基于OBE理念“四位一体”环境监测课程模式的持续改进
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[摘 要]工程教育专业认证要求将以学生为中心（SC）、成果导向（OBE）及持续改进（CQI）三大教育理念落实到高校人才培养过程中，促进专业培养的人才更好地服务于社会和行业。在这一背景下，哈尔滨理工大学环境工程专业按照认证标准不断探索环境监测课程体系设计、完善课程目标、改革教学方法、优化教学质量评价体系，对环境监测课程模式进行持续改进。
[关键词]环境监测;成果导向;课程模式;持续改进
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）10-0071-03
工程教育专业认证秉持以学生为中心（SC）、成果导向（OBE）及持续改进（CQI）三大教育理念评价高校的人才培养质量，促进专业培养的人才更好地服务于社会和行业。各高校纷纷以工程教育专业认证标准为基准进行教育改革，推动人才培养质量的提升[1-2]。而高校落实工程教育新理念需要体现在每一门课程的教学活动中，因此如何按照专业认证标准不断地进行课程的持续改进是每位教师义不容辞的责任。
环境监测是为环境工程专业本科生开设的一门专业主干课，是极具理论性、实践性、时代性和创新性的一门重要的理论与方法课程。为适应新时期社会及行业对应用型人才培养的要求，哈爾滨理工大学环境工程专业按照工程教育专业认证标准，秉持三大核心理念，不断探索环境监测课程体系的设计、完善课程目标、改革教学方法、优化教学质量评价体系，对环境监测课程模式进行持续改进，以期培养出更多合格的环境监测专业技术人才，从而适应社会及行业的发展，满足国家打赢污染防治攻坚战的人才需求。
一、基于培养目标的课程体系持续改进
哈尔滨理工大学环境工程专业结合本专业人才培养定位，充分考虑社会经济发展对专业人才的需求，几经修改制订了本专业的培养目标：培养符合国家、区域经济社会发展需要和适应行业科学与技术进步，具有良好的思想品德、人文素养、职业道德和可持续发展理念，专业基础扎实、创新与实践能力强，具备承担环境工程项目、解决复杂环境工程问题及持续学习能力的应用型人才。专业以此培养目标为导向，具体以12条毕业要求为产出成果，分解到各门课程教学活动中并通过课程目标的达成进行支撑[3]。
环境监测课程既是环境工程专业的专业基础课，也可作为一门独立的专业技能培训课，是环境工程专业的一门重要主干课。随着国家及行业对理论强、实践硬的环境监测专业技术人才的需求，为支撑专业人才培养目标的实现，课程组通过内循环、外反馈在原有理论教学+实验教学课程体系基础上，构建理论教学+实验教学+科研训练+自主学习等环节的“四位一体”的课程体系新模式。
其中理论教学内容包括大气、水体、土壤、固废、噪声等环境质量监测的基本理论和基本方法的学习，通过对课程目标达成情况的评价进行教学活动的持续改进;实验教学主要是对环境监测技术和方法进行的单项实践过程，依据学生对监测方法的实操和运用情况进行实验项目与教学方法的持续改进;环境监测科研训练是学生在完成环境监测理论教学及实验教学基础上，进行为期两周的环境监测实践项目训练。学生按照自行设计的监测方案，通过团队合作对大学校园的大气环境质量及噪声现状、生活饮用水质量及校园附近地表水水质等进行实际监测，并对监测结果进行分析评价，撰写科研训练总结报告;在理论教学的过程中，设置项目驱动式的自主学习环节，主要是针对复合污染的水体、土壤及固体废物，设计一个完整、科学、合理的监测方案，学生可通过查阅资料文献、团队协作来完成，并以PPT形式进行展示。各教学环节可结合课程目标的达成采取内循环对教学过程进行持续改进;对毕业生进行回访和问卷调查，通过外循环进行课程体系的持续改进。此外，基于行业快速发展的特点，在教学内容上，及时引入最新的监测分析方法、仪器和标准，鼓励学生关注行业的最新研究成果和发展动态。这种“四位一体”的课程体系可以丰富学生的理论知识，锻炼学生的实践能力，培养学生的学习能力和素养，有助于专业培养目标的达成。
二、以成果为导向持续改进课程目标
“成果导向”教育理念更多强调从学习成果入手进行反向教学设计，打破传统的以课程内容为核心教育理念的正向教学设计。在制订环境监测课程体系教学大纲时，根据课程所支撑的毕业要求指标点，结合课程特点，确定理论教学、实验教学及科研训练的课程目标，在各环节的课程教学过程中通过全面的考评体系进行教学目标达成的评价，从而实现持续改进。目前改进后的课程体系各教学环节的课程目标如表1所示。
各课程目标的达成对培养学生具备扎实可行的工程知识、问题分析的能力、科学研究能力、运用现代工具能力、团队协作能力等毕业要求具有支撑作用，有助于专业培养目标的达成。
三、以学生为中心持续改进教学方法
目前信息化与人工智能背景下，教学的重点应从知识记忆转到能力培养， 注重培养学生的适应性学习能力与创造创新能力[4]。因此，在环境监测课程的各个教学环节中教师们秉承OBE理念，以学生为中心，改革以教师教为主的传统教学方法，转变为以学生学为主的新方法，向学生传授知识的同时，注重培养学生的学习能力，激发学习热情。
在理论教学环节，注重引导学生构建系统的知识框架，使学生由“学会”升级为“会学”。教学过程中以环境监测过程为线索，即把监测资料收集、方案制订、布点、采样、运输保存、样品预处理、样品测定、数据处理与分析、评价等环节，贯穿到大气、水体、土壤、固废等环境监测过程中，把看似孤立的知识点建立起正确的逻辑关系，构建系统的知识框架。首先，教师将这种“系统性教学方法”在水和废水监测章节的教学活动中通过案例教学进行重点引导，然后启发学生在其他章节进行有效应用，从而有利于培养学生系统学习的能力。其次，环境监测的课程特点是同一个监测项目有多种检测方法，同一类监测项目有不同的预处理方法等，为此，教学过程中采用“启发式教学法”，引导学生积极思考，启发学生分析一种方法的优势和不足，思考弥补和改进不足的方案，从而培养学生分析问题解决问题的能力。针对学生迷恋手机的普遍现象，教师因势利导，将云班课手机软件变为课堂管理及学习的工具，收到了良好的教学效果。利用手机软件进行问卷调查，及时调整教学内容;利用手机软件进行随堂测验，掌握学生的学习状态;利用手机软件进行答疑讨论，将课堂内育人延伸到课堂外，激发了学生自主学习的兴趣。 在实验教学环节改变以往学生“照方抓药”不求甚解的被动实验方法，采用线上线下的“O2O模式”、竞赛模式，有利于促进学生通过自主学习掌握操作原理和技能。学生首先要在网上做好预习、自学环节，线上答题过关后，才能进入环境监测实验室进行线下实际操作。为了激发学生的学习热情，还设置了竞赛环节，要求学生在有效时间内独立完成一项检测项目，教师评委按照评分细则评出一、二、三等奖，并为获奖学生颁发奖状和奖品以资鼓励，从而进一步提高了学生的操作技能，达到以赛促学目的。
在自主学习环节将学生分为4～5人的小组，每组承担一个具体的项目，目标是完成环境质量监测方案的制订。开课前就要求学生自行组队，教学过程中本组同学相邻而坐适时讨论，依据环境监测过程各环节的理论和方法提出本组的初步方案，课后通过查阅资料逐步完善具体的监测方案。教师通过手机软件对学生提交的方案进行点评并指导学生修改，最终学生通过PPT形式展示小組监测方案。教师根据学生们制订的环境监测方案、方案展示和表达能力、学生互评结果来评分。教师为一、二、三等奖获得小组颁发奖品，以鼓励和褒奖学生的学习热情和能力。该环节让学生“动”起来，在思考和活动中学习，进入主动学习状态，有效地调动了学生参与教学的积极性，激发了学生的潜能，也有利于培养学生团队协作能力[5]。
环境监测科研训练环节是将环境监测过程的理论知识在实际环境中进行系统的综合运用，要求学生分组完成具体的环境质量监测项目。整个过程中学生作为教学活动的主体，通过分工协作，完成包括现场调研、监测方案的制订、优化布点、样品采集、样品预处理、样品分析测试、数据处理、结果评价等在内的真正的环境质量监测过程，教师主要起宏观指导作用，引领学生进行角色转换，以环境监测工作者的身份完成科研训练任务，培养专业使命感。该环节总是会涌现出许多“黑马”学生，展现出与理论课堂不同的闪光的另一面，极大增强了其他学生的自信心。教师根据学生完成任务的情况、课程目标的达成度以及学生的建议，不断调整项目内容、管理和评价模式，努力做到让学生知识、能力和素质并进。
四、以能力培养为目标持续改进考评体系
环境监测课程体系对工程教育专业认证之毕业要求中的“工程知识、问题分析、研究、使用现代工具、个人和团队”等能力的培养具有支撑作用。为培养学生多方面能力，本课程以全方位评价为目标，改变原来的“一卷定成绩”的单一的考评方式，采用过程考核与试卷考核相结合、理论考试与实验操作相结合的方式，由评教向评学转变，全方位调动学生的学习积极性，有利于多样性人才的培养。其中理论教学环节考核的项目包括学生的课堂表现，考查云班课平台的随堂测验、作业、自主学习情况及期末考试情况;实验教学环节考核的项目包括线上自学情况及测试、线下操作、实验操作技能验收竞赛;科研训练环节考核的项目包括监测方案的制订、整个训练过程的表现及科研训练总结报告。评价的焦点是对课程目标达成度的评价，也是对学生培养效果的评价，通过对每个课程目标和学生个体达成度的计算和分析，直接查找短板，精准掌握学习困难学生个体，有的放矢地进行持续改进。
五、结语
环境监测课程通过完成理论教学、学生的自主学习、实验教学、科研训练四个环节，构建了由理论到实践，由实践促理论的系统的教学模式，在此过程中践行了以学生为中心、成果导向及持续改进的理念，有效地助力了专业对学生培养目标的达成。在全专业师生的共同努力下，哈尔滨理工大学环境工程专业已通过工程教育专业认证，标志着专业的人才培养质量已达到《华盛顿协议》的基本要求。当然，我们还会继续秉承工程教育专业认证的三大核心理念，不断提升人才培养质量，教学改革永远在路上。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 粟海波，黄炜，余利红.“以学生为中心”的多元化教学模式在生物化学教学中的应用[J].大学教育，2019（8）：90-92.
[2] 张丽芳，吴瑾.专业认证形势下土木工程专业人才培养模式改革[J]. 教育教学论坛，2018，16（4）：109-110.
[3] 李志义.对我国工程教育专业认证十年的回顾与反思之二：我们应该防止和摒弃什么[J].中国大学教育，2017（1）：8-14.
[4] 赵炬明.打开黑箱：学习与发展的科学基础（上）：美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之二[J]. 高等工程教育研究，2017（3）：31-52.
[5] 赵炬明.聚焦设计：实践与方法（上）：美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之三[J]. 高等工程教育研究，2018（2）：30-43.
[责任编辑：钟 岚]
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