现代教育信息技术促进地方高校环境类专业实践教学改革

朱宗强 宋晓红 曾鸿鹄 张立浩 李洁月 李艳红 梁延鹏

摘  要：实践教学是学生创新素质培养过程的重要环节，现代教育信息技术的融入，可全方位提升其对培养具有地方特色的环境类应用型创新人才的作用。文章结合桂林理工大学环境类专业实践教学改革的实际，分析了地方高校環境类本科实践教学存在的问题，阐述了综合运用多种现代信息技术从教学理念更新、教学体系重构、教学手段升级、共享平台升华4个维度开展实践教学改革的方法，促进了面向校内外、线上线下的开放共享与协同合作，有效提高了环境类专业实践教学质量与学生专业素养。

关键词：现代教育信息技术;环境类专业;实践教学;教学改革

中图分类号：G642         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）08-0074-03

Abstract： Practical teaching is an important point in the process of cultivating students' innovative quality. The integration of modern educational information technology can comprehensively improve its role in cultivating environmental application-oriented and innovative talents. Taking the environmental practice teaching reform of  Guilin University of Technology as an example， this paper analyzes the problems existing in practical teaching of environmental major of the local university， expounds integrated use method of modern information technology to enhances the reform effect of practice teaching of environmental major through 4 aspects， such as teaching philosophy renewed， teaching system reconstructed， teaching methods upgraded， and teaching platform shared. The educational reform promoted opening， sharing and collaborating inside and outside of the university as well as  online to offline， effectively improved the quality of practical teaching environment of the undergraduate and students' professional skill.

Keywords： modern educational information technology; environmental major education; practice teaching; educational reform

随着现代教育信息技术的迅猛发展、更新与广泛运用，“互联网+教育”深度融合是高校教学改革的必然趋势[1]。“教育信息化2.0行动计划”开启了教育现代化、建设教育强国的新征程。如今，高校师生的教学方式、学习方式、思维方式和交流方式发生了巨大改变，聚焦新时代对人才培养的新需求，需将教育信息化作为教育系统性变革的内生变量，推动教育理念更新、模式变革、体系重构[2]，实现优质教学资源共建共享，促进教学质量持续提升。

实践教学是地方高校发展的关键环节，其建设水平和绩效决定着高校人才培养的质量和特色。然而，地方高校受地理位置、学校品牌、教育经费和生源质量等问题的制约，要想有效提高整体竞争力，必须与时俱进，充分发挥积极性、主动性和创造性，将现代教育信息技术与实践教学深度融合，开展线上线下的互动混合式教学，融合并丰富精品实践教学资源，切实提高专业实践教学质量。

我国环境类专业始建于七十年代，环境类实践教育经过近50年的发展，已形成较好的人才培养体系。当前，我国约有400多所本科院校开设了环境工程专业，其中近85%为地方高校[3]，地方高校承担着环境类工程人才培养的主要任务。近年国家“新工科”建设以及国家社会与环境事业发展的新常态对环境类人才培养提出了新的要求，但在实践教学环节建设中仍存在诸多问题，还不能很好地满足社会对人才的新要求。

桂林理工大学于1995年通过联合办学的方式创办了广西最早的环境工程本科专业，以学生实践能力培养效果好著称，为广西社会经济发展和生态环境保护培养了大量应用型创新人才。为适应国家经济社会发展新需求，2007年开始不断追踪现代信息技术发展前沿，针对环境类人才培养过程中实践教学环节不断出现的新问题，以学生培养质量为中心，将现代教育信息技术与实践教学深度融合，从教学理念更新、教学体系重构、教学手段升级、共享平台升华4个维度围绕教学全过程开展实践教学改革，建立了供需对接紧密的环境类应用型创新人才实践教学模式。在水污染控制国家级实验教学示范中心以及环境污染防治与生态保护虚拟仿真国家级实验教学中心的建设基础上，利用虚拟仿真教学资源丰富实验实践教学环节，将科研成果与工程实践融入教学，多方联动增强实训与实习教学实效，多方位交流与优质教学资源共享，探索出一条现代教育信息技术多维促进环境类专业实践教学改革与开放共享的特色建设之路，有效提高了环境类专业实践教学质量与学生专业素养。

一、地方高校环境类专业实践教学环节建设中存在的主要问题

1. 实践教学环节薄弱，师资不强：地方高校实践环节受重视程度不高，教学学时压缩严重，实践教学管理信息化不足，实践教学队伍配套参差不一，毕业生技能特征与核心竞争力不强。

2. 实践教学资源匱乏，内容陈旧：环境类实践教学内容多限于理论教学范畴，实验教学项目类似，内容陈旧且更新缓慢，学生专业实践范式雷同，导致创新创业专业素质培养力度不够。

3. 实践教学手段单一，模式落后：实践教学方式单一，有限课时内“一遍体验式”的实践教学效果不佳;教学模式传统落后，“一对多”的面授式辅导无法兼顾全体学生，师生交互障碍较多，学生专业差异和个性化培养不足。

4. 实践教学共享困难，交互性差：受地域、品牌、课时、师资、教学条件所限，实践教学资源共享与协同育人机制有效落地困难，专业实践与实际生产结合不够，学生素质与用人单位供需对接不紧密。

二、利用现代教育信息技术促进地方高校环境类专业实践教学改革

（一）增加实践教学环节课时，提高实践教学地位，推动环境类专业群建设

以专业工程教育评估为契机，坚定实践教学改革信念，修订实践教学大纲和培养方案，将实践课程独立成课，增加实践教学课时。近5年，新增实验课程3门，实验课独立成课7门，新增《环境工艺仿真训练及精密仪器操作模拟》实践课程1门。新开设《城市生活污水净化AAO工艺调试虚拟仿真实验》、《有机固体废物堆肥仿真实验》等实验/实践项目28项，新增实验/实践课程128学时，提升实践教学环节学分占比达30.6%。

整合了研究领域紧密相关且易形成一体化建设产业链的环境工程、给排水科学与工程、水文与水资源工程和地下水科学与工程等相关专业，集约式建设了广西办学实力最强的环境类专业群。环境工程专业被列入“国家卓越工程师教育培养计划项目”与“教育部地方高校第一批本科专业综合改革试点专业”，2017年环境工程专业通过中国工程教育专业认证协会认证;2018年通过住房城乡建设部高等教育给排水科学与工程专业认证二次复评。

（二）构建教学质量保障制度，线上线下联合培养，强化实践教学队伍建设

完善教师队伍质量提升与管理制度，提高实践教学队伍准入门槛与考核指标，以培养培训和继续教育促成长。在线上，建立网络授课系统、网络教学和教师信息化管理平台，利用雨课堂、学堂在线等线上产品，通过在线培训、网络讨论和金课座谈会等形式，将“互联网+”融入教师培训与继续教育，开展慕课、精品网络课程、在线开放课程和优秀教学经验分享等专题活动，每位教师年均参加专项培训10次。在线下，开展校企联合、国内外高校和研究所进修深造以及企业机关单位挂职锻炼，以打造一支专业素养高、实践经验丰富、知识面广的环境类专业实践教学队伍。

执行教授承担实践教学任务制度，基于持续改进机制建立“评价-反馈-改进”工作闭环，实行“课前-课堂-课后”的多元实践教学双向评价在线考核模式，开展校内外同行、学生共同网络评教，以学生学习结果角度审视教师的教学工作、教学资源配置和专业指导服务情况，形成有效教学质量保障体系。

（三）基于产出导向，立足工程实际，融合科研成果，多维运用媒体技术，丰富优质实践教学资源，优化实践教学内容体系

以行业发展和市场供需为导向，指导调整和优化实践教学方案，修订实践教学大纲，将教学内容与学科、行业前沿的科研和实践成果深度融合。配套建设了不同类型的工艺仿真构筑物和工艺运行调控实训平台，与相关企业、兄弟院校、研究所多方联合，建设地方特色明显的“虚实结合”实训工厂;应用Web、AR、二维码等现代信息技术整合优化现有虚拟仿真实验教学资源，建设优质实验教学项目，目前建成了7大虚拟仿真教学资源库，共254类2000多个优质教学资源;融合多维媒体技术，使纸介教材与在线开放课程资源有机衔接，打造多媒体新形态教材，提高教学内容的时效性和教学效果，服务学生工程意识、工程素质和工程实践能力的培养。

（四）紧跟学科前沿和行业动态，深化实践教学模式改革，综合运用现代信息技术，统筹优化实践教学方式，更新实践教学手段

持续收集毕业生动向和企业需求反馈数据，利用教学网络平台和学情分析系统统计学生学习热点、知识点掌握度和能力点达成度等教学过程关键数据，科学统筹传统教学与虚拟仿真实践比例，在“认知与理解、学习与模拟、实训与实习”的“三步递进法”实践教学模式中融入灵活、自主、多元的实践教学手段。虚拟仿真技术将科研成果与工程实践融入教学，虚拟实验和传统实验相结合，实体操作与仿真训练相配合，拓展了教学时空，提高实践教学的安全性、集约性、重复性和持续性。

将学生实践教学进行“交换生-实验班-普通班”的分类培养，多维集成通信技术、计算机技术、微电子技术和传感技术等多种现代信息技术更新和丰富实践教学方式，与现代教育信息化企业协同开发教育教学资源，通过微课、多媒体网络课件、电子教案、视频录像、模拟演示等介质丰富实验教学技术手段，虚实结合实现学生个性化专业技能的培养。

（五）利用现代教育信息技术突破实践教学时空限制，构建开放式的实践教学数字平台，促进优质实践教学资源开放共享

集成现代信息技术升级实验室环境与设备，实验教学中心全面安装智能门禁系统，数字化视频安全监控系统全覆盖，启用实验室安全培训与管理系统，实现实验室的7*24模式全天候开放与信息化管理，保障了实践教学的学习时空。

建设“产、学、研、用”虚实结合的实践教学平台，综合应用移动互联网技术，将“网上虚拟学习-校内半实体仿真实训-现场顶岗实习”教学技术路线网络资源化，发展“移动课堂”，倡导“移动学习”，支持学生使用移动终端进行全时空演练与学习，开发了虚拟仿真实验教学网站，包括工艺相关的理论知识点学习以及虚拟仿真操作、虚实结合工艺调试训练和过程跟踪与任务考核等模块，具有交互性操作功能，学生可根据自身实际情况进行自主系统学习，适应学生多样化、个性化需求。实践教学平台近5年还支持了“互联网+”大学生创新创业大赛立项256项，并获得省级金奖2项，银奖10项，铜奖35项。

以虚拟仿真实验教学项目、在线开放课程等建设为契机，打破专业隔阂、行业藩篱、院校壁垒和地域局限，促进优质教学资源在行业的应用与反馈，提高学生能力培养的社会需求匹配度，促进实践教学资源开放共享。目前，与知名环境企业机构共建了30处实践基地，与广西唯一环境上市公司广西博世科环保科技股份有限公司共建了博世科环境学院。此外，积极响应国家“一带一路”战略，与柬埔寨理工学院共建了桂林理工大学-柬埔寨理工学院水环境保护国际联合实验室，起到了较好的示范作用。

三、结束语

本校以培养具有地方特色的环境类应用型创新人才为目标，基于OBE理念围绕着教学的全过程开展实践教学改革，以提高学生培养质量为中心，以现代信息技术为工具和桥梁，从教学理念更新、教学体系重构、教学手段升级、共享平台升华4个维度开展了实践教学改革。经过12年的建设，构建了融创新性、综合性和开放性于一体的环境类多层次实践教学平台，完善了实践教学技术手段，实现了教学内容的更新，丰富了实践教学资源，促进了实践教学质量的持续提升;利用虚拟仿真教学资源填补了实践教学薄弱环节，增强了教学过程管理和师资培训的信息化建设，开展校内外多方面合作培养，增强了实习实践教学实效，优化了校内外开放共享与协同合作的机制，有力推动了环境类学科群平台的建设，有效提高了环境类专业实践教学质量。

参考文献：

[1]潘懋元，陈斌.“互联网+教育”是高校教学改革的必然趋势[J].重庆高教研究，2017，5（1）：3-8.

[2]中华人民共和国教育部.教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html，2018-04-18/2019-08-15.

[3]李雁，沈元，林春绵.基于OBE理念地方高校环境工程专业实验教学的创新[J].浙江化工，2018，49（10）：32-36.