2019年,教育部开始实施一流本科课程“双万计划”,旨在培育和建设一批注重高阶性、创新性和挑战度(下称“两性一度”)的金课,助力提升高等教育教学质量,为创新型人才培养提供坚实支撑。华北电力大学在能源电力领域人才培养方面具有独特优势,承担着为电力行业输送水务运行管理高质量人才的重要任务。《热力发电厂水质工程》是应用化学专业一门重要的核心课程,在电厂水务管理人才知识体系与能力框架构建中起到重要的作用。党的十八大以来,在绿色发展新理念的指引下,国家提出能源安全新战略,开展了深入的能源体制机制改革,电力行业水务管理工作出现了一些新问题、新需求,原有的人才培养模式已不能满足当前现实人才需要。在此背景下上,对《热力发电厂水质工程》开展金课建设,进行深入的教育教学课程改革,对于增强学生的创新实践能力、社会适应性等具有深远意义。
1.课程概况
《热力发电厂水质工程》是与电厂生产实际紧密结合的一门专业课,主要讲述热力发电厂水的作用及意义、给水水质特征及水质指标、水质改善基本原理与方法、技术手段、水质运行主要工况及影响因素、新工艺及新技术等,对于培养学生的水质处理与监测能力具有重要意义。传统教学中存在理论与实践脱节、学生动手能力不足等问题,缺乏对学生实践能力和创新思维的培养,难以满足以绿色发展为主题的现代电力行业对高素质技术人才的需求。因此,基于金课建设的理念,对水质工程课程进行教学改革势在必行。
2.金课建设指导思想
金课建设“两性一度”的核心在于培养学生复杂问题解决能力和创新思维能力。针对《热力发电厂水质工程》,教学改革应围绕以下目标展开:一是强化基础理论知识的掌握;二是提升实践操作能力;三是培养解决实际问题的能力;四是激发学生的创新精神和探索欲望。
3.教学改革措施
3.1优化课程体系
结合热力发电厂的实际需求,对水质工程课程体系进行优化调整。一方面,保留并强化水质分析、水处理技术等核心知识点的教学;另一方面,增加与电厂水质处理相关的前沿技术和案例分析,如膜处理技术、高级氧化技术等,确保课程内容与市场需求接轨。具体包括:(1)改变传统的单一固定教材模式,综合教材、参考书、网络资料、多媒体素材等多种资源,对教学内容进行整合优化;(2)以“以产出为导向”和“两性一度”两种教学理念为指导[1-2],筛选和组织教学内容,确保教学内容与教学目标紧密相关;(3)把握电力行业最新动态,对教学内容进行实时更新;(4)增加教学内容的实践性和案例教学的比重;(5)跟踪学科发展动态,及时更新教学内容。
3.2创新教学方法
采用多种教学方法和手段,提高教学效果。具体包括:
(1)引入引导式、启发式、案例式相结合的教学方法。通过设计一系列问题、情境或案例,引导学生主动探索、思考和解决问题。这种方法能够激发学生的学习兴趣,培养他们的自主学习能力。将电厂运行中实际存在的工作案例或科研课题纳入到教学中来,能够切实提高学生的实践及创新能力。
(2)结合视频、动画资源,提高教学的感知性。随着多媒体技术的发展,视频、动画等教学资源在教学中的应用越来越广泛。这些资源具有直观、生动、形象的特点,能够帮助学生更好地理解抽象概念和复杂过程。例如,在讲解沉淀池设备时,通过展示实验视频和动画模拟,可以让学生直观地看到某种滤池的过滤及反洗过程,了解其具体的设备类型,从而提高教学效果。
(3)专家辅助教学。邀请科研骨干或企业资深运行专家参与教学过程,可以为学生带来最前沿的学术成果和实践经验。专家可以通过讲座、参与教学内容、制定考试题目、解答学生问题等多方式与学生进行互动,分享他们的研究成果和行业经验。这种教学方式不仅能够拓宽学生的视野,还能够增强学生对所学知识的理解和应用能力。同时,这也是一种产教研融合协同育人的有效实践,有助于培养学生的实践能力和职业素养。
(4)交互式学习方式。交互式学习方式强调师生之间的双向交流和互动,通过讨论、提问、反馈等方式促进学生的学习和思考。教师团队可以设计多样化的教学活动,如小组讨论、角色扮演、模拟实验等,以激发学生的学习兴趣和参与度。
(5)AI辅助教学。AI可以为学生提供个性化的学习建议和资源推荐,帮助他们制定适合自己的学习计划,还可以进行智能评估和反馈,及时了解学生的学习进展和困难,为教师提供有针对性的教学建议。AI助手在课前引导和课后复习中同样可以发挥重要作用,为学生提供预习材料和复习指导,增加学生的学习兴趣和学习效果。这种结合教师团队和AI助手的多种答疑手段,可以全面提升学生的学习体验和效果。
3.3建设教学资源库
(1)课程多媒体资源库建设。针对课程面临的学时短、课程内容多的问题,合理设置多媒体课程资源库,凝练精简的线下授课多媒体资源,梳理线下课程内容,实时跟踪电厂实用性最强的工艺及技术。为激发学生学习兴趣,增强学生对各种设备的实感性,可以将大量图片、动画和视频等素材融入到课程资源库中,降低学生的学习难度。同时,精选一些前沿技术作为扩展内容,以提升学生的实践及创新技能。
(2)课程案例库建设。案例教学法,作为一种根植于工程实际案例的教学模式,其核心在于通过巧妙引导学生积极参与课堂讨论,增强学生的实际问题解决能力[3]。课程案例库以线下课程内容为依据,根据电厂真实设计运行情况,精选不同水处理单元(如混凝、澄清、反渗透、电渗析、离子交换等)、不同处理目的(如锅炉补给水、凝结水、循环冷却水)、不同水源特点、不同电厂特征的多个专题案例。每个案例辅以设计思路和教师点评。
(3)课程试题库建设。试题库采用多级多元化建设方法设置。多级是指以“以学生为中心”为原则,针对学生不同学习情况和职业规划,定制课程试题、考研试题、电厂不同水处理岗位考试试题等多级库;多元是将试题与课程知识图谱、课程目标、难易程度进行精细划分。这种多级多元化的试题库建设框架,充分融合了产出导向的“全人教育”、“学用一体”和“学习中心”与金课的“两性一度”理念。
(4)重(难)点资源库建设。重难点资料库旨在为遇到学习困难的同学提供必要的辅助,同时也为那些学有余力、追求更高学习层次的同学搭建提升的平台,确保每位学生都能在适合自己的节奏下,获得最佳的学习体验和成果。重难点资源库汇聚了多元化的学习资源,包含针对重难点知识的视频详解、对重难点概念拓展的深入剖析,巧妙地与试题库中的相关内容建立了链接,以便学生能够通过实践练习加深对知识的理解。此外,资源库还特别提供了对前沿原理、技术及科研论文的深入解读,旨在全方位支持学生的学习需求。这样的资源配置,不仅助力了学生攻克学习难关,更为他们探索学科前沿、拓宽知识视野提供了坚实的基础。
(5)思政案例库。除了在线下授课多媒体资源中有机融入思政内容外,还建立了思政案例库。案例库中有对水质工程类时政热点的分析、历史人物事件素材、先进典型榜样人物案例、水质工程相关法治经济类教育等,涵盖了广泛的种类,旨在通过具体、生动的实例来加强学生的思想政治教育,培养其成为具有社会责任感、创新精神和国际视野的新时代人才。
3.4强化实践教学
加强实践教学环节,提升学生的动手能力和解决实际问题的能力,主要途径有:
(1)建立校企合作机制。与热力发电厂建立合作关系,为学生提供实习实训基地,让学生深入生产一线了解水质处理的实际流程和技术要求。
(2)开展课程设计项目。组织学生参与水质处理系统的设计项目,要求学生运用所学知识解决实际问题,培养学生的工程实践能力和创新能力。
3.5 完善教学评价体系
(1)评价主体改革
教师作为教学活动的直接组织者和实施者,其评价对学生具有重要影响。老师评价通常侧重于课程的思维角度,注重学生对知识点的理解和掌握程度。然而,这种评价方式也可能受到老师个人思维定势的影响,导致评价具有一定的局限性。因此,在保持老师评价的基础上,需要引入其他评价方式以丰富评价维度。教师评价、行业导师评价、学生互评相结合的多角度评价体系,具有显著的优越性和实践意义。行业导师通常具有丰富的实践经验和行业洞察力,他们的评价更倾向于实际事例,能够为学生提供更贴近职场需求的反馈。此外为补充单纯从老师或者行业导师角度评价互助互动性不佳,增加学生互评,互评可以通过相互借鉴学习查漏补缺,相互讨论交流互助成长。、学生互评不仅可以增强学生的参与感和责任感,还能够培养他们的批判性思维和沟通能力。在这种评价方式下,学生能够从同伴的视角审视自己的学习成果,获得更全面、更客观的反馈。
(2)评价方式改革
评价方式采取多形式、多时段的过程考核,配合期末考核。多形式考核意味着不再单一依赖传统的笔试或闭卷考试,而是结合课程特点和学生实际,采用多种考核方式。例如,可以引入口头报告、小组讨论、实践操作、案例项目作业、实验设计、文献分析综述等考核形式,以全面评估学生的知识掌握、技能运用、团队协作和创新能力。这种考核方式不仅能够改变学生期末突击的不良习惯,减轻期末考试压力,还能够端正学生的学习态度,激发学生的学习兴趣和积极性,促进他们的全面发展。
4.结束语
基于金课建设的视角对热力发电厂水质工程课程进行教学改革,是提升教学质量、培养高素质技术人才的有效途径。通过优化课程体系、创新教学方法、建设教学资源库、强化实践教学和完善考核评价体系等措施的实施,可以有效解决传统教学中存在的问题,培养出一批既具备扎实理论基础又具备较强实践能力的卓越工程师,为热力发电厂的安全运行和可持续发展提供有力的人才保障。
参考文献
[1]张纯,邓玉梅,李好. 工程教育认证背景下基于OBE理念的《水质工程学》课程教学改革[J]. 四川水泥, 2020(04):292+284.
[2]李绍秀,李冬梅,杜星,等. 基于OBE理念的水质工程学课程教改与教学大纲设计[J]. 教育教学论坛,2020 (42):119-121.
[3] 康建宏 . 面向“ 双一流” 学科的应用型特色流体力学案例库建设及 案例教学实践[J]. 教育教学论坛,2019(22):181-182.
作者简介:
宋晓芳(1980-),女,博士,讲师,主要从事应用化学及环境工程的教学和科研工作