基于OBE教育理念的“水泵及水泵站”课程改革

朱燕琴

(甘肃农业大学 水利水电工程学院，甘肃 兰州 730070)

0 前言

“水泵及水泵站”课程是农业水利工程专业的一门核心课程，主要讲授水泵及泵站工程的基本概念、基本理论和基本技能，结合实践教学环节，使学生获得一定的生产实际知识。通过课程的学习学生应具备规划设计和管理中小型灌溉(排水)泵站的能力。自2016年6月我国加入《华盛顿协议》成为正式成员以来[1]，国内各大高校先后加入工程教育专业认证的行列，积极探索和构建以培养目标为导向，以课程体系为支撑，以毕业要求为目标的达成度评价体系[2-3]。甘肃农业大学农业水利工程专业成立已有40余年，经过多年努力取得了长足的发展，2018年升级为一本专业，2019年获批为省级一流本科专业。根据新时期社会对应用型人才的需求以及对专业工程认证评估的要求，甘肃农业大学农水专业于2019年10月率先提出并通过国家工程认证申请，2020年10月递交了工程认证自评报告。“水泵及水泵站”被作为典型课程用于描述课程达成度的计算以及后续的达成度分析和持续性改进，获得专家的认可。工程教育认证的核心理念是OBE模式[4-6]，强调以学生为中心，以产出为导向，强调持续性改进的质量文化。在工程教育专业认证背景下，为了适应新时期新工科人才培养模式的发展需求，基于OBE理念，采用闭环的课程设计模式对“水泵及水泵站”课程的教学目标、课程教学方法及考核方式等提出改革方案，不断优化“水泵及水泵站”课程体系，可为其他院校和同类专业提供参考。

1 基于OBE理念的课堂新教学模式

OBE模式以满足社会需求的应用型人才培养为出发点进行反向课程设计，确定课程教学目标，构建完整的知识结构体系，制定合理的考评制度，形成有效的反馈机制，用于指导课程的持续性改进。现将这种反向思维模式用于“水泵及水泵站”课程建设。

1.1 教学目标

借鉴中国农业大学农业水利工程专业的办学模式，结合甘肃农业大学农业水利工程专业的现状及专业特色，经多方调研，综合考虑同行专家、用人单位以及毕业校友问卷调查结果，确定了甘肃农业大学农业水利工程专业课程体系，将“水泵及水泵站”课程的教学目标设定为旨在提高工程知识的应用能力，以解决泵站工程中的设计、管理、应用等实际问题。通过课程的学习学生应该掌握水泵及泵站工程的基本概念、基本理论、基本技能，形成完整的知识结构体系；能在泵站规划设计阶段确定泵站工程的规模并选定合适的参数；能够掌握一般的原理和计算方法，熟练应用到泵站规划设计的各个环节；能够进行不同方案的设计，在比选和优选后确定出最佳解决方案。通过该门课程的学习，为后续课程设计和毕业设计乃至毕业后从事相关工作奠定坚实的理论基础。

1.2 教学方法

“水泵及水泵站”是实践性很强的一门专业核心课程。依据最新的教学计划，课程学时压缩为理论学时36，实验学时4，课程内容主要为水泵和水泵站两大模块。水泵的部分主要讲授叶片泵的工作原理、结构构造和工作性能，其目的是为后续泵站工程中水泵机组选型配套建立知识库体系。传统的灌输性教学方法不利于激发学生的学习兴趣和热情。面对枯燥的机械设备和复杂的结构图，学生们的精神状态高度紧张，课堂氛围沉闷，不能取得良好的学习效果。水泵部分要求学生具备坚实的理论知识，提高学生认识问题、分析问题和解决问题的能力是核心目标，教师应该打破传统的教学方式，将理论教学和实践教学相结合，带领学生进入实验室进行模型演示性实验教学，让学生深刻感受不同型号水泵在运行时液体质点的流动轨迹，学生们热情满满地投入观察现象的过程，进而发现问题—提出问题—讨论问题—解决问题，变被动学习为主动学习，形成良好的学习氛围。通过水泵拆装试验等了解水泵结构进而形成水泵工作原理的构想，课堂讲授学时可适当减少，同时在讲课方式上尽量“生活化”。例如，离心泵的工作原理，我们可以用雨伞的旋转甩水或洗衣机的甩干原理这种浅显易懂的现象去解释。教师在教学过程中不再是知识的传输者，而是教学活动的组织者和引领人，在整个教学活动中让学生充分发挥主人翁的精神，学习效果事半功倍。

泵站部分涉及的内容多而零散，主要包括泵站的设计、管理和运行等。对于这部分内容，教师可以把泵站规划设计作为线索将整个泵站工程知识模块化，具体分为8大模块。在教学过程中，教师应以实际工程为背景，根据课程的进程适时带领学生到学校泵房或附近沿河一带的水源泵站进行参观学习。每一模块理论知识讲授结束后，教师要给学生们布置不同程度的小任务。课堂中大量加入小组讨论的环节，小组人数控制在6—8人。讨论结束后，由小组代表给出解决方案。基于任务和项目的学习方法使学生成为课堂的主人，有利于学生创新思维的培养。在8大模块中，水泵的选型和泵房的设计校核是泵站规划设计中的重要内容。以选型为例，教师可将选型的原则、方法和步骤提前录成视频上传到优慕课平台，让学生在线上完成学习任务，课堂时间重在解决问题，教师稍做讲解后下发任务单，题目应以实际案例为素材，资料翔实数据可靠，每位同学要求在规定时间内完成计算分析和方案比较，小组讨论发言后上交小组讨论结果并提交个人报告，教师给出评语和考核成绩。同时，在整个教学过程中充分发挥优慕课平台的优势，上传一些优秀的视频资料，可以是教师自己制作的也可以是网络资源，让学生了解一些泵站工程中先进的技术和理念，实现知识的顶峰教育，重点培养学生分析工程问题、解决工程问题的能力。

1.3 考评制度

“学习产出评估”是OBE理念中的重要环节，课程的考核评估引导和决定了预期的产出，应能够体现整个教学活动过程的有效性和合理性，是作为持续性改进的依据。传统的考核方式过于单一，没有将评估与教学目标相结合，简单的课程考核成绩评价缺乏信息的反馈机制。以产出为导向的课程评价机制应采用多样化评价方式，形成总结性评估。“水泵及水泵站”课程考核成绩由过程性考核成绩(50%)、期中成绩(10%)、实验成绩(10%)和期末考成绩(30%)组成。过程性考核成绩比例增大，具体与教学活动过程相结合，通过考勤、在线学习时长、课堂笔记、课程作业、课堂讨论、在线测试等多种评价方式体现。课程的综合评价=课程考核成绩(50%)+教师自评(20%)+学生评价(20%)+督导评价(10%)。例如，2016级农水两个班的水泵及水泵站课程达成度评价结果见表1，课程目标的评价阈值设定为0.7，当实际评价值高于0.7时，达成度满足要求，效果良好。从表1中可以看出，2016级农水1班在教学目标4上的达成值仅为69.2%，低于评价阈值(0.7)，预期目标未达成；在其余3个教学目标上，两个班均达成度良好，同时1班的评价结果普遍低于2班。

表1 2016农水班课程达成度评价结果 (%)

1.4 教学反思

依据评估的结果进行反向追踪，诊断教学活动过程和考核环节中存在的问题，做到有的放矢的持续性改进，是不断提高人才培养质量的重要途径。以2016农水班为例，2016农水1班在教学目标4上的评价值低于评价阈值，同时在其他3个教学目标的评价值也低于2班。追踪到过程性考核环节，该班同学的课堂讨论成绩和阶段性在线测试成绩的平均值较低，说明学生学习的主动性和参与度尚待提高，班级的整体学习氛围不够浓厚，知识的掌握略微欠缺，导致期末考试成绩偏低，同时存在个别同学拉低班级整体成绩的现象。在以后的教学过程中应加以改进，加入课堂提问的环节，并纳入综合成绩的考核评定。对于个别同学给予更多的关注，增强与学生的互动，做到因地制宜、因材施教。从教学过程来看，学生对泵站工程中方案的设计和比选优选掌握得不够好，可尝试在后续的教学过程中适当增加综合案例的讲解。例如，解读一些典型的泵站设计报告，让学生认识到泵站设计是一个综合性过程，要能够体现功能达成性要求。在教学组织方式上可将理论教学与课程设计环节相结合，融入项目的设计与开发，分模块完成理论教学任务和课程设计任务，在完成项目的过程中实现知识的整合，体现创新教育的先进理念。

2 结论

OBE教育模式的课程设置是一个循环的闭环结构[7]。其课程设置应以学生的产出为导向，基于教学目标评价学习效果。本文基于OBE理念，展开“水泵及水泵站”课程教学目标达成度评估，依据评价数据进行反向追踪，对教学活动过程和考核方式进行诊断，提出持续性改进的方案，不断优化课程体系，反馈出基于OBE理念的水泵及水泵站课程改革方案，使学生分析工程问题、解决工程问题的能力得到全面提升。