基于OBE理念的《水工藝設(shè)備基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容改革

葛 磊 王菲菲 俞 磊 陳曉軒

(河北科技大學(xué) 河北 石家莊 050018)

0 引言

水工藝設(shè)備是提高處理效率、節(jié)省運行成本、減少人工的關(guān)鍵因素之一。為適應(yīng)城市供水發(fā)展需要，2000年以來，全國多所高校開設(shè)了水工藝設(shè)備基礎(chǔ)課程。目的是增強綜合基礎(chǔ)知識，實現(xiàn)給水與排水工程的全面提升，以提高學(xué)生的工程實踐能力。水工藝 設(shè)備基礎(chǔ)課主要介紹常用材料的技術(shù)設(shè)備、防腐、設(shè)備結(jié)構(gòu)和原理知識等比較枯燥的科目和內(nèi)容。通過傳統(tǒng)的書面教學(xué)方法，學(xué)生容易遺忘教學(xué)內(nèi)容。有必要在OBE中固定水工藝設(shè)備的基礎(chǔ)課程，抓好教學(xué)內(nèi)容改革。

1 OBE 教學(xué)模式概述

OBE是近年來國際教育領(lǐng)域流行的一種教育理念。這個概念側(cè)重于教育成果，學(xué)生得到了什么，并強調(diào)建立學(xué)科和課程必須從逆向設(shè)計的底線開始。在這種教育情境下，合理確定培養(yǎng)目標(biāo)，逆向根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計課程體系。能力發(fā)展指標(biāo)是針對具體課程設(shè)置的，因此教師需要明確學(xué)生在提前完成課程時應(yīng)達到的指標(biāo)。以此目標(biāo)為指導(dǎo)，合理設(shè)計教學(xué)流程，確保課程達到預(yù)定目標(biāo)。在OBE教育模式下，合理選擇教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)改革的第一步。

隨著我國對OBE理念認(rèn)識的不斷深入，學(xué)生學(xué)習(xí)有效性教學(xué)理念促使大學(xué)教學(xué)向以學(xué)生為中心的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變。要實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，提高學(xué)生實踐工程能力，重塑實踐課程內(nèi)容，創(chuàng)新實踐課程教學(xué)方式，發(fā)揮實踐教學(xué)主戰(zhàn)場作用尤為重要。基于OBE理念，打造校企深度合作模式，形成社區(qū)，創(chuàng)新增加舞臺課程，完善校外和校內(nèi)課程。校外合作：通過邀請行業(yè)協(xié)會、商業(yè)專家和大學(xué)教授討論專業(yè)發(fā)展計劃，這是專業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。審查給排水科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)方案，更新課程教學(xué)體系。校園任務(wù)：拜訪相關(guān)行業(yè)領(lǐng)袖，了解行業(yè)當(dāng)前對人才的需求和培養(yǎng)的適合性。引導(dǎo)學(xué)校和機構(gòu)創(chuàng)建新的實踐規(guī)則，參與本學(xué)科人才培養(yǎng)，創(chuàng)造教育工程實踐情境，幫助教師設(shè)計最合適的教學(xué)活動和教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的工程實踐能力。在校內(nèi)設(shè)立校企合作培訓(xùn)中心，邀請行業(yè)領(lǐng)袖和技術(shù)人員給學(xué)生傳授實踐經(jīng)驗，實現(xiàn)部分培訓(xùn)班教師與行業(yè)領(lǐng)袖共同授課。改革的創(chuàng)新點是在專業(yè)學(xué)位的背景下，讓給排水科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生參與到預(yù)期學(xué)習(xí)效果確定的學(xué)習(xí)活動中，從而提高和提升學(xué)生素質(zhì)。保證學(xué)生能解決給排水工程中復(fù)雜的問題。提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量和影響，提升學(xué)生工程實踐能力問題。本改革的研究成果可為提高學(xué)校、院系和院系大學(xué)生工程實踐能力提供案例，有效提升學(xué)校、院系和專業(yè)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的工程實踐能力，提高質(zhì)量和效果。

2 水工藝設(shè)備基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容

《水工藝設(shè)備基礎(chǔ)》是一門專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)必修課。給排水專業(yè)學(xué)生使用黃廷林主編《水工藝設(shè)備基礎(chǔ)》，內(nèi)容比較復(fù)雜，包括水工藝設(shè)備常用材料、材料設(shè)備的腐蝕防護與保溫、水工藝設(shè)備理論基礎(chǔ)等；有容器設(shè)備、攪拌設(shè)備、換熱設(shè)備、分離設(shè)備和曝氣設(shè)備等10個章節(jié)。與其他基礎(chǔ)課程相比，當(dāng)然沒有完整的獨立理論體系，所涉及的設(shè)備種類和專業(yè)知識較為滯后，使得教學(xué)過程邏輯性不強。教材章節(jié)《水工藝設(shè)備基礎(chǔ)》的內(nèi)容，第一章包括金屬材料(鋼和有色金屬)、無機非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料的選材基本原則等部分，每種材料介紹，包括其分類、編號、化學(xué)性能、機械性能、工藝性能、耐磨性。本章的內(nèi)容為學(xué)生為以后的工作選擇設(shè)備和材料提供了理論依據(jù)。第二章介紹了腐蝕機理和保護機制以及不同材料的保護方法，為學(xué)生今后的工作奠定了理論基礎(chǔ)。前兩章的內(nèi)容安排的很詳細，但學(xué)生在綜合學(xué)習(xí)中會感到厭煩。第三章容器應(yīng)力理論、機械傳動部件，制造理論簡單、生動、連貫。水工藝設(shè)備包括通用設(shè)備和專用設(shè)備，如容器設(shè)備(塔)、攪拌設(shè)備、換熱設(shè)備、分離設(shè)備、污泥處置設(shè)備等 等專業(yè)教學(xué)，但僅限于工作原理和設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)介紹。學(xué)生多了解掌握水處理設(shè)備的使用固然有好處，但給水排水專業(yè)物理和機械等學(xué)科基礎(chǔ)薄弱，短時間內(nèi)無法吸收很多學(xué)科知識，不僅不能吸收，還會增加疲勞。學(xué)生缺乏內(nèi)容深刻對比，枯燥的課堂教師是沉重的壓力和負擔(dān)。多年來，一些教師可能對學(xué)習(xí)知識有所遺漏，例如省略了材料科學(xué)、力學(xué)、傳熱、機械原理和制造。一些教師在課程改進方面下足了功夫，例如選擇在線設(shè)備圖片，使用flash增強學(xué)生對設(shè)備的感性認(rèn)識，鼓勵學(xué)生發(fā)布試題以調(diào)動學(xué)生的參與感[1]。

OBE概念與實踐教學(xué)課程的教學(xué)改革對核心學(xué)生有什么好處？在這種模式下，首先要明確課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)導(dǎo)向，并采用有效的教學(xué)方法來實現(xiàn)目標(biāo)。培養(yǎng)目標(biāo)準(zhǔn)備尊重學(xué)科發(fā)展規(guī)律、社會需求和學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律。在工程實踐中，給排水工程師必須能夠正確選擇和維護水工藝設(shè)備，以及專業(yè)的研發(fā)，能夠設(shè)計水處理的專用設(shè)備(結(jié)構(gòu))。水工藝設(shè)備基礎(chǔ)課程培養(yǎng)目標(biāo)定義為：為學(xué)生畢業(yè)后能夠完成設(shè)計本專業(yè)設(shè)備的特殊能力、通用設(shè)備的正確應(yīng)用、設(shè)備維護能力等奠定良好的基礎(chǔ)。OBE的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)以畢業(yè)要求為標(biāo)準(zhǔn)，與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相一致。目標(biāo)是堅持工程科學(xué)，適應(yīng)國家建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展的需要，具有承擔(dān)供水、排水科學(xué)與工程的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運營、研發(fā)的能力。在工程實踐中，給排水工程師必須有選擇權(quán)、保護工藝設(shè)備的能力、研發(fā)設(shè)計獨特的專業(yè)水處理設(shè)備(機箱)的能力。如前所述，水工藝設(shè)備基礎(chǔ)在傳統(tǒng)的教學(xué)中學(xué)生只會被動學(xué)習(xí)；而基于OBE的概念，可以有效的讓學(xué)生接受認(rèn)知教育。為達到有效教學(xué)的目的，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和智慧引導(dǎo)。為了減少教學(xué)時間，我們必須達到特定的教學(xué)目標(biāo)。筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗和工程實踐經(jīng)驗，對工藝設(shè)備的特點、學(xué)生的認(rèn)知背景和未來的工作要求一一分析。具體來說，未來的工作對學(xué)生的知識非常重要，例如攪拌槳結(jié)構(gòu)形式選擇設(shè)備的選用直接影響氣浮處理的效率；而最重要的是，需要掌握材料的名稱、選擇原則、設(shè)備磨損的原則和方法等知識；對于學(xué)生掌握較難的知識，如壓力容器的應(yīng)力分析、熱場分布等；其他課程的知識，如材料力學(xué)性能，不再贅述。教學(xué)內(nèi)容的安排應(yīng)將這些知識點有機地排列成立體的形式，以增加教學(xué)的邏輯性和可接受性[2]。

3 OBE理念的建設(shè)目標(biāo)

獲得專業(yè)證書的必要條件。國家職業(yè)資格證書要求以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向，要求大學(xué)生靈活運用工程科學(xué)知識、自然科學(xué)知識、專業(yè)基礎(chǔ)知識、科學(xué)技術(shù)實施工程設(shè)計、創(chuàng)新、運行和測試根據(jù)社會需要。綜合考慮社會、經(jīng)濟、文化、政治等因素，以實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的能力。允許學(xué)生參與由預(yù)期學(xué)習(xí)成果定義的教學(xué)活動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和教學(xué)質(zhì)量，并確保能夠解決工程實踐中所需的復(fù)雜給水、排水和工程問題。提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和有效性的必要條件，為培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，實踐教學(xué)被作為培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的重要途徑。讓學(xué)生自覺關(guān)注知識背后的工程實踐意義，獲得積極的體驗感，使學(xué)生能夠識別、理解和評價工程實踐對國家建設(shè)的影響，旨在提供復(fù)雜的給水與排水科學(xué)和工程問題，以提高學(xué)生的素質(zhì)和影響力。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的關(guān)鍵。提高大學(xué)生工程實踐能力的教學(xué)改革不僅是一種實施手段，更要通過教學(xué)過程的改革，為學(xué)生提供一個連接專業(yè)知識的實際應(yīng)用過程，讓學(xué)生認(rèn)識到自己不僅僅是被傳遞者知識點的增加，也提高了學(xué)生解決問題的意愿。

4 基于OBE理念的建設(shè)內(nèi)容和實施路徑

實踐內(nèi)容的創(chuàng)造及其在教學(xué)過程中的實施是一個方法論項目。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，有必要在現(xiàn)有專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)上改革教學(xué)方法和教學(xué)方法。按照OBE理念的要求，企業(yè)要深入?yún)⑴c人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)，完善課程設(shè)置和相應(yīng)的實踐內(nèi)容，深化現(xiàn)有的實踐教學(xué)平臺。

(1)修訂培養(yǎng)方案?；贠BE理念，對課程大綱進行了修訂，使行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者能夠深度參與教學(xué)。通過機構(gòu)與學(xué)校的合作，形成了以社會需求為依托、依托行業(yè)和機構(gòu)的校企合作培養(yǎng)人才的模式。結(jié)合人才培養(yǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，學(xué)校和機構(gòu)共同彌補課程中的疏漏，安排了教學(xué)內(nèi)容。以培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面廣、適應(yīng)能力強、實踐能力強、創(chuàng)新精神強的高素質(zhì)應(yīng)用型人才為宗旨，更新教學(xué)理念，改進教學(xué)內(nèi)容。

(2)更新實踐課程體系。基于OBE的理念，對現(xiàn)有的《液壓設(shè)備基礎(chǔ)課》教學(xué)內(nèi)容進行了更新，增加了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。邀請實施：邀請行業(yè)協(xié)會、項目專家、高校教授，共同探討職業(yè)發(fā)展的職業(yè)培訓(xùn)方案；通過校企深度合作，了解行業(yè)最新需求，整合課程資源，打造符合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展需要、體現(xiàn)時代特色的課程。具有學(xué)校特色的給排水科學(xué)與工程學(xué)科的實用課程體系。在校內(nèi)建立公司員工培訓(xùn)中心，邀請行業(yè)領(lǐng)袖和高級工程師為學(xué)生傳授實踐經(jīng)驗，實現(xiàn)教師與行業(yè)領(lǐng)袖的聯(lián)合教學(xué)。要根據(jù)行業(yè)需求及時更新教學(xué)內(nèi)容，重點建設(shè)對學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量影響較大、知識面廣的理論課和實踐課，形成教育課程與實際工程內(nèi)容相結(jié)合的課程體系，有利于學(xué)生創(chuàng)新和實踐創(chuàng)業(yè)的能力改善。

(3)深度建設(shè)實踐教學(xué)體系平臺?；贠BE理念，在現(xiàn)有實踐教學(xué)基地的基礎(chǔ)上，打造水工藝裝備基地之間的聯(lián)合實訓(xùn)基地平臺。打造實踐型教師，聘請高級工程師深入企業(yè)和機構(gòu)教學(xué)，開發(fā)實踐型教學(xué)資源，共同制定和實施學(xué)生實踐，設(shè)計畢業(yè)教學(xué)計劃等。拜訪相關(guān)行業(yè)代表，了解當(dāng)前行業(yè)對人才適應(yīng)培養(yǎng)的需求。指導(dǎo)專業(yè)人才校企實踐基地，營造工程實踐學(xué)習(xí)氛圍[3]。

5 結(jié)語

本文提出本課程的教學(xué)目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生具有正確選擇和維護水工藝設(shè)備的能力；根據(jù)工程和工藝要求，能夠解決實際工程中涉及設(shè)備方面的問題；可以完成水處理工藝設(shè)備的設(shè)計和指導(dǎo)制作、管理。教師可以在教學(xué)目標(biāo)的指導(dǎo)下，完善教學(xué)內(nèi)容，打造多層次的教育模式。