工程認證視域下地方高校實驗教學改革初探

張立浩 朱宗強 唐沈

［摘 要］ “物理性污染控制實驗”是環境工程專業本科階段的專業實驗課程，具有較強的工程應用實踐性。為了滿足目前工程教育專業認證的要求，針對地方高校環境類本科“物理性污染控制實驗”課程的教學現狀與存在的問題進行了深入探究。結合桂林理工大學環境工程專業工程教育認證的實踐和經驗，嘗試了多種教育教學方式和教學改革模式，以期提高學生學習的積極自主性，實現學生的自主創新能力、學習能力和工程應用能力的有效提升，培養出更為優秀的環境工程專業人才。

［關鍵詞］ 工程教育認證；新工科；物理性污染；實驗教學；工程應用

［基金項目］ 2022年度桂林理工大學校級教改項目“新工科‘雙一流雙驅背景下地方高校環境類本科物理性污染控制實驗教學改革與實踐”（2022B19）；2022年度廣西高等教育本科教學改革工程項目“環境類現代產業學院的‘三鏈融合育人模式改革與實踐”（2022JGA206）；2022年度廣西學位與研究生教育改革項目“環境類研究生實驗室安全管理模式研究與實踐”（JGY2022137）

［作者簡介］ 張立浩（1989—），男，湖北荊州人，碩士，桂林理工大學環境科學與工程學院實驗師，主要從事實驗室管理與建設、實驗教學研究；朱宗強（1982—），男，廣西北海人，博士，桂林理工大學環境科學與工程學院研究員，主要從事實驗室管理與建設、實驗教學研究；唐 沈（1981—），男（壯族），廣西河池人，碩士，桂林理工大學環境科學與工程學院工程師，主要從事儀器設備分析與管理、實驗教學研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）15-0081-04［收稿日期］ 2022-06-30

引言

工程教育專業認證主要由專門行業協會、專業學會會同專業領域的教育專家和相關行業企業專家共同施行，是實現工程專業教育國際互認及工程師資格國際互認的重要基礎［1］。工科專業畢業生達到該行業認可的既定質量標準要求是工程教育專業認證的核心，其在認證過程中的合格性評價以培養目標和畢業出口要求為導向。專業課程體系設置合理、師資隊伍配備齊全、辦學條件配置標準等是工程教育專業認證的要求。以學生畢業能力的達成度為核心任務展開高校工科專業的教育認證，并在此基礎上強調建立專業持續改進機制，以保證專業教育質量和專業教育活力，為培養工程技術人才提供保證。

“物理性污染控制實驗”課程是環境類院校的重要專業基礎課，集理論性、實踐性和應用性于一體，涉及面廣、發展迅速，具有很強的實踐性和應用性［2］，不僅需要學生掌握污染控制原理，而且要通過實際監測使學生掌握特定的實驗技能及物理性污染物控制技術的基本程序，為學生今后開展工作奠定堅實的理論與實踐基礎。

一、課程改革意義

2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設。近年來，我國高速發展的環保事業為環境工程專業人才培養指明了方向。桂林理工大學是一所具有明顯地方特色的高等院校，本著建設全國一流的應用型高水平大學的戰略目標，著力培養高水平高素質的應用創新型工程人才。學校在人才培養過程中對實驗實習教學的重視度愈來愈高，環境工程專業的實踐實習學時數相比之前明顯增多。地方高等工科院校注重學生的實踐能力培養，聚焦于學生的創新思維和解決實際問題能力鍛煉［3］。桂林理工大學“物理性污染控制實驗”課程的教學改革實踐，有助于增強工程專業教育人才培養對產業發展的適應性和示范度。

二、課程改革存在的問題

（一）地域資源限制

目前，地方高校受地理位置、學校品牌、教育經費和生源質量等諸多問題的制約和掣肘，對此，實踐教學模式的改革必須緊緊依靠信息化手段及時對接地方經濟社會發展需要和行業人才要求，快速集成和優化實踐課程的教學內容，創新實踐課程的教學方法，深化實踐課程的教學工藝設備改造，促進實踐課程資源的共建共享，從而進一步深化改革實踐課程教育的模式。

（二）課程設置局限

環境工程專業的“物理性污染控制實驗”課程包括物理性污染物的監測實踐內容。作為理論課程的配套教學，“物理性污染控制實驗”課程具有舉足輕重的作用。然而，在具體的“物理性污染控制實驗”教學過程中，由于實驗室條件的限制及硬件設備的缺乏，很多實驗項目無法在實驗室開展。在實踐教學中，大多數實驗偏重于實驗指導書中的程序化操作內容，多數以物理性污染監測為主，并未體現工程教育認證體系中的應用型人才培養模式。另外，開展的實驗項目僅有噪聲監測實驗（包括室內噪聲監測、不同材料吸聲系數的測量和設備聲功率級測量）、電磁輻射監測實驗（包括典型輻射體電磁輻射近場分布監測）、室內光照度監測等，實驗內容較為單一，缺乏對學生個性化、應用創造性的思維能力培養，同時受課時的限制，對生活中常見的物理性污染物的監測實驗不能做到面面俱到。

（三）教學模式陳舊

現如今，在大部分地方工科高等院校中，實驗教學仍存在一些不足，主要表現在：課程教學目標與工程教育認證要求缺乏有效銜接；課程教學設計相關專業內容較少，導致在實驗內容設置上，探索和設計型綜合實驗較少；實驗考核模式單一；任課教師的專業背景與課程知識不匹配；等等。這些條件的限制導致實驗教學的功能不能得到充分的發揮，學生在實踐實驗中雖然動手能力得到了一定程度的鍛煉，但科研素質與科學思維并沒有得到培育。

三、課程改革舉措

（一）思政元素植入

在“物理性污染控制實驗”實踐教學過程中，貫徹人文倫理和職業道德理念，以“環保、法治、生態文明、和諧共處”為核心思想，樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀和生態倫理觀，基于人與自然和諧發展、共存共榮的生態意識，把科學發展觀和自然觀融入社會主義核心價值觀教育中，通過道德倫理教育，以道德關注為基礎，授以倫理問題的習俗與技能，科學指導和建設物理性污染控制實驗室的安全與文化，以實現人文環境與實驗環境并重，滿足師生的生理、心理、健康學及美學的需求，構建實驗室安全文化體系，營造安全和諧的實驗環境。

（二）教學地位提升

“水—土—氣”三大環境介質的污染問題引起了社會大眾及環保學者的普遍關注。在我國，環境工程專業學生所學的專業課程大部分以解決化學性污染問題為主。與化學污染問題不同，物理性污染是以一種看不見摸不著的能量形式存在的。因此，在學生學習該門課程時易對物理性污染物缺乏感性認識。另外，大部分學生在本科學習期間有考取研究生繼續深造的計劃，而考察所有高校研究生招生考試的初試科目，大多數都與該門課程無關，從而降低了這門課程在學生心中的分量。綜上所述，大部分學生在學習這門課程的時候，認為該門課程的學習可有可無，忽視了物理性污染控制實驗的監測實踐實驗的重要性。所以，理論課教師在教授該門課程時，應提高學生對物理性污染問題的重視，只有學生重視了課程學習，才可能達到滿意的實驗教學效果。

（三）教學目標明確

根據環境工程專業人才培養方案制定教學目標，設計課程體系，在實踐中統籌安排實驗課程項目和實驗學時，避免重復。一般而言，“物理性污染控制實驗”教學會與環境影響評價、監測實習內容等存在重復。因此，在實驗課安排過程中應該盡量避免實驗課內容的重復開設，可以在已學基礎上進行更深層次的加深，以免打消學生學習的積極性和對課程學習的熱度。課程教學目標應該為通過系列的實驗實踐教學，加深學生對物理性污染物的認識及對基礎理論知識的理解，了解相關的物理性污染物的監測、防治及評價，以達到培養學生分析和解決實際環境問題能力的目的。學生在學習過程中，應該按照課程教學大綱要求，認真完成監測評價實驗和基礎計算，以實踐促進理論知識理解，培養通過資料檢索或實際實驗解決具體物理性污染問題的能力，進而掌握物理性污染監測及控制技術，更好適應社會及環保行業的發展要求。

（四）教學內容優化

秉承工程教育認證的核心理念，依托網絡教學平臺，開展了虛實結合的實驗教學模式探索。以成果為導向設計課程目標及教學內容，以學生為中心構建實踐教學的網絡學習和特色教學資源，以虛實結合的方式實施實驗過程，以課程目標達成度評價實驗教學質量。同時，以學生綜合工程能力培養為目標，強化與企業的合作?！拔锢硇晕廴究刂茖嶒灐闭n程覆蓋面較廣，內容較多，具有“看不見摸不著”的特點，導致一些學生僅對其有一個感性的認識，不好理解其理論知識。往年“物理性污染控制實驗”課程開設的實驗項目大多數是以簡單的物理性污染監測為主（包括噪聲監測實驗等；不同隔音房材料的降噪效果探究實驗；電磁輻射監測實驗，包括典型輻射體電磁輻射近場分布監測、家用電器或儀器設備工作狀態對電磁輻射的影響等），實驗內容較為單一，缺乏對學生個性化和創造性思維能力的培養。桂林理工大學以工程教育認證為導向，對“物理性污染控制實驗”課程進行改革，更新教學內容，整合實驗內容，針對不同模塊開展相應的實驗項目，并根據實驗內容，完善實踐教學所需的場所和設備。往年的“物理性污染控制實驗”課程均在環境科學與工程實驗室完成，物理性污染的教學設備只有聲級計12臺、手持式電磁輻射檢測儀4臺，很難滿足“物理性污染控制實驗”教學的要求。通過近幾年的設備更新及模式改革，補充了相關儀器設備以支持實驗教學，主要包括光照測量、環境振動和環境放射性輻射污染檢測設備，為更好地開設新的實驗項目奠定了硬件基礎。與此同時，通過實驗課程學生不僅可以學會各種類型污染的檢測，而且能了解儀器設備的原理以及所檢測數據的分析和評價方法。

（五）實驗教學質量評價體系完善

實驗教學是高校本科實踐教育的重要部分，在工科專業中顯得尤為重要。為達到培養創新型應用工程人才的目標，搭建和完善我?，F有的實驗教學質量評價體系是目前亟須完成的事情。對于實驗教學而言，實驗教學質量評價體系是對實驗教學前期準備、教學實施過程、教學后期效果及實驗報告撰寫等方面進行綜合、全方位、多層次的評價系統。應著重圍繞實驗教師、學生及實驗技術人員，以人為本，構建評價內容、方式多元化的綜合評價體系。在管理制度方面，地方高校受地域和資源限制，可以根據自身的實際情況制定實驗室準入制度和實驗教學規章制度，規范學生和教師在實驗實踐活動中的行為，在一定程度上保證實驗教學秩序的正常進行和實驗教學的有序開展，實現實驗教學規范科學化的管理；在教學條件方面，實驗經費和實驗資源應滿足專業人才培養要求和實驗教學規模配置，同時還能滿足學生實踐動手能力培養的需要，保證設備狀態良好；在教學過程方面，應不斷更新并完善實驗課程教學大綱，滿足工程應用對學生的要求。另外，實驗教學應該按照教學大綱嚴格進行，以保證實驗教學的正常秩序和實驗教學任務的圓滿完成。教師在教學中要起到充分引導和啟發的作用，對實驗現象進行深入的討論和探索，充分利用現代信息技術和多媒體手段，直觀展現實驗現象本質，提高學生的切身體驗感，以保證學生畢業工作后能盡快轉換角色，適應崗位的需求。在教學效果評價方面，科研反哺教學，應將教師的實驗教學改革成果及競賽獎勵與實驗實踐教學活動有機融合、互聯互動，激發學生對自然科學的興趣和探索欲望，促使從事實驗教學的教師更新傳統的教育觀念，提升自身的教學質量水平。

結語

針對地方高等院校本科環境類專業“物理性污染控制實驗”課程的基本現狀，基于OBE教學理念，以現代信息技術手段強化環境類應用型工程人才培養為抓手，運用現代信息技術手段提升地方高校環境類專業的本科實驗課程教學質量水平。桂林理工大學是一所具有明顯地域特色的地方高等工科院校，“物理性污染控制實驗”課程是環境類本科的一門專業必修實驗課，作為一門獨立成課的實驗課程，其具有專業系統性的特點，必須囊括對環境中所有物理性污染物的概述、監測及控制等知識點。在新工科及“雙一流”建設背景驅動下，桂林理工大學環境科學與工程學院以工程教育認證標準為導向，由之前主要對環境噪聲污染設置的三個監測性實驗轉變為以噪聲污染、光污染及電磁輻射污染為主要污染物的監測實驗。通過對“物理性污染控制實驗”教學內容進行改革，整合和梳理當前實驗內容，激發了學生學習的積極性和能動性，加強了學生對理論知識的理解和應用，對培養創新型應用工程人才具有現實意義。

參考文獻

［1］李紅，陳步云，徐理軍，等.構建實驗教學質量評價體系，提升實驗教學質量［J］.實驗室研究與探索，2009，28（6）：234-237.

［2］盛梅，孫賢波，蔣曉鳳，等.環境類實驗教學質量評價和監控體系的構建［J］.實驗室科學，2021，24（1）：98-102.

［3］郭紅，陳維民，劉勝輝.工程教育專業認證背景下OBE人才培養模式研究［J］.文化創新比較研究，2021，5（30）：95-98.

Abstract： Physical pollution control experiment is a professional degree experimental course in the undergraduate stage of environmental engineering， which has strong engineering application practice. In order to meet the requirements of the current engineering education professional certification， an in-depth analysis is made based on the current teaching status and existing problems of the “Physical Pollution Control Experiment” course for environmental undergraduates in local colleges and universities. Combining the universitys experience in engineering education certification for environmental engineering majors， we have tried a variety of education and teaching methods and teaching reform models， and achieved effective improvement of students independent innovation， learning and engineering application capabilities， in order to improve students autonomy and cultivate more excellent environmental engineering professionals.

Key words： engineering education certification; emerging engineering education; physical pollution; experiment teaching; engineering application