賀君 饒硯迪 王帥杰

[摘 要]《環(huán)境化學(xué)》是高等本科院校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一?；贠BE理念，重新確定了《環(huán)境化學(xué)》課程的教學(xué)目標(biāo)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)及教學(xué)方法等方面進(jìn)行了教學(xué)改革與探索。結(jié)果顯示，基于OBE理念進(jìn)行的《環(huán)境化學(xué)》課程教學(xué)改革增強了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識，提高了學(xué)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(guān)鍵詞]OBE理念;環(huán)境化學(xué);教學(xué)改革

[中圖分類號]G642.0

[文獻(xiàn)標(biāo)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(dǎo)向教育或能力導(dǎo)向教育，是一種基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的先進(jìn)教育模式，起源于20世紀(jì)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(jìn)而提出這一追求卓越教育的理念[1]。這個術(shù)語定義繁多，但內(nèi)涵保持高度一致，即教育者必須對學(xué)生畢業(yè)時應(yīng)達(dá)到的能力及其水平有清楚的構(gòu)想，然后尋求設(shè)計適宜的教育結(jié)構(gòu)來保證學(xué)生達(dá)到這些預(yù)期目標(biāo)[2]。因此，OBE教育理念被認(rèn)為是一種教育模式的革新。20世紀(jì)末，美國工程教育認(rèn)證協(xié)會正式接納了OBE教育理念，并將其應(yīng)用到美國工程教育認(rèn)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(biāo)志著具有國際實質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證的帷幕已經(jīng)在中國拉開[3]。因此，用OBE教育理念引導(dǎo)工程教育改革具有現(xiàn)實意義。

《環(huán)境化學(xué)》是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)中一門新興的交叉學(xué)科，是研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法的科學(xué)[4]。國內(nèi)外高等學(xué)校的環(huán)境科學(xué)學(xué)科人才培養(yǎng)都將《環(huán)境化學(xué)》作為主干課程重點發(fā)展[5]。近年來，隨著環(huán)境化學(xué)污染問題的不斷涌現(xiàn)，《環(huán)境化學(xué)》作為環(huán)境科學(xué)中的重要學(xué)科和課程，已經(jīng)逐漸成為全國各大本科高等院?；瘜W(xué)化工類以及環(huán)境類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，深入學(xué)習(xí)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(xué)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(yīng)工程教育認(rèn)證的需要，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，筆者以《環(huán)境化學(xué)》課程為例，基于OBE教育理念，開展了一系列教學(xué)改革工作，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)及教學(xué)方法等方面進(jìn)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(shè)教學(xué)目標(biāo)

課程原有的教學(xué)目標(biāo)只注重學(xué)生對課程基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，而OBE理念的教學(xué)目標(biāo)是通過學(xué)生畢業(yè)時取得的學(xué)習(xí)產(chǎn)出成果來實現(xiàn)的，具體要求其教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生畢業(yè)要求和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)存在內(nèi)在聯(lián)系，明確課程教學(xué)目標(biāo)在專業(yè)培養(yǎng)方案中的作用和在畢業(yè)要求達(dá)成方面所作的貢獻(xiàn);強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生在《環(huán)境化學(xué)》課程體系中所需的基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力、環(huán)境化學(xué)污染問題分析和研究能力，培養(yǎng)學(xué)生一定的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊合作和溝通表達(dá)的能力;與專業(yè)認(rèn)證工作緊密結(jié)合，構(gòu)建教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生畢業(yè)要求達(dá)成的對應(yīng)關(guān)系矩陣。

1.2 改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)

教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)是決定教學(xué)質(zhì)量高低的關(guān)鍵。課程原有的教學(xué)內(nèi)容以課本知識為主，專業(yè)知識覆蓋面不廣，而OBE教學(xué)理念要求課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)要體現(xiàn)對課程教學(xué)目標(biāo)的支撐。因此，本次改革對應(yīng)重新設(shè)置的、符合OBE理念的教學(xué)目標(biāo)，在保留原有核心教學(xué)內(nèi)容的同時，又結(jié)合學(xué)科前沿知識，貼近環(huán)境化學(xué)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(xué)內(nèi)容，進(jìn)而使學(xué)生的基礎(chǔ)知識應(yīng)用能力和分析解決問題能力得到加強，培養(yǎng)學(xué)生一定的創(chuàng)新能力。

1.3 改革教學(xué)方法

教學(xué)方法直接影響到教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。課程原有的教學(xué)方法單一，課堂氣氛不夠活躍，學(xué)生積極性不高，綜合能力得不到有效提升，不符合OBE教學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性和激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲和創(chuàng)新性為主要目標(biāo)，在講授方法、討論課設(shè)置、課程項目設(shè)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(xué)》課程考試知識點多、難度大，且缺乏對學(xué)生綜合素質(zhì)能力的考核;考試前“抱佛腳”“欠債式”學(xué)習(xí)現(xiàn)象嚴(yán)重，“一錘定音”的期終考試形式單一[6]，不符合OBE教學(xué)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(jìn)行考核。在保證基礎(chǔ)知識考核的同時，教師要加強對學(xué)生課程基礎(chǔ)知識的應(yīng)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(shè)置的4個實驗項目較為單一，學(xué)生只是單一地按照指導(dǎo)書上的步驟進(jìn)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(jìn)程進(jìn)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(xué)生深入到每個實驗項目中去，以提高學(xué)生設(shè)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(xué)目標(biāo)的重新設(shè)置

為了使《環(huán)境化學(xué)》課程的教學(xué)目標(biāo)更加符合OBE教育理念，筆者重新對原有的教學(xué)大綱進(jìn)行了修訂，確定的教學(xué)目標(biāo)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(xué)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(xué)生獨立完成實驗設(shè)計和問題分析的能力。

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

5） 能夠培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作和有效溝通的能力。

教學(xué)目標(biāo)1的設(shè)置是考查學(xué)生對課程基礎(chǔ)知識的掌握。教學(xué)目標(biāo)2～5的設(shè)置則可以通過課程設(shè)置的以學(xué)生為中心的討論課、課程項目、實驗項目等教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)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(xué)目標(biāo)重新設(shè)置了教學(xué)目標(biāo)。改革不但保留了對學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識的要求，而且更加注重能力素質(zhì)的提高。

2.2 教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)改進(jìn)

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

具體實施方案如下：學(xué)生在本項目中4人為一組，需根據(jù)題目查閱大量文獻(xiàn)資料，獨立完成實驗方案的設(shè)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(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生4個方面的情況綜合評定每個學(xué)生的項目成績，并設(shè)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(xué)生在掌握環(huán)境化學(xué)課程理論的基礎(chǔ)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(shè)計實驗方案和開展科學(xué)實驗研究的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的動手和團(tuán)隊協(xié)作能力，提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能動性，更好地培養(yǎng)了環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力和綜合素質(zhì)。

2） 討論課設(shè)置。討論課的主要內(nèi)容是針對當(dāng)今和環(huán)境化學(xué)有關(guān)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(jìn)行分組調(diào)研、集體討論。

具體實施方案如下：要求學(xué)生4人為一組，按照布置的討論題目分工協(xié)作，查閱文獻(xiàn)資料，并進(jìn)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(jìn)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(xué)、教師和其他同學(xué)提問，講解小組要答辯，組內(nèi)同學(xué)可以互相補充;教師總結(jié)時間為2分鐘，總結(jié)學(xué)生討論、發(fā)言情況，提出改進(jìn)意見并打分。

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

2.3 教學(xué)方法改革

OBE理念強調(diào)學(xué)生學(xué)到了什么，而不是專業(yè)教師教了什么，應(yīng)將教學(xué)輸入過程轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)輸出過程，將灌輸式教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯渴浇虒W(xué)模式?！董h(huán)境化學(xué)》課程的原教學(xué)方法以講授法為主，教學(xué)內(nèi)容以課本為中心。因此，學(xué)生的綜合能力無法得到充分鍛煉和提高，學(xué)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(xué)方法的弊端，本課程的教學(xué)方法采用理論教學(xué)與討論課相結(jié)合的形式，強化學(xué)生對環(huán)境化學(xué)問題的理解和科學(xué)研究能力的培養(yǎng)，具體方案如下。

1） 理論教學(xué)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(wù)驅(qū)動法，以學(xué)生為中心，對環(huán)境污染物在各圈層的遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)行深入講解和學(xué)習(xí)。

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(xué)，調(diào)動學(xué)生的積極性，針對布置的典型環(huán)境化學(xué)問題進(jìn)行討論學(xué)習(xí)。

3） 增設(shè)以能力培養(yǎng)為主的課程項目，采用任務(wù)驅(qū)動法組織教學(xué)活動，激發(fā)學(xué)生的興趣，進(jìn)而主動去學(xué)習(xí)專業(yè)知識。

2.4 考核方式改革

OBE理念中教學(xué)考核的重點是學(xué)習(xí)成果。筆者采用多元化和階梯化的評價方法對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行綜合評價，強調(diào)學(xué)習(xí)成果的達(dá)成和個人綜合能力的提高。本次教學(xué)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(jìn)行考核，注重對專業(yè)知識的理解和應(yīng)用能力的培養(yǎng)，以及對學(xué)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(xué)環(huán)節(jié)均要求每個學(xué)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(xué)生按照布置的討論題目分組協(xié)作;每個小組挑選1人進(jìn)行PPT匯報，其他人均安排相應(yīng)工作;討論課的成績占總成績的10%。

每組學(xué)生的成績從以下3個方面進(jìn)行評價：（1）文獻(xiàn)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(jìn)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(shè)計，占20%;（2）實驗的開展及結(jié)果分析，占30%;（3）相關(guān)技術(shù)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(xué)生需做好實驗預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，設(shè)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(yù)習(xí)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(dá)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(xué)生在進(jìn)行實驗前必須根據(jù)掌握的、與實驗項目相關(guān)的工程知識寫好預(yù)習(xí)實驗報告，設(shè)計擬開展的實驗方案。實驗前學(xué)生需向指導(dǎo)教師進(jìn)行口頭匯報，教師要就學(xué)生預(yù)習(xí)情況指出相關(guān)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(jìn)行分析和解決;對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，使學(xué)生初步具備獨立設(shè)計實驗方案的能力，培養(yǎng)學(xué)生對實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析、解釋和歸納總結(jié)的能力及通過各種方式進(jìn)行有效溝通的能力。

3 改革成果評價

3.1 提高學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)生需要主動收集資料，整理并分析資料，并進(jìn)行演示匯報。這樣極大地調(diào)動了學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，活躍了課堂氣氛，改善了教學(xué)效果，加深了學(xué)生對課程基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用。

3.2 學(xué)生反饋良好

課程教學(xué)改革后，筆者通過問卷調(diào)查的方式征求學(xué)生對課程的進(jìn)一步建議，并進(jìn)行了統(tǒng)計分析。問卷結(jié)果顯示，95%以上的學(xué)生對這種學(xué)習(xí)產(chǎn)出的工程教育模式非常滿意，對課程設(shè)計的教學(xué)改革內(nèi)容接受度較高，并能夠積極配合、參與其中;重新設(shè)置的教學(xué)目標(biāo)得以充分達(dá)成，符合OBE教學(xué)理念的畢業(yè)要求得以充分實現(xiàn)，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊合作和溝通表達(dá)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(xué)理念，對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和環(huán)節(jié)、教學(xué)方法、考核方式等幾個方面進(jìn)行了大膽改革，使學(xué)生更主動積極地投入到課程的理論學(xué)習(xí)和實踐學(xué)習(xí)中去，學(xué)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(xué)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。

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