地方工科高校教师泵压作用的思考与实践

张军，白少元，张华

[摘 要] 在我国一流课程建设过程中，地方工科高校出现了学生因课程知识点碎片化加剧和知识梳理能力不足造成的学习困境。发挥教师的泵压作用，打破课程间的壁垒，实现知识单元的动态传递，是解决上述问题的有效方法。基于泵压作用的理念，桂林理工大学环境专业选择“水污染控制工程”课程群制定“二研、三备、四分享”的实施方案，并开展相应的教学改革实践，取得了良好的效果。建议未来进一步增加企业教师和学生参与程度，扩大课程实施范围，以提升教师泵压作用的实施效果。

[关键词] 地方高校;一流课程建设;泵压作用;学习困境

[基金项目] 2021年度广西研究生教育创新计划项目“基于研讨式教学的‘现代环境生物技术’课程建设研究与实践”（JGY2021106）;2020年度广西研究生教育创新计划项目“‘水处理工程设计与实践’课程案例库建设与研讨案例式教学研究”（JGY2020093）;2018年度广西高等教育本科教学改革工程项目“地方高校给排水科学与工程专业拔尖创新人才选拔与评价机制构建与实践”（2018JGB199）

[作者简介] 张 军（1983—），男，湖北荆州人，博士，桂林理工大学环境科学与工程学院副教授，主要从事固体废弃物资源化利用研究;白少元（1981—），女，天津武清人，博士，桂林理工大学环境科学与工程学院教授，主要从事水污染控制研究;张 华（1974—），男，甘肃酒泉人，博士，桂林理工大学环境科学与工程学院教授，主要从事水污染控制研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）46-0097-04   [收稿日期] 2021-05-07

一、引言

随着我国经济和社会的快速发展，我国的高等教育规模也迅速扩大。根据教育部统计，2019年我国在校大学生人数约为4000万，高等教育毛入学率超过50%。巨大的高等教育规模为中国特色社会主义事业的进一步发展提供了良好的人才保障。但是，仅仅依靠规模优势，尚不足以保证我国在未来的科技和产业竞争中胜出。为应对第四次工业革命，我国的高等教育必须尽快完成从大向强的转变，为社会提供更多、更高水平的创新型人才。由于本科教育在高等教育人才培养体系中处于核心地位，一流本科的建设就成为高等教育强国建设的基础[1]。为此，从2019年起教育部开始实施“双万计划”，通过加深一流本科专业和一流课程为培养创新性本科人才提供支撑。其中，一流本科课程的内涵建设是“双万计划”的重点[2]。作为教学体系的基本单元和基本依据，高质量的本科课程在发展学生的创新思维、培养各项专业能力和树立社会主义核心价值观等方面起到关键作用[3]。

与部属高校相比，地方高校特别是地方工科高校的一流课程建设具有更强的紧迫性。地方高校是我国工科教育的主体，也是一流本科专业建设的重要组成部分，承担了提高我国工科人才整体创新性素质提升的重要功能。但是，与部属高校相比，地方高校在经费投入强度、教师团队水平和生源素质等方面都明显不足，使其人才培养质量在创新性能力方面也与前者存在较大差距。因此，迫切需要通过建设好一流课程，提升地方工科高校人才培养质量，补齐上述短板，为我国工科人才的整体创新性能力提升提供支撑。

尽管一流课程建设具有重要性和紧迫性，但地方工科高校学生在一流课程建设中普遍面临着学习困境。

二、地方工科高校學生在一流课程建设中的学习困境

一流课程建设的目标和理念对学生的学习强度和学习能力提出了更高的要求。一流课程建设的核心在于“两性一度”的达成和“以学生为核心”理念的实施。“两性一度”即高阶性、创新性与挑战度，是一流课程建设的首要目标[4]。所谓高阶性，即通过课程增加广度和深度，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维;创新性则要求教师采用新的教学方法讲授前沿的教学内容;挑战度则要求教师在课程设计中增加更高难度内容和考核评价方式，使学生在学习中充满征服挑战的成就感。为达到“两性一度”的要求，需要教师对课程内容、教学方式、互动形式等进行重构。而学生也必须提高课程投入程度和学习强度，才能达到上述教学目标。“以学生为中心”既是教育部对新时代高等教育理念的要求，也是工程教育认证对我国工科教育提出的实际要求。在以往的“以教师为中心”的教学理念中，教学实践活动以教师为主导，采用“满堂灌”的教学方式，学生在教学过程中只能被动接受知识的传递，其学习的主动性、创造性和成效都大打折扣。如今，众多高校和教师意识到这种教学理念的缺陷，开始有意识地转变成“以学生为中心”的教学理念，逐渐使用启发式的教学模式，提高学生主动学习在教学活动中的比重。而“以学生为中心”的教学活动中，需要学生在知识学习上具有良好的连贯性和更多的课外时间投入[5]。

一流课程建设提高了学生学习活动的标准和要求，在目前地方工科高校课程知识点碎片化教学体系下，就造成了学生的学习困境。由于工科人才培养目的是分析和解决复杂工程问题，为了从多角度分析和解决这些复杂工程问题，必须将其知识点碎片化，然后再对具有相似理论和实践方法体系的知识进行重构，形成多门独立的课程。因此，工科教学体系具有课程知识点碎片化的特征。以环境工程专业中的水环境质量调查和评价的知识为例，所涉及的水样采样布点、样品采集和运输方法主要在环境监测课程中学习;水样分析的原理、方法和数据处理在环境分析实验课程中学习;所得水样数据的环境影响评价则在环境影响评价课程中学习。如果学生不能主动将碎片化的知识体系进行梳理和拼接，就难以在学习过程中形成相对完整、逻辑性强的知识图谱[6]。对于部属高校的学生而言，其培养环节中有较多的研究性实践环节，且学生本身具有较强的思考和主动学习能力，更能适应一流课程建设的高要求和以学生为中心的教学模式。地方工科高校的人才培养通常定位为高端应用型本科人才或者应用型本科人才，其培养环节实习实践活动的比重更大，理论知识课程课时相对较低，课时的压缩也导致了教学体系中课程知识点碎片化的现象更为严重。然而，地方工科高校学生在知识梳理和拼接能力方面与部属高校的学生相比存在不足。因此，课程知识点碎片化加剧和知识梳理能力不足共同作用，造成地方工科高校学生在一流课程建设过程中出现了普遍的学习困境。

如何发挥教师的教学引导作用，使学生走出课程知识点碎片化造成的学习困境，就成为地方工科高校在一流课程建设过程中需要解决的关键问题之一。

三、发挥教师泵压作用纾解学生学习困境

（一）教师泵压作用的理念和实现路径

发挥教师的泵压作用，打破课程间的壁垒，实现知识单元的动态传递，是学生走出课程知识点碎片化造成的学习困境的有效方法。难以对碎片化的课程知识点进行有效梳理和拼接形成有效的知识图谱，是地方高校工科学生在一流课程建设中产生学习困境的主要原因。对此，就需要充分发挥教师在教学活动中的主动性和创造性，通过泵压作用帮助学生逐步培养高效梳理和拼接碎片化知识点、构建自身专业知识图谱的能力和思维习惯。所谓泵压作用，指的是教师组合作打破课程间的壁垒，将课程群内相互关联的知识点强力推送给学生，使其在学生的课程群学习过程中不断传递、延伸，帮助学生逐步完成碎片化知识点的梳理和拼接。

泵压作用的实现可按照三步法进行，分别为集体教研、团队备课、协同实施。第一步是课程群内教师组开展集体教研活动，围绕专业面对的复杂工程问题梳理课程群的知识点，通过反复梳理知识点之间的逻辑关系，使原先碎片化的课程知识点重新产生逻辑联系形成知识图谱，构成本课程群的知识脉络，并凝练出课程间的主要知识节点及传递方式;第二步是单门课程的教师团队讨论碰撞，通过团队备课，在本课程范围内识别出课程群知识脉络的次要知识节点和具体教学方式;第三步是在教学活动中，教师按照前两步梳理出的知识节点、传递方式和教学方式进行课堂教学实践，结合“发散性与收敛性思维训练法”对学生进行碎片化知识体系梳理和拼接的思维训练[7]。在实践过程中，根据实施效果，教师在课程组内进行课程资源、教学方法和效果评价等方面的深度共享和交流，强化泵压作用的实施效果。理论上，通过发挥教师的泵压作用，可以有效纾解地方工科高校学生在一流课程建设过程中的学习困境。

（二）教师泵压作用理念的实施

为验证教师“泵压作用”理念在实际教学活动中的效果，笔者所在课程组在桂林理工大学环境专业“水污染控制工程”课程群开展了教学实践。桂林理工大学为广西省属高校，该校的环境专业已经入选了国家级一流本科建设专业，其中“水污染控制工程”为国家级一流本科建设课程。因此，选择在该课程群开展教师“泵压作用”理念的教学实践在工科地方高校中具有典型性和代表性。“水污染控制工程”课程群涉及“环境工程导论”“环境工程认识实习”“环境监测”“环境微生物学”“环境工程CAD”“水污染控制工程”“水污染控制工程课程设计”等七门课程。其中，前六门课程主要的知识点在于水污染控制工程基本原理、设备和图纸绘制方法，最后一门课的知识点在于水污染控制工程设计规范的理解和应用。在传统的教学方法中，由于缺乏教师的泵压作用，学生往往不能将前六门的内容融会贯通，没有建立起水污染控制工程设计所需的知识图谱。因此，在进行“水污染控制工程”课程设计的学习时，仅仅是孤立地按照所提供的案例进行模仿式地计算、绘图，缺乏对工程设计规范的深度理解和应用，不能熟练应用基本原理、绘图技巧和规范要求开展设计，所形成的设计计算说明书经常出现错误、疏漏，设计图纸的规范性也不甚理想。

为此，基于泵压作用的理念和实现路径，我们在教师教学活动层面制定了“二研、三备、四分享”的实施方案，并开展相应的教学改革实践。“二研、三备、四分享”的实施方案，即：研讀人才培养方案、研读教学大纲;备知识穿插点、备重点教学案例、备案例中知识点的讲授侧重点;分享教学思想、分享授课资源、分享评价标准、分享反馈机制。具体实践过程如下：（1）在原有课程群集体备课基础上，开展了多次课程群内的教研会议，围绕水污染控制工程设计的复杂工程问题，按照“理论—实践—设计”为知识主体脉络，研读人才培养方案和教学大纲，重新对水污染控制工程课程群内上下游知识点进行梳理，将原有零散的知识点构建成网络状的知识图谱，并确定各课程间需传递的主要知识节点，如“环境工程CAD”“水污染控制工程”课程设计之间的主要知识节点为水处理工程构筑物的图纸要素、三视图画法和字体、标注等规范;（2）在课程组教师团队内部，开展团队备课，将细分的主要、次要知识节点变成可实施的教学案例，并厘清讲授的侧重点，如我校“环境工程CAD”课程选用的关键教学案例之一为氧化沟工艺构筑物平剖面图，既能体现知识节点的内容，又能与后续“水污染控制工程”的课程设计题目相衔接;（3）围绕知识节点和关键教学案例，开展各课程课堂教学实践活动，并采用“五省吾思”等方法对学生进行碎片化知识点梳理和知识图谱构建方面的思维训练;（4）在上述三个环节的实施过程中，通过教学沙龙、集体听课、专题讲座等多种形式，在课程群的教师组内进行教学思想、授课资源、评价标准和反馈机制的深度分享和交流，并形成正向反馈机制。经过两轮教学实践，学生普遍反映对知识点的掌握有较大程度的提高，能在知识节点学习的基础上初步形成水污染控制工程设计的知识图谱，并独立开展水污染控制工程课程设计，学生的设计计算说明书的准确性和图纸成果规范程度得到了很大提升，部分学生的成果已经接近毕业设计的图纸深度和规范要求。

四、结语

通过“二研、三备、四分享”的方案对教师的泵压作用理念进行教学实践，可显著纾解一流课程建设过程中地方工科高校学生出现的学习困境，对于我国地方高校一流课程和一流专业的建设提供了良好的支撑作用。但是，在实施过程中，发现还存在三个方面的问题，需要进一步解决和完善。一是，仅依靠教师开展泵压作用的实施仍存在局限，比如知识节点的识别和典型案例的制作可能与工程实践存在一定的偏差。因此有必要在实施过程中引入企业教师，使其更符合复杂工程问题的实际情况。二是，学生仅在教学活动环节参与，对泵压作用的认识存在不足，削弱了实施效果，有必要在教师教研或者备课的环节适度让学生参与，提高其积极性和学习效果。三是，仅依靠一个课程群的泵压作用实施，对学生的训练仍不够充分，有必要在专业范围内开展推广，进一步提升实施效果。因此，笔者建议，在未来的教学研究和实践过程中，应继续思考如何扩大企业教师、学生参与程度和课程实施范围，使教师泵压作用更好地支撑地方工科高校一流课程建设。

參考文献

[1]张学洪，曾鸿鹄，林华.地方高校给排水科学与工程一流本科专业与课程建设的思考与实践[J].给水排水，2020，56（9）：156-160.

[2]母小勇.一流本科教育：培养目标与实现路径[J].中国高教研究，2020（7）：33-39.

[3]张红伟，蒋明霞，兰利琼.一流课程建设的要义：思想性与学术性[J].中国大学教学，2020（12）：36-41.

[4]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学，2018（12）：4-9.

[5]周敏，王莉芳.“新工科”背景下融合MOOC和翻转课堂的教学模式探索与实践——以西北工业大学《计算机编码与密码学》课程为例[J].高教学刊，2021（1）：1-6.

[6]涂建华，肖珺怡，姜广峰.构建微积分知识图谱 助推一流课程建设[J].中国大学教学，2020（11）：33-37.

[7]谭娟.基于一流本科课程建设的大学生创造性思维培养策略研究[J].陕西教育（高教），2020（12）：55-56.

Reflection and Practice on Pumping Function of Teachers in Local Engineering Colleges

ZHANG Jun， BAI Shao-yuan， ZHANG Hua

（College of Environmental Science and Engineering， Guilin University of Technology， Guilin， Guangxi 541006， China）

Abstract： In the process of building first-class courses in our country， students in local engineering colleges and universities face the learning difficulties caused by the intensification of the fragmentation of course knowledge points and the lack of knowledge combing ability. The effective method to solve the above problems is to give full play to the pumping function of teachers and break down the barriers among the courses， so as to realize the dynamic transmission among knowledge units. Based on the idea of pumping function， the environmental major of Guilin University of Technology chose the course group of “water pollution control engineering” to make the implementation plan of “two research， three preparation and four sharing”， carried out the corresponding teaching reform， and achieved some good results. It is suggested to further encourage the participation of enterprise teachers and students and expand the scope of course implementation in the future， so as to improve the implementation effect of teachers’ pumping function.

Key words： local colleges and universities; first-class course construction; pumping function; learning difficulties