面向新工科的ISEC項目課程教學實踐探索

王藝璇 滕洪輝 湯 茜 任百祥 趙爾康

(1、2、3、4.吉林師范大學環境科學與工程學院，吉林 四平136000)(5.吉林師范大學學生工作處，吉林 四平136000)

2017年 “新工科”這一概念進入公眾視野，2018年教育部對首批“新工科”研究與實踐項目進行了認定，2019年經教育部多次召開專題交流會，“全國新工科教育創新中心” 正式成立。由此可見，“新工科”建設正在進入再深化的新階段。無論是重構工程人才課程體系及培養機制的“天大方案”，還是構建“通識+專業+雙創”深度融合課程體系的“F計劃”，都說明了“新工科”建設正在改變高校人才培養方案、高校的評價體系與資源配置方式以及高校教與學的行為[1,2]。完全以學生發展為中心，工程教育教學模式改革才能從根本上升華。因此，面向“新工科”，各高校通過積極探索新的教育理念、教育模式、教育機制、教育體系和教育方法并實施，來推動教學改革工作“百花齊放”[2]。

為了加強國際間的交流與合作，提高我國教育的國際化水平，國家留學基金管理委員會及其下屬“東方國際” 聯合數十所英、美等優秀大學和國際課程專家，共同研發了通用型的國際本科課程項目，即“國際本科學術互認課程(International Scholarly Exchange Curriculum，簡稱ISEC)”項目[1]。ISEC項目的培養模式分為兩種：“4”或“2+2”型。“4”就是本科階段學習全部在國內進行，“2+2”就是采用國內和國外兩個學習階段的模式。其中，國內階段不能少于兩年。ISEC項目的所有課程已得到了如美國佛羅里達大學、美國中密西根大學、美國克拉克大學等數十所國外大學的認可。學生通過國內階段的學習，可順利對接本科國外大學后續學習，實現了真正的“學分互認”。由此可見，ISEC項目在教學、管理理念等方面十分注重與國際接軌，這為院校深化教學改革提供了一個極具潛力的特色平臺[2]。同時，該項目注重創新，始終保證課程的先進性，為教師提供了一個開放且靈活的發展平臺[3]。

《環境學導論》課程是吉林師范大學國際環境工程專業的一門理論課程。通過該課程的學習，學生將了解環境污染的要素以及對大氣、水、土壤、固體廢物和物理環境的預防措施。通過學習各個層次的特點和內在聯系，教會學生如何更好地理解可持續發展戰略，實現全球可持續發展的實施過程，逐步培養學生的環保意識，幫助他們樹立保護地球環境的責任感，防范可能出現的環境問題。隨著各高校新工科研究與實踐的推進，本著“以學生為中心”的教育教學理念，《環境學導論》課程也需要在授課內容、教學手段以及評價方式等方面進行一定的改革。因此，本文基于“新工科”創新型人才的培養目標，結合 ISEC 項目教學的理念，通過2018級國際環境工程專業的授課過程對《環境學導論》的教學改革進行了探索。

1 教學準備

1.1 教材及教輔材料的選定

選擇一本適合吉林師范大學環境科學與工程學院大一學生學習《環境學導論》課程的教材是上好這門課的首要條件。按照 ISEC 項目教學質量要求，需選用全英或雙語教材，而經典的中文系列教材，可作為課后參考資料。考慮到國外原版教材價格偏高的原因，結合該院培養方案、教學內容設計等因素，最終選用由G. Tyler Miller和Scott Spoolman主編的《Environmental Science》(第16版)電子版作為這門課的主要教材。

《Environmental Science》第16版的主要內容是“激勵人們關心地球”。該教材提供了180多張生動的照片、地圖和插圖，使課程概念栩栩如生。作者以可持續性為中心主題，強調自然資本、自然資本退化、解決方案、權衡和個人的重要性。通過這本書的學習，學生將了解到自然是如何工作的，人類是如何與之互動，以及人類如何運用各種科學原理，如何通過將自然應用到經濟和個人生活方式中來，繼續維持與地球的關系。雖然這本教材內容詳實，但缺少對我國生態環境現狀、資源利用以及發展趨勢等問題的介紹，因此，選用左玉輝主編的《環境學》(第2版)作為輔助教材，學生可以了解環境問題對人類生存和發展的危害。

1.2 教學大綱的制定

根據國際化的教育理念，ISEC項目要求制定EMI(English Medium Instruction)教學大綱，并且教學大綱要基于LO(Learning Outcome，學習成果)，針對學生的差異化需求，對教學目標、教學效果、教學資源、教學方法、教學計劃、課堂紀律以及學習評價等內容進行總體設計。LO包括PLO(Program Learning Outcomes)和CLO(Course Learning Outcomes)。PLO是一個專業的培養目標，在制定LO時，要考慮如何通過CLO達到PLO。CLO是教師期望學生通過學習所得到的知識和技能。也就說CLO是教師對課程教學設計的靈魂部分，也是制定教、學、考核的內容和方法的依據。按照布盧姆的“教育目標分類法”(圖1)，在認知領域的教育目標可以分為知識(Knowledge)、理解(Comprehension)、應用(Application)、分析(Analysis)、綜合(Synthesis)和評估(Evaluation)。因此，CLO也可以理解成是在知識、應用、能力層面上的高度概括的目標。

為了促進學生九項能力與意識的發展，LO應在案例研究、論文、講演、作業、考試試卷以及其它可以展現學生學習主動性的學生活動中得以展現。LO的數量應根據課程的客觀要求確定，通常為3-5個。每一個Outcome應側重不同的方面，且可以通過幾個課時、幾周或者整個學期來達成目標。由于《環境學導論》是一門涉及面廣、內涵豐富的綜合性課程，考慮到國際環境工程專業的學生對環境科學的基本概念和重要原理了解較少，筆者將該課程的LO共設計了3個。分別是：LO1，分析全球環境危機的現狀；LO2，探討生物多樣性減少的原因及保護對策；LO3，描述環境污染控制的有關問題。LO1和LO2為理解性問題，主要是引導學生更好地理解可持續發展戰略的內涵，LO3則是期望學生掌握專業的環境污染要素和防治措施，以幫助他們確立保護地球環境的責任感，因此為重點內容。

圖1 教育目標分類法

2 課程教學

2.1 豐富的教學方法

在學生獲取知識的過程中，學習興趣是原動力。這就要求教師在進行課堂教學時應時刻注意提高學生的學習興趣，使學生能夠積極并主動地參與到整個教學過程中。雖然在課程改革的過程中，強調要改變原有的“填鴨式”“一言堂”做法，但是我們不能完全摒棄教師講授的方式，很多新知識仍然需要教師的引導和點播。這就意味著，在講授《環境學導論》課程時教師要根據學生個體差異情況，結合培養目標靈活運用多種教學方法，充分調動學生主動參與互動。

在課堂上讓學生擁有話語權和選擇權，更能夠讓他們體會到學習的樂趣。因此，除了采用多媒體教學(通過聲音、圖片、FLASH等生動展示教學內容)外，可以廣泛開展個性式、合作式、混合式等教學方法，打破課堂沉默，調動學生的參與熱情，培養學生的想象力和思維的靈活性。比如，在講授“如何應對氣候變化”這一章節時，通過組織學生們扮演各個國家的外交官，以模擬聯合國會議的形式，闡述觀點、開展辯論、進行投票表決并作出決議，以此激發學生的學習潛能，培養其社會責任感。或者在講授“垃圾分類”這一知識點時，讓學生按照上海垃圾分類要求模擬分類等。通過這些活動，學生會不斷感受新鮮的刺激，收獲不同的體驗。

另外，也要充分利用“互聯網+教育”新模式[4]。例如讓學生通過“中國大學MOOC”學習平臺選修北京師范大學的《環境科學概論之行動篇》課程，利用慕課進行隨堂測試，檢驗學生對知識的掌握情況。這種將慕課與大學課堂有效銜接起來的模式，能夠使大學課堂更加輕松、豐富，同時將學習延伸到課后，具有較高價值[5]。除了提供傳統教學資源外，還要努力實現多層次、多角度的教學資源。總之，教師要盡自己最大的努力調動學生的學習興趣，充分發揮學生的主體地位，讓每一個學生都成為學習的主動參與者，將學習的主動權交給學生，使學生始終處于自覺主動的學習狀態，真正成為學習的主人[6]。

2.2 注重理論聯系實踐

從“新工科”的視角來看，對能夠適應未來產業發展的專業技術型人才的需求是非常廣泛的，因此，各個高校應當回到以實踐、設計及綜合為核心的軌道上來，要本著“強實踐、重應用”的原則，以實踐能力、創新能力和應用能力培養為主線設置實踐教學環節。例如，在《環境學導論》教學過程中引入《環境工程專業認知能力訓練》，通過實地考察，使學生了解校內及校外企事業單位的水、大氣、固廢、噪聲等環境問題。而且，對生活污水凈化廠、垃圾堆放場、天成玉米集團等地的參觀，還可以讓學生了解其運行狀況、過程以及處理結果，了解書本知識與實際生產需要的聯系與區別，實現“在環境中教育”，加深學生對環境的感性認識，加強學生的專業理論知識，補充課堂教學的不足，在拓寬知識面的同時激發了學生對環境危害的激憤和參與環境保護的熱情。

3 學習評價

3.1 強調實施過程性評價

被動的獲取知識會讓學生缺少學習動機，“一卷定終身”的評價方式也會讓學生缺乏良好的學習習慣，這些效率低下的學習方式往往很難達到好的教學效果，相反主動學習、自主思考則是學生獲得知識的重要方法。ISEC項目教師應認識到，科學的調控學生參與互動過程，突出學生個性全面發展的評價辦法才是滿足知識檢測又注重技能考察的有效手段，能夠激發學生在完成課程內容過程中積極思考，獲得知識，提高能力[7]。ISEC項目強調要摒棄傳統的以試卷為主的總結性評價方式，實施過程性評價。過程性評價不是評價學生，而是評價學生認知學習的整個過程，其核心思想是“以學生為中心定位，充分發揮教師主導作用，重視學生創新精神的培養”的教育教學理念[8]。

3.2 合理安排課程評價方式

表1為《環境學導論》課程的學習評價方式與權重情況。評價方式中Attendance(出勤)占總成績10%，要求所有學生必須上課，任何因故缺席必須直接與老師溝通，否則酌情扣分；Participation(參與)包括參加課堂討論和活動、完成作業、正確回答問題、遵守課堂紀律和做好預習等，占總成績10%；Group Discussion(小組討論)是對LO1的考核，占總成績10%，考慮到學生需要對自己的活動進行討論和總結，因此教師要在課堂上做好記錄，及時獲取第一手資料；Examination(試卷)占總成績20%，采用閉卷形式進行考核，目的是幫助教師以書面的方式考查學生對知識或技能的掌握情況；Report(匯報)占總成績20%，是對“固體廢物控制方式”和“如何將固體廢物轉化為資源”知識點的考查，通過查閱相關文獻，最終以個人PPT匯報的形式完成老師分配的題目；Essay(論文)是根據教師所給題目進行寫作，通過構思、寫作等環節，能夠讓學生更加深刻地理解已學知識并展開探討和研究[9]，占總成績20%。

表1 《環境學導論》評價方式與權重

3.1 多渠道收集評價依據材料

《環境學導論》課程在過程性評價過程中，學生提交的評價依據材料也是多種形式的，為了能夠兼容各類資源的收集，通常采取以下幾種方式：

(1)云班課：利用云班課APP可以實現教師在數字化教學平臺上對學生的管理。教師通過在移動設備或PC上發布課程信息、學習要求、課件、微視頻等學習資源開展教學，也可以隨時開展頭腦風暴、計時答題等互動活動，即刻反饋，即刻點評[10]。學生的學習過程軌跡會在平臺中記錄，通過設置平臺屬性，能夠收集過程性評價所需的資源。

(2)QQ群：騰訊QQ因其具有群體聊天、傳送文件、遠程協作、資源共享、群社區等多種功能，越來越多地被人們運用到網絡學習中。通過這種“一對多”的方式，拉近了學生與學生、學生與教師之間的距離。例如，教師在群內提出一個話題，任何群成員都可以發表意見，同課堂交流一樣。

(3)微信公眾平臺：微信是典型的云端環境的應用。作為目前手機覆蓋率最廣的一款通訊服務程序，已經成為移動大數據下新的學習平臺。教師借助微信公眾平臺推送課程知識，通過組織學生學習資源，實現課前、在線、課中、課后有針對性地進行知識傳授，有效組織學生之間的協作互動，提升了教學效果[11]。

(4)云盤：云盤作為互聯網存儲工具提供了一個安全的云備份空間。教師可以通過PC、手機等設備把相關學習資料即時同步至云端空間，不受時間、地點及設備的限制。學生通過云盤的有效組織管理，可有權限地向教師提供相應的評價內容。此外，云盤還提供了豐富的應用功能，它能夠滿足師生對教學數據分享及查找的多種需求，如科學的資料分類管理及學習資料的快速共享等多種應用功能。

4 結語

《環境學導論》 是2018級國際環境工程專業的一門專業必修課程，也是入門課程，而該課程當前所使用的教學方式和方法，與社會當前需要以及未來發展需求有所背離，面對“新工科”建設，教學改革迫在眉睫[12]。基于此目的，賦予課程內容以“新工科”時代背景，從教材選擇、教學大綱、課程教學和學習評價四個方面進行實踐，通過多層次、多角度探究學生個性全面發展，培養學生自主學習能力和適應技術更替的能力。但“新工科”建設背景對《環境學導論》課程進行教學改革還存在諸多挑戰，其中最為關鍵的問題是復合型專業師資嚴重缺乏，這就需要借助社會的力量予以補充[13]。同時，為了達到高素質的復合型的人才培養目標，還需要組建跨學科教學及科研團隊等，這些問題都是接下來必須要解決的。