基于OBE理念的地方高校环境工程实践教学改革——以江汉大学环境工程专业为例.pdf

292023 年/第 20 期/7 月基于 OBE 理念的地方高校环境工程实践教学改革以江汉大学环境工程专业为例刘琼玉1,2*，杨志华1，米铁1,2，张丽1，刘晓烨3（1.江汉大学环境与健康学院湖北武汉430056；2.湖北省气体净化企校联合创新中心（江汉大学）湖北武汉430056；3.工业烟尘污染控制湖北省重点实验室（江汉大学）湖北武汉430056）摘要文章根据工程教育专业认证的标准及理念，结合地方高校特点，分析了地方高校工程实践教学方面存在的问题。以江汉大学环境工程专业为例，探索了基于 OBE 理念的地方高校环境工程实践教学体系改革实践，构建了“基础认识+综合应用+研究创新”多层次的工程实践教学体系，建立了面向产出的工程实践教学评价机制及持续改进机制，以持续提升学生的工程实践能力和创新能力，为地方高校工程教育改革提供参考。关键词环境工程；工程教育专业认证；地方高校中图分类号：G642文献标识码：ADOI:10.16400/ki.kjdk.2023.20.010Reform of Environmental Engineering Practice Teaching inLocal Universities Based on OBE ConceptTake Environmental Engineering major of Jianghan University as an exampleLIU Qiongyu1,2,YANG Zhihua1,MI Tie1,2,ZHANG Li1,LIU Xiaoye3(1.School of Environment and Health,Jianghan University,Wuhan,Hubei 430056;2.Hubei Gas purification Enterprise-school Joint Innovation Center,Jianghan University,Wuhan,Hubei 430056;3.Hubei Key Laboratory of Industrial Fume and Dust Pollution Control,Jianghan University,Wuhan,Hubei 430056)AbstractAccording to the standards and concepts of Professional certification of engineering education,combinedwith the characteristics of local universities,this paper analyzes on the problems existing in the engineering practiceteaching of local universities.Taking the Environmental engineering major of Jianghan University as an example,thispaper explores the reform practice of the practical teaching system of Environmental engineering in local colleges anduniversitiesbasedontheOBEconcept,constructsamulti-levelengineeringpracticeteachingsystemofbasicknowledge+comprehensive application+research and innovation,and establishes an output oriented evaluation mechanism andcontinuous improvement mechanism for engineering practice teaching to continuously improve students engineeringpractice ability and innovation ability,Provide reference for the reformof engineering education in local universities.Keywordsenvironmental engineering;engineering education professional certification;local universities推动工程教育专业认证是提高应用型工程人才培养质量的有效途径。长期以来，日本及欧美发达国家已建立了成熟的职业工程师资格认证体系和相应的工程教育认证体系。2013 年 6 月 19 日，我国正式加入 华盛顿协议，表明我国工程教育的人才培养质量标准、认证体系及质量得到了国际工程教育界的认可，对提升我国工程领域总体实力和国际竞争力具有重要意义。在教育部强力推动和各高校积极参与下，推进工程教育专业认证已成为各高校工科类专业深化综合改革的重要举措之一1-3。截至 2022年 6 月，全国共有 288 所高校的 1977 个工科专业通过了工程教育专业认证，其中有 92 个环境科学与工程专业通过工程教育专业认证4。党的二十大报告提出“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”中心任务，明确指出要坚持教育优先发高教论坛302023 年/第 20 期/7 月展、科技自立自强、人才引领驱动。地方高校作为应用型人才培养的摇篮，积极参加工程教育专业认证，构建具有地方高校发展特色、满足行业发展需求和环境工程专业认证标准要求的工程实践教学体系，培养具有国际实质等效的工程应用型人才，对于提升地方高校服务地方经济社会发展的能力具有重要意义。本文以江汉大学（以下简称“我校”）环境工程专业为例，探讨基于成果导向教育理念（Outcome basedEduca-tion，OBE）的专业实践教学体系改革实践，分析其改革成效，旨在为地方院校相近专业的工程教育专业教育教学改革提供有益借鉴。1 环境工程实践教学改革的时代背景目前，我国拥有全球规模最大的工程教育。2017 年发布的 中国工程教育质量报告 指出，我国已经建成了类型多样、专业齐全的全球最大工程教育供给体系，同时我国仍面临着工科人才培养新理念、新标准、新质量的挑战，质量建设“最后一公里”有待真正落地，工程教育理念、课堂教学、学生能力发展等内涵要素均有较大持续改进的空间。这表明我国工程教育“大而不强”的问题仍然存在。我国工程教育普遍存在面向实际需求的工程实践能力培养不足、人才培养与企业需求脱节、专业教师普遍缺乏工程背景、课程设置和教学内容脱离企业需求实际、实践类教学课程设置与生产一线结合不紧密、面向产出导向的工程实践教学质量评价体系尚未受到足够重视、创新教育思想尚未贯穿于工程技术人才培养全过程等问题，不利于学生工程实践能力和创新能力的培养。为了全面提升我国工程教育质量，加快实现从工程教育“大国”到工程教育“强国”的转变，十余年来，教育部先后颁发实施“高等教育本科教学质量与教学改革工程”“卓越工程师教育培养计划”“工程教育专业认证”“新工科建设”等一系列重要改革举措，旨在培养造就一大批适应经济社会发展需要的应用创新型高质量工程技术人才。2021年 9 月习近平总书记在中央人才工作会议上指出：“要培养大批卓越工程师，努力建设一支爱党报国、敬业奉献、具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的工程师队伍”5。无论是工程教育专业认证，还是开展新工科研究与实践计划，其共同目的都是推进应用创新型工程技术人才培养。随着国家生态文明战略的深入实施及生态环境保护事业的迅速发展，社会对环境工程专业人才质量提出了更高的要求，亟须一批理论素养高、创新能力强、工程技术过硬、能担当起环境污染治理重任的应用创新型环境工程技术人才。因此，提高学生的工程素质和创新思维是提升应用型人才培养质量的核心体现。“工程教育专业认证”是工程教育质量保障体系的重要组成部分，对于培养适应行业产业技术发展需求的应用创新型环保工程技术人才具有重要的意义。目前，我国专业认证试点范围进一步扩大，越来越多地方高校的环境工程专业积极开展专业认证工作，截至 2022 年 6 月，通过环境科学与工程专业认证的高校中，其中一半为地方院校。因此，无论是出于专业自身发展需要、工程专业竞争力需要，还是保证和提高工程教育专业质量的要求，都迫切要求实施基于工程教育专业认证的教育教学改革，着力提升学生的工程实践能力和创新思维。江汉大学环境工程专业是学校的重点建设专业，荣获首批“武汉市重点发展专业”称号、获批湖北省战略性新兴支柱产业人才培养计划项目，2022 年入选国家级一流本科专业建设点。专业以培养具备环境工程基础理论知识和较强的工程实践能力、创新能力、团队协作与组织管理能力的应用创新型工程技术人才为目标，以深入推进工程教育专业认证工作为契机，坚持“学生中心、成果导向、持续改进”教育理念，深入开展教育教学改革，不断提升应用创新型工程技术人才培养质量。2 基于 OBE 理念的工程实践教学体系改革实践2.1 构建“基础认识+综合应用+研究创新”多层次的工程实践教学体系华盛顿协议 对毕业生提出的 12 条毕业生素质要求中，不仅要求工程技术知识和问题分析能力，还强调沟通、团队合作、社会责任、工程伦理、终身学习等方面的通用能力。与国外工程教育相比，我国传统的工程教育体系过分注重知识的传递，能力培养相对不足，对于沟通、团队合作、社会责任、工程伦理、终身学习等方面的素质培养重视不够。我校环境工程专业以工程实践应用创新能力培养为主线，依据专业毕业要求中对知识、能力、素质的要求，遵循“夯实基础实践、注重工程思维、强化工程实践能力、培养创新精神”的原则，将通识课程实验、工程技术基础实验、工程专业实习与实践、科研创新教育等四大实践教学模块有机整合，优化面向工程实践能力培养的实践教学课程体系，重构“基础认识+综合应用+研究创新”多层次递进的实践教学体系，确保学生知识、能力、素质得到和谐统一发展。基础认识性实践教学体系。该实践教学模块包括四大化学基础实验、计算机上机操作、大学物理实验、环境工程认识实习、环境工程原理实验、环境工程CAD、环境污312023 年/第 20 期/7 月染调查等实践环节。侧重于基本实验方法、操作技能和工程概念培养，旨在夯实基础实验技能，培养学生能够根据研究对象特征选择研究路线，安全地开展实验，正确地采集实验信息，并能对实验结果进行合理分析和解释等方面的专业基础能力以及沟通、团队合作能力。综合应用性实践教学体系。该实践教学模块包括生产实习、环境监测实习、专业实验（环境监测实验、固体废物处理与处置实验、水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验）、课程设计（固体废物处理与处置课程设计、水污染控制工程课程设计、大气污染控制工程课程设计）等实践环节。旨在培养学生的工程思维能力、专业实践技能、解决复杂环境工程问题的能力以及团队合作、社会责任、工程伦理、沟通、终身学习等方面的素质。例如，“环境监测实验”设置了 4 个课程目标，其中 2 个课程目标对应支撑“研究”“使用现代工具”等科学研究及专业实验技能的培养，2 个课程目标对应支撑“个人和团队”“终身学习”等通用素质的培养；“生产实习”的1个课程目标支撑“环境工程项目管理”能力培养，其他课程目标对应支撑“个人和团队”“沟通”“职业规范”“工程与社会”等通用素质的培养。研究创新性实践教学体系。该实践教学模块包括毕业实习、毕业论文（设计）、环境工程创新实验、学生科研、社会实践、课外科技活动等实践环节，其中环境工程创新实验、学生科研做到学生全覆盖，在实践实训中全面提升学生的工程能力和创新能力。旨在培养解决复杂环境工程问题所需的综合能力、科学研究能力、创新精神以及沟通、团队合作、社会责任、工程伦理、终身学习及适应发展等方面的素质。例如，“环境工程创新训练”的 1 个课程目标支撑工程能力和创新能力的培养，2 个课程目标支撑“个人和团队”“终身学习”等通用素质的培养。构建的多层次递进环境工程实践教学体系如图1 所示。2.2 建立面向产出的工程实践教学评价机制及持续改进机制高教 40 条明确提出，高校要完善质量评价保障体系，尤其要突出“学生中心、产出导向、持续改进”，形成以提高人才培养水平为核心的质量文化。与国外工程教育相比，我国传统的工程教育体系尤其缺乏面向产出的评价机制及持续改进机制。“基于产出导向”的评价方法是推动教育教学改革极为有效的手段，评价机制改革已经成为工程教育改革的“最后一公里软肋”。成果导向教育理念（OBE）是工程教育专业认证的核心理念，成果导向突出“学生中心、产出导向、持续改进”，它是以学生学习成果的水平及其达成度来组织和开展教学的。近年来，随着工程教育专业认证在国内的深入推进以及教育部“金课”建设、一流专业建设的深入推进，OBE理念引导的教学质量评价及持续改进机制研究开始引起国内高校的关注6-8，但相关研究成果还很欠缺。目前，国内课程质量评价体系的诊断性和导向性均不强，特别是重理论课程评价、轻工程实践环节评价的现象突出，“持续改进”理念在评价中体现不够，评价结果距离成果导向的要高教论坛工程实践教学体系基础认识性实践研究创新性实践实践教学层次化学基础实验大学物理实验计算机上机操作环境工程认识实习环境工程原理实验环境工程 CAD环境污染调查生产实习环境监测实习专业实验（环境监测 及水、气、固实验）课程设计（水、气、固）毕业实习毕业论文（设计）环境工程创新实验学生科研社会实践课外科技活动综合应用性实践基本实验方法、操作技能工程概念等专业基础实践能力以及沟通、团队合作能力工程思维、专业实践技能、解决环境工程问题的能力以及沟通、团队合作、社会责任、工程伦理、终身学习能力解决复杂环境工程问题所需的综合能力、科学研究能力、创新精神以及沟通、团队合作、社会责任、能力实践教学环节实践教学目标伦理、终身学习及适应发展工程图 1“基础认识+综合应用+研究创新”多层次递进的工程实践教学体系322023 年/第 20 期/7 月求还有很大差距。构建面向产出的课程质量评价体系并推动形成以持续改进为目标的内部面向产出的评价机制，既是推进工程教育专业认证的底线要求，也是专业适应新时代教育教学改革的必然要求，对促进教育教学水平提升、提高应用创新型人才培养质量具有重要的现实意义。我校环境工程专业根据专业认证标准，遵循 OBE 理念，以培养学生的职业能力、职业素质和可持续发展能力为主要目标，建立了面向产出导向的工程实践教学评价机制及持续改进机制，全面考核学生工程实践能力的培养成效。从以下两个方面开展了探索：2.2.1 构建面向产出的实践教学质量评价体系面向产出的实践教学质量评价体系聚焦实践教学环节的学习成效、课程目标的达成及对相应的毕业要求指标点的支撑。根据专业各工程实践教学环节的特点及支撑的相应毕业要求指标点，制订相应的学生工程实践能力培养考核评价内容和评价标准，并将沟通、团队合作、社会责任、工程伦理、终身学习及适应发展等方面的能力培养有机融入相应实践环节的考核评价体系中；构建过程评价与结果评价相融合、定性评价与定量评价相结合的多元化形成性评价方式，促进工程实践教学目标的有效达成。以“环境监测实验”为例，围绕“具备应用多种方法解决某一特定环境监测实践问题的综合能力，具备自主学习的能力和适应社会发展的能力”的教学目标，设置了实验操作技能、实验报告、团队协作、监测方案制订等多元考核评价内容。以监测方案设计能力评价为例，采取小组 PPT汇报答辩、教师评价与学生互评、监测方案制订质量等定性评价与定量评价相结合、过程评价与结果评价相融合的多元化形成性评价方式，确保环境监测实验课程目标的有效达成。2.2.2 积极探索实施以持续改进为目标的内部面向产出的评价机制工程实践教学环节，采取校内外指导教师评价、小组互评、问卷调查等形成性评价方式关注学生的工程实践学习状态，激发学生的学习潜能，并通过持续的形成性评价让学生获得学习成就体验，帮助学生实现自我完善，实现以“评学”为核心的转变，体现“持续改进”的核心理念。以持续改进为目标的评价机制尤其注重评价结果的反馈、分析与应用，要求课程负责人依据实践教学环节课程目标达成情况评价结果，认真分析和总结实践教学各环节的实施效果，评价实践课程目标达成情况，指出存在的问题及短板，提出切实可行的持续改进措施，并在下一轮实践教学中落实持续改进措施。通过持续改进措施的有效落实，推动实现评价结果对教育教学质量及人才培养质量的有效指导，形成课程评价的闭环以及对教学改进和教师发展的指导和激励导向作用。3 结语推进工程教育专业认证的过程就是一个持续改进的过程，在新一轮地方高校积极参与工程教育专业认证的浪潮中，如何有效推进面向产出导向的工程实践教学改革，全面提升学生的工程实践能力和创新能力，值得地方高校深入探索研究。江汉大学环境工程专业遵循工程教育专业认证的“学生中心、成果导向、持续改进”三大核心理念，积极构建面向产出导向的工程实践教学体系及评价机制，旨在提升应用创新型工程技术人才培养质量，并对我国地方高校的工程教育改革起到启示作用。*通讯作者：刘琼玉基金项目：教育部产学合作协同育人项目“新工科背景下水和废水检测产教融合课程体系改革研究”（220901045064129）；武汉市教育局教学研究重点项目“基于工程教育专业认证的地方高校环境工程应用创新型人才培养模式研究”（2019006）。参考文献1孟佳娜,袁传军,黄永东,等.工程教育专业认证背景下工科专业毕业设计改革与实践以大连民族大学为例J.高教论坛,2023(4):17-19.2马驷,王琳,杨鑫,等.基于工程教育专业认证理念的实习实践教学质量保障框架J.科教导刊,2021(4):77-78.3黄亮亮,游少鸿,李艳红,等.基于工程教育专业认证标准的环境工程专业课程教学体系的构建以桂林理工大学为例J.教育教学论坛,2017(52):167-168.4教育部高等教育司.关于转发 中国工程教育专业认证协会教育部高等教育教学评估中心关于发布已通过工程教育认证专业名单的通告 的通知EB/OL.(2022-06-26).http:/