工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下 “管道工程” 課程的教學(xué)改革

譚維 房琦 吳曉燕

摘? 要：持續(xù)深入的教學(xué)改革可有力促進(jìn)課程的全面發(fā)展。在以學(xué)生為中心，培養(yǎng)工程能力理念的指導(dǎo)下，“管道工程”課程開展了漸進(jìn)式的教學(xué)改革。文章以南華大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)2015—2019級學(xué)生情況與課程質(zhì)量保障體系為基礎(chǔ)，全面分析該門課程支撐畢業(yè)要求時(shí)課程目標(biāo)的形成過程;深入解析課程教學(xué)過程、考核方法與結(jié)果，以及相應(yīng)的持續(xù)改進(jìn)等教學(xué)改革，突出教學(xué)改革所獲得的特色成果。研究發(fā)現(xiàn)，通過持續(xù)的課程改革與教學(xué)，學(xué)生工程能力培養(yǎng)得到了有效的保障。

關(guān)鍵詞：專業(yè)認(rèn)證;環(huán)境工程;管道工程

中圖分類號：G4? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2022）14-0128-05

自2006年以來，工程教育專業(yè)認(rèn)證極大推動(dòng)了我國本科工程類專業(yè)的教育教學(xué)工作[1-2]。工程教育基本理念以學(xué)生為中心，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果[3]。在該理念的指導(dǎo)下，希望參與認(rèn)證、正在認(rèn)證或者通過認(rèn)證的高校、學(xué)院、專業(yè)、教師和學(xué)生等在各個(gè)方面均有明顯改善，主要表現(xiàn)在教學(xué)的運(yùn)行機(jī)制、質(zhì)量保障或?qū)嵤┓桨傅确矫鎇4-7]。

環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)的專業(yè)認(rèn)證，認(rèn)證程序同其他專業(yè)相同。環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)的專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，在通用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，有相應(yīng)的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)[8-10]。補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)凸顯該類專業(yè)的特色，如最新的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)中，加強(qiáng)了對課程體系、實(shí)踐教學(xué)和教師工程實(shí)踐等方面的要求。該類專業(yè)認(rèn)證過程中的大多數(shù)程序由中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會下設(shè)的環(huán)境類專業(yè)認(rèn)證委員會來完成。截至2019年，全國共計(jì)68所高校的環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)通過一次或多次的專業(yè)認(rèn)證。

專業(yè)認(rèn)證過程的眾多要素中，課程體系建設(shè)是非常重要的環(huán)節(jié)，起到承上啟下的作用[11-12]。大部分環(huán)境工程專業(yè)課程體系中設(shè)置了“管道工程”這一基礎(chǔ)課程，該課程又被稱為排水管道工程或者排水管網(wǎng)工程，通常設(shè)置為必選課。有些高校該門課程還配有管道工程課程設(shè)計(jì)課程。該門課程包含的知識體系為管道自身、管道銜接和管道同周邊物關(guān)系所需的基礎(chǔ)知識和設(shè)計(jì)內(nèi)容等。課程內(nèi)容的講授過程有從管道相關(guān)基礎(chǔ)知識、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，再到附屬構(gòu)筑物的模式。也有相反的講授順序。通過該門課的學(xué)習(xí)，能有效提升學(xué)生工程能力，課程對后期從事環(huán)境類的工作有重要的影響。

在專業(yè)認(rèn)證的背景下，部分高校對該課程進(jìn)行了認(rèn)真的教學(xué)改革研究，報(bào)道顯示，研究基本是任課教師對專業(yè)認(rèn)證背景下的一種教學(xué)改革設(shè)計(jì)[13-14]，鮮有對改革后的授課過程和評價(jià)結(jié)果等進(jìn)行總結(jié)報(bào)道，并開展相應(yīng)的持續(xù)改進(jìn)。為體現(xiàn)專業(yè)認(rèn)證對課程的影響，本研究重點(diǎn)對比專業(yè)認(rèn)證要求下和持續(xù)改進(jìn)所獲得的課程情況，

本研究通過深入分析，以期探索出更好的教學(xué)過程、考核手段和考核結(jié)果，特別是利用該門課的理論去保障學(xué)生有效開展課程設(shè)計(jì)工作。

一、授課對象與課程質(zhì)量保障

（一）授課對象

近五年，南華大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生人數(shù)不斷增加（圖1），從2015級的54人到2019級的148人，增長率高達(dá)174%。班級個(gè)數(shù)從2個(gè)班增長至6個(gè)班。五年的課程教學(xué)過程中，2019版培養(yǎng)方案進(jìn)行了課程體系調(diào)整，2019版培養(yǎng)方案中該課程從2017版培養(yǎng)方案中的第五學(xué)期被調(diào)至第四學(xué)期。與該門課程相關(guān)的其他專業(yè)基礎(chǔ)課程大多數(shù)也在第四學(xué)期同步開展。此外，南華大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)認(rèn)證的主要準(zhǔn)備時(shí)間為2017—2018年，2019年申請并得以受理。專業(yè)教師對專業(yè)認(rèn)證的理念執(zhí)行于對2016級的授課，對于2015級則屬于理念上的補(bǔ)充考核。

（二）課程質(zhì)量保障

在專業(yè)認(rèn)證的背景下，環(huán)境工程專業(yè)形成了較完整的畢業(yè)要求達(dá)成評價(jià)機(jī)制，評價(jià)機(jī)制包含課程質(zhì)量評價(jià)機(jī)制，具體流程如圖2所示。從圖2中可知，在課程體系支撐畢業(yè)要求達(dá)成的基礎(chǔ)上，制定設(shè)計(jì)指標(biāo)點(diǎn)。然后，各課程的責(zé)任教師或教學(xué)團(tuán)隊(duì)形成課程目標(biāo)、教學(xué)大綱及考核方式等。三者形成后，系室對各內(nèi)容的合理性進(jìn)行審核，若合理性審核不通過則繼續(xù)修改相關(guān)內(nèi)容，合理性審核通過后方可開展下一項(xiàng)內(nèi)容。依據(jù)合理的教學(xué)大綱，開展教學(xué)與考核過程，逐步收集教學(xué)考核的相關(guān)資料，為課程質(zhì)量的評價(jià)做準(zhǔn)備。課程結(jié)束后開展課程質(zhì)量評價(jià)，評價(jià)前系里組織審核用于課程質(zhì)量評價(jià)的資料是否合理，若合理則開展課程質(zhì)量評價(jià)，在形成課程質(zhì)量報(bào)告的基礎(chǔ)上，提出課程可持續(xù)改進(jìn)的方案等。畢業(yè)要求的達(dá)成度評價(jià)結(jié)果也會作用于課程支撐指標(biāo)點(diǎn)的持續(xù)改進(jìn)過程。總體而言，課程質(zhì)量保障機(jī)制可有效保障課程的質(zhì)量及其持續(xù)改進(jìn)。

二、課程目標(biāo)與考核方法

（一）課程目標(biāo)

依據(jù)課程質(zhì)量保障機(jī)制，“管道工程”課程所需支撐的畢業(yè)要求為畢業(yè)要求1工程知識的分指標(biāo)點(diǎn)，即1.3（表1）。設(shè)置的權(quán)重為0.2。針對1.3分指標(biāo)點(diǎn)所需要的相關(guān)內(nèi)容，確定課程目標(biāo)。課程目標(biāo)的形成思路為運(yùn)用各類同管道相關(guān)的基礎(chǔ)知識和相關(guān)設(shè)計(jì)要求形成在設(shè)計(jì)過程中所需方案的內(nèi)容。考核相關(guān)的基礎(chǔ)知識，并重點(diǎn)考核設(shè)計(jì)過程中所需的計(jì)算基礎(chǔ)和方案等。

（二）課程考核方法

圖3為“管道工程”課程近五年已開展及下學(xué)年將要開展的考核手段與各手段所占的比例情況。利用課程的網(wǎng)絡(luò)平臺快速統(tǒng)計(jì)學(xué)生的出勤情況，考勤雖不能考核學(xué)生的工程能力，但可輔助獲取學(xué)生對課程的興趣度。課堂考核主要以課程回顧環(huán)節(jié)為主，通過問題設(shè)計(jì)和提問，考核學(xué)生對工程知識的掌握與運(yùn)用能力。網(wǎng)課是要求學(xué)生進(jìn)行知識點(diǎn)的預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)，在達(dá)到設(shè)置的次數(shù)后，即可完成要求。討論環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)主要針對專題問題的討論，激發(fā)學(xué)生對實(shí)際工程應(yīng)用知識的查找、總結(jié)與運(yùn)用。作業(yè)1主要為書本中的課后作業(yè)，大約4—5次;作業(yè)2的形式較多，有專題匯報(bào)、視頻制作和學(xué)習(xí)報(bào)告等。期末考試主要從試題庫選擇各種類型的考題進(jìn)行考試。從表中可知，在專業(yè)認(rèn)證背景下，管道工程課程考核方法逐漸增多，能力考核比例也逐漸增加。特別是2019級（上課學(xué)期為2021年春季學(xué)期）授課過程中，線上網(wǎng)絡(luò)資源輔助教學(xué)時(shí)增加了學(xué)生需要完成的能力考核。此外，改變了2020級學(xué)生的考核方式，考勤不再計(jì)入總分，增加了線上資源內(nèi)容的討論環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)討論主題，圍繞相關(guān)主題在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺開展全面的討論，并進(jìn)行總結(jié)。此外，作業(yè)1將為“管道工程”課程設(shè)計(jì)課程準(zhǔn)備更多的內(nèi)容。FB9A108D-3254-4666-B1FC-61A8138815C1

三、課程評價(jià)與可持續(xù)改進(jìn)

（一）課程評價(jià)

教學(xué)結(jié)束后，對“管道工程”課程的課程目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行計(jì)算與評價(jià)。近五年的課程目標(biāo)和學(xué)生個(gè)體達(dá)成度計(jì)算結(jié)果如圖4所示，圖4（a）為近五年課程目標(biāo)達(dá)成值的總體情況，圖4（b）—圖4（f）分別為2015級—2019級環(huán)境工程學(xué)生個(gè)體表現(xiàn)。從圖4（a）可知，近五年的課程目標(biāo)達(dá)成度值均大于0.6（課程目標(biāo)達(dá)成期望值），表明課程目標(biāo)均已達(dá)成。對于學(xué)生個(gè)體而言，2015—2018三個(gè)年級不達(dá)標(biāo)人數(shù)基本保持為3名學(xué)生。2019級環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生中，有17名學(xué)生（占比11.6%）未達(dá)到期望值0.6。若對各課程目標(biāo)達(dá)成度值進(jìn)行比較，在專業(yè)認(rèn)證的背景下，能力考核方法更加靈活、實(shí)用與全面，使課程目標(biāo)達(dá)成更趨于合理化，學(xué)生完成相應(yīng)的能力考核，需開展更多能力學(xué)習(xí)內(nèi)容方能達(dá)到課程目標(biāo)，即學(xué)生需主動(dòng)學(xué)習(xí)更多與“管道工程”課程相關(guān)的專業(yè)知識來形成其能力。對于2019級環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生而言，課程提前至第四學(xué)期，“管道工程”課程所需的基礎(chǔ)課程在該學(xué)期平行開課，平行開課的模式對學(xué)生個(gè)體達(dá)成有一定影響。學(xué)生人數(shù)增加和考核指標(biāo)增加等一系列原因也可能影響學(xué)生個(gè)體能力的達(dá)成。

為進(jìn)一步了解各考核方式在課程目標(biāo)達(dá)成過程中的具體情況，對近5年的各考核手段達(dá)成情況進(jìn)行整理，結(jié)果如表2所示。

從表2中可知，課堂表現(xiàn)引入考核后，由于考核過程的有限性，當(dāng)基礎(chǔ)分減少時(shí)，可能造成未達(dá)成的現(xiàn)象，故課堂考核的過程還需進(jìn)一步優(yōu)化。課程建立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源后，每個(gè)章節(jié)均設(shè)置了考核任務(wù)點(diǎn)，點(diǎn)擊學(xué)習(xí)即可完成任務(wù)點(diǎn)，相對而言比較簡單，學(xué)生可全部完成，可考慮提升任務(wù)點(diǎn)的難度。近兩屆學(xué)生的作業(yè)1的完成質(zhì)量有所降低，估計(jì)與網(wǎng)絡(luò)提交有關(guān);對于作業(yè)2，即專題類作業(yè)，學(xué)生完成的興趣較大，該方式可考慮用于其他課程目標(biāo)的完成;期末考試的達(dá)成情況同作業(yè)1的質(zhì)量情況有很大的相關(guān)性，需進(jìn)一步提升。

（二）持續(xù)改進(jìn)

課程目標(biāo)達(dá)成評價(jià)完成后，“管道工程”課程針對教學(xué)過程和考核方式等需形成相應(yīng)的持續(xù)改進(jìn)措施。如教學(xué)過程中開展更多的課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，增加網(wǎng)絡(luò)資源的輔助教學(xué)，補(bǔ)充同“管道工程”相關(guān)的課外知識和增設(shè)案例等。對于個(gè)體目標(biāo)未達(dá)成的原因，通過對各考核方法和內(nèi)容的分析發(fā)現(xiàn)，該類學(xué)生的卷面成績過低，而失分的主因均是雨水管道設(shè)計(jì)計(jì)算未完成造成。教師需調(diào)整卷面的題型設(shè)置比例，對雨水管道設(shè)計(jì)計(jì)算等知識點(diǎn)的講授更加詳細(xì)以及細(xì)化考核指標(biāo)等，以期進(jìn)一步提高個(gè)體能力的達(dá)成。增加課程知識的討論環(huán)節(jié)，有助于鞏固知識點(diǎn)和知識的合理運(yùn)用。還需進(jìn)一步加強(qiáng)“管道工程”課程與“管道工程”課程設(shè)計(jì)課程的相關(guān)性講授，為后者的開展奠定更加扎實(shí)的基礎(chǔ)，這也有助于培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)的設(shè)計(jì)思維和設(shè)計(jì)能力。

四、課程特色

為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的要求，在基礎(chǔ)知識講授完成的情況下，課程還開展了特色知識的設(shè)計(jì)與學(xué)習(xí)。特色知識點(diǎn)通過案例方式進(jìn)行教學(xué)，如排水工程中當(dāng)前面臨的任務(wù)、排水管道泄漏診斷、排水管道設(shè)計(jì)預(yù)裝配、城市污水處理廠的管道設(shè)計(jì)、海綿城市的設(shè)計(jì)與城市內(nèi)澇治理等案例。通過課程特色知識點(diǎn)的講解與分析，滿足當(dāng)代排水工程管網(wǎng)的需求，進(jìn)一步提升學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)展的工程能力，也是工程認(rèn)證理念的拓展。由此，綜合形成具有南華大學(xué)專業(yè)特色的管道工程課程知識點(diǎn)。

五、結(jié)語

南華大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)的專業(yè)認(rèn)證有效促進(jìn)了管道工程課程教學(xué)質(zhì)量的提升，使教學(xué)改革的思路與目標(biāo)更加清晰。通過持續(xù)改進(jìn)，使教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)考核形式等更加豐富。

教學(xué)改革推進(jìn)了教學(xué)發(fā)展，也提升了教師的工程教學(xué)理念，有效培養(yǎng)了學(xué)生的工程能力。從課程體系而言，目前該課程能支撐的畢業(yè)要求偏少，建議再增加1—2個(gè)畢業(yè)要求分指標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)一步促進(jìn)了該門課程的教學(xué)改革。通過更加深入的教學(xué)改革，促進(jìn)了學(xué)生工程能力的形成和提升。

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作者簡介：譚維（1987—），女，碩士，南華大學(xué)研究生院，研究方向?yàn)楣芾韺W(xué)、教育學(xué);房琦（1985—），女，博士，南華大學(xué)資源環(huán)境與安全工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程系副主任，副教授，研究方向?yàn)楦叩冉逃?吳曉燕（1986—），男，博士，南華大學(xué)資源環(huán)境與安全工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程系副主任，副教授，研究方向?yàn)楦叩冉逃B9A108D-3254-4666-B1FC-61A8138815C1