土木工程專業環境保護概論課程教學改革與實踐

摘 要 環境保護概論課程在土木工程專業教學實踐中存在課程內容較多、課時安排較少，學生重視程度低、課堂氛圍差，授課形式單一、實踐教學較少等問題。本研究提出一種基于全過程的課程教學設計，在不改變總學時的情況下改進教學安排，增加教師評卷、學生互評課程作業等教學元素，在教學實踐中順利推行。通過分析調查問卷結果，發現此教學改革得到學生較好的反饋和積極的回應，若持續改進、不斷完善，可使針對土木學子的環保教育落到實處。

關鍵詞 土木工程；環境保護概論；全過程；調查問卷

中圖分類號：G424 " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A " "DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.12.029

Teaching Reform and Practice of Introduction to Environmental Protection

Course in Civil Engineering Major

DENG Hongyang， LI Dan， DUAN Xiang

（School of Civil Engineering and Architecture， Wuhan Polytechnic University， Wuhan， Hubei 430023）

Abstract The course of Introduction to Environmental Protection has problems in the teaching practice of civil engineering major， such as a large amount of course content， limited class schedule， low attention from students， poor classroom atmosphere， single teaching format， and limited practical teaching. This study proposes a curriculum teaching design based on the entire process， which improves teaching arrangements without changing the total learning hours， adds teaching elements such as teacher grading and student peer evaluation of course assignments， and smoothly implements them in teaching practice. Through questionnaire analysis， it was found that this teaching reform has received good feedback and positive responses from students. If continuously improved and perfected， it can make environmental education for civil engineering students practical.

Keywords civil engineering; Introduction to Environmental Protection; full process; questionnaire

近年來，“新工科”“互聯網+”、智能建造等新理念涌現，掀起了土木工程行業領域新一輪的改革和升級，也為土木工程這一傳統工科專業的教學帶來了重大機遇和挑戰[1]。2016年4月，工程教育認證國際研討會在北京召開，大會行業專家和學者確定了土木工程專業的培養標準要與國際標準對齊，要踐行成果導向教育理念，越來越多的中國高校對此表示接納和執行。

武漢輕工大學（以下簡稱“我校”）自2021年起遞交土木工程專業工程教育認證的申請，而環境保護概論課程正是在此背景下增設的專業選修課。該課程以辯證的角度概述環境與發展的關系，闡述環境污染的基本概念和基礎知識，探討水、大氣、土壤、固體廢棄物污染及其防控對策，介紹環境標準、法規及管理、環境監測與評價以及可持續發展戰略，培養學生的環保意識，并結合土木工程案例，使學生能理解和評價工程實踐中的復雜土木工程專業問題對環境、社會可持續發展的影響[2]。

然而，自2021年9月首次開課以來，選修課的模糊定位導致學生對環境保護概論課程認知不足，經學情調研發現：多數學生認為環保課是水課，學分低（1.0學分），開設的必要性不大，與土木工程專業知識體系沒有密切關系，且對考研和就業的助益不明顯。這種態度導致學生學習主動性低下，課堂教學效果欠佳。因此，基于工程教育認證理念，為促進學生關注土木工程領域的環境問題，為同類學院環保課的教學設計探索新途徑、積累新經驗，課程組開展了以環境保護概論課程為研究對象的教學改革與實踐，以激發學生學習興趣，提高課堂教學效率，為高校青年教師講好環保課提供學理支撐，切實推進武漢輕工大學申請土木工程專業工程教育認證的步伐。

1 "目前存在的主要問題

1.1 "課程內容較多，課時安排較少

一方面，環境保護概論課程的相關教材較多，但針對土木工程專業的版本較少，授課教師不易篩選符合教學大綱要求的課程內容。以我校土木工程專業為例，專業方向包括建筑工程、道橋工程等，可選擇通識教育課程教材，并整合相關工程案例知識，從多方面進行講授，形成環保教育和土木工程專業教育的有機融合。然而，市售環保課程教材通常有十幾個章節，涉及內容偏多，涵蓋環境科學中的各個方面，專業知識對于非環境專業學生來說較難理解，容易引起畏難情緒，導致學習興趣的喪失[3]。另一方面，由于環境保護概論課程在我校土木工程專業培養方案中的定位是專業選修課，開設在大三或大四學期，課時安排為16學時，學生無法較好地掌握相關理論，只能走馬觀花地了解基礎知識，學生僅記住一些關鍵詞，無法在工程實踐中發現和評價環境污染問題并提出解決方案。

1.2 "學生重視程度低，課堂氛圍差

一方面，環境保護概論課程學分低，且授課內容與大分值的土木工程主干課（如結構力學、混凝土結構設計原理等）差別較大，沒有復雜難懂的受力分析和數據計算[4]。學生認為這種課的難度低，無須花時間深入學習，更加不會做章節習題來鞏固課程知識。另一方面，該課程一般為大班教學，學生人數在60至100人不等，授課教師很難關注到每一位學生，造成了部分學生上課聽講不認真、玩手機、埋頭準備考研考公資料，甚至缺課，師生互動困難，教學往往成為教師的獨角戲。

1.3 "授課形式單一，實踐教學較少

一方面，大部分高校對于環保課的課堂教學設計采用多媒體為主、適當板書為輔的常規教學模式，但土木工程專業的學生不具備較為扎實的環境專業知識功底，對一些環境技術、理論知識的理解較為困難，若課堂僅是以教師授課為主，學生往往只能被動接受教育[5]。另一方面，環境保護概論課程具有通識教育的特殊屬性，與本專業強相關的實踐考查環節較少[6]。學生上課只能結合教材和PPT課件進行理解消化，但部分概念較為抽象和空洞；由于對一些環境技術方法和工程處理設施缺少感性認知，學生很難參與課堂教學分享自己的見解，導致環保教育與專業教育脫鉤。

2 "教學改革方法

針對上述問題，本研究在一般教學設計基礎上，引入期末考卷評講和課程作業互評機制，采用一種新教學設計規劃環境保護概論課程的全過程。對于16學時的短課，一般的教學安排為第1―8周課堂講授，第9周學生自主復習、教師答疑，第10周期末考試；本研究調整為第1―7周課堂講授，第8周學生課余集中完成課程作業，第9周期末考試，第10周學生重返課堂，教師評講試卷并開展學生互評課程作業。全過程環保課教學設計如圖 1所示。

新教學設計不改變總計10周常規的教學安排時長，主要是調整了第8―10周的教學安排，將課堂學時重新劃分第1―7周和第10周，實際課堂學時保持16學時。首先，總學時不變不影響教學大綱對課程的總體指導；其次，此教學安排擺脫了以往教師只關注課堂45分鐘教學設計的困境，整合課程教學的全過程，有助于教師在45分鐘內聚焦小章節教學任務，并在16學時內達成課程總體教學目的，形成釘子回腳、抓鐵有痕的教學閉環。

具體而言，環境保護概論課程主要教學內容如下：緒論、生態環境、水環境保護、大氣環境保護、固體廢棄物污染及資源化、土壤污染及其防治等，在緒論中著重講解可持續發展戰略。其中，重點章節為固、液、氣三項的環境污染問題講解及防治手段介紹。由于新教學設計將8周內容壓縮在前7周完成，第10周主要內容變更為試卷評講和互評課程作業，占用2個課堂學時，為減少重點章節的大幅調整，故酌情將土壤污染及其防治內容設為學生課后自學。土壤本身包含固、液、氣三相，且土壤污染問題是土木行業中的一項環境挑戰，非常適合考查學生對前課知識的理解程度，以及能否結合專業背景探討社會熱點。

除了保證主要教學內容，將期末考試前一周安排為學生集中完成課程作業，期末考試結束后提交。課程作業在第7周課程教學完成后布置，以武漢輕工大學校內某棟建筑或交通設施的更新改造為題，指出其中存在的環境問題，繪制更新改造效果圖，須契合現階段城市更新的發展理念。開放式的課程作業不僅圍繞環保問題，且兼顧土木工程專業知識，考查學生能否在學習環保知識的基礎上學以致用，結合自身專業開展一定的設計實踐。期末考試前，學生們自主查閱環保的相關報道，豐富視野，綜合應用所學知識完成項目挑戰，即以學生為中心，以成果為導向。充分利用課后和考前的第二課堂時間，無形中也拉長了專業選修課的教育時長，達成在日常生活中滲透環保教育的目的。

新教學設計中最重要的是最后一課。一般教學安排的末尾是教師出題，考核學生是否掌握課程重點知識，學生考完后獲得分數，教師改卷后歸檔課程，師生互動僅為學生考試、教師監考，考核形式對于課程教學無益。由于考試答案一般不公布，學生無法得知作答對錯；相對地，教師雖然能通過試卷分析找出學生哪些知識點未掌握，但沒有機會傳達給學生，只能以教學反思的形式記錄，持續改進，使下一屆學生受益。然而，不同屆的學生對于相同知識的掌握程度、理解能力不盡相同，此種改進往往收效甚微，有時還適得其反。故本研究強調第10周的最后一課需要對學生進行考卷評講，這并不是和學生簡單地對答案，而是再次和學生一起回顧課程每個章節的重難點，將環保思想銘刻在學生的腦海中；同時，基于學生的共性錯題，針對性地講解和突破，彌補學生的知識薄弱區，尤其是自學的土壤污染及其防治內容，不可輕易讓學生的知識體系留白。

此外，學生在期末考試后重返課堂，已經放下了考前的緊張感，課程作業也已提交，沒有任何課業負擔，能夠全身心地積極投入課堂活動中，這非常適合第10周的另一項重要教學內容——學生互評課程作業。開放式設計不同于章節小測驗，不是考查客觀知識，而是一種綜合能力實踐。學生在自主完成作品設計后，可以作為評委對他人作品進行鑒賞與批評，不僅能鍛煉學生的邏輯思考、歸納總結以及與人溝通的能力，還是對自身課程知識和專業技術的查漏補缺，進一步鏈接環保教育和土木工程人才培養。誠然，學生的思維天馬行空，教師在學生互評中需要做到有的放矢，引導學生以小組為單位，組員們輪流發言討論，分享其他同學設計作品中的亮點；同時，教師預先設定統一的評判標準，幫助學生在互評中逐條計分，公平公正，有理有據。以上即基于全過程的環保課程教學設計，已于2023年春季學期開展實踐。

3 "教學實踐反饋

環境保護概論課程教學改革與實踐的第1周，筆者在課堂上介紹了新的教學安排，并在第10周課堂上以調查問卷的形式收集了參與本學期課程的學生對于新教學設計的滿意度和意見建議。相關問卷題目如表1所示。

表1 " "相關問卷題目

共計回收97份有效調查問卷，包含參與課程學習的土木工程專業4個班級的學生，問題1—4的答卷統計結果如圖2―圖5所示。

問卷問題1等效于學情調查，有約1/3的學生認為環境保護概論課程的重要程度較低，符合預期，與本研究歸納的課程教學主要問題相呼應，學生對于1.0學分的選修課仍存在部分偏見，這種由來已久的觀念不易通過一次教學改革實現扭轉。問卷問題2與本研究中教學改革緊密聯系，有近3/4的學生對于新教學設計的好感度更高，表明新教學設計得到了大部分學生的認可（圖2，圖3）。

圖2 " 問題1答卷統計結果

圖3 " 問題2答卷統計結果

問卷問題3針對授課形式展開調查。以教師主講、板書為代表的傳統教學法仍主導著當下學生對于課堂教學模式的認知，超過半數的學生認為其有助于學習知識；課前復習并線上答題等混合式教學的新范式對傳統教學法有沖擊，但不足50%的支持率表明了該教學方法存在局限性；視頻欣賞、師生問答這類互動式教學則明顯優于上述兩種方法，學生的接納程度更高。在視頻播放完隨即進行互動討論分享觀點，圍繞課程作業開展教師參與下的學生互評，避免師生在理論知識的教學過程中強行問答，才能潛移默化地激發學生的學習興趣（圖4）。

圖4 " "問題3答卷統計結果

筆者在期末考卷中安排了開放式綜合分析題，學生通過閱讀文字材料，論述“如何促進土壤污染風險管控和綠色低碳修復”。土壤污染及其防治在本次教學改革中屬于自學內容，僅憑教師的課堂講授學生無法輕易作答，即可達成考查學生對知識的理解程度、課后是否自主學習的目的。問題4的答卷統計結果一定程度上反映了本研究中教學改革與實踐的效果。經過教師在最后一課的補充講解，約64%的學生反思題目難度屬于中等水平，點選答題難度簡單和非常簡單的學生數（17人和3人）分別大于點選困難和非常困難的學生數（13人和2人），充分說明教學實踐效果良好（圖5）。

圖5 " "問題4答卷統計結果

通過整理問題5答卷的意見建議，以高頻詞云圖的形式展示為圖6。學生對于互動式教學的肯定和需求得以體現，證明了新教學設計中第10周的必要性。充分調動學生參與學習的主動性，相比45分鐘課堂中教師與個別學生不情愿的教學問答更高效，學生覆蓋面更廣。只有真正走入學生之中，聆聽學生的聲音，教師才能提升教學實踐的效果。

圖6 " "問題5答卷高頻詞云圖

4 "結語

針對環境保護概論課程在土木工程專業教學實踐中的主要問題，本研究提出一種基于全過程的課程教學設計，在教學實踐中順利推行。通過調查問卷分析，發現此教學改革得到學生較好的反饋和積極的回應。基于工程教育認證理念，新教學設計將持續改進、不斷完善，逐步提高土木工程專業環境保護概論課程的地位，使對土木學子的環保教育落到實處。

基金項目：武漢輕工大學校級教學研究項目（XQ2022008）。

參考文獻

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