基于OBE教育理念的“水泵及水泵站”課程改革

朱燕琴

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利水電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

0 前言

“水泵及水泵站”課程是農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)的一門核心課程，主要講授水泵及泵站工程的基本概念、基本理論和基本技能，結(jié)合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生獲得一定的生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)。通過課程的學(xué)習(xí)學(xué)生應(yīng)具備規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理中小型灌溉(排水)泵站的能力。自2016年6月我國加入《華盛頓協(xié)議》成為正式成員以來[1]，國內(nèi)各大高校先后加入工程教育專業(yè)認(rèn)證的行列，積極探索和構(gòu)建以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，以課程體系為支撐，以畢業(yè)要求為目標(biāo)的達(dá)成度評(píng)價(jià)體系[2-3]。甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)成立已有40余年，經(jīng)過多年努力取得了長足的發(fā)展，2018年升級(jí)為一本專業(yè)，2019年獲批為省級(jí)一流本科專業(yè)。根據(jù)新時(shí)期社會(huì)對應(yīng)用型人才的需求以及對專業(yè)工程認(rèn)證評(píng)估的要求，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)水專業(yè)于2019年10月率先提出并通過國家工程認(rèn)證申請，2020年10月遞交了工程認(rèn)證自評(píng)報(bào)告?！八眉八谜尽北蛔鳛榈湫驼n程用于描述課程達(dá)成度的計(jì)算以及后續(xù)的達(dá)成度分析和持續(xù)性改進(jìn)，獲得專家的認(rèn)可。工程教育認(rèn)證的核心理念是OBE模式[4-6]，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)持續(xù)性改進(jìn)的質(zhì)量文化。在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，為了適應(yīng)新時(shí)期新工科人才培養(yǎng)模式的發(fā)展需求，基于OBE理念，采用閉環(huán)的課程設(shè)計(jì)模式對“水泵及水泵站”課程的教學(xué)目標(biāo)、課程教學(xué)方法及考核方式等提出改革方案，不斷優(yōu)化“水泵及水泵站”課程體系，可為其他院校和同類專業(yè)提供參考。

1 基于OBE理念的課堂新教學(xué)模式

OBE模式以滿足社會(huì)需求的應(yīng)用型人才培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行反向課程設(shè)計(jì)，確定課程教學(xué)目標(biāo)，構(gòu)建完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，制定合理的考評(píng)制度，形成有效的反饋機(jī)制，用于指導(dǎo)課程的持續(xù)性改進(jìn)?，F(xiàn)將這種反向思維模式用于“水泵及水泵站”課程建設(shè)。

1.1 教學(xué)目標(biāo)

借鑒中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)的辦學(xué)模式，結(jié)合甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)的現(xiàn)狀及專業(yè)特色，經(jīng)多方調(diào)研，綜合考慮同行專家、用人單位以及畢業(yè)校友問卷調(diào)查結(jié)果，確定了甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)課程體系，將“水泵及水泵站”課程的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為旨在提高工程知識(shí)的應(yīng)用能力，以解決泵站工程中的設(shè)計(jì)、管理、應(yīng)用等實(shí)際問題。通過課程的學(xué)習(xí)學(xué)生應(yīng)該掌握水泵及泵站工程的基本概念、基本理論、基本技能，形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系；能在泵站規(guī)劃設(shè)計(jì)階段確定泵站工程的規(guī)模并選定合適的參數(shù)；能夠掌握一般的原理和計(jì)算方法，熟練應(yīng)用到泵站規(guī)劃設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)；能夠進(jìn)行不同方案的設(shè)計(jì)，在比選和優(yōu)選后確定出最佳解決方案。通過該門課程的學(xué)習(xí)，為后續(xù)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至畢業(yè)后從事相關(guān)工作奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

1.2 教學(xué)方法

“水泵及水泵站”是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門專業(yè)核心課程。依據(jù)最新的教學(xué)計(jì)劃，課程學(xué)時(shí)壓縮為理論學(xué)時(shí)36，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4，課程內(nèi)容主要為水泵和水泵站兩大模塊。水泵的部分主要講授葉片泵的工作原理、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和工作性能，其目的是為后續(xù)泵站工程中水泵機(jī)組選型配套建立知識(shí)庫體系。傳統(tǒng)的灌輸性教學(xué)方法不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。面對枯燥的機(jī)械設(shè)備和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)圖，學(xué)生們的精神狀態(tài)高度緊張，課堂氛圍沉悶，不能取得良好的學(xué)習(xí)效果。水泵部分要求學(xué)生具備堅(jiān)實(shí)的理論知識(shí)，提高學(xué)生認(rèn)識(shí)問題、分析問題和解決問題的能力是核心目標(biāo)，教師應(yīng)該打破傳統(tǒng)的教學(xué)方式，將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模型演示性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生深刻感受不同型號(hào)水泵在運(yùn)行時(shí)液體質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)軌跡，學(xué)生們熱情滿滿地投入觀察現(xiàn)象的過程，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問題—提出問題—討論問題—解決問題，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍。通過水泵拆裝試驗(yàn)等了解水泵結(jié)構(gòu)進(jìn)而形成水泵工作原理的構(gòu)想，課堂講授學(xué)時(shí)可適當(dāng)減少，同時(shí)在講課方式上盡量“生活化”。例如，離心泵的工作原理，我們可以用雨傘的旋轉(zhuǎn)甩水或洗衣機(jī)的甩干原理這種淺顯易懂的現(xiàn)象去解釋。教師在教學(xué)過程中不再是知識(shí)的傳輸者，而是教學(xué)活動(dòng)的組織者和引領(lǐng)人，在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中讓學(xué)生充分發(fā)揮主人翁的精神，學(xué)習(xí)效果事半功倍。

泵站部分涉及的內(nèi)容多而零散，主要包括泵站的設(shè)計(jì)、管理和運(yùn)行等。對于這部分內(nèi)容，教師可以把泵站規(guī)劃設(shè)計(jì)作為線索將整個(gè)泵站工程知識(shí)模塊化，具體分為8大模塊。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)以實(shí)際工程為背景，根據(jù)課程的進(jìn)程適時(shí)帶領(lǐng)學(xué)生到學(xué)校泵房或附近沿河一帶的水源泵站進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。每一模塊理論知識(shí)講授結(jié)束后，教師要給學(xué)生們布置不同程度的小任務(wù)。課堂中大量加入小組討論的環(huán)節(jié)，小組人數(shù)控制在6—8人。討論結(jié)束后，由小組代表給出解決方案?；谌蝿?wù)和項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方法使學(xué)生成為課堂的主人，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在8大模塊中，水泵的選型和泵房的設(shè)計(jì)校核是泵站規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。以選型為例，教師可將選型的原則、方法和步驟提前錄成視頻上傳到優(yōu)慕課平臺(tái)，讓學(xué)生在線上完成學(xué)習(xí)任務(wù)，課堂時(shí)間重在解決問題，教師稍做講解后下發(fā)任務(wù)單，題目應(yīng)以實(shí)際案例為素材，資料翔實(shí)數(shù)據(jù)可靠，每位同學(xué)要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成計(jì)算分析和方案比較，小組討論發(fā)言后上交小組討論結(jié)果并提交個(gè)人報(bào)告，教師給出評(píng)語和考核成績。同時(shí)，在整個(gè)教學(xué)過程中充分發(fā)揮優(yōu)慕課平臺(tái)的優(yōu)勢，上傳一些優(yōu)秀的視頻資料，可以是教師自己制作的也可以是網(wǎng)絡(luò)資源，讓學(xué)生了解一些泵站工程中先進(jìn)的技術(shù)和理念，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的頂峰教育，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生分析工程問題、解決工程問題的能力。

1.3 考評(píng)制度

“學(xué)習(xí)產(chǎn)出評(píng)估”是OBE理念中的重要環(huán)節(jié)，課程的考核評(píng)估引導(dǎo)和決定了預(yù)期的產(chǎn)出，應(yīng)能夠體現(xiàn)整個(gè)教學(xué)活動(dòng)過程的有效性和合理性，是作為持續(xù)性改進(jìn)的依據(jù)。傳統(tǒng)的考核方式過于單一，沒有將評(píng)估與教學(xué)目標(biāo)相結(jié)合，簡單的課程考核成績評(píng)價(jià)缺乏信息的反饋機(jī)制。以產(chǎn)出為導(dǎo)向的課程評(píng)價(jià)機(jī)制應(yīng)采用多樣化評(píng)價(jià)方式，形成總結(jié)性評(píng)估?！八眉八谜尽闭n程考核成績由過程性考核成績(50%)、期中成績(10%)、實(shí)驗(yàn)成績(10%)和期末考成績(30%)組成。過程性考核成績比例增大，具體與教學(xué)活動(dòng)過程相結(jié)合，通過考勤、在線學(xué)習(xí)時(shí)長、課堂筆記、課程作業(yè)、課堂討論、在線測試等多種評(píng)價(jià)方式體現(xiàn)。課程的綜合評(píng)價(jià)=課程考核成績(50%)+教師自評(píng)(20%)+學(xué)生評(píng)價(jià)(20%)+督導(dǎo)評(píng)價(jià)(10%)。例如，2016級(jí)農(nóng)水兩個(gè)班的水泵及水泵站課程達(dá)成度評(píng)價(jià)結(jié)果見表1，課程目標(biāo)的評(píng)價(jià)閾值設(shè)定為0.7，當(dāng)實(shí)際評(píng)價(jià)值高于0.7時(shí)，達(dá)成度滿足要求，效果良好。從表1中可以看出，2016級(jí)農(nóng)水1班在教學(xué)目標(biāo)4上的達(dá)成值僅為69.2%，低于評(píng)價(jià)閾值(0.7)，預(yù)期目標(biāo)未達(dá)成；在其余3個(gè)教學(xué)目標(biāo)上，兩個(gè)班均達(dá)成度良好，同時(shí)1班的評(píng)價(jià)結(jié)果普遍低于2班。

表1 2016農(nóng)水班課程達(dá)成度評(píng)價(jià)結(jié)果 (%)

1.4 教學(xué)反思

依據(jù)評(píng)估的結(jié)果進(jìn)行反向追蹤，診斷教學(xué)活動(dòng)過程和考核環(huán)節(jié)中存在的問題，做到有的放矢的持續(xù)性改進(jìn)，是不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要途徑。以2016農(nóng)水班為例，2016農(nóng)水1班在教學(xué)目標(biāo)4上的評(píng)價(jià)值低于評(píng)價(jià)閾值，同時(shí)在其他3個(gè)教學(xué)目標(biāo)的評(píng)價(jià)值也低于2班。追蹤到過程性考核環(huán)節(jié)，該班同學(xué)的課堂討論成績和階段性在線測試成績的平均值較低，說明學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和參與度尚待提高，班級(jí)的整體學(xué)習(xí)氛圍不夠濃厚，知識(shí)的掌握略微欠缺，導(dǎo)致期末考試成績偏低，同時(shí)存在個(gè)別同學(xué)拉低班級(jí)整體成績的現(xiàn)象。在以后的教學(xué)過程中應(yīng)加以改進(jìn)，加入課堂提問的環(huán)節(jié)，并納入綜合成績的考核評(píng)定。對于個(gè)別同學(xué)給予更多的關(guān)注，增強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)，做到因地制宜、因材施教。從教學(xué)過程來看，學(xué)生對泵站工程中方案的設(shè)計(jì)和比選優(yōu)選掌握得不夠好，可嘗試在后續(xù)的教學(xué)過程中適當(dāng)增加綜合案例的講解。例如，解讀一些典型的泵站設(shè)計(jì)報(bào)告，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到泵站設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性過程，要能夠體現(xiàn)功能達(dá)成性要求。在教學(xué)組織方式上可將理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)相結(jié)合，融入項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)，分模塊完成理論教學(xué)任務(wù)和課程設(shè)計(jì)任務(wù)，在完成項(xiàng)目的過程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的整合，體現(xiàn)創(chuàng)新教育的先進(jìn)理念。

2 結(jié)論

OBE教育模式的課程設(shè)置是一個(gè)循環(huán)的閉環(huán)結(jié)構(gòu)[7]。其課程設(shè)置應(yīng)以學(xué)生的產(chǎn)出為導(dǎo)向，基于教學(xué)目標(biāo)評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果。本文基于OBE理念，展開“水泵及水泵站”課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)估，依據(jù)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行反向追蹤，對教學(xué)活動(dòng)過程和考核方式進(jìn)行診斷，提出持續(xù)性改進(jìn)的方案，不斷優(yōu)化課程體系，反饋出基于OBE理念的水泵及水泵站課程改革方案，使學(xué)生分析工程問題、解決工程問題的能力得到全面提升。