基于知識(shí)模塊化的水污染控制工程課堂教學(xué)模式改革

李寶 焦偉 朱凱

摘? 要：新時(shí)代對(duì)課堂教學(xué)提出更高要求，不僅要將知識(shí)、能力與素質(zhì)教育有機(jī)融合，還要使教學(xué)形式具備先進(jìn)性和互動(dòng)性。基于此，文章以水污染控制工程課程為例，在借鑒國(guó)外課堂教學(xué)模式和分析我國(guó)課堂教學(xué)問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)國(guó)情和課程特點(diǎn)，將理論知識(shí)模塊化，以知識(shí)模塊為單元，挖掘課程思政元素，重構(gòu)課堂教學(xué)過(guò)程，強(qiáng)化過(guò)程性考核，以形成思政視域下基于知識(shí)模塊化的“講課+輔導(dǎo)+現(xiàn)場(chǎng)”式課堂教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)課上講授和課上課下互動(dòng)討論的良性循環(huán)，為改革和創(chuàng)新我國(guó)高等學(xué)校課堂教學(xué)模式提供借鑒和支持。

關(guān)鍵詞：課程思政；知識(shí)模塊化；過(guò)程性評(píng)價(jià)；水污染控制工程

中圖分類號(hào)：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1673-7164（2023）26-0157-04

課堂教學(xué)是高等教育人才培養(yǎng)的主渠道，是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的主要環(huán)節(jié)，深化課堂教學(xué)改革，創(chuàng)新課堂教學(xué)模式是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵［1］。2016年12月，習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議中強(qiáng)調(diào)，要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人［2］。2019年10月，《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見》指出，要防止課堂出現(xiàn)單純知識(shí)傳遞，能力和素質(zhì)培養(yǎng)缺失的現(xiàn)象。新時(shí)代教育背景下，課堂教學(xué)要從滿堂灌的“單聲道”轉(zhuǎn)變?yōu)榛?dòng)式的“雙聲道”，要從“教師為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生為中心”，要從單純的知識(shí)傳遞，轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)、能力和素質(zhì)的全面培養(yǎng)，要從學(xué)習(xí)輸入評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)輸出評(píng)價(jià)。

水污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)最核心課程之一，內(nèi)容涉及物理、化學(xué)、工程學(xué)、水力學(xué)和微生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科，綜合性和應(yīng)用性較強(qiáng)，其課堂教學(xué)模式改革對(duì)保證課堂教學(xué)效果和提供專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要作用。近幾年，我國(guó)高校對(duì)如何提高水污染控制工程課程的課堂效果做過(guò)很多研究和嘗試，比如翻轉(zhuǎn)課堂和基于知識(shí)模塊化的課堂教學(xué)模式改革等，但大多高校目前只遵循以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式［3］，與新時(shí)代對(duì)課堂教學(xué)的要求存在一定距離。基于此，文章借鑒國(guó)外課堂教學(xué)模式，結(jié)合我國(guó)大學(xué)生教育現(xiàn)狀和水污染控制工程課程特點(diǎn)，在新時(shí)代教育理念下，構(gòu)建思政視域下基于知識(shí)模塊化的“講課+輔導(dǎo)+現(xiàn)場(chǎng)”式課堂教學(xué)模式，以期實(shí)現(xiàn)課程思政教育、專業(yè)知識(shí)傳遞和能力素質(zhì)培養(yǎng)在課堂教學(xué)中的深度融合，為我國(guó)高等學(xué)校課堂教學(xué)模式改革與創(chuàng)新提供借鑒和支持。

一、國(guó)外高校課堂教學(xué)模式簡(jiǎn)介

美國(guó)學(xué)者理查德·阿蘭茲（Richard Aranz）在《學(xué)會(huì)教學(xué)》一書中，將課堂教學(xué)模式分為兩大類型：即傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式（包括講授模式、直接教學(xué)模式、概念教學(xué)模式）和現(xiàn)代的以學(xué)生為中心的教學(xué)模式（包括合作學(xué)習(xí)模式、基于問題的學(xué)習(xí)模式、課堂討論模式），傳統(tǒng)教學(xué)模式以知識(shí)學(xué)習(xí)為教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自覺性較低，在培養(yǎng)學(xué)生個(gè)性和能力方面稍顯不足，現(xiàn)代教學(xué)模式不但要求學(xué)生成為知識(shí)的接受者，還要成為知識(shí)的探索者和創(chuàng)造者［4］。美國(guó)大學(xué)課堂多是以學(xué)生成長(zhǎng)為中心的研究性、討論式課堂教學(xué)模式，學(xué)生從大一開始即參加各種討論課，學(xué)生和教師就某一熱門話題進(jìn)行交流，這種教學(xué)模式使教師不再是信息的傳遞者，不再在意學(xué)生獲取多少知識(shí)，而是更加關(guān)注學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和進(jìn)行思考的能力［5］。澳大利亞格里菲斯大學(xué)授課方式為“講座+輔導(dǎo)課”模式，每門課程先將知識(shí)進(jìn)行模塊化，針對(duì)知識(shí)模塊進(jìn)行講座式教學(xué)，學(xué)生將在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問題在輔導(dǎo)課上同老師進(jìn)行交流，這種課堂教學(xué)模式更利于學(xué)生的拔尖和個(gè)性化發(fā)展［6］。法國(guó)等歐洲高校強(qiáng)調(diào)多學(xué)科教育與專業(yè)教育相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生多元化發(fā)展與個(gè)體差異性，課堂教學(xué)模式靈活、自由、寬松，學(xué)生學(xué)習(xí)的目的不只是就業(yè)需要，更是能力和興趣需要［7］?？傊?，國(guó)外高校課堂教學(xué)相對(duì)活躍，形式多種多樣，其在教學(xué)與教研等方面的很多先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒。

二、我國(guó)水污染控制工程課堂教學(xué)現(xiàn)狀及問題

水污染控制工程是實(shí)踐性非常強(qiáng)的一門課程，許多知識(shí)點(diǎn)需要實(shí)際工程的輔助來(lái)加深認(rèn)識(shí)和理解，然而，目前我國(guó)大多數(shù)高校教授該門課程采用的仍然是傳統(tǒng)的以“教師為主體”的課堂教學(xué)模式，學(xué)生先通過(guò)64學(xué)時(shí)的理論學(xué)習(xí)，再配2周的課程設(shè)計(jì)來(lái)加深理解，學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，對(duì)實(shí)際污水處理廠的構(gòu)筑物、泵站、環(huán)保設(shè)備、運(yùn)營(yíng)管理等知之甚少，這種以理論教學(xué)為主導(dǎo)，理論知識(shí)與實(shí)踐脫節(jié)的教學(xué)模式不利于我國(guó)實(shí)現(xiàn)環(huán)保應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。我國(guó)大學(xué)課堂大多以多媒體教學(xué)為主要形式，教師照著多媒體講，學(xué)生對(duì)著多媒體學(xué)，授課方式相對(duì)單一，課堂氛圍比較乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)效果較差［8］。學(xué)生在過(guò)往“填鴨式”教學(xué)模式下，已養(yǎng)成被動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，大學(xué)課堂討論課亦是流于形式，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力不足。水污染控制工程的課程評(píng)價(jià)方式也比較單一，大部分高校采用的是20%—30%平時(shí)成績(jī)+70%—80%期末考試成績(jī)的方式，平時(shí)成績(jī)由考勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)等幾部分構(gòu)成，學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)效果僅反映在作業(yè)上，不僅效果體現(xiàn)不充分，而且也難量化，沒有從根本上改變“一考定乾坤”的局面，這種評(píng)價(jià)方式無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，不符合新時(shí)代課程“三性一度”要求和強(qiáng)化過(guò)程考核的新目標(biāo)［9］。

三、水污染控制工程課堂教學(xué)模式改革

（一）改革目標(biāo)

布魯姆分類學(xué)將學(xué)習(xí)分成記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造六個(gè)階段，傳統(tǒng)教學(xué)主要通過(guò)教師講授和課后復(fù)習(xí)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用［10］。新時(shí)代對(duì)課程教學(xué)提出更高要求，不僅要實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力與素質(zhì)的有機(jī)融合，還要在教學(xué)形式上具有先進(jìn)性和互動(dòng)性。

實(shí)現(xiàn)課程思政教育、專業(yè)知識(shí)傳遞和能力素質(zhì)培養(yǎng)在課堂教學(xué)中的深度融合，是新時(shí)代背景下創(chuàng)新課堂教學(xué)模式的必然要求。傳統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)程包括課堂講授、課后復(fù)習(xí)、課外作業(yè)和復(fù)習(xí)考試四個(gè)部分，以教師單方面?zhèn)魇谥R(shí)為主，師生互動(dòng)較少，學(xué)生學(xué)習(xí)自主性較差。根據(jù)我國(guó)學(xué)生更適應(yīng)被動(dòng)學(xué)習(xí)方式這一現(xiàn)狀，教師需提前劃定學(xué)習(xí)小組，布置互動(dòng)討論題目，增加現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生構(gòu)筑物設(shè)計(jì)和圖紙繪制能力，進(jìn)一步增加師生課上課下互動(dòng)比例，重構(gòu)學(xué)習(xí)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳遞、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造的有機(jī)統(tǒng)一。新時(shí)代教育理念下水污染控制工程課堂教學(xué)模式改革目標(biāo)如圖1所示。

（二）強(qiáng)化課程思政建設(shè)

環(huán)境工程畢業(yè)生一般都奮斗在國(guó)家環(huán)保事業(yè)一線，在專業(yè)課日常教學(xué)中融入思政教育，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)具有重要意義。水污染控制工程在環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)課中具有舉足輕重的地位，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生除應(yīng)具備水污染控制工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開發(fā)和運(yùn)行管理的能力外，還應(yīng)具有較高的職業(yè)素養(yǎng)、正確的職業(yè)道德觀和良好的職業(yè)行為習(xí)慣。水污染控制工程課程知識(shí)面廣、內(nèi)容繁多，課程中蘊(yùn)含著科技興國(guó)和國(guó)計(jì)民生等豐富的思想政治教育資源。基于此，在課程思政理念下開展課堂教學(xué)模式改革，應(yīng)分別從家國(guó)情懷、科學(xué)素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)合作、反思意識(shí)和職業(yè)素養(yǎng)五個(gè)方面挖掘課程思政元素，內(nèi)容涉及國(guó)家認(rèn)同、國(guó)情認(rèn)知、文化傳承、理想信念、法制意識(shí)、科學(xué)求真、勇于探索、設(shè)計(jì)思辨、奉獻(xiàn)精神、組織領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)習(xí)反思、敬業(yè)精神、職業(yè)誠(chéng)信和終身學(xué)習(xí)十四個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)水污染控制工程理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)與思政教育的同向同行。通過(guò)課程思政建設(shè)，強(qiáng)化學(xué)生家國(guó)情懷和科學(xué)與工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和追求精益求精的大國(guó)工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

（三）理論知識(shí)模塊化

學(xué)科和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，使學(xué)生接觸的知識(shí)面越來(lái)越廣，相應(yīng)每門課程的信息量也越來(lái)越大，教學(xué)學(xué)時(shí)卻在不斷減少，將專業(yè)知識(shí)進(jìn)行模塊化教學(xué)勢(shì)在必行。水污染控制工程理論知識(shí)包括水污染控制的基本概念、原理、方法和技術(shù)等，內(nèi)容復(fù)雜、知識(shí)覆蓋面大，但專業(yè)知識(shí)點(diǎn)均圍繞污水處理工藝這條主線進(jìn)行。沿著污水處理工藝這條線將水污染控制工程理論知識(shí)分成緒論（污水水質(zhì)）、物理處理（一級(jí)處理）、生物處理（二級(jí)處理）、化學(xué)及物理化學(xué)處理（三級(jí)處理）、污泥處理與處置（輔助處理）五大模塊，以模塊為單元單獨(dú)授課，并進(jìn)行單元總結(jié)、單元測(cè)試和單元現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)，形成基于知識(shí)模塊化的課堂教學(xué)模式。此外，根據(jù)單元專業(yè)知識(shí)和教師相關(guān)研究方向配備不同教學(xué)團(tuán)隊(duì)，更利于補(bǔ)充水處理領(lǐng)域最新知識(shí)和相關(guān)技術(shù)，進(jìn)一步提高課堂教學(xué)效果和育人水平。

（四）“講課+輔導(dǎo)+現(xiàn)場(chǎng)”式課堂教學(xué)模式

水污染控制工程課程體系包括污染控制理論、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐實(shí)訓(xùn)等，各環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)、相互促進(jìn)，共同實(shí)現(xiàn)工程實(shí)踐應(yīng)用的教學(xué)目標(biāo)。由圖2可見，新授課模式同傳統(tǒng)授課模式相比，水污染控制工程將64學(xué)時(shí)的課堂理論教學(xué)分成44學(xué)時(shí)的理論教學(xué)、4學(xué)時(shí)的污水處理廠現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)和16學(xué)時(shí)的討論與單元試題講解教學(xué)。為避免討論課上學(xué)生缺乏主動(dòng)性，在課堂講授前后，教師分別給學(xué)生布置課前預(yù)習(xí)題和課后討論題，并融入相應(yīng)思政元素，讓學(xué)生以小組形式在課下研討，待每個(gè)模塊單元課堂講授和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)結(jié)束后，師生針對(duì)提前布置的討論題、學(xué)生自身感興趣的問題和單元測(cè)試時(shí)出錯(cuò)率較高的題目等在輔導(dǎo)討論課上進(jìn)行互動(dòng)交流，形成基于知識(shí)模塊化的“講課+輔導(dǎo)+現(xiàn)場(chǎng)”式授課模式，提高課堂教學(xué)效果。在新授課模式下，學(xué)生課下除進(jìn)行期末考試復(fù)習(xí)外，還要完成3個(gè)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)、2—3個(gè)實(shí)際污水處理廠圖紙?jiān)O(shè)計(jì)以及各單元測(cè)試的復(fù)習(xí)討論等，進(jìn)一步強(qiáng)化過(guò)程性學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng)。

（五）多元化過(guò)程性考核體系

傳統(tǒng)的單一卷面考試模式已不適應(yīng)新時(shí)代教育背景下學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的要求。新的教學(xué)模式下，水污染控制工程采用小組課堂討論展示、構(gòu)筑物單體設(shè)計(jì)、實(shí)際污水處理廠實(shí)踐教學(xué)及圖紙描繪等以知識(shí)輸出為主的考核模式，總結(jié)性試卷考試成績(jī)占比不超過(guò)40%，全方位、多元化的過(guò)程性課程考核體系見圖3。授課過(guò)程中，每個(gè)知識(shí)單元結(jié)束后，根據(jù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況、課堂出勤情況、課上小組討論展示情況、章節(jié)測(cè)驗(yàn)情況等進(jìn)行綜合分析并給予成績(jī)，占比30%。實(shí)踐教學(xué)方面，學(xué)生除要完成污水處理構(gòu)筑物格柵、沉淀池和曝氣池的設(shè)計(jì)外，還應(yīng)撰寫污水處理廠實(shí)踐報(bào)告以及參考實(shí)際污水處理廠圖紙完成2—3個(gè)構(gòu)筑物的描圖繪圖工作，成績(jī)占比30%。另外，試卷考試題目應(yīng)以簡(jiǎn)答、計(jì)算、思考、設(shè)計(jì)等主觀題為主，實(shí)現(xiàn)半開卷或開卷考試模式。構(gòu)建全方位多元化過(guò)程性考核體系，強(qiáng)化過(guò)程性考核，助推課堂教學(xué)模式的改革和高效實(shí)施。

四、結(jié)語(yǔ)

新時(shí)代對(duì)課堂教學(xué)提出更高要求，大學(xué)課堂教學(xué)模式改革勢(shì)在必行。水污染控制工程是環(huán)境類專業(yè)最核心的課程之一，對(duì)學(xué)生的知識(shí)獲取、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造具有重要影響。以水處理知識(shí)模塊為單元，強(qiáng)化課程思政建設(shè)，增加學(xué)生課上課下討論比例，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)及過(guò)程性考核，讓學(xué)生之間的互問互學(xué)、小組討論、演講辯論以及師生之間的互動(dòng)交流成為常態(tài)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和增進(jìn)師生感情，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)與價(jià)值引領(lǐng)的和諧統(tǒng)一，為培育有堅(jiān)定的政治立場(chǎng)、正確的價(jià)值觀和扎實(shí)的水處理專業(yè)技能的應(yīng)用型環(huán)保人才提供支撐和保障。

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（責(zé)任編輯：淳潔）