环境工程原理示范课程建设的实践探索

陆永生 黄鑫 许云峰 陈丹 刘强

[摘 要]通过环境工程原理示范课程的建设，落实以学生为中心的教学理念，完成启发式、参与式、合作式和研讨式等教学过程和评价模式的改革。通过加强课前预习的可考核程度、课堂研讨型教学、课后作业的实用性，提高学生的学习挑战度；同时依托网上教学平台，建立并完善基于过程控制的教学质量保障体系。

[关键词]过程质量控制；环境工程原理；示范课程

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）10-0043-03

为积极响应教育部“十三五”规划中提出的“推进基础教育课程与教学改革”要求，上海大学环境与化学工程学院（下称“环化学院”）结合自身学科建设的特色及上海大学大类招生后环化学院生源质量的特点，把提高教学质量作为教学改革发展的核心，针对目前教学过程中出现的教师、學生、教学管理等层面存在的问题，通过专业核心基础课环境工程原理示范课程的建设，采取提高学生课前预习的积极性及可考核指标，形成课堂研讨气氛，丰富课后作业的类型，强调其实用性，从而提高学生的学习挑战度；同时依托网上教学平台，建立并完善基于过程控制的教学质量保障体系。

一、教学过程中存在的问题

根据本科生培养计划，环境工程原理为环境工程专业大三学生开设，目前普遍存在这样的现象[1]：大一、大二等低年级学生由于中学阶段的学习惯性的延续性，仍保持着较高的学习热情；进入专业课学习阶段的高年级学生其学习参与度则明显不足，表现在出勤率偏低、不参与课堂讨论、教师布置的课后学习任务完成度较低。究其原因，学生层面的求职、考研、出国等外界因素的干扰只是表观现象，教师及教学管理层面对课程教学过程管理未能与时俱进才是重要的影响因素。目前，在教学过程中存在的问题如下。

（一）教学内容仍偏重基础理论，缺乏对社会需求的深刻思考

和国内很多环境类院校的课程改革一样，环化学院的环境工程原理基于早先的化工原理课程[2]，结合环境工程专业特点成为本专业的核心基础课程，在教学过程中教学内容侧重其原理、规律等共性问题，并注重与后续专业课程，如水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置等衔接，但课改内容仅限于书本知识上的“基础理论”与“实践应用”的分割。根据对本学院毕业生就业去向及岗课结合度的调查结果，笔者发现社会对本专业必需的业务能力方面的要求在课程内容安排上没有得到充分体现，知识更新速度稍显滞后。

（二）教材使用过于倚重规划教材，缺乏对时效性

大学课程教材的适用性问题一直困扰着各个高校。目前，环化学院选用的教材是清华大学胡洪营教授编的高等教育出版社出版的《环境工程原理》[3]，这属于“十五”国家级规划教材。由于环化学院的本科生培养计划中化学基础课程较多，目前的教材在基础理论上是比较适用的。由于大学教育的开放性，在实际教学过程中仅仅使用一本教材是不足以满足教学要求的。虽然学院也有推荐的参考书籍，但这仍然不能适应目前注重教学过程管理的教学模式。

（三）教学方法仍滞留于课堂，“导学”思想有待更新

目前的课程改革虽然完成了教材的更替，但教师的教学观念有待更新，对学生自主式学习的“导学”的思想尚未真正形成。其工作重心仍着眼于课堂教学，“导学”表现方式单一，仅仅把书本知识以提问的方式在课堂教学过程中呈现，对学生的“学”缺乏实质性的指导。同时，学生的“学”缺乏主动性，学习基本上流于形式，教师对学生的课前预习考核缺乏有效的手段，学生的预习工作处于无序状态；课堂教学过程中也因为缺乏有效的预习导致研讨氛围不足；课后复习也仅仅停留在完成习题上。

二、教学过程质量管理的建设思路

（一）顶层设计，强化教学过程质量管理

针对高等教育发展的现实问题和上海大学实行大类招生后进入环化学院学习的生源特点，必须先从学院层面改变教学管理理念，从传统的结果考核转至过程管理，从而形成良好的教风学风，同时也需要对教师及学生构建一套科学合理的激励约束机制，树立并强化教学过程质量控制的管理理念，进而保障人才培养质量。

（二）制度建设，构建教学过程质量标准

2017年初以来，教育部积极推进新工科建设。环化学院在环境工程专业建设上，以符合工程教育认证质量标准为目标，建立了一套完整的本科课堂教学质量标准与规范，明确并强调教师的教学职责，从制度上保证教学质量。根据学校教学管理部门（考评办）对课堂教学质量评估考核、考试组织与管理等环节形成的结果性意见，综合学院层面的专项检查结果，建立各项教学质量标准及实施细则，从而保证质量标准与规范得到有效的执行。

（三）点上探索，形成教学过程面上示范

教学过程和评价模式改革主张由点及面，先从环境工程专业核心基础课（如环境工程原理）进行点上探索，在实践教学过程中积累经验，力争建设成果具有可复制性、可推广性，形成面上示范效应，并及时总结逐步扩大其在环化学院其他课程建设中的应用范围。

（四）创新举措，鼓励教师采用多种教学方法

教师的教学积极性对提高教学质量有非常重要的作用。需要建立相应的激励机制，鼓励教师在把握教学大纲要求的基础上，结合自己的科研课题研究成果，在教学方法和手段改革的过程中，有意识地尝试多种教学方法的探索，开展以学生为主体的问题引导、项目合作和参与研讨式等实践。

（五）过程考核，促进学生自主学习性投入

通过加强教学过程管理，实施过程考核手段，保证学生有足够的自主学习的时间和空间，促进并保障学生学习性投入。将教师从“教学者”转变为“督学者”，时刻关注、掌握学生的学习过程的动态，并对其日常学习过程中的努力、投入程度及所取得的相应的成绩等方面做出客观的评价。

（六）信息技术，成为教学过程管理的推手

结合学校层面网上教学平台，建立“学生主体、教师引导”的网络辅助教学结构。这样一方面可以考查教师教学性投入的程度，另一方面能让学生在学习过程中打破时间和空间的限制，有利于提升学生的学习性投入。

三、教学过程质量管理措施的探索

（一）教学内容要考虑社会需求，并将其分解到课程教学环节

应及时转变教学理念，树立“培养工程意识、提升创新能力”的观念[4]，做到既要加强理论知识的传授，更要突出学生的科研思维及创新思维训练。根据环境工程专业定位，结合社会反馈调研结果，确定社会对本专业必需的业务能力，并将其分解到课程的教学当中。在夯实基础理论的前提下，将契合社会需求的课程内容从“教的被动”向“学的主动”转变，将课堂交还给学生，可以采用问题启发、项目合作参与和全过程研讨的互动教学模式。

（二）教材建设补充具有时效性的科研成果

在教材方面，目前环境工程原理课程采用国家级规划教材，教学参考书除了推荐相关的化工原理等之外，还引进推荐环境科学与工程领域的国外名校使用的英文原版教材。此外，鑒于任课教师大多承担国家自然科学基金、市科委等科研项目，具有丰富的科研经验，将科研成果及最新的专业动态作为教材补充，这为多种教学方式的实现提供了良好的基础[5]。在教学过程中逐步完成本课程的工程案例集、测试习题库等。

（三）教学方法分解，加强对学生学习的过程考核

改变传统的“教师认真教学”的教学方法，激发“学生主动学习”的兴趣，并将“师生互动充分”作为保障。应培养学生的“质疑”意识，让学生明白大学课堂里讲授的知识是可探讨的。教师向学生传授知识的同时，可以采用问题启发、组织研讨等方式，让学生理解和掌握环境工程原理工程特色的思维方式，训练学生的创新性思维，从而让学生形成良好的、正确的学习习惯。同时在教学过程中建立形成性考核，形成过程考核对教学过程的有效监控作用；强调对学生学习过程的综合测评，对学习目标、任务、成果等进行分阶段考核，最终实现对学生的学习全过程考核。

1.课前：提高预习的可考核性

一般来说，教师备课会针对不同的教学内容进行各教学环节的细节设计，将具有代表性和典型性的实例或问题，从学生熟悉的生活现象或从基本理论出发进行讲授。如环境工程原理中流体力学伯努利方程的教学过程中，先以足球比赛中的香蕉球、地铁站台的黄色警戒线标志的设置等，以问题启发的方式激发学生的学习兴趣，引导学生自主思考；利用problem-basedlearning （PBL）方式以小组互助的形式设计适当的合作学习环节，如根据环境工程原理各教学单元的基础理论设计相关的实验。通过这些环节的设计，让学生主动参与教学过程，同时培养学生的团队合作精神，提高沟通交流的能力。同时教师在预习学案中推荐参考阅读资料、引导思考等，将教学难度分解到预习环节，根据学习预习的结果进行考评，分析并掌握学生对预习内容的掌握程度，从而对后续课堂教学的重点、难点等合理分配时间，提高课堂教学的效率和效果。

2.课中：研讨型教学引导学生主动思考

学生充分预习之后，在课堂教学中才能形成与教师的有效探讨。教师以预习学案中的内容进行启发引导、鼓励发言，激发学生主动思考。同时由于每个操作单元之间的内在联系较为密切，教师可以根据课程特点要求学生将该操作单元内的基本概念、方程式等串联起来，强化理解掌握，建立逻辑关系图。

3.课后：加强多类型作业的应用性

在课后复习巩固阶段，为了解学生对基本理论知识的掌握程度，应对常规性的课后习题布置方式进行调整，不再是教师对教科书上的习题进行勾选，而是要求学生自主有选择的完成。教师可以从学生选做的习题数量及涉及的知识点上了解、判断学生对自主学习的效果，实现对学生的考评；设置生生互评栏目，这样不但能让学生尝试教师的角色，而且还可以让学生学会比较。另外，为拓宽学生的视野，可以鼓励学生探索知识点在不同领域的应用。环境工程原理的基本理论在实际生活、生产中都有应用，可以选取后续专业课程中涉及的案例，或者选择学生感兴趣的生活现象进行探讨，鼓励学生去思考、去实践，提高其综合运用能力。

4.加强学习过程的考核

让学生明确自己在学习过程中应承担的责任，需要加强对学生在环境工程原理课程整个学习过程中的全面考核，具体包括以下几方面。1.丰富考核形式，除期末考试以外，其他辅助考核方式包括预习报告、课后习题选做、课堂讨论深度、生生互评的质量、小组报告等。2.形成性考核实现对学习过程的监控，对学生的各个学习环节设定阶段性任务和目标，将各种作业形式的考核结果按比例折算成绩，同时提高过程考核成绩占课程总评分的比重。3.提高考核的灵活性，教师对考核内容、形式不拘泥于传统方式，考核内容基于基本概念，注重题目的灵活性和应用性，重点考核学生对基本理论的理解和应用能力；考核形式上综合考虑教师对学生提交不同类型作业的完成质量、参与讨论的深度等评价及生生互评等结果。

5.加强对学生能力的评价

通过课程教学过程和评价模式的改革和实践，落实“注重教学过程”的理念，在教学过程中通过不同的考核方法，实现对学生在自然科学基础知识、学科前沿、知识运用与分析、环境工程设计、环境行业政策法规、国际视野与合作等方面能力的评价。

6.信息化教学

鉴于课程教学方法与教学手段的多样化和现代化，借助学校网上教学平台，进行信息化教学，主要包括：课前预习学案发布、课中课件调阅、课后复习学案发布等内容，使学生对教学进度和内容等有整体把握，预习并熟悉课程内容；网上分组合作学习，教师批改作业或生生互评，使学生在计划的时间里完成重要子模块的学习和复习；同时建立互动讨论平台，让学生讨论感兴趣的内容及典型案例等，使学生将课程内容和社会发展结合起来，了解现代环境工程专业的发展趋势和特点。具体信息技术平台服务师生教学框架如图1所示。

四、结论

通过对目前大学教学过程中出现的诸如教学内容缺乏社会对专业建设需求的思考，教材使用缺乏对时效性的要求，教学方法滞留于课堂，“导学”思想有待更新等问题，上海大学环化学院强化以学生为中心的教学理念，提高学生学习的挑战度，以环境工程原理示范课程建设为抓手，注重教学过程质量控制，依托网上教育平台，通过提高课前预习的可考核性、引进课堂教学研讨机制、课后作业的应用性，加强过程考核力度，实现了启发式、合作式、参与式和研讨式等教学过程和评价模式的改革。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 宋伯慧.加强教学过程管理提高本科生学习参与度[J].教育教学论坛，2014（8）：11-13.

[2] 夏志新，郭艳平，李晨华.环境监测与治理技术专业《环境工程原理》项目课程建设探索[J].职业教育研究，2013（11）：97-99.

[3] 胡洪营，张旭，黄霞，等.环境工程原理[M].北京：高等教育出版社，2005.

[4] 周艳军，张启俭，赵永华，等.强化化工原理教学改革培养学生工程素质[J].中国现代教育装备，2014（23）：44-45.

[5] 唐洪祥，宋春红.启发式与引导式教学模式的探索与实践——以土力学课程教学为例[J].高等建筑教育，2017（1）：96-98.

[责任编辑：陈 明]