成果導向下大氣污染控制工程教學改革探索

劉忻 袁怡 錢飛躍 馬三劍 潘楊

[摘 要]大氣污染控制工程是環境工程重要的必修課，課程支撐了學生污染控制基本概念的架構，培養了他們的應用實踐能力。為達到預期的學習目標，在大氣污染控制工程教學中引入成果導向教育的基本理念。根據課程定位制定預期的學習達成目標，在此基礎上合理取舍教材學習的內容，強調與其他科目課程間的協調。在教學中突出以學生為學習的主體，通過改進教學方法，促進學生預期學習目標的達成，構建較為合理的評價體系。盡管該理念被引入到了本課程的教學中，也取得了一些成效，但OBE教學體系在本課程中的建設在今后還需要不斷完善。

[關鍵詞]成果導向教育;大氣污染控制工程;環境工程;教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）03-0046-04

成果導向教育（Outcome-Based Education，簡稱OBE）指教育教學中，要圍繞學生將要實現的預期學習成果而開展所有的教學活動[1]。其關注的內容不僅局限于“教什么”“如何教”，更重視學生的學習成果，即學生掌握知識的程度、運用知識能力的高低，尤其是工程實踐能力。因此，教師需對此能力有清楚的目標，然后以此目標為中心組織實施和評價教學環節，保障學生達成此目標。換言之，就是教學體系應遵循反向設計、正向實施，以學生為中心重視他們整體的學習成果，構成“預期學習成果—實現預期學習成果—評估學習成果”的教學質量持續改進過程[2]。

OBE理念現已成為本科工程教育學位國際認證的規范，代表了當前國際工程教育領域的主流思想[3-5]。我國于2016年6月正式加入《華盛頓協議》，OBE的先進理念正逐步滲透到工程教育的各領域。為順應工程人才流動的趨勢，蘇州科技大學積極將該理念貫徹于教學工作中。環境工程專業于2017年申請并通過了認證工作。自認證工作結束后，該專業基于OBE理念的導向持續改進，通過對各教學工作展開教學改革，不斷完善專業的發展。

大氣污染控制工程是本科環境工程專業四大核心專業課之一。該課程涉及的知識面廣，與數學、物理學、安全科學技術、化學、化學工程、管理學、材料科學、燃燒等學科交叉聯系緊密。隨著習近平主席在黨的十九大上對今后經濟、社會的發展明確提出“堅持全民共治、源頭防治，持續實施大氣污染防治行動，打贏藍天保衛戰”的具體要求，人民群眾對環境問題，尤其是大氣污染問題日益重視，大氣污染控制工程顯示了其在廢氣治理方面的重要實用價值。蘇州科技大學環境工程專業設有大氣污染控制工程課程，其理論教學和實驗教學分別為64學時和16學時。如何讓學生在充分掌握大氣污染治理的基本知識和技能的同時，具備實際治理大氣的能力是本課程的核心。蘇州科技大學環境工程專業將OBE理念運用到課程教學中，取得了一些實際效果。

一、大氣污染控制工程教學面臨的問題

（一）學校、專業人才培養目標與課程目標的內在關系

蘇州科技大學是一所中央與地方共建、以江蘇省管理為主的省屬普通高等院校，學生的就業去向主要集中在長三角地區。根據長三角地區創業氛圍濃郁、創新動力強勁、對各類人才需求迫切的特點，學校堅持“立足江蘇、服務行業、輻射全國、面向世界”的定位，以培養基礎扎實的高素質創新性應用型人才為己任，全力打造為地方和行業發展服務的高素質應用型人才培養基地、高層次咨詢基地、高水平研究基地、高品位文化基地。

以此為基礎，環境工程專業按照“強化專業基礎、提升應用技能、注重實踐創新、面向社會需求”的原則，將學生培養為“適應我國21世紀社會主義現代化建設需要，德、智、體全面發展，具有可持續發展理念，具備環境工程的基礎理論和污染控制工程、資源利用、環境規劃、環境修復及生態工程等方面的理論與實踐知識，能夠從事污染控制工程的設計及運營、環境影響評價、環境工程監理、環境監測、環境應急處置和污染控制技術研發等卓越應用能力的環境保護高級專門人才”。本專業的畢業生能在工礦企業、設計與科研院所、大專院校和政府部門從事環境污染治理、環境監測、環境監察、規劃管理等方面的專業技術工作，也可進入更高層次的機構深造。具體地，學生在畢業后能系統地掌握基礎科學及環境工程的基本理論，具備扎實解決復雜環境問題的專業知識和工程能力;具備污染治理的工程研究、技術開發設計、環境工程監理、環境監測與評價、治污工程的運行與管理，對可能的污染突發事件有預測和應急處置能力等方面的解決復雜工程問題的專業能力;具有良好社會道德及心理素質;具備較強的團隊精神、創新意識和管理能力;具有較強的獲取知識和綜合運用知識的能力以及發現、分析、解決問題的能力。

大氣污染控制工程課大綱對本課程的定位是“環境工程專業本科生專業必修課之一”， 旨在培養學生具有可持續發展理念，讓學生關注熱點環保問題，同時培養學生解決大氣污染工程的基本能力，結合實驗和課程設計等環節，為學生畢業后從事大氣污染工程設計及管理等工作打好必要基礎。

雖然本專業的人才培養目標與本課程大綱都有比較明確的定位，但在具體細節方面，兩者還存在諸如學習深造等銜接不緊密的問題。

（二）課程教學內容選擇與能力支撐間的關聯

在講課時，教師往往更關注課程知識體系的系統性、邏輯性和時效性，這樣做卻容易忽視學生作為學習主體的特質。一個具體的例子是，由于各地高考方案的差異，環境工程專業大三的部分學生對于基礎化學，尤其是有機化學知識的掌握較薄弱，僅知道一些簡單的命名規則，對于有機物結構以及因此而導致的物性差異了解有限，不能通過對于分子結構的了解勾勒出對應的初步治理技術。因此，教師需結合學生現有的知識結構，完善教學內容，引導學生通過自學獲取相關信息，做到既要邏輯完備，內容簡潔完整，又要讓學生及時掌握有機廢氣治理的理論、規范，具備運用廢氣治理技術解決污染問題的能力。

（三）課程學習評價與學生能力評價的關聯度

蘇州科技大學環境工程專業的課程評價經多輪改革，已由單一的課程考試結果評價，發展到覆蓋教學全過程的評價，形成了較完善的內部評價體系。但是現有的各專業課程，包括大氣污染控制工程在內，其學習評價還是僅僅局限于課堂的學習效果，缺乏來自包括用人單位、科研機構在內的多元化評價，這就缺乏從社會層面、專業層面對學生工程實踐能力形成評價的客觀性。

二、OBE理念在大氣污染控制工程教學中的應用

在大氣污染控制工程的教學過程中，蘇州科技大學環境工程專業按照OBE理念進一步完善了課程培養目標，形成了與其他課程相協調的課程實施措施與評價體系。

（一）大氣污染控制工程的預期學習產出

OBE強調課程側重于學生的能力形成，注重預期的學習產出。因此，本專業細化了本課程的目標，明確了課程目標應放在提高學習產出成果上。

為制定合理的課程學習產出，蘇州科技大學環境工程專業通過問卷調查了解了學生對課程的預期，通過與多行業工業企業環保部門、高層次研究機構專家、行業專家、教師的溝通，了解各方對畢業生的要求及其他課程與本課程間的協調性。表1列舉了本課程的部分預期學習產出。

（二）大氣污染控制工程課程實施

基于OBE理念，蘇州科技大學環境工程專業對大氣污染控制工程課程進行了進一步的改革，以達到預期的學習產出。

1. 強化與其他課程的協調性，合理取舍教學內容。本課程與化工原理、水污染控制工程、固廢等課程均有聯系，但由于其他課程內容的側重點各不相同，導致學生在學習大氣污染控制工程時，感覺知識點似曾相識，但分布較亂，這需要教師對于相關教學內容進行梳理，合理取舍。以揮發性有機物VOCs治理為例，由于學生對于有機化學知識掌握不牢固，因此教學內容不僅要系統講授吸附、吸收、冷凝、催化氧化、微生物處理等基本的有機廢氣治理技術，而且還要以常見官能團為系列，適當講授官能團在分子結構中的分布及其相互作用、對有機物性質的影響，補充常見VOCs的處理方法，啟發學生依據分子結構的特點合理選擇合適的末端有機廢氣的治理技術。同時，對于其中微生物治理VOCs的技術，由于這部分內容與水污染控制工程課程中的活性污泥法、生物膜法在內容上相重疊，學生在學習大氣污染控制工程的同時，也正在學習水污染控制工程課程生物處理法，故我們對VOCs治理所涉及的有機物在水中傳質、微生物代謝有機物的原理等內容進行了弱化處理，增加了對新技術、新工藝的講授。

2. 明確以學生為主體。按照OBE理念，大氣污染控制工程課程教學明確以學生為學習主體。授課前，教師應向學生明確課程每章節的講授進度、重點難點、參考書目、預期達成目標和考核方式等，如表2列舉了部分章節的實施方案。講授時，教師通過創設工程問題情境，引導學生從工程方向思考問題，鼓勵學生就疑問處積極查閱資料，并與教師交流心得。

3. 改進教學方法，以達到預期學習產出。在下課前，告知學生下節課的學習內容，并提出一兩個問題，督促學生就此先查閱相關資料，熟悉即將學習的內容。在教學中，針對每個教學要點采用實際問題引導，結合討論，合理使用多媒體，提高學習者的課堂參與度。

（三）構建大氣污染控制工程課程的評價系統

在OBE理念下，我們從校內評價、行業評價與社會評價等各個層面，以及課堂評價、課程評價和項目評價等不同層次，結合素質、技能、知識等不同維度，對最終的學習成果進行了較為完善的評價。據此理念，我們在大氣污染控制工程課程考核中，結合目前實際開展的情況制定了如表3所示的課程學習評價體系，以期可以客觀地反映學生的學習效果，引導學生發現自身存在的問題并加以改進，最終促成教學目標的達成。

三、大氣污染控制工程的改革成果

大氣污染控制工程是環境工程專業的核心專業必修課。通過在教學中引入OBE理念，收到了良好的教學效果。

通過授課前向學生展示本課程的目標定位，結合當前環境污染的形勢，以及社會及政府對廢氣治理的關注和投入，使學生充分了解本課程對未來職業能力的支撐作用，讓學生清楚地認識到本課程需要達成的目標，從根本上樹立對環保行業的信心，提高對該課程的認可接受程度，調動他們學習的主動性。學生課堂參與度由原來的約65%提高至90%以上，學生對課程的認可度由實施前的約70%提高至當前的95%以上，愿意投身廢氣治理行業的學生人數比例從原來的約20%提高到當前的50%以上。在評價體系中引入互評機制，這既加強了團隊成員的協作，又促進了成員間的相互督促。

大氣污染控制貫穿于當前環境治理領域的方方面面，與水污染控制、固廢處置與資源化緊密相關。OBE理念開闊了學生對大氣污染控制在環境領域中的應用的眼界，有利于協調分配他們在其他課程中相關聯部分的學習精力。

由于學生學習的主動性增強，掌握的知識與技能更加牢固，且評價體系更多元化、更客觀，學生的學習效果穩步提升。

四、結語

在OBE理念下，學生是符合規范質量的最終產品。通過分解產品質量的要素，依靠檢測與評估來驗收，以相應培養方式來確保培養過程，最終通過不斷升級來達成持續改進目標。工程教育的目標是為工程培養應用型人才。在OBE 導向下，蘇州科技大學環境工程專業嘗試通過新的大氣污染控制工程的教學模式，更精準地定位課程目標，明確課程實施的可操作性，讓課程評價更客觀，也更有指導性。這調動了學生自主學習的積極性，能激勵他們主動學習，并取得了良好的教學效果。基于此嘗試，今后要進一步將OBE理念融入大氣污染控制工程的教學中，通過實踐不斷完善課程的教學效果。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 許爐生，林春綿，呂伯昇，等.OBE導向下的環境工程個性化生產實習模式初探[J].高教學刊，2017（10）：9-11.

[2] 梅運軍，黃嵐，胡純，等. 成果導向教育理念（OBE）下的環境工程微生物學課程教學改革與實踐[J].微生物學通報，2018（3）：609-615.

[3] 山寶琴，劉羽.基于OBE模式的環境工程教學體系探索[J].陜西教育（高教），2016（3）：64-65.

[4] 胡磊，紀靚靚，袁旭音，等.基于OBE理念的環境監測實驗教材建設的思考[J].教育教學論壇，2017（9）：212-213.

[5] 趙芝清. 基于應用型人才培養理念的《大氣污染控制工程》課程改革探索[J].廣東化工，2018（6）：260-261.

[責任編輯：陳 明]