工程认证视域下地方高校实验教学改革初探

［摘 要］ “物理性污染控制实验”是环境工程专业本科阶段的专业实验课程，具有较强的工程应用实践性。为了满足目前工程教育专业认证的要求，针对地方高校环境类本科“物理性污染控制实验”课程的教学现状与存在的问题进行了深入探究。结合桂林理工大学环境工程专业工程教育认证的实践和经验，尝试了多种教育教学方式和教学改革模式，以期提高学生学习的积极自主性，实现学生的自主创新能力、学习能力和工程应用能力的有效提升，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；新工科；物理性污染；实验教学；工程应用

［基金项目］ 2022年度桂林理工大学校级教改项目“新工科‘双一流’双驱背景下地方高校环境类本科物理性污染控制实验教学改革与实践”（2022B19）；2022年度广西高等教育本科教学改革工程项目“环境类现代产业学院的‘三链融合’育人模式改革与实践”（2022JGA206）；2022年度广西学位与研究生教育改革项目“环境类研究生实验室安全管理模式研究与实践”（JGY2022137）

［作者简介］ 张立浩（1989—），男，湖北荆州人，硕士，桂林理工大学环境科学与工程学院实验师，主要从事实验室管理与建设、实验教学研究；朱宗强（1982—），男，广西北海人，博士，桂林理工大学环境科学与工程学院研究员，主要从事实验室管理与建设、实验教学研究；唐 沈（1981—），男（壮族），广西河池人，硕士，桂林理工大学环境科学与工程学院工程师，主要从事仪器设备分析与管理、实验教学研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）15-0081-04 ［收稿日期］ 2022-06-30

引言

工程教育专业认证主要由专门行业协会、专业学会会同专业领域的教育专家和相关行业企业专家共同施行，是实现工程专业教育国际互认及工程师资格国际互认的重要基础［1］。工科专业毕业生达到该行业认可的既定质量标准要求是工程教育专业认证的核心，其在认证过程中的合格性评价以培养目标和毕业出口要求为导向。专业课程体系设置合理、师资队伍配备齐全、办学条件配置标准等是工程教育专业认证的要求。以学生毕业能力的达成度为核心任务展开高校工科专业的教育认证，并在此基础上强调建立专业持续改进机制，以保证专业教育质量和专业教育活力，为培养工程技术人才提供保证。

“物理性污染控制实验”课程是环境类院校的重要专业基础课，集理论性、实践性和应用性于一体，涉及面广、发展迅速，具有很强的实践性和应用性［2］，不仅需要学生掌握污染控制原理，而且要通过实际监测使学生掌握特定的实验技能及物理性污染物控制技术的基本程序，为学生今后开展工作奠定坚实的理论与实践基础。

一、课程改革意义

2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设。近年来，我国高速发展的环保事业为环境工程专业人才培养指明了方向。桂林理工大学是一所具有明显地方特色的高等院校，本着建设全国一流的应用型高水平大学的战略目标，着力培养高水平高素质的应用创新型工程人才。学校在人才培养过程中对实验实习教学的重视度愈来愈高，环境工程专业的实践实习学时数相比之前明显增多。地方高等工科院校注重学生的实践能力培养，聚焦于学生的创新思维和解决实际问题能力锻炼［3］。桂林理工大学“物理性污染控制实验”课程的教学改革实践，有助于增强工程专业教育人才培养对产业发展的适应性和示范度。

二、课程改革存在的问题

（一）地域资源限制

目前，地方高校受地理位置、学校品牌、教育经费和生源质量等诸多问题的制约和掣肘，对此，实践教学模式的改革必须紧紧依靠信息化手段及时对接地方经济社会发展需要和行业人才要求，快速集成和优化实践课程的教学内容，创新实践课程的教学方法，深化实践课程的教学工艺设备改造，促进实践课程资源的共建共享，从而进一步深化改革实践课程教育的模式。

（二）课程设置局限

环境工程专业的“物理性污染控制实验”课程包括物理性污染物的监测实践内容。作为理论课程的配套教学，“物理性污染控制实验”课程具有举足轻重的作用。然而，在具体的“物理性污染控制实验”教学过程中，由于实验室条件的限制及硬件设备的缺乏，很多实验项目无法在实验室开展。在实践教学中，大多数实验偏重于实验指导书中的程序化操作内容，多数以物理性污染监测为主，并未体现工程教育认证体系中的应用型人才培养模式。另外，开展的实验项目仅有噪声监测实验（包括室内噪声监测、不同材料吸声系数的测量和设备声功率级测量）、电磁辐射监测实验（包括典型辐射体电磁辐射近场分布监测）、室内光照度监测等，实验内容较为单一，缺乏对学生个性化、应用创造性的思维能力培养，同时受课时的限制，对生活中常见的物理性污染物的监测实验不能做到面面俱到。

（三）教学模式陈旧

现如今，在大部分地方工科高等院校中，实验教学仍存在一些不足，主要表现在：课程教学目标与工程教育认证要求缺乏有效衔接；课程教学设计相关专业内容较少，导致在实验内容设置上，探索和设计型综合实验较少；实验考核模式单一；任课教师的专业背景与课程知识不匹配；等等。这些条件的限制导致实验教学的功能不能得到充分的发挥，学生在实践实验中虽然动手能力得到了一定程度的锻炼，但科研素质与科学思维并没有得到培育。

三、课程改革举措

（一）思政元素植入

在“物理性污染控制实验”实践教学过程中，贯彻人文伦理和职业道德理念，以“环保、法治、生态文明、和谐共处”为核心思想，树立正确的世界观、人生观、价值观和生态伦理观，基于人与自然和谐发展、共存共荣的生态意识，把科学发展观和自然观融入社会主义核心价值观教育中，通过道德伦理教育，以道德关注为基础，授以伦理问题的习俗与技能，科学指导和建设物理性污染控制实验室的安全与文化，以实现人文环境与实验环境并重，满足师生的生理、心理、健康学及美学的需求，构建实验室安全文化体系，营造安全和谐的实验环境。

（二）教学地位提升

“水—土—气”三大环境介质的污染问题引起了社会大众及环保学者的普遍关注。在我国，环境工程专业学生所学的专业课程大部分以解决化学性污染问题为主。与化学污染问题不同，物理性污染是以一种看不见摸不着的能量形式存在的。因此，在学生学习该门课程时易对物理性污染物缺乏感性认识。另外，大部分学生在本科学习期间有考取研究生继续深造的计划，而考察所有高校研究生招生考试的初试科目，大多数都与该门课程无关，从而降低了这门课程在学生心中的分量。综上所述，大部分学生在学习这门课程的时候，认为该门课程的学习可有可无，忽视了物理性污染控制实验的监测实践实验的重要性。所以，理论课教师在教授该门课程时，应提高学生对物理性污染问题的重视，只有学生重视了课程学习，才可能达到满意的实验教学效果。

（三）教学目标明确

根据环境工程专业人才培养方案制定教学目标，设计课程体系，在实践中统筹安排实验课程项目和实验学时，避免重复。一般而言，“物理性污染控制实验”教学会与环境影响评价、监测实习内容等存在重复。因此，在实验课安排过程中应该尽量避免实验课内容的重复开设，可以在已学基础上进行更深层次的加深，以免打消学生学习的积极性和对课程学习的热度。课程教学目标应该为通过系列的实验实践教学，加深学生对物理性污染物的认识及对基础理论知识的理解，了解相关的物理性污染物的监测、防治及评价，以达到培养学生分析和解决实际环境问题能力的目的。学生在学习过程中，应该按照课程教学大纲要求，认真完成监测评价实验和基础计算，以实践促进理论知识理解，培养通过资料检索或实际实验解决具体物理性污染问题的能力，进而掌握物理性污染监测及控制技术，更好适应社会及环保行业的发展要求。

（四）教学内容优化

秉承工程教育认证的核心理念，依托网络教学平台，开展了虚实结合的实验教学模式探索。以成果为导向设计课程目标及教学内容，以学生为中心构建实践教学的网络学习和特色教学资源，以虚实结合的方式实施实验过程，以课程目标达成度评价实验教学质量。同时，以学生综合工程能力培养为目标，强化与企业的合作。“物理性污染控制实验”课程覆盖面较广，内容较多，具有“看不见摸不着”的特点，导致一些学生仅对其有一个感性的认识，不好理解其理论知识。往年“物理性污染控制实验”课程开设的实验项目大多数是以简单的物理性污染监测为主（包括噪声监测实验等；不同隔音房材料的降噪效果探究实验；电磁辐射监测实验，包括典型辐射体电磁辐射近场分布监测、家用电器或仪器设备工作状态对电磁辐射的影响等），实验内容较为单一，缺乏对学生个性化和创造性思维能力的培养。桂林理工大学以工程教育认证为导向，对“物理性污染控制实验”课程进行改革，更新教学内容，整合实验内容，针对不同模块开展相应的实验项目，并根据实验内容，完善实践教学所需的场所和设备。往年的“物理性污染控制实验”课程均在环境科学与工程实验室完成，物理性污染的教学设备只有声级计12台、手持式电磁辐射检测仪4台，很难满足“物理性污染控制实验”教学的要求。通过近几年的设备更新及模式改革，补充了相关仪器设备以支持实验教学，主要包括光照测量、环境振动和环境放射性辐射污染检测设备，为更好地开设新的实验项目奠定了硬件基础。与此同时，通过实验课程学生不仅可以学会各种类型污染的检测，而且能了解仪器设备的原理以及所检测数据的分析和评价方法。

（五）实验教学质量评价体系完善

实验教学是高校本科实践教育的重要部分，在工科专业中显得尤为重要。为达到培养创新型应用工程人才的目标，搭建和完善我校现有的实验教学质量评价体系是目前亟须完成的事情。对于实验教学而言，实验教学质量评价体系是对实验教学前期准备、教学实施过程、教学后期效果及实验报告撰写等方面进行综合、全方位、多层次的评价系统。应着重围绕实验教师、学生及实验技术人员，以人为本，构建评价内容、方式多元化的综合评价体系。在管理制度方面，地方高校受地域和资源限制，可以根据自身的实际情况制定实验室准入制度和实验教学规章制度，规范学生和教师在实验实践活动中的行为，在一定程度上保证实验教学秩序的正常进行和实验教学的有序开展，实现实验教学规范科学化的管理；在教学条件方面，实验经费和实验资源应满足专业人才培养要求和实验教学规模配置，同时还能满足学生实践动手能力培养的需要，保证设备状态良好；在教学过程方面，应不断更新并完善实验课程教学大纲，满足工程应用对学生的要求。另外，实验教学应该按照教学大纲严格进行，以保证实验教学的正常秩序和实验教学任务的圆满完成。教师在教学中要起到充分引导和启发的作用，对实验现象进行深入的讨论和探索，充分利用现代信息技术和多媒体手段，直观展现实验现象本质，提高学生的切身体验感，以保证学生毕业工作后能尽快转换角色，适应岗位的需求。在教学效果评价方面，科研反哺教学，应将教师的实验教学改革成果及竞赛奖励与实验实践教学活动有机融合、互联互动，激发学生对自然科学的兴趣和探索欲望，促使从事实验教学的教师更新传统的教育观念，提升自身的教学质量水平。

结语

针对地方高等院校本科环境类专业“物理性污染控制实验”课程的基本现状，基于OBE教学理念，以现代信息技术手段强化环境类应用型工程人才培养为抓手，运用现代信息技术手段提升地方高校环境类专业的本科实验课程教学质量水平。桂林理工大学是一所具有明显地域特色的地方高等工科院校，“物理性污染控制实验”课程是环境类本科的一门专业必修实验课，作为一门独立成课的实验课程，其具有专业系统性的特点，必须囊括对环境中所有物理性污染物的概述、监测及控制等知识点。在新工科及“双一流”建设背景驱动下，桂林理工大学环境科学与工程学院以工程教育认证标准为导向，由之前主要对环境噪声污染设置的三个监测性实验转变为以噪声污染、光污染及电磁辐射污染为主要污染物的监测实验。通过对“物理性污染控制实验”教学内容进行改革，整合和梳理当前实验内容，激发了学生学习的积极性和能动性，加强了学生对理论知识的理解和应用，对培养创新型应用工程人才具有现实意义。