OBE理念下的“環境化學”課程教學改革與實踐

丁艷 盛蒂 朱蘭保 馬莉 常曉梅

[摘 要] 基于以成果為導向的教育（OBE）理念，以蚌埠學院為例，圍繞學校的辦學定位和環境科學專業人才培養目標和要求，將OBE模式與“環境化學”課程教學改革緊密結合，對“環境化學”課程的教學目標、內容、教學手段及課程考核（評價）形式等方面，進行了持續的改革和探索。結果表明，基于OBE模式的“環境化學”課程教學改革，促使教學質量和教學效果有了明顯的改善，提高了學生學習的主動性和創新思維能力，提升了學生的實踐能力、協作精神和獨立思考能力等綜合素質，為培養創新型、應用型人才奠定基礎。

[關鍵詞] 環境化學;OBE模式;課程改革;教學實踐

[基金項目] 2019年度蚌埠學院教育教學研究項目“基于OBE理念的‘環境化學’課程教學改革與探索”（2019JYXML24）;2021年度蚌埠學院課程思政建設示范課程“環境化學”（2021szsfkc6）;2020年度安徽省質量工程項目“環境生態學MOOC”（2020mooc292）

[作者簡介] 丁 艷（1980—），女，安徽蒙城人，碩士，蚌埠學院土木與水利工程學院講師，主要從事農產品安全與環境研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）22-0097-04 [收稿日期] 2021-12-27

環境化學是研究有害化學物質在環境介質中的存在、化學特性、行為和效應及其控制的化學原理和方法的科學。“環境化學”作為環境科學專業的一門專業基礎課，其教學目標是：通過對環境化學理論和實驗課程的學習和實踐，讓學生掌握其研究內容、課程特點及其發展動向;熟練掌握環境化學的基本原理和化學污染物在各圈層中的環境化學行為及其效應，讓學生明確該課程的任務和目的，明確環境化學在解決環境污染問題中的地位和作用，提高學生對科學研究的認知，培養和提升學生的獨立、創新思考能力和科研水平[1，2]。

蚌埠學院是一所地方綜合性高校，秉承“地方性、應用型、開放式、強工科”的辦學定位，以培養應用型專業人才為宗旨。環境化學的教學目標符合學校的辦學定位和專業發展要求，所以在教學過程中不能只單一傳授知識點，更重要的是培養學生探究實際環境問題的能力，使學生能夠分析環境問題產生的原因，并提出相應的治理環境問題的方案。基于本課程的性質、特點，結合學校發展定位和人才培養目標與要求，在課程教學過程中需要充分拓展思路，探索新的教學模式，提高學生的學習能動性和學習效果，培養全面發展的應用型優秀人才。

一、“環境化學”課程改革的意義與思路

20 世紀80 年代，以成果為導向的教育（Outcome-based Education，簡稱OBE）模式在美國興起。美國學者Spady W.D把OBE定義為“清晰地聚焦和組織教育系統，使之圍繞確保學生在未來生活中獲得實質性成功的經驗進行教學”[3]。OBE注重“以生為本”的教育理念，是一種聚焦于學生“成果產出”的培養模式[4]。因此，OBE是一種教育模式的改革與創新，在高等教育課程教學體系中被廣泛應用。將OBE教育理念應用于“環境化學”課程教學中，首先，確定課程的教學目標，實現教學目標，然后，以教學目標達成情況和教學任務完成情況作為評價指標，評估教學效果，并持續改進。通過優化教學內容，改革教學方法，探索課程考核方式等，加強理論教學與實踐應用融合，提升學生的學習積極性和自主學習的能力，提高教學效果，為提高學生解決實際問題的能力奠定基礎。

課程教學改革思路的設想是：以OBE教學理念為引領，參照“環境化學”教學大綱的教學要求，確定課程的教學目標[5];以培養學生學習興趣，提升學生學習能動性，提高學習效果為主線，對教學內容、教學方法和考核方式等方面進行探索和改進;根據教學效果，多角度全面準確地評價教學質量和教學效果。通過OBE教學模式對學生的學習效果及綜合能力的提升情況進行評定[6]，分析該教學模式的優劣，為今后進一步教學優化改革提供參考。

二、“環境化學”課程教學改革的方法

為了更好地完成教學目標，基于以產出為導向的教育理念，課程改革的任務是讓學生通過課程的學習掌握扎實的基礎理論知識，更好地把知識轉化成能力，運用知識解決實際問題。同時，引領和指導學生提升自學能力，讓學生擁有良好的自學能力，以便于更好地勝任以后的學習和工作。

（一）結合專業培養目標，明確課程培養學生能力的方向

在OBE理念的驅動下，首先要明確課程教學目標，并結合環境科學專業人才培養方案目標。從知識、能力和素質三個方面，實施教學與效果評價[7，8]。蚌埠學院環境科學專業與“環境化學”課程聯系的培養目標，主要體現在應用化學知識表述和剖析環境污染問題，并能運用所學知識解決環境污染問題。相對應的教學目標包括：掌握環境化學的基本知識和技能，能夠完成對環境介質中污染物檢測的基本操作;能夠運用所學知識分析污染物在生物體內的遷移、轉化過程及其環境化學行為。

鼓勵學生充分利用線上學習資源，提升自學能力。在線學習已經成為一種重要的學習方式，實際上，互聯網上有許多優秀教師及優質課程資源，能不能有效利用這些資源，一步步開闊眼界，提升格局，考量著學生的自主學習能力。由教師精選出一些優質的網絡課程，如大學MOOC、精品課程、公開課等課程資源，作為課堂教學內容的補充和延伸，引導學生課余學習，豐富學生的學習方式和學習內容，同時提升學生的自主學習能力。

（二）以教學目標為導向，有效實現預期的學習產出

1.優化教學內容。本課程授課內容以《環境化學》（主編戴樹桂）（第三版）為主講教材，其內容主要包括：大氣環境化學、水環境化學、土壤環境化學、生物體內的運動過程及毒性和污染物在環境各圈層的轉歸與效應等，涉及的知識面廣、領域寬，照本宣科進行教學，可能會讓學生感到課程內容空洞，缺乏學習興趣，甚至出現厭學等現象，最終可能學無所獲。依據OBE理念，學生接受知識才是有效教育。因此，可通過整合進一步梳理課程教學內容的架構，并且以培養學生應用能力為重點教學內容。同時，在教學過程中，把環境化學方面的前沿動態、我國的環境保護政策、遇到的實際環境問題與專業知識教學結合起來，加之智慧性引導，以實現“有效教學”的目標。

為在教學課時少的情況下，完成既定的教學目標，把環境專業人才培養目標與“環境化學”課程特點相結合，把教學內容重新構建，將知識點分為不同等級層次，大致包括深入探究、重點掌握、一般了解和自學四個層次。也就是說，通過引入案例等方式，增補和深入分析對學生繼續深造或未來工作極為重要的知識，如污染物在各圈層的遷移、轉化規律及效應;對于一些比較重要的概念、定義及重要的化學反應，如光化學反應過程，要求學生重點掌握;對于一些常識性的或者先修課程學習過的知識（如物質通過生物膜的方式等），學生了解即可;對于一些深奧難懂、不容易在短時間內掌握的知識，如有機物的定量結構與活性關系，建議學生自學。

此外，環境化學實驗的實驗項目由傳統的四個基礎性實驗，改為基礎性實驗和綜合（設計）性實驗兩部分。通過實驗訓練學生實驗操作的技能，使學生理解科學規律、掌握科學研究方法，并能運用理論知識解決實際的環境污染問題。

2.改進教學方法。教學方式的改變是提高教學效果的必要措施。利用多種線上和線下的教學手段，采用多元化的教學方式，學生通過多種方式、多個角度學習環境化學知識，增加學生與教師之間的互動，激發學生的學習興趣。（1）線上與線下相結合。隨著科技的發展，信息技術的革新日新月異，網絡拉近了人與人之間的距離，也開拓了人們的視野，知識的獲取變得更加生動有趣且容易便捷。在教學過程中采取線上與線下相結合的方式，充分利用蚌埠學院網絡學習平臺（http：//bbxy.fy.chaoxing.com/portal）的便利條件，實時發布每節課的預習內容和課后作業，以及一些最新的文獻資料和典型案例分析;同時向學生推薦大學MOOC、精品課程等網絡資源，作為學生線下學習的有益補充和完善。將“環境化學”課程教學與網絡資源有機結合進行教學方式的改革，彌補了“環境化學”教學形式的單一化，開闊了學生的視野，同時改善和提高了學生的學習效果[9，10]。（2）任務驅動教學法。為了提高學生參與課堂學習和交流的積極性，鼓勵學生結合當前的環境熱點問題，自擬與知識點密切相關的“論題”，每3～5人一組，自由組隊參與資料的搜集和PPT制作，以PPT展示的形式在課堂上與大家分享。在這個過程中，學生通過確定選題、查詢文獻資料、制作PPT等環節，不僅提高了學生對文獻資料的閱讀、整理歸納能力，更重要的是讓學生接觸到課本之外的知識，開闊了學生的知識視野，提升了學生對知識的理解和掌握程度。同時，自由分組能充分調動學生的積極性，提升學生的課堂參與感和主人翁意識，以達到學生主動參與實踐，從實踐中收獲知識和技能的目的;能培養學生的團隊合作、互助的意識和協作能力。通過分析案例提高了學生對理論知識的運用能力、獨立分析和解決問題的能力。

在“環境化學”實驗教學改革過程中，注重以學生為中心，采取任務驅動型的實驗教學模式，將實驗教學環節分為基礎性實驗和綜合設計性實驗兩個部分。基礎性實驗，由學生獨立準備實驗所需試劑和設備，并開展實驗，記錄實驗數據，分析實驗結果，得出實驗結論。在綜合設計性實驗環節中，教師設計了多個研究題目供學生參考選擇，要求學生在查閱文獻的基礎上，寫出開題報告，并在教師的配合下自行設計實驗方案，自行準備實驗所需的材料。在研究過程中，實驗室（包括儀器設備）向學生開放，在教師的配合下學生自主進行實驗活動，并于學期末，完成一篇符合規范的研究論文。

3.改革課程考核方式，充分調動學生的學習動力。考核是對教師教學效果和學生學習結果的一種評價方式，也是教師教學改革和學生學習過程的促進力。要實現“以成果為導向”的教學模式，就需要不斷對課程教學進行改革和探索，讓學生完全參與到學習的過程中。這就要求考核時不能只看結果，要體現過程。蚌埠學院的課程考核采用課程形成性考核（評價）方式，主要包括過程性考核（40%）和課程末考（60%）兩大部分。過程性考核，包括考勤、課后作業、分組討論、課堂測驗、課后作業、實驗實踐、學生互評等環節，使學生充分明確過程考核的重要性，同時促使學生時刻具備危機意識，從而有效增強學生的學習規律性與自主性。期末考試的試題類型由常規的名詞解釋、填空題、選擇題和簡答題等，逐漸轉向綜合運用所學知識的開放性題型上，如案例分析題等。

三、效果分析

通過課程教學改革，重新梳理和優化課程內容，基于OBE理念的“環境化學”課程教學改革與實踐，經過兩個學期的教學實踐和學生反饋（學生滿意度達到90%），無論教學質量還是教學效果較傳統教學模式都有明顯改善和提高。結合以成果產出為導向，在教學內容上，認真研讀教材，對教材內容進行提取、凝練，優化教學內容，提高教學質量。在教學過程中，學生通過參與話題討論、以PPT的形式進行課堂分享等方式，積極參與到課堂中，改變了課堂上授課教師“一言堂”的教學方式。另外，實行以學生為中心，以教師為主導的教學宗旨，有效調節了課堂氣氛，調動了學生的學習積極性和主動性，課堂交互性加強，顯著改善了教學效果和教學質量，受到同行和學生的一致好評。

在教學過程中，讓學生運用所學理論知識解決實際問題，加深了學生對基礎知識的理解和掌握，培養和鍛煉了學生獨立分析問題、解決問題的能力。另外，通過團隊的形式參與話題討論、課內分享，豐富了學生之間的溝通交流形式和內容，也鍛煉了學生的協作精神。

結語

課程是學校進行人才培養的主要載體，也是實施教學活動的微觀環節[11]。成果導向教育（OBE）改變了傳統課程教學中僵化單一的模式[12]。蚌埠學院基于OBE教學理念改革“環境化學”課程教學過程，結合應用型人才培養要求，明確側重于學生能力的培養方向，優化了教學內容，改進了教學手段和方法，改良了課程考核評價指標體系等內容。相較于傳統的教學模式，成果導向教育理念全面體現了以學生為中心的教育價值觀，具體表現為：突出了學生在教學中的主體地位，提高了學生課堂參與度，增強了學生自主學習的能力。由此培養的學生才是知識與能力并重的學生，才能夠更好地服務社會、服務企業，真正實現學有所成，學以致用。

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Teaching Reform and Practice of the Course of “Environmental Chemistry” Based on the OBE

DING Yan， SHENG Di， ZHU Lan-bao， MA Li， CHANG Xiao-mei

（College of Civil and Hydraulic Engineering， Bengbu University， Bengbu， Anhui 233000， China）

Abstract： Based on the concept of achievement-oriented education （OBE）， taking Bengbu University as an example， we have closely combined the OBE mode with the teaching reform of “Environmental Chemistry”， and carried out continuous reform and exploration on the teaching objectives， contents， teaching means and the form of curriculum assessment （evaluation）. The results show that the teaching reform of “Environmental Chemistry” based on OBE mode can significantly improve the teaching quality and teaching effect， improve students’ learning initiative and innovative thinking ability， improve students’ comprehensive qualities such as practical ability， cooperative spirit and independent thinking ability， which may lay a foundation for cultivating innovative and applied talents.

Key words： Environmental Chemistry; OBE; course reform; teaching practice