平巍 陳書鴻 楊琳 全欣宇

摘要：《水質(zhì)工程學(xué)》是給排水科學(xué)與工程專業(yè)的主干課程之一，具有內(nèi)容多、學(xué)科交叉復(fù)雜、工程應(yīng)用型強的特點。為強化課程的實施對于能力提升的針對性，本文采用OBE成果導(dǎo)向教育理念，分別就課程內(nèi)容重構(gòu)，教學(xué)方法的改進，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)和課程成績評定的優(yōu)化進行了探討，有助在課程實施過程中貫徹于OBE成果導(dǎo)向教育理念。

關(guān)鍵詞：成果導(dǎo)向教育理念;水質(zhì)工程學(xué);教學(xué)方法

成果導(dǎo)向（Outcomes Based Education，縮寫為OBE）是一種"圍繞實現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果”的教育理念。其主要內(nèi)涵是：視學(xué)習(xí)產(chǎn)出為一項重要的質(zhì)量準(zhǔn)則，一切教育活動、教育過程和課程設(shè)置都是以預(yù)期的學(xué)習(xí)成果為中心延伸開來的。相較傳統(tǒng)的知識導(dǎo)向教育理念相比，OBE教育具有學(xué)生中心、產(chǎn)出中心和持續(xù)改進三個基本理念，因此，在工程教育領(lǐng)域引入成果導(dǎo)向教育理念具有非常重要的現(xiàn)實意義。

《水質(zhì)工程學(xué)》是給排水科學(xué)與工程專業(yè)的主干課程之一，其主要目標(biāo)是讓學(xué)生能系統(tǒng)地掌握給水排水水質(zhì)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)以及各種水處理工藝的原理及其應(yīng)用。具有涵蓋面寬、學(xué)科交叉內(nèi)容多、工程應(yīng)用性強等特點。在實際教學(xué)過程中，由于課程理論課時相對較長，知識點散亂，主線不清晰，同時實踐教學(xué)相對薄弱，學(xué)生對該課程的掌握難以達到現(xiàn)代工程教育的要求。

本文基于OBE成果導(dǎo)向教育理念，分別從該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)三個方面對教學(xué)方法和手段進行了教學(xué)改革探索，明確教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，切實提升課程對學(xué)生綜合能力的提升。

1 OBE理念下課程教學(xué)改革

1.1 教學(xué)內(nèi)容改革

OBE教育理念強調(diào)知識整合而不是割裂。目前《水質(zhì)工程學(xué)》教學(xué)內(nèi)容主要參考《水質(zhì)工程學(xué)》（李圭白、張杰主編;中國建筑工業(yè)出版社），內(nèi)容涉及大量物理、化學(xué)、生物、土建等多學(xué)科領(lǐng)域的知識，知識點繁多，各章節(jié)之間關(guān)聯(lián)性不強，不利于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中整體把握，更難以將知識點串聯(lián)起來轉(zhuǎn)化為工程實踐能力。此外，傳統(tǒng)的水處理單元構(gòu)筑物教學(xué)內(nèi)容的是按先理論性知識，后實踐性知識的順序組織的，在教學(xué)過程，教師首先講授理論性知識，脫離了實踐應(yīng)用，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中目的性不強，甚至不清楚為什么要學(xué)習(xí)這些知識點，因而缺乏學(xué)習(xí)目標(biāo)和驅(qū)動力，覺得空洞而枯燥。而在學(xué)習(xí)實踐性知識的時候又覺得理論知識與實踐聯(lián)系性不強，導(dǎo)致學(xué)習(xí)脫節(jié)。

按高等學(xué)校給水排水工程專業(yè)指導(dǎo)委員會指導(dǎo)意見，專業(yè)課程的課時量縮減已成必然的趨勢。按照OBE教育理念，以學(xué)生應(yīng)掌握的能力（知識）體系出發(fā)反向出發(fā)設(shè)計課程體系，因此，對課程的教學(xué)內(nèi)容進行重構(gòu)已成必然趨勢。具體到水質(zhì)工程學(xué)課程，應(yīng)把握給水處理、廢水處理工藝技術(shù)為兩條主線，按照學(xué)生在兩條主線學(xué)習(xí)過程中應(yīng)掌握的知識內(nèi)容和能力要求，串聯(lián)課程的知識點，構(gòu)建以能力產(chǎn)出為目標(biāo)的課程知識體系，保障每個知識點與能力的產(chǎn)出構(gòu)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠成潢P(guān)系，再此基礎(chǔ)上，每個知識點按目標(biāo)-應(yīng)用-理論-實踐-目標(biāo)的教學(xué)次序重新進行整合，貫穿OBE能力本位的理念，由目標(biāo)出發(fā)，最終回歸到目標(biāo)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，能夠更清楚地明確學(xué)習(xí)的目標(biāo)，并時刻對照學(xué)習(xí)的達成度，有利于學(xué)生整體把握課程，并提升自我學(xué)習(xí)的目的性和積極性。

1.2 教學(xué)方法改革

OBE教學(xué)理念提倡由目標(biāo)出發(fā)，教學(xué)的主體使學(xué)生而非教師。因此，在教學(xué)過程中應(yīng)該思考學(xué)生能力提升了多少，而不是教師教了什么。傳統(tǒng)的課堂完全以教師為主導(dǎo)，以教學(xué)進程為主線，由知識到知識，教學(xué)工程封閉，極大地限制了學(xué)生自我完善的空間。因此，在實際教學(xué)過程中，應(yīng)該明確主線，突出重點。在課程講授整體上突出，目標(biāo)-原理-應(yīng)用這個大框架。具體到整個課程的實施，可遵循雜質(zhì)-水中的雜質(zhì)-水處理工藝-單元處理這條主線，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中明確特定的工藝流程的功能特征，其構(gòu)成每個單元構(gòu)筑物對應(yīng)去除的污染對象是什么;在講授特定處理單元的時候，建立起目標(biāo)-構(gòu)筑物-原理-設(shè)計-運行這條主線，首先應(yīng)確立構(gòu)筑物的作用，其主要是去除什么雜質(zhì)，再以此為線索分析構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)和分類，讓學(xué)生明白單元處理構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)特點的同時，掌握構(gòu)筑物的運作機理。以上兩個環(huán)節(jié)內(nèi)容比較直觀，不涉及到復(fù)雜枯燥的原理，學(xué)生普遍容易掌握。在探討構(gòu)筑物工作過程中，引出原理，由淺及深順其自然，在目標(biāo)明確的前提下，學(xué)生始終有明白學(xué)習(xí)的大前提，目標(biāo)明確，更容易接受。最后，在掌握原理的基礎(chǔ)上，再回到實際應(yīng)用上，講解構(gòu)筑物的設(shè)計和實際工程中如何運行，在講解應(yīng)用性知識過程中不斷穿插學(xué)習(xí)過的理論知識，以思考題、課堂提問不斷將理論與實際進行聯(lián)系，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，有利于學(xué)生融會貫通，全面系統(tǒng)的把握理論知識和實踐技能。

此外，為了讓學(xué)生更好地理論聯(lián)系實際，在教學(xué)過程應(yīng)充分利用多媒體教學(xué)。仿真圖片、動畫、構(gòu)筑物模型較傳統(tǒng)的文字和靜態(tài)圖片更直觀，有助于學(xué)生更直觀地了解構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)和工作原理，能極大夠提高教學(xué)的效率。

1.3 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革

水質(zhì)工程學(xué)實踐環(huán)節(jié)包括課內(nèi)實驗、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)等內(nèi)容。目前課程的實踐體系還存在針對性不強，實踐環(huán)節(jié)薄弱的問題，主要體現(xiàn)在課內(nèi)實驗形式單一，大部分為驗證性實驗，缺乏開放性和綜合性試驗;課程設(shè)計針對性不強，成果同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重;生產(chǎn)實習(xí)因經(jīng)費、水廠的管理規(guī)定、安全等問題往往達不到預(yù)期的目標(biāo)。針對目前現(xiàn)狀，按照OBE教育理念的要求，分別作以下改進：

（1）課內(nèi)實驗。根據(jù)水質(zhì)工程學(xué)的課程特點，課內(nèi)實驗環(huán)節(jié)按演示實驗、驗證實驗和綜合性實驗三個層次構(gòu)建。演示實驗主要是通過教師通過教學(xué)模型講解水處理工藝或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)，主要是讓學(xué)生更直觀地了解水處理工藝流程的組成及復(fù)雜構(gòu)筑物的形式，條件允許的情況下，可將構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)的理論課程內(nèi)容完全以演示實驗的形式來實現(xiàn)。驗證實驗主要是驗證重要的理論，讓學(xué)生更好地掌握理論知識并充分內(nèi)化，目前《水質(zhì)工程學(xué)》課內(nèi)實驗大部分屬于這一類。為充分貫徹OBE教學(xué)理念，在實驗設(shè)計時應(yīng)充分考慮實驗提升學(xué)生哪方面的能力，對實驗項目進行優(yōu)化。以自由沉淀實驗為例，傳統(tǒng)的自由沉淀實驗主要實驗內(nèi)容是測定自由沉淀曲線，然而部分學(xué)生在做完試驗后，并不清楚實驗的真正目的是什么，不清楚為什么要安排這個實驗，更不明白實驗的結(jié)果對工程實踐應(yīng)用有何意義。因此在實驗講解中，應(yīng)該穿插自由沉淀基礎(chǔ)理論的部分知識，重點讓學(xué)生明白截留速度與水力負(fù)荷之間的關(guān)系，以及其對沉淀池的設(shè)計有何重要的工程意義，然后，再分析截留速度與沉淀高度和沉淀時間的關(guān)系，明確我們要驗證的主要知識點，最后過渡到實驗操作方法，如此，學(xué)生從目標(biāo)入手，帶著問題進行理論分析和實驗操作，由此提高學(xué)生的參與感。綜合性試驗是考察學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力和實踐動手能力，由指導(dǎo)教師提出實驗任務(wù)，給定實驗器材，讓學(xué)生設(shè)計實驗，最后操作驗證，由此提升學(xué)生思考問題、分析問題、解決問題的綜合能力。

（2）課程設(shè)計。《水質(zhì)工程學(xué)》課程設(shè)計是由教師給定設(shè)計任務(wù)，提出設(shè)計要求，并集中指導(dǎo)學(xué)生，由學(xué)生獨立完成工程設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)。為避免設(shè)計針對性不強，成果同質(zhì)化的問題，教師在思考設(shè)計題目是應(yīng)考慮目前主要的水質(zhì)問題，給定的水質(zhì)參數(shù)應(yīng)合理，學(xué)生能夠選擇的工藝類型應(yīng)該是主流的和前沿的工藝類型。在指導(dǎo)過程中，應(yīng)做到集中和分散相結(jié)合，集中討論共性的問題，如設(shè)計規(guī)范、工藝選擇原則、設(shè)計參數(shù)的選定，圖紙繪制等;分散則針對每個題目不同的水質(zhì)特性，不同的處理要求分別予以分析。指導(dǎo)過程應(yīng)是啟發(fā)式的，根據(jù)題目的要求，輔助學(xué)生分析原水水質(zhì)和處理要求，并確定主要目標(biāo)污染物，選擇針對性的處理單元，比選工藝流程，最終確定。指導(dǎo)過程不得給學(xué)生指定具體的工藝。在課程設(shè)計過程中，可提供一些優(yōu)秀的設(shè)計案例，供學(xué)生參考，避免設(shè)計成果規(guī)范性不強，同時，也能提高學(xué)生的見識。

（3）生產(chǎn)實習(xí)。生產(chǎn)實習(xí)是學(xué)生距離崗位最近的學(xué)習(xí)過程。通過加強與地方自來水廠、污水處理廠的交流合作，建立實習(xí)實訓(xùn)產(chǎn)學(xué)研基地，從而提供更多的機會讓學(xué)生動手實踐。同時，因水廠的安全問題和管理規(guī)定，在實際生產(chǎn)實習(xí)過程中，學(xué)生動手的機會不多，因此，可適當(dāng)開發(fā)仿真實訓(xùn)、校內(nèi)實訓(xùn)基地作為補充和銜接，在水廠主要學(xué)習(xí)管理經(jīng)驗、工作程序，提升學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和虛心包容的學(xué)習(xí)態(tài)度;在實訓(xùn)基地和仿真平臺上更多地學(xué)習(xí)掌握水廠的操作技巧和事故處理處置方式。

1.4 成績評定環(huán)節(jié)改革

OBE教學(xué)理念以能力產(chǎn)出為主導(dǎo)，強調(diào)個性化評定。即：根據(jù)每個學(xué)生的個體差異，指定個性化的評定等級，并適時進行評定，根據(jù)評定結(jié)果掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，對教學(xué)行為進行及時修正。因此，課程的成績評定應(yīng)充分反映學(xué)生對理論知識和實踐技能的全面掌握和提升上。刺猬，成績評定也是OBE教學(xué)理念中最終目標(biāo)達成度和教學(xué)體系持續(xù)改進的依據(jù)。結(jié)合水質(zhì)工程學(xué)課程特點，擬將學(xué)生綜合成績分為能力提升環(huán)節(jié)和理論知識環(huán)節(jié)，其分值權(quán)重應(yīng)按照學(xué)生的特點靈活浮動，杜絕一刀切的評價方式。其中能力提升環(huán)節(jié)依據(jù)單元構(gòu)筑物的設(shè)計、水質(zhì)測定、單元構(gòu)筑物工況測定、綜合實驗設(shè)計等多個方面的能力評定。理論知識環(huán)節(jié)可以通過課程單元思考題、案例剖析、課堂討論、隨堂測驗和期末考試來體現(xiàn)。兩個環(huán)節(jié)的內(nèi)容應(yīng)有一定的可選性，學(xué)生可以依據(jù)自身的特點，結(jié)合自身的能力提升目標(biāo)，來選擇評價單元，由此極大提升課程對于學(xué)生個性化的寬容度，這與OBE的理念是完全一致的。此外，在課程實施過程中，應(yīng)經(jīng)常對照課程計劃與執(zhí)行的偏差，及時了解學(xué)生的能力提升情況，客觀評價課程實施的階段性能力提升達成度，作為課程持續(xù)改進的依據(jù)，形成“計劃（Plan）-執(zhí)行（Do）-檢查（Check）-處理（Action）”的“PDCA”良性閉合循環(huán)。

2 結(jié)語

貫徹OBE教學(xué)理念，有利于明晰課程預(yù)期產(chǎn)出能力與知識的對應(yīng)關(guān)系，明確學(xué)習(xí)的主線，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，同時改進的教學(xué)方法有助于學(xué)生有目標(biāo)出發(fā)參與教學(xué)過程，進而激發(fā)學(xué)生自身的學(xué)習(xí)能力，縮減知識與能力之間的轉(zhuǎn)化過程，對于專業(yè)工程技術(shù)人才的培養(yǎng)具有重要的意義。

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基金項目：重慶三峽學(xué)院校級教改項目，編號三峽學(xué)院教[2017]189號。