新時(shí)期“泵與泵站”課程教學(xué)改革探索

劉 忻，潘 楊，李 勇，馬三劍

（蘇州科技大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215000）

2017年中國共產(chǎn)黨第十九次代表大會(huì)首次將“綠水青山就是金山銀山”這一重要理念列入大會(huì)報(bào)告中，并在新修訂的《中國共產(chǎn)黨章程》的總綱中，進(jìn)一步明確了全體黨員要“樹立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的生態(tài)文明理念，增強(qiáng)綠水青山就是金山銀山”的意識(shí)。2020年4月，習(xí)近平總書記前往浙江省湖州市安吉縣天荒坪鎮(zhèn)余村考察調(diào)研時(shí)，在聽取了浙江省委和省政府的工作匯報(bào)后更是進(jìn)一步指出，在今后的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一定要踐行“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)邁上新臺(tái)階，把綠水青山建得更美，把金山銀山做得更大，讓綠色成為發(fā)展最動(dòng)人的色彩。重視環(huán)境與經(jīng)濟(jì)之間協(xié)調(diào)發(fā)展的理念業(yè)已成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的主流，日益深入人民群眾的心中。

從環(huán)境學(xué)科的角度而言，優(yōu)異的水質(zhì)質(zhì)量是“綠水”重要的組成部分。然而自進(jìn)入千禧年后，隨著中國經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展，國內(nèi)的地表水和地下水的水體污染問題卻日益突出。我國急需大批環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)和給排水專業(yè)的人才來參與到治理受到“黑臭”污染的水體的工作中，努力恢復(fù)“綠水青山”的優(yōu)美環(huán)境，不負(fù)習(xí)近平總書記的殷切期許。“泵與泵站”是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的方向限選課，更是給排水工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，承擔(dān)著培養(yǎng)新時(shí)代水環(huán)境保護(hù)人才的重任，對(duì)該課程的教學(xué)工作進(jìn)行改革是這兩個(gè)專業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容，符合教育部《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》中創(chuàng)新課程建設(shè)和人才培養(yǎng)模式的文件精神。一直以來，“泵與泵站”的教學(xué)工作模式是以教師在課堂上講授為主，學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課上聽講記憶、課后作業(yè)及復(fù)習(xí)鞏固為輔，形式較為單一，亟待通過改革與時(shí)俱進(jìn)的更好的被學(xué)生掌握。

一、課程改革原則

（一）創(chuàng)新性

作為一種通用設(shè)備，泵的類型始終處在不斷更新迭代的過程中。由于其是本課程的基本要素之一，因此這也就要求“泵與泵站”課程必須要做到內(nèi)容上一定要“與時(shí)俱進(jìn)”。在明確各種類型泵適用場合的同時(shí)，以此為背景，介紹其演化發(fā)展的歷程及其對(duì)泵站設(shè)計(jì)影響之間的邏輯關(guān)系。

（二）發(fā)散性

以合理選泵和順利進(jìn)行泵站設(shè)計(jì)為最終目的，必須抓住泵特性中六大基本要素（流量、揚(yáng)程、功率、轉(zhuǎn)速、效率和允許吸上真空高度）之間的相互關(guān)系這一主線，聚焦泵的優(yōu)選比較，分析其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理性，培養(yǎng)同學(xué)們的工程理性思考能力，建立多角度辯證解決問題的思路。

（三）時(shí)代性

“泵與泵站”課程不僅需要講授基本知識(shí)，還需要積極與思想政治理論教育、工程實(shí)踐相結(jié)合，方便學(xué)生具象化地吸收基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)提高他們的思想政治水平、理論知識(shí)水平和工程倫理水平。

二、課程改革內(nèi)容

（一）引入思政元素

2020年教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，明確提出“課程思政建設(shè)要在所有高校、所有學(xué)科專業(yè)全面推進(jìn)，圍繞全面提高人才培養(yǎng)能力這一核心點(diǎn)，圍繞政治認(rèn)同、家國情懷、文化素養(yǎng)、憲法法治意識(shí)、道德修養(yǎng)等重點(diǎn)優(yōu)化課程思政內(nèi)容供給，提升教師開展課程思政建設(shè)的意識(shí)和能力，系統(tǒng)進(jìn)行中國特色社會(huì)主義和中國夢(mèng)教育、社會(huì)主義核心價(jià)值觀教育、法治教育、勞動(dòng)教育、心理健康教育、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育，堅(jiān)定學(xué)生理想信念，切實(shí)提升立德樹人的成效?！庇纱丝梢?，思想政治理論課是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此在“泵與泵站”教學(xué)時(shí)，必須要充分提煉本課程教學(xué)內(nèi)容中的思政要素，并將之穿插入專業(yè)知識(shí)的講授過程中，將思想政治融入環(huán)境科學(xué)與工程和給水排水工程專業(yè)的育人環(huán)節(jié)內(nèi)。教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引路人。要順利將思政元素引入“泵與泵站”，教師首先要在主觀上樹立正確的思想政治意識(shí)。在課堂上始終堅(jiān)持正確的政治方向，完全與國家的各項(xiàng)大政方針保持一致。新時(shí)期中，更要對(duì)學(xué)生強(qiáng)調(diào)“德”與“智”兩者皆不可荒廢，專業(yè)知識(shí)與社會(huì)主義核心價(jià)值觀始終要并重，積極思考“泵與泵站”與思政元素的結(jié)合點(diǎn)，落實(shí)好思政要素在課程中的表達(dá)和引領(lǐng)。

“泵與泵站”課程中思政元素的挖掘和融入是重中之重。結(jié)合泵設(shè)備發(fā)展歷程與“泵與泵站”教學(xué)內(nèi)容，在專業(yè)知識(shí)講授過程中深入挖掘并融入課程思政元素。例如，通過強(qiáng)調(diào)我國面臨的水污染危機(jī)，明確告訴學(xué)生環(huán)境保護(hù)和控制水體污染的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識(shí)；在泵站設(shè)計(jì)章節(jié)的教學(xué)中強(qiáng)調(diào)要從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性兩方面嚴(yán)格方案比選，樹立學(xué)生正確的職業(yè)道德。除此以外，還要結(jié)合國內(nèi)外形勢(shì)，告訴學(xué)生不僅要積極吸收國外先進(jìn)泵設(shè)備的制造方法和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，更要堅(jiān)信隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技實(shí)力的不斷強(qiáng)大，未來一定會(huì)在全球傲視諸強(qiáng)。教師在教學(xué)中要善于使用貼切的案例服務(wù)于課堂，以便于學(xué)生理解吸收。例如，可以通過2007年發(fā)生的太湖藍(lán)藻暴發(fā)事件，強(qiáng)調(diào)習(xí)近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”這一科學(xué)論斷的正確性；通過“引江濟(jì)太”的措施，說明我國社會(huì)主義制度集中力量辦大事的優(yōu)點(diǎn)，教育學(xué)生樹立勇于承擔(dān)社會(huì)責(zé)任的意識(shí)；同時(shí)也凸顯了環(huán)境科學(xué)與工程這一學(xué)科、泵這一基本設(shè)備在保障國計(jì)民生中的重要性。堅(jiān)持本課程與水處理行業(yè)的發(fā)展密切結(jié)合，將處于行業(yè)前沿新技術(shù)和新應(yīng)用融合入課程中，如高級(jí)氧化耐腐蝕設(shè)備的開發(fā)、膜清洗設(shè)備的研發(fā)等，突出課程應(yīng)用性的特點(diǎn)，堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合，構(gòu)建“由理論出發(fā)發(fā)展解決問題能力，最后提升專業(yè)素養(yǎng)”的培養(yǎng)模式，避免學(xué)生陷入“死讀書、讀死書”的不良局面，提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和聯(lián)系實(shí)際的能力。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方法

以往“泵與泵站”課程教學(xué)中，更多的是教師主動(dòng)地“講授”本課程的知識(shí)，學(xué)生通過聽講、記筆記和做作業(yè)等形式被動(dòng)地“吸收”知識(shí)。但是本課程的很多相關(guān)知識(shí)其實(shí)在其他先期課程中學(xué)生已經(jīng)了解甚至學(xué)習(xí)過。通過課堂互動(dòng)的方式，啟發(fā)學(xué)生對(duì)已掌握知識(shí)的記憶，并將之遷移到本課程的學(xué)習(xí)中。如推導(dǎo)泵揚(yáng)程計(jì)算的過程中，可結(jié)合水力學(xué)或環(huán)境工程原理或化工原理中Bernoulli方程的相關(guān)內(nèi)容，從學(xué)生熟悉的參考平面的選取、能量衡算式的列出開始，進(jìn)行參數(shù)單位的換算以及等式在物理形式上的歸納、組合和變形等方面逐步引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)的遷移轉(zhuǎn)化，使學(xué)生可以加深對(duì)前后知識(shí)的融會(huì)貫通。

加強(qiáng)理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)，針對(duì)課堂難點(diǎn)內(nèi)容，通過已有教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)吸收。例如在講授離心泵特性曲線時(shí)，可以通過網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真動(dòng)畫形式，現(xiàn)場展示離心泵在不同條件下特性曲線的變化情況；同時(shí)，讓學(xué)生根據(jù)課堂上學(xué)到的知識(shí)，預(yù)先在課后設(shè)計(jì)好離心泵啟動(dòng)和特性曲線變化的實(shí)驗(yàn)方案，在配套的課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中將之實(shí)施并加以驗(yàn)證。這樣做不僅可以讓學(xué)生可以對(duì)所學(xué)知識(shí)有直觀感受，更可以貫徹“以結(jié)果為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心”的新理念。打破學(xué)生以教室課堂為學(xué)習(xí)知識(shí)場所的觀念，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，利用中國大學(xué)MOOC（慕課）、Bilibili等網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)，以輕松愉悅的方式從不同角度隨時(shí)隨地地思考和學(xué)習(xí)，自主把握對(duì)知識(shí)的掌握牢固程度。

（三）拓寬教學(xué)資源

“泵與泵站”是理論與實(shí)踐并重的專業(yè)課程。以往教學(xué)是利用學(xué)校的教學(xué)資源，講授理論知識(shí)，輔以本課程的實(shí)驗(yàn)。在新時(shí)期新的要求下，只有整合多方力量、拓寬教學(xué)資源，才能使學(xué)生在理論知識(shí)與工程實(shí)踐能力上更好地發(fā)展。工科類課程之間是相互聯(lián)系的，溝通先期各個(gè)課程間的相互作用，可以對(duì)本課程的教學(xué)起到事半功倍的效果。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是向?qū)W生直觀展示水處理構(gòu)筑物的重要途徑。通過實(shí)習(xí)工作，學(xué)生在本課程教學(xué)工作展開前，可以實(shí)地感受泵的外觀、安裝方式和運(yùn)行狀態(tài)，以及泵站的空間布置、附屬設(shè)施的種類及作用。這樣以后，學(xué)生在課堂教學(xué)中理解力自然也就得到加強(qiáng)了。

教育部高等學(xué)校給排水科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)每年會(huì)定期召開“泵與泵站”的教學(xué)研討會(huì)，專門針對(duì)本課程教學(xué)中存在的展開深入討論，同時(shí)各類分享相關(guān)的教學(xué)資源，為廣大同行搭建了非常好的溝通交流平臺(tái)。蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境工程系每年都會(huì)派出課程骨干教師參會(huì)學(xué)習(xí)，在交流中不斷汲取營養(yǎng)以提高自身的業(yè)務(wù)水平。與此同時(shí)，蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境工程系積極與蘇州市排水有限公司、蘇州新區(qū)自來水有限公司等單位，上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司、中衡設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司和悉地（蘇州）勘察設(shè)計(jì)顧問有限公司等設(shè)計(jì)院所，以及蘇州科特環(huán)保股份有限公司、蘇州科太環(huán)境技術(shù)有限公司等環(huán)保公司相互合作，在應(yīng)用實(shí)踐類課程中推動(dòng)校-企聯(lián)合，集中各自在教學(xué)、工藝設(shè)計(jì)研發(fā)和工程實(shí)踐等方面的優(yōu)勢(shì)。例如在講授泵站設(shè)計(jì)時(shí)，講授泵的選擇及泵站布置的一般要點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和工程案例，并根據(jù)環(huán)保公司對(duì)泵安裝、防腐和檢測指導(dǎo)學(xué)生，拓寬學(xué)生的眼界，從實(shí)踐的角度重新理解設(shè)計(jì)規(guī)范條例。同時(shí)，在課堂上輔以規(guī)范圖紙的臨摹、講解，使得學(xué)生對(duì)于圖紙規(guī)范性的把握有了初步的概念，大大降低了以往課程設(shè)計(jì)圖紙中出現(xiàn)的一般低級(jí)錯(cuò)誤。這樣一來，就從原先的“教”與“學(xué)”二維模式轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌摹敖獭薄皩W(xué)”與“用”三維模式。

（四）多元化教學(xué)評(píng)價(jià)

以往評(píng)價(jià)學(xué)生成績僅僅是考勤、課堂表現(xiàn)打分、作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)成績和期末考試成績，乘以權(quán)重后相加而得，評(píng)價(jià)并不全面。通過增設(shè)“小組討論”環(huán)節(jié)，通過對(duì)規(guī)范圖紙、泵設(shè)備學(xué)習(xí)討論的環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作、統(tǒng)籌管理、綜合思考和匯報(bào)演說的能力，引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)自身表現(xiàn)問題并改進(jìn)，對(duì)他們的表現(xiàn)打分，多維度地呈現(xiàn)學(xué)生的表現(xiàn)能力，更客觀地評(píng)價(jià)他們的表現(xiàn)，促進(jìn)達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，如表1所示。

表1 泵與泵站課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系

同時(shí)，通過加強(qiáng)與學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)、用人單位間的交流，結(jié)合工程認(rèn)證OBE理念，對(duì)本專業(yè)學(xué)生在思想政治教育要求、理論知識(shí)、發(fā)現(xiàn)分析解決復(fù)雜工程問題能力、溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的要求等方面，建立課程反饋評(píng)價(jià)機(jī)制，保障“泵與泵站”課程教學(xué)的不斷改進(jìn)。

三、課程改革成果

“泵與泵站”是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的方向限選課和給排水專業(yè)的核心專業(yè)課程。通過在教學(xué)中不斷改進(jìn)，收到了良好的教學(xué)效果。通過向?qū)W生解說本課程的目標(biāo)定位，結(jié)合當(dāng)前水污染防治的形勢(shì)和思想政治教育，使學(xué)生充分了解本課程對(duì)畢業(yè)能力達(dá)成所起到的支撐作用，發(fā)揮對(duì)學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，堅(jiān)定了學(xué)好本課程的決心。學(xué)生對(duì)課程的認(rèn)可度由實(shí)施前的71%提高到目前的97%，課堂參與度由64%提高到98%，愿意從事水污染治理行業(yè)的學(xué)生比例從40%提高到70%，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果穩(wěn)步改進(jìn)。

在“泵與泵站”課程教學(xué)中充分挖掘并融入思想政治教育元素，創(chuàng)新教育教學(xué)和評(píng)價(jià)方法，并借助學(xué)校和社會(huì)的各類資源，持續(xù)對(duì)“泵與泵站”課程的建設(shè)、知識(shí)構(gòu)架、教學(xué)組織及評(píng)價(jià)等進(jìn)行改進(jìn)，由此使學(xué)生更自主地發(fā)揮出學(xué)習(xí)的積極性，取得了良好的效果。