基于OBE模式的環境工程實驗教學體系研究

李莉 曹俊 胡玉

摘? 要：在工程技術職業全球化要求背景下，工程教育專業認證得到了學界的重視?！度A盛頓協議》作為國際工程中影響力比較高的工程教育國際認可協議，明確強調了對產出結果的重視程度，并在這一背景下衍生出了OBE——成果導向教育，將學生作為主要核心，注重學生的學習過程與成果。環境工程作為技術性與實踐性較強的工科專業，實驗必然是比較常用的教學手段，教師需要從目前教學現狀出發，圍繞OBE產出導向理念，構建科學完善的產出導向實驗教學體系，培養出多優秀的人才。

關鍵詞：OBE模式；環境工程；實驗教學；教學體系

中圖分類號：G648? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）20-0131-04

在當前社會產業全面轉型背景下，形成了全新的行業發展形態，這也促使教育事業全面創新與改革，培養出可持續競爭的創新人才。2017年教育部門提出了新工科理念，為全國高校的新工科研究指明了方向。環境工程作為多學科交叉融合的學科，對國家與區域環境治理以及生態修復工作有著積極影響。高校應當全面創新培養方案與教學計劃，幫助學生奠定堅實的生態學基礎，彰顯工程特色，發揮出學科所具有的優勢。實驗學習作為新工科教育體系下重要手段之一，對學生綜合素質以及動手實踐能力的提升有著積極影響。OBE作為一種以教學成果為導向的教學模式，是工程教育的核心理念。在進行環境工程教學的過程中，教師應圍繞先進的教學理念，建立實踐與理論之間的聯系，優化實驗設計，進而取得良好的教學成果。

一、OBE理念相關概述

（一）OBE內涵分析

OBE又被稱之為成果導向教育，其主要是將學習產出作為主要核心的教育模式［1］。這一理念最初是被西方國家提出，并經過大量實踐教學，推進了教育事業全面創新。在實際教學過程中，更加注重對學生產出學習的分析，掌握當前學生的實際學習情況，在這一基礎上反向設計新的教學結構，形成完整的評價體系。在這一教學理念背景下，學生的實踐能力能夠得到良好的鍛煉，目前在許多高校實驗教學中得到了貫徹與落實，有效實現了對學生綜合能力培養的最終目標，促使整體教育質量顯著提升。在此過程中，高校需要從實驗教學資源、校企合作以及師資建設等多個方面去分析，實現多個層次的改革與創新，形成屬于具有自身特色的保障體系，取得良好的實驗教學質量，學生將來也能夠更好地適應社會工作崗位，提升自身就業能力與競爭力。此外，教師在實際開展教學的過程中將要學生的學習成果視為主要核心，融合人才培養目標，要保證學生在完成學業后明確職業發展方向。為了實現這一目標，教師需要創新自身的實驗教學方法，實現最終的教育目標。從某種角度來講，OBE強調了學生在課堂上的主體位置，將學生的職業發展作為主要方向，促使學生將專業知識內化成自己的學習能力，實現應用型人才培養的目標。

（二）OBE實驗能力培養理念分析

基于OBE教學理念的實踐教學基本要求進行分析，高校需要將實驗作為有效的載體，落實以學生為本的教學理念，形成OBE教育理念實驗教學質量保障體系。

1. 促使學生個性化發展

在實驗教學過程中，教師需要了解當前學生的實際需求，將企業與社會對環境工程人才的基本要求作為教學目標，設計科學有效的實驗教學模式，保證取得良好的教學成果。根據之前環境工程專業實驗教學現狀分析，教師基本都是以理論知識灌輸為主，學生則是被動地接受，整體課堂教學氛圍比較枯燥，不利于學生動手與實踐能力的提升。為了改變這一現象，教師可以利用OBE教育理念構建科學有效的教學模式，促使教學質量與效率顯著提升，實現對學生知識應用能力與綜合素質的培養［2］。

2. 培養學生的實踐操作能力

在以往環境工程實踐教學的過程中，雖然教師開展了實驗教學，但是學生獲得的知識還是以理論為主，在自主操作中遇到問題無法獨立解決，并不符合社會對人才的基本需求。為了優化這一現象，教師需要掌握當前學生的實際學習情況，實現對研究成果的分析，做好學生實踐操作中各個環節的評價，形成科學完善的質量保障體系，進而取得良好的環境工程專業教學成果，促使學生的知識轉化能力與操作能力顯著提升。

3. 實施教師培訓，強化教師隊伍

在實驗教學的過程中落實OBE教育理念，能夠更好發揮出其教學優勢，構建起良好的實驗教學質量保障體系，強化教師隊伍，為應用型人才培養奠定堅實的基礎。因此高校需要全面創新質量保障體系與實驗教學評價制度，將教學重心放在理論知識傳達中，實現教學的全面創新，優化教師環境工程實驗能力，為學生提供良好的教學服務。

二、高校環境工程專業實驗教學現狀分析

（一）實驗教學內容需要創新

大部分高校的環境工程專業從開設到現在的實驗教學內容都沒有發生變化，無法跟上當前時代以及行業發展的需求。在環境工程專業認證畢業中，明確提到了需要學生掌握未來行業發展的全新形勢，具備環境工程領域新工藝以及新技術的研發與設計能力。而當前的實驗教學內容并沒有隨著工程環境以及工程的發展進行創新，許多實驗內容比較落后。比如在進行氮氧化物吸附實驗的過程中，當前處理已不再采用吸附的方式［3］。而人們在進入工程實驗中時，依然采取傳統的處理方式，必然無法滿足與時俱進的需求。因此高校在實驗教學中需要隨著當前時代發展進行全面創新，進而才能夠培養出更多適合社會發展的高素質人才，才能滿足當前工程教育認證的產出導向教育理念要求。

（二）實驗教學手段需要創新

當前大部分高校一直延續著傳統實驗教學模式，教師占據了實驗的主體位置，提前為學生調試好對應的實驗設備，準備好實驗儀器與實驗藥品，在為學生講解實驗原理以及實驗注意事項后，學生按照教師的要求開展學習。在整個過程中，學生缺少思考以及分析的機會，只是按部就班地實驗、做好數據記錄。這樣的教學方式只是單純對學生進行了實驗技能的訓練，對學生綜合能力的提升起不到任何作用［4］。當前環境工程專業人才培養目標中，包括對學生科學思維以及科學研究、實驗技能等多個方面能力的提升，以此保證學生具備創新意識與精神。所以諸如學生機械式地抄寫預習報告，記錄實驗數據等這類傳統實驗方式，無法理解實驗在工程應用中的意義，與理論教學之間缺少緊密的聯系。為優化這一現象，教師需要全面創新與改革實驗教學方式，促使每一位學生都參與到實驗教學中，鍛煉實踐動手能力，鞏固理論知識，實現綜合全面發展。

（三）考試成績考核機制有待創新

大部分高校在開展環境工程實驗教學的過程中，可能會受到實驗儀器以及場地的限制，在實驗的過程中將學生分為幾個小組進行分組操作，會導致一些學生并沒有實際參與到其中，而教師對學生實驗成績的評價卻是將小組作為一個單位，根據實驗數據進行整體的評價，并沒有深入地考慮到每一位學生的實驗動手能力與操作技能，導致學生對實驗操作的積極性與主動性不高［5］。教師的實驗成績基本都是將學生的實驗結論作為唯一標準，導致許多學生在實驗的過程中將重心都放在了實驗結果的記錄上，忽視了實驗預習、實驗操作的過程，缺少對實驗原理的深入理解，對結果討論也僅停留于形式，對應的教學評價存在許多不足之處。因此，為了優化這一現象，教師需要構建科學有效的實驗考核制度，實現對學生全過程、多方位的監督，提升評價的科學性與有效性，使之符合目前教學改革的基本要求，提升學生綜合素質的全面發展。

三、OBE理念下高校環境工程專業實驗教學改革策略分析

（一）構建產出導向實驗教學大綱，創新實驗教學內容

在目前社會不斷發展的情況下，環境技術全面創新，工程領域的環境技術應用也實現了全面創新與改革，所以高校在開展環境工程專業實驗教學的過程中，應當保證內容跟上時代發展的腳步，使學生掌握先進的技術手段［6］。在實際教學中，高校需要從當前區域經濟發展以及當地實際工程項目的環保技術出發，保證學生在畢業后可以靈活運用所學知識解決社會上存在的環境問題，成為服務國家的骨干技術力量。為了實現這一目標，高校應當創新實驗教學大綱，從傳統實驗教學內容中脫離出來，開展新型區域特色環境技術實驗，實現對學生動手能力與實際解決能力的培養，進而滿足產出導向的最終目標。例如以往運用活性炭吸附氮氧化物氣體的實驗，在如今看來，實驗內容已經比較落后，教師可以用活性炭吸附有機廢氣實驗來取代，促使學生更好地掌握環保技術，進而在將來工作中實現靈活運用。

（二）明確產出導向教學目標，創新實驗教學手段

高校在環境工程實驗教學的過程中，需要圍繞著工程教育專業認證的畢業要求進行分析，明確對應的產出導向教學目標，實現對學生實踐動手以及創新精神等多個方面能力的培養。教師應從傳統實驗教學模式中脫離出來，為學生構建開放式實驗課堂［7］。在實驗之前先為學生布置對應的任務，隨后要求學生在規定實踐內進行自主操作，按照自己的想法去安排實驗的進度以及方案等，在遇到問題后，可以求助教師，促使師生之間進行良好的交流與互動，在此過程中，要保證學生能夠彰顯自身的主體位置，發揮出自身的主觀能動性，而教師則起到了組織與引導的作用，促使學生在實踐操作中深入思考，掌握先進的實驗技能，實現綜合全面發展。

但是有一部分高校受到了自身條件的限制，無法為實驗教學的順利開展投入大量的資金，導致學生的實驗場地比較局限，無法獨立完成實驗，而是需要多人共用。教師應當結合教學內容進行調整，對個別實驗推行自主實驗的方式，調動學生對實驗積極性與主動性。比如在組織學生開展污水處理生化實驗的過程中，有機廢水的好氧生化處理——接觸氧化、氧氣溝以及SBR工藝實驗，學生們可以自行分組選擇對應的實驗工藝，并且從設備調試到實驗方案設計都需要學生自己動手去完成，從傳統按照實驗步驟以及教師安排的模式下脫離出來，鍛煉學生的組織與動手能力，充分彰顯以學生為主的產出導向教育理念［8］。

（三）創新實驗考核方式，調動學生實驗學習的興趣與熱情

高校在以往對學生實驗考核的過程中，將實驗報告視為唯一的標準，并沒有考慮學生的操作技能，存在著學生并沒做過實驗，但是交了實驗報告也可以得分的現象。為了改變這一現象，細分各項標準，實現過程性評價，關注學生在實驗中的操作過程，從預習、到勤以及實驗過程操作、實驗報告撰寫、數據處理等多個方面進行全面的分析，促使學生能夠端正自己的學習態度，積極參與到實驗操作中，通過實驗動手，感受到實驗學習的樂趣，進而提升學習興趣。在思考問題的過程中，學生還能夠主動去查閱文獻，拓展自身的學習氛圍，取得不一樣的實驗教學成果。在OBE產出導向背景下，不僅要分析學生對環境工程基礎知識的掌握情況，還應當包括技能輸出中體現的職業素養、職業規范、創新精神等多個方面的全方位考核。高校在環境工程實驗的考核中，需要豐富對應的參考標準，完善課內外考核機制，促使學生綜合全面發展［9］。

（四）運用現代化實驗教學手段，融入科研內容

目前我國環境污染問題嚴重，受到了廣大群眾的重視，因此高校環境專業也迎來了一定的挑戰與機遇。但當前高校實驗場地與條件不充足，需要反復訓練的實驗或者工藝復雜、占地較大以及耗時較長的實驗無法在課堂上完成。教師可以利用虛擬仿真實驗解決這一問題，有效發揮先進智能技術在教學中的優勢，避免實驗中出現安全風險，滿足學生反復實驗的需求，使學生開展持續性學習，熟練地掌握實驗技能。

在環保技術研究的過程中，需要結合目前的科研成果，通過實驗去驗證，加深學生相關內容的深入理解與認識，促使學生在潛移默化的過程中構建完整的知識體系，以更好地適應當前社會發展需求。

為了實現這一目標，高校需要加大資金投入，購買虛擬仿真實驗軟件，為環境工程專業學生更好地開展實驗學習奠定堅實基礎。學生利用此類現代化實驗教學手段開展學習，能夠更好地掌握一些實驗室內無法操作的實驗，在反復地鍛煉中，學生的分析以及解決問題能力將會顯著提升［10］。

四、結語

根據上述文章所述，在當前社會不斷發展的背景下，環境污染問題越來越嚴重，國家加強對環境保護工作重視程度和對環境工程相關人才要求顯著提升。高校作為人才輸送的主要場所，在環境工程專業教學的過程中，應當結合時代發展需求，全面創新人才培養體系，落實OBE產出導向教學理念，實現科學有效的實驗設計，有效優化傳統實驗教學中存在的不足，制訂科學合理的產出導向教學大綱，靈活先進的實驗教學手段，完善實驗考核體系，在此過程中學生的主體位置應被充分彰顯出來，對應的實踐能力以及思維得到良好的鍛煉，啟發學生的創新意識，實現對知識的深入探索與分析，掌握一些前沿的知識與技能，為國家環境保護工作貢獻一份力量。

參考文獻：

［1］ 藍惠霞，周貴忠，顧元香，等. 基于工程教育專業認證理念的環境工程綜合實驗教學創新與改革［J］. 黑龍江造紙，2022，50（02）：53-56.

［2］ 楊文佳，劉燕，許抗抗，等. OBE驅動創新人才培養模式在基因工程實驗教學中的應用［J］. 輕工科技，2021，37（12）：171-173.

［3］ 潘梅，曹燕，張磊，等. 基于OBE的應用型本科院校環境工程專業實驗教學質量保障體系探究［J］. 產業與科技論壇，2021，20（21）：279-280.

［4］ 劉芳. 環境類應用型人才培養實驗教學探討——以河北環境工程學院為例［J］. 河北能源職業技術學院學報，2020，20（03）：82-84.

［5］ 宋曉紅，李艷紅，張立浩，等. OBE理念下的《環境工程微生物學實驗》教學改革與實踐——以桂林理工大學為例［J］. 高教學刊，2020（07）：136-138.

［6］ 錢飛躍，李勇，王俊霞，等. OBE背景下五星教學法在環境工程原理實驗教學中的應用［J］. 化工高等教育，2020，37（01）：115-119.

［7］ 孟凡剛，黃越，趙姍姍. 基于科研能力綜合提升的《環境工程微生物學及實驗》教學改革［J］. 微生物學雜志，2020，40（01）：125-128.

［8］ 趙閆華，郝向英，覃亮. 基于IEET工程認證背景下環境工程專業實驗教學改革與創新——以肇慶學院為例［J］. 教育教學論壇，2020（06）：389-390.

［9］ 吳卿，肖京京，彭森. 環境工程專業環境微生物實驗教學中的問題及思考［J］. 內江科技，2019，40（09）：81-82.

［10］ 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.

（責任編輯：淳潔）

基金項目：教育部產學研合作協同育人項目2022年第二批立項項目“基于OBE模式的環境工程虛擬仿真實驗教學體系研究”（項目編號：221004231121653）

作者簡介：李莉（1975—），女，碩士，漢江師范學院副教授，研究方向為水污染控制；曹?。?984—），女，碩士，漢江師范學院講師，研究方向為生態修復；胡玉（1982—），男，博士，漢江師范學院副教授，研究方向為水生態保護與治理。