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摘要：在新的工程教育专业认证的推动下，对环境工程学生的创新、实践和研究等各方面的能力提出了更高的要求，这就迫切需要教学内容的改革来提升学生这些方面的能力。基于OBE理念，结合导师制就环境工程专业综合实验进行“项目式”教学改革探索。针对环境工程实践中的某一实际问题，要求学生自己查找文献，设计实验方案，进行实验操作，完成实验报告和论文的撰写。通过专业综合实验的训练，以期提高学生的创新能力，增强学生的实践能力，提升学生的研究能力。
关键词：环境工程；专业综合实验；项目式；OBE；教学改革
本文引用格式：李雁，等.OBE理念下的环境工程专业综合实验“项目式”教学改革探索[J].教育现代化,2020,7(36):72-74.
Exploration on Project-based Teaching Reform of Comprehensive Experiments for Environmental Engineering Based on the Concept of OBE
LI Yan，LIN Chun-mian，SHEN Yuan
(Zhejiang University of Technology,Hangzhou Zhejiang)
Abstract：Promoted by the new professional certification of Engineering education,higher requirements have been put forward for the innovation,practice and research abilities of environmental engineering students,which urgently require the reform of teaching content to improve students’abilities in these areas.Based on the concept of OBE and the tutorial system,this paper explores the reform of“project-based”teaching of comprehensive experiments in environmental engineering.In view of a practical problem in the environmental engineering,students are required to search for literatures,design experimental schemes,carry out experimental operations,and complete the writing of experimental reports and papers.Through the training of comprehensive experiments,we hope to improve students’innovation ability,enhance students’practical ability,and promote students‘research ability.
Key words：Environmental engineering;Comprehensive experiments;Project-based;OBE;Teaching reform
一引言
在新的环境工程教育专业认证要求中，对毕业设计的要求越来越高，要求专业90%以上的学生毕业形式必须为毕业设计。随着毕业研究性论文的减少，学生在毕业论文的撰写过程中必然会遇到各种各样的问题，在对专业论文撰写或研究方面必将形成能力的缺失。在此背景下，环境工程专业基于OBE理念，推行环境工程专业实验教学持续改进，结合导师制推进专业综合实验“项目式”教学改革，提高学生研究课题、撰写论文、创新实践等能力。
工程教育专业认证制度是目前国际上通行的工程教育质量保障制度，是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础[1]。工程教育专业认证已是当代大学培养卓越工程师的必经之路，成果导向教育（Outcome-Based Education，简称OBE）理念是工程教育中最核心的理念，要求以学生毕业工程能力达成为目标，反向设计教学体系，重视学生整体能力的培养，教师为学生的学习成果负责[2,3]。
环境工程综合实验是环境工程学生开展毕业设计或论文的一个前期准备，同时也是检验学生三年专业学习的重要内容，是学生自我实现第一次解决环境工程复杂工程问题的实践。通过专业综合实验及基础知识的运用，解决复杂工程问题，以期学生获得独立查阅文献、思考问题、提供解决方案和采取相应措施的综合能力提升[4]。“项目式”的环境工程专业综合实验是导师指定一个基于工程项目的实验内容，学生运用已学的知识来设计和操作实验，是综合训练学生实验技能的一种综合性实验[5]。在专业综合实验过程中，学生查阅资料，进行独立的实验思考与设计，独立进行实验操作。
二 开展环境工程专业综合实验的必要性
（一）社会进步促使学生更全面的发展
环境工程是在多学科相互交叉渗透的基础上发展起来的一门新兴学科[6]。随着全球环境问题的日益突出，环境工程涉及的研究领域也不断丰富，使得环境工程学科迅速发展成为一个综合性、应用性很强的学科，于此同时也对环境工程的人才培养提出了更高的要求。为培养适应社会发展的新型人才，我们应进一步加强专业综合实验教学改革，以培养学生的动手能力，逐步提高学生的独立发现问题、分析问题和解决问题的能力，开发学生的创新能力和实践能力，促使学生全面发展。
（二）基础实验条件的限制
目前，由于本科实验室仪器设备及平台条件相对欠缺，地方高校在环境工程基础实验教学内容设计中，多以基础验证型实验为主，创新性专业综合实验较难得以实现。基础验证型实验固然能较好地锻炼学生的动手和实验能力，但是往往是实验老师将所有的药剂和设备都准备好的情况下，学生按部就班地完成实验，机械地抄写数据，完成实验报告就可以，并不能很好地锻炼学生的创新能力和科研的思维能力。基础实验安排过多，创新型实验的缺乏，往往会导致实验教学模式单一，与学科前沿发展严重脱节，无法充分激发学生的科研兴趣[7]。
（三）工程教育专业认证的需求
新的工程教育专业认证对毕业设计提出了更高的要求，要求毕业设计高达90%，毕业研究性论文相应减少，往往将导致学生没有涉及研究论文撰写等内容，在科研能力上容易造成相应缺失。由于专业基础等实验多以按部就班的验证性实验为主，基本不需要查阅相关的科技文献，那么在毕业设计的文献综述和开题报告撰写之前，学生基本没有文献查找及阅读的锻炼，一系列能力自然相对欠缺。同时，在专业基础等实验进行过程中，学生基本按照实验指导手册机械操作，对实验原理的设计等缺少思考。因此，学生在毕业设计完成时，往往就比较依赖导师对设计的总体指导，在文献查找和设计创新等方面存在能力上的欠缺。
因此，急需一种能让学生充分锻炼自我，提升科研能力，发挥创新能力的专业综合实验方式来与之相匹配。
三 开展专业综合实验的形式与过程探索
环境工程专业综合实验在本科生导师制的基础上，结合本科导师的“项目式”课题，要求学生针对环境工程中的某一现实问题，提出自己的解决方案，并在实验室开展实验研究，培养学生具有前沿的专业知识和扎实的专业技能，培养学生运用知识解决问题的能力，使学生具有潜在的发展能力和继续学习、分析数据、表述和应用知识等基本能力。
（一）优化专业综合实验形式
“项目式”课题与工程中环境问题密切相关，涉及知识广泛，流程比较完整。导师可根据自己实际工程中遇到的项目课题，以此作为专业综合实验项目课题供学生选择。一到两个学生共同合作完成整个项目，但每个人负责的部分内容又相对独立。学生按实验拟定项目计划，分配相应任务，小组成员按分工把握自己的目标，解决实验过程中存在的问题。学生独自收集资料、查阅文献、开展讨论或咨询导师，完成专业综合实验。导师则依据学生查阅资料、实验实施、数据处理及综合设计等情况给予评价。
几个学生共同完成“项目式”课题，不仅能锻炼学生的合作协调能力，更能让学生在“项目式”课题中培养文献查阅、实验设计实施、现象观察及数据处理、特性表征等一系列综合能力。让学生回归到实验的主角地位，增强了学生对实验的积极性和创新性。
（二）构建良好教学模式
“项目式”课题实验教学选题需要紧密结合工程实际，导师将当前最新的工艺技术及政策方法，在指导学生时传授给学生[8]。同时，导师也应对学生因材施教，根据学生所掌握的知识结构或就业意向，选定学生专业综合实验的题目。如有意愿考研的学生，在实验技巧及科研能力的培养上更需要得到锻炼，而就业意愿的学生则需要更多实际工程项目的经验及与人沟通等能力的培养。故应根据学生的需求及特征，更好地选择专业综合实验的类型，从而实现因材施教的目的。
（三）创新实验考核方法
专业综合实验由于采用“项目式”课题实验教学模式，传统的考核方法已不再适应其要求，必须同时进行改变。专业综合实验与传统实验相比，其不同之处在于实验步骤和实验结果并没有统一的标准，因此专业综合实验成绩的评定不能仅仅看实验步骤和实验结果是否正确，而应该综合考虑实验的全过程[8]。如应对查阅文献、实验方案设计、仪器设备的选择、实验操作、实验数据分析、实验报告撰写及结果汇报等环节分别赋予分值权重进行综合评定实验成绩。
四 开展专业综合实验的预期
（一）提高学生的创新能力
专业综合实验基本以“项目式”课题为主，没有统一的标准步骤及结果，学生在课题方案确定之前自主查找文献，从文献中寻找实验相关资料，创新实验方案，对激发学生学习兴趣，调控自己的主动学习过程起到了积极的作用。专业综合实验将一个小型的项目课题作为学生的目标实验，结合所学的专业知识，查找相关资料，形成实验方案，搭建实验装置，进行实验操作，记录实验数据，分析实验结果，形成实验整体的思考，完成实验报告及小论文撰写。整个实验过程相当于学生进行了一个简单的工程或研究项目，有利于学生温故知新，为解决复杂实际工程或研究问题做准备，推进学生创新思维和方法的发展。
（二）增强学生的实践能力
由于实验设备和场地有限，演示性实验和分组实验是目前大部分基础课程实验的主要形式，学生并没有在实验过程中锻炼动手能力。专业综合实验依靠导师制及导师所拥有的设备和场地条件，让同导师的1-2个学生组成一个小组，分工合作，针对某个具体的“项目式”课题展开实验，撰写实验报告及论文，让每个学生都实际参与到实验中，大大增强了学生的实践能力。在“项目式”体系下的专业综合实验教学模式，与原来的“体验式”实验教学截然不同，变成了由导师指导、学生独立实施的“研究创新式”实验教学新方式，使学生实践能力得到了系统化的训练，实践创新能力得到很大提升。
（三）提升学生的毕业设计论文质量
由于工程教育专业认证的要求，毕业设计必须大于总毕业课题的90%。如此，没有进行研究性毕业课题的学生势必会在专业论文撰写或课题研究的方面形成能力的缺失。结合导师制增加专业综合实验，相当于在毕业课题前让学生针对某个具体的“项目式”课题展开实验研究的探索，并撰写相应实验报告及小论文。学生在毕业课题时就能驾轻就熟，针对要完成的课题查找文献，创新实验方法，进行设计或研究，并最终形成毕业设计论文。同时，学生非常清楚毕业设计论文撰写的要点，将毕业设计论文以更高质量完成。
五 总结
在新的工程教育专业认证的推动下，对环境工程学生的创新、实践和研究等各方面的能力提出了更高的要求，这就迫切需要教学内容的改革来提升学生这些方面的能力。基于OBE理念，结合导师制就环境工程专业综合实验进行“项目式”教学改革探索。针对环境工程实践中的某一实际问题，要求学生自己查找文献，设计实验方案，进行实验操作，完成实验报告和论文的撰写。通过专业综合实验的训练，以期提高学生的创新能力，增强学生的实践能力，提升学生的研究能力[9-11]。
参考文献
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[11]王家宏,等.基于工程教育专业认证标准的环境工程专业综合改革——以陕西科技大学环境工程专业为例[J].教育现代化,2018,5(52):61-63.
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