賀君 饒硯迪 王帥杰

[摘 要]《環(huán)境化學》是高等本科院校環(huán)境科學與工程專業(yè)的專業(yè)基礎課程之一?；贠BE理念，重新確定了《環(huán)境化學》課程的教學目標，從教學內(nèi)容、教學環(huán)節(jié)及教學方法等方面進行了教學改革與探索。結(jié)果顯示，基于OBE理念進行的《環(huán)境化學》課程教學改革增強了學生主動學習的意識，提高了學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)具有借鑒作用。

[關鍵詞]OBE理念;環(huán)境化學;教學改革

[中圖分類號]G642.0

[文獻標識碼]A

[文章編號]1005-4634（2019）03-0101-04

0 引言

OBE（outcomes-based education），也稱作成果導向教育或能力導向教育，是一種基于學習產(chǎn)出的先進教育模式，起源于20世紀80年代。美國和澳大利亞在其教育改革的過程中不斷反思教育的實用性以及教育成果的重要性，進而提出這一追求卓越教育的理念[1]。這個術語定義繁多，但內(nèi)涵保持高度一致，即教育者必須對學生畢業(yè)時應達到的能力及其水平有清楚的構想，然后尋求設計適宜的教育結(jié)構來保證學生達到這些預期目標[2]。因此，OBE教育理念被認為是一種教育模式的革新。20世紀末，美國工程教育認證協(xié)會正式接納了OBE教育理念，并將其應用到美國工程教育認證的工作中。2013年6月，中國成為“華盛頓協(xié)議”的簽約成員國之一，這標志著具有國際實質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認證的帷幕已經(jīng)在中國拉開[3]。因此，用OBE教育理念引導工程教育改革具有現(xiàn)實意義。

《環(huán)境化學》是環(huán)境科學與工程專業(yè)中一門新興的交叉學科，是研究有害化學物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)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[4]。國內(nèi)外高等學校的環(huán)境科學學科人才培養(yǎng)都將《環(huán)境化學》作為主干課程重點發(fā)展[5]。近年來，隨著環(huán)境化學污染問題的不斷涌現(xiàn)，《環(huán)境化學》作為環(huán)境科學中的重要學科和課程，已經(jīng)逐漸成為全國各大本科高等院?；瘜W化工類以及環(huán)境類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課，深入學習這門課程的重要性日益顯現(xiàn)。

隨著OBE教育理念在我國高等教育中的不斷深入和高等教育對環(huán)境科學與工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)要求的不斷提高，為了適應工程教育認證的需要，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，筆者以《環(huán)境化學》課程為例，基于OBE教育理念，開展了一系列教學改革工作，從教學目標、教學內(nèi)容、教學環(huán)節(jié)及教學方法等方面進行了探索，并取得了一定的成效。

1 基于OBE理念的課程改革思路

1.1 重設教學目標

課程原有的教學目標只注重學生對課程基礎知識的學習，而OBE理念的教學目標是通過學生畢業(yè)時取得的學習產(chǎn)出成果來實現(xiàn)的，具體要求其教學目標與學生畢業(yè)要求和專業(yè)培養(yǎng)目標存在內(nèi)在聯(lián)系，明確課程教學目標在專業(yè)培養(yǎng)方案中的作用和在畢業(yè)要求達成方面所作的貢獻;強調(diào)培養(yǎng)學生在《環(huán)境化學》課程體系中所需的基礎知識的應用能力、環(huán)境化學污染問題分析和研究能力，培養(yǎng)學生一定的創(chuàng)新能力、團隊合作和溝通表達的能力;與專業(yè)認證工作緊密結(jié)合，構建教學目標與學生畢業(yè)要求達成的對應關系矩陣。

1.2 改進教學內(nèi)容和教學環(huán)節(jié)

教學內(nèi)容和教學環(huán)節(jié)是決定教學質(zhì)量高低的關鍵。課程原有的教學內(nèi)容以課本知識為主，專業(yè)知識覆蓋面不廣，而OBE教學理念要求課程的教學內(nèi)容和教學環(huán)節(jié)要體現(xiàn)對課程教學目標的支撐。因此，本次改革對應重新設置的、符合OBE理念的教學目標，在保留原有核心教學內(nèi)容的同時，又結(jié)合學科前沿知識，貼近環(huán)境化學熱點問題，增加蘊含大量課外知識的討論課和課程項目環(huán)節(jié)，豐富課程的教學內(nèi)容，進而使學生的基礎知識應用能力和分析解決問題能力得到加強，培養(yǎng)學生一定的創(chuàng)新能力。

1.3 改革教學方法

教學方法直接影響到教學目標的達成。課程原有的教學方法單一，課堂氣氛不夠活躍，學生積極性不高，綜合能力得不到有效提升，不符合OBE教學理念。本次改革將以綜合素質(zhì)能力培養(yǎng)為主，以調(diào)動學生學習主觀能動性和激發(fā)學生強烈的求知欲和創(chuàng)新性為主要目標，在講授方法、討論課設置、課程項目設置和實驗項目4個方面開展革新，從傳統(tǒng)的以教師為中心的知識傳授型向知識傳授與創(chuàng)新、與實踐相結(jié)合轉(zhuǎn)變。

1.4 改革課程考核方式

《環(huán)境化學》課程考試知識點多、難度大，且缺乏對學生綜合素質(zhì)能力的考核;考試前“抱佛腳”“欠債式”學習現(xiàn)象嚴重，“一錘定音”的期終考試形式單一[6]，不符合OBE教學理念。因此，本次改革實施多元化的考核形式，采用平時表現(xiàn)、討論課、課程項目、實驗項目和結(jié)課考試等多種方式進行考核。在保證基礎知識考核的同時，教師要加強對學生課程基礎知識的應用能力、創(chuàng)新能力和實踐能力的考核。

1.5 優(yōu)化實驗項目

原課程設置的4個實驗項目較為單一，學生只是單一地按照指導書上的步驟進行驗證性實驗，對實驗項目的注視和參與程度不高。本次對改革實驗項目的進程進行深入優(yōu)化，改變實驗項目的參與方式、操作方法和考核方式，讓學生深入到每個實驗項目中去，以提高學生設計實驗、解決問題、分析問題及協(xié)作分工的能力。

2 改革方案實施

2.1 符合OBE理念教學目標的重新設置

為了使《環(huán)境化學》課程的教學目標更加符合OBE教育理念，筆者重新對原有的教學大綱進行了修訂，確定的教學目標如下。

1） 能夠掌握環(huán)境污染物在大氣圈、水圈、土壤、生物體內(nèi)的運動過程及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。

2） 對環(huán)境化學物造成的環(huán)境污染問題具備分析和解決的能力。

3） 能夠培養(yǎng)學生獨立完成實驗設計和問題分析的能力。

4） 能夠培養(yǎng)學生利用現(xiàn)代工具，針對問題進行資料查閱、獲取專業(yè)知識的能力;

5） 能夠培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作和有效溝通的能力。

教學目標1的設置是考查學生對課程基礎知識的掌握。教學目標2～5的設置則可以通過課程設置的以學生為中心的討論課、課程項目、實驗項目等教學環(huán)節(jié)，提高學生各方面的綜合能力，實現(xiàn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。筆者對比以往的教學目標重新設置了教學目標。改革不但保留了對學生掌握基礎知識的要求，而且更加注重能力素質(zhì)的提高。

2.2 教學內(nèi)容和教學環(huán)節(jié)改進

1） 增設課程項目。按照OBE的教育理念，教學內(nèi)容和教學環(huán)節(jié)必須體現(xiàn)設置的課程教學目標，并提高學生的綜合能力。因此，本次教學改革在原有的教學環(huán)節(jié)中增加了課程項目訓練——《土壤對重金屬離子的吸附》。

具體實施方案如下：學生在本項目中4人為一組，需根據(jù)題目查閱大量文獻資料，獨立完成實驗方案的設計、實驗過程的開展及結(jié)果分析、研究報告的撰寫和項目考核答辯這4個環(huán)節(jié)內(nèi)容;指導教師根據(jù)學生4個方面的情況綜合評定每個學生的項目成績，并設置優(yōu)秀小組、優(yōu)秀PPT制作等獎項以資獎勵。

通過該課程項目的實施，學生在掌握環(huán)境化學課程理論的基礎上，深入了解并掌握了土壤吸附重金屬離子的全部知識，具備了獨立設計實驗方案和開展科學實驗研究的能力，培養(yǎng)了學生的動手和團隊協(xié)作能力，提升了學生的自主學習能動性，更好地培養(yǎng)了環(huán)境工程專業(yè)學生的專業(yè)技術能力和綜合素質(zhì)。

2） 討論課設置。討論課的主要內(nèi)容是針對當今和環(huán)境化學有關的典型環(huán)境問題（例如酸雨、臭氧層空洞、全球氣候變暖、重金屬污染、典型農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化等）的發(fā)生、危害和治理進行分組調(diào)研、集體討論。

具體實施方案如下：要求學生4人為一組，按照布置的討論題目分工協(xié)作，查閱文獻資料，并進行歸納總結(jié)，形成報告文稿存檔上交，最后制作PPT匯報講稿;討論課每組挑選1人進行PPT匯報，限定時間為8分鐘，提問答辯為5分鐘;同案例小組同學、教師和其他同學提問，講解小組要答辯，組內(nèi)同學可以互相補充;教師總結(jié)時間為2分鐘，總結(jié)學生討論、發(fā)言情況，提出改進意見并打分。

討論課使學生加深了對環(huán)境化學這門學科的研究內(nèi)容、研究特點的理解，了解了當今熱門的與化學有關的環(huán)境問題和最新研究進展，使其具備使用現(xiàn)代檢索工具查閱文獻資料和分析歸納資料及調(diào)查研究的能力，引導學生對專業(yè)知識主動學習、積極思考，提高學生相互溝通和團隊協(xié)作的能力，提升學生的社會責任感。

2.3 教學方法改革

OBE理念強調(diào)學生學到了什么，而不是專業(yè)教師教了什么，應將教學輸入過程轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W輸出過程，將灌輸式教學模式轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯渴浇虒W模式。《環(huán)境化學》課程的原教學方法以講授法為主，教學內(nèi)容以課本為中心。因此，學生的綜合能力無法得到充分鍛煉和提高，學生的主觀能動性不高，不符合OBE教育理念。

因此，針對原有教學方法的弊端，本課程的教學方法采用理論教學與討論課相結(jié)合的形式，強化學生對環(huán)境化學問題的理解和科學研究能力的培養(yǎng)，具體方案如下。

1） 理論教學以講授法為主，以討論課為輔，講課過程中使用論證式、提問式講授方法，討論課使用任務驅(qū)動法，以學生為中心，對環(huán)境污染物在各圈層的遷移轉(zhuǎn)化進行深入講解和學習。

2） 討論課采用“大班授課，小班研討”的方式，采用啟發(fā)式與參與式教學，調(diào)動學生的積極性，針對布置的典型環(huán)境化學問題進行討論學習。

3） 增設以能力培養(yǎng)為主的課程項目，采用任務驅(qū)動法組織教學活動，激發(fā)學生的興趣，進而主動去學習專業(yè)知識。

2.4 考核方式改革

OBE理念中教學考核的重點是學習成果。筆者采用多元化和階梯化的評價方法對學習成果進行綜合評價，強調(diào)學習成果的達成和個人綜合能力的提高。本次教學改革采用考勤、討論課、課程項目、實驗項目和理論考試等多種方式進行考核，注重對專業(yè)知識的理解和應用能力的培養(yǎng)，以及對學生專業(yè)實踐能力、創(chuàng)新能力和發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題能力的考核。課程考核成績由5個部分組成，即考勤、討論課、課程項目、實驗項目和理論考試。具體考核要求和成績評定方法如下。

1） 考勤成績。課程的所有教學環(huán)節(jié)均要求每個學生的積極參與。無特殊情況不得缺勤，無故缺勤一次扣1分;無故缺勤3次將取消課程的理論考試資格;考勤成績占總成績的10%;

2） 討論課成績。教師要求學生按照布置的討論題目分組協(xié)作;每個小組挑選1人進行PPT匯報，其他人均安排相應工作;討論課的成績占總成績的10%。

每組學生的成績從以下3個方面進行評價：（1）文獻資料的查閱整理及歸納總結(jié)情況，占討論課成績的40%;（2）PPT講解情況，占討論課成績的50%;（3）回答問題和提問交流情況，占討論課成績的10%。

3） 課程項目成績。每個小組按照課程項目進行分工協(xié)作，完成該項目的考核工作，課程項目成績占總成績的20%。課程項目成績由4個部分組成：（1）實驗設計，占20%;（2）實驗的開展及結(jié)果分析，占30%;（3）相關技術報告的撰寫結(jié)果評估等，占40%;（4）項目考核PPT答辯，占10%。

4） 實驗項目成績。學生需做好實驗預習準備，設計實驗方案，開展試驗，最終完成數(shù)據(jù)分析并提交實驗報告。未按時提交實驗報告或?qū)嶒瀳蟾嬗谐u現(xiàn)象的，該次實驗成績按0分計。每個實驗成績由3部分組成。其中，課前預習占20%，實驗操作占40%，實驗報告占40%。實驗項目成績占總成績的20%;

5） 理論考試成績。理論考試成績占總成績的40%。如理論考試成績達不到卷面成績的60%，則本門課程總成績定為不合格。

2.5 實驗項目改革

筆者將原有的4個驗證性實驗轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合性實驗，要求學生在進行實驗前必須根據(jù)掌握的、與實驗項目相關的工程知識寫好預習實驗報告，設計擬開展的實驗方案。實驗前學生需向指導教師進行口頭匯報，教師要就學生預習情況指出相關問題，最終確定好實驗方案。在操作中要對實驗中出現(xiàn)的各種問題進行分析和解決;對實驗數(shù)據(jù)進行有效分析，使學生初步具備獨立設計實驗方案的能力，培養(yǎng)學生對實驗現(xiàn)象進行分析、解釋和歸納總結(jié)的能力及通過各種方式進行有效溝通的能力。

3 改革成果評價

3.1 提高學生學習主動性

對于課程引入的所有改革內(nèi)容，特別是討論課、課程項目環(huán)節(jié)。學生需要主動收集資料，整理并分析資料，并進行演示匯報。這樣極大地調(diào)動了學生的專業(yè)學習興趣，活躍了課堂氣氛，改善了教學效果，加深了學生對課程基礎知識的理解與應用。

3.2 學生反饋良好

課程教學改革后，筆者通過問卷調(diào)查的方式征求學生對課程的進一步建議，并進行了統(tǒng)計分析。問卷結(jié)果顯示，95%以上的學生對這種學習產(chǎn)出的工程教育模式非常滿意，對課程設計的教學改革內(nèi)容接受度較高，并能夠積極配合、參與其中;重新設置的教學目標得以充分達成，符合OBE教學理念的畢業(yè)要求得以充分實現(xiàn)，提高了學生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力、團隊合作和溝通表達的能力，符合國家提出的創(chuàng)新型工程教育人才的培養(yǎng)要求。

4 結(jié)束語

綜上所述，筆者按照OBE的教學理念，對教學目標、教學內(nèi)容和環(huán)節(jié)、教學方法、考核方式等幾個方面進行了大膽改革，使學生更主動積極地投入到課程的理論學習和實踐學習中去，學生的綜合素質(zhì)能力得到顯著提高，探索創(chuàng)新和溝通交流的能力得到加強，對OBE工程教育理念的推廣和高層次環(huán)境科學與工程專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)起到了一定的積極作用。

參考文獻

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