基于OBE理念的水污染控制工程課程教學(xué)改革初探

張迎明 ， 吳朕君

(河南工業(yè)大學(xué) 環(huán)境工程學(xué)院 ， 河南 鄭州 450001)

OBE(Outcome Based Education)理念是工科專業(yè)認(rèn)證的核心理念，包括兩方面的思想，第一是強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，面向全體學(xué)生，以學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)；第二是強(qiáng)調(diào)合理的教學(xué)評(píng)價(jià)與質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)，課程要求具備合理的評(píng)價(jià)措施，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以考核學(xué)生學(xué)習(xí)目的是否達(dá)成，并且通過評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)后續(xù)的教學(xué)和學(xué)習(xí)過程進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。水污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)核心主干課程之一，由水污染控制工程、水處理技術(shù)實(shí)驗(yàn)、水污染控制工程課程設(shè)計(jì)等方面內(nèi)容組成，為了貫徹OBE教學(xué)理念，提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，培養(yǎng)符合本專業(yè)畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)的學(xué)生，本課程在教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，明確課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，細(xì)化課程的授課措施及評(píng)價(jià)措施，體現(xiàn)了以學(xué)生產(chǎn)出為導(dǎo)向和質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)的思想。

1 明確課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐情況

根據(jù)OBE教學(xué)理念，在培養(yǎng)方案和課程體系確立過程中，采用反向設(shè)計(jì)和正向?qū)嵤┑姆椒ǎㄟ^教師研討、畢業(yè)生反饋、用人單位反饋和專家論證等多種形式，確定了我校環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)方案和畢業(yè)要求。

培養(yǎng)方案和課程體系制定過程見圖1。

圖1 OBE理念應(yīng)用于教學(xué)過程

在水污染控制工程教學(xué)過程設(shè)計(jì)中，針對(duì)畢業(yè)要求中解決復(fù)雜環(huán)境工程問題的專業(yè)知識(shí)、基本能力和基本素質(zhì)進(jìn)行了具體要求，經(jīng)過課程組老師的研討，制定了課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，課程目標(biāo)與對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)見表1。

表1 水污染控制工程課程目標(biāo)及對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求

2 細(xì)化課程的授課措施和評(píng)價(jià)措施

根據(jù)畢業(yè)要求中對(duì)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)的要求，確立本課程的課程目標(biāo)后，課程的授課和學(xué)習(xí)方法也采取了多種方式。以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心，以學(xué)生產(chǎn)出為導(dǎo)向，改進(jìn)了教學(xué)方法，采用案例學(xué)習(xí)、專題討論、探究式學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等方式，提高學(xué)生掌握知識(shí)和能力的水平。以第4章活性污泥法為例作具體介紹，首先確定了本章的教學(xué)知識(shí)目標(biāo)為掌握活性污泥法的基本概念，活性污泥法的基本工藝流程，活性污泥法工藝的類型，教學(xué)能力目標(biāo)為掌握活性污泥法的設(shè)計(jì)計(jì)算，活性污泥法運(yùn)行與管理。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生良好的工程倫理道德，分別對(duì)應(yīng)于畢業(yè)要求1、畢業(yè)要求3和畢業(yè)要求8，將課程目標(biāo)細(xì)化為知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)，同時(shí)制定切實(shí)有效的達(dá)成途徑和評(píng)價(jià)措施，為保障學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量提供有效支撐，細(xì)化的學(xué)習(xí)內(nèi)容與達(dá)成途徑、評(píng)價(jià)措施見表2。

表2 活性污泥法學(xué)習(xí)內(nèi)容的達(dá)成途徑及評(píng)價(jià)措施

能力目標(biāo)1是本章的教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜環(huán)境工程問題的能力，通過理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)加強(qiáng)，切實(shí)達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。理論教學(xué)過程中通過生活污水處理廠的設(shè)計(jì)例題，使學(xué)生了解污水處理廠生物處理單元的關(guān)鍵參數(shù)與計(jì)算公式，并通過作業(yè)的方式加深學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在水處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，開始了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)裝置尺寸確定處理的水量、曝氣量、處理水的濃度、配水的濃度等。從實(shí)驗(yàn)初始階段的馴化，到實(shí)驗(yàn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，從實(shí)驗(yàn)運(yùn)行參數(shù)的確定到水質(zhì)分析、觀察微生物、出水達(dá)標(biāo)整個(gè)過程中，使學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)完整的啟動(dòng)運(yùn)行過程，進(jìn)一步鞏固理論課中活性污泥法的基本原理、基本運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)一步掌握參數(shù)測定方法和原理，初步了解工程啟動(dòng)運(yùn)行的基本過程，提高學(xué)生工程應(yīng)用能力。學(xué)生分組撰寫運(yùn)行報(bào)告，并對(duì)運(yùn)行過程中的問題進(jìn)行討論交流，有效地培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜水污染工程問題的思維方式和實(shí)踐能力。

在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，采用活性污泥法處理城市生活污水，每班設(shè)置不同的主體工藝類型，每位同學(xué)設(shè)置不同的處理水量，學(xué)生可以根據(jù)規(guī)范和手冊(cè)選用可行的計(jì)算公式和參數(shù)，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行初步的設(shè)備選型，加深學(xué)生對(duì)處理原理和關(guān)鍵參數(shù)的理解，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)計(jì)算能力。同時(shí)通過解析實(shí)際生活污水處理廠的規(guī)模、運(yùn)行工藝與處理構(gòu)筑物，讓學(xué)生了解和熟悉實(shí)際污水處理廠的設(shè)計(jì)程序，以及從原水進(jìn)水到出水達(dá)標(biāo)排放各處理構(gòu)筑物之間的關(guān)系，加深理論認(rèn)知的同時(shí)，提高學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的工程意義的理解。

3 學(xué)生學(xué)習(xí)成果達(dá)成評(píng)價(jià)與持續(xù)改進(jìn)

OBE教學(xué)理念要求教學(xué)要有合理的評(píng)價(jià)方式，通過對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的合理評(píng)價(jià)和總結(jié)，得到教學(xué)過程中存在的問題，并在后序的教學(xué)過程中進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。為了有效評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)和能力的達(dá)成情況，水污染控制工程教學(xué)過程中采用多種方式考查學(xué)生的達(dá)成情況，仍以第4章活性污泥法的教學(xué)為例，通過作業(yè)、試卷、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課程設(shè)計(jì)計(jì)算書等，通過每項(xiàng)成果成績，以10分為滿分計(jì)算折合得到評(píng)價(jià)結(jié)果，各項(xiàng)知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)結(jié)果如表3所示。

由表3的數(shù)據(jù)平均計(jì)算得到每項(xiàng)知識(shí)目標(biāo)與能力目標(biāo)的結(jié)果。

表3 活性污泥法學(xué)習(xí)內(nèi)容達(dá)成情況

各項(xiàng)知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)1達(dá)成預(yù)期值，達(dá)成情況良好，能力目標(biāo)2雖然未達(dá)到預(yù)期值，但目標(biāo)值仍高于6.0。通過達(dá)成情況分析表，可以知道提高能力目標(biāo)2是今后教學(xué)過程中持續(xù)改進(jìn)的重點(diǎn)。教師可以通過研討的方式提出改進(jìn)措施，并加以實(shí)施。

為了評(píng)價(jià)試卷考核的合理性，對(duì)試題難度、分布情況及成績情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，試卷容易題占70%，試卷綜合題占30%，平均成績?yōu)?6.9，稍偏難，但達(dá)到預(yù)期成績；考核內(nèi)容符合大綱要求，題型多樣，基本覆蓋大綱要求內(nèi)容；課程成績偏態(tài)值為-0.28，基本符合正態(tài)分布，區(qū)分度 0.44，區(qū)分能力強(qiáng)；效度為 0.39，效度較好。試卷成績基本合理，不同的樣本成績變化與試卷難度變化較匹配。

4 結(jié)束語

水污染控制工程理論課學(xué)時(shí)有限，在較短時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生熟練掌握污水處理各種原理，要求學(xué)生投入大量課外的時(shí)間和精力。授課中如果采用研討式教學(xué)方式，對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力要求較高，只有確保學(xué)生課前認(rèn)真預(yù)習(xí)，同時(shí)多閱讀相關(guān)參考書籍，才能在研討課上取得較好的效果。因此，確立學(xué)生學(xué)習(xí)主體意識(shí)，進(jìn)一步貫徹OBE教學(xué)理念，加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和探究性是今后努力的方向。