面上示范

教學過程和評價模式改革主張由點及面，先從環境工程專業核心基礎課（如環境工程原理）進行點上探索，在實踐教學過程中積累經驗，力爭建設成果具有可復制性、可推廣性，形成面上示范效應，并及時總結逐步擴大其在環化學院其他課程建設中的應用范圍。

（四）創新舉措，鼓勵教師采用多種教學方法

教師的教學積極性對提高教學質量有非常重要的作用。需要建立相應的激勵機制，鼓勵教師在把握教學大綱要求的基礎上，結合自己的科研課題研究成果，在教學方法和手段改革的過程中，有意識地嘗試多種教學方法的探索，開展以學生為主體的問題引導、項目合作和參與研討式等實踐。

（五）過程考核，促進學生自主學習性投入

通過加強教學過程管理，實施過程考核手段，保證學生有足夠的自主學習的時間和空間，促進并保障學生學習性投入。將教師從“教學者”轉變為“督學者”，時刻關注、掌握學生的學習過程的動態，并對其日常學習過程中的努力、投入程度及所取得的相應的成績等方面做出客觀的評價。

（六）信息技術，成為教學過程管理的推手

結合學校層面網上教學平臺，建立“學生主體、教師引導”的網絡輔助教學結構。這樣一方面可以考查教師教學性投入的程度，另一方面能讓學生在學習過程中打破時間和空間的限制，有利于提升學生的學習性投入。

三、教學過程質量管理措施的探索

（一）教學內容要考慮社會需求，并將其分解到課程教學環節

應及時轉變教學理念，樹立“培養工程意識、提升創新能力”的觀念[4]，做到既要加強理論知識的傳授，更要突出學生的科研思維及創新思維訓練。根據環境工程專業定位，結合社會反饋調研結果，確定社會對本專業必需的業務能力，并將其分解到課程的教學當中。在夯實基礎理論的前提下，將契合社會需求的課程內容從“教的被動”向“學的主動”轉變，將課堂交還給學生，可以采用問題啟發、項目合作參與和全過程研討的互動教學模式。

（二）教材建設補充具有時效性的科研成果

在教材方面，目前環境工程原理課程采用國家級規劃教材，教學參考書除了推薦相關的化工原理等之外，還引進推薦環境科學與工程領域的國外名校使用的英文原版教材。此外，鑒于任課教師大多承擔國家自然科學基金、市科委等科研項目，具有豐富的科研經驗，將科研成果及最新的專業動態作為教材補充，這為多種教學方式的實現提供了良好的基礎[5]。在教學過程中逐步完成本課程的工程案例集、測試習題庫等。

（三）教學方法分解，加強對學生學習的過程考核

改變傳統的“教師認真教學”的教學方法，激發“學生主動學習”的興趣，并將“師生互動充分”作為保障。應培養學生的“質疑”意識，讓學生明白大學課堂里講授的知識是可探討的。教師向學生傳授知識的同時，可以采用問題啟發、組織研討等方式，讓學生理解和掌握環境工程原理工程特色的思維方式，訓練學生的創新性思維，從而讓學生形成良好的、正確的學習習慣。同時在教學過程中建立形成性考核，形成過程考核對教學過程的有效監控作用；強調對學生學習過程的綜合測評，對學習目標、任務、成果等進行分階段考核，最終實現對學生的學習全過程考核。

1.課前：提高預習的可考核性

一般來說，教師備課會針對不同的教學內容進行各教學環節的細節設計，將具有代表性和典型性的實例或問題，從學生熟悉的生活現象或從基本理論出發進行講授。如環境工程原理中流體力學伯努利方程的教學過程中，先以足球比賽中的香蕉球、地鐵站臺的黃色警戒線標志的設置等，以問題啟發的方式激發學生的學習興趣，引導學生自主思考；利用problem-basedlearning （PBL）方式以小組互助的形式設計適當的合作學習環節，如根據環境工程原理各教學單元的基礎理論設計相關的實驗。通過這些環節的設計，讓學生主動參與教學過程，同時培養學生的團隊合作精神，提高溝通交流的能力。同時教師在預習學案中推薦參考閱讀資料、引導思考等，將教學難度分解到預習環節，根據學習預習的結果進行考評，分析并掌握學生對預習內容的掌握程度，從而對后續課堂教學的重點、難點等合理分配時間，提高課堂教學的效率和效果。

2.課中：研討型教學引導學生主動思考

學生充分預習之后，在課堂教學中才能形成與教師的有效探討。教師以預習學案中的內容進行啟發引導、鼓勵發言，激發學生主動思考。同時由于每個操作單元之間的內在聯系較為密切，教師可以根據課程特點要求學生將該操作單元內的基本概念、方程式等串聯起來，強化理解掌握，建立邏輯關系圖。

3.課后：加強多類型作業的應用性

在課后復習鞏固階段，為了解學生對基本理論知識的掌握程度，應對常規性的課后習題布置方式進行調整，不再是教師對教科書上的習題進行勾選，而是要求學生自主有選擇的完成。教師可以從學生選做的習題數量及涉及的知識點上了解、判斷學生對自主學習的效果，實現對學生的考評；設置生生互評欄目，這樣不但能讓學生嘗試教師的角色，而且還可以讓學生學會比較。另外，為拓寬學生的視野，可以鼓勵學生探索知識點在不同領域的應用。環境工程原理的基本理論在實際生活、生產中都有應用，可以選取后續專業課程中涉及的案例，或者選擇學生感興趣的生活現象進行探討，鼓勵學生去思考、去實踐，提高其綜合運用能力。

4.加強學習過程的考核

讓學生明確自己在學習過程中應承擔的責任，需要加強對學生在環境工程原理課程整個學習過程中的全面考核，具體包括以下幾方面。1.豐富考核形式，除期末考試以外，其他輔助考核方式包括預習報告、課后習題選做、課堂討論深度、生生互評的質量、小組報告等。2.形成性考核實現對學習過程的監控，對學生的各個學習環節設定階段性任務和目標，將各種作業形式的考核結果按比例折算成績，同時提高過程考核成績占課程總評分的比重。3.提高考核的靈活性，教師對考核內容、形式不拘泥于傳統方式，考核內容基于基本概念，注重題目的靈活性和應用性，重點考核學生對基本理論的理解和應用能力；考核形式上綜合考慮教師對學生提交不同類型作業的完成質量、參與討論的深度等評價及生生互評等結果。

5.加強對學生能力的評價

通過課程教學過程和評價模式的改革和實踐，落實“注重教學過程”的理念，在教學過程中通過不同的考核方法，實現對學生在自然科學基礎知識、學科前沿、知識運用與分析、環境工程設計、環境行業政策法規、國際視野與合作等方面能力的評價。

6.信息化教學

鑒于課程教學方法與教學手段的多樣化和現代化，借助學校網上教學平臺，進行信息化教學，主要包括：課前預習學案發布、課中課件調閱、課后復習學案發布等內容，使學生對教學進度和內容等有整體把握，預習并熟悉課程內容；網上分組合作學習，教師批改作業或生生互評，使學生在計劃的時間里完成重要子模塊的學習和復習；同時建立互動討論平臺，讓學生討論感興趣的內容及典型案例等，使學生將課程內容和社會發展結合起來，了解現代環境工程專業的發展趨勢和特點。具體信息技術平臺服務師生教學框架如圖1所示。

四、結論

通過對目前大學教學過程中出現的諸如教學內容缺乏社會對專業建設需求的思考，教材使用缺乏對時效性的要求，教學方法滯留于課堂，“導學”思想有待更新等問題，上海大學環化學院強化以學生為中心的教學理念，提高學生學習的挑戰度，以環境工程原理示范課程建設為抓手，注重教學過程質量控制，依托網上教育平臺，通過提高課前預習的可考核性、引進課堂教學研討機制、課后作業的應用性，加強過程考核力度，實現了啟發式、合作式、參與式和研討式等教學過程和評價模式的改革。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 宋伯慧.加強教學過程管理提高本科生學習參與度[J].教育教學論壇，2014（8）：11-13.

[2] 夏志新，郭艷平，李晨華.環境監測與治理技術專業《環境工程原理》項目課程建設探索[J].職業教育研究，2013（11）：97-99.

[3] 胡洪營，張旭，黃霞，等.環境工程原理[M].北京：高等教育出版社，2005.

[4] 周艷軍，張啟儉，趙永華，等.強化化工原理教學改革培養學生工程素質[J].中國現代教育裝備，2014（23）：44-45.

[5] 唐洪祥，宋春紅.啟發式與引導式教學模式的探索與實踐——以土力學課程教學為例[J].高等建筑教育，2017（1）：96-98.

[責任編輯：陳 明]