应用OBE理念的工科人才培养与课堂教学改革

［摘 要］ 课堂教学是实现课程目标的主要途径，基于碳达峰碳中和背景，开展“城市污染控制与低碳发展”课程建设。针对目前环境工程专业存在的获得的知识技能与实际应用过程中需要的能力不衔接、不匹配的问题。基于OBE教学理念，分别将其应用于教材编写、课程目标设计、教学内容、课程思政、教学评价与改进方法等方面，探讨了课堂教学改革新思路。通过以上课堂教学改革措施，可提高学生在实际应用课程知识过程中的理解、分析、表达和思辨等能力。深入剖析OBE教育理念的内涵，有效推行课堂教学改革，不断完善教学方式和方法，提高学习效率。

［关键词］ OBE教育理念；课堂教学；课程体系建设；教学改革

［基金项目］ 2022—2023年上海市教委青年教师培养资助计划“‘城市污染控制与低碳发展’课程在线教学的设计与实施”（10-22-307-807）

［作者简介］ 张 微（1988—），女，四川巴中人，博士，上海理工大学环境与建筑学院讲师，主要从事有机固废资源化与能源化研究；董 滨（1978—），男，山东青岛人，博士，同济大学环境科学与工程学院教授（通信作者），主要从事污水处理厂污泥原位减量减害理论与技术研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）19-0057-04 ［收稿日期］ 2023-05-28

碳达峰碳中和与每个专业都密切相关，为各行各业带来深刻的变革。对环境工程专业的学生来说，更是如此。基于课程学习，培养学生分析、应用与评价的能力，以及深入思考、学以致用的能力，从而使学生获得评价环境污染控制过程的社会效益与环境效益的能力，因此，进行课堂教学改革是非常必要的。

一、OBE理念的内涵

OBE（Outcome-based Education）是由Willian. G. Spady于1981年首次提出并进行实践总结的一个概念［1］。OBE（产出导向教育）是以“以学生为中心、以成果为导向、持续改进”为理念核心，以教育产出效果为主要导向进行教学评价的教育模式［2］。

学生为中心是宗旨，产出导向是要求，持续改进是机制［3］。学生的发展和成长是教育的目的，其能否实现体现在能否用“产出导向”的要求来引领，用“持续改进”的机制来保证［2］。OBE教育理念的特点是预期学习成果明确、课程设计反向、教学设计灵活、学习成果评价精确［2］。本文基于OBE教育教学理念，从教材编写、课程目标设计和课堂教学内容等方面解析如何在教与学的过程中实施OBE理念，有效提高工科人才培养质量。

二、基于OBE理念的“城市污染控制与低碳发展”课程的教学改革

（一）课堂教学存在的问题

如图1所示，目前环境工程专业课堂教学存在的主要问题是课堂教学与实际应用不衔接、不匹配，即学生在教学过程中获得的学习效果与实际应用过程中需要的能力不衔接、不匹配。学生对基本概念、公式等信息获取能力在识记、理解、阅读等低阶思维学习方面基本能达到相应的考核要求，但在实际工程应用方面，存在对问题理解不深，缺乏思辨能力、表达能力和动手能力等不足，以及在实际工程设计中运用不深、客观评价不准确等问题。

（二）教材编写

随着我国城镇化脚步的推进，越来越多的在城市建设过程中产生的环境污染问题暴露出来，污水、污泥、餐厨垃圾、新污染物等也随之迅速增加，给环境生态安全和人体健康造成严重威胁。全面推动实现减污降碳、提质增效是新发展阶段我国兑现碳达峰碳中和的庄严承诺。为契合“双碳”目标背景下环境工程专业前沿的低碳新技术及其相关工艺碳足迹核算方法学普及，本研究团队进行了《城市污染控制低碳发展导论》教材的编写。教材以介绍对城市建设过程中产生的污染物的新型低碳处理与处置技术为主，分别对水污染、大气污染、固体废物等污染的新型低碳处理与处置工艺进行了讲解，同时结合实际工程实例，介绍新工艺的技术原理、碳足迹核算方法学及节能减排的策略。

（三）课程目标设计

课程目标设置要有针对性。专业培养目标和课程目标之间的关系应清晰地表现在课程目标设置和表述上，课程目标的设计决定了教师对教学内容、教学方法和教学设计的选择［4-5］。

“城市污染控制与低碳发展”的课程目标是通过不同城市污染控制低碳新工艺专题研讨，让学生深刻理解我国实施碳达峰碳中和战略的概念与意义，探讨工艺方案的选择和相应技术路线碳足迹核算方法学及其实施的环境意义；激发学生对“双碳”目标、绿色低碳理念的认同感和使命感。本课程注重对学生基础能力、综合判断力、协作沟通能力、学习能动性、批判性思维、理解能力及解决现代社会所面临问题的能力的培养，以及对现实问题的探究、发现、解决能力的培养［6-7］。

（四）教学内容

1.教学设计改革。“城市污染控制与低碳发展”课程基于OBE理念，教学设计应符合学生的发展状态和学习需求，通过有目的、有计划、有组织的教学改革和实践，促进教师转变教学观念和学科知识的更新，建立以学生为中心、以能力和素质教育为目标的发展模式，充分锻炼学生，并实现结果导向的教学过程［8］。

本课程课堂教学方法和教学手段在教学设计过程中进行了创新。依据教学内容和学生广泛的兴趣需求，尝试通过阅读、讲座、研讨、实地考察等多种方式引导学生学习与合作［6］。注重改进课堂教学质量，关注学生学习的过程，并适当提高课程内容的挑战度，教学方式有所丰富［7］。

为解决课堂教学与实际应用间的不匹配问题，拟在课堂教学中建立能力培养体系，具体内容为：（1）基于项目学习的专题讨论；（2）基于开放性问题的讨论。通过有效讨论系统工程问题，学生可以更加深入地认识科学问题，提高思辨能力、表达能力及实践能力。

课程内容主要依托环境污染控制低碳技术相关的热点问题进行专题讲解及研讨，如水污染低碳控制技术、碳足迹计算、大气污染低碳控制新技术、“无废城市”等。课程内容将与时俱进、持续更新，讨论、辩论议题也将是开放性的，学生可以根据自己的兴趣选择进行文献查阅、分组讨论，并形成相应的课程成果展示或课程论文。核心学习成效：通过不同城市污染控制低碳新工艺专题研讨，让学生能阅读环境污染控制低碳新技术学术前沿论文、探讨污染控制过程工艺方案的选择对温室气体产生量的影响、并对城市污染控制过程低碳方案及工艺设计做出自己的思考与评价。以教学目标为导向，明确学生实现这些目标应具备的能力和应参与的教学活动［9］。

2.思政元素。本课程以城市污染控制低碳新技术为出发点，通过不同城市污染控制低碳新工艺专题研讨，让学生深刻理解国家实施碳达峰碳中和战略的概念与意义，通过讨论具体污染控制过程的低碳工艺流程，培养学生工程思维、系统思维方式，增强学生对“绿水青山就是金山银山”这一理念的认同感。“城市污染控制与低碳发展”课程教学内容改革的重要措施之一就是精心设计嵌入式实例、励志人物的案例、时事政策的评论，培养学生的爱国主义精神［8］，启发学生树立正确的价值观，培养工科思维［7］。

基于OBE教育理念，“城市污染控制与低碳发展”课程思政的实施可从课程内容的安排、教学方式的创新着手，将课程思政融入教学实施的每个环节，构建基于OBE理念的“城市污染控制与低碳发展”课程思政教学体系［10］。

3.教学评价。对考核与评估的设计优先于教学活动，考核伴随着教学。OBE模式下实现了线性推进到循环改进的转变，注重教学全过程的持续改进，体现全面质量观的特点。OBE模式强调以学生的发展、学习成果为导向，根据社会需求和学习成果的要求，以评价、反馈、改进、反复循环的持续改进机制，进行师资与教学资源的匹配，达成培养目标和学习结果要求。在OBE模式下，通过周期性评价形成一套循环往复的评价体系［2］，可以保证教学质量水平的提高。根据教学评价结果，进行教学反思和相应的教学改革，形成课程体系和教学活动持续改进、以评促教的课程体系。

在OBE理念的基础上，建立课程目标，对教学过程进行有效评估［7］。注重过程中涉及的重要资料的系统保存，另外，要制定描述和判断学生发展状况的合理标准，并以具体建议的方式给学生以反馈意见［9］。包括出勤率、课堂表现（如领导能力、主动性、演讲表达能力等）、理论知识考核、实验报告的设计及操作和学生对教学环境的满意度等5个方面的评价［11-12］。

OBE的三大核心理念之一就是持续改进。只有清楚知道我们要什么和如何检验结果，才能知道自己设计的方案是否有效，才能检验设计是否合理，也才能知道在下一轮教学中作何改进，从而以教学评价的结果反馈改进教学内容与方法［1］。

结语

将OBE教学理念优势融入“城市污染控制与低碳发展”课程中，提出了“城市污染控制与低碳发展”教学改革新思路，通过创新教学设计、探索思政元素、建设教育评价机制、持续改进等方式，围绕学习成效开展课堂教学改革，提升学生的学习效果。让学生在获得理论知识的同时，逐步具备设计和分析的能力，从而在知识、能力、素养三个维度上实现学生更好的学习成果，更有利于课程目标的达成，促进工科人才培养质量的全面提升。

参考文献

［1］申天恩，斯蒂文·洛克.论成果导向的教育理念［J］.高校教育管理，2016，10（5）：47-51.

［2］李志义.对我国工程教育专业认证十年的回顾与反思之一：我们应该坚持和强化什么［J］.中国大学教学，2016（11）：10-16.

［3］周洪波，周平，黄贤立.OBE理念下应用型本科人才培养方案的构建［J］.高教学刊，2018（10）：76-78.

［4］赵炬明.打开黑箱：学习与发展的科学基础（上）：美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之二［J］.高等工程教育研究，2017（3）：31-52.

［5］赵炬明.打开黑箱：学习与发展的科学基础（下）：美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之二［J］.高等工程教育研究，2017（4）：30-46.

［6］曹雅洁，王保星.以自由教育夯实学生发展根基：斯坦福大学一年级本科生教学改革实践解析［J］.中国高教研究，2022（8）：49-54.

［7］苏芃，李曼丽.基于OBE理念，构建通识教育课程教学与评估体系：以清华大学为例［J］.高等工程教育研究，2018（2）：129-135.

［8］李颖畅，李作伟，吕艳芳，等.基于OBE理念的“生物化学”课程教学改革初探［J］.农产品加工，2022（18）：

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［9］陈晓倩，戴光麟.论高校大学生综合素质评价体系的构建：从OBE工程教育模式的视角［J］.浙江工业大学学报（社会科学版），2015，14（4）：464-467.

［10］何姣玥.基于OBE理念的课程思政教学体系构建：以公共关系学课程为例［J］.教育观察，2022，11（28）：

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［11］于再亮.OBE理念下现代企业管理课程混合式教学考核评价体系探索［J］.汽车实用技术，2022，47（18）：168-171.

［12］许鑫，于树江.基于OBE教育理念的高校教师教学绩效指标体系构建［J］.华北理工大学学报（社会科学版），2022，22（5）：105-112.

Engineering Talent Training and Classroom Teaching Reform Based on OBE Concept： Curriculum Construction Based on Urban Pollution Control and Low-carbon Development

ZHANG Wei1，2， DONG Bin2

（1. School of Environment and Architecture， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China; 2. College of Environmental Science and Engineering， Tongji University， Shanghai 200092， China）