成果導(dǎo)向下水污染控制工程實(shí)驗(yàn)探究

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［摘要］工程教育認(rèn)證對(duì)高校實(shí)踐類課程的教學(xué)改革提出了新的要求。在此背景下，以環(huán)境工程專業(yè)的實(shí)踐類課程———水污染控制工程實(shí)驗(yàn)為例，基于學(xué)習(xí)成果產(chǎn)出的教育模式，圍繞課程的教學(xué)現(xiàn)狀，主要從課程目標(biāo)和課程內(nèi)容、教學(xué)方法（翻轉(zhuǎn)課堂、案例教學(xué)法、產(chǎn)教結(jié)合和課程思政）以及持續(xù)改善等方面初步探討了課程教學(xué)改革，以期培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐類課程的長(zhǎng)效改革，同時(shí)為相關(guān)專業(yè)課程的教學(xué)改革提供參考。

［關(guān)鍵詞］工程教育認(rèn)證；水污染控制工程；成果導(dǎo)向；教學(xué)改革；實(shí)踐

水污染控制工程實(shí)驗(yàn)是環(huán)境類專業(yè)的核心必修課程，是與水污染控制工程理論課程相對(duì)應(yīng)的實(shí)踐課程，通過實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，通過理論引導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐驗(yàn)證理論。學(xué)生通過水污染控制技術(shù)的工藝原理和設(shè)計(jì)的實(shí)踐，為今后實(shí)際工程應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，本文圍繞水污染控制工程實(shí)驗(yàn)課程，將工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的成果導(dǎo)向教學(xué)引入實(shí)驗(yàn)課中，將有助于教師完善教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法及持續(xù)改進(jìn)，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的目的[5，6]。

一、教學(xué)改革背景

通過文獻(xiàn)的調(diào)研及韓山師范學(xué)院本科環(huán)境工程專業(yè)的教學(xué)實(shí)際可知水污染控制工程實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)現(xiàn)狀。當(dāng)前水污染控制工程實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式較為傳統(tǒng)和單一，主要以教師為中心開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，包括經(jīng)典的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)較為機(jī)械化，其主體作用沒有得到發(fā)揮，導(dǎo)致了現(xiàn)實(shí)教學(xué)與實(shí)際工程應(yīng)用脫軌的現(xiàn)象[7，8]。學(xué)生缺乏獨(dú)立思考的過程，循規(guī)蹈矩地完成實(shí)驗(yàn)操作，其創(chuàng)新能力無法得到鍛煉?；谏鐣?huì)發(fā)展對(duì)創(chuàng)新型應(yīng)用人才的需求，以及工程教育認(rèn)證的成果導(dǎo)向的教學(xué)理念，有必要對(duì)高等教育專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，以解決學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力差的問題。

二、基于OBE的水污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革舉措

（一）課程目標(biāo)和內(nèi)容的改革

1.課程目標(biāo)。成果導(dǎo)向依據(jù)所有學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)都必須具備的能力，以學(xué)生的綜合能力提升作為評(píng)價(jià)教學(xué)成果的依據(jù)[5]；因此，OBE是明確貫穿于教育環(huán)節(jié)的所有教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)方法。傳統(tǒng)的水污染控制工程實(shí)驗(yàn)課程的課程目標(biāo)一般設(shè)置為培養(yǎng)學(xué)生對(duì)水污染控制原理的理解，掌握污水的物理、化學(xué)和生物處理工藝技術(shù)，并熟練掌握經(jīng)典水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)儀器和設(shè)備的使用及數(shù)據(jù)的處理方法，忽視了培養(yǎng)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)解決水污染控制實(shí)際問題的能力。因此，有必要針對(duì)在校學(xué)生能力培養(yǎng)的課程目標(biāo)進(jìn)行改革，明確畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)達(dá)成度。經(jīng)過改革明確各個(gè)畢業(yè)要求與課程目標(biāo)的關(guān)系。其中畢業(yè)要求6要求學(xué)生具有辨識(shí)、分析和解決生態(tài)環(huán)境綜合性工程問題的能力，這就要求課程目標(biāo)的設(shè)置應(yīng)通過課程和教學(xué)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)時(shí)具備解決實(shí)際問題的能力。表1為水污染控制工程實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.課程內(nèi)容。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置圍繞“自由沉淀—混凝—離子交換—吸附”等內(nèi)容開展[9]，這很容易使學(xué)生走入機(jī)械化的困境。學(xué)生對(duì)于水污染控制工程技術(shù)的主要構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)、參數(shù)、運(yùn)行情況非常熟悉，但是理論聯(lián)系實(shí)際的能力較為薄弱，導(dǎo)致缺乏解決實(shí)際問題的能力。因此，實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置可從處理實(shí)際典型的廢水開始，進(jìn)行綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，比如酸性礦山廢水（AcidMineDrainage，AMD）是一類高鹽、高重金屬、高硫酸根的極端酸性廢水，可通過創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生分組提前查閱文獻(xiàn)，追蹤前沿的水處理材料或技術(shù)方法，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，思考如何解決問題，讓學(xué)生明確學(xué)以致用、理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的過程。此外，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置忽視了環(huán)境突發(fā)事故的控制處理，可在實(shí)驗(yàn)設(shè)置中加入突發(fā)的環(huán)境案例，比如如何對(duì)油污泄漏導(dǎo)致的流域水污染事件進(jìn)行應(yīng)急處理，這充分考驗(yàn)了學(xué)生的應(yīng)急能力，鍛煉了學(xué)生的心理素質(zhì)，以及綜合處理環(huán)境事故的應(yīng)急能力?；诖耍诿鞔_教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的前提下，如何實(shí)施教學(xué)過程，下文將從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上進(jìn)行探索與改革。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方法

1.翻轉(zhuǎn)課堂。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課是建立在教師先講解操作，學(xué)生再進(jìn)行分批分組實(shí)驗(yàn)，以至于難以發(fā)揮學(xué)生的主導(dǎo)作用。想要在教學(xué)中提倡“動(dòng)手做”“參與”“提升動(dòng)機(jī)”“創(chuàng)新”，可以通過翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)來實(shí)現(xiàn)，而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)則要求充分的課前準(zhǔn)備。目前，新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，如何在教學(xué)活動(dòng)中融入信息技術(shù)，讓其輔助教學(xué)，是教學(xué)改革的關(guān)鍵。教師可借助水污染控制技術(shù)儀器設(shè)備的教學(xué)軟件，以及在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)上自主建立水污染控制工程實(shí)驗(yàn)課程，并在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上提前上傳相關(guān)的實(shí)驗(yàn)要求和操作要領(lǐng)，再結(jié)合儀器的操作軟件讓學(xué)生提前進(jìn)行預(yù)習(xí)思考。受制于實(shí)驗(yàn)時(shí)間和客觀實(shí)驗(yàn)條件的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以在網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)提前學(xué)習(xí)，并在構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)課程上實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)和記錄，讓學(xué)生充分利用課余的碎片時(shí)間，教師也能及時(shí)獲取學(xué)生的學(xué)情。學(xué)生在課前預(yù)習(xí)的時(shí)候?qū)栴}進(jìn)行歸納總結(jié)，提前查閱文獻(xiàn)，初步解決復(fù)雜問題。在課堂上，學(xué)生根據(jù)課前預(yù)習(xí)提出實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，通過小組之間互相提問的方式糾正和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)，同時(shí)培養(yǎng)了小組成員間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2.案例教學(xué)法。案例教學(xué)法已被廣泛應(yīng)用于各類課程教學(xué)中[10]，通過實(shí)際案例教學(xué)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)解決水污染控制實(shí)際問題的能力培養(yǎng)。比如過濾與反沖洗實(shí)驗(yàn)，可通過講解地下水通過地底層過濾形成清潔井水的案例原理，讓學(xué)生更為清晰地了解實(shí)驗(yàn)的目的和意義。其次，可通過文獻(xiàn)的調(diào)研進(jìn)行案例教學(xué)，比如展示文獻(xiàn)［11］中通過使用微灌用石英砂濾料進(jìn)行過濾與反沖洗實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，讓學(xué)生明白過濾與反沖洗實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程及其改善應(yīng)用。最后，可通過展示商業(yè)化的家用水龍頭前置過濾器，講解其通過類似的原理制作的濾芯，讓學(xué)生環(huán)環(huán)相扣地圍繞具體的例子掌握過濾和反沖洗實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)典型化的處理過程。教師根據(jù)教學(xué)目的和具體教學(xué)內(nèi)容的要求，通過這些具體的案例教學(xué)，將學(xué)生帶入設(shè)定環(huán)境事件進(jìn)行分析，通過學(xué)生的獨(dú)立思考，進(jìn)一步提高其發(fā)現(xiàn)、分析和解決具體問題的能力，同時(shí)明確了所學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)以致用的思想。

3.產(chǎn)教結(jié)合。“一帶一路”背景下的校企合作主要集中于課程建設(shè)和實(shí)習(xí)實(shí)踐等方面[12]。韓山師范學(xué)院位于粵東潮汕地區(qū)，希望能夠立足于地方優(yōu)勢(shì)，使實(shí)驗(yàn)課形成本校的特色，適應(yīng)學(xué)校的辦學(xué)宗旨，實(shí)現(xiàn)“應(yīng)用性”和“地方性”。這樣既形成了專業(yè)特色，又反映了地區(qū)的業(yè)界需求。例如在進(jìn)行混凝沉淀法實(shí)驗(yàn)時(shí)，摒棄以往實(shí)驗(yàn)室自配污水的做法，采用潮汕地區(qū)典型的陶瓷廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中強(qiáng)化理論學(xué)習(xí)，同時(shí)通過與企業(yè)的合作，明確了污水產(chǎn)生、處理和排放的過程。水污染控制工程實(shí)驗(yàn)關(guān)于污水處理的物化技術(shù)涉及各種類型的沉砂池和沉淀池，而這些物化方法被廣泛地運(yùn)用于實(shí)際生活中的自來水廠和污水處理廠，因此有必要與自來水廠和污水處理廠進(jìn)行聯(lián)合教學(xué)，呈現(xiàn)污水處理的完整的技術(shù)和全過程。傳統(tǒng)見習(xí)參觀對(duì)提升學(xué)生能力較為薄弱，只有讓學(xué)生參與其中，才能真正地運(yùn)用理論知識(shí)，切實(shí)提升學(xué)生解決實(shí)際問題的工程應(yīng)用能力。

4.課程思政?；谛鹿た坪凸こ探逃J(rèn)證的背景，以及課程思政的全新教育教學(xué)理念，在水污染控制工程實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)課程承載思想政治教育、思想政治教育寓于課程，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，是教學(xué)改革創(chuàng)新的關(guān)鍵。水污染控制工程實(shí)驗(yàn)課程立足于生活和企業(yè)生產(chǎn)中所排放廢水的污染控制，可在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中通過課程思政結(jié)合熱點(diǎn)問題等方式讓學(xué)生領(lǐng)悟水污染控制的必要性和重要性。在培養(yǎng)學(xué)生獲取和掌握新知識(shí)能力的同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生良好的辯證思維能力、科學(xué)素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)合作精神、社會(huì)責(zé)任感和愛國(guó)情操等。在課堂上鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生從我做起，保護(hù)環(huán)境。因此，基于水污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的專業(yè)知識(shí)講授和實(shí)踐教學(xué)過程，將德育目標(biāo)融入整個(gè)教學(xué)過程，真正地實(shí)現(xiàn)教書與育人相統(tǒng)一。以絮凝沉降柱實(shí)驗(yàn)為例，結(jié)合我國(guó)基本國(guó)情和“綠水青山就是金山銀山”的理念，明確水污染的嚴(yán)峻性和治理的迫切性，并通過絮凝沉降柱實(shí)現(xiàn)廢水處理的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)水污染控制技術(shù)的應(yīng)用對(duì)建設(shè)美麗中國(guó)的重要意義。同時(shí)，針對(duì)社會(huì)熱點(diǎn)問題，讓學(xué)生明確這不僅是技術(shù)問題，還是工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)有的情懷。

（三）落實(shí)持續(xù)改進(jìn)

教學(xué)評(píng)價(jià)一般通過在校生的評(píng)課進(jìn)行，具有普遍性和大眾性，無法真正反饋具體課程的教學(xué)細(xì)節(jié)問題。教師可通過自制的調(diào)查問卷對(duì)學(xué)生進(jìn)行不記名的調(diào)查，了解教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)是否存在問題，從學(xué)生的層面進(jìn)行達(dá)成度評(píng)價(jià)分析。此外，教學(xué)改進(jìn)不應(yīng)只停留于在校生對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)的反饋，還應(yīng)該接受畢業(yè)生和校友的建議和意見。從長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)來說，課程的改革不只是課程目標(biāo)的改革，還應(yīng)該是畢業(yè)生核心能力和教育目標(biāo)的改革。通過調(diào)查問卷實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)體系的完善，關(guān)注用人單位對(duì)畢業(yè)生、校友學(xué)生態(tài)度、知識(shí)和技術(shù)的評(píng)估。教師通過這樣的教學(xué)評(píng)價(jià)進(jìn)行反思，達(dá)成真正意義上的改進(jìn)，這樣才能形成過程性評(píng)價(jià)和階段性評(píng)價(jià)相結(jié)合的課程評(píng)價(jià)體系。因此，在日后的教學(xué)中要基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的OBE理念，不斷開展教學(xué)方法的改革探索，并持續(xù)改進(jìn)，最終達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

三、結(jié)語

水污染控制工程實(shí)驗(yàn)是環(huán)境類專業(yè)的實(shí)踐課程，具有工程背景強(qiáng)的特點(diǎn)，在工程教育認(rèn)證的背景下，對(duì)課程教學(xué)改革提出了新的要求。以具體的教學(xué)實(shí)踐為出發(fā)點(diǎn)，提出了基于成果導(dǎo)向的課程目標(biāo)和內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法革新，以及落實(shí)持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)改革。課程改革的實(shí)施既調(diào)動(dòng)了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性，又對(duì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題和反思問題能力的養(yǎng)成有很大的幫助，將有利于實(shí)現(xiàn)實(shí)踐類課程的長(zhǎng)效改革，同時(shí)為培養(yǎng)綜合型和創(chuàng)新型的工程人才奠定了基礎(chǔ)。

作者:謝瑩瑩 單位:韓山師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院