面向新工科的ISEC项目课程教学实践探索

王艺璇 滕洪辉 汤 茜 任百祥 赵尔康

(1、2、3、4.吉林师范大学环境科学与工程学院，吉林 四平136000)(5.吉林师范大学学生工作处，吉林 四平136000)

2017年 “新工科”这一概念进入公众视野，2018年教育部对首批“新工科”研究与实践项目进行了认定，2019年经教育部多次召开专题交流会，“全国新工科教育创新中心” 正式成立。由此可见，“新工科”建设正在进入再深化的新阶段。无论是重构工程人才课程体系及培养机制的“天大方案”，还是构建“通识+专业+双创”深度融合课程体系的“F计划”，都说明了“新工科”建设正在改变高校人才培养方案、高校的评价体系与资源配置方式以及高校教与学的行为[1,2]。完全以学生发展为中心，工程教育教学模式改革才能从根本上升华。因此，面向“新工科”，各高校通过积极探索新的教育理念、教育模式、教育机制、教育体系和教育方法并实施，来推动教学改革工作“百花齐放”[2]。

为了加强国际间的交流与合作，提高我国教育的国际化水平，国家留学基金管理委员会及其下属“东方国际” 联合数十所英、美等优秀大学和国际课程专家，共同研发了通用型的国际本科课程项目，即“国际本科学术互认课程(International Scholarly Exchange Curriculum，简称ISEC)”项目[1]。ISEC项目的培养模式分为两种：“4”或“2+2”型。“4”就是本科阶段学习全部在国内进行，“2+2”就是采用国内和国外两个学习阶段的模式。其中，国内阶段不能少于两年。ISEC项目的所有课程已得到了如美国佛罗里达大学、美国中密西根大学、美国克拉克大学等数十所国外大学的认可。学生通过国内阶段的学习，可顺利对接本科国外大学后续学习，实现了真正的“学分互认”。由此可见，ISEC项目在教学、管理理念等方面十分注重与国际接轨，这为院校深化教学改革提供了一个极具潜力的特色平台[2]。同时，该项目注重创新，始终保证课程的先进性，为教师提供了一个开放且灵活的发展平台[3]。

《环境学导论》课程是吉林师范大学国际环境工程专业的一门理论课程。通过该课程的学习，学生将了解环境污染的要素以及对大气、水、土壤、固体废物和物理环境的预防措施。通过学习各个层次的特点和内在联系，教会学生如何更好地理解可持续发展战略，实现全球可持续发展的实施过程，逐步培养学生的环保意识，帮助他们树立保护地球环境的责任感，防范可能出现的环境问题。随着各高校新工科研究与实践的推进，本着“以学生为中心”的教育教学理念，《环境学导论》课程也需要在授课内容、教学手段以及评价方式等方面进行一定的改革。因此，本文基于“新工科”创新型人才的培养目标，结合 ISEC 项目教学的理念，通过2018级国际环境工程专业的授课过程对《环境学导论》的教学改革进行了探索。

1 教学准备

1.1 教材及教辅材料的选定

选择一本适合吉林师范大学环境科学与工程学院大一学生学习《环境学导论》课程的教材是上好这门课的首要条件。按照 ISEC 项目教学质量要求，需选用全英或双语教材，而经典的中文系列教材，可作为课后参考资料。考虑到国外原版教材价格偏高的原因，结合该院培养方案、教学内容设计等因素，最终选用由G. Tyler Miller和Scott Spoolman主编的《Environmental Science》(第16版)电子版作为这门课的主要教材。

《Environmental Science》第16版的主要内容是“激励人们关心地球”。该教材提供了180多张生动的照片、地图和插图，使课程概念栩栩如生。作者以可持续性为中心主题，强调自然资本、自然资本退化、解决方案、权衡和个人的重要性。通过这本书的学习，学生将了解到自然是如何工作的，人类是如何与之互动，以及人类如何运用各种科学原理，如何通过将自然应用到经济和个人生活方式中来，继续维持与地球的关系。虽然这本教材内容详实，但缺少对我国生态环境现状、资源利用以及发展趋势等问题的介绍，因此，选用左玉辉主编的《环境学》(第2版)作为辅助教材，学生可以了解环境问题对人类生存和发展的危害。

1.2 教学大纲的制定

根据国际化的教育理念，ISEC项目要求制定EMI(English Medium Instruction)教学大纲，并且教学大纲要基于LO(Learning Outcome，学习成果)，针对学生的差异化需求，对教学目标、教学效果、教学资源、教学方法、教学计划、课堂纪律以及学习评价等内容进行总体设计。LO包括PLO(Program Learning Outcomes)和CLO(Course Learning Outcomes)。PLO是一个专业的培养目标，在制定LO时，要考虑如何通过CLO达到PLO。CLO是教师期望学生通过学习所得到的知识和技能。也就说CLO是教师对课程教学设计的灵魂部分，也是制定教、学、考核的内容和方法的依据。按照布卢姆的“教育目标分类法”(图1)，在认知领域的教育目标可以分为知识(Knowledge)、理解(Comprehension)、应用(Application)、分析(Analysis)、综合(Synthesis)和评估(Evaluation)。因此，CLO也可以理解成是在知识、应用、能力层面上的高度概括的目标。

为了促进学生九项能力与意识的发展，LO应在案例研究、论文、讲演、作业、考试试卷以及其它可以展现学生学习主动性的学生活动中得以展现。LO的数量应根据课程的客观要求确定，通常为3-5个。每一个Outcome应侧重不同的方面，且可以通过几个课时、几周或者整个学期来达成目标。由于《环境学导论》是一门涉及面广、内涵丰富的综合性课程，考虑到国际环境工程专业的学生对环境科学的基本概念和重要原理了解较少，笔者将该课程的LO共设计了3个。分别是：LO1，分析全球环境危机的现状；LO2，探讨生物多样性减少的原因及保护对策；LO3，描述环境污染控制的有关问题。LO1和LO2为理解性问题，主要是引导学生更好地理解可持续发展战略的内涵，LO3则是期望学生掌握专业的环境污染要素和防治措施，以帮助他们确立保护地球环境的责任感，因此为重点内容。

图1 教育目标分类法

2 课程教学

2.1 丰富的教学方法

在学生获取知识的过程中，学习兴趣是原动力。这就要求教师在进行课堂教学时应时刻注意提高学生的学习兴趣，使学生能够积极并主动地参与到整个教学过程中。虽然在课程改革的过程中，强调要改变原有的“填鸭式”“一言堂”做法，但是我们不能完全摒弃教师讲授的方式，很多新知识仍然需要教师的引导和点播。这就意味着，在讲授《环境学导论》课程时教师要根据学生个体差异情况，结合培养目标灵活运用多种教学方法，充分调动学生主动参与互动。

在课堂上让学生拥有话语权和选择权，更能够让他们体会到学习的乐趣。因此，除了采用多媒体教学(通过声音、图片、FLASH等生动展示教学内容)外，可以广泛开展个性式、合作式、混合式等教学方法，打破课堂沉默，调动学生的参与热情，培养学生的想象力和思维的灵活性。比如，在讲授“如何应对气候变化”这一章节时，通过组织学生们扮演各个国家的外交官，以模拟联合国会议的形式，阐述观点、开展辩论、进行投票表决并作出决议，以此激发学生的学习潜能，培养其社会责任感。或者在讲授“垃圾分类”这一知识点时，让学生按照上海垃圾分类要求模拟分类等。通过这些活动，学生会不断感受新鲜的刺激，收获不同的体验。

另外，也要充分利用“互联网+教育”新模式[4]。例如让学生通过“中国大学MOOC”学习平台选修北京师范大学的《环境科学概论之行动篇》课程，利用慕课进行随堂测试，检验学生对知识的掌握情况。这种将慕课与大学课堂有效衔接起来的模式，能够使大学课堂更加轻松、丰富，同时将学习延伸到课后，具有较高价值[5]。除了提供传统教学资源外，还要努力实现多层次、多角度的教学资源。总之，教师要尽自己最大的努力调动学生的学习兴趣，充分发挥学生的主体地位，让每一个学生都成为学习的主动参与者，将学习的主动权交给学生，使学生始终处于自觉主动的学习状态，真正成为学习的主人[6]。

2.2 注重理论联系实践

从“新工科”的视角来看，对能够适应未来产业发展的专业技术型人才的需求是非常广泛的，因此，各个高校应当回到以实践、设计及综合为核心的轨道上来，要本着“强实践、重应用”的原则，以实践能力、创新能力和应用能力培养为主线设置实践教学环节。例如，在《环境学导论》教学过程中引入《环境工程专业认知能力训练》，通过实地考察，使学生了解校内及校外企事业单位的水、大气、固废、噪声等环境问题。而且，对生活污水净化厂、垃圾堆放场、天成玉米集团等地的参观，还可以让学生了解其运行状况、过程以及处理结果，了解书本知识与实际生产需要的联系与区别，实现“在环境中教育”，加深学生对环境的感性认识，加强学生的专业理论知识，补充课堂教学的不足，在拓宽知识面的同时激发了学生对环境危害的激愤和参与环境保护的热情。

3 学习评价

3.1 强调实施过程性评价

被动的获取知识会让学生缺少学习动机，“一卷定终身”的评价方式也会让学生缺乏良好的学习习惯，这些效率低下的学习方式往往很难达到好的教学效果，相反主动学习、自主思考则是学生获得知识的重要方法。ISEC项目教师应认识到，科学的调控学生参与互动过程，突出学生个性全面发展的评价办法才是满足知识检测又注重技能考察的有效手段，能够激发学生在完成课程内容过程中积极思考，获得知识，提高能力[7]。ISEC项目强调要摒弃传统的以试卷为主的总结性评价方式，实施过程性评价。过程性评价不是评价学生，而是评价学生认知学习的整个过程，其核心思想是“以学生为中心定位，充分发挥教师主导作用，重视学生创新精神的培养”的教育教学理念[8]。

3.2 合理安排课程评价方式

表1为《环境学导论》课程的学习评价方式与权重情况。评价方式中Attendance(出勤)占总成绩10%，要求所有学生必须上课，任何因故缺席必须直接与老师沟通，否则酌情扣分；Participation(参与)包括参加课堂讨论和活动、完成作业、正确回答问题、遵守课堂纪律和做好预习等，占总成绩10%；Group Discussion(小组讨论)是对LO1的考核，占总成绩10%，考虑到学生需要对自己的活动进行讨论和总结，因此教师要在课堂上做好记录，及时获取第一手资料；Examination(试卷)占总成绩20%，采用闭卷形式进行考核，目的是帮助教师以书面的方式考查学生对知识或技能的掌握情况；Report(汇报)占总成绩20%，是对“固体废物控制方式”和“如何将固体废物转化为资源”知识点的考查，通过查阅相关文献，最终以个人PPT汇报的形式完成老师分配的题目；Essay(论文)是根据教师所给题目进行写作，通过构思、写作等环节，能够让学生更加深刻地理解已学知识并展开探讨和研究[9]，占总成绩20%。

表1 《环境学导论》评价方式与权重

3.1 多渠道收集评价依据材料

《环境学导论》课程在过程性评价过程中，学生提交的评价依据材料也是多种形式的，为了能够兼容各类资源的收集，通常采取以下几种方式：

(1)云班课：利用云班课APP可以实现教师在数字化教学平台上对学生的管理。教师通过在移动设备或PC上发布课程信息、学习要求、课件、微视频等学习资源开展教学，也可以随时开展头脑风暴、计时答题等互动活动，即刻反馈，即刻点评[10]。学生的学习过程轨迹会在平台中记录，通过设置平台属性，能够收集过程性评价所需的资源。

(2)QQ群：腾讯QQ因其具有群体聊天、传送文件、远程协作、资源共享、群社区等多种功能，越来越多地被人们运用到网络学习中。通过这种“一对多”的方式，拉近了学生与学生、学生与教师之间的距离。例如，教师在群内提出一个话题，任何群成员都可以发表意见，同课堂交流一样。

(3)微信公众平台：微信是典型的云端环境的应用。作为目前手机覆盖率最广的一款通讯服务程序，已经成为移动大数据下新的学习平台。教师借助微信公众平台推送课程知识，通过组织学生学习资源，实现课前、在线、课中、课后有针对性地进行知识传授，有效组织学生之间的协作互动，提升了教学效果[11]。

(4)云盘：云盘作为互联网存储工具提供了一个安全的云备份空间。教师可以通过PC、手机等设备把相关学习资料即时同步至云端空间，不受时间、地点及设备的限制。学生通过云盘的有效组织管理，可有权限地向教师提供相应的评价内容。此外，云盘还提供了丰富的应用功能，它能够满足师生对教学数据分享及查找的多种需求，如科学的资料分类管理及学习资料的快速共享等多种应用功能。

4 结语

《环境学导论》 是2018级国际环境工程专业的一门专业必修课程，也是入门课程，而该课程当前所使用的教学方式和方法，与社会当前需要以及未来发展需求有所背离，面对“新工科”建设，教学改革迫在眉睫[12]。基于此目的，赋予课程内容以“新工科”时代背景，从教材选择、教学大纲、课程教学和学习评价四个方面进行实践，通过多层次、多角度探究学生个性全面发展，培养学生自主学习能力和适应技术更替的能力。但“新工科”建设背景对《环境学导论》课程进行教学改革还存在诸多挑战，其中最为关键的问题是复合型专业师资严重缺乏，这就需要借助社会的力量予以补充[13]。同时，为了达到高素质的复合型的人才培养目标，还需要组建跨学科教学及科研团队等，这些问题都是接下来必须要解决的。