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工程教育认证水质工程课程教学改革

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摘要:基于专业认证的“成果导向”“以学生为中心”“持续改进”理念,从教学内容、教学模式、考核评价等方面对南阳理工学院给排水科学与工程专业核心课程《水质工程学》进行了改革。重组教学内容,服务专业培养目标和毕业要求,在教学活动中,以项目案例为载体,反向设计课堂教学,以小组为单元,开展交互式、探讨式和启发式等多元化教学方法,并根据反馈意见持续改进课堂教学,提高了学生解决复杂工程问题的能力,为学生毕业要求与培养目标达成奠定了坚实的基础。

关键词:工程教育,专业认证,水质工程学

1989年,美国、加拿大、英国、爱尔兰、澳大利亚和新西兰等六国的民间工程团体签订了《华盛顿协议》,旨在通过对工程教育本科专业进行标准化认证,达到提高高等工程教育质量、实现工程师资格国际互认的目的[1]。我国自2006年开始启动专业认证试点工作,2016年6月,成功加入《华盛顿协议》成为正式会员,标志着我国工程教育质量得到了国际认可,进入了新的发展阶段。工程教育认证采用成果导向的认证标准,它实施的核心理念是“成果导向”“以学生为中心”“持续改进”[2,3]。作为给排水科学与工程专业的核心课程,水质工程学课程的教学效果直接关系到学生培养目标和毕业要求达成度的实现,为此,我们在课程教学中贯彻工程教育认证的理念,以毕业要求达成度和学生培养目标为导向,制定了水质工程学课程的教学目标,重组教学内容,在课堂教学中贯彻“以学生为中心”的理念,通过教学过程中的不断反馈,发现问题,持续改进,提高了课堂教学效果。

1课程教学内容以培养目标和毕业要求为导向

按照《高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范》认证标准中关于素质、知识与能力的要求,水质工程学课程属于水质控制核心知识领域,共有水质工程导论、水质与水质标准、水处理方法与原则、凝聚与絮凝、沉淀、过滤、吸附、氧化还原与消毒、离子交换、滤膜技术、其他处理方法、活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理、污泥处理处置与应用、典型给水处理系统及城市污水处理系统共17个知识单元,85个知识点,作为给排水科学与工程专业的必备知识[4]。在此基础上,结合我国注册给排水工程师考试大纲及最近几年水处理工艺的技术发展,增加了强化混凝、臭氧—生物活性炭、好氧颗粒污泥等反映水质控制进展的前沿技术等知识点[5,6]。

2以学生为中心,推进课堂教学模式改革

2.1以学生为中心教学模式的内涵

传统的教学模式重在教,教师是课堂教学的主导者,学生被动接受教师的灌输,教师按照教学大纲及教学进度讲授教学内容,知识讲授过于强调整个知识体系的内在逻辑和系统完整性,脱离工程实际问题[7],学生不知为何而学,学习兴趣提不起来,教师对学生的接受能力及学习兴趣点关注不够,课堂上往往出现教师讲得滔滔不绝,学生听得朦朦胧胧的现象。以学生为中心的教学理念要求教师尊重学生的主体地位,尊重学生的个体差异,给学生提供足够的学习空间,课堂教学以项目案例为载体,引导学生参与课堂教学,形成良好的互动,鼓励学生课下查找资料,认真准备,自主学习,课堂分组讨论,积极思考,踊跃发言,师生通过交流、探讨、质疑等互动教学模式,对复杂的工程问题提出解决方案,从而完成教学目标,使学生获得毕业要求所需的学习成果[8]。

2.2培养学生学习兴趣,提高学生学习积极性

为使课堂生动活泼,可搜集一些有关水处理工艺的趣闻轶事,历史典故及热点话题作为课堂教学的切入点,通过生动讲授,达到历史故事、当前热点与理论知识有效结合的目的。如在讲述滤池时,很多同学认为沉淀池沉淀处理之后,水的浊度已经很低,不理解为什么还要进行过滤处理,为了说明滤池过滤的重要性,可讲述一个历史故事,19世纪德国汉堡曾爆发霍乱流行病,很多人感染死亡,但一些区域的人并没有感染,经过科学家研究发现,没有感染霍乱的人居住区域的饮用水是经过岸边砂层慢滤处理而得到的,正是由于霍乱病菌是以水为媒介进行传播的,慢滤去除了水中的霍乱病菌,从而保证了慢滤处理水的卫生安全,从这个角度也说明了过滤在水处理工艺中的重要性。教师课前精心准备这些素材,可以激发学生学习兴趣,使学生认识到所学知识的价值,提高学生学习积极性。

2.3充分利用教学资源,留给学生自主学习空间水质工程课程理论性和实践性较强,涉及大量的水处理工艺

及水处理构筑物、机械设备,一些工艺流程及构筑物构造很难用文字描述清楚[9],在教学中通过演示东方仿真公司制作的动画,使知识点生动形象地表达出来,可取得事半功倍的教学效果;也可利用实际的产品作为教学道具课堂演示,比如V型滤池的长柄滤头,单纯看教材文字描述及示意图难以理解它的构造及工作原理,把实际的长柄滤头拿到课堂上一讲,学生就很容易理解长柄滤头均匀布水布气的原理,还可以播放前期生产实习过程中拍摄的照片及微视频,帮助学生理解构筑物的内部构造,起到一图胜千言的效果。

2.4以小组为单元,充分开展课堂讨论

以学生为中心的教学模式,要求教师做好课堂教学活动的导演角色,进行剧本设计、场景组织、引导学生课堂交流讨论,开展交互式、探讨式和启发式等多元化教学方法[10]。为保证讨论效果,使讨论有针对性,学生课下需要充分的准备。教师每次上课需留出时间布置下次课要讨论的内容及问题,学生课下预习需要达到的要求,下次上课发言的主题,同时提供优秀的教学资源供学生课下预习用,引导学生自主学习。为鼓励学生发言,在课程考核中,加大了课堂表现成绩比重,对于教师没有指定的、学生积极争取的发言可另外给学生个人加分,实践证明,这些措施的实施,活跃了课堂气氛,锻炼了学生的沟通表达能力及团结协作能力。

2.5强化实践教学,培养学生解决实际工程问题的能力

根据给排水专业认证规范,水质工程学实验需开展混凝、自由沉淀、过滤及反冲洗、活性炭吸附、树脂交换容量测定、污泥沉降比及污泥指数测定、曝气充氧、溶气气浮等8个实验16个学时,在此基础上,我们又增加了水处理构筑物演示实验,构建了集验证性、综合性、设计性于一体的水质工程实验项目。根据教研室老师研究方向及我校实验装备,开展了如污泥脱水、强化混凝等开放实验项目,供学生自主选择,学生也可以根据自己的想法查找资料,制定实验方案,拟定实验项目,在教师的指导下开展实验研究,开放实验的开展开拓了学生的视野,锻炼了学生的动手能力,培养了学生初步的创新意识[11]。

3持续改进,关注学生培养目标与毕业要求的达成度

工程教育专业认证中,毕业要求达成度评价是课程教育质量持续改进的重要依据,是工程教育专业认证工作的重要指标。在水质工程学课程教学中,建立了执行→评价→反馈→改进→执行的循环机制,建立了学院教学督导组、专业负责人、在校学生等多个层面对课程教学质量进行评价的教学质量评价机制,主要对课程的教学目标、教学手段、教学内容进行评价,评价结论反馈给教师本人,教师针对反馈意见,对教学大纲、教学内容、教学方法、教学模式等采取改进措施,持续不断改进课程教学质量,使其满足毕业要求的达成,以符合工程教育认证标准。

4结语

基于工程教育专业认证的“成果导向”“以学生为中心”“持续改进”等核心理念,结合南阳理工学院给排水科学与工程专业实际情况,从教学内容、教学模式、考核评价等方面开展了水质工程学课程教学改革,在教学活动中,以项目案例为载体,以小组为单元,开展交互式、探讨式和启发式等多元化教学方法,提高了学生解决复杂工程问题的能力,为学生毕业要求与培养目标达成奠定了坚实的基础。

参考文献:

[1]姜海丽,孙秋华,赵言诚.工程教育专业认证背景下工程实例教学模式的探析[J].黑龙江高教研究,2017(2):162-164.

[2]中国工程教育专业认证协会.工程教育认证标准(2017版)[Z].

[3]陈平.专业认证理念推进工科专业建设内涵式发展[J].中国大学教学,2014(1):65-66.

作者:黄雪征 任朝斌 台明青 单位:南阳理工学院土木工程学院

工程教育认证水质工程课程教学改革责任编辑:张雨    阅读:人次
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