基于OBE理念提升環保設備工程專業課程改革

趙媛媛 王秀禮 楊成方 潘 艷

1.江蘇大學環境與安全工程學院 江蘇鎮江 212013;2.徐州工程學院環境工程學院 江蘇徐州 221018

在生態文明建設和美麗中國目標的巨大需求催動下,人們的環保意識環保理念逐漸提升,環保市場將迎來新的發展局面。環保裝備制造業是環保產業的重要組成部分,是保護環境的重要技術基礎,是實現綠色發展的重要保障。環保裝備制造業規模迅速擴大,發展模式不斷創新,服務領域不斷拓寬,技術水平大幅提升,我國環保設備行業規模將繼續擴大,市場空間持續擴容,預計到2023年,我國環保設備行業產值將有望超過9500億元[1-3]。環保設備工程專業自從2011年經教育部批準設立開始,我國近20余所高校開設環保設備工程專業。環保設備專業屬于典型的跨學科專業,專業培養過程中與環境工程、機械工程、電氣工程自動化等專業密切相關[4-5]。在人才培養中存在幾個主要問題:

(1)專業契合度高的師資,知識技能復合型教師的培養,當前沒有環保設備工程專業博士點,高校在環保設備專業的融合方面面臨一定的困難;

(2)復合型高級工程技術人才培養方案的修訂,當前國內高校在環保設備工程專業人才培養方面目標一致,但是培養的過程、方式、可操作性、效果等方面還有很多值得研究的地方。

環保設備工程專業的培養目標:具有環保設備工程的基礎理論知識,精通環保裝備的研發、設計、制造和運行管理的專門專業知識和專業技能,既能夠從事環保設備的設計與制造、操縱與維護以及設備功能的改進和完善等方面工作,又能夠從事環保設備基礎理論研究和環保設備管理等方面工作的復合型高級工程技術人才。因此設置環保設備工程專業的高校需要加強現有教師專業素質的培養以及專業課程設置、培養模式、課程教學模式改革等方面的研究。本文著重闡述環保設備工程專業教學方式方法方面的要求、基于OBE模式下的建設路徑以及未來的提升辦法。

1 OBE與環保設備工程專業人才培養目標的一致性

傳統的課堂教學模式是一種以教師為中心、書本為中心和課堂為中心的教學模式。這與本專業的人才培養和課程設置、教學目標等都存在一定矛盾(見下表)。

環保設備工程專業課程建與傳統教學矛盾表

OBE教學模式強調項目為導向的教學方法,培養學生在解決實際問題中學習課程內容和實踐的能力,也強調與企業之間的聯系,培養復合企業需要的人才,同時也能及時反饋學生學習過程中存在問題[4,6-7]。OBE在環保設備工程專業人才培養方面的作用,主要體現在以下幾個方面:

(1)OBE強調明確的學習成果和目標,可以幫助環保設備專業教育者確定期望的學生終極能力和技能。

(2)基于OBE的課程設計強調學生的主動參與和實踐能力的培養。在環保設備專業中,將設計實踐性強的課程融入實驗課中,以培養學生在設計、操作和解決環保設備問題方面的實際能力。

(3)OBE教育模式注重對學生學習成果的評估。環保設備專業屬于應用性強的專業,在考查學生學習中,除了考試之外應該加入項目報告、實驗成果、技能表現評估等。

(4)OBE注重培養學生的綜合素質和職業能力。在環保設備專業中,可以為學生提供相關的實習機會、行業合作項目等,使他們能夠接觸實際工作環境,培養解決問題和團隊合作的能力,為其未來的職業發展做好準備[8-9]。

因此針對目前環保設備工程專業在實踐中存在的問題,以OBE模式為引導,結合環保設備工程專業的特點與新時代背景下對環設人才的需求,建立優化環設專業的人才培養路徑。

2 OBE模式下建設環保設備工程專業人才培養的路徑

環保設備工程專業人才的復合型是指具有兩個(或兩個以上)專業(或學科)的基本知識和基本能力的人才,同時還要具有應用型。環保設備課程的設置后的目標是以學生未來的工作需求為導向,注重培養學生的實踐能力和創新能力[10]。OBE(以學生為中心的學習)將學生的學習和評估置于課程設計和實施的中心位置,強調項目為導向的教學方法,可以讓學生在解決實際問題時學習課程內容,提高實踐能力[11]。美國工程教育認證協會將OBE教育理念其貫穿于工程教育認證標準始終,工程教育專業認證遵循三個基本理念:成果導向、以學生為中心、持續改進,這些理念對引導和促進專業建設與教學改革、保障和提高工程教育人才培養質量至關重要。基于OBE理念,調整和優化環保設備工程專業人才培養方案,改變教學模式強化以學生為中心,構建以服務地方企業為導向的產教融合教學課程群,實現企業人才需求與專業人才培養的契合度高度一致,同時實現年青教師的雙師型培養,形成完整的反饋機制,學生、企業、教師三者在OBE模式下形成閉環式的反饋整改機制,學生的學習情況、教師的教學感受、企業的人才需求情況、就業學生的企業任職情況等統一反饋[10,12],并對其中存在問題進行整改和優化。OBE優化環保設備工程專業人才培養路線圖如下圖。

OBE優化環保設備工程專業技術路線圖

通過OBE教學模式條件下環保設備課程設計共分四大部分:通識教育、學科基礎、專業教育和實踐教育,分別對應著環保設備工程人才素質的四個方面:人文素質、理論基礎、知識能力和素質能力。在OBE理念下,梳理課程體系的邏輯結構,與機械、自動化、化工等多學科建立起聯系,強化學科基礎課程和專業基礎課程,突出專業選修課、實踐教學環節的課程設置[4,9]。以學生為中心的培養將企業、教師和人才培養方案融為一體,將環保設備嵌入OBE課程中,可以通過多種方式實施,提高學生對環保設備的理解和應用能力,培養學生的實踐能力和創新精神。主要體現在以下幾個方面:

(1)以學生為中心的教學方法:建立學生檔案,記錄學生的學習成果和績效,為學生提供個性化的支持和指導。教師要根據學生的實際情況設計課程內容和教學方法,讓學生更加主動地參與學習。在環保設備工程中,充分運用案例、參與式、討論式、線上線下相結合等多樣化混合式教學手段與方法,實現“以學生為中心”的目標,讓學生在實踐中學習,提高學生的實際應用能力。

(2)反饋多元化:定期評估課程的效果和學生的學習成果(對學生的知識、技能和態度進行評估),建立及時有效的反饋機制,對學生的學習成果和能力進行評價和反饋,以便教師及時了解學生的學習情況和教學效果。

(3)優化教學內容和教學方法:教師應該結合環保設備的實際需求和學生的學習特點,優化教學內容和教學方法,修訂實驗教學大綱,更新實驗教學內容,淘汰不適合的課程、內容和實驗,開展新型區域特色的實驗,注重培養學生的動手能力和實際解決問題的能力,實現學生產出導向的目標。

(4)開展實踐教育:在環保設備課程中開展實踐和實習活動,讓學生親身參與實際工程和制造過程,加深對理論知識的理解和應用,幫助學生了解環保設備的實際應用和解決環境問題的方法。

(5)建立產學研合作機制:環保設備工程領域需要與產業界和科研機構建立緊密的聯系和合作關系,教師可以利用產學研合作機制,引進企業和專業技術人才參與教學,為學生提供更多實踐和實習機會,同時豐富教學資源,如教材、課件、案例、實驗(環保設備的制作和維護視頻、3D模型、仿真軟件)等,使學生可以更直觀地學習和理解環保設備的工作原理和結構,提高學生的學習效果。

3 未來OBE提升環保設備工程培養模式的辦法

基于OBE理念提升環保設備工程專業課程改革需要多方面的措施和努力,需要教育教學機構、教師、學生和產業界的共同參與和支持。教研室需要制定符合本專業的課程設計、教學大綱和評估體系,提供良好的教學資源和環境,為學生提供全面和優質的教育教學服務。而教師則需要具備良好的教育教學理念和方法,掌握先進的教育教學技能和專業知識,能夠積極引導學生,激發學生的學習興趣和創新精神,促進學生的全面發展。

(1)建立環保設備專業實驗室。在學校或實驗室中建立環保設備實驗室,讓學生親身體驗環保設備的操作和維護。這可以幫助學生深入了解環保設備的原理和技術,掌握環保設備的操作和維護技能。讓學生更加主動地參與到學習和研究之中,專業實驗室建設與案例教學、實驗教學、項目教學融合到一起,讓學生在實踐和科研中學習,提高學生的實際應用能力。

(2)培養環保意識和責任感。通過環保活動和講座等形式,學生可以了解環境保護的重要性和環保行動的實際效果,這可以增強學生的環保意識和責任感,并促進他們積極參與環保行動。

(3)推進課程國際化。隨著全球化的發展,環保設備工程的國際交流和合作已成為趨勢。因此,課程改革需要加強國際化視野,吸收國際先進理念和技術,開展國際合作和交流,使學生能夠具備全球化的視野和競爭力。

應用型人才培養方式注重培養學生的實踐能力和職業素養,OBE則注重學生的能力和素質的培養。OBE與應用型人才培養方式的耦合可以促進學生綜合素質的培養和職業素養的提高,培養具有創新精神、實踐能力和職業素養的應用型人才。基于OBE理念,采用啟發式教學、任務驅動教學、案例教學等進行教學方法創新,設置項目學習環節,可以促使學生了解國內外環保工藝與設備的最新發展動態,以及國內外先進環保設備生產企業代表性產品種類、研發、使用和維護等方面的信息,并在此基礎上提出研究改進方案。通過案例分析展示、答辯匯報、互動交流等方式,拓寬國際化視野,強化學生文獻檢索、團隊協作以及表達交流能力。因此,基于OBE的教學方法可以為應用型人才培養方式提供理論支持和教學實踐指導。