基于工程教育認(rèn)證的水質(zhì)工程學(xué)課程教學(xué)改革★

黃雪征 任朝斌 臺(tái)明青

(南陽(yáng)理工學(xué)院土木工程學(xué)院，河南南陽(yáng) 473004)

1989年，美國(guó)、加拿大、英國(guó)、愛爾蘭、澳大利亞和新西蘭等六國(guó)的民間工程團(tuán)體簽訂了《華盛頓協(xié)議》，旨在通過(guò)對(duì)工程教育本科專業(yè)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證，達(dá)到提高高等工程教育質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)工程師資格國(guó)際互認(rèn)的目的［1］。我國(guó)自2006年開始啟動(dòng)專業(yè)認(rèn)證試點(diǎn)工作，2016年6月，成功加入《華盛頓協(xié)議》成為正式會(huì)員，標(biāo)志著我國(guó)工程教育質(zhì)量得到了國(guó)際認(rèn)可，進(jìn)入了新的發(fā)展階段。

工程教育認(rèn)證采用成果導(dǎo)向的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，它實(shí)施的核心理念是“成果導(dǎo)向”“以學(xué)生為中心”“持續(xù)改進(jìn)”［2，3］。作為給排水科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程，水質(zhì)工程學(xué)課程的教學(xué)效果直接關(guān)系到學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求達(dá)成度的實(shí)現(xiàn)，為此，我們?cè)谡n程教學(xué)中貫徹工程教育認(rèn)證的理念，以畢業(yè)要求達(dá)成度和學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，制定了水質(zhì)工程學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)，重組教學(xué)內(nèi)容，在課堂教學(xué)中貫徹“以學(xué)生為中心”的理念，通過(guò)教學(xué)過(guò)程中的不斷反饋，發(fā)現(xiàn)問題，持續(xù)改進(jìn)，提高了課堂教學(xué)效果。

1 課程教學(xué)內(nèi)容以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向

按照《高等學(xué)校給排水科學(xué)與工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于素質(zhì)、知識(shí)與能力的要求，水質(zhì)工程學(xué)課程屬于水質(zhì)控制核心知識(shí)領(lǐng)域，共有水質(zhì)工程導(dǎo)論、水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、水處理方法與原則、凝聚與絮凝、沉淀、過(guò)濾、吸附、氧化還原與消毒、離子交換、濾膜技術(shù)、其他處理方法、活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理、污泥處理處置與應(yīng)用、典型給水處理系統(tǒng)及城市污水處理系統(tǒng)共17個(gè)知識(shí)單元，85個(gè)知識(shí)點(diǎn)，作為給排水科學(xué)與工程專業(yè)的必備知識(shí)［4］。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)注冊(cè)給排水工程師考試大綱及最近幾年水處理工藝的技術(shù)發(fā)展，增加了強(qiáng)化混凝、臭氧—生物活性炭、好氧顆粒污泥等反映水質(zhì)控制進(jìn)展的前沿技術(shù)等知識(shí)點(diǎn)［5，6］。

2 以學(xué)生為中心，推進(jìn)課堂教學(xué)模式改革

2.1 以學(xué)生為中心教學(xué)模式的內(nèi)涵

傳統(tǒng)的教學(xué)模式重在教，教師是課堂教學(xué)的主導(dǎo)者，學(xué)生被動(dòng)接受教師的灌輸，教師按照教學(xué)大綱及教學(xué)進(jìn)度講授教學(xué)內(nèi)容，知識(shí)講授過(guò)于強(qiáng)調(diào)整個(gè)知識(shí)體系的內(nèi)在邏輯和系統(tǒng)完整性，脫離工程實(shí)際問題［7］，學(xué)生不知為何而學(xué)，學(xué)習(xí)興趣提不起來(lái)，教師對(duì)學(xué)生的接受能力及學(xué)習(xí)興趣點(diǎn)關(guān)注不夠，課堂上往往出現(xiàn)教師講得滔滔不絕，學(xué)生聽得朦朦朧朧的現(xiàn)象。以學(xué)生為中心的教學(xué)理念要求教師尊重學(xué)生的主體地位，尊重學(xué)生的個(gè)體差異，給學(xué)生提供足夠的學(xué)習(xí)空間，課堂教學(xué)以項(xiàng)目案例為載體，引導(dǎo)學(xué)生參與課堂教學(xué)，形成良好的互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生課下查找資料，認(rèn)真準(zhǔn)備，自主學(xué)習(xí)，課堂分組討論，積極思考，踴躍發(fā)言，師生通過(guò)交流、探討、質(zhì)疑等互動(dòng)教學(xué)模式，對(duì)復(fù)雜的工程問題提出解決方案，從而完成教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生獲得畢業(yè)要求所需的學(xué)習(xí)成果［8］。

2.2 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

為使課堂生動(dòng)活潑，可搜集一些有關(guān)水處理工藝的趣聞?shì)W事，歷史典故及熱點(diǎn)話題作為課堂教學(xué)的切入點(diǎn)，通過(guò)生動(dòng)講授，達(dá)到歷史故事、當(dāng)前熱點(diǎn)與理論知識(shí)有效結(jié)合的目的。如在講述濾池時(shí)，很多同學(xué)認(rèn)為沉淀池沉淀處理之后，水的濁度已經(jīng)很低，不理解為什么還要進(jìn)行過(guò)濾處理，為了說(shuō)明濾池過(guò)濾的重要性，可講述一個(gè)歷史故事，19世紀(jì)德國(guó)漢堡曾爆發(fā)霍亂流行病，很多人感染死亡，但一些區(qū)域的人并沒有感染，經(jīng)過(guò)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，沒有感染霍亂的人居住區(qū)域的飲用水是經(jīng)過(guò)岸邊砂層慢濾處理而得到的，正是由于霍亂病菌是以水為媒介進(jìn)行傳播的，慢濾去除了水中的霍亂病菌，從而保證了慢濾處理水的衛(wèi)生安全，從這個(gè)角度也說(shuō)明了過(guò)濾在水處理工藝中的重要性。教師課前精心準(zhǔn)備這些素材，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到所學(xué)知識(shí)的價(jià)值，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

2.3 充分利用教學(xué)資源，留給學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間

水質(zhì)工程課程理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)，涉及大量的水處理工藝及水處理構(gòu)筑物、機(jī)械設(shè)備，一些工藝流程及構(gòu)筑物構(gòu)造很難用文字描述清楚［9］，在教學(xué)中通過(guò)演示東方仿真公司制作的動(dòng)畫，使知識(shí)點(diǎn)生動(dòng)形象地表達(dá)出來(lái)，可取得事半功倍的教學(xué)效果;也可利用實(shí)際的產(chǎn)品作為教學(xué)道具課堂演示，比如V型濾池的長(zhǎng)柄濾頭，單純看教材文字描述及示意圖難以理解它的構(gòu)造及工作原理，把實(shí)際的長(zhǎng)柄濾頭拿到課堂上一講，學(xué)生就很容易理解長(zhǎng)柄濾頭均勻布水布?xì)獾脑?，還可以播放前期生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中拍攝的照片及微視頻，幫助學(xué)生理解構(gòu)筑物的內(nèi)部構(gòu)造，起到一圖勝千言的效果。

2.4 以小組為單元，充分開展課堂討論

以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，要求教師做好課堂教學(xué)活動(dòng)的導(dǎo)演角色，進(jìn)行劇本設(shè)計(jì)、場(chǎng)景組織、引導(dǎo)學(xué)生課堂交流討論，開展交互式、探討式和啟發(fā)式等多元化教學(xué)方法［10］。為保證討論效果，使討論有針對(duì)性，學(xué)生課下需要充分的準(zhǔn)備。教師每次上課需留出時(shí)間布置下次課要討論的內(nèi)容及問題，學(xué)生課下預(yù)習(xí)需要達(dá)到的要求，下次上課發(fā)言的主題，同時(shí)提供優(yōu)秀的教學(xué)資源供學(xué)生課下預(yù)習(xí)用，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。為鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)言，在課程考核中，加大了課堂表現(xiàn)成績(jī)比重，對(duì)于教師沒有指定的、學(xué)生積極爭(zhēng)取的發(fā)言可另外給學(xué)生個(gè)人加分，實(shí)踐證明，這些措施的實(shí)施，活躍了課堂氣氛，鍛煉了學(xué)生的溝通表達(dá)能力及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。

2.5 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力

根據(jù)給排水專業(yè)認(rèn)證規(guī)范，水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)需開展混凝、自由沉淀、過(guò)濾及反沖洗、活性炭吸附、樹脂交換容量測(cè)定、污泥沉降比及污泥指數(shù)測(cè)定、曝氣充氧、溶氣氣浮等8個(gè)實(shí)驗(yàn)16個(gè)學(xué)時(shí)，在此基礎(chǔ)上，我們又增加了水處理構(gòu)筑物演示實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建了集驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性于一體的水質(zhì)工程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。根據(jù)教研室老師研究方向及我校實(shí)驗(yàn)裝備，開展了如污泥脫水、強(qiáng)化混凝等開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，供學(xué)生自主選擇，學(xué)生也可以根據(jù)自己的想法查找資料，制定實(shí)驗(yàn)方案，擬定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在教師的指導(dǎo)下開展實(shí)驗(yàn)研究，開放實(shí)驗(yàn)的開展開拓了學(xué)生的視野，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)了學(xué)生初步的創(chuàng)新意識(shí)［11］。

3 持續(xù)改進(jìn)，關(guān)注學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求的達(dá)成度

工程教育專業(yè)認(rèn)證中，畢業(yè)要求達(dá)成度評(píng)價(jià)是課程教育質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)的重要依據(jù)，是工程教育專業(yè)認(rèn)證工作的重要指標(biāo)。在水質(zhì)工程學(xué)課程教學(xué)中，建立了執(zhí)行→評(píng)價(jià)→反饋→改進(jìn)→執(zhí)行的循環(huán)機(jī)制，建立了學(xué)院教學(xué)督導(dǎo)組、專業(yè)負(fù)責(zé)人、在校學(xué)生等多個(gè)層面對(duì)課程教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制，主要對(duì)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)論反饋給教師本人，教師針對(duì)反饋意見，對(duì)教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)模式等采取改進(jìn)措施，持續(xù)不斷改進(jìn)課程教學(xué)質(zhì)量，使其滿足畢業(yè)要求的達(dá)成，以符合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的“成果導(dǎo)向”“以學(xué)生為中心”“持續(xù)改進(jìn)”等核心理念，結(jié)合南陽(yáng)理工學(xué)院給排水科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)際情況，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核評(píng)價(jià)等方面開展了水質(zhì)工程學(xué)課程教學(xué)改革，在教學(xué)活動(dòng)中，以項(xiàng)目案例為載體，以小組為單元，開展交互式、探討式和啟發(fā)式等多元化教學(xué)方法，提高了學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，為學(xué)生畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。