项目驱动教学法在给排水科学与工程专业中的应用研究

蔡新立，李玉成

（1.安徽建筑大学，安徽合肥230601 2.徽派建筑安徽省重点实验室，安徽合肥230601）

给排水科学与工程是一种专门研究关于水的问题的理论与技术专业，包括水体采集与输送、水质控制、水系统仪表设备与控制、水工程建设与运营以及水资源的保护与利用等相关理论与技术的研究，与水文地质、城乡规划、工程管理、测绘工程、环境保护等学科密切相关。给排水科学与工程专业自1952年发展以来，为市政、建筑、园林、规划、环保及房地产公司等单位输送了大量的人才。随着我国城市化进程的加快，水资源短缺、城市内涝、黑臭水体等水资源问题频发，国家和社会对给排水科学与工程专业人才需求日益增长；同时随着给排水科学与工程专业内涵不断发展，社会对给排水人才的专业素养的要求不断提高，同时对专业人才的培养提出了更高的要求[1]。

传统的给排水科学与工程专业教学模式重视理论教学，主要以专业基础理论知识的讲授为主，结合简单的课程设计，缺乏创新引导。这种相对枯燥乏味的传统教学模式，很难引起学生的兴趣，进而限制了学生的学习独立性和创造性，专业潜力挖掘有限[2]。近年来，国家提出要建设创新型国家，鼓励大学生创新创业，对基础教育改革提出要注重对学生的创新能力和操作动手能力培养的要求。结合给排水科学与工程专业的需求，给排水专业人才培养需理论联系实践[3]。而项目驱动教学法是以实际项目为导向，以培养学生解决问题、自主创新能力为主线的新型教学模式[4-6]。本文将讨论如何在给排水科学与工程专业中引入项目驱动教学法，以期调动学生的学习积极性，提高其自主创新能力。

1 项目驱动教学法的实施

1.1 项目策划

项目策划是项目驱动教学法中最关键的中心环节[7]，所策划的项目要尽可能地包含给排水科学与工程专业所必备的主要知识点，同时，要给学生设计合理的切入点，注重专业理论知识的关联，最终将这些碎片式的知识点联结起来，形成一个完整的项目。项目驱动教学法在给排水科学与工程专业人才培养过程中的应用流程如图1所示。总体而言，所设计的项目既要有价值，也要具有一定的开拓探索性，同时具备较高的发散性和创新性。例如，随着城市化的快速发展，黑臭水体作为“城市病”随之而生，各地政府都在积极进行黑臭水体治理，构建生态文明社会。黑臭水体的治理与水质工程学、水处理微生物学、管网等给排水专业课程有着密切的关系，因此可设置黑臭水体治理项目驱动教学，应将相关课程的知识点合理设置到该项目中去。学生通过参与黑臭水体项目，在项目中认知专业知识；学生在方案设计过程中，学会黑臭水体治理相关资料的搜集，水文地质环境的调查，分析黑臭水体成因；学会对化学法、物理法、生物法等一种或多种治理方法的结合，进行优化配置、经济技术比较。最终通过黑臭水体治理方案设计，让学生进一步理解和掌握水质工程学、水处理微生物学等学科的基本理论和方法，对知识理论进一步消化吸收。

图1 项目驱动教学法参与给排水科学与工程专业教学流程图

1.2 项目解析

项目解析是教师首先为学生讲解项目基本内容，分析项目需求、项目要用到的基本原理，强调项目重点，以及应用产生的预期成果；然后，教师基于对项目需求、项目背景的介绍，将项目分解为若干个子任务，编制项目设计任务书；最后，教师以设计任务书的形式安排给学生。这样能够让学生清楚了解项目原理、项目内容、项目实施的方法以及项目期望成果[8]。

对于项目任务的安排，“迭代增量式”和“树状分解模型”是目前应用比较广的两种方法。例如，在黑臭水体治理的项目研究中，对于任务的安排采用“迭代增量式”的方式，分层布置、逐步实施项目任务。以3～5人为一小组，将项目参与人员分成若干个这样的小组。在分组及分配任务的整个过程中，教师要充分考虑各小组成员的个人能力、专业素养、知识理论理解消化能力、性格特点及组织协调能力等，科学搭配。使小组成员之间能够取长补短，以保证实践项目得到高效实施。同时，教师要根据项目各层次任务的难易程度，指导学生做出科学选择，为学生创造有利环境。

以黑臭水体的治理为例，学生在进行项目实施的过程中，需要完成以下环节：①水文地质、水体周边环境、社会环境等背景调查；②水样采集、底泥收集；③底泥水样实验、结果分析，撰写水质实验报告；④黑臭水体成因分析报告的编写；⑤相关水质规范手册、水质标准及治理方案的搜集整理；⑥结合本项目的特点，提出黑臭水体治理的可行性方案；⑦对可行性方案进行经济、技术、环境影响分析，选择最优方案；⑧项目方案模拟实施，总结修正；⑨项目完成，提交总结报告。

1.3 项目执行

项目执行是项目安排后的具体实施阶段，学生在这个阶段扮演着“给排水设计工程师”的角色[9]。学生根据设计任务书，对设计任务进行分析，制定项目执行计划，将项目任务有理化；对资料进行收集处理，对方案进行计算、设计、比较、优化。教师在这一阶段的主要职责是：给学生提供必要的项目执行条件和技术支持，例如：水质实验和污泥实验的实验指导和场所提供、相关资料如何搜集的建议和帮助、设计方案经济技术的可行性建议等。在项目执行的全过程中，教师也应要求各小组进行阶段性总结，定时汇报项目进度、项目障碍，教师给出切实的建议，鼓励学生要勇于开拓创新，探索新方法。这样不仅可以及时发现问题、解决问题，还可以互学互鉴，提高项目执行效率，增加学生开拓探索的能力。

1.4 项目总结

即在整个项目完成之后，各个项目执行小组对自己的成果进行归纳总结演绎展示，讨论存在的问题，对于项目的完成度进行综合评价，对各小组的项目成果与应用产生的预期成果进行比较评价；同时，总结本项目设计的全过程中，遇到的各种问题以及做出的对策和方法、编制项目设计心得，为今后的研究提供借鉴；最后，对项目进行科学检验，形成检验报告，严格要求检验报告中的文字、图表等的格式，编制详细的设计说明书，必要时附上图纸说明。教师在学生项目总结的过程中，要多听取学生的想法建议，做好项目实践记录，总结项目经验，从而提高给排水科学与工程专业的学生的学习效率，提高给排水专业学生的动手操作能力和给排水专业综合素养。

2 项目教学法综合评价

2.1 教师作用的变化

在实施项目驱动教学法的过程中，教师由简单的理论知识传授者转变为对学生开拓创新能力的挖掘者[10]。通过项目的策划实施检验，教师不仅检验学生对本专业理论知识的掌握情况，而且更多的是培养学生将理论知识与动手操作有机结合的能力，提升学生的开拓创新能力和团队协作能力、对今后的就业与升学都大有裨益。基于项目驱动教学的新型教学方法，也可以充分调动教师的教学积极性，让教师根据专业特点、地区特色来制定本专业学生的培养模式，如专业课程的取舍与必修课程的提炼强化。同时，项目驱动教学法也在一定程度上改善了师生关系，拉近了师生距离，使得教师与学生能够互学互鉴、共同进步。

通过安徽建筑大学给排水科学与工程专业的实例来看，对于项目驱动教学法教学模式的实践情况，可以从学生参与对教师的学评教活动的综合评价中反映。如表1所示，从2015年到2018年，学生参与项目的数量与项目数量的变化呈正相关，同时，教师教学评教的分数也在逐年增加。这说明，项目驱动教学法的教学模式是相对成功的，对于学生而言，参与程度更高，学到了更加实用的知识，动手实操能力得到锻炼、专业素养也得到提升，学生对于教师教学的满意度也在增加。

表1 历年学生参与项目数与学评教分数情况统计表

2.2 学生学习模式的变化

项目驱动法的教学模式，使得学生在学习过程中的态度由相对被动向更为主动转变[11]。在项目驱动法的教学模式下，学生从自己的能力和爱好出发，自主选择合适的项目分组，以自己的思维模式和能力去解决在项目中所遇到的问题，从数据收集、实验分析、社会调查、文献整理、图纸绘制、项目方案的设计和整理，到最后的成果报告的撰写，基本上都是学生自主完成的。这样的学习模式，使学生掌握到学习探索的能力、沟通交流的技巧，对于增加专业综合素养、实现全面发展具有深远意义。研究证实，拥有完整的项目经历，对于他们就业、升学影响深远[12]。

2.3 教学成果检验方式的变化

在传统的教学评价中，往往只以学生理论知识的学习成绩为重，却忽视学生除知识理论学习之外的能力；而在项目驱动教学模式下，对于教师教学效果的检验方式种类繁多，除了能够在完成项目成果中呈现，也可从评价学生在项目实施过程中探索问题的环节中反映的综合能力中反映，亦可从学生自主创新能力和团队交流合作能力中体现，而这些能力对于学生成为一名优秀的给排水专业人才是不可或缺的。

从安徽建筑大学给排水科学与工程专业的例子来看，以学生就业统计对项目驱动教学法的实用性进行综合评价。由表2可以看出，安徽建筑大学给排水科学与工程专业，从2015年至2018年，参与项目的人数逐年增长；在就业方面，在校期间参与过项目实操的学生就业率均高于未参与项目实操的学生的就业率。这证实，项目驱动教学法明显有助于学生日后的就业。

表2 历届毕业生就业率与学生参与项目情况统计表

3 总 结

在给排水科学与工程专业教学中引入项目驱动教学模式，以策划项目、解析项目、执行项目、总结项目的形式，不仅可以将给排水科学与工程的专业理论知识给学生讲清楚，也使得工程实例与学生学的专业的理论知识有机结合，充分实现了理论与实践的结合，让学生不仅对给排水科学与工程专业有抽象的感知，还有具体的体会。项目驱动可以提高学生的动手操作能力、挖掘学生的自主创新潜力，同时，还能够提升学生进入社会的核心竞争力。项目驱动教学法既可以提高教师的教学效率，又能激发学生的学习兴趣，还能够使得教师和学生成为一个有机整体，互学互鉴，充分体现工程类专业课程注重实践的特色，从而进一步提升高校在给排水科学与工程专业上的教学质量。