基于工程認證的“空氣污染化學”課程教學模式研究與實踐

牟玲

【摘要】以環境工程專業“空氣污染學”課程為例，分析了在工程認證背景下高校課程教學現狀及不足，并針對“空氣污染化學”教學內容、教學手段、考核方式等方面提出了課程改革的措施，希望研究結果能對于建立基于工程認證背景的高校專業類課程體系教學模式提供借鑒與參考。

【關鍵詞】工程認證 高校課程 空氣污染化學 教學模式

《華盛頓協議》是世界上最具影響力的國際本科工程學位互認協議，該協議是國際工程界對工科畢業生和工程師職業能力公認的權威要求。基于該協議，中國工程認證協會制訂了與國際標準緊密對接的認證標準，并陸續在高校各專業開展了認證工作。探討基于工程認證背景下以學生為中心和目標的教學模式，對于提升新形勢下高等學校本科教育教學水平奠定基礎。

《空氣污染化學》以城市大氣污染物的來源、存在形式、遷移過程中的化學轉化、歸宿及對大氣質量的影響為核心內容，涵蓋了污染物尤其是PM2.5化學傳輸模式及污染物來源解析的基本理論。通過本課程的學習，使學生掌握城市大氣環境化學基本概念及大氣污染形成的基礎理論，使其具備處理實際大氣環境污染問題的能力，掌握解決實際空氣污染問題的方法和技術。本文從“空氣污染化學”的課程特點出發，結合筆者在環境工程專業課堂教學實踐和教學體會，對工程認證背景下“空氣污染化學”課程的教學改革進行了探討和總結。

一、工程認證背景下“空氣污染化學”課程教學中存在的主要問題

1.課程體系缺乏系統性

《空氣污染化學》原有教學體系側重于各類大氣環境問題的形成原因，如大氣化學反應動力學及熱力學問題，較少涉及解決實際大氣污染問題的技術手段。而這些技術手段，正是當今社會改善與治理大氣環境所必須的重要技能。另外，對于該課程的重點內容之一——大氣顆粒物來源解析技術，僅僅介紹了各種來源解析方法的原理，缺少大氣顆粒物采樣、樣品中各組分分析測試技術的相關內容，使學生無法從整體上掌握大氣顆粒物來源解析技術。而工程認證要求培養目標多樣性，以本課程為例，其支撐的畢業要求指標點為：（1）指標點1.1，能將數學、自然科學、環境工程科學的語言工具應用到對環境工程領域復雜工程問題的評價和恰當的表述中。（2）指標點2.1，能夠應用數學與自然科學的相關科學原理，識別和判斷環境工程領域的復雜工程問題的關鍵環節。而現有課程體系還不能很好的支持工程認證畢業要求指標點。

2.教學模式與學生工程能力培養不協調

課堂教學作為大學教學的基本形式，首要任務是傳授科學文化知識和訓練學生的技能。針對《空氣污染化學》這門課程，目前主要采取單一的課堂講授的方式，而工程認證的核心理念應是以學生為中心和目標。工程認證“空氣污染化學”教學模式的改進必須和實踐環節相結合，以提高學生理論聯系實際的能力。然而目前“空氣污染化學”課程實際教學環節沒有設置實驗學時，無法滿足專業工程認證中學生工程能力培養的要求。

3.考核方式單一

工程認證中要求每門課程結束后，需要完成該課程的達成分析報告，詳細評價對應畢業指標點的達成情況。對于畢業要求中的某些指標點，如非技術指標的達成情況，不應直接采用算分法;對于畢業要求指標點9.2，能夠在團隊中獨立或合作開展工作，勝任團隊成員的角色和責任，應采用定性方法。而目前“空氣污染化學”考核方式僅采用期末結課考試的單一模式，無法滿足工程認證中針對一些非技術性指標的達成情況進行分析與評價的需要。

二、工程認證背景下“空氣污染化學”教學改革的措施與方法

1.完善教學體系

《工程教育認證標準》要求高校教學活動應以學生為本，不斷為工程教育改革而持續改進。工程認證所要求的OBE教育模式，一是要求教師在教育活動之前對學生達到的發展水平有清晰的認識，要用精細的“教學大綱”控制教學開展;二是要選擇與教學目標類型一致的教學方法。結合目前我國大氣污染以顆粒物尤其是細顆粒物PM2.5污染為主的特點，以培養面向城市大氣污染控制的應用型及管理型人才為目標，將課程的知識體系結構進行調整，精煉教學內容，避免和減少課程間的重復，刪除與環境工程專業其他課程重復的“大氣化學組分的源、匯與循環”“酸沉降化學”，壓縮理論性較強的“大氣化學反應動力學基礎”，加大“氣溶膠化學”中關于大氣顆粒物來源解析方法的授課學時。同時，增加大氣顆粒物不同組分的化學成分分析技術（離子組分分析、微量元素分析及有機物分析）、大氣顆粒物的物相分析和形貌分析技術，體現課程特色，補充國內外研究新理論和新技術。

2.優化教學方法

改革教學方法和教學手段，激發學生的學習興趣，提高學生的學習效率。將“啟發式”和“參與式”教學模式引入課堂，打破傳統的“灌輸式”教學模式。同時根據“空氣污染化學”教學內容，以授課教師科研項目為依托，設置相應實踐環節，鼓勵感興趣的學生利用課余時間參與到和該課程內容相關的科研項目，使學生能夠將課堂講授內容融會貫通，實現理論與實際的結合，同時在動手實踐過程中，開拓學生的創新性思維。另外，在課堂教學中，不定期安排課后作業，要求學生自行分組查找并分析國內外關于大氣氣溶膠的研究論文，分析并制作PPT進行講解。通過科學合理的安排課后思考題，進一步鞏固學生對本課程及其他課程（文獻檢索與利用、環境工程專業外語）知識的系統學習，同時在完成課后作業過程中，考察學生的團隊合作能力及針對專業問題的語言表述能力。

3.改革考核方式

考核是檢驗教學效果的重要手段。為克服現行考核指標單一化弊端，實行考核指標多元化改革，將理論教學環節考核方式從單純筆試向多元化考核方式轉換，包括上課提問、平時作業、期末考試等。筆者設置“空氣污染化學”課程的總成績=平時成績×10%+實驗成績×10%+期末考試成績×80%。平時考核主要以課堂表現和課后作業完成情況為主，實驗成績以實驗報告和學生實際動手能力為主，卷面考試題型包括填空題、名詞解釋、簡答題和論述題等，其中考核大氣環境化學基礎知識題目占60%，考核應用理論知識分析和解決實際大氣污染問題的能力題目占40%。課程結束提交總評成績后，根據工程認證標準及“空氣污染化學”對應的每個畢業要求指標點，分項求各指標點對應的平均分，計算“空氣污染化學”對各指標點的評價值，獲得本課程的達成度評價報告。另外，針對工程認證標準中非技術性指標，采用定性評價方法，通過設置合適的定性考核標準，完成對該指標點的評價。

4.師資隊伍建設

提高教師的理論水平和實踐教學能力，是確保教學質量的基礎。鼓勵《空氣污染化學》任課教師以科研促進實踐教學。基于實踐教學中的能力要求，教師應自覺將自己的部分科研工作與專業教學需要結合起來。加強專業教師的培訓和相關技能的學習，提高教師層面實踐水平。有計劃地安排專業教師的進修工作，定期選派優秀教師去國內985高校、環保單位、企業進行考察和交流，將教師的專業知識和企業的實際應用結合起來，提高教師運用專業知識解決實際問題的實踐能力。組建一個相對穩定的教師團隊。同時，采取校企合作的方式，適當聘請環保單位、企業內具有較高水平和豐富實踐經驗的科研人員作為《空氣污染化學》這門課的兼職指導教師，進一步提高實踐教學水平。

參考文獻：

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