基于OBE理念的“環境工程原理”課程體系的構建

程志輝 包紅旭 姜磊 李霞 張營

摘 要： OBE是一種以學生為中心，以產出為導向的先進教育理念，該理念很好地推動了高等院校對于工程類應用型本科人才的培養。本文在OBE理念的指導下，構建了“環境工程原理”課程的教學體系，主要包括教學目標的設定、教學內容的整合、教學方法的改進及評價體系的建立等。

關鍵詞： 環境工程原理;成果導向教育;教學改革

OBE即成果導向教育（Outcome-based education），是一種“以學生為中心，以產出為導向，持續改進”的教育理念。在OBE教育理念的指導下，教育者必須依據學習者在學習結束時應具備的能力和素質，架構與之匹配的教育框架體系和教學環節，組織教學活動來保證預期目標的達成[1]。

“環境工程原理”課程作為環境工程專業重要的專業基礎課，具有較強的理論性與實踐性，教學過程中應立足專業核心經典理論，逐步引導學生建立工程意識，使學生在遇到問題時，不僅能夠探索理論上的可能性，更要考慮技術上的可行性和經濟上的合理性[2];要求學生將相關的技術原理用于指導工程實踐，用工程技術觀念分析、解決現實中復雜的工程問題，提高學生的專業能力和工程技能。基于OBE理念，根據我校已有“環境工程原理”課程體系，對教學目標、教學內容、教學方法、考核方式等進行了重新梳理，構建了滿足環境工程專業工程教育認證要求的課程體系。

1 “環境工程原理”課程教學目標的設定

根據工程教育認證的12條畢業要求及環境工程專業培養體系的要求，圍繞工程專業知識、工程專業能力、工程專業素質等基本技能這一核心目標，我們將“環境工程原理”課程的教學目標設定為：1）能針對一個環境污染及治理系統或過程建立合適的數學模型，并利用適當的初始條件和邊界條件求解;2）能夠從技術、原理角度對復雜環境問題采取合適的方法和手段進行分析研究，并提出初步解決方案;3）培養、提高學生的專業認知能力，增強學生的專業歸屬感和自豪感。

2 “環境工程原理”課程教學內容的整合

2.1 課程教學內容設計及優化

遼寧大學環境工程專業開設“環境工程原理”課程目的是從工程學的角度，分析和介紹污染控制、環境要素凈化及修復過程中所涉及的技術原理，為后續的水、氣、固廢及物理性污染四大工程提供理論鋪墊。課程采用胡洪營教授主編的《環境工程原理》作為主要參考教材，該教材超越污染介質界限，系統介紹了環境凈化與污染控制基礎理論及其工程原理，內容包括環境工程原理基礎、分離過程原理和反應工程原理三部分。

根據專業創新型、應用型人才培養的需要，結合我校環境工程專業課程體系特點，對“環境工程原理”課程的內容進行了適當調整和優化，刪去與其他課程重復的內容，減少對純理論性知識的講解，增加反映學科最新成果和科技前沿知識的介紹。比如，第三章流體流動部分的內容與“環境流體力學”課程的相關內容重復，因此對管流系統的衡算方程做重點講解，以延續第二章質量衡算與能量衡算的內容;對流動邊界層做重點講解，以便與第四章的傳熱邊界層和第五章的傳質邊界層做比較;刪除流體流動的內摩擦力、流體流動的阻力損失及流體測量等內容。在膜分離部分，增加陰離子交換膜的膜改性技術;在萃取部分，增加超臨界萃取的內容;增加光催化氧化、等離子體、超聲波、反滲透等處理技術。

2.2 實驗教學內容設計及優化

以專業的實踐技能和創新能力需求為導向，依托遼寧大學環境工程專業工程教育認證工作的開展，精心設計“環境工程原理”實驗教學內容，設置了傳熱系數的測定實驗、傳質系數的測定實驗、恒壓過濾實驗、吸收綜合實驗及吸附綜合實驗等。通過實驗使學生在加深對課程基本理論、理論知識的理解，掌握基本實驗方法、實驗手段、實驗操作技能的同時，進一步了解污染控制技術與環境保護、生態文明建設之間的聯系，激發學生的專業歸屬感和自豪感，增強學習興趣和積極性。

3 “環境工程原理”課程教學方法的改進

將“以學生為中心”的OBE教育理念貫徹體現在課程教學全過程中，強調學生的主體作用，培養學生的主動學習意識，由傳統的教師怎么教向學生怎么學為目標轉變[3]。根據“環境工程原理”課程特點，綜合運用多種教學方法，主要包括啟發式教學法、情景教學法、參與式教學法和案例教學法等。針對不同的內容，采取相適應的教學手段，促進學生對各個知識點的理解，增強教學效果。利用多媒體展示課件、動畫、視頻等;利用板書進行公式推導、問題的具體分析等;利用微信、QQ等進行課后輔導、答疑等;適當加入翻轉課堂，讓學生參與設計課堂教學，促進教學效果的提升，形成“PPT+板書+網絡+翻轉課堂”的復合型教學模式。如講授離子交換的內容時，可以采用翻轉課堂的教學模式，教師提前布置題目“離子交換的原理及其在環境工程中的應用”，提供相關資料、視頻、工程案例等，學生利用課余時間領會學習目標及要求，以小組的形式進行討論交流，查閱文獻并進行相關知識的梳理，形成學生自己的觀點，準備課堂討論發言材料;在課堂上，小組代表做陳述性發言，班級同學進行提問及點評，教師做最終總結。整個教學過程中，教師由傳統的知識講授者轉變為學生運用知識的引導者;課堂由傳統的“信息傳遞”場所轉變為“知識內化吸收”的場所。

4 “環境工程原理”課程評價體系的建立

OBE理念指出課程教學更多的是過程性的活動，因此課程學習評價不是通過一次期末考試（終結性評價）就能完成的，而是要將課程評價環節有機地融入整個教學過程中，引入過程性評價[4]。學生在學習過程中取得的成績（形成性成績）和期末考試過程中取得的成績（終結性成績）均不可忽視，要進行綜合考慮。我們設置了課堂研討、課后作業和隨堂測試及期末考試四個評價指標，其中課程研討、課后作業和隨堂測驗等指標按照優秀、良好、中等、及格和不及格進行五級評價，期末考試按卷面成績進行折算，最終確定學生的最終成績。在實施過程中對每個指標所占權重進行了調整，其中課堂研討（10%）和課后作業（10%）成績占比由原來的10%提高到了20%，隨堂測驗成績（10%）和期末考試（70%）成績占比各比原來調低了5%。并且，在課堂研討環節嘗試讓學生參與點評打分，形成師評和生評相結合的評價方法，有效彌補了單一任課教師評價存在的局限性與主觀性，取得了較好的評價效果，因此后續可以考慮在課后作業和隨堂測驗環節開展生評過程。這種多元的課程評價體系滲透到了教學的每一個階段，可以隨時關注學生學習的態度、積極性，隨時考查學生對知識的掌握情況等，充分發揮了課程評價過程對學生學習興趣及主動性的推動作用。

5 結語

在當前高等教育專業轉型的背景下，應用型人才的培養目標要求我們在教學過程中對過去的教育理念和教學模式進行改進，著重培養學生的工程性創新能力和思維方式[5]。OBE教育模式是對傳統教育模式的革新，其在設定教學目標、整合教學內容、改進教學手段、建立合理的評價體系上具有重要的指導意義。基于工程教育認證的“環境工程原理”課程改革剛剛開始，在今后的教學過程中，我們會繼續以OBE教學理念為指導，繼續探索性的教學方法和教學手段，持續改進，不斷提高教學質量。

參考文獻：

[1]李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014，（02）：33-38+74.

[2]陳忠明，邵友元，范洪波.《環境工程原理》教學方法改革與應用型學生培養[J].東莞理工學院學報，2017，24（1）：107-110.

[3]任世學，李淑君，張繼國，等.基于OBE理念的課程體系構建探索與實踐——以化工原理為例[J].化工高等教育，2019，36（01）：38-41+100.

[4]李培振，張波，單伽锃，等.基于OBE理念的課程考試及其評價研究[J].教育教學論壇，2019，407（13）：92-94.

[5]程志輝，包紅旭，姜磊，等.專業轉型背景下“環境工程原理”教學改革研究[J].課程教育研究，2019，（10）：38-39.

基金項目： 遼寧省本科教學改革研究項目“轉型發展示范性環境工程領域人才創新培養模式建設研究與實踐”;遼寧大學本科教學改革研究項目“基于產出（OBE）的環境工程原理課程體系構建”

作者簡介： 程志輝（1980—），女，遼寧北票人，講師。