基于OBE理念的《水工藝設備基礎》教學內容改革

葛 磊 王菲菲 俞 磊 陳曉軒

(河北科技大學 河北 石家莊 050018)

0 引言

水工藝設備是提高處理效率、節省運行成本、減少人工的關鍵因素之一。為適應城市供水發展需要，2000年以來，全國多所高校開設了水工藝設備基礎課程。目的是增強綜合基礎知識，實現給水與排水工程的全面提升，以提高學生的工程實踐能力。水工藝 設備基礎課主要介紹常用材料的技術設備、防腐、設備結構和原理知識等比較枯燥的科目和內容。通過傳統的書面教學方法，學生容易遺忘教學內容。有必要在OBE中固定水工藝設備的基礎課程，抓好教學內容改革。

1 OBE 教學模式概述

OBE是近年來國際教育領域流行的一種教育理念。這個概念側重于教育成果，學生得到了什么，并強調建立學科和課程必須從逆向設計的底線開始。在這種教育情境下，合理確定培養目標，逆向根據培養目標設計課程體系。能力發展指標是針對具體課程設置的，因此教師需要明確學生在提前完成課程時應達到的指標。以此目標為指導，合理設計教學流程，確保課程達到預定目標。在OBE教育模式下，合理選擇教學內容是教學改革的第一步。

隨著我國對OBE理念認識的不斷深入，學生學習有效性教學理念促使大學教學向以學生為中心的教學方式轉變。要實現這一轉變，提高學生實踐工程能力，重塑實踐課程內容，創新實踐課程教學方式，發揮實踐教學主戰場作用尤為重要。基于OBE理念，打造校企深度合作模式，形成社區，創新增加舞臺課程，完善校外和校內課程。校外合作：通過邀請行業協會、商業專家和大學教授討論專業發展計劃，這是專業發展的關鍵。審查給排水科學與工程專業學生培養方案，更新課程教學體系。校園任務：拜訪相關行業領袖，了解行業當前對人才的需求和培養的適合性。引導學校和機構創建新的實踐規則，參與本學科人才培養，創造教育工程實踐情境，幫助教師設計最合適的教學活動和教學內容，提高學生的工程實踐能力。在校內設立校企合作培訓中心，邀請行業領袖和技術人員給學生傳授實踐經驗，實現部分培訓班教師與行業領袖共同授課。改革的創新點是在專業學位的背景下，讓給排水科學與工程專業的學生參與到預期學習效果確定的學習活動中，從而提高和提升學生素質。保證學生能解決給排水工程中復雜的問題。提高學生培養質量和影響，提升學生工程實踐能力問題。本改革的研究成果可為提高學校、院系和院系大學生工程實踐能力提供案例，有效提升學校、院系和專業學生解決復雜工程問題的工程實踐能力，提高質量和效果。

2 水工藝設備基礎教學內容

《水工藝設備基礎》是一門專業基礎課或專業必修課。給排水專業學生使用黃廷林主編《水工藝設備基礎》，內容比較復雜，包括水工藝設備常用材料、材料設備的腐蝕防護與保溫、水工藝設備理論基礎等；有容器設備、攪拌設備、換熱設備、分離設備和曝氣設備等10個章節。與其他基礎課程相比，當然沒有完整的獨立理論體系，所涉及的設備種類和專業知識較為滯后，使得教學過程邏輯性不強。教材章節《水工藝設備基礎》的內容，第一章包括金屬材料(鋼和有色金屬)、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料的選材基本原則等部分，每種材料介紹，包括其分類、編號、化學性能、機械性能、工藝性能、耐磨性。本章的內容為學生為以后的工作選擇設備和材料提供了理論依據。第二章介紹了腐蝕機理和保護機制以及不同材料的保護方法，為學生今后的工作奠定了理論基礎。前兩章的內容安排的很詳細，但學生在綜合學習中會感到厭煩。第三章容器應力理論、機械傳動部件，制造理論簡單、生動、連貫。水工藝設備包括通用設備和專用設備，如容器設備(塔)、攪拌設備、換熱設備、分離設備、污泥處置設備等 等專業教學，但僅限于工作原理和設備內部結構介紹。學生多了解掌握水處理設備的使用固然有好處，但給水排水專業物理和機械等學科基礎薄弱，短時間內無法吸收很多學科知識，不僅不能吸收，還會增加疲勞。學生缺乏內容深刻對比，枯燥的課堂教師是沉重的壓力和負擔。多年來，一些教師可能對學習知識有所遺漏，例如省略了材料科學、力學、傳熱、機械原理和制造。一些教師在課程改進方面下足了功夫，例如選擇在線設備圖片，使用flash增強學生對設備的感性認識，鼓勵學生發布試題以調動學生的參與感[1]。

OBE概念與實踐教學課程的教學改革對核心學生有什么好處？在這種模式下，首先要明確課程目標、教學內容和目標導向，并采用有效的教學方法來實現目標。培養目標準備尊重學科發展規律、社會需求和學生學習規律。在工程實踐中，給排水工程師必須能夠正確選擇和維護水工藝設備，以及專業的研發，能夠設計水處理的專用設備(結構)。水工藝設備基礎課程培養目標定義為：為學生畢業后能夠完成設計本專業設備的特殊能力、通用設備的正確應用、設備維護能力等奠定良好的基礎。OBE的教學目標應以畢業要求為標準，與專業培養目標相一致。目標是堅持工程科學，適應國家建設和經濟發展的需要，具有承擔供水、排水科學與工程的規劃、設計、建設、運營、研發的能力。在工程實踐中，給排水工程師必須有選擇權、保護工藝設備的能力、研發設計獨特的專業水處理設備(機箱)的能力。如前所述，水工藝設備基礎在傳統的教學中學生只會被動學習；而基于OBE的概念，可以有效的讓學生接受認知教育。為達到有效教學的目的，教學內容應注重培養學生的應用能力和智慧引導。為了減少教學時間，我們必須達到特定的教學目標。筆者結合多年的教學經驗和工程實踐經驗，對工藝設備的特點、學生的認知背景和未來的工作要求一一分析。具體來說，未來的工作對學生的知識非常重要，例如攪拌槳結構形式選擇設備的選用直接影響氣浮處理的效率；而最重要的是，需要掌握材料的名稱、選擇原則、設備磨損的原則和方法等知識；對于學生掌握較難的知識，如壓力容器的應力分析、熱場分布等；其他課程的知識，如材料力學性能，不再贅述。教學內容的安排應將這些知識點有機地排列成立體的形式，以增加教學的邏輯性和可接受性[2]。

3 OBE理念的建設目標

獲得專業證書的必要條件。國家職業資格證書要求以學生為中心、以產出為導向，要求大學生靈活運用工程科學知識、自然科學知識、專業基礎知識、科學技術實施工程設計、創新、運行和測試根據社會需要。綜合考慮社會、經濟、文化、政治等因素，以實現社會可持續發展的能力。允許學生參與由預期學習成果定義的教學活動，提高學生的學習和教學質量，并確保能夠解決工程實踐中所需的復雜給水、排水和工程問題。提高人才培養質量和有效性的必要條件，為培養學生的工程實踐能力，實踐教學被作為培養學生實踐能力和創新精神的重要途徑。讓學生自覺關注知識背后的工程實踐意義，獲得積極的體驗感，使學生能夠識別、理解和評價工程實踐對國家建設的影響，旨在提供復雜的給水與排水科學和工程問題，以提高學生的素質和影響力。培養學生自主學習習慣的關鍵。提高大學生工程實踐能力的教學改革不僅是一種實施手段，更要通過教學過程的改革，為學生提供一個連接專業知識的實際應用過程，讓學生認識到自己不僅僅是被傳遞者知識點的增加，也提高了學生解決問題的意愿。

4 基于OBE理念的建設內容和實施路徑

實踐內容的創造及其在教學過程中的實施是一個方法論項目。為實現這一目標，有必要在現有專業建設的基礎上改革教學方法和教學方法。按照OBE理念的要求，企業要深入參與人才培養的各個環節，完善課程設置和相應的實踐內容，深化現有的實踐教學平臺。

(1)修訂培養方案。基于OBE理念，對課程大綱進行了修訂，使行業領導者能夠深度參與教學。通過機構與學校的合作，形成了以社會需求為依托、依托行業和機構的校企合作培養人才的模式。結合人才培養行業標準內容，學校和機構共同彌補課程中的疏漏，安排了教學內容。以培養基礎扎實、知識面廣、適應能力強、實踐能力強、創新精神強的高素質應用型人才為宗旨，更新教學理念，改進教學內容。

(2)更新實踐課程體系。基于OBE的理念，對現有的《液壓設備基礎課》教學內容進行了更新，增加了實踐教學環節。邀請實施：邀請行業協會、項目專家、高校教授，共同探討職業發展的職業培訓方案；通過校企深度合作，了解行業最新需求，整合課程資源，打造符合當地經濟社會發展需要、體現時代特色的課程。具有學校特色的給排水科學與工程學科的實用課程體系。在校內建立公司員工培訓中心，邀請行業領袖和高級工程師為學生傳授實踐經驗，實現教師與行業領袖的聯合教學。要根據行業需求及時更新教學內容，重點建設對學生培養質量影響較大、知識面廣的理論課和實踐課，形成教育課程與實際工程內容相結合的課程體系，有利于學生創新和實踐創業的能力改善。

(3)深度建設實踐教學體系平臺。基于OBE理念，在現有實踐教學基地的基礎上，打造水工藝裝備基地之間的聯合實訓基地平臺。打造實踐型教師，聘請高級工程師深入企業和機構教學，開發實踐型教學資源，共同制定和實施學生實踐，設計畢業教學計劃等。拜訪相關行業代表，了解當前行業對人才適應培養的需求。指導專業人才校企實踐基地，營造工程實踐學習氛圍[3]。

5 結語

本文提出本課程的教學目標：通過本課程的學習，學生具有正確選擇和維護水工藝設備的能力；根據工程和工藝要求，能夠解決實際工程中涉及設備方面的問題；可以完成水處理工藝設備的設計和指導制作、管理。教師可以在教學目標的指導下，完善教學內容，打造多層次的教育模式。