杜星 孫瓊 王志紅 秦雯 聶錦旭

［摘 要］ 科技創(chuàng)新教學(xué)活動作為專業(yè)訓(xùn)練的載體，需要與專業(yè)評估認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系緊密結(jié)合，而鼓勵學(xué)生開展科研創(chuàng)新的機(jī)制是工程教育認(rèn)證的重要環(huán)節(jié)。開展“水質(zhì)工程學(xué)”科技創(chuàng)新類活動，是給排水科學(xué)與工程專業(yè)基于OBE理念提升大學(xué)生專業(yè)知識和專業(yè)技能的關(guān)鍵途徑。通過具體案例分析，基于專業(yè)評估認(rèn)證理念，結(jié)合廣東工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系，以激發(fā)學(xué)生學(xué)術(shù)志趣為導(dǎo)向，探討了科技創(chuàng)新活動思路的設(shè)計。

［關(guān)鍵詞］ OBE理念；學(xué)術(shù)志趣；水質(zhì)工程學(xué)；科技創(chuàng)新；給排水科學(xué)與工程

［基金項目］ 2021年度廣東工業(yè)大學(xué)普通教改項目“新工科背景下基于OBE模式的給排水科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)改革與實踐”（廣工大教字〔2021〕71號）；2021年度廣東工業(yè)大學(xué)校級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程項目“凈水除污集成化設(shè)備創(chuàng)新訓(xùn)練課”（廣工大教字〔2021〕57號）；2021年度廣東省教育廳本科高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程建設(shè)項目“‘工程教育認(rèn)證+新工科背景下應(yīng)用研究型工科大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)核心課程群構(gòu)建策略和實現(xiàn)方法”（粵教高函〔2021〕29號）

［作者簡介］ 杜 星（1989—），男，甘肅天水人，博士，廣東工業(yè)大學(xué)土木與交通工程學(xué)院副院長，副教授，主要從事膜法水處理技術(shù)研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）16-0170-06［收稿日期］ 2022-04-18

“基于成果導(dǎo)向”（Outcomes-based Education， OBE）工程教育理念起源于美國和澳大利亞的基礎(chǔ)教育改革，是當(dāng)今風(fēng)行的高等工程教育模式。從1994年OBE理念在美國教育界正式實施起，全球很多國家在不同方面、不同層次都進(jìn)行了推行和實驗。注重反向教育設(shè)計理念和方法對普適性創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程的設(shè)計與實施具有重要的指導(dǎo)意義。現(xiàn)階段，給排水科學(xué)與工程專業(yè)擔(dān)負(fù)著緩解水危機(jī)和建設(shè)生態(tài)文明的歷史責(zé)任，圍繞國家重大需求和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，從水的社會循環(huán)角度觀察和研究問題。

我國給排水科學(xué)與工程專業(yè)歷經(jīng)70年左右的發(fā)展，專業(yè)規(guī)模不斷壯大。截止到2019年年底，全國高校共有187個給排水科學(xué)與工程專業(yè)辦學(xué)點，全國給排水科學(xué)與工程專業(yè)每年的招生人數(shù)與畢業(yè)生人數(shù)均達(dá)到1.1萬人左右，在校生人數(shù)達(dá)到了4萬余人。結(jié)合我國給排水科學(xué)與工程專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的問題，圍繞全面提高給排水科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，明確戰(zhàn)略定位，轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)理念［1］。

廣東工業(yè)大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)包括：（1）能夠正確理解水處理基本概念、原理與方法，構(gòu)建水處理基本理論知識體系；運用水處理知識對復(fù)雜工程問題進(jìn)行識別、表述和解析，最終解決復(fù)雜水處理工程問題。（2）具有水處理構(gòu)筑物與工藝流程的分析和設(shè)計計算及運行管理能力，能夠根據(jù)水質(zhì)特定需求制訂合理的水處理工藝設(shè)計方案；能夠綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)因素，提出優(yōu)化設(shè)計方案。（3）在解決復(fù)雜水處理工程問題時，能夠合理分析與評價水處理復(fù)雜工程問題的解決方案對社會、健康、安全、法律與文化及環(huán)境的影響，樹立可持續(xù)發(fā)展意識。（4）具有社會責(zé)任感，能夠在水處理工程實踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，認(rèn)識到給排水工程師應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任［2］。

結(jié)合給排水科學(xué)與工程專業(yè)工程教育評估認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)與專業(yè)核心課程“水質(zhì)工程學(xué)”教學(xué)內(nèi)容［3］，高校應(yīng)在本科教學(xué)過程中加強(qiáng)對大學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、協(xié)作精神的培養(yǎng)，提升大學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決復(fù)雜工程問題的能力，強(qiáng)化大學(xué)生對給排水專業(yè)知識的理解。因此，積極貫徹《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》，全面提高給排水科學(xué)與工程專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要［1］。

一、“水質(zhì)工程學(xué)”科技創(chuàng)新活動的基礎(chǔ)

（一）課程體系

OBE工程教育認(rèn)證理念強(qiáng)調(diào)相關(guān)學(xué)校和專業(yè)須建立鼓勵學(xué)生開展科研創(chuàng)新活動的機(jī)制，能充分利用各種教學(xué)資源取得科技創(chuàng)新成果?？萍紕?chuàng)新教學(xué)活動作為專業(yè)訓(xùn)練的載體，需要和專業(yè)評估認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系緊密結(jié)合?！陡叩葘W(xué)校給排水科學(xué)與工程專業(yè)評估認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》由全國工程教育專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)（7條）和本專業(yè)補充標(biāo)準(zhǔn)（3條）兩部分組成。其中在通用標(biāo)準(zhǔn)中，畢業(yè)要求包括工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團(tuán)隊、溝通、項目管理、終身學(xué)習(xí)等。因此，專業(yè)知識體系應(yīng)能支撐畢業(yè)要求的達(dá)成。在給排水科學(xué)與工程專業(yè)補充標(biāo)準(zhǔn)中也強(qiáng)調(diào)了實踐環(huán)節(jié)和實驗條件對科技創(chuàng)新活動的支撐作用。

給排水科學(xué)與工程專業(yè)教育體系須遵循三大基本原則，突出產(chǎn)出導(dǎo)向，主動對接社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，科學(xué)合理設(shè)定人才培養(yǎng)目標(biāo)，完善人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化課程設(shè)置，更新教學(xué)內(nèi)容，提高人才培養(yǎng)的目標(biāo)達(dá)成度、社會適應(yīng)度、條件保障度、質(zhì)保有效度和結(jié)果滿意度［4］。以廣東工業(yè)大學(xué)為例，以應(yīng)用為導(dǎo)向的課程體系設(shè)置如下：專業(yè)基礎(chǔ)課程（“水力學(xué)”“水分析化學(xué)”“水微生物學(xué)”“泵與泵站”“水文學(xué)與水文地質(zhì)學(xué)”“儀表與自控”等）、專業(yè)課程（“水質(zhì)工程學(xué)”“建筑給排水”“給排水管網(wǎng)”等）、實驗技能培訓(xùn)課程（“測量實習(xí)”“認(rèn)識實習(xí)”“畢業(yè)實習(xí)”“畢業(yè)設(shè)計”“課程設(shè)計”等）及實訓(xùn)課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程。這部分課程主要集中于三個大方向：一是水質(zhì)凈化與輸送方向，包括城市水資源的保護(hù)與利用、市政給排水的水質(zhì)凈化工藝設(shè)計、工業(yè)給排水的水質(zhì)凈化工藝設(shè)計、市政給排水管網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計；二是建筑給排水方向，包括建筑供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)及其雨水系統(tǒng)等的設(shè)計與運營，建筑給排水工程的施工與經(jīng)濟(jì)概預(yù)算；三是基于水的凈化和輸送技術(shù)衍生出來的方向，如智慧水務(wù)管理與決策、海綿城市建設(shè)與黑臭水體治理的設(shè)計與管理、水環(huán)境生態(tài)修復(fù)與園林水景景觀的設(shè)計、城市水系統(tǒng)智能化、排洪系統(tǒng)的設(shè)計等。

（二）廣東工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新教育實踐體系

廣東工業(yè)大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)依托國家級工程實踐教育中心，構(gòu)建全方位協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、工程素質(zhì)、協(xié)作能力和創(chuàng)新精神。如表1所示，廣東工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新教育實踐體系的具體支撐為：（1）獲國家教學(xué)成果獎、廣東省教學(xué)成果獎、廣東省教育教學(xué)成果獎、社會實踐一流課程等多種獎項；（2）近3年約50項國家級、省級、校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽項目立項；（3）開展2門專業(yè)特色課程和1項專業(yè)競賽，主要為創(chuàng)新能力提升項目、凈水除污集成化設(shè)備創(chuàng)新訓(xùn)練課，以及水處理系統(tǒng)和設(shè)備設(shè)計創(chuàng)新創(chuàng)意競賽；（4）獲批1個國家級工程實踐教育中心。

在競賽體系設(shè)計方面，基于OBE人才培養(yǎng)理念，設(shè)置了與專業(yè)知識相關(guān)、與社會聯(lián)系緊密的項目；鼓勵學(xué)生參與教師課題、各級“挑戰(zhàn)杯”課外科技活動與競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、力學(xué)架構(gòu)競賽、數(shù)學(xué)建模競賽、電子設(shè)計競賽等，收效明顯。同時，基于專業(yè)特色，組織參加全國泵與泵站知識競賽、水處理系統(tǒng)與設(shè)備設(shè)計創(chuàng)新創(chuàng)意競賽、全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽、“深水杯”全國大學(xué)生給排水科技創(chuàng)新大賽等特色競賽，學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動參加覆蓋率達(dá)到100%。近四年獲得國家級、省級及校級大創(chuàng)項目立項近40項，獲得國家級競賽獎項9項，建設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程2門。

二、“水質(zhì)工程學(xué)”科技創(chuàng)新活動的設(shè)計理念

結(jié)合知識單元、知識點，融入創(chuàng)新教學(xué)方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提出創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新能力的訓(xùn)練目標(biāo)，構(gòu)建形式多樣的創(chuàng)新能力訓(xùn)練單元。同時，跟蹤與評估學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，并通過形成性評價保證學(xué)生達(dá)成創(chuàng)新能力要求。

創(chuàng)新能力訓(xùn)練的主要目標(biāo)可以總結(jié)為：（1）學(xué)生能夠掌握基本的分析工具和軟件，評價給排水科學(xué)與工程項目的設(shè)計方案，以及復(fù)雜工程問題的解決方案；（2）學(xué)生能夠基于水力學(xué)、水微生物學(xué)和水質(zhì)工程學(xué)概念對工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)，并能夠通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論，在創(chuàng)新能力方面得到有效的訓(xùn)練；（3）學(xué)生能夠?qū)W會團(tuán)隊協(xié)作，在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊中承擔(dān)個體、團(tuán)隊成員以及負(fù)責(zé)人的角色。

工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生具有解決復(fù)雜工程問題的能力，因此，教師應(yīng)將工程實踐融入教學(xué)，將行業(yè)發(fā)展和生產(chǎn)工程中的新成果引入課堂?！八|(zhì)工程學(xué)”課程為創(chuàng)新拓展體系課程，包含多種活動，是一門非常注重實踐性訓(xùn)練的課程。在教學(xué)方法上，采用教師指導(dǎo)、團(tuán)體協(xié)助的教學(xué)形式，根據(jù)不同活動指派不同專業(yè)教師進(jìn)校指導(dǎo)和輔導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生大膽創(chuàng)新，勇于探索，根據(jù)專業(yè)基礎(chǔ)知識進(jìn)行綜合學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。同時，要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生應(yīng)學(xué)會自主學(xué)習(xí)，掌握查找文獻(xiàn)資料的方法，善于思考，勇于探索，學(xué)會團(tuán)隊協(xié)作；教師應(yīng)充分利用互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)課程資源，打造立體化教材（案例），采用線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)法，提供音像資料，進(jìn)行虛擬仿真系統(tǒng)模擬操作等［5］。案例教學(xué)設(shè)計思路見表2。

三、“水質(zhì)工程學(xué)”科技創(chuàng)新活動的思政元素

“持續(xù)改善環(huán)境質(zhì)量”是《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》的主要內(nèi)容。因此，推動給排水科學(xué)與工程專業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)工作，將思想政治教育融入專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程中，實現(xiàn)專業(yè)教育與思想政治教育同向同行至關(guān)重要。依據(jù)一流課程建設(shè)的指導(dǎo)意見，每門課程教學(xué)大綱應(yīng)力求將課程思政理念貫穿教學(xué)全過程，將社會主義核心價值觀、生態(tài)文明建設(shè)、學(xué)科發(fā)展史等思政元素和專業(yè)課程教學(xué)元素相融合，實現(xiàn)價值引領(lǐng)［6］。課程思政建設(shè)要在所有高校、所有學(xué)科專業(yè)中全面推進(jìn)，根據(jù)全面提高人才培養(yǎng)能力這一核心點，圍繞政治認(rèn)同、家國情懷、文化素養(yǎng)、憲法法治意識、道德修養(yǎng)等，重點優(yōu)化課程思政內(nèi)容，提升教師開展課程思政建設(shè)的意識和能力，系統(tǒng)進(jìn)行中國特色社會主義和中國夢宣傳教育、社會主義核心價值觀教育、法治教育、勞動教育、心理健康教育、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育，堅定學(xué)生理想信念，切實提升立德樹人的成效［7］。專業(yè)實踐環(huán)節(jié)課程思政教學(xué)內(nèi)容主要由理想信念教育、社會主義核心價值觀教育、工程職業(yè)倫理教育和時事政策宣講構(gòu)成［8］。以水生態(tài)文明為融入點，以海綿城市、智慧水務(wù)、綜合管廊、綠色建筑等生態(tài)文明建設(shè)熱點案例為載體，孕育課程思政生長點。

在強(qiáng)化水系統(tǒng)問題整體解決思路、突出水的良性社會循環(huán)理念的同時，使學(xué)生真切感受生態(tài)文明建設(shè)對于提高新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量、促進(jìn)人水和諧發(fā)展的重要性和迫切性，為推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)奠定理論基礎(chǔ)［9］?？萍紕?chuàng)新項目課程思政案例如表3所示，將傳統(tǒng)經(jīng)典內(nèi)容的講授、大國工匠課程思政的精選、師生高交互性課堂的研討等與新媒體環(huán)境下新型教學(xué)模式相結(jié)合。

以給排水科學(xué)與工程專業(yè)為例，通過講清專業(yè)的社會作用、講夠?qū)I(yè)的發(fā)展成就、講明我國的水情特征和講透與先進(jìn)水平的差距等，把家國情懷有機(jī)融入專業(yè)教育，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)責(zé)任感、國家認(rèn)同感、擔(dān)當(dāng)使命感、奮斗緊迫感，使學(xué)生把愛國情、強(qiáng)國志、報國行自覺融入堅持和發(fā)展中國特色社會主義事業(yè)、建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國、實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的奮斗之中［10］。

四、“水質(zhì)工程學(xué)”科技創(chuàng)新活動的持續(xù)改進(jìn)

第一，創(chuàng)新教學(xué)方法。新技術(shù)、新手段，觀察和評價學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題，及時糾正或幫扶；采用定性和定量相結(jié)合的方法對畢業(yè)要求達(dá)成進(jìn)行評價。

第二，注重本科生的參與程度。強(qiáng)化課程學(xué)習(xí)過程的在線監(jiān)督，利用新媒體建立大數(shù)據(jù)評價體系，記錄學(xué)生在線活動“積分”，查看學(xué)生對線上平臺的使用情況。

第三，競賽題目與時俱進(jìn)，研教結(jié)合，激發(fā)學(xué)術(shù)志趣。如何在“水質(zhì)工程學(xué)”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程中設(shè)計“學(xué)術(shù)志趣”這一導(dǎo)向？一方面，要通過科學(xué)合理的方式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)思維和學(xué)習(xí)興趣；另一方面，要緊跟學(xué)術(shù)發(fā)展前沿，時刻關(guān)注行業(yè)發(fā)展動向，在提升業(yè)務(wù)素質(zhì)的同時，研教結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)術(shù)興趣，促進(jìn)專業(yè)知識的傳授與學(xué)習(xí)效果的提升。

第四，鼓勵學(xué)生深入城鄉(xiāng)鎮(zhèn)村、河海林原進(jìn)行水資源、水環(huán)境等專項實踐考察活動和咨詢；鼓勵學(xué)生參加水污染防治，以及能夠提升水生態(tài)承載能力、促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展等相關(guān)的班團(tuán)活動、科研訓(xùn)練、學(xué)科競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐等生態(tài)文明實踐教學(xué)活動。

結(jié)語

結(jié)合我國生態(tài)文明城市發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)與政策要求，有機(jī)銜接課程專業(yè)內(nèi)容，通過科技創(chuàng)新競賽體系為給排水科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)提供了良好的平臺，對促進(jìn)產(chǎn)教融合、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、推動企業(yè)科技創(chuàng)新具有重要的意義；融合粵港澳大灣區(qū)經(jīng)濟(jì)及產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，緊密接軌行業(yè)需求，凝練辦學(xué)思路，持續(xù)完善培養(yǎng)模式，構(gòu)建華南地區(qū)特色專業(yè)品牌；依托國家級工程實踐教育中心等平臺，打造“1+2+N”多層級育人體系，校地企多維融合驅(qū)動，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、工程素質(zhì)及協(xié)作能力；教研相長，雙向促進(jìn)，充分利用各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，科教深度融合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)全方位協(xié)同育人。

參考文獻(xiàn)

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Abstract： As the carrier of professional training， scientific and technological innovation teaching activities need to be closely combined with the professional evaluation and certification standard system. The mechanism aiming to encourage students to carry out science and technology innovation is an important part of engineering education certification. The science and technology innovation activities under the background of “water quality engineering” are the key way to improve the professional knowledge and skills of the students of water supply and drainage science and engineering based on the OBE （Outcome Based Education） concept. This paper discussed the design of science and technology innovation activities to stimulate students academic interests through case analysis， based on the concept of professional evaluation and certification， and combined with the innovation and entrepreneurship system of Guangdong University of Technology.

Key words： outcome based education concept; academic interests; Water Quality Engineering; science and technology innovation; water supply and drainage science and engineering