現代教育信息技術促進地方高校環境類專業實踐教學改革

朱宗強 宋曉紅 曾鴻鵠 張立浩 李潔月 李艷紅 梁延鵬

摘? 要：實踐教學是學生創新素質培養過程的重要環節，現代教育信息技術的融入，可全方位提升其對培養具有地方特色的環境類應用型創新人才的作用。文章結合桂林理工大學環境類專業實踐教學改革的實際，分析了地方高校環境類本科實踐教學存在的問題，闡述了綜合運用多種現代信息技術從教學理念更新、教學體系重構、教學手段升級、共享平臺升華4個維度開展實踐教學改革的方法，促進了面向校內外、線上線下的開放共享與協同合作，有效提高了環境類專業實踐教學質量與學生專業素養。

關鍵詞：現代教育信息技術;環境類專業;實踐教學;教學改革

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）08-0074-03

Abstract： Practical teaching is an important point in the process of cultivating students' innovative quality. The integration of modern educational information technology can comprehensively improve its role in cultivating environmental application-oriented and innovative talents. Taking the environmental practice teaching reform of? Guilin University of Technology as an example， this paper analyzes the problems existing in practical teaching of environmental major of the local university， expounds integrated use method of modern information technology to enhances the reform effect of practice teaching of environmental major through 4 aspects， such as teaching philosophy renewed， teaching system reconstructed， teaching methods upgraded， and teaching platform shared. The educational reform promoted opening， sharing and collaborating inside and outside of the university as well as? online to offline， effectively improved the quality of practical teaching environment of the undergraduate and students' professional skill.

Keywords： modern educational information technology; environmental major education; practice teaching; educational reform

隨著現代教育信息技術的迅猛發展、更新與廣泛運用，“互聯網+教育”深度融合是高校教學改革的必然趨勢[1]。“教育信息化2.0行動計劃”開啟了教育現代化、建設教育強國的新征程。如今，高校師生的教學方式、學習方式、思維方式和交流方式發生了巨大改變，聚焦新時代對人才培養的新需求，需將教育信息化作為教育系統性變革的內生變量，推動教育理念更新、模式變革、體系重構[2]，實現優質教學資源共建共享，促進教學質量持續提升。

實踐教學是地方高校發展的關鍵環節，其建設水平和績效決定著高校人才培養的質量和特色。然而，地方高校受地理位置、學校品牌、教育經費和生源質量等問題的制約，要想有效提高整體競爭力，必須與時俱進，充分發揮積極性、主動性和創造性，將現代教育信息技術與實踐教學深度融合，開展線上線下的互動混合式教學，融合并豐富精品實踐教學資源，切實提高專業實踐教學質量。

我國環境類專業始建于七十年代，環境類實踐教育經過近50年的發展，已形成較好的人才培養體系。當前，我國約有400多所本科院校開設了環境工程專業，其中近85%為地方高校[3]，地方高校承擔著環境類工程人才培養的主要任務。近年國家“新工科”建設以及國家社會與環境事業發展的新常態對環境類人才培養提出了新的要求，但在實踐教學環節建設中仍存在諸多問題，還不能很好地滿足社會對人才的新要求。

桂林理工大學于1995年通過聯合辦學的方式創辦了廣西最早的環境工程本科專業，以學生實踐能力培養效果好著稱，為廣西社會經濟發展和生態環境保護培養了大量應用型創新人才。為適應國家經濟社會發展新需求，2007年開始不斷追蹤現代信息技術發展前沿，針對環境類人才培養過程中實踐教學環節不斷出現的新問題，以學生培養質量為中心，將現代教育信息技術與實踐教學深度融合，從教學理念更新、教學體系重構、教學手段升級、共享平臺升華4個維度圍繞教學全過程開展實踐教學改革，建立了供需對接緊密的環境類應用型創新人才實踐教學模式。在水污染控制國家級實驗教學示范中心以及環境污染防治與生態保護虛擬仿真國家級實驗教學中心的建設基礎上，利用虛擬仿真教學資源豐富實驗實踐教學環節，將科研成果與工程實踐融入教學，多方聯動增強實訓與實習教學實效，多方位交流與優質教學資源共享，探索出一條現代教育信息技術多維促進環境類專業實踐教學改革與開放共享的特色建設之路，有效提高了環境類專業實踐教學質量與學生專業素養。

一、地方高校環境類專業實踐教學環節建設中存在的主要問題

1. 實踐教學環節薄弱，師資不強：地方高校實踐環節受重視程度不高，教學學時壓縮嚴重，實踐教學管理信息化不足，實踐教學隊伍配套參差不一，畢業生技能特征與核心競爭力不強。

2. 實踐教學資源匱乏，內容陳舊：環境類實踐教學內容多限于理論教學范疇，實驗教學項目類似，內容陳舊且更新緩慢，學生專業實踐范式雷同，導致創新創業專業素質培養力度不夠。

3. 實踐教學手段單一，模式落后：實踐教學方式單一，有限課時內“一遍體驗式”的實踐教學效果不佳;教學模式傳統落后，“一對多”的面授式輔導無法兼顧全體學生，師生交互障礙較多，學生專業差異和個性化培養不足。

4. 實踐教學共享困難，交互性差：受地域、品牌、課時、師資、教學條件所限，實踐教學資源共享與協同育人機制有效落地困難，專業實踐與實際生產結合不夠，學生素質與用人單位供需對接不緊密。

二、利用現代教育信息技術促進地方高校環境類專業實踐教學改革

（一）增加實踐教學環節課時，提高實踐教學地位，推動環境類專業群建設

以專業工程教育評估為契機，堅定實踐教學改革信念，修訂實踐教學大綱和培養方案，將實踐課程獨立成課，增加實踐教學課時。近5年，新增實驗課程3門，實驗課獨立成課7門，新增《環境工藝仿真訓練及精密儀器操作模擬》實踐課程1門。新開設《城市生活污水凈化AAO工藝調試虛擬仿真實驗》、《有機固體廢物堆肥仿真實驗》等實驗/實踐項目28項，新增實驗/實踐課程128學時，提升實踐教學環節學分占比達30.6%。

整合了研究領域緊密相關且易形成一體化建設產業鏈的環境工程、給排水科學與工程、水文與水資源工程和地下水科學與工程等相關專業，集約式建設了廣西辦學實力最強的環境類專業群。環境工程專業被列入“國家卓越工程師教育培養計劃項目”與“教育部地方高校第一批本科專業綜合改革試點專業”，2017年環境工程專業通過中國工程教育專業認證協會認證;2018年通過住房城鄉建設部高等教育給排水科學與工程專業認證二次復評。

（二）構建教學質量保障制度，線上線下聯合培養，強化實踐教學隊伍建設

完善教師隊伍質量提升與管理制度，提高實踐教學隊伍準入門檻與考核指標，以培養培訓和繼續教育促成長。在線上，建立網絡授課系統、網絡教學和教師信息化管理平臺，利用雨課堂、學堂在線等線上產品，通過在線培訓、網絡討論和金課座談會等形式，將“互聯網+”融入教師培訓與繼續教育，開展慕課、精品網絡課程、在線開放課程和優秀教學經驗分享等專題活動，每位教師年均參加專項培訓10次。在線下，開展校企聯合、國內外高校和研究所進修深造以及企業機關單位掛職鍛煉，以打造一支專業素養高、實踐經驗豐富、知識面廣的環境類專業實踐教學隊伍。

執行教授承擔實踐教學任務制度，基于持續改進機制建立“評價-反饋-改進”工作閉環，實行“課前-課堂-課后”的多元實踐教學雙向評價在線考核模式，開展校內外同行、學生共同網絡評教，以學生學習結果角度審視教師的教學工作、教學資源配置和專業指導服務情況，形成有效教學質量保障體系。

（三）基于產出導向，立足工程實際，融合科研成果，多維運用媒體技術，豐富優質實踐教學資源，優化實踐教學內容體系

以行業發展和市場供需為導向，指導調整和優化實踐教學方案，修訂實踐教學大綱，將教學內容與學科、行業前沿的科研和實踐成果深度融合。配套建設了不同類型的工藝仿真構筑物和工藝運行調控實訓平臺，與相關企業、兄弟院校、研究所多方聯合，建設地方特色明顯的“虛實結合”實訓工廠;應用Web、AR、二維碼等現代信息技術整合優化現有虛擬仿真實驗教學資源，建設優質實驗教學項目，目前建成了7大虛擬仿真教學資源庫，共254類2000多個優質教學資源;融合多維媒體技術，使紙介教材與在線開放課程資源有機銜接，打造多媒體新形態教材，提高教學內容的時效性和教學效果，服務學生工程意識、工程素質和工程實踐能力的培養。

（四）緊跟學科前沿和行業動態，深化實踐教學模式改革，綜合運用現代信息技術，統籌優化實踐教學方式，更新實踐教學手段

持續收集畢業生動向和企業需求反饋數據，利用教學網絡平臺和學情分析系統統計學生學習熱點、知識點掌握度和能力點達成度等教學過程關鍵數據，科學統籌傳統教學與虛擬仿真實踐比例，在“認知與理解、學習與模擬、實訓與實習”的“三步遞進法”實踐教學模式中融入靈活、自主、多元的實踐教學手段。虛擬仿真技術將科研成果與工程實踐融入教學，虛擬實驗和傳統實驗相結合，實體操作與仿真訓練相配合，拓展了教學時空，提高實踐教學的安全性、集約性、重復性和持續性。

將學生實踐教學進行“交換生-實驗班-普通班”的分類培養，多維集成通信技術、計算機技術、微電子技術和傳感技術等多種現代信息技術更新和豐富實踐教學方式，與現代教育信息化企業協同開發教育教學資源，通過微課、多媒體網絡課件、電子教案、視頻錄像、模擬演示等介質豐富實驗教學技術手段，虛實結合實現學生個性化專業技能的培養。

（五）利用現代教育信息技術突破實踐教學時空限制，構建開放式的實踐教學數字平臺，促進優質實踐教學資源開放共享

集成現代信息技術升級實驗室環境與設備，實驗教學中心全面安裝智能門禁系統，數字化視頻安全監控系統全覆蓋，啟用實驗室安全培訓與管理系統，實現實驗室的7*24模式全天候開放與信息化管理，保障了實踐教學的學習時空。

建設“產、學、研、用”虛實結合的實踐教學平臺，綜合應用移動互聯網技術，將“網上虛擬學習-校內半實體仿真實訓-現場頂崗實習”教學技術路線網絡資源化，發展“移動課堂”，倡導“移動學習”，支持學生使用移動終端進行全時空演練與學習，開發了虛擬仿真實驗教學網站，包括工藝相關的理論知識點學習以及虛擬仿真操作、虛實結合工藝調試訓練和過程跟蹤與任務考核等模塊，具有交互性操作功能，學生可根據自身實際情況進行自主系統學習，適應學生多樣化、個性化需求。實踐教學平臺近5年還支持了“互聯網+”大學生創新創業大賽立項256項，并獲得省級金獎2項，銀獎10項，銅獎35項。

以虛擬仿真實驗教學項目、在線開放課程等建設為契機，打破專業隔閡、行業藩籬、院校壁壘和地域局限，促進優質教學資源在行業的應用與反饋，提高學生能力培養的社會需求匹配度，促進實踐教學資源開放共享。目前，與知名環境企業機構共建了30處實踐基地，與廣西唯一環境上市公司廣西博世科環保科技股份有限公司共建了博世科環境學院。此外，積極響應國家“一帶一路”戰略，與柬埔寨理工學院共建了桂林理工大學-柬埔寨理工學院水環境保護國際聯合實驗室，起到了較好的示范作用。

三、結束語

本校以培養具有地方特色的環境類應用型創新人才為目標，基于OBE理念圍繞著教學的全過程開展實踐教學改革，以提高學生培養質量為中心，以現代信息技術為工具和橋梁，從教學理念更新、教學體系重構、教學手段升級、共享平臺升華4個維度開展了實踐教學改革。經過12年的建設，構建了融創新性、綜合性和開放性于一體的環境類多層次實踐教學平臺，完善了實踐教學技術手段，實現了教學內容的更新，豐富了實踐教學資源，促進了實踐教學質量的持續提升;利用虛擬仿真教學資源填補了實踐教學薄弱環節，增強了教學過程管理和師資培訓的信息化建設，開展校內外多方面合作培養，增強了實習實踐教學實效，優化了校內外開放共享與協同合作的機制，有力推動了環境類學科群平臺的建設，有效提高了環境類專業實踐教學質量。

參考文獻：

[1]潘懋元，陳斌.“互聯網+教育”是高校教學改革的必然趨勢[J].重慶高教研究，2017，5（1）：3-8.

[2]中華人民共和國教育部.教育部關于印發《教育信息化2.0行動計劃》的通知[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html，2018-04-18/2019-08-15.

[3]李雁，沈元，林春綿.基于OBE理念地方高校環境工程專業實驗教學的創新[J].浙江化工，2018，49（10）：32-36.