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摘要：为满足工程教育专业认证的要求，对目前“物理性污染控制工程”课程的教学现状与存在的问题进行了深入分析。针对存在的问题，从教学大纲的修订，教学内容的选取、完善课后练习、增加课堂研讨等物理性污染控制工程课程的综合改革思路，以期提高学生自主性、培养出更为优秀的环境工程专业人才。
关键词：工程教育认证；物理性污染控制工程；教学改革
本文引用格式：邓辉，等.基于工程教育认证的“物理性污染控制工程”教学改革与思考[J].教育现代化,2020,7(35):97-99.
Study on Teaching Reform and Thinking of Physical Pollution Control Engineering Based on Engineering Education Accreditation
DENG Hui，SUN Ping，DANG Yan-yan，TONG Yan-bin
(School of Chemistry and Chemical Engineering,Shihezi University,Shihezi Xinjiang)
Abstract:In order to meet the graduation requirements of engineering education accreditation standard，the present teaching situation and existing problems of the Physical Pollution Control Engineering are deeply analyzed.Based on the existing problems,this paper puts forward a comprehensive reform idea of Physical Pollution Control Engineering course from the respects of revising syllabus,optimizing teaching content,perfecting after-class exercises and increasing classroom discussion.The goal of these reforms is to improve student autonomy and cultivate more outstanding environmental engineering professionals.
Key words:Engineering education accreditation;Physical pollution control engineering;Teaching reform
一 引言
工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，也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]。2013年，中国加入《华盛顿协议》，成为预备成员，2016年6月则成为该协议的第18个正式成员，这意味着我国的工程本科学历的毕业生被其他签约国或地区承认，毕业生已获得在如美国、英国、加拿大等成员国从事初级工程工作的学术资格。此外，该协议的签署还意味着我国的工程本科教育需向着国际通行的方向改革。《华盛顿协议》的核心理念是以成果输出为导向（Outcome-based），工程教育专业认证的标准也由以往的学校资源、教学过程、课程设置与教学手段等转向毕业生的能力，而对能力的具体要求也不仅限于传统的工程知识与专业知识储备、还包括创新实践、团队合作、终身学习、沟通交流等能力以及具有良好的法律法规概念与人文科学素养。这一认证标准重心的转移必然引发在进行专业课程体系设置时需围绕培养学生综合能力这一核心任务展开，而更为微观的课程目标设置也必需要围绕成果输出这一核心理念，以达到完成学生的能力培养和素质养成的工程教育任务。
“物理性污染控制工程”课程是高等学校环境工程专业的重要专业课程之一,主要研究有关噪声、振动、电磁辐射、放射性、热和光等物理性污染的基础知识、危害、评价及有效治理措施和方案[2-4]。我国“全国勘察设计注册环保工程师”专业考试内容明确，以物理性污染防治与水污染防治、大气污染防治、固体废物处理处置等四个专业方向为主要考核内容[5]。其中的“物理性污染控制工程”课程主要以高等数学、大学物理为基础，涉及大量的计算与公式，比如笔者目前所用教材，噪声污染及其控制一章包含公式189个，振动污染及其控制一章也包含公式60个，这些公式虽不需学生全部记忆，但也足以给学生学习带来一定难度。此外，该课程包括六个方面的物理性因素引发的污染控制，除噪声与振动有一定联系、电磁辐射与放射性辐射有一定联系外，整体而言，各章之间的联系较少，逻辑性较差，这也为学生学习造成障碍。因此，基于工程认证的视角，探究适用于《物理性污染控制》课程特点的教学方式十分必要。
二 教学现状及分析
物理性污染是指物质和能量交换和转化过程中产生的能量污染[2]，它几乎包括了水、气、固等物质污染以外的其他能量污染，涉及噪声、振动、电磁、放射性辐射、光以及热等物理因素，内容十分庞杂。而这些能量污染大多是看不见摸不着的，如生活中常使用的电吹风，它能把头发吹干，但在使用过程中也会产生电磁辐射污染，同样，平时家庭所使用的微波炉、电脑、手机等电器，在使用过程也会产生一定的电磁辐射污染，这些污染常不能被使用者察觉或重视。环境保护工程以污染控制为目标，其从业者要从源头上控制污染，必须要需要了解其产生、来源及传播等，而这些知识往往十分枯燥和抽象。此外，学生对“物理性污染控制工程”的重视程度远不及水、气、固体废物污染控制的相关课程。而解决物理性污染问题所涉及的基本原理却依赖于他们之前就已学到的涉及声学、振动学、电磁学等诸多学科的基础知识，由于环境工程的专业特性，本专业的学生往往在这些知识的系统性和深入性上不及机械与建筑等专业的学生，显示基础的薄弱性。
“物理性污染控制工程”课程虽然越来越受到重视，但目前很多学校该课程的课时设置仍为32学时。在这有限的学时之内，教师要完成如上所述课程教学内容，这本身就是一项挑战。再则，目前尽管采用多媒体方式授课，但因课程的公式太多，理论性太强，使得现有教学课件形式单一，教学仍以口授与板书为主，课堂互动性不足，第三，缺乏实践性教学环节，缺少有效的师生沟通平台，易造成“教”、“学”分离，使得教学效果打折扣。第四，课本中涉及的内容与实例，与现实生活距离较远，难以引发学生的学习自主性，同时高校环境工程专业的教师中，专门从事物理性污染控制的研究的人极少，难以将实例向环保行业中的工程实践案例拓展。
三 教学改革与实践
（一）教学大纲修订
“华盛顿协议”的签署和实施，要求工程教育要理论教学与实践教学结合、科学素质与工程素质并重[6]。同时，工程教育专业认证的核心理念是“产出导向教育”（Output Based Education OBE），其核心要素包括：以学生为中心，以产出为导向，持续改进[7]。基于OBE理念的教学过程是一个反向设计、正向实施的过程。因此对于某一门具体的课程来说，要实现工程教育的反向设计，就是需根据环境工程专业培养方案的毕业要求及其指标点，完善修订该课程的教学大纲。此理念下的课程大纲的修订遵循如图1所示。
笔者所在学校，我们根据本校环境工程专业毕业要求的支撑指标点，按照具有工程知识以及设计、开发解决方案的能力两个层面对“物理性污染控制工程”的课程目标进行纵向分解，确立了此课程的课程目标有二，一是通过本课程的学习，使学生了解噪声、振动、电磁辐射、放射性、热、光等物理性因素的基础知识，掌握这些物理性因素的污染特性、污染危害、评价方法及标准、污染防控原理以及污染控制技术等知识。二是培养学生利用文献资料、国家标准以及技术导则，对物理性污染进行评价的能力，培养学生利用相应的标准、控制原理与技术，对物理性污染问题提出治理的基本策略的能力，并具备有初步设计相关物理性污染的控制工艺的能力。在教学大纲中还明确制定了可操作的反映课程目标学习情况的考核方式，学生的考核成绩由平时成绩（研讨、作业以及随堂考核）以及期末考试构成，其中期末考核中明确了与各课程目标对应的考核占比。在教学过程中，也注意向学生介绍课程大纲，除将课程大纲利用本校的网络教学平台公布与网上外，还在每次开课的第一学时，将大纲中的课程目标与考核方式等内容介绍给学生。
（二）课程教材优选与试题建设
“物理性污染控制工程”教材可选的不多，笔者学校选择了陈杰瑢主编的《物理性污染控制》，它是适合全国高等学校环境工程专业“物理性污染控制”的短学时本科生教材，是高等教育出版社的“十一五”国家级规划教材，属本课程的经典教材之一，但该教材的第一次出版时间是2007年，其中很多的标准已经废止，故笔者在授课时，会介绍国家生态环保部标准司网页的相关内容，并通过课程作业的形式，引导学生利用生态环保部以及中国知网、万方数据库等网络资源，检索最新标准作为教材补充。同时，针对“全国勘察设计注册环保工程师”的考试，笔者总结整理了该考试相关复习资料以及历年考试真题中与本课程相关的内容，针对性的强化平时作业中的相应练习，增强学习的目的性和方向性，为学生针对相关职业需求的技能考试打下一定专业的基础。此外，为及时检测学生学习的效果，在课程中增加随堂测试的内容与次数，且在随堂测试的试题选择中，以“全国勘察设计注册环保工程师”考试中的历年真题为基础，拓展相关知识点的概念性试题。
“物理性污染控制工程”的教学课程目标主要是除了使学生了解物理性因素的基础知识，掌握这些物理性因素的污染特性、污染危害、评价方法及标准、污染防控原理以及污染控制技术等知识意外，还要培养学生利用文献资料、国家标准以及技术导则，对物理性污染进行评价、提出治理的基本策略，初步设计控制工艺。这就要求学生不仅掌握基本的知识，还应该能够综合应用这些知识解决问题，但是在目前的选用教材的课后练习中，缺少对于知识综合后的训练，故笔者在平时对学生布置的练习中，除了要求学生对于单个、简单知识点的重复性练习，还增加了关于所学知识的综合性训练，比如在第二章噪声污染控制的相关练习中，以学校大会堂的降噪方案设计为抓手，要求学生应用噪声原识别、噪声衰减、吸声与隔声方案比较等知识，综合应用所学知识，促进了学生对专业知识涉及复杂工程问题解决能力的培养。
（三）开放式研讨增加学习兴趣
学生的学习过程一般由信息传递和吸收内化两个阶段组成，信息可以来自教师，也可以来自其他学生。这就意味着教学过程可以不仅是教师讲述的过程，还可以是学生互相交流的过程，笔者发现，同学们往往对自主学习的内容，参与度更高，掌握得也更好。因此，在教学中，笔者将每种物理性污染控制的新技术以及最新成果通过开展开放式研讨（即通过调研和小组讨论的形式，让学生自由组成团队、自主合理分工，在教师提出的框架内，对感兴趣的内容进行资料搜集、ppt制作以及课堂展示，同时撰写相应的课程论文，充分发挥学生的主观能动性和团队合作精神。此外，在课堂展示环节，除了有小组成员向班级其他成员展示准备好的新知识外，还包含班内同学对于展示内容的讨论与小组其他成员的答疑环节，力争让班级内的同学能够充分掌握小组汇报的内容。此外，在这一环节的评分过程中，教师预先将参考评分标准发送给学生，这一标准包括幻灯片制作、课堂展示的声音与形体、展示内容的逻辑性与完整性以及答疑情况几个方面，具体评分标准如表1所示。评分中除包括教师评价外，更要求其他每组同学对展示小组的展示情况予以评分，同时写出评分的依据，以增强学生的参与，更好地完成本环节。
四结束语
大学教学改革的科学性和探索性应体现于学生认知能力、教育教学方法和科学技术发展三个维度的发展变革[8]。在专业认证的背景下，毕业生能力培养标准转变，使得教师更需要对课程的教学方法进行深入研究。针对“物理性污染控制工程”的特点，我们希望通过教学改革形成系统、全面、有效的适应本课程的教学方式。在此过程中，我们不断地进行教学探索，以期能够更好地激发学生的兴趣，实现课程目标。今后，我们将继续以工程教育认证为核心，优化课程体系建设，同时进一步开展翻转课等新兴教学模式的探索和尝试，在教学方法和手段上进行改进，进一步激发学生对学习的热情，培养出更为优秀的环境工程专业人才。
参考文献
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[2]詹艳慧，林建伟.“物理性污染控制工程”教学改革与思考[J].教育教学论坛，2016,(48):117-119.
[3]贾彦龙，孙嘉龙，马连刚.新建地方应用型本科院校《物理性污染控制》课程的教学改革[J].教育现代化,2019（56）：54-55.
[4]邓辉,曹鹏,孙萍.《物理性污染控制》教学方法改革的初步探讨[J].广东化工，2013,41（15）：203-204.
[5]范立维，韩晓刚，廖益强，等.基于PBL联合TBL的教学模式改革初探[J].大学教育，2019，9：51-54.
[6]周凌波，王芮．从《华盛顿协议》谈工程教育专业建设[J].高等工程教育研究，2014(4):6-14.
[7]郭云飞，张乐，彭冬亮，等.基于OBE理念的“自动控制原理”教学过程改革研讨[J].教育教学论坛,2019,44:124-125.
刘莉莉，王芳芳，孙贤波.以工程教育认证为核心的物理性污染控制课程改革实践[J].化工高等教育，2018,(3):66-67
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