给排水科学与工程专业课程设计教学环节线上线下教学模式探讨

高静湉，李卫平*，杨文焕

（内蒙古科技大学能源与环境学院 内蒙古 包头 014010）

随着高等教育综合改革不断深化，各类高等院校均在人才培养模式及课程体系上进行了升级[1]。内蒙古科技大学给排水科学与工程专业2019 年获批自治区一流本科专业建设点，同年开展专业认证获受理。以此为契机，结合社会发展需求及学校优势特色，给排水科学与工程专业坚持以学生为中心、以产出为导向推进专业建设及课程建设，立足培养具有较强工程实践能力的高素质应用型人才。

给排水科学与工程专业是理论和实践紧密结合、涉及多学科知识体系的综合性专业。实践教学作为高校本科教学工作的重要组成部分，是培养学生实践能力的重要环节。课程设计是实践环节中最重要的部分，对课程设计教学环节的教学模式进行改革，全过程全方位把控教学质量，提高学生实践能力，对于培养以社会需求为导向的应用型给排水科学与工程专业人才意义重大[2]。

1 课程设计现状分析

近年来，内蒙古科技大学给排水科学与工程专业以教育部“双万计划”为契机，在专业建设、课程建设方面尝试了一系列教学改革。内蒙古科技大学给排水科学与工程专业培养方案中，专业课程设计教学环节共设置了12 周，包括建筑给排水设计、泵站设计、给水管网设计、排水管网设计、给水厂设计和污水厂设计，各设计设置2 周。多年教学效果显示，课程设计教学过程主要有以下不足：

1.1 部分主干课程与课程设计分设在不同学期，课程设计开展时理论知识遗忘严重

以我校给排水科学与工程专业课程设计为例，除了大三上学期开设的“建筑给水排水工程”和“泵与泵站”两门专业课与建筑给排水设计、泵站设计在同一学期开设，“给排水管道系统”“水质工程学1”“水质工程学2”与给水管网设计、排水管网设计、给水厂设计和污水厂设计均未在同一学期开设。统计历年课程设计完成情况发现，建筑给排水设计及泵站设计开展期间，学生积极性较高，但设计成果质量在一定程度上取决于理论课程结课至课程设计开始的时间间隔长短及课程设计开展前是否已完成结课考试两个因素。如理论课结课与课程设计开展时间间隔较长，或课程设计开展前未完成课程结课考试，则课程设计期间学生上手较慢，设计成果质量不佳。而大四上学期开设的给水管网设计、排水管网设计、给水厂设计和污水厂设计4 个课程设计普遍存在上手慢、设计成果重复率高的问题。

1.2 完整工程案例资源缺乏，学生工程设计能力欠缺

在认识实习、生产实习等专业实习教学活动开展期间，由于时间较短，无法深入学习各种构筑物及设备的构造、运行原理，对各水处理工艺流程缺乏系统、全面的深入理解。此外，学生在查阅设计规范、设计手册和文献资料方面的能力相对薄弱，同时不具备现场实践经验，拿到设计任务后无从下手。各课程设计安排时长为2 周，由于时间紧任务重，缺乏完整的设计案例作为引导，课程设计成果质量难以保证。

1.3 成绩评定方式单一，无法全方位反映课程设计的真实情况

目前课程设计的最终评定成绩由平时考勤成绩、设计成果成绩及答辩成绩组成。笔者在近几年课程设计答辩时发现，设计方案相似程度高，共性问题多，且部分同学设计成果与答辩表现不一致。因此，缺乏设计过程中质量监督检查，这些评定方式很难准确判断设计成果的真实程度，成绩的公平公正性自然大打折扣，课程设计教学效果自然无法保证。

2 课程设计改革的具体措施

2.1 构建新型实践教学平台

2.1.1 建立题库，巩固相关理论知识

为解决课程设计开展期间理论知识遗忘严重问题，课程设计开始前开展线上测试。依据各课程设计相关理论课程内容，在课程设计开设前4 周完成知识题库建设。在课程设计开始前2 周集中发布线上测试，要求学生在规定时段内完成并通过线上测试，未通过者继续学习择时再考。督促学生对所学内容进行回顾，加深理解，为课程设计的高效开展打下坚实的理论基础。

2.1.2 建立课程设计线上导学资源库

实践教学平台的建立是开展线上导学的重要支撑，是线上导学环节置入的核心。建立课程设计线上资源库，作为线下课程设计开展前的导学内容是首要任务。各课程设计指定一名总负责指导教师，在课程设计开设前4 周完成线上优质资源的收集制作和实践教学平台的建立。充分利用MOOC 优质资源、工程设计实例演示视频、动画、软件应用教程、设计规范及手册，整合制作完整设计教学案例。并分门别类上传至各教学模块下，同时在各教学模块下建立讨论区，实现师生线上交流解惑。此外，编写线上导学教学计划，在课程设计开始前2 周，要求学生按计划对实践教学平台各教学模块进行学习，并参与线上讨论交流。使学生认识课程设计、回顾整合理论课程内容，为课程设计开展做好理论储备和工程设计概念性认知。

2.2 建立全过程、全方位考核评价机制

建立切实可行的质量监控与评估体系，使课程设计教学管理规范化、标准化，做到客观、公正评价学生设计成果是提高课程设计质量的重要保障。构建基于全过程管理的考核体系，从任务下达到检验合格为止，对影响设计质量、进度、效果等要素进行全面动态分析、评价与控制，实现各阶段客观、全面评价。强化过程考核，将课程设计全过程划分为5 个考核环节（线上导学、方案确定、分析计算、图纸绘制和答辩）。考核环节包括方案比选、分析计算、图纸绘制、独立思考及要点提炼等。5 个教学环节成绩占比不同，总评成绩由以下成绩构成：线上导学15%（学习时长、讨论交流）+方案确定15%（简要叙述）+分析计算20%（说明书、计算书）+图纸绘制20%（图纸质量）+答辩30%。

2.3 基于工程案例，将思政元素嵌入课程设计

我校给排水科学与工程专业毕业生多从事土建与市政工程相关的规划、设计、施工、管理等工作，服务于国民经济建设和发展中给水排水相关领域，关乎保障基础民生，德育尤为重要[3-4]。习近平总书记强调：要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人。课程采取“工程案例+设计要点+思政元素”的教学设计模式，将课程设计关键知识点与工程案例结合，培养学生工程思维和相关知识的实践应用能力；从工程案例中提取思政元素，将思政教育主动嵌入教学活动中，通过“润物无声”方式进行理想信念教育、爱国主义教育、环境及工程伦理教育等。

将国内外优秀工程案例（如南水北调工程、港珠澳大桥）、行业发展前沿、事故案例分析等以电子资源的形式上传至网络教学平台。课程设计开始前，要求学生进入网络教学平台观看超级案例视频，增强学生对本课程相关技术的感性认识，针对各工程案例创下的“世界之最”，向学生展示依靠自主研发、集智攻关，解决工程技术瓶颈问题的壮举，激发学生的民族自豪感和自信心；通过事故案例分析，强化学生对知识水平、职业道德、责任意识重要性的认知。另外，在网络教学平台中开设讨论区，为师生答疑、心得交流提供便利。

3 教学效果评价

在教学改革实施期内（2020-2021 及2021-2022 学年秋学期），针对大学三年级的建筑给排水设计和四年级的给水管网、排水管网设计3 个课程设计开展了“线上—线下”模式教学。教学效果有显著提升，主要表现为：

3.1 线上资源丰富，学生学习积极性高

课程设计开始前两周，完成了线上资源的收集、制作并上传至网络教学平台。学生对工程案例视频、动画演示等资源兴趣较浓，学习积极性较高。经统计，建筑给排水设计、给水管网设计及排水管网设计的线上导学阶段学生登录频次较高、学习时长较长。

3.2 课程设计上手快，进度合理

从设计过程中学生综合表现来看，加入线上导学环节并完善考核机制后，学生在拿到设计任务后上手速度明显加快。大部分同学能针对自己的设计任务，独立理清基本设计思路；在方案设计方面，学生会基于设计任务，积极思考，广泛参阅资料，力求比选出技术、经济性佳的方案。经与学生交流沟通发现，线上导学内容中设计案例对课程设计起到重要引导作用；案例中蕴含的思政元素强化了学生对职业道德、责任意识的认知。

3.3 设计成果质量明显好转

从设计计算说明书、图纸质量及答辩情况来看，设计成果相似度降低、质量明显改善，图纸信息表达详细、标准，说明书计算书翔实准确；答辩时对自己设计成果相关内容较熟悉，可实事求是针对自己的设计成果进行答辩。线上导学中题库及线上测试巩固了相关理论知识，为方案设计及相关计算打下坚实基础。

4 结语

在传统教学模式下，理论知识遗忘严重、成绩评定方式单一等问题导致课程设计期间学生积极性差、上手慢、方案重复度高、设计成果参差不齐。针对存在的问题，通过构建基于校园网的新型实践教学平台，建立包含题库和工程设计实例等内容的线上资源库，课程设计开始前置入线上导学环节开展“线上—线下”教学模式探索；此外，建立全过程、全方位考核评价机制，强化过程管控力度，提升过程教学质量。通过对建筑给排水、给水管网及排水管网设计进行教学改革发现，“线上—线下”教学模式下，课程设计期间学生积极性高，课程设计成果质量好转，可将该教学模式推广至其他课程设计及相关工科课程设计。

引用代表性工程案例在激发学生的民族自豪感和自信心、锤炼诚信正直、认真严谨的职业品德、培养家国情怀及社会责任感等方面效果显著。但课程思政以隐形教育为主，在实践教学中穿插思想政治内容需合理、自然，否则既影响教学进度又无法达到预期教学效果。如何将思政教育有机融入课程教学、实践教学过程中，需要不断探索和改进。