工程教育专业认证背景下 “管道工程” 课程的教学改革

谭维 房琦 吴晓燕

摘  要：持续深入的教学改革可有力促进课程的全面发展。在以学生为中心，培养工程能力理念的指导下，“管道工程”课程开展了渐进式的教学改革。文章以南华大学环境工程专业2015—2019级学生情况与课程质量保障体系为基础，全面分析该门课程支撑毕业要求时课程目标的形成过程;深入解析课程教学过程、考核方法与结果，以及相应的持续改进等教学改革，突出教学改革所获得的特色成果。研究发现，通过持续的课程改革与教学，学生工程能力培养得到了有效的保障。

关键词：专业认证;环境工程;管道工程

中图分类号：G4    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2022）14-0128-05

自2006年以来，工程教育专业认证极大推动了我国本科工程类专业的教育教学工作[1-2]。工程教育基本理念以学生为中心，关注学生的学习产出，进而发展学生的学习结果[3]。在该理念的指导下，希望参与认证、正在认证或者通过认证的高校、学院、专业、教师和学生等在各个方面均有明显改善，主要表现在教学的运行机制、质量保障或实施方案等方面[4-7]。

环境科学与工程类专业的专业认证，认证程序同其他专业相同。环境科学与工程类专业的专业认证标准，在通用标准的基础上，有相应的补充标准[8-10]。补充标准凸显该类专业的特色，如最新的补充标准中，加强了对课程体系、实践教学和教师工程实践等方面的要求。该类专业认证过程中的大多数程序由中国工程教育专业认证协会下设的环境类专业认证委员会来完成。截至2019年，全国共计68所高校的环境科学与工程类专业通过一次或多次的专业认证。

专业认证过程的众多要素中，课程体系建设是非常重要的环节，起到承上启下的作用[11-12]。大部分环境工程专业课程体系中设置了“管道工程”这一基础课程，该课程又被称为排水管道工程或者排水管网工程，通常设置为必选课。有些高校该门课程还配有管道工程课程设计课程。该门课程包含的知识体系为管道自身、管道衔接和管道同周边物关系所需的基础知识和设计内容等。课程内容的讲授过程有从管道相关基础知识、系统设计，再到附属构筑物的模式。也有相反的讲授顺序。通过该门课的学习，能有效提升学生工程能力，课程对后期从事环境类的工作有重要的影响。

在专业认证的背景下，部分高校对该课程进行了认真的教学改革研究，报道显示，研究基本是任课教师对专业认证背景下的一种教学改革设计[13-14]，鲜有对改革后的授课过程和评价结果等进行总结报道，并开展相应的持续改进。为体现专业认证对课程的影响，本研究重点对比专业认证要求下和持续改进所获得的课程情况，

本研究通过深入分析，以期探索出更好的教学过程、考核手段和考核结果，特别是利用该门课的理论去保障学生有效开展课程设计工作。

一、授课对象与课程质量保障

（一）授课对象

近五年，南华大学环境工程专业的学生人数不断增加（图1），从2015级的54人到2019级的148人，增长率高达174%。班级个数从2个班增长至6个班。五年的课程教学过程中，2019版培养方案进行了课程体系调整，2019版培养方案中该课程从2017版培养方案中的第五学期被调至第四学期。与该门课程相关的其他专业基础课程大多数也在第四学期同步开展。此外，南华大学环境工程专业认证的主要准备时间为2017—2018年，2019年申请并得以受理。专业教师对专业认证的理念执行于对2016级的授课，对于2015级则属于理念上的补充考核。

（二）课程质量保障

在专业认证的背景下，环境工程专业形成了较完整的毕业要求达成评价机制，评价机制包含课程质量评价机制，具体流程如图2所示。从图2中可知，在课程体系支撑毕业要求达成的基础上，制定设计指标点。然后，各课程的责任教师或教学团队形成课程目标、教学大纲及考核方式等。三者形成后，系室对各内容的合理性进行审核，若合理性审核不通过则继续修改相关内容，合理性审核通过后方可开展下一项内容。依据合理的教学大纲，开展教学与考核过程，逐步收集教学考核的相关资料，为课程质量的评价做准备。课程结束后开展课程质量评价，评价前系里组织审核用于课程质量评价的资料是否合理，若合理则开展课程质量评价，在形成课程质量报告的基础上，提出课程可持续改进的方案等。毕业要求的达成度评价结果也会作用于课程支撑指标点的持续改进过程。总体而言，课程质量保障机制可有效保障课程的质量及其持续改进。

二、课程目标与考核方法

（一）课程目标

依据课程质量保障机制，“管道工程”课程所需支撑的毕业要求为毕业要求1工程知识的分指标点，即1.3（表1）。设置的权重为0.2。针对1.3分指标点所需要的相关内容，确定课程目标。课程目标的形成思路为运用各类同管道相关的基础知识和相关设计要求形成在设计过程中所需方案的内容。考核相关的基础知识，并重点考核设计过程中所需的计算基礎和方案等。

（二）课程考核方法

图3为“管道工程”课程近五年已开展及下学年将要开展的考核手段与各手段所占的比例情况。利用课程的网络平台快速统计学生的出勤情况，考勤虽不能考核学生的工程能力，但可辅助获取学生对课程的兴趣度。课堂考核主要以课程回顾环节为主，通过问题设计和提问，考核学生对工程知识的掌握与运用能力。网课是要求学生进行知识点的预习与复习，在达到设置的次数后，即可完成要求。讨论环节设计主要针对专题问题的讨论，激发学生对实际工程应用知识的查找、总结与运用。作业1主要为书本中的课后作业，大约4—5次;作业2的形式较多，有专题汇报、视频制作和学习报告等。期末考试主要从试题库选择各种类型的考题进行考试。从表中可知，在专业认证背景下，管道工程课程考核方法逐渐增多，能力考核比例也逐渐增加。特别是2019级（上课学期为2021年春季学期）授课过程中，线上网络资源辅助教学时增加了学生需要完成的能力考核。此外，改变了2020级学生的考核方式，考勤不再计入总分，增加了线上资源内容的讨论环节，设计讨论主题，围绕相关主题在网络教学平台开展全面的讨论，并进行总结。此外，作业1将为“管道工程”课程设计课程准备更多的内容。FB9A108D-3254-4666-B1FC-61A8138815C1

三、课程评价与可持续改进

（一）课程评价

教学结束后，对“管道工程”课程的课程目标达成度进行计算与评价。近五年的课程目标和学生个体达成度计算结果如图4所示，图4（a）为近五年课程目标达成值的总体情况，图4（b）—图4（f）分别为2015级—2019级环境工程学生个体表现。从图4（a）可知，近五年的课程目标达成度值均大于0.6（课程目标达成期望值），表明课程目标均已达成。对于学生个体而言，2015—2018三个年级不达标人数基本保持为3名学生。2019级环境工程专业的学生中，有17名学生（占比11.6%）未达到期望值0.6。若对各课程目标达成度值进行比较，在专业认证的背景下，能力考核方法更加灵活、实用与全面，使课程目标达成更趋于合理化，学生完成相应的能力考核，需开展更多能力学习内容方能达到课程目标，即学生需主动学习更多与“管道工程”课程相关的专业知识来形成其能力。对于2019级环境工程专业学生而言，课程提前至第四学期，“管道工程”课程所需的基础课程在该学期平行开课，平行开课的模式对学生个体达成有一定影响。学生人数增加和考核指标增加等一系列原因也可能影响学生个体能力的达成。

为进一步了解各考核方式在课程目标达成过程中的具体情况，对近5年的各考核手段达成情况进行整理，结果如表2所示。

从表2中可知，课堂表现引入考核后，由于考核过程的有限性，当基础分减少时，可能造成未达成的现象，故课堂考核的过程还需进一步优化。课程建立网络学习资源后，每个章节均设置了考核任务点，点击学习即可完成任务点，相对而言比较简单，学生可全部完成，可考虑提升任务点的难度。近两届学生的作业1的完成质量有所降低，估计与网络提交有关;对于作业2，即专题类作业，学生完成的兴趣较大，该方式可考虑用于其他课程目标的完成;期末考试的达成情况同作业1的质量情况有很大的相关性，需进一步提升。

（二）持续改进

课程目标达成评价完成后，“管道工程”课程针对教学过程和考核方式等需形成相应的持续改进措施。如教学过程中开展更多的课堂互动环节，增加网络资源的辅助教学，补充同“管道工程”相关的课外知识和增设案例等。对于个体目标未达成的原因，通过对各考核方法和内容的分析发现，该类学生的卷面成绩过低，而失分的主因均是雨水管道设计计算未完成造成。教师需调整卷面的题型设置比例，对雨水管道设计计算等知识点的讲授更加详细以及细化考核指标等，以期进一步提高个体能力的达成。增加课程知识的讨论环节，有助于巩固知识点和知识的合理运用。还需进一步加强“管道工程”课程与“管道工程”课程设计课程的相关性讲授，为后者的开展奠定更加扎实的基础，这也有助于培养学生相应的设计思维和设计能力。

四、课程特色

为适应经济发展和环境保护的要求，在基础知识讲授完成的情况下，课程还开展了特色知识的设计与学习。特色知识点通过案例方式进行教学，如排水工程中当前面临的任务、排水管道泄漏诊断、排水管道设计预装配、城市污水处理厂的管道设计、海绵城市的设计与城市内涝治理等案例。通过课程特色知识点的讲解与分析，满足当代排水工程管网的需求，进一步提升学生适应现代发展的工程能力，也是工程认证理念的拓展。由此，综合形成具有南华大学专业特色的管道工程课程知识点。

五、结语

南华大学环境工程专业的专业认证有效促进了管道工程课程教学质量的提升，使教学改革的思路与目标更加清晰。通过持续改进，使教学内容和教学考核形式等更加丰富。

教学改革推进了教学发展，也提升了教师的工程教学理念，有效培养了学生的工程能力。从课程体系而言，目前该课程能支撑的毕业要求偏少，建议再增加1—2个毕业要求分指标点，进一步促进了该门课程的教学改革。通过更加深入的教学改革，促进了学生工程能力的形成和提升。

参考文献：

[1] 郑宾国，牛俊玲，梁丽珍，等. 工程教育业认证背景下地方高校环境工程专业实践教学改革[J]. 教书育人（高教论坛），2019（18）：96-97.

[2] 邹小明，周群燕，肖小雨，等. 专业认证背景下井冈山大学环境工程专业建设探究[J]. 广东化工，2018，45（01）：205-206.

[3] 陆文龙，魏岩莉，王鑫垚，等. 卓越工程师教育背景下环境工程专业人才培养模式探索[J]. 吉林化工学院学报，2019，36（04）：25-28.

[4] 江芳，刘晓东，李健生，等. 工程教育认证背景下国际化人才培养模式的探索与实践——以南京理工大学环境工程专业为例[J]. 教育教学论坛，2018（29）：138-140.

[5] 邓淼磊. 基于工程教育专业认证的高校教学质量保障体系构建研究——评《我国地方本科院校教学质量保障体系研究》[J].教育理论与实践，2020，40（02）：2.

[6] 蒋敏兰，张长江，沈建国，等. 基于工程教育认证的电子信息工程专业人才培养体系研究[J]. 大学教育，2020（08）：23-26.

[7] 宋秋红，高丽，田中旭. 工程教育专业认证对高校教学质量保障体系影响的若干问题[J]. 中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2021（07）：140-142.

[8] 程翔，孙德智，王毅力，等. 基于工程教育认证标准的环境工程专业课程教学体系的构建——以北京林业大学为例[J]. 中国林业教育，2017，35（01）：35-38.

[9] 修光利，郭宇杰，侯丽敏. 工程教育专业认证中非技术能力达成的教学研究——以环境工程专业为例[J]. 高等工程教育研究，2020（03）：74-79.

[10] 杨统一，刘延鹏，陈芳艳，等. 专业认证背景下高校环境工程培养方案的特色化构建——以江苏科技大学为例[J]. 高师理科学刊，2018，38（10）：84-88+91.

[11] 程志辉，包红旭，姜磊，等. 基于OBE理念的“環境工程原理”课程体系的构建[J]. 科技风，2020（19）：45+48.

[12] 姚敏. 工程教育认证下环境工程专业的课程体系优化[J]. 教育现代化，2020，7（10）：86-87+104.

[13] 王育来. 环境工程专业排水管网工程课程教学改革与实践[J]. 安徽工业大学学报（社会科学版），2018，35（03）：66-67.

[14] 王育来，汪宁欣. 工程教育背景下环境工程专业《排水管网工程》教学改革[J]. 广东化工，2018，45（12）：258-259.

基金项目：2020年湖南省教育厅教改项目“以社会需求为导向的工程类专业学位研究生培养方案的持续改进”（项目编号：2020JGZD049）;2018年南华大学教改课题“专业认证背景下环境工程专业《管道工程》教学改革研究”（课题编号：2018XJG-YB140）;2021年湖南省研究生科研创新项目“以职业能力为导向的专业学位研究生培养机制创新研究”（项目编号：CX20210951）。

作者简介：谭维（1987—），女，硕士，南华大学研究生院，研究方向为管理学、教育学;房琦（1985—），女，博士，南华大学资源环境与安全工程学院环境科学与工程系副主任，副教授，研究方向为高等教育;吴晓燕（1986—），男，博士，南华大学资源环境与安全工程学院环境科学与工程系副主任，副教授，研究方向为高等教育。FB9A108D-3254-4666-B1FC-61A8138815C1