基于OBE理念“四位一體”環境監測課程模式的持續改進

魏金枝 孫曉君 張桂玲 顏婉茹

[摘 要]工程教育專業認證要求將以學生為中心（SC）、成果導向（OBE）及持續改進（CQI）三大教育理念落實到高校人才培養過程中，促進專業培養的人才更好地服務于社會和行業。在這一背景下，哈爾濱理工大學環境工程專業按照認證標準不斷探索環境監測課程體系設計、完善課程目標、改革教學方法、優化教學質量評價體系，對環境監測課程模式進行持續改進。

[關鍵詞]環境監測;成果導向;課程模式;持續改進

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）10-0071-03

工程教育專業認證秉持以學生為中心（SC）、成果導向（OBE）及持續改進（CQI）三大教育理念評價高校的人才培養質量，促進專業培養的人才更好地服務于社會和行業。各高校紛紛以工程教育專業認證標準為基準進行教育改革，推動人才培養質量的提升[1-2]。而高校落實工程教育新理念需要體現在每一門課程的教學活動中，因此如何按照專業認證標準不斷地進行課程的持續改進是每位教師義不容辭的責任。

環境監測是為環境工程專業本科生開設的一門專業主干課，是極具理論性、實踐性、時代性和創新性的一門重要的理論與方法課程。為適應新時期社會及行業對應用型人才培養的要求，哈爾濱理工大學環境工程專業按照工程教育專業認證標準，秉持三大核心理念，不斷探索環境監測課程體系的設計、完善課程目標、改革教學方法、優化教學質量評價體系，對環境監測課程模式進行持續改進，以期培養出更多合格的環境監測專業技術人才，從而適應社會及行業的發展，滿足國家打贏污染防治攻堅戰的人才需求。

一、基于培養目標的課程體系持續改進

哈爾濱理工大學環境工程專業結合本專業人才培養定位，充分考慮社會經濟發展對專業人才的需求，幾經修改制訂了本專業的培養目標：培養符合國家、區域經濟社會發展需要和適應行業科學與技術進步，具有良好的思想品德、人文素養、職業道德和可持續發展理念，專業基礎扎實、創新與實踐能力強，具備承擔環境工程項目、解決復雜環境工程問題及持續學習能力的應用型人才。專業以此培養目標為導向，具體以12條畢業要求為產出成果，分解到各門課程教學活動中并通過課程目標的達成進行支撐[3]。

環境監測課程既是環境工程專業的專業基礎課，也可作為一門獨立的專業技能培訓課，是環境工程專業的一門重要主干課。隨著國家及行業對理論強、實踐硬的環境監測專業技術人才的需求，為支撐專業人才培養目標的實現，課程組通過內循環、外反饋在原有理論教學+實驗教學課程體系基礎上，構建理論教學+實驗教學+科研訓練+自主學習等環節的“四位一體”的課程體系新模式。

其中理論教學內容包括大氣、水體、土壤、固廢、噪聲等環境質量監測的基本理論和基本方法的學習，通過對課程目標達成情況的評價進行教學活動的持續改進;實驗教學主要是對環境監測技術和方法進行的單項實踐過程，依據學生對監測方法的實操和運用情況進行實驗項目與教學方法的持續改進;環境監測科研訓練是學生在完成環境監測理論教學及實驗教學基礎上，進行為期兩周的環境監測實踐項目訓練。學生按照自行設計的監測方案，通過團隊合作對大學校園的大氣環境質量及噪聲現狀、生活飲用水質量及校園附近地表水水質等進行實際監測，并對監測結果進行分析評價，撰寫科研訓練總結報告;在理論教學的過程中，設置項目驅動式的自主學習環節，主要是針對復合污染的水體、土壤及固體廢物，設計一個完整、科學、合理的監測方案，學生可通過查閱資料文獻、團隊協作來完成，并以PPT形式進行展示。各教學環節可結合課程目標的達成采取內循環對教學過程進行持續改進;對畢業生進行回訪和問卷調查，通過外循環進行課程體系的持續改進。此外，基于行業快速發展的特點，在教學內容上，及時引入最新的監測分析方法、儀器和標準，鼓勵學生關注行業的最新研究成果和發展動態。這種“四位一體”的課程體系可以豐富學生的理論知識，鍛煉學生的實踐能力，培養學生的學習能力和素養，有助于專業培養目標的達成。

二、以成果為導向持續改進課程目標

“成果導向”教育理念更多強調從學習成果入手進行反向教學設計，打破傳統的以課程內容為核心教育理念的正向教學設計。在制訂環境監測課程體系教學大綱時，根據課程所支撐的畢業要求指標點，結合課程特點，確定理論教學、實驗教學及科研訓練的課程目標，在各環節的課程教學過程中通過全面的考評體系進行教學目標達成的評價，從而實現持續改進。目前改進后的課程體系各教學環節的課程目標如表1所示。

各課程目標的達成對培養學生具備扎實可行的工程知識、問題分析的能力、科學研究能力、運用現代工具能力、團隊協作能力等畢業要求具有支撐作用，有助于專業培養目標的達成。

三、以學生為中心持續改進教學方法

目前信息化與人工智能背景下，教學的重點應從知識記憶轉到能力培養， 注重培養學生的適應性學習能力與創造創新能力[4]。因此，在環境監測課程的各個教學環節中教師們秉承OBE理念，以學生為中心，改革以教師教為主的傳統教學方法，轉變為以學生學為主的新方法，向學生傳授知識的同時，注重培養學生的學習能力，激發學習熱情。

在理論教學環節，注重引導學生構建系統的知識框架，使學生由“學會”升級為“會學”。教學過程中以環境監測過程為線索，即把監測資料收集、方案制訂、布點、采樣、運輸保存、樣品預處理、樣品測定、數據處理與分析、評價等環節，貫穿到大氣、水體、土壤、固廢等環境監測過程中，把看似孤立的知識點建立起正確的邏輯關系，構建系統的知識框架。首先，教師將這種“系統性教學方法”在水和廢水監測章節的教學活動中通過案例教學進行重點引導，然后啟發學生在其他章節進行有效應用，從而有利于培養學生系統學習的能力。其次，環境監測的課程特點是同一個監測項目有多種檢測方法，同一類監測項目有不同的預處理方法等，為此，教學過程中采用“啟發式教學法”，引導學生積極思考，啟發學生分析一種方法的優勢和不足，思考彌補和改進不足的方案，從而培養學生分析問題解決問題的能力。針對學生迷戀手機的普遍現象，教師因勢利導，將云班課手機軟件變為課堂管理及學習的工具，收到了良好的教學效果。利用手機軟件進行問卷調查，及時調整教學內容;利用手機軟件進行隨堂測驗，掌握學生的學習狀態;利用手機軟件進行答疑討論，將課堂內育人延伸到課堂外，激發了學生自主學習的興趣。

在實驗教學環節改變以往學生“照方抓藥”不求甚解的被動實驗方法，采用線上線下的“O2O模式”、競賽模式，有利于促進學生通過自主學習掌握操作原理和技能。學生首先要在網上做好預習、自學環節，線上答題過關后，才能進入環境監測實驗室進行線下實際操作。為了激發學生的學習熱情，還設置了競賽環節，要求學生在有效時間內獨立完成一項檢測項目，教師評委按照評分細則評出一、二、三等獎，并為獲獎學生頒發獎狀和獎品以資鼓勵，從而進一步提高了學生的操作技能，達到以賽促學目的。

在自主學習環節將學生分為4～5人的小組，每組承擔一個具體的項目，目標是完成環境質量監測方案的制訂。開課前就要求學生自行組隊，教學過程中本組同學相鄰而坐適時討論，依據環境監測過程各環節的理論和方法提出本組的初步方案，課后通過查閱資料逐步完善具體的監測方案。教師通過手機軟件對學生提交的方案進行點評并指導學生修改，最終學生通過PPT形式展示小組監測方案。教師根據學生們制訂的環境監測方案、方案展示和表達能力、學生互評結果來評分。教師為一、二、三等獎獲得小組頒發獎品，以鼓勵和褒獎學生的學習熱情和能力。該環節讓學生“動”起來，在思考和活動中學習，進入主動學習狀態，有效地調動了學生參與教學的積極性，激發了學生的潛能，也有利于培養學生團隊協作能力[5]。

環境監測科研訓練環節是將環境監測過程的理論知識在實際環境中進行系統的綜合運用，要求學生分組完成具體的環境質量監測項目。整個過程中學生作為教學活動的主體，通過分工協作，完成包括現場調研、監測方案的制訂、優化布點、樣品采集、樣品預處理、樣品分析測試、數據處理、結果評價等在內的真正的環境質量監測過程，教師主要起宏觀指導作用，引領學生進行角色轉換，以環境監測工作者的身份完成科研訓練任務，培養專業使命感。該環節總是會涌現出許多“黑馬”學生，展現出與理論課堂不同的閃光的另一面，極大增強了其他學生的自信心。教師根據學生完成任務的情況、課程目標的達成度以及學生的建議，不斷調整項目內容、管理和評價模式，努力做到讓學生知識、能力和素質并進。

四、以能力培養為目標持續改進考評體系

環境監測課程體系對工程教育專業認證之畢業要求中的“工程知識、問題分析、研究、使用現代工具、個人和團隊”等能力的培養具有支撐作用。為培養學生多方面能力，本課程以全方位評價為目標，改變原來的“一卷定成績”的單一的考評方式，采用過程考核與試卷考核相結合、理論考試與實驗操作相結合的方式，由評教向評學轉變，全方位調動學生的學習積極性，有利于多樣性人才的培養。其中理論教學環節考核的項目包括學生的課堂表現，考查云班課平臺的隨堂測驗、作業、自主學習情況及期末考試情況;實驗教學環節考核的項目包括線上自學情況及測試、線下操作、實驗操作技能驗收競賽;科研訓練環節考核的項目包括監測方案的制訂、整個訓練過程的表現及科研訓練總結報告。評價的焦點是對課程目標達成度的評價，也是對學生培養效果的評價，通過對每個課程目標和學生個體達成度的計算和分析，直接查找短板，精準掌握學習困難學生個體，有的放矢地進行持續改進。

五、結語

環境監測課程通過完成理論教學、學生的自主學習、實驗教學、科研訓練四個環節，構建了由理論到實踐，由實踐促理論的系統的教學模式，在此過程中踐行了以學生為中心、成果導向及持續改進的理念，有效地助力了專業對學生培養目標的達成。在全專業師生的共同努力下，哈爾濱理工大學環境工程專業已通過工程教育專業認證，標志著專業的人才培養質量已達到《華盛頓協議》的基本要求。當然，我們還會繼續秉承工程教育專業認證的三大核心理念，不斷提升人才培養質量，教學改革永遠在路上。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 粟海波，黃煒，余利紅.“以學生為中心”的多元化教學模式在生物化學教學中的應用[J].大學教育，2019（8）：90-92.

[2] 張麗芳，吳瑾.專業認證形勢下土木工程專業人才培養模式改革[J]. 教育教學論壇，2018，16（4）：109-110.

[3] 李志義.對我國工程教育專業認證十年的回顧與反思之二：我們應該防止和摒棄什么[J].中國大學教育，2017（1）：8-14.

[4] 趙炬明.打開黑箱：學習與發展的科學基礎（上）：美國“以學生為中心”的本科教學改革研究之二[J]. 高等工程教育研究，2017（3）：31-52.

[5] 趙炬明.聚焦設計：實踐與方法（上）：美國“以學生為中心”的本科教學改革研究之三[J]. 高等工程教育研究，2018（2）：30-43.

[責任編輯：鐘 嵐]