OBE理念下的《水工艺设备基础》课程教学改革

作者:未知

  摘要:文章结合OBE教学理念,以学生为中心,以教学成果为导向,制定了确实可行的教学目标,对“水工艺设备基础”课程的教学内容、教学方法、考核等因素进行改革,改变了该课程目前“学而无获”的局面。对烦琐枯燥的教学内容进行删繁就简,增加教学内容的感观性与可接受性,教学效果有了实质性的提高。
  关键词:OBE理念;水工艺设备基础;教学改革
  中图分类号:G642.0     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2020)11-0153-02
   长期以来,水工艺设备的低效率一直制约着水工业的发展。给排水专业本科生增设“水工艺设备基础”课程,目的是培养未来的给水排水工程专业技术人员掌握水工艺设备的设计、制造和运行管理等知识,解决制约水工业发展的瓶颈。但课程内容庞杂,学生又缺乏工程背景,感觉枯燥难懂,教学效果一直不佳。
  OBE(Outcome Based Education)——成果导向教育,一种以学生为中心并基于成果导向的先进教育理念,国内外许多高校结合OBE理念进行教学改革,取得了良好的效果。本文结合OBE教学理念,以教学成果为导向,对“水工艺设备基础”课程的教学过程进行改革,力求改变该课程目前“学而无获”的局面。
  一、《水工艺设备基础》课程现状
  “水工艺设备基础”课程是给排水专业本科生一门专业基础课,教材采用黄廷林主编《水工艺设备基础》,内容包含设备常用材料、设备腐蚀原理与防护、设备基础理论、压力容器、搅拌设备、曝气设备等11个章节,课时一般为24—32学时。课程各章节内容相对独立,没有形成承前启后、逻辑性完整的理论体系,理论叙述过多,教学过程单调、枯燥,很难吸引学生的兴趣。教材内容编辑包含了水工艺设备方方面面所需知识,这样完整的知识体系无疑对掌握水工艺设备的设计、制造和运行管理都是有益的,但给排水专业学生缺乏相应的专业基础与工程背景,觉得课程枯涩难懂;若强行灌输,犹如给小婴儿服用“十全大补汤”,不仅吸收不了,反而会消化不良。教学内容如此庞杂,教师也备感压力,只能根据自身知识结构忽略某些章节或照本宣科。也有一些老师进行了传统方式的教学改革,激发学生兴趣,如增加设备图片,鼓励学生参与出考题等,但收效甚微;学生课程学完之后转身就忘,几乎“零收获”。
  二、基于OBE理念的课程教学改革探索
  2013年6月我国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式成员,国内各工科院校实施基于成果导向(OBE)的工程教育模式已势在必行[1]。基于OBE理念,教学过程、教学方法以及学习评价都需以最终学习成果为基准来设计。课程教学反向设计,首先要明确课程教学目标,以便优化课程教学内容,采用有效的教学方法,达到最终教学效果。
  1.课程教学目标的确定。课程OBE教学目标的确立应以毕业要求为准绳,以专业培养目标为依据。给排水科学与工程专业培养目标是致力于培养能适应国家建设和经济发展需要,能承担给排水科学与工程相关的规划设计、建设与运营、研究与开发等方面工作。
  工程实践中,给排水工程师应具备正确选用、维护工艺设备的能力,还应具备对专业特有水处理设备(构筑物)研究开发、设计能力。本文将本课程的教学目标定义为:通过本课程的学习,学生初步具备正确选材、合理维护水工艺设备的能力,根据工程及工艺要求,合理选择设备(器材)的能力、水工艺设备开发、设计、选型和运行管理的素质和能力。
  2.以教学目标为导向,优化教学内容,建立层次化的教学模式。如前所述,水工艺设备基础课程的教学内容包含设备常用材料、设备腐蚀与防护、压力容器、搅拌设备、曝气设备等11个章节,设备品种多,教学涉猎面广,传统照本宣科教学,只会让学生厌学,最终“学而无获”。依据OBE理念,学生接受的知识才是有效教育。为达到“有效教学”的目标,教学内容应以培养学生应用能力为重点,智慧性引导。
  教学课时少,又必须实现既定的教学目标,笔者根据多年教学与工程实践经验,逐项分析工艺设备知识特性、学生的知识背景与未来工作需求,将课程知识点分为四个等级层次:深入探究、重点掌握、一般了解、不介入(基本不讲)。具体来说,就是对学生未来工作极为重要的知识,如沉淀池的进出口结构直接影响沉淀效率,进行增补与深入分析;对比较重要的知识,如材料名称、选用原则,设备防腐原理与方法等,要求掌握;对一般常识性知识,如非常用材料的性能,删繁就简,了解即可;对深奥难懂、学生一时难以掌握的知识点,如压力容器的受力分析、导热场分布等,避开不讲(讲也不会有效果);对其他课程已学过的知识点,如材料机械性能等也不再重复[2]。
  水工艺设备是一个有机整体,它有结构、有材质,有主体、有附件,还有它的适用场合。教学内容的编排应把将这些知识点串成有机的、立体的形体,才能增加教学的逻辑性与可接受性。
  3.以学生为中心,构建“感观认识—理解—分析思考—考查、综合应用”的教学模式。给排水专业本科生不具备材料、机械学基础,对水处理实际工程内容也十分陌生,短期内要掌握水工艺设备的材料、防腐、结构原理等知识十分困难,也不容易激发学生的兴趣。要提升课程教学效果,优化教学秩序与手段,首先应增强学生对设备的感性认识,如课堂放映网络收集设备图片与设备运行Flash等资料,必要时进行设备实体(模型)观摩教学,让学生清楚设备的结构是什么,做到心中有谱;清楚设备结构之后,学生较容易理解设备的工作原理。之后的讲学可以把设备当作一有机整体,分析其细节结构,讨论换一种结构形式会得到另一种什么效果,逐步培养学生对水工艺设备的设计与创新技能。最后将所学知识进行考核或应用。对纯理论知识(如材料、防腐机理等)进行课堂考核,给学生适当的学习压力与动力,确保课堂教学效果;应用性知识,在课程结束时要求学生完成一项课外综合实训作为课程的最终考核项目,如让学生完成某种工艺设备设计与计算,培养学生“收获”独立思考与动手能力。设计成果较好的作品,可以结合学校“三小”进行模型制作。
  教学过程中要形成以学生为中心的互动式课程教学模式,通过教学导引、问答互动、翻转课堂、疑问解答、课外实践等途径,引导学生“学思交融”,加深其对知识的理解和内化,提升课程教学效果。
  4.建立基于强调过程的课程学习考核激励模式,调动学生的学习动力。考核是学习结果的评价,也是学习过程的促进力。为促进教学效果,根据课堂教学环节和质量影响要素的分解,从考勤、听课状态、问答互动表现、课堂测验、课后作业、在线资源学习、期末考核、课外兴趣小组等环节综合评价,形成强调过程的课程学习考核激励模式,有效改变部分学生不重视平时学习的不良习惯,激发学生对学习过程的参与热情,进而提升学习质量。课程考核以期末综合应用项目为主,如完成一个简单工程项目或每人完成一台不同类型的设備设计,设备难易程度与得分值直接挂钩,激发学生的上进心,同时避免学生相互抄袭现象。
  三、结语
  依据OBE“有效教育”理念,结合学生知识背景,将“水工艺设备基础”课程枯燥的教学内容删繁就简,增强教学内容的感官性、逻辑性与可接受性,同时结合适当的激励(考核)方法促进学生学习。这些变革改变了该课程长期“学而无获”的局面,是实现预定教学目标有效途径。
  参考文献:
  [1]刘玉飞,许德章,等.基于OBE理念的理工科专业《计算方法》课程教学改革探索与实践[J].教育教学论坛,2019,(9):138-137.
  [2]孙鸿燕,汤爱萍.基于OBE理念下的“水工艺设备基础”教学内容改革浅议[J].科教文汇,2019,(06):78-79.
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