基于OBE理念的環境科學專業人才培養的實踐

丁耀彬 呂康樂 雷鳴 王成俊 王松波

[摘 要]首先總結了工程教育專業認證的“成果導向教育”（Outcome Based Education，簡稱OBE）理念。在此基礎上，以環境科學為例，基于OBE理念，融入培養方案調整、課程體系和教學策略的優化等，推進持續改進的質量文化，明顯提升人才培養質量，真正做到學生學習成果達成的終極目標。

[關鍵詞]專業認證;成果導向教育;環境科學;培養模式

[基金項目]中南民族大學教學研究項目“基于工程教育專業認證OBE的環境科學培養模式的改革與實踐”（JYZD18008）（2019-2020）

[作者簡介]丁耀彬（1984—），男，河南濮陽市人，工學博士，中南民族大學資源與環境學院副教授（通訊作者），研究方向為污染控制化學;王松波（1979—），男，湖北京山市人，理學博士，中南民族大學資源與環境學院副教授，研究方向為浮游動物生態學。

[中圖分類號] G640[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）27-0286-03[收稿日期] 2020-02-21

2006年，教育部啟動工程教育專業認證試點工作。2016 年，我國成為《華盛頓協議》正式成員，標志著我國工程教育質量認證體系實現了國際實質等效。經過十年的探索，專業認證的先進理念有力地推動了我國工程教育專業教學改革。截至2018年底，全國共有227所高等學校的1170個專業通過了工程教育認證，分布于機械、化工與制藥等21個工科專業類[1]。

相對而言，理科教育專業認證發展較為滯后。2016年，教育部在工程教育專業認證的基礎上在南京大學等9所試點高校啟動了理科教育專業認證試點工作。南京大學2016年上半年遞交了物理學專業認證的申請報告，經教育部評估中心按第三級認證受理條件進行審核通過后，進入了自評自建階段，并于2017年上半年迎接專家組現場考查。截至目前，并未公布首批理科教育專業認證專業。按照教育部對于專業教育認證的部署，理科教育專業認證工作會在接下來的5年里推廣展開。而現階段除了少數試點學校及專業外，國內大部分高校還沒有將理科專業認證提上日程，更缺乏基于專業認證理念的理科專業培養方案的改革與實踐工作。

一、專業認證的OBE理念

專業認證的“成果導向教育”（Outcome Based Education，簡稱OBE）最早由美國學者Spady等人于1981年提出[2]（P12），是指“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”。OBE理念強調教育系統要清晰地聚焦和有效組織以確保學生獲得在未來生活中取得成功所需的學習經驗。因此， OBE教育理念更為強調課程體系的構建、指導方法的更新和評估體系的形成（圖1）。

（一）1個核心目標

OBE理念強調以學生的學習成果（Learning? Outcomes）的獲得為核心目標（圖2）。所有的教學活動都緊緊圍繞這個核心目標展開。學習成果在定義上有豐富的內涵[2]。首先，從層次上來講，分為6個層次，即記憶能力、理解能力、應用能力、分析能力、評價能力和創新能力。OBE理念更為重視高階能力如評價和創新能力的培養和獲得。其次，實施過程中，學習成果表現為培養目標，即培養什么樣的學生。比如本校環境工程專業本科生的培養目標為“本專業培養系統掌握環境工程專業基礎知識和實踐技能，具備創新意識和持續學習能力，不斷適應行業科學與技術進步，能夠承擔環境工程項目和環境保護管理并解決復雜環境工程問題的應用型、復合型人才”。再者，學習成果確定是有依據的。學習成果主要取決于國家和社會需求、行業產業發展需求、學校定位和學生發展及家長期望四個方面（圖2）。

（二）2個主要條件

OBE理念實施強調兩個主要條件即成果藍圖和成功環境。成果藍圖主要描繪出清晰的學習成果藍圖，并勾勒出必備的能力和學習內容。成果藍圖首先體現在培養目標上，具體化在畢業要求上，能力層次上即為畢業時應該達到的能力指標（圖2）。成功環境是指為學生達到預期成果提供適宜的條件和機會。這種條件和機會體現在多個方面和層次，包括教師隊伍的水平、專業及課程體系建設水平和軟件環境。

（三）5個內涵

OBE理念具有五個內涵：（1）OBE強調每位學生都能成功，但不一定同時和通過相同途徑。（2）OBE著重個性化評價。圍繞核心目標，在具體實施過程中可以依據學生個體不同（基礎、能力等），制定不同的評價等級。（3）OBE強調以學生精熟內容為前提，目標達成即可。（4）OBE強調績效責任。學校要制定具體的評價和改進方法，在學校及專業層次評價學生的學習成果與畢業要求是否達成，在滿足社會需求及個人發展要求上評價學生畢業5年后是否成功。（5）OBE強調能力為本。OBE在核心目標上著重培養學生適應未來社會和生活的核心能力。比如具備創新意識和持續學習能力等。

（四）4個實施原則

為了確保OBE理念的成功實施，需要把握四個基本原則。其基本原則包括：（1）焦點清晰。所有的教學活動無論是理論教學還是實踐教學，無論是課程設計還是畢業論文都要清楚地聚焦在學生的最終學習成果是否達成上。（2）反向設計。反向設計強調以最終學習目標（學習成果）為起點，反向設計課程及課程體系，并展開教學活動。（3）提高期待。教師制定的學習標準應該是高規格的，充滿挑戰性的，以激勵學生進行深度的學習。成功的學習可以促進更多的成功的學習。（4）擴大機會。教師在教學活動中應該竭盡全力給予所有學生更多的機會，并要充分考慮學生的個體性差異，在時間和資源上保障所有學生都有充足的機會達成學習成果。

（五）5個實施要點

在實施OBE中需要把握5個要點：（1）確定學習成果。最終學習成果既是OBE的終點，也是其起點。反向設計強調學習成果為起點，反向設計課程體系和教學策略。而評價體系則強調學習成果是終點，評價學生經過學習是否達成了學習目標。（2）構建課程體系。學習成果要依靠課程學習來實現，因此課程體系是學習成果的主要支撐。在制定的課程體系中，每一門課程都必須能夠貢獻相應的能力培養，經過每門課程的學習后學生就能獲得預期的能力指標;（3）確定教學策略。教學策略即如何幫助學生獲得學習成果。OBE強調以學生為中心，因此在教學理念上要轉變。在教學方式方法上，OBE更為推崇研究型教學或探索型教學;教學過程上，OBE強調個性化施教。（4）自我參照評價。OBE強調教學評價聚焦在學習成果的達成度上，也不在學生的成績高低排序上。OBE推崇多元化和梯次性評價標準，強調學生個人的學習進步。（5）逐級達成學習成果。OBE從學習目標來反推，不斷提高課程難度，引導學生達成最終學習成果。

二、OBE指導環境科學專業人才培養的實踐探索

基于專業認證的OBE理念，持續動態調整培養目標、課程體系和教學策略，輔以評價體系持續改進學習成果達成，明顯提升環境科學專業人才的培養質量。

（一）樹立以學生為本以學習成果為中心的教學理念

實行OBE教育模式，環境科學專業人才培養要以學生為本，更為關注每位學生的學習成果能否達成，強調所有學生在完成他們的學業后能否都獲得成功。所有的環境科學教學活動都以學生的學習成果為目標進行組織和開展，而且這個學習成果更為強調分析、評價和創新等高階能力的培養和獲得;OBE倡導以學生為主體，學生負責自己的學習，這與傳統的以教師為主體的“灌輸式教學”明顯不同[3]。

（二）培養目標的調整

本校2017年環境科學專業本科生培養方案中將培養目標定為“培養掌握環境自然科學、環境技術科學和環境人文社會科學等方面基礎知識，具備環境科學的基本理論和基本技能，能在政府、企業與科研單位從事環境保護及相關領域工作以及繼續深造的專業人才”。明顯可見，這一培養目標更為強調知識和理論，與OBE理念要求不符。當今中國和世界面臨的環境問題是復雜而多樣的，只是具備環境科學專業的知識和理論并不能應對這些挑戰;環境科學專業作為理科專業，在培養目標上應更為強調“具備分析/識別復雜環境問題，能不斷適應行業科學與技術進步，能夠承擔環境項目評價與環境保護管理的創新復合型人才”。

（三）課程體系的優化

課程是專業教育的基本載體。專業教育目標的達成依賴于課程教學目標的達成。課程體系的優化要堅持以下幾點：（1）堅持反向設計。所有課程開設、課程內容和各教學環節都圍繞學習成果（培養目標）進行。OBE指導下的環境科學專業教學要在強固基礎知識的基礎上，通過更多綜合實驗、開放性實驗、項目研發與環境研討會等手段增強學生的分析、評價和創新能力的培養，形成20%數學與自然科學，15%人文社科通識課程，35%專業基礎和專業課，30%項目實踐與畢業論文的課程體系。（2）堅持以學生為中心。以學生為中心不但要關注學生的一般性特點，更要強調學生的個性化差異。（3）堅持持續改進。課程體系的優化是個動態的過程。以學習成果的達成度為起點，評價每門課程支撐能力指標達成與否。對于課程目標值沒有達成的課程要從課程設置和教學內容等方面分析具體原因。在此基礎上，動態調整優化課程體系。（4）堅持系統化設計。課程體系是一個整體。從知識結構上，課程體系是由基礎課程、專業基礎課程和專業課程組成的金字塔體系。從能力指標支撐上，一個能力指標值應是由數門課程支撐的，而不是只靠一門課程來達到一項能力的培養。比如，在修訂的新培養方案中，分析復雜環境問題的能力指標項由環境監測、環境化學、環境科學綜合實驗三門課程支撐。

（四）教學策略的調整

基于OBE的實施原則和要點，教學策略應注意以下幾個方面：（1）多樣靈活的教學模式和方法擴大機會。教師和教學活動提供促進學生成功學習的條件和環境。翻轉課堂可以促進學生自主學習，應該積極嘗試;但要指出的是，無論哪種教學模式都會存在其缺陷和不足，采用混合式教學模式，將傳統教學和各種新的教學模式如MOOC等結合，發揮信息技術和多媒體的優勢，既可激發學生的自主性和創造性，也可發揮教師的引導和監督作用。（2）強化高階能力的培養。作為一個偏應用性的理科專業，高階認知和思維能力的培養至關重要。問題學習和項目學習是獲得高階認知和智慧的方法，應該大力倡導。可以通過環境影響評價、環境監測、環境質量分析等項目促進學生學習，提升學生的創新能力。（3）加強校企合作，聯合培養學生的綜合能力。加強校企合作是由OBE本質確定的。OBE強調學習目的是滿足社會和行業需求。校企合作的方式可以是多樣的。高校可以通過企業調研制訂更為有效的人才培養方案。可以采用“3.5年學校學習+0.5年企業實踐”的模式[4]，鍛煉學生的實踐能力和適應社會挑戰的能力;可以在教學環節中安排學生到企業參觀實習，也可請專業技術人士在校講座。

三、結語

理科專業教育認證工作進展滯后，但 “成果導向教育”對于理科專業人才培養具有有益的指導作用。為此，本文從以學生為本以學習成果為目標的教學理念轉變、培養目標的優化、課程體系的調整、教學策略的優化四個方面闡述了應用“成果導向教育”指導環境科學專業人才培養的實踐探索，為高校理科專業人才培養改革提供了新的思路和方向。

參考文獻

[1]中國教育部高等教育司.教育部高等教育司關于轉發已通過工程教育認證專業名單的通知[EB/OL].（2019-06-20）[2020-04-21].http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/A08_gggs/A08_sjhj/201906/t20190624_387402.html.

[2]Spady W.G.Outcome-Based Education：Critical Issues and Answers [M].American Association of School Administrators，1801 North Moore Street，Arlington，VA 22209，1994：12-12.

[3]李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[4]丁耀彬，呂琳.污染控制系列課程教學內容和方法的研究[J].廣東化工，2017，44（1）：133-134.