項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在給排水科學(xué)與工程專業(yè)中的應(yīng)用研究

蔡新立，李玉成

（1.安徽建筑大學(xué)，安徽合肥230601 2.徽派建筑安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥230601）

給排水科學(xué)與工程是一種專門研究關(guān)于水的問(wèn)題的理論與技術(shù)專業(yè)，包括水體采集與輸送、水質(zhì)控制、水系統(tǒng)儀表設(shè)備與控制、水工程建設(shè)與運(yùn)營(yíng)以及水資源的保護(hù)與利用等相關(guān)理論與技術(shù)的研究，與水文地質(zhì)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、工程管理、測(cè)繪工程、環(huán)境保護(hù)等學(xué)科密切相關(guān)。給排水科學(xué)與工程專業(yè)自1952年發(fā)展以來(lái)，為市政、建筑、園林、規(guī)劃、環(huán)保及房地產(chǎn)公司等單位輸送了大量的人才。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，水資源短缺、城市內(nèi)澇、黑臭水體等水資源問(wèn)題頻發(fā)，國(guó)家和社會(huì)對(duì)給排水科學(xué)與工程專業(yè)人才需求日益增長(zhǎng)；同時(shí)隨著給排水科學(xué)與工程專業(yè)內(nèi)涵不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)給排水人才的專業(yè)素養(yǎng)的要求不斷提高，同時(shí)對(duì)專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求[1]。

傳統(tǒng)的給排水科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)模式重視理論教學(xué)，主要以專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)的講授為主，結(jié)合簡(jiǎn)單的課程設(shè)計(jì)，缺乏創(chuàng)新引導(dǎo)。這種相對(duì)枯燥乏味的傳統(tǒng)教學(xué)模式，很難引起學(xué)生的興趣，進(jìn)而限制了學(xué)生的學(xué)習(xí)獨(dú)立性和創(chuàng)造性，專業(yè)潛力挖掘有限[2]。近年來(lái)，國(guó)家提出要建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，鼓勵(lì)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，對(duì)基礎(chǔ)教育改革提出要注重對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力和操作動(dòng)手能力培養(yǎng)的要求。結(jié)合給排水科學(xué)與工程專業(yè)的需求，給排水專業(yè)人才培養(yǎng)需理論聯(lián)系實(shí)踐[3]。而項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是以實(shí)際項(xiàng)目為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題、自主創(chuàng)新能力為主線的新型教學(xué)模式[4-6]。本文將討論如何在給排水科學(xué)與工程專業(yè)中引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，以期調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高其自主創(chuàng)新能力。

1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的實(shí)施

1.1 項(xiàng)目策劃

項(xiàng)目策劃是項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法中最關(guān)鍵的中心環(huán)節(jié)[7]，所策劃的項(xiàng)目要盡可能地包含給排水科學(xué)與工程專業(yè)所必備的主要知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)，要給學(xué)生設(shè)計(jì)合理的切入點(diǎn)，注重專業(yè)理論知識(shí)的關(guān)聯(lián)，最終將這些碎片式的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來(lái)，形成一個(gè)完整的項(xiàng)目。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在給排水科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中的應(yīng)用流程如圖1所示?？傮w而言，所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目既要有價(jià)值，也要具有一定的開(kāi)拓探索性，同時(shí)具備較高的發(fā)散性和創(chuàng)新性。例如，隨著城市化的快速發(fā)展，黑臭水體作為“城市病”隨之而生，各地政府都在積極進(jìn)行黑臭水體治理，構(gòu)建生態(tài)文明社會(huì)。黑臭水體的治理與水質(zhì)工程學(xué)、水處理微生物學(xué)、管網(wǎng)等給排水專業(yè)課程有著密切的關(guān)系，因此可設(shè)置黑臭水體治理項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，應(yīng)將相關(guān)課程的知識(shí)點(diǎn)合理設(shè)置到該項(xiàng)目中去。學(xué)生通過(guò)參與黑臭水體項(xiàng)目，在項(xiàng)目中認(rèn)知專業(yè)知識(shí)；學(xué)生在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)會(huì)黑臭水體治理相關(guān)資料的搜集，水文地質(zhì)環(huán)境的調(diào)查，分析黑臭水體成因；學(xué)會(huì)對(duì)化學(xué)法、物理法、生物法等一種或多種治理方法的結(jié)合，進(jìn)行優(yōu)化配置、經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。最終通過(guò)黑臭水體治理方案設(shè)計(jì)，讓學(xué)生進(jìn)一步理解和掌握水質(zhì)工程學(xué)、水處理微生物學(xué)等學(xué)科的基本理論和方法，對(duì)知識(shí)理論進(jìn)一步消化吸收。

圖1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法參與給排水科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)流程圖

1.2 項(xiàng)目解析

項(xiàng)目解析是教師首先為學(xué)生講解項(xiàng)目基本內(nèi)容，分析項(xiàng)目需求、項(xiàng)目要用到的基本原理，強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目重點(diǎn)，以及應(yīng)用產(chǎn)生的預(yù)期成果；然后，教師基于對(duì)項(xiàng)目需求、項(xiàng)目背景的介紹，將項(xiàng)目分解為若干個(gè)子任務(wù)，編制項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；最后，教師以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的形式安排給學(xué)生。這樣能夠讓學(xué)生清楚了解項(xiàng)目原理、項(xiàng)目?jī)?nèi)容、項(xiàng)目實(shí)施的方法以及項(xiàng)目期望成果[8]。

對(duì)于項(xiàng)目任務(wù)的安排，“迭代增量式”和“樹(shù)狀分解模型”是目前應(yīng)用比較廣的兩種方法。例如，在黑臭水體治理的項(xiàng)目研究中，對(duì)于任務(wù)的安排采用“迭代增量式”的方式，分層布置、逐步實(shí)施項(xiàng)目任務(wù)。以3～5人為一小組，將項(xiàng)目參與人員分成若干個(gè)這樣的小組。在分組及分配任務(wù)的整個(gè)過(guò)程中，教師要充分考慮各小組成員的個(gè)人能力、專業(yè)素養(yǎng)、知識(shí)理論理解消化能力、性格特點(diǎn)及組織協(xié)調(diào)能力等，科學(xué)搭配。使小組成員之間能夠取長(zhǎng)補(bǔ)短，以保證實(shí)踐項(xiàng)目得到高效實(shí)施。同時(shí)，教師要根據(jù)項(xiàng)目各層次任務(wù)的難易程度，指導(dǎo)學(xué)生做出科學(xué)選擇，為學(xué)生創(chuàng)造有利環(huán)境。

以黑臭水體的治理為例，學(xué)生在進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，需要完成以下環(huán)節(jié)：①水文地質(zhì)、水體周邊環(huán)境、社會(huì)環(huán)境等背景調(diào)查；②水樣采集、底泥收集；③底泥水樣實(shí)驗(yàn)、結(jié)果分析，撰寫(xiě)水質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告；④黑臭水體成因分析報(bào)告的編寫(xiě)；⑤相關(guān)水質(zhì)規(guī)范手冊(cè)、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及治理方案的搜集整理；⑥結(jié)合本項(xiàng)目的特點(diǎn)，提出黑臭水體治理的可行性方案；⑦對(duì)可行性方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境影響分析，選擇最優(yōu)方案；⑧項(xiàng)目方案模擬實(shí)施，總結(jié)修正；⑨項(xiàng)目完成，提交總結(jié)報(bào)告。

1.3 項(xiàng)目執(zhí)行

項(xiàng)目執(zhí)行是項(xiàng)目安排后的具體實(shí)施階段，學(xué)生在這個(gè)階段扮演著“給排水設(shè)計(jì)工程師”的角色[9]。學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行分析，制定項(xiàng)目執(zhí)行計(jì)劃，將項(xiàng)目任務(wù)有理化；對(duì)資料進(jìn)行收集處理，對(duì)方案進(jìn)行計(jì)算、設(shè)計(jì)、比較、優(yōu)化。教師在這一階段的主要職責(zé)是：給學(xué)生提供必要的項(xiàng)目執(zhí)行條件和技術(shù)支持，例如：水質(zhì)實(shí)驗(yàn)和污泥實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和場(chǎng)所提供、相關(guān)資料如何搜集的建議和幫助、設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)的可行性建議等。在項(xiàng)目執(zhí)行的全過(guò)程中，教師也應(yīng)要求各小組進(jìn)行階段性總結(jié)，定時(shí)匯報(bào)項(xiàng)目進(jìn)度、項(xiàng)目障礙，教師給出切實(shí)的建議，鼓勵(lì)學(xué)生要勇于開(kāi)拓創(chuàng)新，探索新方法。這樣不僅可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，還可以互學(xué)互鑒，提高項(xiàng)目執(zhí)行效率，增加學(xué)生開(kāi)拓探索的能力。

1.4 項(xiàng)目總結(jié)

即在整個(gè)項(xiàng)目完成之后，各個(gè)項(xiàng)目執(zhí)行小組對(duì)自己的成果進(jìn)行歸納總結(jié)演繹展示，討論存在的問(wèn)題，對(duì)于項(xiàng)目的完成度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)各小組的項(xiàng)目成果與應(yīng)用產(chǎn)生的預(yù)期成果進(jìn)行比較評(píng)價(jià)；同時(shí)，總結(jié)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的全過(guò)程中，遇到的各種問(wèn)題以及做出的對(duì)策和方法、編制項(xiàng)目設(shè)計(jì)心得，為今后的研究提供借鑒；最后，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)檢驗(yàn)，形成檢驗(yàn)報(bào)告，嚴(yán)格要求檢驗(yàn)報(bào)告中的文字、圖表等的格式，編制詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，必要時(shí)附上圖紙說(shuō)明。教師在學(xué)生項(xiàng)目總結(jié)的過(guò)程中，要多聽(tīng)取學(xué)生的想法建議，做好項(xiàng)目實(shí)踐記錄，總結(jié)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，從而提高給排水科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提高給排水專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和給排水專業(yè)綜合素養(yǎng)。

2 項(xiàng)目教學(xué)法綜合評(píng)價(jià)

2.1 教師作用的變化

在實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的過(guò)程中，教師由簡(jiǎn)單的理論知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)學(xué)生開(kāi)拓創(chuàng)新能力的挖掘者[10]。通過(guò)項(xiàng)目的策劃實(shí)施檢驗(yàn)，教師不僅檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本專業(yè)理論知識(shí)的掌握情況，而且更多的是培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)與動(dòng)手操作有機(jī)結(jié)合的能力，提升學(xué)生的開(kāi)拓創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、對(duì)今后的就業(yè)與升學(xué)都大有裨益?；陧?xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)的新型教學(xué)方法，也可以充分調(diào)動(dòng)教師的教學(xué)積極性，讓教師根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)、地區(qū)特色來(lái)制定本專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)模式，如專業(yè)課程的取舍與必修課程的提煉強(qiáng)化。同時(shí)，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法也在一定程度上改善了師生關(guān)系，拉近了師生距離，使得教師與學(xué)生能夠互學(xué)互鑒、共同進(jìn)步。

通過(guò)安徽建筑大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)例來(lái)看，對(duì)于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法教學(xué)模式的實(shí)踐情況，可以從學(xué)生參與對(duì)教師的學(xué)評(píng)教活動(dòng)的綜合評(píng)價(jià)中反映。如表1所示，從2015年到2018年，學(xué)生參與項(xiàng)目的數(shù)量與項(xiàng)目數(shù)量的變化呈正相關(guān)，同時(shí)，教師教學(xué)評(píng)教的分?jǐn)?shù)也在逐年增加。這說(shuō)明，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的教學(xué)模式是相對(duì)成功的，對(duì)于學(xué)生而言，參與程度更高，學(xué)到了更加實(shí)用的知識(shí)，動(dòng)手實(shí)操能力得到鍛煉、專業(yè)素養(yǎng)也得到提升，學(xué)生對(duì)于教師教學(xué)的滿意度也在增加。

表1 歷年學(xué)生參與項(xiàng)目數(shù)與學(xué)評(píng)教分?jǐn)?shù)情況統(tǒng)計(jì)表

2.2 學(xué)生學(xué)習(xí)模式的變化

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法的教學(xué)模式，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的態(tài)度由相對(duì)被動(dòng)向更為主動(dòng)轉(zhuǎn)變[11]。在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法的教學(xué)模式下，學(xué)生從自己的能力和愛(ài)好出發(fā)，自主選擇合適的項(xiàng)目分組，以自己的思維模式和能力去解決在項(xiàng)目中所遇到的問(wèn)題，從數(shù)據(jù)收集、實(shí)驗(yàn)分析、社會(huì)調(diào)查、文獻(xiàn)整理、圖紙繪制、項(xiàng)目方案的設(shè)計(jì)和整理，到最后的成果報(bào)告的撰寫(xiě)，基本上都是學(xué)生自主完成的。這樣的學(xué)習(xí)模式，使學(xué)生掌握到學(xué)習(xí)探索的能力、溝通交流的技巧，對(duì)于增加專業(yè)綜合素養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。研究證實(shí)，擁有完整的項(xiàng)目經(jīng)歷，對(duì)于他們就業(yè)、升學(xué)影響深遠(yuǎn)[12]。

2.3 教學(xué)成果檢驗(yàn)方式的變化

在傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)中，往往只以學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)成績(jī)?yōu)橹兀瑓s忽視學(xué)生除知識(shí)理論學(xué)習(xí)之外的能力；而在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式下，對(duì)于教師教學(xué)效果的檢驗(yàn)方式種類繁多，除了能夠在完成項(xiàng)目成果中呈現(xiàn)，也可從評(píng)價(jià)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中探索問(wèn)題的環(huán)節(jié)中反映的綜合能力中反映，亦可從學(xué)生自主創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)交流合作能力中體現(xiàn)，而這些能力對(duì)于學(xué)生成為一名優(yōu)秀的給排水專業(yè)人才是不可或缺的。

從安徽建筑大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)的例子來(lái)看，以學(xué)生就業(yè)統(tǒng)計(jì)對(duì)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的實(shí)用性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。由表2可以看出，安徽建筑大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)，從2015年至2018年，參與項(xiàng)目的人數(shù)逐年增長(zhǎng)；在就業(yè)方面，在校期間參與過(guò)項(xiàng)目實(shí)操的學(xué)生就業(yè)率均高于未參與項(xiàng)目實(shí)操的學(xué)生的就業(yè)率。這證實(shí)，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法明顯有助于學(xué)生日后的就業(yè)。

表2 歷屆畢業(yè)生就業(yè)率與學(xué)生參與項(xiàng)目情況統(tǒng)計(jì)表

3 總 結(jié)

在給排水科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)中引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，以策劃項(xiàng)目、解析項(xiàng)目、執(zhí)行項(xiàng)目、總結(jié)項(xiàng)目的形式，不僅可以將給排水科學(xué)與工程的專業(yè)理論知識(shí)給學(xué)生講清楚，也使得工程實(shí)例與學(xué)生學(xué)的專業(yè)的理論知識(shí)有機(jī)結(jié)合，充分實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的結(jié)合，讓學(xué)生不僅對(duì)給排水科學(xué)與工程專業(yè)有抽象的感知，還有具體的體會(huì)。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)可以提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力、挖掘?qū)W生的自主創(chuàng)新潛力，同時(shí)，還能夠提升學(xué)生進(jìn)入社會(huì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法既可以提高教師的教學(xué)效率，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠使得教師和學(xué)生成為一個(gè)有機(jī)整體，互學(xué)互鑒，充分體現(xiàn)工程類專業(yè)課程注重實(shí)踐的特色，從而進(jìn)一步提升高校在給排水科學(xué)與工程專業(yè)上的教學(xué)質(zhì)量。