以工作过程为导向的线上线下混合式课程建设的探索——以水污染控制工程为例

沈阳工学院 付尧 王丹丹 刘一男

环保产业是国家确定的七大战略性新兴产业之一，水污染控制是我国环保产业的重要组成部分，各高校环境工程专业为我国环保产业高端人才的持续输入起到了根本性作用。水污染控制工程作为我国高校环境工程专业的必修课程，也是核心课程，对环境工程专业人才的培养起到了重要的作用。我校作为辽宁省普通本科高等学校应用型转变师范高校，针对以工作过程为导向的应用型本科课程体系的研究和探索进行了一系列课程改革的研究。笔者作为环境工程专业的教师，对我校水污染控制工程进行了工作过程系统化的课程体系改革[1]，同时尝试应用线上线下混合式教学方式对授课形式进行改革，力求得到更好的授课效果和教学质量。

1 课程体系改革

环境工程专业的课程体系组成具有明显的地域特点，在英国，高校的“通才”教育模式更加强调传统学科的广泛基础理论教育。例如，英国的雷丁大学[2]环境科学专业水资源及污染控制相关课程的设置，将课程内容分散为以各类化学课程为基础的水循环、大气与海洋、水文地质学等几门课程的若干部分，实践教学方面虽然也强调分析、操作能力，但更多地体现在校内导师的一对一辅导，而与企业工作及岗位能力的联系则不多；在德国，职业教育以“双元制”为特色，基于《框架教学计划》构建理论课程体系[3],德国高校各专业大量的实践教学、企业岗位轮换训练教学时间,以及企业监督和职业资格考试的评价模式,为培养学生的专业能力、社会能力和方法能力提供了保障；在美国排名前十位的部分高校中，水污染治理相关课程[4]主要由水体质量、废弃物管理和地下与地表水文学三门课程的部分内容组成，而在废弃物管理中更多强调的生态处理技术，对互联网及计算机技术在教学方面的应用则更加具有多样性及灵活性。在我国，本次课程的体系构成基本呈现实践与理论课程界限明显、教学方法老旧的特点，但近几年也出现一小部分高校提出以注册环境工程师考试或国际工程认证为依托[5]进行教学改革。

本次课程体系的重新构建就是基于国内外优秀的改革案例和经验为参考进行的。水污染控制课程包括理论课程（56学时）、实验课（24学时）及实训课程（2周）。课程的教学目标是使学生能够了解水污染控制技术的工作原理，掌握运行和调试各种污水处理设施及构筑物，能够提出水污染治理工艺的流程设计方案，能根据分析和现场情况处理工艺运行中出现的问题。针对这些能力目标，以工作过程为导向建构学习领域，设计课程的学习情景[5]，具体的步骤为：①在水处理行业进行广泛的社会需求调查，确定工作岗位及对应的典型工作任务；②根据工作任务所需专业能力，确定职业行动能力和行动领域；③根据岗位行动能力归纳出对应的水处理知识，整合课程内容，确定学习领域；④根据学习领域涉及学习情境，重新整合教学模块，并将其分解为若干教学任务；⑤按照以上模块开始教学。

根据多次企业调研及专业教学指导委员会课程建设会议研讨，总结出水污染控制工程课程所对应的3大类岗位、10个典型工作任务及其相关职业行动能力和学习领域，结合目前环保行业的发展趋势及未来岗位需求预测，拟将水污染控制课程的课程体系拆分并重组，最终形成了5个学习单元，分别是水质指标的表达、某生活区污水处理工艺设计、某造纸厂废水处理的工艺设计、某工业园区中水回用方案的初步制定以及小型卫星城市污水处理厂设计。

2 教学模式和教学方法改革

“互联网+教育”模式打破常规教学方法。2015年7月，国务院印发《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》。“互联网+”就是“互联网+各个传统行业”，但这并不是简单的两者相加，而是利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造新的发展生态。“互联网+”技术应用于教育使教学在教学场景、教师角色和学生学习特点等方面发生巨大变化。为适应“互联网+”时代的教学特点以及学生个性化学习和创新能力培养的需要，研究尝试将信息平台教育直播（提高课堂教学互动方式的多样性）、微课慕课（提高学生课下学习积极性）、线上考核平台等方式应用于课程的各个教学环节中，已达到刺激学生学习激情，提高教学效果的目的。

加大实验室及校内外实践基地建设，确保实践条件与课程学习单元的匹配度。应用型本科的环境工程专业以提高学生专业的综合应用素质为目标，水污染控制工程课程更加强调学生工艺设计能力和动手能力的提升。根据前期将该课程体系拆分重构后归纳为六个课程学习单元，这六个学习单元对实践条件的要求包括水质监测及分析设备、造纸厂废水的处理单元、造纸厂污泥处理单元、工业园区中水回用单元及污水处理厂的实地操作。项目研究期间将以校内实验室建设、校外实践基地拓展、相关企业资源共享的形式提升学生的实践条件。同时将适当增加实践环节学时比例，鼓励实验教师积极开发设计性实验、实训环节，为学生锻炼创新能力和实践技能搭建更好的平台。

以创新创业活动及大赛驱动学生积极创新。通过鼓励学生积极参加各级大学生创新训练项目及创新创业大赛，让学生利用所学知识亲自动手改善处理工艺、优化处理设备、研究新型环保材料，做到所学即所用，帮助学生进一步提高行业创新能力及实践操作技能。结合校内环保社团、化学社团等团体积极开展第二课堂，通过参加环保公益活动、参与企业水处理技术咨询等方式，激发学生的创新思维和对课程学习的社会使命感。

3 学生成绩分析

本次课程改革在2017级环境工程专业中进行实践，并对学生期末成绩进行分析。

学生卷面成绩分布总体比较合理，其中2017级1班成绩：90～100分的学生人数为1人，占总人数的3.57%；80～89分的学生人数为5人，占总人数的17.86%；70～79分的学生人数为14人，占总人数的50%；60～69分的学生人数为8人，占总人数的28.57%，0人卷面不及格。2017级2班成绩：90～100分的学生人数为0人，占总人数的3.57%；80～89分的学生人数为6人，占总人数的20%；70～79分的学生人数为11人，占总人数的36.67%；60～69分的学生人数为9人，占总人数的30%，4人卷面不及格，占总人数的13.33%。

总体来说，参加考试的58名学生多数卷面成绩居于60～80分，总体成绩呈正态分布。对比该课程学生的平时成绩发现，平时成绩与期末考试卷面成绩分布基本一致，没有发现卷面分数很低但平时成绩很高等不合理情况，证明此成绩基本能够真实反映学生掌握该课程的情况。

本轮课程是第二轮采用工作过程系统化的授课方式，课程中把所有主要知识点串联成6个项目，以成果为导向引导学生掌握课程内容。由于授课方式的最新尝试，有的学生存在听课不太适应的情况。从成绩分布及平时成绩和考试成绩的对比发现，以往更适应以背书为主的学生本次考试成绩多数有所下滑，尤其是综合分析题、选择题得分率较低，而上课积极参与老师所给项目设计、思维比较灵活的学生，本次考试卷面成绩大多有所提升。与上一年试卷难度和知识点比较，本次试卷比上一次在重视对知识点灵活运用以及初步工艺设计的能力的同时，尤其强调了对废水处理工艺日常运行出现问题的应急解决方案，卷面成绩表现为高分和低分都减少了，更多同学分数分布于70～80分，从分数变化发现，对于学生专业的技能方面，不仅要通过增加实践教学比例方面入手思考，如何通过教学改革提高学生的专业问题的应变能力也是很重要的。

针对以上分析，提出了以下改进措施：①从学生丢分的知识点来看，发现学生的首要问题是，很多学生对于专业问题了解的已经比较全面了，答题的时候也有自己的思路，但是文字表达能力比较差，这就直接导致综合分析题不必要的失分；另外仍然有些学生对于传统废水处理工艺的设计中不是很明确每个构筑物的作用，造成工艺中几个构筑物作用相互抵触和个别构筑物无用的情况，在今后的教学中也要增加更多让学生设计项目处理工艺的机会，多做练习。②本次考试发现选择题是学生失分比例最高的题目，总结发现，本次考核的选择题知识点比较零散，有些题并不是上课强调的重点，因此考虑在以后的课程中多结合第二课堂，让学生走进图书馆、走进工厂，多进行课外专业训练，作为课上学习的补充，教学效果将会更好。

4 结语

工作过程系统化课程体系的改革是应用型人才培养模式的探索，线上线下混合式教学则是近几年在高校教学水平、教学环境不断提高要求下的全新尝试。水污染控制工程作为环境工程专业的核心课程，对学生实践能力、工程思维的培养要求很高，因此采用以工作过程为导向的线上线下混合式课程建设为该课程的授课质量提升起到了积极的促进作用。