熊 玲，陳紹華，程 聰

(中南民族大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430074)

工程教育是培養(yǎng)當(dāng)代卓越工程師的必由之路[1]。環(huán)境工程專業(yè)作為一門(mén)應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)的綜合性交叉學(xué)科，需要把學(xué)生的工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)放在突出的地位。實(shí)踐教學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)本科教學(xué)中的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。工程教育界提出的產(chǎn)出導(dǎo)向教育(Outcome-Based Education，OBE),是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的比較有影響力的教學(xué)理念，相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)模式，OBE 理念更側(cè)重學(xué)生的能力是否滿足專業(yè)人才的需要，一般是指根據(jù)社會(huì)的需求來(lái)制定教學(xué)目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的預(yù)期成果和提高學(xué)生能力水平進(jìn)行開(kāi)展，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行監(jiān)控、評(píng)價(jià)以及改進(jìn)。已成為美國(guó)、加拿大和英國(guó)等國(guó)家教育改革的主流理念[2]。《華盛頓協(xié)議成員國(guó)》大多以O(shè)BE理論作為本國(guó)工程教育質(zhì)量認(rèn)證的理論基礎(chǔ)[3]。我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證以《華盛頓協(xié)議》為基礎(chǔ)，因此，我國(guó)采用OBE理念來(lái)推動(dòng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的提升，逐步縮小了我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，提升了我國(guó)工程教育教學(xué)質(zhì)量，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

專業(yè)實(shí)踐課程是本科教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)高素質(zhì)環(huán)境工程人才的基礎(chǔ)，它是理論教學(xué)與實(shí)踐的過(guò)渡方式，是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)[4-5]。而環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)是環(huán)境工程專業(yè)重要的實(shí)驗(yàn)課程，是將《環(huán)境工程原理》、《水污染控制工程》、《大氣污染控制工程》和《固體廢棄物處理與處置工程》等專業(yè)核心課程的基本原理、方法、技術(shù)融于一體，有利于培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)[6]。

2 環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)改革的設(shè)計(jì)

中南民族大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)已入選“湖北省普通高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興(支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃”與“湖北省一流學(xué)科建設(shè)專業(yè)”。近年來(lái)為了適應(yīng)新時(shí)期人才培養(yǎng)的需要，我校環(huán)境工程專業(yè)以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，在OBE理念的引導(dǎo)下，對(duì)環(huán)境工程專業(yè)的實(shí)踐課程采取了一系列的改革措施，獲得了良好的教學(xué)效果。本文基于OBE教育理念，為了進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)我校環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)進(jìn)行了改革探討，旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2.1 教學(xué)目標(biāo)的定位

在OBE教育理念中，教學(xué)目標(biāo)先于教學(xué)內(nèi)容而存在，課程資源開(kāi)發(fā)、學(xué)生管理和輔導(dǎo)等活動(dòng)都要圍繞預(yù)期目標(biāo)而展開(kāi)[7]，在OBE教育模式中教學(xué)目標(biāo)的制訂很重要。針對(duì)環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)課程，結(jié)合本專業(yè)工程教育認(rèn)證的12條畢業(yè)能力要求，確定環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)：能夠熟練運(yùn)用環(huán)境工程專業(yè)的相關(guān)理論，根據(jù)環(huán)境污染物的特征，選擇合適的研究路線、設(shè)計(jì)合理可行的研究方案，并能正確采集、整理研究數(shù)據(jù)，對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)、分析處理，獲取合理有效的結(jié)論。因此環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)要突出“選擇合適的研究路線、設(shè)計(jì)合理可行的研究方案”的教學(xué)目標(biāo)。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

傳統(tǒng)的教學(xué)組織是以老師、書(shū)本和教室為中心，學(xué)生作為被動(dòng)的單項(xiàng)接受者，缺乏考慮學(xué)生的深度參與。而OBE教育理念的教學(xué)組織要體現(xiàn)以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和有效學(xué)習(xí)，教學(xué)過(guò)程要突出學(xué)生深度參與。因此，環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)課程要圍繞教學(xué)目標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。對(duì)目前我校開(kāi)設(shè)的環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，可以將原來(lái)多個(gè)內(nèi)容具體的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行融合，設(shè)置成一個(gè)新的方向。例如，將原來(lái)的“硅鉬藍(lán)分光光度法測(cè)定焙燒后電解錳渣中有效硅的含量”、“粉煤灰膠凝固化實(shí)驗(yàn)”、“浸出毒性實(shí)驗(yàn)”和“利用粉煤灰、鋁礬土制備聚合氯化鋁及其在廢水處理中的應(yīng)用”四個(gè)固定廢棄物處理與處置方向的實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)置成一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)“電解錳渣/粉煤灰的綜合利用及經(jīng)濟(jì)性分析”，優(yōu)化后，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛(ài)好，選擇將電解錳渣制成硅錳肥、或?qū)㈦娊忮i渣和粉煤灰混合制成固化劑、或?qū)⒎勖夯壹尤胍欢康匿X礬土制成混凝劑，還可以將電解錳渣制成高效催化劑。學(xué)生在設(shè)計(jì)方案前，需要對(duì)電解錳渣/粉煤灰的組成成分進(jìn)行分析，了解其污染特征，然后根據(jù)其污染特征選擇合適的利方案。例如，依托全國(guó)工程應(yīng)用賽項(xiàng)平臺(tái)THEMJZG3型水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)實(shí)驗(yàn)/開(kāi)發(fā)平臺(tái)，對(duì)原來(lái)的“污水處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)控制實(shí)驗(yàn)”、“生物接觸氧化法處理有機(jī)工業(yè)廢水啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)——生物膜的接種、培養(yǎng)與馴化”和“城市生活污水處理廠模型搭建實(shí)驗(yàn)”三個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化后設(shè)置成一個(gè)組合實(shí)驗(yàn)“污水處理工藝的選擇及運(yùn)行效果分析”。指導(dǎo)老師不再給定廢水中污染物的種類、污染物的濃度，學(xué)生自己確定廢水種類，并分析廢水中污染物的特征，設(shè)計(jì)合適的污水處理流程(生物主體工藝可以自由選擇A2/O、MBR、SBR，還可以將其與高級(jí)氧化、混凝沉淀、吸附過(guò)濾等工藝進(jìn)行組合)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，需要學(xué)生自己分析廢水的成分、自己設(shè)計(jì)方案、連接管道、連接自動(dòng)控制裝置、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、調(diào)試、運(yùn)行、并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程都是以學(xué)生為中心，這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時(shí)將原來(lái)綜合性不強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行精簡(jiǎn)，這樣突出了環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)“選擇合適的研究路線、設(shè)計(jì)合理可行的研究方案”，符合OBE教育理念。

2.3 考評(píng)方法的優(yōu)化

傳統(tǒng)的考核方式注重實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)及對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握，OBE 教學(xué)理念是以學(xué)生學(xué)習(xí)效果為導(dǎo)向的考評(píng)方法，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[8]。環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)是需要同學(xué)們自行查閱資料、確定實(shí)驗(yàn)路線和研究方案。引入過(guò)程形成性評(píng)價(jià)，改變?cè)瓉?lái)以實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作為主的成績(jī)?cè)u(píng)定方式。因此在成績(jī)?cè)u(píng)定中設(shè)置開(kāi)題答辯、中期答辯、終期答辯三個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)由4-5名專業(yè)教師組成的成績(jī)?cè)u(píng)定小組進(jìn)行評(píng)分。其中開(kāi)題答辯占30%，主要側(cè)重考察學(xué)生研究方案的可行性以及實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備情況；中期答辯占30%，主要考察實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展情況；終期答辯占40%，主要側(cè)重考察對(duì)數(shù)據(jù)的整理、結(jié)果分析和經(jīng)濟(jì)性分析等方面。

同時(shí)在實(shí)驗(yàn)考評(píng)的過(guò)程中還要建立跟蹤反饋機(jī)制，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師要對(duì)學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)效果進(jìn)行評(píng)估，以確定學(xué)生是否達(dá)到預(yù)期，若沒(méi)有達(dá)到預(yù)期則需要重新組織實(shí)踐，形成持續(xù)改進(jìn)的機(jī)制。但是跟蹤反饋機(jī)制要靈活，要確定學(xué)生在實(shí)踐后是否獲得預(yù)期能力，而不是僅僅評(píng)價(jià)學(xué)生是否完成實(shí)踐內(nèi)容[9]。

3 實(shí)驗(yàn)室保障

對(duì)環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革后，會(huì)有很多的學(xué)生不定期進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室各種儀器設(shè)備的利用率也會(huì)大大提高，這會(huì)給實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)管理帶來(lái)了的挑戰(zhàn)。因此，如何管理才能保障實(shí)驗(yàn)室滿足學(xué)生的需求，同時(shí)又能保障實(shí)驗(yàn)室的安全。(1)全天開(kāi)放。在工作日的工作時(shí)間段，環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)室全部開(kāi)放，學(xué)生登記后可以自主進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，有困難可以請(qǐng)教實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師或?qū)嶒?yàn)室管理人員。(2)預(yù)約開(kāi)放。在節(jié)假日、雙休日以及寒暑假期間，采取預(yù)約開(kāi)放的方法[10]。為了提高實(shí)驗(yàn)室的使用效率，在此期間學(xué)生需要使用實(shí)驗(yàn)室需在網(wǎng)上提前預(yù)約，由實(shí)驗(yàn)室管理老師根據(jù)預(yù)約時(shí)間定期開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室的大型測(cè)試儀器(高效液相色譜儀、原子吸收光譜儀、氣相色譜儀、離子色譜儀、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、總有機(jī)碳測(cè)定儀、熒光顯微鏡、葉綠素?zé)晒鈨x、實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀、總有機(jī)碳分析儀、比表面積與孔徑公布測(cè)試儀和酶標(biāo)儀)實(shí)行預(yù)約開(kāi)放，并且需要參加大型儀器操作技能培訓(xùn)，并且合格后才能進(jìn)行操作。

4 結(jié)語(yǔ)

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下下，中南民族大學(xué)堅(jiān)持以學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量為中心，學(xué)生產(chǎn)出為導(dǎo)向教育，基于OBE教育理念，為了進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，針對(duì)性地開(kāi)展了環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、考評(píng)方式和實(shí)驗(yàn)室保障等多方面提出優(yōu)化方案，旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。改革符合環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、學(xué)校人才培養(yǎng)定位和市場(chǎng)需求，為其它高校環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供參考。