王 賢，宋文路*，卓金龍，程 杰，趙 強(qiáng)，彭 浩，孫卓文

（1.濟(jì)寧學(xué)院工程學(xué)院，山東曲阜 273155；2.濟(jì)寧學(xué)院生命科學(xué)與生物工程學(xué)院，山東曲阜 273155；3.中共山東省委黨校（山東行政學(xué)院），濟(jì)南 250103）

隨著人口增長和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源短缺日益嚴(yán)重，環(huán)境也因不可再生能源的消耗而日益惡化。能源短缺與環(huán)境問題已成為我國亟待解決的現(xiàn)實(shí)和戰(zhàn)略性問題。環(huán)境學(xué)課程是面向濟(jì)寧學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)拓展課程，同時(shí)也作為環(huán)境教育的通識課程面向全校學(xué)生開設(shè)。通過該課程的學(xué)習(xí)，能滿足培養(yǎng)目標(biāo)中對學(xué)生具有一定的環(huán)境保護(hù)知識和素養(yǎng)的要求，在解決能源領(lǐng)域問題時(shí)能兼顧環(huán)境效益與可持續(xù)發(fā)展，具備運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決“三廢”污染的能力。同時(shí)，課程中充分挖掘、自然融入思政元素，以弘揚(yáng)科學(xué)發(fā)展觀、傳播生態(tài)文明、幫助學(xué)生樹立家國情懷、使命擔(dān)當(dāng)，服務(wù)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設(shè)，成為學(xué)生認(rèn)知環(huán)境問題、了解環(huán)境現(xiàn)狀、思考環(huán)境與發(fā)展關(guān)系的重要課堂。

一 環(huán)境學(xué)課程發(fā)展現(xiàn)狀與痛點(diǎn)問題

授課教師在前期教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課的過程當(dāng)中，通常會面臨以下問題。比如，學(xué)生從小就被教育要有環(huán)保理念，要節(jié)約用水，要垃圾分類，要綠色出行……在學(xué)生已具備一定環(huán)保知識的學(xué)情下，如果課程還是僅僅講授污染現(xiàn)象和原理，沒有環(huán)境問題的解決對策，那么學(xué)生為什么要學(xué)這門課？學(xué)了到底有什么用？實(shí)際上這些痛點(diǎn)問題也是教師在教學(xué)過程中所遇到的問題。首先就是課程內(nèi)容滯后，理論與實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生難以將所學(xué)的理論應(yīng)用于實(shí)踐，難以通過實(shí)踐來深度理解理論，學(xué)習(xí)動機(jī)不足。第二，傳統(tǒng)課堂中以教師講授為主，教師單方面?zhèn)魇谥R，而學(xué)生只是被動接受，以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式并沒有真正構(gòu)建起來，重視知識傳授，輕視能力培養(yǎng)。因此，如何讓課堂“活”起來，促進(jìn)學(xué)生參與式學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，如何提升學(xué)生的高階思維和解決實(shí)際工程問題的能力，是影響課教學(xué)成效的瓶頸。第三，注重死記硬背、期末一考定成績的考評模式下，課程評價(jià)方式單一，重結(jié)果輕過程，無法精準(zhǔn)檢測學(xué)習(xí)效果，全面衡量教師教學(xué)成效，不利于持續(xù)改進(jìn)。

鑒于此，本文以濟(jì)寧學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)本科課程環(huán)境學(xué)為例，對課程內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)、考核評價(jià)等方面進(jìn)行一系列教學(xué)改革探索與實(shí)踐，以期在創(chuàng)新課程建設(shè)理念、更新教學(xué)內(nèi)容、推進(jìn)課程改革、提升教學(xué)效果方面，為奮戰(zhàn)在教育一線的同仁提供一定借鑒和參考。

二 環(huán)境學(xué)教學(xué)改革思路

當(dāng)前世界科技發(fā)展日新月異，從科學(xué)發(fā)現(xiàn)到技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的時(shí)間不斷縮短，知識更新迭代速度加快，這些都對當(dāng)前工程技術(shù)人員的知識體系、職業(yè)素養(yǎng)、專業(yè)技能及國際視野等提出了更高地要求。為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，高等教育必須進(jìn)行全面深入地改革和創(chuàng)新，以適應(yīng)當(dāng)前科學(xué)技術(shù)和社會的發(fā)展。2017年，教育部高教司正式推出高等工程教育改革新工科計(jì)劃，為工程教育的建設(shè)和改革指明了方向[1-2]。

新工科的基本范疇一方面是新興工科，另一方面是傳統(tǒng)工科專業(yè)的改革、改造與升級。新能源科學(xué)與工程專業(yè)是教育部2010 年后新設(shè)立的本科專業(yè)，是國家面向當(dāng)前世界能源變革重大需求所設(shè)置的新興專業(yè)，直接服務(wù)于國家能源利于轉(zhuǎn)型升級，具有極強(qiáng)的交叉性、前沿性和廣泛性。因此，在新工科教育背景下，教學(xué)改革應(yīng)同時(shí)從宏觀上專業(yè)建設(shè)、微觀上課程改革2 方面入手。其中，高校教學(xué)改革改到深處是課程，課程是專業(yè)建設(shè)的核心內(nèi)容，也是人才培養(yǎng)的“最后一公里”，立德樹人的落地主要就是通過具體的課程來實(shí)現(xiàn)的。作為新能源科學(xué)與工程專業(yè)的課程，環(huán)境學(xué)應(yīng)在新工科建設(shè)的大背景下，應(yīng)結(jié)合新工科的內(nèi)涵與理念進(jìn)行課程教學(xué)改革。

在新工科概念提出的同年6 月，我國成為“華盛頓協(xié)議”正式成員，從此，正式開啟了具有國際實(shí)質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證工作[3]。作為工程教育專業(yè)認(rèn)證的三大核心理念之一，成果導(dǎo)向教育（Outcomes-Based Education，OBE），又稱目標(biāo)導(dǎo)向教育、產(chǎn)出導(dǎo)向教育，是以學(xué)生的學(xué)習(xí)效果為導(dǎo)向，著眼于培養(yǎng)學(xué)生能力、面向市場需求的一種具有較強(qiáng)靈活性的教育理念[4]。與傳統(tǒng)學(xué)科導(dǎo)向的“正向”相比，OBE 理念是“反向”的，由學(xué)生的畢業(yè)需求決定培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)而對應(yīng)課程體系。也就是說，每一門課程都應(yīng)對學(xué)生畢業(yè)要求有具體的貢獻(xiàn)，畢業(yè)要求是教學(xué)內(nèi)容的依據(jù)，教學(xué)內(nèi)容是達(dá)到畢業(yè)要求的具體支撐。不難看出，用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)工程教育改革具有現(xiàn)實(shí)意義，是達(dá)成新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要支撐[5]。因此，環(huán)境學(xué)課程教學(xué)應(yīng)與OBE 教育理念進(jìn)行深度融合，更加注重加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，貼近社會企業(yè)的需求，適應(yīng)社會對學(xué)生質(zhì)量的要求，也可為以后申請通過工程專業(yè)認(rèn)證做準(zhǔn)備。

三 環(huán)境學(xué)教學(xué)改革措施

（一）重塑基于OBE 理念的課程教學(xué)內(nèi)容體系，力求達(dá)到課程內(nèi)容前沿化、課程思政全程化、試驗(yàn)研討自主化、實(shí)踐訓(xùn)練工程化

依據(jù)濟(jì)寧學(xué)院發(fā)展定位與學(xué)生就業(yè)需求，緊密結(jié)合區(qū)域特色、行業(yè)特色和學(xué)科特色，秉承新工科建設(shè)和工程教育專業(yè)認(rèn)證“以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”理念，提升課程的創(chuàng)新性、高階性和挑戰(zhàn)度，為學(xué)生將來服務(wù)于能源企業(yè)“三廢”治理與環(huán)境保護(hù)相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。基于OBE 理念的課程改革方案如圖1 所示。

圖1 基于OBE 理念的課程教學(xué)改革方案

首先，及時(shí)將學(xué)術(shù)研究、科技發(fā)展創(chuàng)新成果引入課程，加大探究性、創(chuàng)新型研討環(huán)節(jié)比重。結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師研究方向，科研反哺教學(xué)，積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，并通過競賽、“雙創(chuàng)”科研訓(xùn)練等活動，培養(yǎng)學(xué)生深度分析、大膽質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的精神和能力[6]。其次，在原有理論課和實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)上，增設(shè)煤化工企業(yè)、污水處理廠實(shí)地參觀和工程設(shè)計(jì)，以工程項(xiàng)目為驅(qū)動反向安排和設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從書本走向?qū)嶋H，提高學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐創(chuàng)新能力。第三，圍繞立德樹人根本任務(wù)，發(fā)揮專業(yè)課“主渠道、主戰(zhàn)場”作用，深度理解課程本身的內(nèi)涵和價(jià)值，將價(jià)值引領(lǐng)融入科學(xué)故事，將能力培養(yǎng)嵌入案例剖析，針對每個(gè)章節(jié)挖掘思政元素，精選案例串成一個(gè)個(gè)有感染力的故事，用有情節(jié)的故事帶動學(xué)生進(jìn)行記憶。在知識傳授的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生家國情懷、社會責(zé)任感以及科學(xué)素養(yǎng)、職業(yè)精神，達(dá)成能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造的育人目標(biāo)[7]。

（二）構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)模式，開展信息技術(shù)與教學(xué)深度融合、改革解決傳統(tǒng)教學(xué)短板優(yōu)勢明顯、包含跨學(xué)科理論與實(shí)踐相結(jié)合的多維度立體化教學(xué)過程

一門課程從知識傳授轉(zhuǎn)向能力和素養(yǎng)導(dǎo)向的教育，需要重新構(gòu)建一個(gè)能夠有效支撐能力提升的學(xué)習(xí)流程。因此，在一線教學(xué)工作中，課程組運(yùn)用“慕課+課堂”開展理論教學(xué)，采取“實(shí)驗(yàn)+現(xiàn)場”創(chuàng)新混合式教學(xué)，幫助學(xué)生完成“線上自主學(xué)習(xí)+線下深度參與”的學(xué)習(xí)過程，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會終生學(xué)習(xí)，學(xué)會批判思維，從學(xué)到知識轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)會思考，從理解、記憶等初階認(rèn)知提升為綜合、評價(jià)等高階認(rèn)知[8]。

混合教學(xué)設(shè)計(jì)參照圖如圖2 所示。課前，充分利用自建慕課資源（超星學(xué)習(xí)通/學(xué)銀在線平臺），制定線上線下緊密結(jié)合的教學(xué)計(jì)劃，并通過發(fā)送預(yù)習(xí)題、線上答疑等方式，結(jié)合具體學(xué)情分析進(jìn)行針對性的線下教學(xué)設(shè)計(jì)。課中，運(yùn)用雨課堂教學(xué)工具，設(shè)計(jì)以課堂“活起來”、讓學(xué)生“忙起來”為主要特征的多種線下翻轉(zhuǎn)教學(xué)活動，通過學(xué)生給學(xué)生講解、學(xué)生向?qū)W生提問、學(xué)生與學(xué)生研討、教師給學(xué)生點(diǎn)評，從而鍛煉學(xué)生的表達(dá)、質(zhì)疑、溝通和交流的能力，實(shí)現(xiàn)以“教”為中心向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變[9]。另外，在傳統(tǒng)的教師講解過程中借助雨課堂，以隨堂練習(xí)的方式及時(shí)發(fā)現(xiàn)盲點(diǎn)，檢驗(yàn)線上學(xué)習(xí)成效，通過搶答、彈幕、分組討論等方式增加課堂趣味性，提高學(xué)生的課堂參與度，實(shí)現(xiàn)“灌輸式”教學(xué)模式向“探究式、個(gè)性化”方式轉(zhuǎn)變。課后，教師督促學(xué)生完成章節(jié)測驗(yàn)并進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，根據(jù)雨課堂數(shù)據(jù)反饋進(jìn)行課后答疑輔導(dǎo)，撰寫教學(xué)反思。經(jīng)過線上線下混合式教學(xué)，學(xué)生完成課前獲取碎片化知識點(diǎn)，課堂通過教師講解將知識點(diǎn)進(jìn)行模塊化，進(jìn)而通過討論、共享形成知識體系化的構(gòu)建過程，課后再次鞏固強(qiáng)化，最終獲得個(gè)性化、終身化的學(xué)習(xí)能力。

圖2 線上線下混合式教學(xué)模式

（三）建立過程性和結(jié)果性相融合的考評模式，形成過程可回溯、診斷積極有效、嚴(yán)格體現(xiàn)過程評價(jià)的多元化考核評價(jià)體系

從知識、能力、素養(yǎng)3 個(gè)維度，采用筆試、展講、論文/設(shè)計(jì)作業(yè)及實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等多種方式，考評學(xué)生知識獲取、遷移應(yīng)用及創(chuàng)新能力。除閉卷考試占50%以外，在線學(xué)習(xí)根據(jù)智慧樹平臺數(shù)據(jù)導(dǎo)出占總成績的20%；線下成績綜合雨課堂簽到、隨堂練習(xí)、互動討論和學(xué)生展講等環(huán)節(jié)，占總成績的10%；課程大作業(yè)包括設(shè)計(jì)型作業(yè)、分析型作業(yè)，以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一共占總成績的20%。最后，通過問卷星、學(xué)生評教、教學(xué)督導(dǎo)等反饋學(xué)習(xí)效果，依據(jù)結(jié)果改進(jìn)教學(xué)過程，形成“評價(jià)—反饋—改進(jìn)”閉環(huán)（表1）。

表1 課程評價(jià)體系

四 環(huán)境學(xué)教學(xué)改革成效

（一）教學(xué)成效顯著，學(xué)生評價(jià)反響好

本次教學(xué)改革從2021 年開始實(shí)施，面向2020 級學(xué)生開設(shè)。由問卷星調(diào)查結(jié)果（表2）可知，教學(xué)改革促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高，86.36%的學(xué)生認(rèn)為教師在更新教學(xué)內(nèi)容，介紹學(xué)科新動態(tài)、新發(fā)展，理論聯(lián)系實(shí)際方面做得非常好，較好完成了大綱設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)。在多樣化的授課形式中，75%的學(xué)生能夠接受翻轉(zhuǎn)課堂和分組研討，并認(rèn)為課堂氣氛活躍，師生互動性好。另外，線上自學(xué)、播放視頻、利用雨課堂等信息化教學(xué)手段同樣得到一半比例以上學(xué)生的認(rèn)可。經(jīng)過與部分學(xué)生交流訪談，學(xué)生表示由于線上教學(xué)活動的增多，占用了部分課余時(shí)間，因此對于額外耗時(shí)的小論文興趣并不大。另外，課程教學(xué)評價(jià)多年為優(yōu)秀，從教務(wù)系統(tǒng)中學(xué)生評價(jià)結(jié)果可知，學(xué)生對任課教師給予較高評價(jià)，反響較好（表3）。

表2 問卷星調(diào)查結(jié)果

表3 課程教學(xué)質(zhì)量評價(jià)

（二）學(xué)生成績得到提升，形成積極創(chuàng)新氛圍

除了學(xué)生的主觀感受外，本研究以2019 級未實(shí)施教學(xué)改革作為對照班，與教學(xué)改革后的2020 級學(xué)生的最終成績進(jìn)行了客觀對比，結(jié)果如圖3 所示。2 個(gè)班學(xué)生成績均呈現(xiàn)正態(tài)分布，與2019 級僅為73 分的平均成績相比，實(shí)施教學(xué)改革的班級成績在80～90 分的學(xué)生人數(shù)明顯增多，平均成績也提高到81 分。另外，實(shí)施教學(xué)改革的班級中學(xué)生參加科技創(chuàng)新活動積極性高，實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維也得到鍛煉，立項(xiàng)了更多項(xiàng)校級以上“互聯(lián)網(wǎng)+”、挑戰(zhàn)杯及大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。

圖3 改革前后學(xué)生成績對比

（三）課程建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，團(tuán)隊(duì)教師教學(xué)育人水平提高

依托課程創(chuàng)新改革實(shí)踐，團(tuán)隊(duì)教師獲批多項(xiàng)教學(xué)改革項(xiàng)目和教學(xué)質(zhì)量工程項(xiàng)目，并獲得教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目及省級教學(xué)改革項(xiàng)目立項(xiàng)。同時(shí)，青年教師的教學(xué)能力得到提升，在校級教學(xué)技能競賽、教學(xué)創(chuàng)新大賽中屢獲佳績。團(tuán)隊(duì)教師獲得山東省優(yōu)秀科技工作者、受聘為可再生能源學(xué)會大學(xué)生優(yōu)秀作品競賽評委等榮譽(yù)。

五 結(jié)束語

本文以濟(jì)寧學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)環(huán)境學(xué)課程為例，闡述了新工科建設(shè)背景下、基于成果導(dǎo)向的環(huán)境學(xué)課程教學(xué)改革理念和授課情況，對課程內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)、考核評價(jià)等方面進(jìn)行了改革探索與實(shí)踐。在課程理念上進(jìn)行了創(chuàng)新，從以“教”為中心向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變；在教學(xué)設(shè)計(jì)上注意提升教學(xué)效果，從灌輸式向探究型、個(gè)性化轉(zhuǎn)變；在考核評價(jià)上更加側(cè)重于過程，從注重死記硬背、“期末一考定成績”向注重獨(dú)立思考、全過程學(xué)業(yè)評價(jià)的方式轉(zhuǎn)變。改革后的課堂學(xué)生反響良好，成績得到提升，形成積極創(chuàng)新氛圍，也促進(jìn)了教師教學(xué)水平的提高。改革成果將直接應(yīng)用于新能源科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生，同時(shí)作為環(huán)境教育通識選修課服務(wù)于全校學(xué)生，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提升。