基于OBE理念的“环境工程原理”课程体系的构建

程志辉 包红旭 姜磊 李霞 张营

摘 要： OBE是一种以学生为中心，以产出为导向的先进教育理念，该理念很好地推动了高等院校对于工程类应用型本科人才的培养。本文在OBE理念的指导下，构建了“环境工程原理”课程的教学体系，主要包括教学目标的设定、教学内容的整合、教学方法的改进及评价体系的建立等。

关键词： 环境工程原理;成果导向教育;教学改革

OBE即成果导向教育（Outcome-based education），是一种“以学生为中心，以产出为导向，持续改进”的教育理念。在OBE教育理念的指导下，教育者必须依据学习者在学习结束时应具备的能力和素质，架构与之匹配的教育框架体系和教学环节，组织教学活动来保证预期目标的达成[1]。

“环境工程原理”课程作为环境工程专业重要的专业基础课，具有较强的理论性与实践性，教学过程中应立足专业核心经典理论，逐步引导学生建立工程意识，使学生在遇到问题时，不仅能够探索理论上的可能性，更要考虑技术上的可行性和经济上的合理性[2];要求学生将相关的技术原理用于指导工程实践，用工程技术观念分析、解决现实中复杂的工程问题，提高学生的专业能力和工程技能。基于OBE理念，根据我校已有“环境工程原理”课程体系，对教学目标、教学内容、教学方法、考核方式等进行了重新梳理，构建了满足环境工程专业工程教育认证要求的课程体系。

1 “环境工程原理”课程教学目标的设定

根据工程教育认证的12条毕业要求及环境工程专业培养体系的要求，围绕工程专业知识、工程专业能力、工程专业素质等基本技能这一核心目标，我们将“环境工程原理”课程的教学目标设定为：1）能针对一个环境污染及治理系统或过程建立合适的数学模型，并利用适当的初始条件和边界条件求解;2）能够从技术、原理角度对复杂环境问题采取合适的方法和手段进行分析研究，并提出初步解决方案;3）培养、提高学生的专业认知能力，增强学生的专业归属感和自豪感。

2 “环境工程原理”课程教学内容的整合

2.1 课程教学内容设计及优化

辽宁大学环境工程专业开设“环境工程原理”课程目的是从工程学的角度，分析和介绍污染控制、环境要素凈化及修复过程中所涉及的技术原理，为后续的水、气、固废及物理性污染四大工程提供理论铺垫。课程采用胡洪营教授主编的《环境工程原理》作为主要参考教材，该教材超越污染介质界限，系统介绍了环境净化与污染控制基础理论及其工程原理，内容包括环境工程原理基础、分离过程原理和反应工程原理三部分。

根据专业创新型、应用型人才培养的需要，结合我校环境工程专业课程体系特点，对“环境工程原理”课程的内容进行了适当调整和优化，删去与其他课程重复的内容，减少对纯理论性知识的讲解，增加反映学科最新成果和科技前沿知识的介绍。比如，第三章流体流动部分的内容与“环境流体力学”课程的相关内容重复，因此对管流系统的衡算方程做重点讲解，以延续第二章质量衡算与能量衡算的内容;对流动边界层做重点讲解，以便与第四章的传热边界层和第五章的传质边界层做比较;删除流体流动的内摩擦力、流体流动的阻力损失及流体测量等内容。在膜分离部分，增加阴离子交换膜的膜改性技术;在萃取部分，增加超临界萃取的内容;增加光催化氧化、等离子体、超声波、反渗透等处理技术。

2.2 实验教学内容设计及优化

以专业的实践技能和创新能力需求为导向，依托辽宁大学环境工程专业工程教育认证工作的开展，精心设计“环境工程原理”实验教学内容，设置了传热系数的测定实验、传质系数的测定实验、恒压过滤实验、吸收综合实验及吸附综合实验等。通过实验使学生在加深对课程基本理论、理论知识的理解，掌握基本实验方法、实验手段、实验操作技能的同时，进一步了解污染控制技术与环境保护、生态文明建设之间的联系，激发学生的专业归属感和自豪感，增强学习兴趣和积极性。

3 “环境工程原理”课程教学方法的改进

将“以学生为中心”的OBE教育理念贯彻体现在课程教学全过程中，强调学生的主体作用，培养学生的主动学习意识，由传统的教师怎么教向学生怎么学为目标转变[3]。根据“环境工程原理”课程特点，综合运用多种教学方法，主要包括启发式教学法、情景教学法、参与式教学法和案例教学法等。针对不同的内容，采取相适应的教学手段，促进学生对各个知识点的理解，增强教学效果。利用多媒体展示课件、动画、视频等;利用板书进行公式推导、问题的具体分析等;利用微信、QQ等进行课后辅导、答疑等;适当加入翻转课堂，让学生参与设计课堂教学，促进教学效果的提升，形成“PPT+板书+网络+翻转课堂”的复合型教学模式。如讲授离子交换的内容时，可以采用翻转课堂的教学模式，教师提前布置题目“离子交换的原理及其在环境工程中的应用”，提供相关资料、视频、工程案例等，学生利用课余时间领会学习目标及要求，以小组的形式进行讨论交流，查阅文献并进行相关知识的梳理，形成学生自己的观点，准备课堂讨论发言材料;在课堂上，小组代表做陈述性发言，班级同学进行提问及点评，教师做最终总结。整个教学过程中，教师由传统的知识讲授者转变为学生运用知识的引导者;课堂由传统的“信息传递”场所转变为“知识内化吸收”的场所。

4 “环境工程原理”课程评价体系的建立

OBE理念指出课程教学更多的是过程性的活动，因此课程学习评价不是通过一次期末考试（终结性评价）就能完成的，而是要将课程评价环节有机地融入整个教学过程中，引入过程性评价[4]。学生在学习过程中取得的成绩（形成性成绩）和期末考试过程中取得的成绩（终结性成绩）均不可忽视，要进行综合考虑。我们设置了课堂研讨、课后作业和随堂测试及期末考试四个评价指标，其中课程研讨、课后作业和随堂测验等指标按照优秀、良好、中等、及格和不及格进行五级评价，期末考试按卷面成绩进行折算，最终确定学生的最终成绩。在实施过程中对每个指标所占权重进行了调整，其中课堂研讨（10%）和课后作业（10%）成绩占比由原来的10%提高到了20%，随堂测验成绩（10%）和期末考试（70%）成绩占比各比原来调低了5%。并且，在课堂研讨环节尝试让学生参与点评打分，形成师评和生评相结合的评价方法，有效弥补了单一任课教师评价存在的局限性与主观性，取得了较好的评价效果，因此后续可以考虑在课后作业和随堂测验环节开展生评过程。这种多元的课程评价体系渗透到了教学的每一个阶段，可以随时关注学生学习的态度、积极性，随时考查学生对知识的掌握情况等，充分发挥了课程评价过程对学生学习兴趣及主动性的推动作用。

5 结语

在当前高等教育专业转型的背景下，应用型人才的培养目标要求我们在教学过程中对过去的教育理念和教学模式进行改进，着重培养学生的工程性创新能力和思维方式[5]。OBE教育模式是对传统教育模式的革新，其在设定教学目标、整合教学内容、改进教学手段、建立合理的评价体系上具有重要的指导意义。基于工程教育认证的“环境工程原理”课程改革刚刚开始，在今后的教学过程中，我们会继续以OBE教学理念为指导，继续探索性的教学方法和教学手段，持续改进，不断提高教学质量。

参考文献：

[1]李志义，朱泓，刘志军，等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革[J].高等工程教育研究，2014，（02）：33-38+74.

[2]陈忠明，邵友元，范洪波.《环境工程原理》教学方法改革与应用型学生培养[J].东莞理工学院学报，2017，24（1）：107-110.

[3]任世学，李淑君，张继国，等.基于OBE理念的课程体系构建探索与实践——以化工原理为例[J].化工高等教育，2019，36（01）：38-41+100.

[4]李培振，张波，单伽锃，等.基于OBE理念的课程考试及其评价研究[J].教育教学论坛，2019，407（13）：92-94.

[5]程志辉，包红旭，姜磊，等.专业转型背景下“环境工程原理”教学改革研究[J].课程教育研究，2019，（10）：38-39.

基金项目： 辽宁省本科教学改革研究项目“转型发展示范性环境工程领域人才创新培养模式建设研究与实践”;辽宁大学本科教学改革研究项目“基于产出（OBE）的环境工程原理课程体系构建”

作者简介： 程志辉（1980—），女，辽宁北票人，讲师。