基于工程教育認證的水質工程學課程教學改革★

黃雪征 任朝斌 臺明青

(南陽理工學院土木工程學院，河南南陽 473004)

1989年，美國、加拿大、英國、愛爾蘭、澳大利亞和新西蘭等六國的民間工程團體簽訂了《華盛頓協議》，旨在通過對工程教育本科專業進行標準化認證，達到提高高等工程教育質量、實現工程師資格國際互認的目的［1］。我國自2006年開始啟動專業認證試點工作，2016年6月，成功加入《華盛頓協議》成為正式會員，標志著我國工程教育質量得到了國際認可，進入了新的發展階段。

工程教育認證采用成果導向的認證標準，它實施的核心理念是“成果導向”“以學生為中心”“持續改進”［2，3］。作為給排水科學與工程專業的核心課程，水質工程學課程的教學效果直接關系到學生培養目標和畢業要求達成度的實現，為此，我們在課程教學中貫徹工程教育認證的理念，以畢業要求達成度和學生培養目標為導向，制定了水質工程學課程的教學目標，重組教學內容，在課堂教學中貫徹“以學生為中心”的理念，通過教學過程中的不斷反饋，發現問題，持續改進，提高了課堂教學效果。

1 課程教學內容以培養目標和畢業要求為導向

按照《高等學校給排水科學與工程本科指導性專業規范》認證標準中關于素質、知識與能力的要求，水質工程學課程屬于水質控制核心知識領域，共有水質工程導論、水質與水質標準、水處理方法與原則、凝聚與絮凝、沉淀、過濾、吸附、氧化還原與消毒、離子交換、濾膜技術、其他處理方法、活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理、污泥處理處置與應用、典型給水處理系統及城市污水處理系統共17個知識單元，85個知識點，作為給排水科學與工程專業的必備知識［4］。在此基礎上，結合我國注冊給排水工程師考試大綱及最近幾年水處理工藝的技術發展，增加了強化混凝、臭氧—生物活性炭、好氧顆粒污泥等反映水質控制進展的前沿技術等知識點［5，6］。

2 以學生為中心，推進課堂教學模式改革

2.1 以學生為中心教學模式的內涵

傳統的教學模式重在教，教師是課堂教學的主導者，學生被動接受教師的灌輸，教師按照教學大綱及教學進度講授教學內容，知識講授過于強調整個知識體系的內在邏輯和系統完整性，脫離工程實際問題［7］，學生不知為何而學，學習興趣提不起來，教師對學生的接受能力及學習興趣點關注不夠，課堂上往往出現教師講得滔滔不絕，學生聽得朦朦朧朧的現象。以學生為中心的教學理念要求教師尊重學生的主體地位，尊重學生的個體差異，給學生提供足夠的學習空間，課堂教學以項目案例為載體，引導學生參與課堂教學，形成良好的互動，鼓勵學生課下查找資料，認真準備，自主學習，課堂分組討論，積極思考，踴躍發言，師生通過交流、探討、質疑等互動教學模式，對復雜的工程問題提出解決方案，從而完成教學目標，使學生獲得畢業要求所需的學習成果［8］。

2.2 培養學生學習興趣，提高學生學習積極性

為使課堂生動活潑，可搜集一些有關水處理工藝的趣聞軼事，歷史典故及熱點話題作為課堂教學的切入點，通過生動講授，達到歷史故事、當前熱點與理論知識有效結合的目的。如在講述濾池時，很多同學認為沉淀池沉淀處理之后，水的濁度已經很低，不理解為什么還要進行過濾處理，為了說明濾池過濾的重要性，可講述一個歷史故事，19世紀德國漢堡曾爆發霍亂流行病，很多人感染死亡，但一些區域的人并沒有感染，經過科學家研究發現，沒有感染霍亂的人居住區域的飲用水是經過岸邊砂層慢濾處理而得到的，正是由于霍亂病菌是以水為媒介進行傳播的，慢濾去除了水中的霍亂病菌，從而保證了慢濾處理水的衛生安全，從這個角度也說明了過濾在水處理工藝中的重要性。教師課前精心準備這些素材，可以激發學生學習興趣，使學生認識到所學知識的價值，提高學生學習積極性。

2.3 充分利用教學資源，留給學生自主學習空間

水質工程課程理論性和實踐性較強，涉及大量的水處理工藝及水處理構筑物、機械設備，一些工藝流程及構筑物構造很難用文字描述清楚［9］，在教學中通過演示東方仿真公司制作的動畫，使知識點生動形象地表達出來，可取得事半功倍的教學效果;也可利用實際的產品作為教學道具課堂演示，比如V型濾池的長柄濾頭，單純看教材文字描述及示意圖難以理解它的構造及工作原理，把實際的長柄濾頭拿到課堂上一講，學生就很容易理解長柄濾頭均勻布水布氣的原理，還可以播放前期生產實習過程中拍攝的照片及微視頻，幫助學生理解構筑物的內部構造，起到一圖勝千言的效果。

2.4 以小組為單元，充分開展課堂討論

以學生為中心的教學模式，要求教師做好課堂教學活動的導演角色，進行劇本設計、場景組織、引導學生課堂交流討論，開展交互式、探討式和啟發式等多元化教學方法［10］。為保證討論效果，使討論有針對性，學生課下需要充分的準備。教師每次上課需留出時間布置下次課要討論的內容及問題，學生課下預習需要達到的要求，下次上課發言的主題，同時提供優秀的教學資源供學生課下預習用，引導學生自主學習。為鼓勵學生發言，在課程考核中，加大了課堂表現成績比重，對于教師沒有指定的、學生積極爭取的發言可另外給學生個人加分，實踐證明，這些措施的實施，活躍了課堂氣氛，鍛煉了學生的溝通表達能力及團結協作能力。

2.5 強化實踐教學，培養學生解決實際工程問題的能力

根據給排水專業認證規范，水質工程學實驗需開展混凝、自由沉淀、過濾及反沖洗、活性炭吸附、樹脂交換容量測定、污泥沉降比及污泥指數測定、曝氣充氧、溶氣氣浮等8個實驗16個學時，在此基礎上，我們又增加了水處理構筑物演示實驗，構建了集驗證性、綜合性、設計性于一體的水質工程實驗項目。根據教研室老師研究方向及我校實驗裝備，開展了如污泥脫水、強化混凝等開放實驗項目，供學生自主選擇，學生也可以根據自己的想法查找資料，制定實驗方案，擬定實驗項目，在教師的指導下開展實驗研究，開放實驗的開展開拓了學生的視野，鍛煉了學生的動手能力，培養了學生初步的創新意識［11］。

3 持續改進，關注學生培養目標與畢業要求的達成度

工程教育專業認證中，畢業要求達成度評價是課程教育質量持續改進的重要依據，是工程教育專業認證工作的重要指標。在水質工程學課程教學中，建立了執行→評價→反饋→改進→執行的循環機制，建立了學院教學督導組、專業負責人、在校學生等多個層面對課程教學質量進行評價的教學質量評價機制，主要對課程的教學目標、教學手段、教學內容進行評價，評價結論反饋給教師本人，教師針對反饋意見，對教學大綱、教學內容、教學方法、教學模式等采取改進措施，持續不斷改進課程教學質量，使其滿足畢業要求的達成，以符合工程教育認證標準。

4 結語

基于工程教育專業認證的“成果導向”“以學生為中心”“持續改進”等核心理念，結合南陽理工學院給排水科學與工程專業實際情況，從教學內容、教學模式、考核評價等方面開展了水質工程學課程教學改革，在教學活動中，以項目案例為載體，以小組為單元，開展交互式、探討式和啟發式等多元化教學方法，提高了學生解決復雜工程問題的能力，為學生畢業要求與培養目標達成奠定了堅實的基礎。