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基于OBE理念的“水质工程学”课程教改必要性与教学大纲设计
发布时间:2021-11-22 点击: 发布:《教育教学论坛》杂志社
基于OBE理念的“水质工程学”课程教改必要性与教学大纲设计
     李绍秀,李冬梅,杜星,秦雯,蒋树贤   
(广东工业大学土木与交通工程学院,广州  510006)
 
摘要:“水质工程学”是给排水科学与工程专业核心课程,本文阐述了“水质工程学”课程基于OBE理念教学改革的必要性。应用OBE理念对“水质工程学”课程教学大纲进行设计,为进一步开展基于OBE理念的“水质工程学”教学改革活动提供指引。
关键词:OBE理念;水质工程学;教学改革
中图分类号:G642.0               文献标识码A             文章编号
 

“水质工程学”是给排水科学与工程专业核心课程,是一门应用性强的专业课。随着社会经济发展对应用型人才的需求及专业发展,传统的教学模式面临挑战,教学改革势在必行。
一、OBE教育理念与工程教育认证
OBE(Outcome-based Education)教育理念在1981年由美国William Spady率先提出,之后成为美国、英国、加拿大等国教育改革的主流理念[1],强调“以成果为导向”,“以学生为中心”、“持续改进”的理念。该理念关注学生获得的学习成果,学生对知识的应用,以此为导向反向设计教学过程。“以学生为中心”,将传统的学生被动灌输学习转为学生主动学习。以学生学习效果反馈为驱动,使教学和学习过程持续改进。这种教育理念特别能适应快速发展的现代社会对应用型人才的需求。
OBE理念得到美国工程教育认证协会认可,并贯穿于工程教育认证标准的始终。我国工程教育认证始于2006年5月,并于2016年6月正式加入《华盛顿协议》。工程教育认证是工程教育国际互认和工程师资格国际互认的基础,其要求工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准。工程教育认证践行以成果导向、学生为中心和持续改进的OBE教育理念。工程教育的专业根据学校定位和当地经济发展以及社会需求制定培养目标,由培养目标确定毕业要求,进而设置能够支撑毕业要求的课程体系,设计教学环节,开展以学生为中心的教学活动,从而达成培养目标,实现“成果导向”的OBE理念。
二、“水质工程学”面临的挑战
“水质工程学”是一门关于水质控制的重要专业核心课程。主要介绍水处理的基本知识、基本原理、基本方法及水处理工艺设计方法。学生通过学习课程后,能独立对水厂及污水处理厂进行设计,是一门操作性、应用性较强的专业课。
“水质工程学”所属的给排水科学与工程专业(更名前为“给水排水工程”)在国内设立已有六十多年。近20多年来给排水专业开展了一系列教育改革。2012年《给水排水工程专业发展战略研究报告》和《给排水科学与工程本科指导性专业规范》颁布实施,学科专业进入了一个新的发展时期[2]。住建部2003年启动了全国给排水专业评估。伴随2016年我国正式加入《华盛顿协议》,经住建部批准,给排水科学与工程专业于2017年开始将评估更名为评估认证,以学生发展为中心、以学习成果为导向和持续改进的OBE理念是评估认证工作的核心思想 [3]。截至2017年,历时14年,全国共计有38所高校给排水科学与工程专业通过了评估认证,占本专业办学学校的20%以上。
 

我校于1993年创办本专业,是省内较早创办给排水专业的院校。经过20多年的建设,本专业取得了长足的发展。我校给排水科学与工程专业正在准备接受专业评估认证。对于学科专业的发展,新时期社会对应用人才的需求以及专业评估认证的需要,给排水科学与工程专业的核心课程“水质工程学”其传统的教学模式面临新的挑战,重新审视过去的教学方法,实施以学生为中心、成果为导向的新型教学模式的改革已迫在眉睫。探索如何把OBE理念应用于“水质工程学”课程教学当中,使教学达到专业评估认证的标准,符合工程教育认证的要求和社会对应用型人才的需求,是一项重要的任务。
三、教学大纲设计

教学目标     毕业要求    
1 3 6 7 8
1 H        
2   H      
3     H M  
4         M
教学大纲是指导教学活动的重要文件,OBE理念融入到课程教学当中,首要步骤是基于OBE理念编制课程教学大纲。教学大纲的制定要基于专业培养目标[4]。为达成培养目标而设立相应的毕业要求。毕业要求需要课程体系支撑。在编制课程教学大纲时,需要明确本课程支撑的毕业要求指标点,从而设计教学目标,建立教学目标与毕业要求指标点的关系。确定能够达成教学目标的教学内容,建立教学内容与教学目标的对应关系,设计教学环节及采取相应的教学方法,确立考核方式与教学目标的关系,通过考核来检验学习成效。
(一)教学目标及其对毕业要求的支撑
工程教育认证通用标准有12个毕业要求,给排水科学与工程专业培养方案确定“水质工程学”课程支撑的毕业要求有5个。毕业要求1:工程知识,能够运用给排水科学与工程的专业知识及科学知识体系,掌握分析复杂工程问题的原理、方法和工具,解决复杂工程问题。毕业要求3:设计/开发解决方案,能够设计针对复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。毕业要求6:工程与社会,能够基于给排水科学与工程相关背景知识合理分析与评价给排水复杂工程问题的解决方案对社会、健康、安全、法律与文化的影响。毕业要求7:环境和可持续发展,能够理解给排水复杂工程问题对环境的影响,具有环境保护和可持续发展意识。毕业要求8:职业规范,具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在给排水科学与工程专业的工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。这5个毕业要求包含了对知识、能力及素质的培养要求。
为支撑上述毕业要求指标点,“水质工程学”制定4个课程教学目标。教学目标1:正确理解水处理基本概念、原理与方法,构建水处理基本理论知识体系。运用水处理的知识对复杂工程问题进行识别、表述和解析,最终解决复杂水处理工程问题。教学目标2:具有水处理构筑物及工艺流程的分析和设计计算以及运行管理能力,根据水质特定需求制定合理的水处理工艺设计方案。综合考虑技术、经济因素,提出优化设计方案。教学目标3:在解决复杂水处理工程问题时,合理分析与评价水处理复杂工程问题的解决方案对社会、健康、安全、法律与文化及环境的影响,有可持续发展的意识。教学目标4:具有社会责任感,能够在水处理工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,理解给排水工程师应承担的责任。教学目标对毕业要求指标点的支撑见表1,表中H为强支撑,M为中等程度支撑。
 
表1  教学目标对毕业要求指标点的支撑关系
 
(二)教学内容优化
教学内容是教学大纲重要组成部分。《高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范》对“水质工程学”课程规定了17个知识单元,85个知识点的内容。由于压缩学时,出现课程内容多学时少问题。因此,优化教学内容成为必要。基于OBE理念,结合“水质工程学”课程知识的应用,以“成果”导向反向设计组合教学内容。根据水质净化的服务对象,将“水质工程学”课程内容分为3个模块,即,城镇给水处理、城镇污水处理、工业水处理。各模块有各自完整的水处理工艺系统。分别对各模块展开介绍其中涉及到的水处理方法、原理,这样,学生能清晰地把所学的知识和应用有机地联系起来。
在确定教学内容后,要建立教学内容与其支撑的教学目标、相应的考核评价方式的关系。以“水质工程学”课程中“凝聚和絮凝”教学内容为例,上述关系如表2所示。
表2  教学内容与各要素的对应关系

学时 教学
内容
知识点 评价
方式
教学目标
8 凝聚和絮凝 胶体的结构及稳定性,混凝机理,混凝效果影响因素,混凝剂种类及选用,混凝动力学,混凝过程,混凝设施。 考勤
作业
报告
考试
教学目标1
教学目标2
教学目标3
 
         
 
(三)教学环节设计与考核
教学环节设计包括课前预习、课堂及课后作业与课外学习等。教学环节设计应“以学生为中心”。课前预习可采用翻转课堂等教学方法、手段。教师按照需要学习的知识点提前布置学习思考题,学生按照思考题自学并书面完成,培养自学能力。在课堂上教师可采用多种“以学生为中心”的教学模式,如混合式教学模式,学生在课外提前学习在线课程,线下课堂教师结合学习内容采用讨论、探究式教学方式,让学生主动参与到教学中,学生成为教学的主体。把传统的教师灌输方式转变为学生主动学习模式,提高学生学习成效。课后作业布置一定的习题或有一定拓展的题目让学生组成小组合作查询资料,撰写报告,课堂汇报讨论。
    对学生的考核评价需要结合学生在教学过程中参与度与表现等进行多维度考核,平时考勤、课前预习报告、课堂上发言表现、课后作业及读书报告等在成绩评定中分配一定权重,使学生学习的主动性得以体现,考评也实行“以学生为中心”的OBE理念。这种考核方式能促进学生主动参与教学活动、主动学习,从而获得理想的学习效果。
四、结语
为适应当今社会对应用型人才的需求,达到专业评估认证标准,专业核心课程“水质工程学”实行基于OBE理念的教改十分迫切。基于OBE理念编制“水质工程学”教学大纲。以“成果导向”设计支撑毕业要求的教学目标,优化教学内容,建立教学内容与教学目标、考核评价方式的对应关系,设计以学生为中心的教学环节及客观合理的评价方式,指导开展基于OBE理念的“水质工程学”教学活动。
参考文献:
[1] 李志义,朱泓,刘志军,等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革[J].高等工程教育研究,2014,(2):29-34,70.
[2]崔福义,张国珍,袁一星.给排水科学与工程专业主要发展历程及专业建设活动.给水排水,2017,43(8):140-144.
[3]黄廷林,崔福义,张晓健.给排水科学与工程专业评估认证发展历程.给水排水,2017,43(12):123-125,126. [4]周洪波,周平,黄贤立. OBE理念下应用型本科人才培养方案的构建[J].高教学刊,2018,(10):76-78.

 

The Necessity of Teaching Reform on the Course of Water Quality Engineering

 Based on the Concept of OBE and the Design of Teaching Programme

LI Shao-xiu, LI Dong-mei, DU Xing, QIN Wen, JIANG Shu-xian
(School of Civil and Transportation Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510006,China)
 

Abstract: The course of Water Quality Engineering is a core course of the profession of Water Science & Engineering. This paper represents the necessity of teaching reform on the course of Water Quality Engineering. The teaching programme of the course is designed using the concept of OBE, providing guidance for further teaching reform activities on the course of Water Quality Engineering based on the concept of OBE.

Key words: Concept of OBE; Course of Water Quality Engineering; Teaching reform

基金项目作者简介:李绍秀,1967,女,汉族,广西合浦,博士,广东工业大学土木与交通工程学院,副教授,研究方向:水处理理论
基金项目:2019年教育部高等学校给排水科学与工程专业教学指导分委员会教学改革项目“基于OBE理念的“水质工程学”课程教学改革与实践”(编号GPSJZW2019-14);2019年广东工业大学普通教改项目“基于OBE理念的给排水专业核心课程“水质工程学”教学改革探索”(广工大教字〔2019〕70号);广东省高等学校重点专业建设项目“给排水科学与工程”(粤教高函〔2019〕);2019年广东工业大学重点专业建设项目“给排水科学与工程”(广工大教字〔2019〕70号)。