應(yīng)用OBE理念的工科人才培養(yǎng)與課堂教學改革

［摘 要］ 課堂教學是實現(xiàn)課程目標的主要途徑，基于碳達峰碳中和背景，開展“城市污染控制與低碳發(fā)展”課程建設(shè)。針對目前環(huán)境工程專業(yè)存在的獲得的知識技能與實際應(yīng)用過程中需要的能力不銜接、不匹配的問題。基于OBE教學理念，分別將其應(yīng)用于教材編寫、課程目標設(shè)計、教學內(nèi)容、課程思政、教學評價與改進方法等方面，探討了課堂教學改革新思路。通過以上課堂教學改革措施，可提高學生在實際應(yīng)用課程知識過程中的理解、分析、表達和思辨等能力。深入剖析OBE教育理念的內(nèi)涵，有效推行課堂教學改革，不斷完善教學方式和方法，提高學習效率。

［關(guān)鍵詞］ OBE教育理念；課堂教學；課程體系建設(shè)；教學改革

［基金項目］ 2022—2023年上海市教委青年教師培養(yǎng)資助計劃“‘城市污染控制與低碳發(fā)展’課程在線教學的設(shè)計與實施”（10-22-307-807）

［作者簡介］ 張 微（1988—），女，四川巴中人，博士，上海理工大學環(huán)境與建筑學院講師，主要從事有機固廢資源化與能源化研究；董 濱（1978—），男，山東青島人，博士，同濟大學環(huán)境科學與工程學院教授（通信作者），主要從事污水處理廠污泥原位減量減害理論與技術(shù)研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）19-0057-04 ［收稿日期］ 2023-05-28

碳達峰碳中和與每個專業(yè)都密切相關(guān)，為各行各業(yè)帶來深刻的變革。對環(huán)境工程專業(yè)的學生來說，更是如此。基于課程學習，培養(yǎng)學生分析、應(yīng)用與評價的能力，以及深入思考、學以致用的能力，從而使學生獲得評價環(huán)境污染控制過程的社會效益與環(huán)境效益的能力，因此，進行課堂教學改革是非常必要的。

一、OBE理念的內(nèi)涵

OBE（Outcome-based Education）是由Willian. G. Spady于1981年首次提出并進行實踐總結(jié)的一個概念［1］。OBE（產(chǎn)出導(dǎo)向教育）是以“以學生為中心、以成果為導(dǎo)向、持續(xù)改進”為理念核心，以教育產(chǎn)出效果為主要導(dǎo)向進行教學評價的教育模式［2］。

學生為中心是宗旨，產(chǎn)出導(dǎo)向是要求，持續(xù)改進是機制［3］。學生的發(fā)展和成長是教育的目的，其能否實現(xiàn)體現(xiàn)在能否用“產(chǎn)出導(dǎo)向”的要求來引領(lǐng)，用“持續(xù)改進”的機制來保證［2］。OBE教育理念的特點是預(yù)期學習成果明確、課程設(shè)計反向、教學設(shè)計靈活、學習成果評價精確［2］。本文基于OBE教育教學理念，從教材編寫、課程目標設(shè)計和課堂教學內(nèi)容等方面解析如何在教與學的過程中實施OBE理念，有效提高工科人才培養(yǎng)質(zhì)量。

二、基于OBE理念的“城市污染控制與低碳發(fā)展”課程的教學改革

（一）課堂教學存在的問題

如圖1所示，目前環(huán)境工程專業(yè)課堂教學存在的主要問題是課堂教學與實際應(yīng)用不銜接、不匹配，即學生在教學過程中獲得的學習效果與實際應(yīng)用過程中需要的能力不銜接、不匹配。學生對基本概念、公式等信息獲取能力在識記、理解、閱讀等低階思維學習方面基本能達到相應(yīng)的考核要求，但在實際工程應(yīng)用方面，存在對問題理解不深，缺乏思辨能力、表達能力和動手能力等不足，以及在實際工程設(shè)計中運用不深、客觀評價不準確等問題。

（二）教材編寫

隨著我國城鎮(zhèn)化腳步的推進，越來越多的在城市建設(shè)過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染問題暴露出來，污水、污泥、餐廚垃圾、新污染物等也隨之迅速增加，給環(huán)境生態(tài)安全和人體健康造成嚴重威脅。全面推動實現(xiàn)減污降碳、提質(zhì)增效是新發(fā)展階段我國兌現(xiàn)碳達峰碳中和的莊嚴承諾。為契合“雙碳”目標背景下環(huán)境工程專業(yè)前沿的低碳新技術(shù)及其相關(guān)工藝碳足跡核算方法學普及，本研究團隊進行了《城市污染控制低碳發(fā)展導(dǎo)論》教材的編寫。教材以介紹對城市建設(shè)過程中產(chǎn)生的污染物的新型低碳處理與處置技術(shù)為主，分別對水污染、大氣污染、固體廢物等污染的新型低碳處理與處置工藝進行了講解，同時結(jié)合實際工程實例，介紹新工藝的技術(shù)原理、碳足跡核算方法學及節(jié)能減排的策略。

（三）課程目標設(shè)計

課程目標設(shè)置要有針對性。專業(yè)培養(yǎng)目標和課程目標之間的關(guān)系應(yīng)清晰地表現(xiàn)在課程目標設(shè)置和表述上，課程目標的設(shè)計決定了教師對教學內(nèi)容、教學方法和教學設(shè)計的選擇［4-5］。

“城市污染控制與低碳發(fā)展”的課程目標是通過不同城市污染控制低碳新工藝專題研討，讓學生深刻理解我國實施碳達峰碳中和戰(zhàn)略的概念與意義，探討工藝方案的選擇和相應(yīng)技術(shù)路線碳足跡核算方法學及其實施的環(huán)境意義；激發(fā)學生對“雙碳”目標、綠色低碳理念的認同感和使命感。本課程注重對學生基礎(chǔ)能力、綜合判斷力、協(xié)作溝通能力、學習能動性、批判性思維、理解能力及解決現(xiàn)代社會所面臨問題的能力的培養(yǎng)，以及對現(xiàn)實問題的探究、發(fā)現(xiàn)、解決能力的培養(yǎng)［6-7］。

（四）教學內(nèi)容

1.教學設(shè)計改革。“城市污染控制與低碳發(fā)展”課程基于OBE理念，教學設(shè)計應(yīng)符合學生的發(fā)展狀態(tài)和學習需求，通過有目的、有計劃、有組織的教學改革和實踐，促進教師轉(zhuǎn)變教學觀念和學科知識的更新，建立以學生為中心、以能力和素質(zhì)教育為目標的發(fā)展模式，充分鍛煉學生，并實現(xiàn)結(jié)果導(dǎo)向的教學過程［8］。

本課程課堂教學方法和教學手段在教學設(shè)計過程中進行了創(chuàng)新。依據(jù)教學內(nèi)容和學生廣泛的興趣需求，嘗試通過閱讀、講座、研討、實地考察等多種方式引導(dǎo)學生學習與合作［6］。注重改進課堂教學質(zhì)量，關(guān)注學生學習的過程，并適當提高課程內(nèi)容的挑戰(zhàn)度，教學方式有所豐富［7］。

為解決課堂教學與實際應(yīng)用間的不匹配問題，擬在課堂教學中建立能力培養(yǎng)體系，具體內(nèi)容為：（1）基于項目學習的專題討論；（2）基于開放性問題的討論。通過有效討論系統(tǒng)工程問題，學生可以更加深入地認識科學問題，提高思辨能力、表達能力及實踐能力。

課程內(nèi)容主要依托環(huán)境污染控制低碳技術(shù)相關(guān)的熱點問題進行專題講解及研討，如水污染低碳控制技術(shù)、碳足跡計算、大氣污染低碳控制新技術(shù)、“無廢城市”等。課程內(nèi)容將與時俱進、持續(xù)更新，討論、辯論議題也將是開放性的，學生可以根據(jù)自己的興趣選擇進行文獻查閱、分組討論，并形成相應(yīng)的課程成果展示或課程論文。核心學習成效：通過不同城市污染控制低碳新工藝專題研討，讓學生能閱讀環(huán)境污染控制低碳新技術(shù)學術(shù)前沿論文、探討污染控制過程工藝方案的選擇對溫室氣體產(chǎn)生量的影響、并對城市污染控制過程低碳方案及工藝設(shè)計做出自己的思考與評價。以教學目標為導(dǎo)向，明確學生實現(xiàn)這些目標應(yīng)具備的能力和應(yīng)參與的教學活動［9］。

2.思政元素。本課程以城市污染控制低碳新技術(shù)為出發(fā)點，通過不同城市污染控制低碳新工藝專題研討，讓學生深刻理解國家實施碳達峰碳中和戰(zhàn)略的概念與意義，通過討論具體污染控制過程的低碳工藝流程，培養(yǎng)學生工程思維、系統(tǒng)思維方式，增強學生對“綠水青山就是金山銀山”這一理念的認同感。“城市污染控制與低碳發(fā)展”課程教學內(nèi)容改革的重要措施之一就是精心設(shè)計嵌入式實例、勵志人物的案例、時事政策的評論，培養(yǎng)學生的愛國主義精神［8］，啟發(fā)學生樹立正確的價值觀，培養(yǎng)工科思維［7］。

基于OBE教育理念，“城市污染控制與低碳發(fā)展”課程思政的實施可從課程內(nèi)容的安排、教學方式的創(chuàng)新著手，將課程思政融入教學實施的每個環(huán)節(jié)，構(gòu)建基于OBE理念的“城市污染控制與低碳發(fā)展”課程思政教學體系［10］。

3.教學評價。對考核與評估的設(shè)計優(yōu)先于教學活動，考核伴隨著教學。OBE模式下實現(xiàn)了線性推進到循環(huán)改進的轉(zhuǎn)變，注重教學全過程的持續(xù)改進，體現(xiàn)全面質(zhì)量觀的特點。OBE模式強調(diào)以學生的發(fā)展、學習成果為導(dǎo)向，根據(jù)社會需求和學習成果的要求，以評價、反饋、改進、反復(fù)循環(huán)的持續(xù)改進機制，進行師資與教學資源的匹配，達成培養(yǎng)目標和學習結(jié)果要求。在OBE模式下，通過周期性評價形成一套循環(huán)往復(fù)的評價體系［2］，可以保證教學質(zhì)量水平的提高。根據(jù)教學評價結(jié)果，進行教學反思和相應(yīng)的教學改革，形成課程體系和教學活動持續(xù)改進、以評促教的課程體系。

在OBE理念的基礎(chǔ)上，建立課程目標，對教學過程進行有效評估［7］。注重過程中涉及的重要資料的系統(tǒng)保存，另外，要制定描述和判斷學生發(fā)展狀況的合理標準，并以具體建議的方式給學生以反饋意見［9］。包括出勤率、課堂表現(xiàn)（如領(lǐng)導(dǎo)能力、主動性、演講表達能力等）、理論知識考核、實驗報告的設(shè)計及操作和學生對教學環(huán)境的滿意度等5個方面的評價［11-12］。

OBE的三大核心理念之一就是持續(xù)改進。只有清楚知道我們要什么和如何檢驗結(jié)果，才能知道自己設(shè)計的方案是否有效，才能檢驗設(shè)計是否合理，也才能知道在下一輪教學中作何改進，從而以教學評價的結(jié)果反饋改進教學內(nèi)容與方法［1］。

結(jié)語

將OBE教學理念優(yōu)勢融入“城市污染控制與低碳發(fā)展”課程中，提出了“城市污染控制與低碳發(fā)展”教學改革新思路，通過創(chuàng)新教學設(shè)計、探索思政元素、建設(shè)教育評價機制、持續(xù)改進等方式，圍繞學習成效開展課堂教學改革，提升學生的學習效果。讓學生在獲得理論知識的同時，逐步具備設(shè)計和分析的能力，從而在知識、能力、素養(yǎng)三個維度上實現(xiàn)學生更好的學習成果，更有利于課程目標的達成，促進工科人才培養(yǎng)質(zhì)量的全面提升。

參考文獻

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Engineering Talent Training and Classroom Teaching Reform Based on OBE Concept： Curriculum Construction Based on Urban Pollution Control and Low-carbon Development

ZHANG Wei1，2， DONG Bin2

（1. School of Environment and Architecture， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China; 2. College of Environmental Science and Engineering， Tongji University， Shanghai 200092， China）

Abstract： Classroom teaching is the main way to achieve curriculum objectives. The construction of the course Urban Pollution Control and Low-carbon Development based on the background of Carbon Peaking and carbon neutrality is carried out. This paper aims at the disconnection and mismatch between the knowledge and skills acquired in the teaching process and the abilities required in the practical application process of environmental engineering major. The teaching concept of OBE is applied to textbook compilation， curriculum objective design， teaching content， curriculum ideology and politics， teaching evaluation and improvement methods， and the new ideas of classroom teaching reform is discussed. Through the above classroom teaching reform measures， learners can improve their ability of understanding， analysis， expression and speculation in the process of practical application. This paper deeply analyzes the connotation of OBE education concept， effectively carries out classroom teaching reform， continuously improves teaching methods and improves learning efficiency.

Key words： OBE educational concept; classroom teaching; curriculum system construction; teaching reform