項目驅動教學法在給排水科學與工程專業中的應用研究

蔡新立，李玉成

（1.安徽建筑大學，安徽合肥230601 2.徽派建筑安徽省重點實驗室，安徽合肥230601）

給排水科學與工程是一種專門研究關于水的問題的理論與技術專業，包括水體采集與輸送、水質控制、水系統儀表設備與控制、水工程建設與運營以及水資源的保護與利用等相關理論與技術的研究，與水文地質、城鄉規劃、工程管理、測繪工程、環境保護等學科密切相關。給排水科學與工程專業自1952年發展以來，為市政、建筑、園林、規劃、環保及房地產公司等單位輸送了大量的人才。隨著我國城市化進程的加快，水資源短缺、城市內澇、黑臭水體等水資源問題頻發，國家和社會對給排水科學與工程專業人才需求日益增長；同時隨著給排水科學與工程專業內涵不斷發展，社會對給排水人才的專業素養的要求不斷提高，同時對專業人才的培養提出了更高的要求[1]。

傳統的給排水科學與工程專業教學模式重視理論教學，主要以專業基礎理論知識的講授為主，結合簡單的課程設計，缺乏創新引導。這種相對枯燥乏味的傳統教學模式，很難引起學生的興趣，進而限制了學生的學習獨立性和創造性，專業潛力挖掘有限[2]。近年來，國家提出要建設創新型國家，鼓勵大學生創新創業，對基礎教育改革提出要注重對學生的創新能力和操作動手能力培養的要求。結合給排水科學與工程專業的需求，給排水專業人才培養需理論聯系實踐[3]。而項目驅動教學法是以實際項目為導向，以培養學生解決問題、自主創新能力為主線的新型教學模式[4-6]。本文將討論如何在給排水科學與工程專業中引入項目驅動教學法，以期調動學生的學習積極性，提高其自主創新能力。

1 項目驅動教學法的實施

1.1 項目策劃

項目策劃是項目驅動教學法中最關鍵的中心環節[7]，所策劃的項目要盡可能地包含給排水科學與工程專業所必備的主要知識點，同時，要給學生設計合理的切入點，注重專業理論知識的關聯，最終將這些碎片式的知識點聯結起來，形成一個完整的項目。項目驅動教學法在給排水科學與工程專業人才培養過程中的應用流程如圖1所示。總體而言，所設計的項目既要有價值，也要具有一定的開拓探索性，同時具備較高的發散性和創新性。例如，隨著城市化的快速發展，黑臭水體作為“城市病”隨之而生，各地政府都在積極進行黑臭水體治理，構建生態文明社會。黑臭水體的治理與水質工程學、水處理微生物學、管網等給排水專業課程有著密切的關系，因此可設置黑臭水體治理項目驅動教學，應將相關課程的知識點合理設置到該項目中去。學生通過參與黑臭水體項目，在項目中認知專業知識；學生在方案設計過程中，學會黑臭水體治理相關資料的搜集，水文地質環境的調查，分析黑臭水體成因；學會對化學法、物理法、生物法等一種或多種治理方法的結合，進行優化配置、經濟技術比較。最終通過黑臭水體治理方案設計，讓學生進一步理解和掌握水質工程學、水處理微生物學等學科的基本理論和方法，對知識理論進一步消化吸收。

圖1 項目驅動教學法參與給排水科學與工程專業教學流程圖

1.2 項目解析

項目解析是教師首先為學生講解項目基本內容，分析項目需求、項目要用到的基本原理，強調項目重點，以及應用產生的預期成果；然后，教師基于對項目需求、項目背景的介紹，將項目分解為若干個子任務，編制項目設計任務書；最后，教師以設計任務書的形式安排給學生。這樣能夠讓學生清楚了解項目原理、項目內容、項目實施的方法以及項目期望成果[8]。

對于項目任務的安排，“迭代增量式”和“樹狀分解模型”是目前應用比較廣的兩種方法。例如，在黑臭水體治理的項目研究中，對于任務的安排采用“迭代增量式”的方式，分層布置、逐步實施項目任務。以3～5人為一小組，將項目參與人員分成若干個這樣的小組。在分組及分配任務的整個過程中，教師要充分考慮各小組成員的個人能力、專業素養、知識理論理解消化能力、性格特點及組織協調能力等，科學搭配。使小組成員之間能夠取長補短，以保證實踐項目得到高效實施。同時，教師要根據項目各層次任務的難易程度，指導學生做出科學選擇，為學生創造有利環境。

以黑臭水體的治理為例，學生在進行項目實施的過程中，需要完成以下環節：①水文地質、水體周邊環境、社會環境等背景調查；②水樣采集、底泥收集；③底泥水樣實驗、結果分析，撰寫水質實驗報告；④黑臭水體成因分析報告的編寫；⑤相關水質規范手冊、水質標準及治理方案的搜集整理；⑥結合本項目的特點，提出黑臭水體治理的可行性方案；⑦對可行性方案進行經濟、技術、環境影響分析，選擇最優方案；⑧項目方案模擬實施，總結修正；⑨項目完成，提交總結報告。

1.3 項目執行

項目執行是項目安排后的具體實施階段，學生在這個階段扮演著“給排水設計工程師”的角色[9]。學生根據設計任務書，對設計任務進行分析，制定項目執行計劃，將項目任務有理化；對資料進行收集處理，對方案進行計算、設計、比較、優化。教師在這一階段的主要職責是：給學生提供必要的項目執行條件和技術支持，例如：水質實驗和污泥實驗的實驗指導和場所提供、相關資料如何搜集的建議和幫助、設計方案經濟技術的可行性建議等。在項目執行的全過程中，教師也應要求各小組進行階段性總結，定時匯報項目進度、項目障礙，教師給出切實的建議，鼓勵學生要勇于開拓創新，探索新方法。這樣不僅可以及時發現問題、解決問題，還可以互學互鑒，提高項目執行效率，增加學生開拓探索的能力。

1.4 項目總結

即在整個項目完成之后，各個項目執行小組對自己的成果進行歸納總結演繹展示，討論存在的問題，對于項目的完成度進行綜合評價，對各小組的項目成果與應用產生的預期成果進行比較評價；同時，總結本項目設計的全過程中，遇到的各種問題以及做出的對策和方法、編制項目設計心得，為今后的研究提供借鑒；最后，對項目進行科學檢驗，形成檢驗報告，嚴格要求檢驗報告中的文字、圖表等的格式，編制詳細的設計說明書，必要時附上圖紙說明。教師在學生項目總結的過程中，要多聽取學生的想法建議，做好項目實踐記錄，總結項目經驗，從而提高給排水科學與工程專業的學生的學習效率，提高給排水專業學生的動手操作能力和給排水專業綜合素養。

2 項目教學法綜合評價

2.1 教師作用的變化

在實施項目驅動教學法的過程中，教師由簡單的理論知識傳授者轉變為對學生開拓創新能力的挖掘者[10]。通過項目的策劃實施檢驗，教師不僅檢驗學生對本專業理論知識的掌握情況，而且更多的是培養學生將理論知識與動手操作有機結合的能力，提升學生的開拓創新能力和團隊協作能力、對今后的就業與升學都大有裨益。基于項目驅動教學的新型教學方法，也可以充分調動教師的教學積極性，讓教師根據專業特點、地區特色來制定本專業學生的培養模式，如專業課程的取舍與必修課程的提煉強化。同時，項目驅動教學法也在一定程度上改善了師生關系，拉近了師生距離，使得教師與學生能夠互學互鑒、共同進步。

通過安徽建筑大學給排水科學與工程專業的實例來看，對于項目驅動教學法教學模式的實踐情況，可以從學生參與對教師的學評教活動的綜合評價中反映。如表1所示，從2015年到2018年，學生參與項目的數量與項目數量的變化呈正相關，同時，教師教學評教的分數也在逐年增加。這說明，項目驅動教學法的教學模式是相對成功的，對于學生而言，參與程度更高，學到了更加實用的知識，動手實操能力得到鍛煉、專業素養也得到提升，學生對于教師教學的滿意度也在增加。

表1 歷年學生參與項目數與學評教分數情況統計表

2.2 學生學習模式的變化

項目驅動法的教學模式，使得學生在學習過程中的態度由相對被動向更為主動轉變[11]。在項目驅動法的教學模式下，學生從自己的能力和愛好出發，自主選擇合適的項目分組，以自己的思維模式和能力去解決在項目中所遇到的問題，從數據收集、實驗分析、社會調查、文獻整理、圖紙繪制、項目方案的設計和整理，到最后的成果報告的撰寫，基本上都是學生自主完成的。這樣的學習模式，使學生掌握到學習探索的能力、溝通交流的技巧，對于增加專業綜合素養、實現全面發展具有深遠意義。研究證實，擁有完整的項目經歷，對于他們就業、升學影響深遠[12]。

2.3 教學成果檢驗方式的變化

在傳統的教學評價中，往往只以學生理論知識的學習成績為重，卻忽視學生除知識理論學習之外的能力；而在項目驅動教學模式下，對于教師教學效果的檢驗方式種類繁多，除了能夠在完成項目成果中呈現，也可從評價學生在項目實施過程中探索問題的環節中反映的綜合能力中反映，亦可從學生自主創新能力和團隊交流合作能力中體現，而這些能力對于學生成為一名優秀的給排水專業人才是不可或缺的。

從安徽建筑大學給排水科學與工程專業的例子來看，以學生就業統計對項目驅動教學法的實用性進行綜合評價。由表2可以看出，安徽建筑大學給排水科學與工程專業，從2015年至2018年，參與項目的人數逐年增長；在就業方面，在校期間參與過項目實操的學生就業率均高于未參與項目實操的學生的就業率。這證實，項目驅動教學法明顯有助于學生日后的就業。

表2 歷屆畢業生就業率與學生參與項目情況統計表

3 總 結

在給排水科學與工程專業教學中引入項目驅動教學模式，以策劃項目、解析項目、執行項目、總結項目的形式，不僅可以將給排水科學與工程的專業理論知識給學生講清楚，也使得工程實例與學生學的專業的理論知識有機結合，充分實現了理論與實踐的結合，讓學生不僅對給排水科學與工程專業有抽象的感知，還有具體的體會。項目驅動可以提高學生的動手操作能力、挖掘學生的自主創新潛力，同時，還能夠提升學生進入社會的核心競爭力。項目驅動教學法既可以提高教師的教學效率，又能激發學生的學習興趣，還能夠使得教師和學生成為一個有機整體，互學互鑒，充分體現工程類專業課程注重實踐的特色，從而進一步提升高校在給排水科學與工程專業上的教學質量。