韓嚴和　梁存珍　王楠楠　劉美麗

［摘 要］立德樹人、潛心教書育人是教學(xué)的根本任務(wù)，水污染控制工程課程始終貫徹“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，采取線上線下混合教學(xué)法，利用項目學(xué)習(xí)來加強對學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)，并且堅持持續(xù)改進，最終實現(xiàn)提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量的目的。

［關(guān)鍵詞］“以學(xué)生為中心”；立德樹人；水污染控制工程課程；復(fù)雜工程問題；持續(xù)改進

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）07-0041-03

水污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)的一門核心主干課程，具有很強的實用性，涉及的知識面較廣，涵蓋了物理、化學(xué)和生物等多門學(xué)科知識，對學(xué)生來說，學(xué)習(xí)難度較大。傳統(tǒng)的教學(xué)主要是以“老三中心”為主，即以教師、教材知識和課堂教學(xué)為中心[1]，學(xué)生處于被動接受的狀態(tài)，參與度、抬頭率不高，缺乏主動思考的動力。在信息化時代，學(xué)生獲取知識的渠道較廣，如何以學(xué)生的學(xué)習(xí)、學(xué)生的發(fā)展和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果為中心（即“新三中心”）來探索教學(xué)改革已經(jīng)成為時代的必然[2]。在工程教育認證理念下，筆者所在的課程組根據(jù)水污染控制工程課程的畢業(yè)要求來設(shè)置教學(xué)目標，改變“老三中心”的教學(xué)模式，堅持將立德樹人、潛心教書育人作為教育的根本任務(wù)，貫徹“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，采用線上線下混合教學(xué)法[3]，加強對學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)[4]，堅持持續(xù)改進[5]，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

一、將課程思政融入教學(xué)，提高學(xué)生的愛國熱情

社會綠色發(fā)展需要的不僅是有專業(yè)能力的環(huán)保工程師，而且需要品德高尚、愛國敬業(yè)的專業(yè)人才。習(xí)近平總書記多次提到“綠水青山就是金山銀山”，即“兩山”理論，為環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生的課程思政教育提供了切入點。將課程思政融入水污染控制工程課程教學(xué)，需要教師深挖專業(yè)特點、社會關(guān)注的熱點、中國古代相關(guān)科技的精神內(nèi)涵，并將其自然融入課程，而不是脫離課程教學(xué)內(nèi)容空談?wù)n程思政[6]。在進行工程項目案例教學(xué)過程中，引入環(huán)保政策、國家環(huán)保戰(zhàn)略和環(huán)?？萍及l(fā)展內(nèi)容，使學(xué)生形成正確的價值觀和人生觀，將個人成長與國家科技進步緊密結(jié)合。引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識辨別網(wǎng)絡(luò)信息，堅持實事求是的科學(xué)精神。實時引導(dǎo)學(xué)生建立民族自信，如講到混凝過程時，引入明礬的凈水過程，并指出明礬最早記載于《天工開物》，這種能夠?qū)啙岬乃畠艋癁楦蓛艨娠嬘盟墓に囉晌覈钤绨l(fā)現(xiàn)使用，以此增強學(xué)生的民族自豪感。在講污水處理工藝時，以2020年春節(jié)疫情期間，十天建成的雷神山、火神山醫(yī)院污水處理系統(tǒng)為切入點，將醫(yī)院污水處理工藝作為一個項目學(xué)習(xí)的題目，要求學(xué)生根據(jù)病床數(shù)量、醫(yī)院污水的水質(zhì)特點和設(shè)計規(guī)范來確定處理規(guī)模、工藝流程、經(jīng)濟技術(shù)合理性，同時根據(jù)云端傳播的工藝流程等來判斷自己工藝的優(yōu)劣。鍛煉學(xué)生在公共衛(wèi)生事件發(fā)生之初快速將自己所學(xué)回饋社會的能力。

二、依托信息化工具，構(gòu)建線上線下混合教學(xué)模式

水污染控制課程線上線下混合教學(xué)模式如圖1所示。教師通過云班課、雨課堂等智慧教學(xué)工具發(fā)布課前教學(xué)任務(wù)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)資料等，學(xué)生通過平臺進行在線自主學(xué)習(xí)并開展互動討論，糾正自己對水污染控制工程概念、原理和影響規(guī)律的錯誤或者偏差認知。同時，通過完成測試作業(yè)來檢驗學(xué)習(xí)效果。教師根據(jù)學(xué)生討論和測試結(jié)果分析及掌握學(xué)生學(xué)習(xí)存在的問題，針對問題組織線下課程的教學(xué)重點內(nèi)容，形成線上線下互補式的教學(xué)模式。

在課堂的教學(xué)過程中，教師結(jié)合課前在線學(xué)習(xí)效果的分析結(jié)果，融入適當?shù)墓こ探虒W(xué)案例，加深學(xué)生對水污染控制工程概念、原理和影響規(guī)律的理解與掌握。在課堂上針對學(xué)生認知有偏差的地方，進行引導(dǎo)式討論，使學(xué)生形成正確的共性認知，并通過雨課堂實時反饋功能進行效果檢驗，即通過案例教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、項目學(xué)習(xí)小組討論的模式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生從原來的被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。

教師適時布置課后在線測試題、大作業(yè)等，學(xué)生通過撰寫作業(yè)和進行在線測試來鞏固學(xué)習(xí)效果，從而掌握相關(guān)概念、原理與影響規(guī)律在水污染控制工程項目中的實際應(yīng)用，具備解決工程過程中出現(xiàn)的各種問題的能力。例如，讓學(xué)生查找水污染控制工程中存在的問題，并結(jié)合專業(yè)知識進行分析，進而提出解決方案，達到鍛煉學(xué)生知識應(yīng)用能力的目的。為了鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力，要求學(xué)生查閱近5年與水污染控制工程相關(guān)的外文文獻資料，并進行翻譯，同時安排高年級學(xué)生或者研究生對其進行指導(dǎo)。在結(jié)課調(diào)查中，學(xué)生提出水污染控制工程是他們查閱文獻最多的一門課程，鍛煉了他們查閱資料的能力、外文翻譯能力和對水污染控制工程前沿知識的把握能力。

在線教學(xué)平臺或小程序可及時反饋學(xué)生學(xué)習(xí)效果。教師可根據(jù)課前的反饋有針對性地改變課堂教學(xué)方法和策略，通過課中實時反饋及時掌握學(xué)生對知識的理解情況，從而對課程進行適時調(diào)整。線上線下混合教學(xué)能夠解決單純線上或者單純線下教學(xué)的問題，把線上和線下有機結(jié)合以提高教學(xué)效果，實現(xiàn)教學(xué)目標。

三、設(shè)置項目學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力

基于工程問題，設(shè)置項目學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生深度參與學(xué)習(xí)、自主制訂復(fù)雜問題的解決方案。在項目學(xué)習(xí)過程中，教師起輔助作用，學(xué)生為完成工程項目需要進行自主學(xué)習(xí)，并進行系統(tǒng)性總結(jié)和知識構(gòu)建，這就克服了以教師為中心的教學(xué)方式的缺點，從而真正做到“以學(xué)生為中心”，項目學(xué)習(xí)有助于教師轉(zhuǎn)化角色，從表演者轉(zhuǎn)變成導(dǎo)演者。設(shè)置項目組長，優(yōu)化團隊管理方式，提高團隊管理水平，優(yōu)化項目學(xué)習(xí)考核制度，保證項目學(xué)習(xí)有效完成。

（一）項目學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)布

在課程教學(xué)中，教師將項目的題目、基礎(chǔ)資料和相關(guān)要求通過云班課發(fā)布，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)理論知識。課程結(jié)束前兩周，學(xué)生需要集中完成項目學(xué)習(xí)任務(wù)。教師結(jié)合自身的經(jīng)驗教授學(xué)生實際工程設(shè)計方法，比如如何收集資料和根據(jù)要求進行設(shè)計等，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識完成項目學(xué)習(xí)任務(wù)，從而培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計所必備的能力。

（二）組建項目團隊

在實際設(shè)計工程中，需要團隊成員之間相互配合以完成項目學(xué)習(xí)任務(wù)。本課程通過分組組建項目團隊的方式開展教學(xué)，團隊成員合作學(xué)習(xí)，通過任務(wù)分解、合作溝通、難點探討以及通力合作，高效完成項目學(xué)習(xí)任務(wù)，形成高質(zhì)量的項目學(xué)習(xí)成果，達到提升學(xué)生團隊協(xié)作能力、復(fù)雜問題解決能力。項目團隊由4～5名學(xué)生組成，要求學(xué)生打破性別小團體、班級小團體的限制，自愿組隊。

（三）項目設(shè)置和成果展示

一個教學(xué)班分成12～15組，一共3～4個項目，每4～5個組分配一個項目，學(xué)生要根據(jù)所給的水質(zhì)、水量、行業(yè)政策和相關(guān)法律法規(guī)等限制因素，確定處理工藝流程，并進行詳細分析，對每一個單元進行設(shè)計計算，最后進行技術(shù)經(jīng)濟分析，如圖2所示。每個小組根據(jù)項目學(xué)習(xí)任務(wù)完成相關(guān)內(nèi)容，并制作PPT向全體學(xué)生介紹設(shè)計依據(jù)和過程，分配有相同項目的小組作為專家提問，并要求答辯小組回答，同時，根據(jù)情況指出其中的不足，最后對答辯小組進行評分，這樣可以形成競爭性學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和分析復(fù)雜問題的能力。

（四）項目學(xué)習(xí)成績評定

項目學(xué)習(xí)成績計入課程總成績，占比為20%。項目學(xué)習(xí)成績由三部分組成：一是對手打分，也就是完成相同項目的小組對答辯小組的評分，從而形成競爭性學(xué)習(xí)；二是組內(nèi)成員打分，即組內(nèi)成員集體協(xié)商給組內(nèi)成員進行評分，但評分需要有5分及以上的分差，否則需要從總分中扣除10分，這主要是為了消除“搭便車”現(xiàn)象，也以此培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)調(diào)能力、溝通能力和集體主義精神；三是教師評定的成績。這樣可以對項目學(xué)習(xí)的成果進行一個比較客觀的評價。

四、持續(xù)改進

持續(xù)改進是工程教育專業(yè)認證的三大基本理念之一，即評價—反饋—改進的循環(huán)改進機制。水污染控制工程課程的持續(xù)改進主要分為課內(nèi)的持續(xù)改進和課外的持續(xù)改進。課內(nèi)的持續(xù)改進主要是通過實時應(yīng)答軟件和課前與課中的調(diào)查來掌握學(xué)生對知識理解的情況和能力鍛煉情況，及時糾正教學(xué)中的偏差。課外的持續(xù)改進主要是結(jié)合結(jié)課后的調(diào)查情況和考評結(jié)果分析需要采取的措施，用于后續(xù)課程教學(xué)的改進，以此提高教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)教學(xué)目標。

水污染控制工程根據(jù)課程畢業(yè)要求設(shè)置了4個教學(xué)目標，其中教學(xué)目標1是掌握水污染控制技術(shù)相關(guān)工藝原理及應(yīng)用，教學(xué)目標2是具有初步解決水污染控制工程中復(fù)雜工程問題的能力，教學(xué)目標3是具有獲取與運用有關(guān)技術(shù)資料并建立相應(yīng)模型的能力，教學(xué)目標4是具有環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展等方面的方針、政策、法律、法規(guī)應(yīng)用能力。課程組對某年級學(xué)生的4個教學(xué)目標達成情況進行了調(diào)查分析。從結(jié)果可以看出，教學(xué)目標2和3達成情況比較好，說明學(xué)生具備獲取與運用有關(guān)技術(shù)資料并建立相應(yīng)模型的能力及環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展等方面的方針、政策、法律、法規(guī)應(yīng)用能力。但是教學(xué)目標1和2得分相對較低，在后續(xù)教學(xué)中需要強化對學(xué)生水污染控制技術(shù)工藝應(yīng)用能力和初步解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。對此，教師可以在課堂教學(xué)內(nèi)容中更多地融入綜合性、復(fù)雜性、開放性題目或案例分析，并進行討論和點評。課程組針對課程教學(xué)采取了以下改進措施。

首先，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主動參與，積極探索，帶著問題進行學(xué)習(xí)。在課堂教學(xué)過程中設(shè)置問題情景，培養(yǎng)學(xué)生解決問題、分析問題、設(shè)計方案、開展研究的能力，進一步增強學(xué)生的應(yīng)用能力。

其次，進一步強化項目學(xué)習(xí)，著力培養(yǎng)學(xué)生運用工具書和知識的能力。設(shè)置復(fù)雜工程問題，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)模型來解決問題。

最后，采用校企雙教師的方式開展教學(xué)，增強學(xué)生工程實踐能力。邀請資深環(huán)保工程專家，給學(xué)生講授企業(yè)一線的水污染問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。

改進措施實施前后兩屆學(xué)生的4個教學(xué)目標平均值如表1所示，通過持續(xù)改進提高了教學(xué)目標1和2的達成情況，但是教學(xué)目標3和4的達成度較低，這也說明僅僅依靠課堂有限的時間開展教學(xué)，容易出現(xiàn)顧此失彼的情況。因此，后續(xù)需要增加學(xué)生課后時間的投入。

五、總結(jié)

“以學(xué)生為中心”是高校教學(xué)的初衷和使命，除了要對學(xué)生的技能進行培養(yǎng)，還要對學(xué)生的價值觀進行塑造。在信息快速發(fā)展的時代，人才的培養(yǎng)對教學(xué)提出了更高要求，這就需要高校持續(xù)不斷改進教學(xué)方法。水污染控制工程課程主要采用項目學(xué)習(xí)的方式來鍛煉學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，最終通過持續(xù)改進實現(xiàn)真正的“以學(xué)生為中心”的教學(xué)目標。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 陳凡.以學(xué)生為中心的教學(xué)何以可能：基于51所大學(xué)本科課堂現(xiàn)狀的實證研究[J].高等教育研究，2017：38（10）：75-82.

[2] 趙炬明.論新三中心：概念與歷史：美國SC本科教學(xué)改革研究之一[J].高等工程教育研究，2016（3）：35-56.

[3] 王藝璇，滕洪輝，湯茜，等.后疫情時代環(huán)境類課程“線上+線下”教學(xué)模式探索[J].山東化工，2021，50（2）：213-214.

[4] 劉美麗，陳家慶，韓嚴和.工程教育專業(yè)認證背景下流體力學(xué)課程改革與實踐[J].大學(xué)教育，2020（2）：17-19.

[5] 張海涵，黃廷林，朱陸莉.持續(xù)改進在環(huán)境工程專業(yè)認證中的位置和作用機制：以西安建筑科技大學(xué)為例[J].大學(xué)教育，2021（5）：43-48.

[6] 陳佼，陸一新.“課程思政”理念下的《水污染控制工程》教學(xué)改革探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2019，16（29）：191-193.

［責(zé)任編輯：蘇祎穎］