董 菁

(華僑大學(xué)化工學(xué)院，福建 廈門 361021)

當(dāng)前，新一輪社會(huì)變革和產(chǎn)業(yè)革命正在快速展開，新技術(shù)、新業(yè)態(tài)層出不窮。中國(guó)高等教育也面臨著全新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，如何培養(yǎng)新時(shí)代可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的創(chuàng)新人才，2017 年以來，教育部提出發(fā)展新工科的理念并大力推進(jìn)全國(guó)高校開展新工科的相關(guān)研究和實(shí)踐。新工科的“新”也體現(xiàn)在多學(xué)科的交叉融合上[1]。環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)是一門多學(xué)科交叉融合的新興學(xué)科，以環(huán)境生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)，基于系統(tǒng)整體的思維模式，融合環(huán)境工程與其他工程學(xué)科的技術(shù)手段，為國(guó)家和區(qū)域環(huán)境治理及生態(tài)修復(fù)工作提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐策略。

華僑大學(xué)環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)于2017年開始招收第一批本科學(xué)生，其培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃的編制既要夯實(shí)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)，又要體現(xiàn)工程特色，在要注重學(xué)科傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，凸顯地域特色與需求。實(shí)踐教學(xué)在新工科體系下人才培養(yǎng)中發(fā)揮著不可替代的作用，是提高學(xué)生綜合素質(zhì)和動(dòng)手能力的重要途徑。OBE (Outcome-based Education)是一種以教學(xué)成果為導(dǎo)向的教育模式，是工程教育認(rèn)證的核心理念[2]。本專業(yè)開展的《環(huán)境生態(tài)工程綜合實(shí)驗(yàn)》是一門培養(yǎng)學(xué)生將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的實(shí)踐課程，本文就目前該實(shí)踐課程的教學(xué)如何按照新工科要求，以“結(jié)果導(dǎo)向教育(OBE)”理念為理論指導(dǎo)，進(jìn)行初步的探索。

1 課程建設(shè)現(xiàn)狀及問題

《環(huán)境生態(tài)工程綜合實(shí)驗(yàn)》教學(xué)目標(biāo)是通過理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，使學(xué)生具備下列能力：(1)掌握環(huán)境生態(tài)工程綜合實(shí)驗(yàn)基本實(shí)驗(yàn)技能與方法，包括重金屬和石油污染土壤的修復(fù)方法，灘涂土壤和水體理化性質(zhì)的測(cè)定方法以及水體中磷的測(cè)定方法等；(2)了解各種技術(shù)在目前環(huán)境生態(tài)工程學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用情況；(3)能利用所學(xué)的環(huán)境生態(tài)工程綜合實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)及操作技術(shù)為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和工作實(shí)踐中解決有關(guān)環(huán)境生態(tài)學(xué)領(lǐng)域問題打下實(shí)踐基礎(chǔ)。目前該課程開設(shè)過程中存在的主要問題是缺少實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及學(xué)時(shí)數(shù)不足等從而導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。因此，本文從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源及實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)果評(píng)價(jià)等探討了如何基于OBE理念來實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力及創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

新工科對(duì)于人才培養(yǎng)的新模式體現(xiàn)在課程體系與實(shí)踐教學(xué)體系的緊密結(jié)合[3]。因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，主要與當(dāng)前研究前沿以及帶有海西地域特色的科研課題相結(jié)合，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并在實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)都體現(xiàn)出OBE的理念，讓學(xué)生明白為什么做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，怎么做實(shí)驗(yàn)，基于環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境工程微生物學(xué)、環(huán)境地學(xué)、環(huán)境生態(tài)監(jiān)測(cè)、環(huán)境工程學(xué)及環(huán)境生態(tài)工程等專業(yè)理論知識(shí)來解決復(fù)雜的環(huán)境生態(tài)問題?！董h(huán)境生態(tài)工程綜合實(shí)驗(yàn)》是一門實(shí)踐性課程，人才培養(yǎng)模式必須堅(jiān)持學(xué)生的主體地位，幫助學(xué)生夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和技能的同時(shí)，提高創(chuàng)新和工程實(shí)踐能力[4]。根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的類型，本課程又分為綜合型和設(shè)計(jì)性等兩種類型，通過將科研思維引入課堂，來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)和科學(xué)研究的熱情，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性、主動(dòng)性，也有利于全面提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與解決問題能力、實(shí)踐操作能力、組織協(xié)調(diào)能力。目前開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容如表1所示。

表1 《環(huán)境生態(tài)工程綜合實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置Table 1 Experimental project settings of Comprehensive Experiment on Environmental Ecological Engineering

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源整合

在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及學(xué)時(shí)數(shù)不足的情況下，我們主要依托華僑大學(xué)化工學(xué)院的環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室如水處理工程實(shí)驗(yàn)室、大氣污染控制實(shí)驗(yàn)室等及環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室如環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)室等開展綜合實(shí)驗(yàn)室，還可借助學(xué)校學(xué)院的相關(guān)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。同時(shí)為了滿足工程教育認(rèn)證中關(guān)于四屆在校生生均使用面積≥5 m2的要求，將一個(gè)班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，從而解決了實(shí)驗(yàn)空間不足的問題。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式參加各平臺(tái)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和教師科研項(xiàng)目，以此來彌補(bǔ)學(xué)時(shí)數(shù)不足的情況。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與工程應(yīng)用、科研相結(jié)合，形成產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)模式，能讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)以致用，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的操作中加深理論知識(shí)的理解，也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的積極性。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)果的多維評(píng)價(jià)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)主要是按預(yù)習(xí)報(bào)告、考勤、上課態(tài)度、提問或回答問題、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等情況進(jìn)行評(píng)分后權(quán)重加成[5]。OBE理念要求教師在每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中貫徹以結(jié)果為導(dǎo)向及持續(xù)改性的教育理念，持續(xù)改進(jìn)是課程評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。因此教師需要對(duì)學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行多維的全面性評(píng)價(jià)。一是在實(shí)驗(yàn)開展前期的評(píng)價(jià)，通過對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)理論成績(jī)的查閱及與班主任的談話等方式從而對(duì)其已經(jīng)具有的知識(shí)、能力、態(tài)度等基本狀況做出合理的評(píng)價(jià)。二是在實(shí)驗(yàn)開展過程中采用幾項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)點(diǎn)及時(shí)反饋并根據(jù)個(gè)體差異進(jìn)行有步驟的矯正，以強(qiáng)化學(xué)生的綜合能力為目標(biāo)，而不以區(qū)分評(píng)價(jià)對(duì)象的優(yōu)良程度為目的，這個(gè)評(píng)價(jià)過程更多的是考察學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力。三是在每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)束后對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的系統(tǒng)性評(píng)價(jià)，對(duì)其在包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的全過程總結(jié)性評(píng)價(jià)來查看學(xué)生總結(jié)問題的能力。通過多維的評(píng)價(jià)來判斷實(shí)驗(yàn)課程體系是否達(dá)成課程目標(biāo)，是否合理及需要改進(jìn)的地方。

2.4 OBE理念在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用

以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目4《復(fù)育紅樹植物對(duì)灘涂土壤理化性質(zhì)的改善》為例來說明OBE理念在《環(huán)境生態(tài)工程綜合實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革中的具體應(yīng)用。紅樹林對(duì)調(diào)節(jié)熱帶氣候和防止海岸侵蝕起了重要作用，隨著對(duì)保護(hù)濱海濕地重要性的認(rèn)識(shí)日益提高，近年在濱海濕地的生態(tài)環(huán)境保護(hù)中，復(fù)育紅樹林是一種重要的生態(tài)修復(fù)工程手段。通過本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)可以讓學(xué)生們了解紅樹林植物對(duì)灘涂土壤的生態(tài)效益以及對(duì)土壤理化性質(zhì)的改善機(jī)理，掌握土壤理化性質(zhì)的測(cè)定方法，特別是掌握運(yùn)用凱氏定氮儀測(cè)定土壤含氮量的方法。

本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括實(shí)驗(yàn)理論講授、實(shí)踐操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。考核方式包括過程考核和期末考試。過程考核是實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分的綜合評(píng)定，期末考試基于實(shí)驗(yàn)理論講授、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析討論等內(nèi)容進(jìn)行閉卷筆試。實(shí)驗(yàn)開展前對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，不同組學(xué)生將自行設(shè)計(jì)紅樹植物秋茄或桐花樹-土壤的理化性質(zhì)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。通過對(duì)不同組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的完成準(zhǔn)確性、報(bào)告完整性和預(yù)習(xí)效果設(shè)置不同權(quán)重進(jìn)行評(píng)分，并對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行矯正，如測(cè)定土壤氧化還原電位、鹽度、pH、土壤營(yíng)養(yǎng)元素氮含量等土壤理化性質(zhì)的選擇及具體測(cè)試方法。實(shí)驗(yàn)開展過程中，對(duì)每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與情況進(jìn)行評(píng)估，包括課堂出勤、過程參與，以及實(shí)驗(yàn)操作過程中的操作技能進(jìn)行評(píng)分。實(shí)驗(yàn)過程協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保證每位學(xué)生都有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，教師根據(jù)學(xué)生的不同情況進(jìn)行必要的指導(dǎo)，學(xué)生獨(dú)立操作完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)將從完成實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)采集兩個(gè)方面設(shè)置權(quán)重進(jìn)行評(píng)分。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?shí)驗(yàn)原理；實(shí)驗(yàn)試劑、儀器設(shè)備；實(shí)驗(yàn)方法與步驟；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理；實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論等。指導(dǎo)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較秋茄或桐花樹-土壤和對(duì)照無紅樹植物培養(yǎng)組土壤樣品的理化性質(zhì)特點(diǎn)，并說明使用土壤多參數(shù)測(cè)定儀以及使用凱氏定氮儀測(cè)試土壤氮含量的關(guān)鍵步驟和注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告將從完成準(zhǔn)時(shí)性、步驟翔實(shí)性、數(shù)據(jù)質(zhì)量和分析問題等方面設(shè)置不同權(quán)重后進(jìn)行評(píng)分。最后總成績(jī)的組成=實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)×10%+實(shí)驗(yàn)參與×10%+實(shí)驗(yàn)操作×20%+實(shí)驗(yàn)報(bào)告×30%+操作筆試×30%。通過對(duì)考核方式的細(xì)化，明確學(xué)生個(gè)體間的差異，從而能夠更好地因材施教，培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力和科學(xué)精神。

最后按照課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況進(jìn)行評(píng)分，不斷持續(xù)改進(jìn)教學(xué)大綱。通過本課程的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，使學(xué)生能夠掌握環(huán)境生態(tài)工程綜合實(shí)驗(yàn)基本實(shí)驗(yàn)技能與方法；了解各種技術(shù)在目前環(huán)境生態(tài)工程學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用情況；能利用所學(xué)的環(huán)境生態(tài)工程綜合實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)及操作技術(shù)為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和工作實(shí)踐中解決有關(guān)環(huán)境生態(tài)學(xué)領(lǐng)域問題打下實(shí)踐基礎(chǔ)。

3 結(jié) 語

本文從環(huán)境生態(tài)工程綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā)，找出存在的不足，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)資源及實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)等方面，基于OBE，提出將積極、創(chuàng)新的學(xué)習(xí)理念融入到實(shí)驗(yàn)課的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，使學(xué)生具有系統(tǒng)全面的專業(yè)知識(shí)和基本技能同時(shí)還有具備創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力的同時(shí)。提高學(xué)生在理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐中對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)際操作和結(jié)果分析的主動(dòng)性和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。