冯茜丹，叶茂友，钱伟，李义勇，周静，刘晖

（仲恺农业工程学院资源与环境学院，广东广州 510225）

1 教学改革背景

1.1 工程专业认证要求

工程教育专业认证遵循“以学生为中心”“成果导向”和“持续改进”三个基本理念，是实现工程教育国际互认的重要基础，要求高等教育更加重视学生实践能力的培养，对提高工程教育质量具有重要的推动作用[1-2]。环境工程专业是一个理论性、技术性、实用性很强的工科专业，要求学生能掌握环境工程及相关专业的基础理论和专业知识，利用现代工程工具去解决环境领域的工程技术问题。仲恺农业工程学院于2020年启动环境工程专业认证，以此评估并促进环境工程专业改革、提高环境工程专业人才培养质量。如何基于工程教育专业认证标准，加大工程教学内容比重、加强实践能力培养，对课程教学内容的调整和教学模式的改革提出了新的要求。

1.2 课程特点和不足

《环境工程原理》是环境工程专业学生学习其他专业课程的基础，是支撑环境工程专业人才培养质量的核心课程。课程的主要任务是系统阐述各种环境污染控制工程中涉及的具有共性的工程学基础、基本过程以及装置的基本原理。课程内容包括环境工程原理基础、分离过程原理和反应过程原理三部分，三者相互联系，具有较强的理论性和系统性[2]。

目前，传统的教学方式已经不满足专业认证需要的以学生为中心、成果导向和持续改进的工程教育理念[3]。由于受到实验室条件的限制，验证性实验项目所占比重大，综合性和设计性实验所占比重较小，学生的综合设计能力和分析解决问题的能力得不到很好的提升[4]。因此改变传统的教学模式，实施以提高学生能力为中心的课堂教学方式，对于提高教学质量和加强学生能力培养具有重要意义。《环境工程原理》是理论性较强的课程，涉及的知识点多，仅仅通过课堂无法使学生融会贯通。如何通过教学模式改革，促进学生更深刻地掌握知识点，引领学生把理论应用于实际，成为亟须解决的问题。

2 课程体系的优化

2.1 精炼教学内容

我校采用的是清华大学胡洪营编写的《环境工程原理》（第三版）教材，该教材属于“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，是环境工程专业的经典教材。该教材理论系统地阐述了水处理工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置工程、物理性污染控制工程及生态修复工程等的基本原理，对各知识点的来源、推导、应用的阐述非常清楚，且有配套习题集可供学生参考。但该教材内容偏多，包括环境工程原理基础、分离过程原理和反应工程原理3 大部分共16 章内容。综合考虑我校环境工程专业人才培养方案学时安排、工程教育专业认证标准、企业社会需求以及学生的能力基础等，重点选取部分章节开展教学活动，主要包括质量衡算、热量衡算、流体流动、热量传递、质量传递、沉降、过滤、吸收等，对环境工程专业后续课程可能涉及或环境工程领域涉及相对不典型的内容进行删减。通过教学内容精炼优化，把有限的讲授学时用到有效提高学生学习质量上。

2.2 丰富教学资源

尽管选取的教材在经过两次修订后，增加了较多环境工程中的应用案例，但仍然滞后于时代发展。从课程资源的开发建设入手，对课程内容进行深度剖析，制作高质量视频，建设课程教学资源库。对应教学内容，围绕环境工程专业培养高级应用型人才的目标，充分利用网络资源和校友企业资源，将本专业最新技术、虚拟仿真实验、工程实践案例尤其是广东省现有环境问题解决的一线工程案例嵌入教学，建立拓展知识资源库，一方面可以弥补教材内容的不足，另一方面反映环境污染控制领域取得的最新进展，进一步凸显环境工程专业特色。

2.3 强化实验实践

传统的《环境工程原理》课程教学体系以理论教学为主、实验为辅，理论学时较多，新的环境工程人才培养方案修订强调要加强学生实践能力的培养。环境工程原理实验是以环境工程单元操作过程原理和设备为主要内容，要求学生掌握有关环境工程原理、技术的基本实践方法、手段和操作技能，加深对所学基础理论的理解，提高学生分析问题、解决问题的能力[5-6]。在大幅度减少理论学时的情况下，本项目改革方案主要从以下方面建立有利于加强学生实践能力培养的课程教学体系：（1）课前发放导学要求，学生先自学理论知识点，课堂结合工程案例开展讲授，增加小组讨论环节，提高学生学习课程的兴趣，培养学生分析问题、解决实际问题的能力。（2）在原有3 个现场实验的基础上，增加3 个仿真实验学习，通过多接触相关实验促进学生对理论知识的理解，提高动手能力。（3）加设环工原理课程设计周环节，通过填料吸收塔设计实训，培养工程意识和工程设计基本能力，为后续专业课程学习打下扎实基础。

3 教学模式的改革

3.1 建设线上教学管理平台

利用互联网技术，在超星学习通开通《环境工程原理》课程，将传统第一课堂延伸到“互联网+”第二课堂。采用模块化、多元化教学方法设计课程框架，利用现有资源、网络资源、校友企业资源，补充单元导学、微课视频、学科研究进展、工程实践案例、题库、章节测验、作业等，建设完善资源丰富、专业性强、内容新颖、工程案例丰富、读视听全面的线上教学管理平台。学生通过平台完成课前预习、课中活动、课后复习、做作业、章节测验、拓展学习等环节；教师在平台上传课程资料、建设资料库、题库、作业库、试卷库；发布通知、开展活动（签到、主题讨论、分组）、发布章节测验作业、监控任务点完成情况、统计作业测验考试成绩等，实现对整个教学过程的有效管理。平台数据长期保存的功能，也有利于开展学情分析并及时做出相应调整。

3.2 实行线上线下混合式教学

采取“线上平台+线下课堂”形式，开展线上线下混合式教学，实现异步教学与同步教学有机结合、课前课中课后教学过程有机结合[7]；多种资源综合运用，加强学习过程管理，有利于提高教学质量；将启发式、互动式和项目驱动式的多元化教学方式引入传统教学课堂，实现多角度多形式教学互动；多措并举激发学生学习兴趣，使原来枯燥无味的封闭课堂变为生动有趣的开放课堂。

（1）课前预习：教师通过线上学习管理平台提前发布导学任务。学生按照导学任务要求提前学习相关资料、教学视频等，将问题和思考带到课堂。学生可以通过电脑端或手机端APP 利用碎片化时间灵活地安排学习任务。教师根据平台数据掌握学生课前学习情况，对学生的学习进度、知识掌握及学习中的薄弱环节进行深度剖析，为课中教学内容选择、案例设计、课堂活动开展提供参考。

（2）课中巩固：教师根据课前导学的线上平台数据，提炼出一些共性问题和重点难点，引入启发式、互动式、项目驱动方式开展课堂教学。以专业问题、工程案例为导向，启发学生积极思考，通过解题思路分析、实验演示等方式进行讲授。学生开展分组讨论、练习解决问题、整理汇报知识框架，教师反馈意见、总结学习内容、巩固知识点。

（3）课后复习：学生通过线上章节测验复习知识点，根据自己学情进行查漏补缺，利用线上拓展资源库延伸相关知识，开展有效的个性化学习。教师还可以通过讨论区开展学习互动，密切关注学生的学习状态，引导其探究解决问题，帮助学生对所学知识进行复习、巩固和拓展，激发其科研思维和创造力。

3.3 细化考核项目，实现综合评价

环境工程专业认证要求打破传统评价方法，对学生的考核评价体系要更加灵活多变。通过细化考核项目，包括任务点学习、签到、课堂互动、音视频观看、章节测验、访问数、讨论、提问、解答、分组任务、阅读、实验、考试等，对不同的环节设置不同权重，实现全方位、多角度的综合评价。依托线上课程平台记录统计数据，可以跟踪学生线上学习的情况。线下课堂教学过程中也可以与线上平台配合开展课堂活动，如签到、主题讨论、随堂练习等，通过线上平台记录统计数据。线下学习行为可通过任课教师和组长对学生课堂表现、课后作业、分组表现、实验预习报告、实验操作过程、实验报告、考试成绩等进行综合打分，并手动录入平台系统。

在专业认证新形势下，对考试的题型及试题内容也提出了更高的要求，在线上学习管理平台上建设题库，有助于创建题型多样、难易结合、更符合学情的试卷。通过章节测验结果，可以及时了解学生对知识点的掌握情况，对于某方面能力欠缺的学生或平时成绩较低的学生，可以通过学业预警进行提醒，教师也可以在后续课程给予关注和帮助。线上学习管理平台还可以掌握学生阅读关注的焦点和兴趣，对学生参与课外兴趣小组和创新创业项目等起到借鉴作用。

改革后的《环境工程原理》课程采用线上线下混合式教学模式，以学生为中心，可激发学生的学习积极主动性，提升其发现问题并研究解决问题的能力。

4 结语

《环境工程原理》课程顺应时代发展要求，以工程教育专业认证为契机，联系本校实际，将“互联网+”技术引入课程，调整教学内容，拓展教学素材，优化了包含理论、实验、设计层次递进的教学体系，建设了多功能线上教学管理平台，实现了区别于传统线上线下混合式教学模式的改革。课程改革坚持以学生为本、成果导向、持续改进的工程教育理念，达到资源共享、随时学习、促进交流、提升质量的教学目标。课程教学改革措施和经验为建设在线开放精品课程提供有力支撑，也可为相关院校提供有效参考。