“土壤污染修復技術”課程新型教學體系構建
——基于OBE理念的教學改革

劉元元，石德智，蔣 琰

（重慶大學 環境與生態學院，重慶 400044）

引言

近二十年間我國工業高速發展，城市化進程加快，導致土壤污染問題日益嚴重，對人類的潛在健康威脅極大。土壤污染防治已經成為生態環境保護領域的一個重要內容，2016年我國《土壤污染防治行動計劃》出臺，2019年開始實施《中華人民共和國土壤污染防治法》。隨著科技部2016年開始安排“農業面源和重金屬污染農田綜合防治與修復技術研發”，2018年開始安排“場地土壤污染成因與治理技術”等重點科技研發專項，土壤污染防治已經成為國家的一個重大科技需求，土壤污染修復也應成為環境工程專業一個不可或缺的方向。

一、“土壤污染修復”相關課程建設現狀

采用會議交流、現場走訪、線上交流等方式對清華大學、浙江大學等13所國內知名高校環境工程、環境科學與工程專業開設土壤污染修復相關課程情況，得到如下發現：（1）13所高校中大多數高校均將土壤污染修復相關課程作為其環境工程、環境科學與工程專業本科生培養方案中的一門重要專業課程［1］，調研學校中3所高校未開設相關課程。課程學時多為32，學分為2。（2）土壤污染修復相關課程教材數量總體較少，在對各高校進行調研過程中發現，教學團隊均認為當前教材難以支撐其教學過程，急需高水平針對性的適用于環境工程專業本科生使用的教材。（3）常用教學方法主要包括課堂講授、分組討論、學生課外自學和案例分析等方法，其中案例分析和現場教學已經成為各個高校開展土壤污染修復相關課程教學過程中一個重要的教學方法。（4）在大多數高校本課程教學大綱中尚未包含課程思政內容，各高校教學團隊均表示正在積極嘗試將思政元素融入教學過程。（5）OBE教學理念在各高校土壤污染修復相關課程教學過程體現仍不夠系統具體。對課程教學對培養目標、畢業要求的支撐不夠明確，以“學生學習”為中心的教學體系仍不夠完善。

二、“土壤污染修復技術”課程特點和教學現狀

“土壤污染修復技術”課程是重慶大學環境工程專業培養計劃污染控制課程群中不可或缺的一門針對土壤環境介質污染控制的專業課程，被設置為專業選修課，32學時，2學分。自從2021年開設了該課程后，已經形成環境工程專業培養方案中支撐“土壤污染修復”方向的完整課程體系。表1列出了相關專業課程及開設學期。

表1 “土壤污染修復技術”與現有課程體系其他課程的關系

該課程的課程目標包括知識貢獻、能力貢獻和素質貢獻三方面。知識貢獻方面，引導學生了解土壤污染狀況，認識土壤污染形成過程，深入認識土壤污染修復方法與技術，知悉土壤污染修復技術的國內外發展現狀；能力貢獻方面，通過課堂討論和文獻查閱培養學生獲取信息、獨立思考和團隊合作能力，通過案例教學培養學生綜合運用知識和自主發現問題的能力；素質貢獻方面，培養學生針對土壤污染修復開展技術應用及科學研究的基本素養，為學生進行土壤修復領域相關的工程應用和學術研究奠定基礎。

三、工程教育認證的OBE教學理念

重慶大學環境工程專業于2015年和2018年已經先后兩次通過中國工程教育專業認證協會的工程教育認證。基于工程教育認證的OBE（Outcome-based Education）理念，通過精細化組織和構建課程教學內容和方法，形成本課程的新型教學體系。OBE教育強調“學生能做什么”，而不是“學生知道什么”，只有以“學生學習”為中心的教學體系，才能實現OBE的教學目標［2-3］。OBE工程教育認證概念框架中，課程教學為該框架中的“實現”層面的核心環節。OBE教育理念需要將傳統教育模式中的教師教學設計轉為“學生學什么”，將教學過程轉為“學生怎么學”，將教學評價轉化為評價“學生學習得如何”。

四、新型教學體系構建

本課程通過引入土壤污染領域“研究前沿”強化學生對基礎理論的學習，構建“課程案例庫”強化學生的實踐能力，通過現場實習或野外實踐告訴學生“應該怎樣學”并檢驗學生“學得如何”，從而能完善以“土壤污染修復技術”課程為“實現”層面核心環節的工程教育認證子系統。

本課程通過整合和優化“土壤污染修復技術”課程的環境土壤學基礎、場地環境調查與風險評估、土壤污染修復方法與技術、污染土壤修復工程案例分析等內容和教學方式（如表2），形成基于OBE理念的新型（以“學生學習”為中心的“開放式—研究型—需求牽引式”）三元教學模式，如圖1所示。

圖1 基于OBE理念的“S-ORN” 教學模式［4］

表2 “土壤污染修復技術”課程教學模塊、內容和方式

（一）畢業要求和培養目標的OBE理念具體化

以工程教育認證體系為指導，面向“土壤污染修復技術”課程在環境工程專業學生的畢業要求和培養目標，以“學生學什么”“學生怎么學”和“學生學習得如何”等“學生學習”的各關鍵環節優化為關注點，體現OBE教育理念的具體化。

（二）“需求牽引式”教學內容的優化

從土壤資源的重要性著眼，強調國家在土壤污染修復方面的需求導向；基于土壤污染的嚴重性和土壤保護的迫切性，提出重大科學問題導向。顯化學生在土壤污染防治方面應該承擔的“社會責任”等育人環節，強化學生的使命與擔當意識，提升學生保護土壤的“人文素養”，形成本課程思政學習知識點和教學環節［5］。“國家需求”將貫穿教師教學和學生學習全過程，形成“需求牽引”的新型教學體系。

（三）“研究型”學習內容的梳理

基于環境土壤學基礎理論知識，引入當前國內外土壤污染修復的前沿理論，引導學生了解土壤污染狀況，認識土壤污染形成過程，深入認識土壤污染修復方法與技術，知悉土壤污染修復技術的國內外發展現狀。

（四）“開放式”教學方式的引入

為豐富本課程的教學方式，將弱化傳統講授模式的比重，構建課堂講授、案例庫分析和野外實踐的開放式教學［6］；邀請了代表性的污染土壤修復工程技術負責人、重點科研項目科學家和環境管理資深專家等參與開展專題教學；收集整理污染土壤修復實際案例，梳理解析典型工程案例，構建污染地塊風險評估和修復工程案例庫。

（五）課程思政元素的設計

在我國土壤污染現狀、土壤組成與性質、我國主要土壤類型、土壤環境質量標準、污染土壤淋洗修復技術、污染地塊風險管控技術等授課知識點授課過程中，融入社會責任、“雙碳”目標、美麗中國、理論聯系實際等思政元素。

五、實施初步效果

通過2020年和2021年兩次授課，初步取得了如下實施效果。

（一）在有限課時條件下平衡學生對基礎理論學習和當前研究前沿的掌握

以授課教師當前正在開展的科研項目引入，提出當前研究熱點和科學關注問題，引導學生深入和準確理解核心基礎概念和理論，從而體現出“研究型”教學的鮮明特點。通過“案例教學”和“野外實踐”強化了學生的感性認識，提高了學生對基礎理論的理解和掌握能力，強化了學生對基本概念的深化理解和靈活運用，識別和分析土壤污染修復的關鍵科學問題。

（二）實現國家需求與教學內容的全面融合

當前，我國土壤污染備受關注，土壤污染修復領域國家重大科技需求眾多，通過將備受關注的污染事件、大規模的修復工程和科技研發重點項目指南等融入教學內容全過程，使學生深入了解了國家對土壤污染修復的多維度需求，強化學生的責任擔當意識。從土壤資源的重要性著眼，強調國家在土壤污染修復方面的需求導向。基于土壤污染的嚴重性和土壤保護的迫切性，提出重大科學問題導向。顯化學生在土壤污染防治方面應該承擔的“社會責任”等育人環節，強化學生的使命與擔當意識，提升學生保護土壤的“人文素養”，形成本課程思政學習知識點和教學環節。“國家需求”將貫穿教師教學和學生學習全過程，形成“需求牽引”的新型教學體系。

（三）通過“開放式”教學方式的引入豐富了教學體系

弱化了傳統講授模式的比重，構建課堂講授、案例庫分析的開放式教學；邀請污染土壤修復工程技術負責人、重點科研項目科學家和環境管理資深專家等參與開展專題教學；在當前已經收集整理的近多個污染土壤修復案例的基礎上，梳理解析典型工程案例，構建污染地塊風險評估和修復工程案例庫；將基礎理論知識的教和學滲入土壤污染修復實際工程的案例分析過程中，強化了學生對本課程核心概念和理論的感性認識，提升學生綜合運用知識和自主發現問題的能力。

通過“土壤污染修復技術”新型教學體系的初步運用，引導學生樹立了可持續發展觀和正確的環境觀，引導學生培養土壤污染修復的社會責任感，鍛煉了學生的團隊合作和溝通能力。利用課堂交流、學生課程報告匯報、考生等形式收集對課程問題、意見和建議，利用QQ群和答疑時間建立課程反饋機制，就教學內容、教學方式和教學效果等進行溝通。通過與學生交談、設置問卷，反饋本課程知識點與思政融合的效果。針對學生的意見和建議，召開教學團隊研討會，共同分析問題，并提出解決方案，達到持續改進的效果。

結語

本文提出的以“學生學習”為中心的三元教學體系，可以充分兼顧環境工程專業“土壤污染修復技術”課程的特點和需求，符合工程教育認證堅持的OBE理念。在重慶大學環境工程專業兩年的教學實踐表明，通過實施該教學體系可以有效推進學生創新性思維的訓練，提升學生在土壤修復方面的專業素養，并且具備持續改進的優化機制。