基于OBE理念的水質工程學課程教改與教學大綱設計

李紹秀 李冬梅 杜星 秦雯 蔣樹賢

[摘 要] 水質工程學是給排水科學與工程專業核心課程，文章闡述了水質工程學課程基于OBE理念教學改革的必要性。基于OBE理念對水質工程學課程教學大綱進行設計，為進一步開展教學改革活動提供指導方向。

[關鍵詞] OBE理念;水質工程學;教學改革

[基金項目] 2019年教育部高等學校給排水科學與工程專業教學指導分委員會教學改革項目“基于OBE理念的‘水質工程學課程教學改革與實踐”（GPSJZW2019-14）;2019年廣東工業大學普通教改項目“基于OBE理念的給排水專業核心課程‘水質工程學教學改革探索”（廣工大教字〔2019〕70號）;廣東省高等學校重點專業建設項目“給排水科學與工程”（粵教高函〔2019〕）;2019年廣東工業大學重點專業建設項目“給排水科學與工程”（廣工大教字〔2019〕70號）

[作者簡介] 李紹秀（1967—），女，廣西合浦人，博士，廣東工業大學土木與交通工程學院副教授，研究方向為水處理理論。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）42-0119-03? ? [收稿日期] 2020-03-05

水質工程學是給排水科學與工程專業核心課程，是一門應用性強的專業課。隨著社會經濟發展對應用型人才的需求及專業發展，傳統的教學模式面臨挑戰，教學改革勢在必行。

一、OBE教育理念與工程教育認證

OBE（Outcome-based Education）教育理念在1981年由美國William Spady率先提出，之后成為美國、英國、加拿大等國家教育改革的主流理念[1]，強調“以成果為導向”“以學生為中心”“持續改進”的理念。該理念關注學生獲得的學習成果，學生對知識的應用，以此為導向，反向設計教學過程。“以學生為中心”，將傳統的學生被動灌輸式學習轉變為學生主動學習。以學生學習效果反饋為驅動，使教學和學習過程持續改進。這種教育理念能夠適應快速發展的現代社會對應用型人才的需求。

OBE理念得到美國工程教育認證協會認可，并貫穿于工程教育認證標準的始終。我國工程教育認證始于2006年5月，并于2016年6月正式加入《華盛頓協議》。工程教育認證是工程教育國際互認和工程師資格國際互認的基礎，其要求工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準。工程教育認證踐行以成果導向、學生為中心和持續改進的OBE教育理念。工程教育的專業根據學校定位和當地經濟發展以及社會需求制定培養目標，由培養目標確定畢業要求，進而設置能夠支撐畢業要求的課程體系，設計教學環節，開展以學生為中心的教學活動，從而達成培養目標，實現成果導向的OBE理念。

二、水質工程學課程面臨的挑戰

水質工程學是一門關于水質控制的重要專業核心課程。主要介紹水處理的基本知識、基本原理、基本方法及水處理工藝設計方法。學生通過學習課程后，能獨立對水廠及污水處理廠進行設計，是一門操作性、應用性較強的專業課。

水質工程學課程所屬的給排水科學與工程專業（更名前為“給水排水工程”）在國內設立已有60多年。近20多年來給排水專業開展了一系列教育改革。2012年《給水排水工程專業發展戰略研究報告》和《給排水科學與工程本科指導性專業規范》頒布實施，學科專業進入了一個新的發展時期[2]。住建部2003年啟動了全國給排水專業評估。伴隨2016年我國正式加入《華盛頓協議》，經住建部批準，給排水科學與工程專業于2017年開始將評估更名為評估認證，以學生發展為中心、以學習成果為導向和持續改進的OBE理念，是評估認證工作的核心思想[3]。截至2017年，歷時14年，全國共計有38所高校給排水科學與工程專業通過了評估認證，占本專業辦學學校的20%以上。

我校于1993年創辦本專業，是省內較早創辦給排水專業的院校。經過20多年的建設，本專業取得了長足的發展。我校給排水科學與工程專業正在準備接受專業評估認證。對于學科專業的發展，新時期社會對應用人才的需求以及專業評估認證的需要，給排水科學與工程專業的核心課程水質工程學傳統的教學模式面臨新的挑戰，重新審視過去的教學方法，實施以學生為中心、成果為導向的新型教學模式，教學改革已迫在眉睫。探索如何把OBE理念應用于水質工程學課程教學當中，使教學達到專業評估認證的標準，符合工程教育認證的要求和社會對應用型人才的需求，是一項重要的任務。

三、教學大綱設計

教學大綱是指導教學活動的重要文件，OBE理念融入課程教學當中，首要步驟是基于OBE理念編制課程教學大綱。教學大綱的制定要基于專業培養目標[4]。為達成培養目標而設立相應的畢業要求。畢業要求需要課程體系支撐。在編制課程教學大綱時，需要明確本課程支撐的畢業要求指標點，從而設計教學目標，建立教學目標與畢業要求指標點的關系。確定能夠達成教學目標的教學內容，建立教學內容與教學目標的對應關系，設計教學環節及采取相應的教學方法，確立考核方式與教學目標的關系，通過考核來檢驗學習成效。

（一）教學目標及其對畢業要求的支撐

工程教育認證通用標準有12個畢業要求，給排水科學與工程專業培養方案確定水質工程學課程支撐的畢業要求有5個。畢業要求1：工程知識，能夠運用給排水科學與工程的專業知識及科學知識體系，掌握分析復雜工程問題的原理、方法和工具，解決復雜工程問題。畢業要求3：設計/開發解決方案，能夠設計針對復雜工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的系統、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。畢業要求6：工程與社會，能夠基于給排水科學與工程相關背景知識合理分析與評價給排水復雜工程問題的解決方案對社會、健康、安全、法律與文化的影響。畢業要求7：環境和可持續發展，能夠理解給排水復雜工程問題對環境的影響，具有環境保護和可持續發展意識。畢業要求8：職業規范，具有人文社會科學素養、社會責任感，能夠在給排水科學與工程專業的工程實踐中，理解并遵守工程職業道德和規范，履行責任。這5個畢業要求包含了對知識、能力及素質的培養要求。

為支撐上述畢業要求指標點，水質工程學制定4個課程教學目標。教學目標1：正確理解水處理基本概念、原理與方法，構建水處理基本理論知識體系。運用水處理的知識對復雜工程問題進行識別、表述和解析，最終解決復雜水處理工程問題。教學目標2：具有水處理構筑物及工藝流程的分析和設計計算以及運行管理能力，根據水質特定需求制定合理的水處理工藝設計方案。綜合考慮技術、經濟因素，提出優化設計方案。教學目標3：在解決復雜水處理工程問題時，合理分析與評價水處理復雜工程問題的解決方案對社會、健康、安全、法律與文化及環境的影響，有可持續發展的意識。教學目標4：具有社會責任感，能夠在水處理工程實踐中理解并遵守工程職業道德和規范，理解給排水工程師應承擔的責任。教學目標對畢業要求指標點的支撐見表1，表中H為強支撐，M為中等程度支撐。

（二）教學內容優化

教學內容是教學大綱重要組成部分。《高等學校給排水科學與工程本科指導性專業規范》對水質工程學課程規定了17個知識單元，85個知識點的內容。由于壓縮學時，出現課程內容多、學時少的問題。因此，優化教學內容成為必要。基于OBE理念，結合水質工程學課程知識的應用，以成果導向反向設計組合教學內容。根據水質凈化的服務對象，將水質工程學課程內容分為3個模塊：即城鎮給水處理、城鎮污水處理、工業水處理。各模塊有各自完整的水處理工藝系統。分別對各模塊展開介紹其中涉及的水處理方法、原理，這樣，學生能清晰地把所學的知識和應用有機地聯系起來。

在確定教學內容后，要建立教學內容與其支撐的教學目標、相應的考核評價方式的關系。以水質工程學課程中“凝聚和絮凝”教學內容為例，上述關系如表2所示。

（三）教學環節設計與考核

教學環節設計包括課前預習、課堂上及課后作業與課外學習等。教學環節設計應“以學生為中心”。課前預習可采用翻轉課堂等教學方法、手段。教師按照需要學習的知識點提前布置學習思考題，學生按照思考題自學并書面完成，培養自學能力。在課堂上教師可采用多種“以學生為中心”的教學模式，如混合式教學模式，學生在課外提前學習在線課程，線下課堂教師結合學習內容采用討論、探究式教學方式，讓學生主動參與到教學中，學生成為教學的主體。把傳統的教師灌輸方式轉變為學生主動學習模式，提高學生學習成效。課后作業布置一定的習題或有一定拓展的題目，讓學生組成小組合作查詢資料，撰寫報告，課堂匯報討論。

對學生的考核評價需要結合學生在教學過程中參與度與表現等進行多維度考核，平時考勤、課前預習報告、課堂上發言表現、課后作業及讀書報告等在成績評定中分配一定權重，使學生學習的主動性得以體現，考評也實行“以學生為中心”的OBE理念。這種考核方式能促進學生主動參與教學活動、主動學習，從而獲得理想的學習效果。

四、結語

為適應當今社會對應用型人才的需求，達到專業評估認證標準，專業核心課程水質工程學實行基于OBE理念的教改十分迫切。基于OBE理念編制水質工程學教學大綱，以成果導向設計支撐畢業要求的教學目標，優化教學內容，建立教學內容與教學目標、考核評價方式的對應關系，設計以學生為中心的教學環節及客觀合理的評價方式，指導開展基于OBE理念的水質工程學教學活動。

參考文獻

[1]李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014（2）：29-34，70.

[2]崔福義，張國珍，袁一星.給排水科學與工程專業主要發展歷程及專業建設活動[J].給水排水，2017，43（8）：140-144.

[3]黃廷林，崔福義，張曉健.給排水科學與工程專業評估認證發展歷程[J].給水排水，2017，43（12）：123-125，126.

[4]周洪波，周平，黃賢立.OBE理念下應用型本科人才培養方案的構建[J].高教學刊，2018（10）：76-78.

Teaching Reform and Syllabus Design of Water Quality Engineering Course Based on OBE Concept

LI Shao-xiu，LI Dong-mei，DU Xing，QIN Wen，JIANG Shu-xian

（School of Civil and Transportation Engineering，Guangdong University of Technology，Guangzhou，Guangdong 510006，China）

Abstract：The course in Water Quality Engineering is a core course of the major of water science and engineering.This paper represents the necessity of teaching reform on the course in Water Quality Engineering.The teaching syllabus of the course is designed based on the OBE concept，providing guiding direction for conducting further teaching reform activities.

Key words：OBE concept;Water Quality Engineering;teaching reform