“土壤污染修复技术”课程新型教学体系构建——基于OBE理念的教学改革

刘元元，石德智，蒋 琰

（重庆大学 环境与生态学院，重庆 400044）

引言

近二十年间我国工业高速发展，城市化进程加快，导致土壤污染问题日益严重，对人类的潜在健康威胁极大。土壤污染防治已经成为生态环境保护领域的一个重要内容，2016年我国《土壤污染防治行动计划》出台，2019年开始实施《中华人民共和国土壤污染防治法》。随着科技部2016年开始安排“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”，2018年开始安排“场地土壤污染成因与治理技术”等重点科技研发专项，土壤污染防治已经成为国家的一个重大科技需求，土壤污染修复也应成为环境工程专业一个不可或缺的方向。

一、“土壤污染修复”相关课程建设现状

采用会议交流、现场走访、线上交流等方式对清华大学、浙江大学等13所国内知名高校环境工程、环境科学与工程专业开设土壤污染修复相关课程情况，得到如下发现：（1）13所高校中大多数高校均将土壤污染修复相关课程作为其环境工程、环境科学与工程专业本科生培养方案中的一门重要专业课程［1］，调研学校中3所高校未开设相关课程。课程学时多为32，学分为2。（2）土壤污染修复相关课程教材数量总体较少，在对各高校进行调研过程中发现，教学团队均认为当前教材难以支撑其教学过程，急需高水平针对性的适用于环境工程专业本科生使用的教材。（3）常用教学方法主要包括课堂讲授、分组讨论、学生课外自学和案例分析等方法，其中案例分析和现场教学已经成为各个高校开展土壤污染修复相关课程教学过程中一个重要的教学方法。（4）在大多数高校本课程教学大纲中尚未包含课程思政内容，各高校教学团队均表示正在积极尝试将思政元素融入教学过程。（5）OBE教学理念在各高校土壤污染修复相关课程教学过程体现仍不够系统具体。对课程教学对培养目标、毕业要求的支撑不够明确，以“学生学习”为中心的教学体系仍不够完善。

二、“土壤污染修复技术”课程特点和教学现状

“土壤污染修复技术”课程是重庆大学环境工程专业培养计划污染控制课程群中不可或缺的一门针对土壤环境介质污染控制的专业课程，被设置为专业选修课，32学时，2学分。自从2021年开设了该课程后，已经形成环境工程专业培养方案中支撑“土壤污染修复”方向的完整课程体系。表1列出了相关专业课程及开设学期。

表1 “土壤污染修复技术”与现有课程体系其他课程的关系

该课程的课程目标包括知识贡献、能力贡献和素质贡献三方面。知识贡献方面，引导学生了解土壤污染状况，认识土壤污染形成过程，深入认识土壤污染修复方法与技术，知悉土壤污染修复技术的国内外发展现状；能力贡献方面，通过课堂讨论和文献查阅培养学生获取信息、独立思考和团队合作能力，通过案例教学培养学生综合运用知识和自主发现问题的能力；素质贡献方面，培养学生针对土壤污染修复开展技术应用及科学研究的基本素养，为学生进行土壤修复领域相关的工程应用和学术研究奠定基础。

三、工程教育认证的OBE教学理念

重庆大学环境工程专业于2015年和2018年已经先后两次通过中国工程教育专业认证协会的工程教育认证。基于工程教育认证的OBE（Outcome-based Education）理念，通过精细化组织和构建课程教学内容和方法，形成本课程的新型教学体系。OBE教育强调“学生能做什么”，而不是“学生知道什么”，只有以“学生学习”为中心的教学体系，才能实现OBE的教学目标［2-3］。OBE工程教育认证概念框架中，课程教学为该框架中的“实现”层面的核心环节。OBE教育理念需要将传统教育模式中的教师教学设计转为“学生学什么”，将教学过程转为“学生怎么学”，将教学评价转化为评价“学生学习得如何”。

四、新型教学体系构建

本课程通过引入土壤污染领域“研究前沿”强化学生对基础理论的学习，构建“课程案例库”强化学生的实践能力，通过现场实习或野外实践告诉学生“应该怎样学”并检验学生“学得如何”，从而能完善以“土壤污染修复技术”课程为“实现”层面核心环节的工程教育认证子系统。

本课程通过整合和优化“土壤污染修复技术”课程的环境土壤学基础、场地环境调查与风险评估、土壤污染修复方法与技术、污染土壤修复工程案例分析等内容和教学方式（如表2），形成基于OBE理念的新型（以“学生学习”为中心的“开放式—研究型—需求牵引式”）三元教学模式，如图1所示。

图1 基于OBE理念的“S-ORN” 教学模式［4］

表2 “土壤污染修复技术”课程教学模块、内容和方式

（一）毕业要求和培养目标的OBE理念具体化

以工程教育认证体系为指导，面向“土壤污染修复技术”课程在环境工程专业学生的毕业要求和培养目标，以“学生学什么”“学生怎么学”和“学生学习得如何”等“学生学习”的各关键环节优化为关注点，体现OBE教育理念的具体化。

（二）“需求牵引式”教学内容的优化

从土壤资源的重要性着眼，强调国家在土壤污染修复方面的需求导向；基于土壤污染的严重性和土壤保护的迫切性，提出重大科学问题导向。显化学生在土壤污染防治方面应该承担的“社会责任”等育人环节，强化学生的使命与担当意识，提升学生保护土壤的“人文素养”，形成本课程思政学习知识点和教学环节［5］。“国家需求”将贯穿教师教学和学生学习全过程，形成“需求牵引”的新型教学体系。

（三）“研究型”学习内容的梳理

基于环境土壤学基础理论知识，引入当前国内外土壤污染修复的前沿理论，引导学生了解土壤污染状况，认识土壤污染形成过程，深入认识土壤污染修复方法与技术，知悉土壤污染修复技术的国内外发展现状。

（四）“开放式”教学方式的引入

为丰富本课程的教学方式，将弱化传统讲授模式的比重，构建课堂讲授、案例库分析和野外实践的开放式教学［6］；邀请了代表性的污染土壤修复工程技术负责人、重点科研项目科学家和环境管理资深专家等参与开展专题教学；收集整理污染土壤修复实际案例，梳理解析典型工程案例，构建污染地块风险评估和修复工程案例库。

（五）课程思政元素的设计

在我国土壤污染现状、土壤组成与性质、我国主要土壤类型、土壤环境质量标准、污染土壤淋洗修复技术、污染地块风险管控技术等授课知识点授课过程中，融入社会责任、“双碳”目标、美丽中国、理论联系实际等思政元素。

五、实施初步效果

通过2020年和2021年两次授课，初步取得了如下实施效果。

（一）在有限课时条件下平衡学生对基础理论学习和当前研究前沿的掌握

以授课教师当前正在开展的科研项目引入，提出当前研究热点和科学关注问题，引导学生深入和准确理解核心基础概念和理论，从而体现出“研究型”教学的鲜明特点。通过“案例教学”和“野外实践”强化了学生的感性认识，提高了学生对基础理论的理解和掌握能力，强化了学生对基本概念的深化理解和灵活运用，识别和分析土壤污染修复的关键科学问题。

（二）实现国家需求与教学内容的全面融合

当前，我国土壤污染备受关注，土壤污染修复领域国家重大科技需求众多，通过将备受关注的污染事件、大规模的修复工程和科技研发重点项目指南等融入教学内容全过程，使学生深入了解了国家对土壤污染修复的多维度需求，强化学生的责任担当意识。从土壤资源的重要性着眼，强调国家在土壤污染修复方面的需求导向。基于土壤污染的严重性和土壤保护的迫切性，提出重大科学问题导向。显化学生在土壤污染防治方面应该承担的“社会责任”等育人环节，强化学生的使命与担当意识，提升学生保护土壤的“人文素养”，形成本课程思政学习知识点和教学环节。“国家需求”将贯穿教师教学和学生学习全过程，形成“需求牵引”的新型教学体系。

（三）通过“开放式”教学方式的引入丰富了教学体系

弱化了传统讲授模式的比重，构建课堂讲授、案例库分析的开放式教学；邀请污染土壤修复工程技术负责人、重点科研项目科学家和环境管理资深专家等参与开展专题教学；在当前已经收集整理的近多个污染土壤修复案例的基础上，梳理解析典型工程案例，构建污染地块风险评估和修复工程案例库；将基础理论知识的教和学渗入土壤污染修复实际工程的案例分析过程中，强化了学生对本课程核心概念和理论的感性认识，提升学生综合运用知识和自主发现问题的能力。

通过“土壤污染修复技术”新型教学体系的初步运用，引导学生树立了可持续发展观和正确的环境观，引导学生培养土壤污染修复的社会责任感，锻炼了学生的团队合作和沟通能力。利用课堂交流、学生课程报告汇报、考生等形式收集对课程问题、意见和建议，利用QQ群和答疑时间建立课程反馈机制，就教学内容、教学方式和教学效果等进行沟通。通过与学生交谈、设置问卷，反馈本课程知识点与思政融合的效果。针对学生的意见和建议，召开教学团队研讨会，共同分析问题，并提出解决方案，达到持续改进的效果。

结语

本文提出的以“学生学习”为中心的三元教学体系，可以充分兼顾环境工程专业“土壤污染修复技术”课程的特点和需求，符合工程教育认证坚持的OBE理念。在重庆大学环境工程专业两年的教学实践表明，通过实施该教学体系可以有效推进学生创新性思维的训练，提升学生在土壤修复方面的专业素养，并且具备持续改进的优化机制。