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        新工科背景下水質(zhì)工程學(xué)課程教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐

        2021-11-30 17:30:59趙志偉李莉向平古勵(lì)蔣琰曹知平曾潔蔣紹階
        高等建筑教育 2021年5期
        關(guān)鍵詞:教學(xué)改革課堂教學(xué)

        趙志偉 李莉 向平 古勵(lì) 蔣琰 曹知平 曾潔 蔣紹階

        摘要:新工科建設(shè)對(duì)專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了全新的挑戰(zhàn)。水質(zhì)工程學(xué)作為給排水科學(xué)與工程專業(yè)的傳統(tǒng)核心主干課程,理論性和實(shí)踐性并重,涉及的專業(yè)知識(shí)廣泛、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn),需要聚焦新工科內(nèi)涵和國(guó)家重大需求改革創(chuàng)新課程。針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題,本著以學(xué)生為中心,圍繞“知識(shí)探索、能力建設(shè)、價(jià)值引領(lǐng)”設(shè)計(jì)的多層次教學(xué)目標(biāo),根據(jù)行業(yè)最新發(fā)展更新教學(xué)內(nèi)容,多維教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),推行教師引導(dǎo)和陪伴式的自主學(xué)習(xí)模式。通過(guò)教學(xué)環(huán)節(jié)順序的調(diào)整與教學(xué)組織的融合創(chuàng)新,運(yùn)用興趣實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入、案例解析、課堂辯論、翻轉(zhuǎn)課堂等多種課堂形式,輔助新型信息技術(shù),強(qiáng)化課程思政實(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng),構(gòu)建全周期系統(tǒng)性評(píng)價(jià)體系,在教學(xué)實(shí)踐中取得較好的效果。

        關(guān)鍵詞:新工科;教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì);教學(xué)改革;課堂教學(xué);水質(zhì)工程學(xué)

        中圖分類號(hào):G6420 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A ? 文章編號(hào):10052909(2021)05010007

        為適應(yīng)新一輪產(chǎn)業(yè)變革與科技革命的迅猛發(fā)展,2017年起教育部提出重大教育改革行動(dòng)[1-2],積極推進(jìn)新工科建設(shè),拓展工程教育改革新思路和新路徑,助力高等教育的創(chuàng)新發(fā)展[3-4],奏響了新工科人才培養(yǎng)的主旋律,標(biāo)志著我國(guó)工程教育翻開(kāi)了新工科建設(shè)的新篇章[5]。2018年《關(guān)于狠抓新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神落實(shí)的通知》明確要求嚴(yán)格本科教育教學(xué)過(guò)程管理,同時(shí)要求各高校全面梳理各門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容。新工科的課堂變革和教學(xué)創(chuàng)新,需讓課程具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性,培養(yǎng)素質(zhì)全面并具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的復(fù)合型人才[6]。

        水質(zhì)工程學(xué)包括給水處理和污水處理兩大部分,是給排水科學(xué)與工程專業(yè)核心主干課程。水質(zhì)工程學(xué)課程內(nèi)容較多,概念抽象,對(duì)學(xué)生在化學(xué)、流體力學(xué)、微生物學(xué)以及數(shù)學(xué)等方面的基礎(chǔ)要求較高。該課程具有知識(shí)系統(tǒng)較為緊密、理論性和實(shí)踐性并重、涉及的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)較多、學(xué)科交叉廣泛、工程技術(shù)手段更新快等教學(xué)困難和特點(diǎn)。教學(xué)要面臨引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)雜工程系統(tǒng)的原理和應(yīng)用理論知識(shí)點(diǎn)解決問(wèn)題能力等挑戰(zhàn),傳統(tǒng)教學(xué)模式依托于課本知識(shí),以書(shū)本知識(shí)邏輯為中心[7]。新工科背景下應(yīng)以學(xué)生為中心,課程創(chuàng)新改革需符合“兩性一度”的要求,注重教學(xué)知識(shí)—能力—素質(zhì)的有機(jī)融合,培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力和創(chuàng)新思維;課程內(nèi)容則要反映前沿性和時(shí)代性,教學(xué)形式呈現(xiàn)先進(jìn)性和互動(dòng)性,課程難度對(duì)老師備課和學(xué)生課下提出了較高要求[8]。

        聚焦新工科內(nèi)涵、國(guó)家重大需求和國(guó)際學(xué)術(shù)前沿,如何解決傳統(tǒng)教學(xué)中的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、自主思考和動(dòng)手創(chuàng)新能力差、解決復(fù)雜工程技術(shù)問(wèn)題的能力不足及質(zhì)量評(píng)價(jià)體系單一等問(wèn)題,通過(guò)水質(zhì)工程學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過(guò)程與方法的創(chuàng)新改革,對(duì)培養(yǎng)具有適應(yīng)“新工科”教育背景的專業(yè)復(fù)合型人才具有重要的價(jià)值和意義。

        一、課程的定位與內(nèi)容

        水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基,是社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要支撐因素,是綜合國(guó)力的重要組成部分[9]。市政與環(huán)境類專業(yè)對(duì)緩解水危機(jī)和建設(shè)生態(tài)文明負(fù)有重要?dú)v史責(zé)任,而水質(zhì)工程學(xué)所傳授的知識(shí)主要解決水社會(huì)循環(huán)中的水質(zhì)問(wèn)題,是重要的專業(yè)課和必修課[10]。

        該課程主要包括給水處理和排水處理兩部分,共112學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)部分20學(xué)時(shí)。課程的主要任務(wù)是使學(xué)生全面系統(tǒng)地了解水的性質(zhì)、水質(zhì)特征與水質(zhì)指標(biāo)等基本概念與理論、較扎實(shí)地掌握給水、污水處理技術(shù)的基本概念、基本理論、基本計(jì)算方法及其應(yīng)用與發(fā)展?fàn)顩r;基本掌握各種給水、污水處理地工程技術(shù)與方法、應(yīng)用條件以及新工藝與新技術(shù),為將來(lái)從事水工業(yè)和水環(huán)境相關(guān)的工程設(shè)計(jì)、科研、規(guī)劃及運(yùn)行管理等工作奠定理論和應(yīng)用基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì)、計(jì)算水質(zhì)工程中的各種構(gòu)筑物、工藝系統(tǒng)的初步能力。

        二、課程教學(xué)目前存在的問(wèn)題

        傳統(tǒng)水質(zhì)工程學(xué)課程教學(xué)以“教”為組織中心,教學(xué)方法以線下課堂授課為主,難以滿足“新工科”背景下社會(huì)、行業(yè)和時(shí)代的發(fā)展需求。

        教學(xué)過(guò)程中存在以下痛點(diǎn)問(wèn)題:一是傳統(tǒng)理論以“教”為主,學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣不高。教師“滿堂灌”、學(xué)生“滿堂聽(tīng)”的傳統(tǒng)教學(xué)方式下,學(xué)習(xí)為知識(shí)學(xué)習(xí)而疏遠(yuǎn)探索研究,加上缺乏學(xué)習(xí)目標(biāo)和興趣,學(xué)生往往被動(dòng)接受知識(shí),缺乏獨(dú)立自學(xué)能力。二是信息化手段缺乏,知識(shí)探索難度大。該課程講授的是水中物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化、生物化學(xué)的過(guò)程,涉及水下的管路系統(tǒng)、設(shè)備設(shè)施,在現(xiàn)有實(shí)習(xí)模式下,學(xué)生難以觀察各構(gòu)筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu),無(wú)法理解和掌握單元系統(tǒng)的邏輯關(guān)聯(lián)性,無(wú)法了解構(gòu)造原理與理論知識(shí)點(diǎn),更無(wú)法利用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。三是教學(xué)單元割裂,學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際能力不足?,F(xiàn)有的教學(xué)方式按照理論—實(shí)驗(yàn)—設(shè)計(jì)的先后時(shí)間與教師分工進(jìn)行分割,學(xué)生在學(xué)習(xí)理論時(shí)難以理解應(yīng)用方向,在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)又難以找到理論結(jié)合點(diǎn),在面對(duì)復(fù)雜工程技術(shù)問(wèn)題時(shí)顯得能力不足。四是課程考核單一,對(duì)綜合能力培養(yǎng)有待加強(qiáng)。傳統(tǒng)的“一卷定成績(jī)”的考評(píng)方式,難以滿足新工科要求下對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)要求和考核評(píng)價(jià),針對(duì)當(dāng)前單一的、片面的、靜態(tài)的評(píng)價(jià)方式,學(xué)生的對(duì)策就是“死記硬背”,而學(xué)生的綜合能力沒(méi)有得到有效鍛煉,不利于學(xué)生素質(zhì)能力的全面培養(yǎng)。

        三、課程教學(xué)改革與創(chuàng)新

        水質(zhì)工程學(xué)作為給排水科學(xué)與工程專業(yè)的核心專業(yè)課程,對(duì)其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織和教學(xué)方法的持續(xù)改革,是專業(yè)學(xué)科建設(shè)的重要內(nèi)容。教學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)多層次教學(xué)目標(biāo)、豐富教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)過(guò)程與教學(xué)方法、改革教學(xué)評(píng)價(jià)體系,充分貫徹新工科“兩性一度”的新要求。

        (一)設(shè)計(jì)多層次教學(xué)目標(biāo)

        在充分調(diào)研和認(rèn)識(shí)當(dāng)前課程建設(shè)和教學(xué)中存在不足的基礎(chǔ)上,通過(guò)課程思政挖掘融合、課程知識(shí)體系重構(gòu)、教學(xué)組織和教學(xué)評(píng)價(jià)多樣化改革,探索符合新工科內(nèi)涵和外延的水質(zhì)工程學(xué)教學(xué)體系,為培養(yǎng)新時(shí)代卓越人才提供支撐。本課程教學(xué)以學(xué)生為中心,以培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)未來(lái)的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才為導(dǎo)向,對(duì)標(biāo)工程教育認(rèn)證,在教學(xué)中圍繞“知識(shí)探索、能力建設(shè)、價(jià)值引領(lǐng)”進(jìn)行了一系列創(chuàng)新改革。

        1.圍繞“知識(shí)探索”

        以水處理單元技術(shù)為主線,突出工藝?yán)碚?,聚焦工藝設(shè)計(jì)原理和優(yōu)選,兼顧核心參數(shù)的設(shè)計(jì)和計(jì)算,掌握水處理技術(shù)的基本原理、設(shè)計(jì)方法、城鎮(zhèn)水廠運(yùn)行維護(hù)管理等理論知識(shí);探索污染物在工藝單元中的遷移規(guī)律、去除機(jī)制及效能;探究新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新案例。

        2. 圍繞“能力建設(shè)”

        通過(guò)虛擬仿真、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和工程素養(yǎng),以及從事水工業(yè)及水環(huán)境相關(guān)的工程設(shè)計(jì)、科研、規(guī)劃及運(yùn)行管理能力,能應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)手段解決復(fù)雜工程技術(shù)問(wèn)題,和良好的溝通交流、團(tuán)隊(duì)合作和終身學(xué)習(xí)能力等。

        3. 圍繞“價(jià)值引領(lǐng)”

        在課程各個(gè)環(huán)節(jié)中,明確專業(yè)知識(shí)傳播與核心價(jià)值引領(lǐng)并重的育人職責(zé),明確水處理行業(yè)的重要性和歷史使命,強(qiáng)調(diào)應(yīng)有的職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任及綠色發(fā)展理念,培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任和歷史使命感。

        (二)更新教學(xué)內(nèi)容

        1. 結(jié)合行業(yè)最新發(fā)展,更新教學(xué)內(nèi)容

        社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展不斷催生新的需求,帶來(lái)新的需求導(dǎo)向,水質(zhì)工程學(xué)教學(xué)內(nèi)容也需根據(jù)國(guó)家建設(shè)發(fā)展戰(zhàn)略做出調(diào)整。近年來(lái),國(guó)家大力開(kāi)展海綿城市、智慧城市、黑臭水體治理、微污染水處理、污泥處理、飲用水安全保障等社會(huì)持續(xù)性發(fā)展方面的建設(shè),新的科研成果、工程技術(shù)、信息技術(shù)不斷涌現(xiàn)與應(yīng)用,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范快速更新修訂,對(duì)傳統(tǒng)給排水工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究方法提出了新需求、新挑戰(zhàn)。適時(shí)引入最新國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范、“四新”技術(shù),以及低影響開(kāi)發(fā)(海綿城市建設(shè))、飲用水安全保障等國(guó)家和社會(huì)熱點(diǎn)需求技術(shù),將教師承擔(dān)的國(guó)家科研項(xiàng)目的成果轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,在教學(xué)中注意把這些內(nèi)容融入其中,反映行業(yè)技術(shù)發(fā)展的最新成果,優(yōu)化現(xiàn)有知識(shí)板塊,注意相關(guān)內(nèi)容的整合、知識(shí)點(diǎn)之間的銜接。

        2. 以學(xué)生為中心,有機(jī)結(jié)合仿真—實(shí)驗(yàn)—理論—設(shè)計(jì)內(nèi)容

        為克服以往傳統(tǒng)專業(yè)課學(xué)生興趣不高、處理構(gòu)筑物不能具象、學(xué)生難以理解等問(wèn)題,根據(jù)不同教學(xué)板塊特征,在專業(yè)知識(shí)教學(xué)上集虛擬仿真—實(shí)驗(yàn)操作—理論學(xué)習(xí)—設(shè)計(jì)應(yīng)用于一線;在能力培養(yǎng)上把相關(guān)課程內(nèi)容及實(shí)踐模式結(jié)合起來(lái),注重實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)設(shè)置,實(shí)施全程實(shí)踐化;在工程素養(yǎng)中融工程技術(shù)、技術(shù)法規(guī)、工程經(jīng)濟(jì)等于一體,把安全、環(huán)境、規(guī)劃、管理、創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,使課堂講授、信息平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、工程設(shè)計(jì)相銜接,構(gòu)成新的課程教學(xué)內(nèi)容。通過(guò)調(diào)整教學(xué)順序提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中真正動(dòng)起來(lái),完成從知識(shí)學(xué)習(xí)到能力生成的轉(zhuǎn)化。

        3. 課程思政化,強(qiáng)化價(jià)值引領(lǐng)內(nèi)容

        新工科建設(shè)對(duì)課程思政提出了新要求,在水質(zhì)工程學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中充分挖掘和融合思政元素,將政治教育融入育人全過(guò)程,分層次、講方法、求實(shí)效的開(kāi)展課程思政。在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)理清水處理技術(shù)的社會(huì)作用、講夠其發(fā)展成就、講明我國(guó)的水情特征和講透與先進(jìn)水平的差距等,把家國(guó)情懷有機(jī)融入課程教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)的責(zé)任感、國(guó)家的認(rèn)同感、時(shí)代的使命感,使學(xué)生把愛(ài)國(guó)情、強(qiáng)國(guó)志、報(bào)國(guó)行自覺(jué)融入在堅(jiān)持和發(fā)展中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)、建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的奮斗之中[11]。

        (三)創(chuàng)新教學(xué)過(guò)程與教學(xué)方法

        通過(guò)合理運(yùn)用多種教學(xué)方法,創(chuàng)新教學(xué)過(guò)程,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

        1. 設(shè)計(jì)多維教學(xué)活動(dòng)

        針對(duì)知識(shí)探索、能力建設(shè)和價(jià)值引領(lǐng)的教學(xué)目標(biāo)(圖1),初階重在喚醒興趣與知識(shí)體系構(gòu)建,學(xué)生課前預(yù)習(xí)雨課堂中發(fā)布的講義和難點(diǎn),線下課堂以興趣實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入,引發(fā)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)。結(jié)合理論知識(shí)剖析試驗(yàn)現(xiàn)象,進(jìn)行知識(shí)講解,強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)記憶。中階強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)與同伴學(xué)習(xí),學(xué)生進(jìn)行案例背景分析、沉浸體驗(yàn)虛擬仿真項(xiàng)目、分組討論辯論工程/科研方案等完成深度學(xué)習(xí)。高階目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)人格養(yǎng)成與價(jià)值引領(lǐng)。教師發(fā)布學(xué)術(shù)熱點(diǎn)、前沿、爭(zhēng)議問(wèn)題和工程設(shè)計(jì)、科學(xué)研究任務(wù),學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作完成工程設(shè)計(jì)圖紙和科研問(wèn)題研究報(bào)告,翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行作品展示,學(xué)生互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng),最后討論反思持續(xù)改進(jìn)計(jì)劃。

        2. 改變教學(xué)模式

        倡導(dǎo)在教師引導(dǎo)下以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。教師的主要作用:激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生學(xué)業(yè)需求轉(zhuǎn)化成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī);組織協(xié)作學(xué)習(xí),開(kāi)展討論與交流,并對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行引導(dǎo);啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)規(guī)律,主動(dòng)去糾正片面或錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)?;诖?,水質(zhì)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)的全周期教學(xué)活動(dòng)以“學(xué)生為中心”,形成教師引導(dǎo)和陪伴式自主學(xué)習(xí)模式。課前預(yù)習(xí)重在提出問(wèn)題,教師陪伴與引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)與辯證思考;課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)參與互動(dòng),興趣實(shí)驗(yàn)特色案例喚醒興趣,構(gòu)建知識(shí)體系,科研問(wèn)題與工程設(shè)計(jì)任務(wù)引導(dǎo)深度學(xué)習(xí)激發(fā)創(chuàng)新能力;課后作業(yè)結(jié)合實(shí)際問(wèn)題注重能力拓展,教師陪伴討論,以激發(fā)學(xué)生發(fā)散性思維能力。

        3. 創(chuàng)新教學(xué)組織

        以興趣實(shí)驗(yàn)介入,將虛擬仿真貫穿于理論課堂和設(shè)計(jì)教學(xué)中,將工程案例與議題辯論融入全周期教學(xué)環(huán)節(jié),帶著理論學(xué)習(xí)問(wèn)題回到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行求證探索,通過(guò)教學(xué)活動(dòng)順序的調(diào)整與融合,引起學(xué)生對(duì)問(wèn)題的探究激情,使其快速進(jìn)入積極的思維狀態(tài),并展開(kāi)有效探究活動(dòng),從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。學(xué)生自主設(shè)計(jì)工程和實(shí)驗(yàn)研究方案,培養(yǎng)學(xué)生閱讀、歸納文獻(xiàn)、演繹方案、邏輯分析和組織的能力。課后,學(xué)生自主對(duì)方案實(shí)施計(jì)劃與進(jìn)度管理,每周對(duì)學(xué)習(xí)和協(xié)作活動(dòng)進(jìn)行認(rèn)知、監(jiān)控和反思,實(shí)現(xiàn)自我覺(jué)察、自我批評(píng)和自我調(diào)節(jié),培養(yǎng)創(chuàng)新能力和提高自我挑戰(zhàn)度。教學(xué)環(huán)節(jié)的高度融合使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中真正“動(dòng)”起來(lái),實(shí)現(xiàn)從學(xué)科知識(shí)到實(shí)踐能力的轉(zhuǎn)化。

        4. 運(yùn)用多種課堂形式

        根據(jù)水質(zhì)工程學(xué)工藝?yán)碚撝R(shí)探索培養(yǎng)要求,將混凝、沉淀、過(guò)濾、吸附、活性污泥鏡檢、充氧曝氣等興趣實(shí)驗(yàn)搬進(jìn)課堂,喚醒學(xué)生以理論知識(shí)解析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的興趣,構(gòu)建學(xué)生豐富的知識(shí)體系;根據(jù)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)、實(shí)踐能力和工程素養(yǎng)的能力建設(shè)要求,將虛擬仿真、綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、案例解析以翻轉(zhuǎn)課堂形式進(jìn)行討論,應(yīng)用知識(shí)解析問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)能力建設(shè)。圍繞社會(huì)責(zé)任和歷史使命感的價(jià)值引領(lǐng)要求,引入學(xué)派觀點(diǎn)、水污染法治問(wèn)題辯論等課堂形式,明確水處理行業(yè)的重要性和歷史使命,強(qiáng)化價(jià)值引領(lǐng)。

        5. 輔助新型信息技術(shù)

        在全周期教學(xué)活動(dòng)中,利用雨課堂等新型的信息技術(shù)手段提升教學(xué)效率,掌握學(xué)生情況。初階課前預(yù)習(xí)時(shí),利用雨課堂發(fā)布講義和難點(diǎn)報(bào)告;中階利用雨課堂發(fā)布案例資料和虛擬仿真項(xiàng)目資料;高階時(shí),在雨課堂以及校教務(wù)平臺(tái)上發(fā)布工程和科研議題,并在關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)前測(cè)或后測(cè),掌握學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度。

        團(tuán)隊(duì)在校級(jí)平臺(tái)建設(shè)了水處理虛擬仿真平臺(tái)(包括大型水廠3D實(shí)景虛擬現(xiàn)實(shí)仿真軟件1套、水質(zhì)分析軟件4套、給排水水處理過(guò)程3D仿真操作軟件4套),并利用國(guó)家虛擬項(xiàng)目共享平臺(tái)的仿真項(xiàng)目(水處理混凝過(guò)程虛擬仿真、城市地表水水源水質(zhì)深度凈化工藝)以及軟件開(kāi)發(fā)公司共享的資源進(jìn)行全景實(shí)景實(shí)踐,沉浸于“廠長(zhǎng)”的角色進(jìn)行日常運(yùn)行和生產(chǎn)故障的全過(guò)程調(diào)控,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)設(shè)施內(nèi)部構(gòu)造的理解和水處理全局系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí),強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)。

        (四)改革教學(xué)評(píng)價(jià)體系

        將教學(xué)目標(biāo)分解到每節(jié)課(圖2),反向設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),根據(jù)初階、中階到高階教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)考核評(píng)價(jià)方式,線上課前預(yù)期及前測(cè)、興趣實(shí)驗(yàn)、案例分析互動(dòng)參與、討論辯論與展示、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、科研實(shí)驗(yàn)與工程設(shè)計(jì)任務(wù)以及知識(shí)點(diǎn)后測(cè)與反思等教學(xué)任務(wù),分別細(xì)化為線下考試(60%)、線上考核(20%)、課堂互動(dòng)(10%)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作(10%)四大板塊,各板塊根據(jù)任務(wù)再細(xì)化占比。為了量化評(píng)價(jià)高階能力,根據(jù)學(xué)習(xí)態(tài)度、創(chuàng)新能力、技術(shù)水平、實(shí)踐能力以及成果質(zhì)量制定的詳細(xì)評(píng)價(jià)量規(guī)(圖3),依次開(kāi)展全周期系統(tǒng)性教學(xué)評(píng)價(jià)。

        (五)教學(xué)實(shí)踐效果

        水質(zhì)工程學(xué)課程教學(xué)創(chuàng)新模式在實(shí)踐應(yīng)用中得到了多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可,使得傳統(tǒng)課程煥發(fā)新生機(jī),學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高漲,成為課堂出勤率最高的課程之一,課程教學(xué)評(píng)價(jià)排名前列。一方面,在該模式的探索中,學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力明顯提升,在各類實(shí)踐能力比賽、科技創(chuàng)新大賽中取得佳績(jī);另一方面,教學(xué)團(tuán)隊(duì)勤耕講壇,通過(guò)創(chuàng)新模式的磨練,教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)能力顯著提升,發(fā)表教改論文、承擔(dān)教改項(xiàng)目、獲教學(xué)成果獎(jiǎng)等。

        四、結(jié)語(yǔ)

        聚焦新工科內(nèi)涵和國(guó)家重大需求,水質(zhì)工程學(xué)作為給排水科學(xué)與工程專業(yè)的核心主干課程,需要不斷了解學(xué)情,落實(shí)以學(xué)生為中心的理念,進(jìn)行課程創(chuàng)新改革,培養(yǎng)新時(shí)代卓越人才。通過(guò)分析傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題,以學(xué)生為中心,以培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)未來(lái)的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才為導(dǎo)向,對(duì)標(biāo)工程教育認(rèn)證要求,圍繞“知識(shí)探索、能力建設(shè)、價(jià)值引領(lǐng)”,構(gòu)建多層次教學(xué)目標(biāo),進(jìn)行教學(xué)模式、課堂教學(xué)方法、教學(xué)活動(dòng)組織、新型信息技術(shù)應(yīng)用、課程思政融入以及教學(xué)評(píng)價(jià)等方面的創(chuàng)新改革。通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用取得了一定的成效,使水質(zhì)工程學(xué)傳統(tǒng)課程煥發(fā)新生機(jī)。

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