奥尔堡PBL 教学模式在“给排水管网”教学中的应用设计

房平 邵瑞华

[摘 要]该文通过将奥尔堡大学PBL模式和国内教学模式进行比较并结合国内实际教学情况，将PBL诸多优秀的理念和元素应用到国内给排水管网课程的教学设计当中。其中，在理论教学中引入实际工程问题，并引导学生以团队学习的形式分析问题、解决问题，提高学生自主学习的能力;在实践教学中引入实际工程模式，通过考核团队的形式培养学生的真实设计能力和团队合作精神。目的是提高本科生的实际动手能力、团队合作能力、分析和解决问题的能力，从而提高整体教学质量。

[关键词]奥尔堡PBL模式;给排水管网;教学设计;实践教学;团队合作

[基金项目]2018年度国家留学基金委地方合作项目“高等教育教学法出国研修项目”（留金法[2018]5028）;2019年度西安工程大学教改项目“基于PBL的新工科教学模式研究与实践”（19XGKY01）

[作者简介]房 平（1975—），男，吉林人，博士，西安工程大学城市规划与市政工程学院副教授，主要从事水处理数学模型与模拟研究;邵瑞华（1976—），女，山西平遥人，博士，西安工程大学环境与化学工程学院副教授，主要从事污泥处理资源化研究。

[中图分类号] G642[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）28-0175-02[收稿日期] 2019-12-11

如何提高工科院校学生的实际问题解决能力（即实践和动手能力）和团队合作能力是工科高校教学培养模式改革面临的重要课题。因此本文拟要解决的问题有二：一是如何提高学生的实践和动手能力，二是如何提高学生的团队合作能力。

排水管网课程是排水工程专业的核心课程。课程分为给排水管网讲授和课程设计两大部分。课程设计的教学目标是：了解并掌握排水管网的一般设计方法，训练设计与制图的基本技能，并具备初步的独立设计能力;理论初步联系实际，培养分析问题和解决问题的能力[1]。

一、给排水管网课程设计教学现状

在教学实践中发现课堂教学中的实践内容偏少，难以安排工程实例的介绍与分析;而学生要在2周内完成1个课程设计，时间大多不够用。目前进行管网设计时，采用的设计题目比较简单，要求也比较低，在大多数情况下，题目都是教师自拟的，而并非来自于实际项目，而且题目常年不变，因此这样的课程设计对学生实际设计能力的培养效果有限，2周的设计时间非常有限[2]。而为了使学生能够完成整个设计，设计任务要求往往设置得比较低，达不到真实项目的要求，难度和工作量都达不到社会的需求度。因此，目前的给排水管网课程与实际的社会需求之间存在较严重脱节，迫切需要提高学生的实际设计能力和团队合作能力来改善这一现状。

二、奥尔堡PBL教学模式

奥尔堡PBL模式是丹麦奥尔堡大学多年来探索的优秀教学模式[3]。PBL的主要特点是“以问题为导向，以项目为组织，以团队合作为手段，以跨学科为特色”。在这种学习模式下，学生通过解决实际问题和执行实际项目来完成知识的构建，培养解决实际问题的能力[4]。本文借鉴奥尔堡PBL模式，重新设计给水排水管网课程，将原课程的理论教学设计为反转课堂，将实践教学设计成项目形式，让学生以团队合作的形式完成课程设计，从而使学生具备较强的解决实际问题的能力。问题导向、项目管理、团队合作、跨学科、自主学习等是PBL的核心要素。所以，我们把理论课分为两部分：讲座和专题讨论。实践课程按模拟实际项目形式开展，这个项目是跨学科的。无论是理论课还是实践项目，学生都需要自主学习额外的知识。

（一）PBL教学模式的优势

1.PBL模式是以学生为中心的教学方式。在PBL模式中学生是问题的最终解决者，教师需要引导学生进行自主学习并培养学生独立解决问题的能力。

2.PBL模式是基于真实项目所引发的问题。这样就能确保学生在未来的工作和学习中，能有效地解决实际所遇问题。

3.PBL模式是以“问题”为导向的高水准学习。要求学生能把掌握的整体知识链广泛而灵活地应用到具体的实际项目中去[5]。

（二）在给排水管网课程中嵌入PBL元素的必要性

给排水管网课程偏重应用实践。国内的给排水管网课程偏重理论讲授，给排水管网课程工程院校的毕业新生普遍缺乏动手能力、处理实际问题的能力、团队合作能力、人际关系能力。公司经常需要花2～3年的时间培训这些新员工，因而希望高校能够提高学生的团队合作能力和解决实际问题的能力以快速适应工作。因此引入PBL教学法，让学生在讨论中学习是较好的选择，有助于解决实践课程与社会需求相脱节的问题。

三、PBL教学模式在排水管网课程设计教学中的应用

（一）给排水管网课程应用PBL模式的教学设计

给排水管网课程构建PBL教学模式，主要分为以下几步。（1）实际工程问题的引入与提出。给排水管网课程是一门实践性较强的课程，围绕实际项目引入工程实际问题。（2）引导学生掌握分析问题、解决问题的过程。从分组分工、收集资料、确定项目实施步骤到完成所设任务的全过程，教师要进行合理地引导，让学生思考、探究需要解决的问题，培养其自主解决问题的能力，指导学生如何组建团队，如何进行团队学习，把理论知识应用到工程实践当中。（3）教师对成果的评价和分析。教师要对每个小组的项目成果给予正确的评价。

（二）给排水项目课程实践的教学要求及教学设计

掌握和熟悉给排水管网的一般设计方法，掌握设计与制图的基本技能。并初步掌握独立设计能力，掌握课程讲授的内容。做到理论联系实际，培养分析問题和解决问题的能力。

1.内容要求：内容涵盖排水方案、排水体制的选择;排水管网定线;确定管段的设计流量;管道的水力计算;图纸绘制;编制设计说明书;编制可行性研究报告等。

2.需提交的材料：本设计包括项目申请书、可行性研究报告（含简要成本分析）、结题报告（含设计说明书）及图纸（2号）二张;要求对起始干管和主干管进行水力计算，雨水计算一条干管;初步设计总平面图一张（要求包括干管和主干管），主干管剖面图一张，要求按时完成项目、图面正确、整洁、字迹工整，符合建筑制图标准。

3.選题要求：学生每6～8人一组。题目可在管网设计主题下自行选取。各小组在组内自行分工，共同完成一份完整设计，模仿参照设计院真实团队工作模式展开项目课程实践，为期10周。

4.考核内容：平时成绩、实践报告和图纸、答辩等。最终成绩为等级制，导师每周与小组开一次组会。

四、结语

将奥尔堡PBL模式引入给排水管网的教学，需要注意以下几个问题。（1）教师角色的转变，由知识传播者向能力导引者转变。过去，我们采用的是以教师为中心的教学方法，教师是整个教学过程中的核心。在PBL模式中，学生是学习的主体和中心，学生进行自主学习、自我安排、自我监控、自我管理。（2）本次教学设计的问题导引应来源于实际项目，难易度应逐次展开。首次使用PBL模式时，需要注意将问题设置得简单一些。让学生熟悉PBL模式，学会团队合作、自我管理等。教师可以启发学生去自行发现问题然后围绕问题进行团队学习，并引导学生解决问题，引导其撰写项目报告、过程报告和陈述报告。（3）奥尔堡PBL模式是一个开放的教学模式。可根据目前师生比的实际情况，给每个组安排若干名导师。在进行成绩评估时，每位导师都要参加答辩。

参考文献

[1]刘宇红，白润英，宋虹苇.关于给水排水管道系统课程设计教学的探索与思考[J].内蒙古农业大学学报（社会科学版），2016， 18（04）：78-81.

[2]刘绍根.“给水排水管网系统”课程教学改革的探索和实践[J].赤峰学院学报（自然科学版），2012，28（06）：210-213.

[3]李会春，杜翔云.面向未来的课程设计：奥尔堡大学PBL课程模式与教育理念探析[J].重庆高教研究.2018，6（3）：117-127.

[4]杜翔云，钟秉林，Anette Kolmos.以问题为基础的学习理念及其启示[J].中国高等教育，2008，（2）：20-24.

[5]Bettina Dahl，Anette Kolmos.Students' Attitudes Towards Group-based Project Exams in Two Engineering Programmes[J].Int. J. Engng Ed.2015，3（2）：62-79.

Application Design of AAU PBL Teaching Model in the Course on Water Supply and Drainage System

FANG Pinga， SHAO Rui-huab

（a. School of Urban Planning and Municipal Engineering; b. School of Environmental and Chemical

Engineering， Xi'an Polytechnic University， Xi'an， Shaanxi 710048， China）

Abstract： By comparing AAU PBL model with domestic teaching models and combining with the actual situation of domestic teaching， many excellent ideas and elements of PBL are applied to the teaching design of the course on Water Supply and Drainage System. Actual project questions are introduced into the theoretical teaching， and students are guided to analyze and solve problems in the form of team learning， so as to improve their ability of activated learning. In the practice teaching， the practical project model is introduced to train the students' actual design ability and team cooperation ability through assessment team. The purpose is to improve the practical ability， teamwork ability， analysis and problem-solving ability of undergraduates， so as to improve the overall teaching quality.

Key words： AAU PBL model; Water Supply and Drainage System; teaching design; practice teaching; teamwork