基于工程教育認證理念的進程式課程教學探索

朱奎 宋曉猛 孔凡哲 齊躍明 董貴明

摘要：本文在理解工程教育認證內涵的基礎上開展了進程式課程教學的探討。以水文學原理課程為例，分析了課堂教學存在的問題，建議從課堂教學、實踐教學、現代化技術的引入和達成度評價等方面開展進程式課程教學，及時反饋教學質量持續改進，并提出了改進方向。

關鍵詞：工程教育認證；進程式課程教學；水文學原理

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）45-0187-02

一、工程教育認證的重要性

工程教育認證源于國際本科工程學位互認協議——華盛頓協議，該協議對簽約成員國本科工程學歷資格互認，畢業生被其他簽約國視為獲得從事工程工作的學術資格，通過工程教育認證是該學術資格的基本要求[1]。工程教育認證的核心是以學生為中心，遵循成果導向（Outcome Based Education，簡稱OBE）理念，通過系統的教學環節，使學生滿足畢業要求，并能夠針對教學過程中存在的問題有理有據的持續改進，使得專業教育能夠良性發展。

二、課程教學存在的問題

課程教學是現階段本科教育最重要的環節之一，每一門課程的達成度最終決定整個培養體系畢業要求的達成度。同時，持續改進也必須融會貫通到每門課程中，在課程教學中通過課堂教學、實踐教學、測試和作業等各個環節的持續改進，從而使課程教學滿足達成度要求。

水文學原理是水文與水資源工程專業的核心課程之一，是眾多后續專業課程的先修基礎課。水文學原理主要分為兩大部分：（1）水文循環的概念及其環節，主要講述自然界水體的循環過程和流域水量平衡方程的構建以及水循環各要素的基本理論與方法。（2）產匯流理論，分別講述單點產匯流機理、洪水演算和流域產匯流計算[2]。由此可見，水文學原理課程具有很強的基礎性和綜合性，是水文預報、水文分析與計算、流域水文模擬和水資源評價等課程的基礎。同時，該課程內容寬泛，概念和理論繁多[3]，傳統的課堂教學過程中容易出現諸多問題，主要體現在以下方面。

1.課程基礎理論多，課堂教學和學習過程易乏味，且部分概念抽象難于理解。如基質勢是包氣帶中土水勢的重要組成部分，由于水的表面張力大，在土壤中具有毛管作用而產生。學生通過基礎知識的積累和課堂講述，能很快理解毛管力，但是對于基質勢總為負值常難以理解。

2.課程知識覆蓋面廣，學生在學習過程中容易抓不住重點。由于該課程涉及水文循環各要素的概念、產生條件和計算方法等，又包含產匯流理論和洪水演算等復雜過程的概化和計算，并且眾多的知識點是后續課程的基礎，造成該課程需要掌握的內容多、綜合性強[4]。

3.傳統的課堂教學以教師為主導，學生被動接受學習。隨著專業的發展，培養方案涉及的課程日益細化，水文學原理的內容偏理論和基礎，課堂教學過程不同于水文測驗學、水環境保護等課程具有眾多的現場實習和動手操作，也不同于水文預報、水文分析與計算等課程具有統一的內容體系和課程設計，更不同于水資源規劃與評價等特色課程具有很強的應用性，使得水文學原理的教學過程更多的是內容講述，進而使工科學生缺乏學習動力。

4.學科前沿引入不足，現代化教學方法急需成熟化。正如前文所述，水文學原理知識點眾多、覆蓋面廣且綜合性強，涉及的學科前沿比比皆是，雖在課堂教學中會盡量補充，但受于課時的限制僅能點到為止，缺少英文教材和文獻的引入。另一方面，現代化教學手段在本課程的教學中尤為重要，而目前的教學手段一般為多媒體教學結合板書，急需將GIS、網頁課堂、APP等現代化流行技術成熟系統應用到課程教學中。

三、進程式課程教學的探索

工程教育認證需要課程教學有明確的質量要求，通過教學環節、過程監控和質量評價促進畢業要求的達成，同時要定期進行教學質量的評價。為此，課程教學必須融入實習實踐、平時測試、團隊研討等教學環節，并將測試成績、信息反饋等過程監控通過現代化方式及時反饋，開展進程式教學才能更好的滿足認證要求。水文學原理作為水文與水資源工程專業的核心理論課程，承擔著工程知識、研究、溝通、終身學習等畢業要求的達成度評價任務，針對以上分析的課程教學存在的問題，提出以下探索性措施。

1.豐富課堂教學內容，增加進程式教學效果測驗。針對水文學原理理論基礎多、知識覆蓋面廣的特點，采用學生自主學習和教師重點講解并行的方式開展課堂教學。學生自主學習采用課堂研討的形式，針對水文循環要素的各環節，分組查閱資料，形成不同方向研究進展的綜述，開展課堂宣講和提問，既增強了學生的文獻查閱能力，拓寬了專業知識面，又鍛煉了表達能力、組織能力和團隊協作能力，同時培養了學生利用各類工具解決實際問題的能力。教師重點講解抽象理論、公式推導等難點，結合我校智能巡課回放系統，使學生能夠有效針對自己的不足進行學習。另外，增加教學影像和儀器展示，鞏固基礎教學內容的認識和應用。

2.構建實踐教學體系，鞏固進程式教學效果。在課堂教學扎實理論學習的基礎上，結合水文與水資源工程專業的特點，構建完整的實踐教學體系，充分利用校園內河流等水體進行認識實習，鼓勵學生主動開展水文要素的探索性實驗，以此為基礎組織學生全面申請參與大學生科研訓練計劃，培養學生撰寫學術論文和申請專利的能力；結合學院整體工作計劃，實施個性化、全覆蓋的本科生導師制，在完成課程學習的同時為本科畢業論文階段的學習夯實基礎，結合花園口水文站生產實習，將理論基礎綜合運用到生產實際中，鞏固課程教學成果。

3.加強先進工具和現代技術的應用，實現進程式教學成果的應用。工程教育的著力點是培養學生應用基礎理論解決復雜工程問題的能力，使其能夠迅速適應工程類工作的需要，并在五年內拓展上升空間。為此，課堂教學需避免純書本講述，切實增加工程案例和軟件操作等教學內容，使學生掌握先進的工具和技術方法。如利用ArcGIS軟件讓學生掌握空間數據的展示、插值等方法，進一步將水文循環要素的處理和產匯流過程的模擬在SWAT流域水文模型中實現，在增強學生學習興趣的同時，培養應用先進軟件工具解決實際復雜問題的動手能力和科研能力。

4.推進多樣化課程考核和達成度評價，反饋進程式教學質量。課程達成度評價是工程教育認證畢業要求達成度評價的基礎，多樣化的考核方式也是學生學習效果檢驗的重要方法。需要用知識、能力和協作并重的綜合評價方式取代傳統的、單一的課程結課考試，采用靈活多樣的開放性的定性和定量相結合的評價方法，增加平時成績、隨堂測驗、專題研討和答辯、團隊協作等考核內容，同時鼓勵課堂提問加分。

課程教學的持續改進是提升教學質量的保證，教學過程要及時反饋教學效果和學生建議，采用實時操作工具，如校園教學評價APP、教學網頁調查和智能巡課回放系統等，結合結課問卷調查和QQ投票等方式，鼓勵學生和同行教師參與課堂教學效果反饋，增進交流與溝通，從而有效的進行針對性的持續改進。

四、結語

隨著工程教育理念的發展，培養學生處理復雜工程問題的綜合能力是教學的目標，需要以工程教育認證為契機，開展進程式課程教學。針對我校水文學原理課程教學存在的問題，需要增加校內水文實踐場地建設以加強課程教學的實踐條件，同時建設理論習題庫和實踐數據庫，使學生在具備扎實理論的基礎上，開展科研訓練，提高應用能力和科研能力的要求，以滿足工程教育認證的要求。

參考文獻：

[1]陳敏，董曉華，等.基于工程教育認證標準的培養目標達成度評價方法研究與實踐[J].教育教學論壇，2017，（50）：109-110.

[2]芮孝芳.水文學原理[M].北京：高等教育出版社，2013.

[3]易珍蓮.水文學原理與測驗教學方法的研究與應用[J].科技資訊，2007，（01）：190.

[4]侯立柱，萬力，等.淺析“水文學原理”課程的教學與實踐[J].中國地質教育，2008，（4）：138-140.