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【关键词】工程教育 理论教学 实践教学 独立学院
【中图分类号】TU991 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)06-0246-02
传统的给水排水工程专业教育培养体系均以给水工程、排水工程为核心。围绕此核心,分别设置《给水管网》、《取水工程》、《城市给水处理》、《工业给水处理》、《排水管网》、《城市污水处理》、《工业废水处理》等主干课程。
为强调水处理理论的整体性和实用性,给水排水工程专业指导委员会建议各高校对原给水工程和排水工程课程体系进行改革,建议开设《水质工程学》课程。[1]《水质工程学》将传统教学中的《城市给水处理》、《工业给水处理》、《城市污水处理》、《工业废水处理》课程内容进行整合优化,突出水质工程学技术发展并精简了学时。目前,许多一、二类高等院校已采用《水质工程学》教材。
华中科技大学武昌分校作为年轻的独立学院,明确“培养应用型人才”的办学定位,确定“夯实理论基础、强化实践环节、突出专业特色”的办学方针。我校给水排水工程专业紧扣教学定位,结合生源的综合能力和素质,因材施教,决定以培养学生掌握基础理论知识、掌握基本专业技能为教学目的,向设计院、给(污)水处理厂、安装设备公司及施工单位输送应用型人才。因此,仍然延用传统的教学培养体系,按照子工程的分类、工艺流程中各处理单元的先后顺序安排教学内容,而《城市给水处理》就是给水排水工程专业教学培养体系中一门不可或缺的重要课程。
1.课程发展主要历史沿革
自2003年我校给水排水工程专业建立以来,《城市给水处理》是该专业必修的主要专业课程之一。《城市给水处理》课程的主要任务是通过课堂、实践教学环节,运用各种教学手段和方法,使学生掌握城市给水处理各组成单元的基本概念、基本原理、基本设计计算方法。
我校给水排水专业从03级开始开设《城市给水处理》课程,总学时为56学时,其中理论课48学时、实验课8学时。为符合我校培养应用型人才的办学宗旨,09级开始该门课程总学时调整48学时(其中理论课40学时、实验课8学时),另外增加1.5周课程设计、1周认识实习及4周生产实习予以补充实践教学。
2.教学内容组织的方式及目的
2.1课堂教学内容
根据我校重点培养应用型人才的要求,在教学指导思想上,充分认识到《城市给水处理》工程应用性强的特点,因此,非常重视工程能力的培养,工程教育贯彻于课程始终。课堂教学中,除了讲授基本理论、基本概念之外,介绍给水处理的方法,给水处理系统中各处理单元的计算方法及工程设计是本课程的重点教学内容。
表1 《城市给水处理》课程内容、课时安排
2.2 实践教学内容
(1)课程设计
课程设计的内容是城市给水处理厂的设计,目的使学生运用所学的知识对源水进行处理时应该掌握的基本原理,处理工艺,处理设备的选择与计算,绘图的基本技能。布置“××给水处理厂设计”任务,要求学生在1.5周的时间内,根据处理水量将各处理单元设计出来,并对给水厂进行整体设计,以此来强化学生对所学内容作进一步的深入理解。
(2)实验
本课程共开设4个实验,1个实验为综合性实验,3个实验为验证性实验,涉及到混凝、沉淀、滤料筛分、地表水处理等。学生在给定的实验条件下,通过实际的操作,将所学的理论得到实际的检验,并培养学生的创新能力。
(3)实习与毕业设计(论文)
实习和毕业设计不是本课程的课内任务,但属于与本课程密切相关的实践教学环节。认识实习主要参观城市给水处理厂,使学生对给水处理有一定的感性认识和了解;生产实习主要让学生在给水处理厂具体操作,对工艺过程以及管理方面有更加具体的学习和掌握。给水工程是毕业设计(论文)重要选题方向。通过毕业设计的训练,能够使学生在面对真实性设计题目时了解给水处理厂设计的全过程,巩固本课程的专业知识,进而培养学生分析和解决实际问题的能力。
3.理论教学和实践教学方式结合
怎样做到工程教育贯彻于课程始终,是一个值得思考的问题。多年来,本课程在理论教学和实践教学的内容安排、有机整合方面,主要做了以下工作:
3.1 理论讲授结合设计案例
(1)讲授完第一章“给水处理概论”后,播放本班同学参加认识实习时录制的DVD,让同学们回忆起参观过的各个处理构筑物,使工艺处理流程在脑海中逐渐清晰,并且能活跃课堂气氛,提起学习的兴趣。
(2)第二、三、四、五、六章教学内容设计:先讲授基本概念、基本理论(机理);其次讲授工程应用池型(设备)、工作过程及设计要点;再次各个处理单元挑出经典池型(设备),结合CAD工艺构造图,穿插例题分析;最后教会学生看懂各处理单元CAD工艺构造图并完成设计计算作业。
这样的教学安排从理论到应用、从抽象到具体、深入浅出。在此过程中,学生不但掌握了基本原理及理论,还能学会设计计算并且学会看懂工艺图纸,了解课程设计和毕业设计的内容及要求。
(3)第七章“水厂设计”结合课程设计内容和要求,讲解经典案例。要求学生把各处理单元联系成一个整体,从宏观方面全方位考虑给水厂的设计。
3.2 实践教学巩固基础理论
(1)认识实习
设置认识实习课程,在学习《城市给水处理》理论课之前,通过有针对性的参观实习,使学生及时理论联系实际,加深对理论知识、关键技术的认识和理解,激发了学生的积极性和主动性,培养了其针对实际问题,去粗取精、有的放矢、勇于迎接挑战和解决问题的能力。
在参观过程中,注意录制DVD供课堂教学使用。
(2)实验教学
混凝、沉淀(澄清)、过滤三个主要处理工艺均设置对应的验证性试验,通过试验现象的观察和试验数据的记录,掌握处理理论(机理)。
综合性实验是利用学校周边(校内)的水源,由学生自主设计工艺流程,逐渐由以教师“教”为中心的教学模式向以学生“学”为中心的教学模式转化。通过教学模式的转化,在设计型实验的教学中,学生参与实验准备、实验设计、完成实验,提出问题,讨论分析问题,深化理论知识,发挥学生在实验过程中的自主性,激发了学生学习的积极性。
(3)课程设计
作为给水排水工程专业的学生必须具备系统全面的“工程设计能力”,这是开设“课程设计”的设计思想。使学生掌握给水处理厂的工艺设计计算、绘图。课程以基本原理为指导,以工程应用为背景,强调理论与实践相结合,着重培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
(4)生产实习、毕业设计(论文)
生产实习、毕业设计(论文)是巩固理论知识,有机联系专业基础和专业核心课程的两个关键教学环节。在这两个环节里,同学们可以仔细观察构筑物的构造,了解构筑物的工作过程,重点研究课堂上不能理解的知识点。通过实习和毕业设计训练,学生初步掌握了设计、施工、运行、管理等各个步骤以及设计计算方法。为今后的工作奠定基础。
3.3教学资料辅助
(1)教材补充。因仍然延用传统的教学培养体系,我校给水排水工程专业选用《给水工程(第四版)》(国家“九五”重点教材,1999年出版)作为教材,教材中的设计参数已经不符合《室外给水设计规范》(GB50013-2006)的要求。因此,在总结多年教学经验的基础上,结合教材、设计手册和设计规范编写《城市给水处理厂设计》讲义,供学生参考。
(2)CAD图纸收集。工程实践教学不能脱离工程图纸。为了让学生充分了解处理构筑物的构造和工作原理,平时注意收集市政设计院的工程实例图纸或完成质量好的毕业设计图纸,供课堂上讲解。现已将部分图纸一并编写到《城市给水处理厂设计》讲义中。
4.总结
水工程事业在不断发展,教材也在不断更新,虽然我校给水排水工程专业仍在延用传统教学体系,但是在《城市给水处理》课程建设过程中,应时刻把“理论知识和实践知识有机结合”作为指导思想,同时在教学模式、教学方法与手段上进行改革,使得其符合独立学院的特点。
以上内容是我在《城市给水处理》教学中的一点思考和实践。今后的教学工作中还要不断探索、研究与实践,使该课程的教学体系更加完善。
参考文献:
[1]给水排水工程专业指导委员会.全国高等学校土建类专业本科教育培养目标和培养方案及主干课程教学基本要求.给水排水工程专业(2004)专业建设[M].北京:中国建筑工业出版,2004:24-27.
【关键词】建筑给水排水工程 工程应用 课程教学 案例式教学
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)23-0063-02
建筑给水排水工程是高等学校给排水科学与工程专业的核心课程之一,是衔接市政给水系统和市政排水系统的重要组成部分,在学科课程体系中占有重要位置。该课程既包含相应的理论知识,同时又具有工程性、实践性和专业性的特点。近年来随着建筑行业的快步发展,给排水专业毕业生毕业后从事建筑给排水相关工作的比例越来越大。给排水科学与工程专业的就业形势和培养目标均对学生掌握工程应用能力、快速适应实际工作需要提出了更高的要求。如何从工程实际出发,切实提高建筑给水排水工程课程的教学质量,对整个给排水科学与工程专业人才培养具有重要影响。针对以上要求,笔者结合近年来的教学工作实际,就以下教学工作实际进行总结。
一 贴合工程实际,改进教学方法
1.结合工程实际,把握教学目标
建筑给水排水工程课程教学内容丰富,相关基础知识与实践应用内容也较为繁多,但多数高校该课程的开课学时多为48~56学时(含4~8学时的现场实践教学)。在有限的教学课时内,要想进一步提高学生工程应用能力,在实际的授课中必须有计划、有针对性地对授课内容进行筛选和排查,制订出一个适合工程应用能力培养的教学大纲。授课时需要结合工程应用的具体要求,对各章节的授课深度和重点难点进行把握。例如,教材在讲到消防系统中消火栓的具体布置要求和方法时,大部分教材中只是介绍了单排2股水柱和多排2股水柱等简单布置形式及要求,如果教师不结合建筑类型向学生具体讲明消火栓的布置技巧,多数学生并不能在结束本节的学习后真正理解如何合理地布置消火栓。所以教师授课过程中应注意结合工程应用,确定教学目标、突出重点、突破难点,真正帮助学生提高解决实际问题的能力。
2.采用案例式、启发式教学
建筑给水排水工程这门课程主要教学要求是让学生掌握建筑给排水工程的基本知识、设计方法和要求,为其将来从事建筑给水排水工程的设计、施工及运行管理工作打下基础,本课程与工程应用结合十分紧密。许多学生刚接触本门课程时,由于没有感性认识和实践经验,缺乏实例的授课模式常使学习枯燥乏味,制约了课堂教学效果。而且课程内容本身较为繁琐,教学过程中容易形成灌输式、填鸭式的教学模式,造成学生平时只是粗略听一听,考前集中突击背诵知识点,严重影响了课程教学的效果。教师采用案例式、启发式教学则可以有效避免上述现象。在建筑给水排水工程课程教学中可依照内容章节分为若干任务,如给水系统、排水系统、消防系统等,每种系统再结合不同类型的建筑条件图,如住宅、办公楼、旅馆等,即成为较为典型的设计案例。在每一章授课前,教师可先向学生讲述相应的工程案例,让学生理解即将讲授知识的具体应用,充分调动学生学习的积极性。通过生动的案例让琐碎的知识点系统化,更有助于学生深入掌握基本知识。在教材理论知识授课结束后,再将实际工程实例布置为大作业,让学生通过实际的工程设计和计算,巩固、检验所学的内容。
通过案例式教学还可以提高学生的积极性和好奇心,充分发挥和培养学生的自学能力。借助工程案例,可以培养学生主动发现问题、解决问题的能力。建筑给排水涉及非常多的设计规范和设计图集,只有充分调动学生的积极性,发挥其自主学习能力,才能使学生更加扎实地掌握有关知识,提高工程应用的能力。
二 结合工程实际需要,更新、补充教学内容
1.加强对新技术、新方法的补充
在当前阶段,建筑给排水工程中新技术、新材料、新设备不断涌现,并被快速应用到实际工程的设计、施工和管理中。但这些新技术从开始应用到被大家普遍认可,再到写入教材、编入教学大纲,常常有一定的滞后性。所以当前的教材和教学大纲中更多体现的是一些传统经典的知识与理论。如给水系统中叠压供水设备、小区排水工程使用的HDPE双壁波纹管管材、排水系统特殊单立管通气方法等内容均在一些教材和教学大纲中未能充分体现。另外,学生在完成这些内容的学习之后,还需要2年左右时间才能真正走上工作岗位。所以,客观上加大了这种教与学、学与用的滞后时间,加大了学生在走出校门之后对实际工作的磨合、适应的难度。因此,教师在授课过程中结合工程实际补充建筑给排水工程新技术、新方法是很有必要的。
2.突出新要求、新规范
各种建筑给排水相关的设计规范和设计手册本身就是建筑给水排水工程课程教材编纂时的重要参考资料。相对于教材,设计规范和手册更加贴近实际的工程应用。在授课过程中,要鼓励学生阅读规范、理解规范,进而掌握并应用规范,这是提高学生工程应用能力的重要方法。
近年来随着建筑工程的快速发展和人们对水资源的重视,新的技术规范和技术要求也不断出现,如《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)、《细水雾灭火系统技术规范》(GB50898-2013)等。新的规范通常针对的都是实际工程中出现的新情况、新问题,对原有规范不适合实际应用的条文进行重新修订和组织。如《消防给水及消火栓系统技术规范》对高位消防水箱的设置要求更为严格,其容积大小也有进一步的要求。类似内容理应是建筑给水排水工程课程中学生应及时掌握的重要内容。但在实际授课中,所用教材仍引用旧版规范的原有要求,这应得到及时更正和补充。要让学生在掌握建筑给排水设置的传统惯例之余,能理解最新的设计要求及原因,同时了解本行业最新的发展情况。
三 改革课程考核方式
课程的考核对学生的学习具有较大的引导作用。建筑给水排水工程课程考核依然采用较传统的平时出勤、课后作业和期末考试的考核方式,可能在学生结合工程实际应用的效果引导上存在一定的局限性。
首先,如上所述,在授课过程中针对那些实际工程案例教学可布置成大作业的形式,再辅以课堂讨论,引导学生对此类工程案例进行总结和分析。这种与案例式教学相适应的大作业加课堂谈论的考核方式可以有效地督促学生加强工程应用能力的锻炼。
另外,在期末考试的开、闭卷形式上也有必要进行一些调整。我们安排课程考试时,对具体考核内容进行区别对待,采用开、闭卷结合的方式进行课程考核。对建筑给排水的一些常识性、基础性的理论内容,采用闭卷考试来测试学生掌握程度;对工程性、综合性的内容,因为涉及一些基础数据、公式和计算表格,可采用开卷考试来检查学生解决工程应用问题的能力。
四 在实践环节上进行改革和优化
与建筑给水排水工程课堂授课相对应,课程结束后一般需开设一定学时的生产实习与课程设计。这两个实践环节对学生掌握基本的建筑给排水工程应用能力具有相当大的作用。但因种种原因,实习与课程设计环节常常未能取得较大成果。
首先,课堂授课效果是实践环节的基础,对其有较大影响。只有在课堂授课过程中突出工程应用学习,才能在实践环节获得更进一步的锻炼。其次,实习与课程设计往往学时有限。建筑给排水的实习形式较为单一,常为简单的参观实践,学生走马观花,难以深刻掌握相关知识。课堂授课深度不足,课程设计也难以布置较为综合的实际工程项目,且课程设计本身时间较短,大部分学校无法做到1人1题,这制约了课程设计环节的培养效果。通过改革优化实践形式,将课堂授课与实践环节结合起来,将案例式教学与课程设计训练结合起来,是加强学生实际工程应用能力的重要方面。
五 结束语
建筑给水排水工程是一门与实际工程应用紧密联系的课程。在教学方法上增加案例式、启发式教学,把握教学重点,同时充实教学内容,改革课程考核方式和实践环节,有助于真正提高学生运用课程知识、解决工程实际问题的能力,提高教学质量,完成培养给水排水工程专业高级应用型专业人才的培养目标。
参考文献
[1]王增长主编.建筑给水排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2010
[2]蒋蒙宾.《建筑给排水工程》课程教学改革探讨[J].技术与市场,2010(7):81~82
[3]邓风、吴惠芳.提高建筑给水排水工程教学质量的途径[J].化工高等教育,2009(2):66~68
关键词: 《水质工程学》 课程教学 教学质量 实践环节
一、概述
水质工程学是给水排水工程专业的主干课程之一,是一门涉及面广、理论性和实践性都较强的综合性课程。该课程以物理、化学、生物、化工等课程内容为专业基础,用工程学的方法研究水处理的工艺和工程技术,其主要内容包括给水处理和废水处理的内容。
水质工程学是给排水工程专业主要专业课程之一,该课程的主要任务是让学生全面系统地了解水和废水的基本概念及水处理的基本理论、基本方法及水处理技术的发展状况,基本掌握水处理技术与方法及各种水处理构筑物的应用条件、设计计算,为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理工作奠定必要的理论和应用基础。我校水质工程学课程是在全国专业指导委员会指导下结合我校教学现状,将原培养方案中的给水工程(下)和排水工程(下)两门课程有机整合形成的一门综合性课程,因此水质工程学课程教学质量的提高是一个需要不断摸索完善的过程。本文就我校给排水专业现状,对水质工程学课程教学进行探索。
二、教学现状
1.学时分配。我校原课程设置中,给排水专业的水处理部分按照传统的设置方法,设置了给水工程和排水工程两门课程,其中给水工程主要讲述给水管网和给水处理等方面内容,学时分配为32+40,其中含8学时的实验学时;排水工程主要讲述排水管网和污水处理回用等方面内容,学时分配为24+56,其中含8学时的实验学时。目前根据专业指导委员会的指导,将给水工程和排水工程这两门课程进行了整合,将给水管网和排水管网的内容整合为给水排水管网系统,总学时分配为56,而给水处理和排水处理部分内容整合为水质工程学总学时为64+S16,故总学时稍有下降。
2.教材选用。《水质工程学》教材是普通高等教育“十五”国家级规划教材,2004年,由高等学校土建学科教学指导委员会给水排水工程专业指导委员会编制、中国建筑工业出版社出版《全国高等学校土建类专业本科教育培养目标和培养方案及主干课程教学基本要求――给水排水工程专业》一书,其中指出本课程的任务之一就是培养学生具有设计、计算水质工程中的各构筑物、工艺系统的初步能力。给水排水工程专业的学生掌握一定的设计和计算能力非常重要。目前的《水质工程学》教材与之前的《给水工程》《排水工程(下册)》相比,在水处理工艺设计和计算方面所用的篇幅很少。在《水质工程学》中,相关计算实例几乎没有。在国家“九五”重点教材上给出了不少水处理系统工艺设计的详细实例,为了让学生在学习过程中能够尽快掌握相关的水处理设计计算,在教材选用上我校仍然选用国家国家“九五”重点教材《给水工程》和《排水工程》,而《水质工程学》教材作为参考教材,随着相关学习内容的深入,我们布置学生在课后进行自主学习。
3.课堂教学。给排水专业人才的培养目标是以养复合型、应用型人才为主,要求学生基础扎实、知识面宽、能力强、素质高,具有一定的创新意识,因此,专业教学课程体系的设置必须为如何提高学生的工程实践能力服务。在课堂授课方面,授课教师把工程设计基本知识、行业规范与标准等传授给学生,同时结合国家近年注册给水排水工程师和国家注册建造师考试,让学生在吸收专业理论知识的同时,也为今后的职业资格考试做准备,从而让学生感受所学知识的应用价值,激发学生学习专业课的热情,调动学生学习的积极性。
4.实践环节。我校在水质工程学教学过程中非常注重实践环节的教学,在该课程的教学计划安排中,除了安排16学时的课内实验外,在集中实践环节还安排了给水处理课程设计和排水处理课程设计,另外还安排了两周的集中实验,这样课堂教学和实践环节紧密结合,既确保课程设计能够达到最优,又确保在实验环节中提高学生自己动手的能力。
三、改革与措施
1.课堂教学。提高学生的学习兴趣能够提高学习效率,而如何提高学生的学习兴趣,是每位任课教师都需要注意的问题。水质工程学课程教学过程中,有些理论知识的讲授比较容易,但是对部分构筑物的讲解却由于比较抽象,学生不能从课本的示意图中理解各个水处理过程的发生,这样在授课过程中,为了让学生直观了解相应水处理构筑物中管路连接、水流方向、水位变化等课程组利用多媒体制作相应的动画,让学生能够深入理解教学内容,从而加深学生的印象,突破教学难点。
2.实验。水质工程学实验是水质工程学教学的重要组成部分,是理论联系实践的关键。水质工程学实验教学的目标是提高学生的实践能力、创新能力和综合素质,在实验教学过程中我们发现一些问题,主要是验证性实验偏多和部分师生对实验的积极性不高。为了解决这些实验教学中的问题,我们及时调整水质工程学课程实验中设计性实验、综合性实验的比例。除了水质工程学课内实验外,我们专门还安排了两周的综合实验。同时开放实验室,根据学生课外实验学时计算素质拓展学分,这样一方面学生可以通过实验提高实践能力,另一方面可以提高素质拓展学分,完成教学计划中规定的学分。这样的教学安排一方面使学生更好地掌握课程的理论知识,另一方面培养学生分析问题、解决问题的能力,使学生的综合能力和创新意识得到强化。
3.课程设计。教学计划一般是上完一门课程后集中安排一到两周的课程设计,在实践过程中我们发现不少学生对所学知识忘却比例较大,指导课程设计的老师需要重新讲解相关的水处理构筑物设计计算的要点和需要注意的问题,这严重影响了学生课程设计的进度,学生匆忙计算完毕却不能仔细绘图,即使绘出的图质量也不理想。针对这个现象,我们对课程设计环节进行了改革,在课程学习开始之际即布置课程设计的任务,尽量做到每人一题(不同的水量),每学完一个章节即要求学生完成相关水处理构筑物的设计计算,并要求学生每一环节至少有两种类型构筑物的设计计算,如在沉淀部分可以用平流沉淀池和斜管沉淀池,在过滤环节可以用虹吸滤池、普通快滤池或者V型滤池等,到课程学完后进入课程设计阶段时,要求学生再回头对检查所设计的处理构筑物是否对要求的水量合适、相关的设计参数是否符合规范的要求和不同处理构筑物之间的衔接是否合理,等等,最后组织学生进行一个课程设计的小型答辩,保证每位学生对课程设计的每一环节都能够了如指掌,真正做到对所学内容的巩固应用。
四、结语
随着社会对从事水科学与工程的高级技术与管理人才需求迫切性的提高,对高校如何培养水专业学生、将学生向什么方向培养是各个水专业的教研组及教师需要研究思考的问题。对给排水专业重要的主干课程――《水质工程学》课程教学的思考、探讨和改革既是学科发展的需要,又是人才培养的需要。根据我校给排水工程专业教学实践和学校的实际情况,我们总结了一些经验和心得,在教学模式、实践环节等方面进行了探讨,以期与同类院校进行交流,对水质工程学教学的发展和深化起到积极的促进作用。
参考文献:
[1]范谨初,金兆丰.水质工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[2]李圭白,张杰.水质工程学[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
关键词:建筑给水排水 教学改革 教学方法 实践 教学质量
中图分类号:G642.0
文献标识码:C
1 引言
现代工业、民用建筑是由建筑、结构、采暖通风、给水排水、电照、动力等有关工程构成的综合体。建筑给水排水工程对于改善人居生活环境、提高生活质量、保障人民生命财产安全等方面起着十分重要的作用,是建筑环境与能源应用工程专业重要的主干课程之一,具有很强的实用性。
随着科学技术的进步和社会发展,我国“建筑给水排水工程”学科现在已发展成为由建筑内部给水排水、建筑消防给水、热水供应、直饮水、水景工程、建筑小区给水排水、建筑中水处理和特殊建筑给水排水组成的较为完整的建筑给水排水学科体系。近年来,随着高层、超高层建筑的崛起,住宅小区的兴建、节水技术的普及、绿色生态小区、绿色住宅、健康住宅等新概念的提出,为本学科注入了新的知识点,使建筑给排水工程学科焕发出新的生命力;新技术、新设备、新材料的不断涌现,推动了建筑给水排水工程学科的进步与发展,这也为该专业课程的教学提出了新的任务和要求。
2 教学中存在的问题
2.1教材内容滞后
随着高层建筑、超高层建筑、绿色建筑、美丽乡镇等一些新型建筑的发展,涌现出了很多建筑给水排水新技术、新材料、新设备、新规范、新设计方法等。但由于高校课程课时设置及新技术传播应用时间滞后等原因,这些新知识要写进课本需要更长一段时间。《规范》里的内容早已更新,课本仍然使用旧规范条文是常有的事,这些问题使得课堂内容与实际情况存在一定偏差,甚至可能会出现一些错误的概念,造成学生在校所掌握的知识点与实践存在一定的差别。
2.2教学内容与市场需求脱节
建筑环境与能源应用工程专业就业面相对较宽,除了去设计院工作之外,还可以到房地产公司、物业管理公司、建筑安装公司或在企、事业从事技术管理工作等。《建筑给水排水工程》课程教学中,实践环节形式单一,缺乏各专业的协调和综合训练;几乎很少有实验内容;教材内容滞后,一些新知识不能及时传递到学生中,形成学校只管教,社会的需求偏离教学内容情况普遍存在,造成学生与市场脱节,不能满足就业市场形式多样化的要求。
2.3教学手段单一
目前国内各大高校“建筑给水排水工程”的教学手段已从过去传统的黑板加粉笔的单一方法,逐步转化为运用多媒体课件等现代化教学手段与传统教学方法有机结合。但目前教学课件的制作只限于PowerPoint形式,手段过于单一,需进一步改进。
2.4高层建筑给水排水内容匮乏
就目前国内建筑发展情况来看,大中城市主要以高层、超高层建筑为主。一般高层建筑功能复杂,人流、物流频繁,管理不便,隐患多;室内装修要求高,物品多等。然而教材中对于高层建筑给排水的内容只是总结性的提出了一些说明,缺少理论基础和较为详细的授课内容。
3 改革路径与思考
3.1发挥学生的主观能动性和参与意识
相对于其它课程,专业课要抽象一些,如果没有接触实际工程,只是讲解,学生理解起来比较困难,但是要把实际工程搬到课堂上来讲显然是不现实的,因此,学生对于专业课的学习热情很大程度上取决于对专业产生多大的兴趣。如何让学生对专业产生浓厚的兴趣,是每个教师应该思考的问题。仅仅靠思想政治工作和考试成绩来约束学生是不够的,即使他们为了应付考试成绩而学习专业,最终随着考试结束也是他们忘记专业知识的时候。发挥学生的主观能动性,让他们参与其中,把老师从满堂灌中解放出来,是一种比较有效的方法。比如,在学习消防篇章时,事先让学生自己去找校园里与消防有关的设备、附件等,并要求学生拍成照片,看哪个学生找的多,找的全;在学习管材时,让学生发掘生活中已经见到的管材有哪些,还有哪些没有见到的。学生在获取这些知识时,一方面会主动去观察生活中的实例,还会主动到网上去查阅大量生活中没有见的东西,这样就会跳出课本的框框,让他们在参与中体会、感受、钻研、深入专业知识,既能感受到参与其中的乐趣,又能掌握大量比较前沿的知识,使他们有了比较浓厚的学习兴趣。
从用人单位反馈的意见中了解到,现在的学生表达能力非常欠缺,特别是对于专业知识的表达更加费劲。针对这一现状,在教学过程中可以适度增设一些学生讲解的内容,对于一些比较简单的内容可以让学生来讲,老师听完后点评。为了在台上表现好点,学生都会主动去学习讲授内容,查阅大量相关的资料,这样一方面可以发挥他们主动学习的能动性,另一方面也可以锻炼在众人面前表达的能力,效果比老师直接讲授要好得多。
3.2大力弘扬启发式教学
好奇是学生最大的特点之一。如何让学生对专业知识产生好奇,也是激发学生学习兴趣的一种方法。针对建筑给水排水专业教学,学生往往对设备的工作原理会比较好奇,当学生看到某种设备完具有某种功能时,经常产生它们为什么会这样工作的好奇感。如果这时老师原原本本地讲授课本的内容,学生的好奇心也许就会熄灭,但如果采用启发的方式,把最基本的理论提示出来,让学生自己发现其中“奥妙”,收效会大不一样。比如在学习卫生器具和增压设备时,要利用学生新、奇的心理,启发他们运用头脑风暴法,不管他们的想法多么不成熟,只要有一点对路,就积极引导他们。这样不仅可以让他们认识现有的设备工作原理,有时还会收到意想不到的效果,他们的一些奇思妙想会变为现实,会有一些小发明,小创造出现,看到他们自己的成就,学生自然会变被动接受为主动思考,改变要我学为我要学。
3.3课程设计
建筑给水排水工程是一门非常注重工程实践的课程。工程实践是检验课堂理论知识掌握情况的唯一途径。为此,将工程实践环节贯穿于整个教学过程,具体做法是将整个教学围绕精品案例展开,各个系统无论是基础理论知识还是计算方法的讲解均围绕该综合建筑展开,使理论与工程实践有机的结合起来。
建筑给排水工程是一门应用性、实践性较强的专业技术课程,课程设计对教学效果影响很大。根据培养计划课程设计的时间为2周,从往届学生反映的情况看学生普遍认为时间太短,无法很好地形成设计理念。针对这一情况,根据每章的讲解的内容完成相应的小设计,老师可以有充分的时间纠正小设计中的错误,最后学生在集中进行课程设计的时候就会得心应手。同时也可以把课程设计的任务书提前发给学生,在一定程度上弥补学生普遍认为的课程实践环节时间过短的问题。
3.4教学手段的变化
由于网络技术空前发达,学生的信息量也很丰富,他们在课堂上已不满足仅有的PowerPoint教学手段,为了激发他们的学习兴趣,时刻把注意力集中到教学内容上,在以PowerPoint多媒体教学的基础上,还要制作Flas,如管道内的气水流动规律;水泵、水箱给水方式;消防自动喷淋灭火系统等;运用BIM或3D技术制作三维管道布置系统;用CAD演示精品案例等。以便把生硬的教学内容形象地、通俗易懂地展示给学生,让学生能够在丰富多彩的课件里享受教学过程,最大限度地获取更多知识;部分内容可带学生到现场讲解和观摩,学生可以实实在在地触摸到哪些抽象的东西,实际效果要远远超过课堂讲授。比如在讲解卫生器具、阀门、管材、灭火设备、给水设备等内容时,可以实现教学内容与实际情况无缝搭接。
3.5丰富讲义内容
教材的更新永远赶不上新技术、新规范的发展,这就要求老师要紧跟学科发展的前沿,及时掌握国内外发展的新动向,把了解到的先进成果增补到课程讲义中,来补充教材的不足。如:同层排水技术的发展方向;新型节水卫生器具;新型管材、阀门在给水排水工程中的应用;纳米材料在卫生器具中的应用等。另外,为了满足一部分学生毕业后从事技术管理工作,如从事物业管理工作中给排水工程中容易出现的检修与设计脱节的问题、水质防护与安全运行等方面的问题。丰富了专业课的教学内容,使学生的专业技能培养与学科发展的前沿紧密结合,努力实现教学内容与学科发展同步。
关键词 给水排水管网系统 教学质量 教学改革
中图分类号:G424 文献标识码:A
给水排水管网系统是给水排水工程专业的重要主干课程之一,针对给水排水工程中原水到自来水厂的输送、清水到用户的分配、城市生活污水和雨水的收集和排放,从管道系统的功能、布置原理、水量计算、水力计算理论和方法、优化设计理论和方法、管道管材和附件、管网运行管理与维护等多方面出发,系统介绍了管道系统工程规划、设计、计算所需的理论知识,应用性和实践性非常强。目前传统的教学方式主要包括认识实习、理论授课、课程设计和生产实习,考核方式采用闭卷形式,成绩评定采用平时成绩和期末卷面成绩加权平均的方式。因此,提高给水排水管网系统课程教学质量也需要从上述环节中逐一突破。如何保证学生快速牢固地掌握管网系统知识,将理论与实际紧密结合,引导学生树立正确的工程概念,培养能快速融入工程项目的应用型人才,笔者在合理安排授课内容,改革课程教学方法,提高教学质量上开展了思考与实践。
1 结合专业特点,合理确定教学内容
1.1 结合实践特点,不断更新教学内容
给水排水管网系统是给排水专业学生在完成了基础知识学习后接触的第一门核心专业课,主要介绍给水排水管网工程规划、设计原理及方法,它与给水工程、建筑给水排水工程、排水工程等课程一起构成了给排水专业核心课程体系,与实际工程联系十分紧密。给水排水管网系统在实践中不断完善和发展,不断有新材料、新设备、新工艺、新技术出现,目前大多数高校选用的是高等学校给水排水工程专业指导委员会推荐的《给水排水管网系统》(第二版)作为主要教材,其中的部分内容不可避免地与现实工程技术有一定的距离,比如目前世界上最先进的冷热水、暖气管材之一的聚丁烯管(PB管)在教材中未能提及。因此,要注意在教学过程中,不断为学生补充最新内容,及时的把反映学科前沿的新知识传授给学生。
1.2 讲好绪论课,提高学生对给排水系统工程的整体认识
绪论课是任何一门课的开端,绪论课成功与否,直接影响学生在今后的学习中是否对该课程产生兴趣,影响学生对该门课程内容的吸收程度。重视和上好绪论课,从一开始就提高学生的学习热情,教师应对绪论部分的内容进行充分的备课,向学生介绍课程的发展简史、研究内容、研究方法等,通过绪论要使学生解决“为什么学”、“ 学什么”和“ 怎么学” 三个问题。《给水排水管网系统》绪论包括给水排水系统的功能、组成、工作原理、类型与体制,要求学生掌握从水源取水、到水厂净水、给水管网输配水、人类生产生活用水、排水管网收集输送废水、污水处理厂处理废水、出水排放水体整个水的社会循环过程,使学生清楚给排水工作者的专业职责。
1.3 结合专业培养目标,确定授课重点内容
2003年高等学校给水排水工程专业指导委员会提出了新的给水排水工程专业本科(四年制)培养方案,将原来的给水管网和排水管网合成一门课程――给水排水管网系统,并提出了新的培养方案和课程教学基本要求。给水管网和排水管网原有72个学时,而根据新的教学大纲要求,给水排水管网系统只有48学时。在课程内容较多,知识点涉及面不变,而授课学时缩短的情况下,教师应根据给排水专业对本课程的要求,抓住核心知识结构,对课程内容进行重排、优化,突出重点。给水排水管网系统工程应以给水管网水力分析和计算、给水管网工程设计及优化设计、污水管网设计与计算、雨水管渠设计和优化计算为核心内容,以管网水力学和管网模型为基础,着重讲述给水排水管网系统的选择、计算和设计程序,对于给水排水管道材料和附件、给水排水管网管理与维护做简单介绍。
2 针对存在的问题,有效改革教学方法
2.1 充分利用现代化教学手段,提高课堂效率
由于教学条件的限制,部分教学内容,例如各种阀门的工作原理、新型管材的施工安装方法等难以向学生进行介绍,学生也很少有机会到工程现场去体验,造成课堂教学中教师讲得多,学生见得少的矛盾。大学生的年龄特点是追求视觉冲击,对图片、视频等特别感兴趣。一言堂的授课模式会令课堂枯燥无味,师生互动性不强,教学相长效果不佳。因此,教师要充分利用好多媒体教学手段,课件的制作要美观,对管网系统中涉及到的设备内部结构、应用原理,管道施工安装、新型管材样品等演示尽量使用图片、动画等,这些比语言更形象生动的资料,能将抽象的概念、原理,难以解释的设施、构筑物等形象生动地表达出来,再辅助以老师的讲解,全方位提高学生的关注程度,调动学生的积极性,营造出一个图文并茂、视听并举的学习氛围,在活跃课堂气氛的同时,让学生建立清晰的工程概念,提高学习效率,从而在一定程度上弥补了现有课时的不足。
2.2 结合实际工程,将案例和规范融入授课内容
给水排水管网工程是在工程应用中不断发展完善的,给水排水管网工程教学也应基于工程背景而展开,使理论和工程运用同步进行,不可偏重理论计算,而忽视工程背景,忽视对学生工程素质的培养。①
注重突出工程问题的处理方法,在教学过程中,密切联系实际,从工程实践到理论,然后又从理论返回到实践,突出工程意识和工程观点,着眼于解决工程实际问题,训练学生的工程思维。将实际管网图纸拿到课堂上讲解,通过案例分析将理论和实际相结合,同时也让学生熟悉了给排水工程识图,为后续课程设计和毕业设计打下基础。例如,在讲解雨水管渠设计计算时,先介绍雨水管渠的理论设计计算原理,再结合实际工程的设计图纸和规范要求讲解。实际的雨水管渠系统是如何设计的?为什么近年来部分城市出现逢雨必淹的现象?如何解决这一现象?实际的雨水管渠系统设计中应特别注意哪些问题?针对一系列问题展开讨论,培养学生发现问题和解决问题的能力。
给水排水管网系统从设计到施工到运行管理,都需要遵循国家相应的规范,在案例教学过程中,还需要注重将相关规范内容融入各章节。如《室外给水设计规范》对于输配水管道布置和敷设、管渠材料及附属设施、管材接口、埋深、调蓄构筑物的要求,《室外排水设计规范》对于排水管渠及附属构筑物、立体交叉道路排水、雨水管道设置的要求,《给水排水设计手册》对各单元设计计算的要求等等。要求学生熟悉规范内容,为将来要从事的工作储备必要的专业知识。
2.3 改革作业形式,强调学在平时
为加深知识的系统性理解,作业以单元大作业的形式出现,②如,将给水管网工程设计作为一个大单元,在课程教学开始前就将大作业布置下去,其内容包括给水系统设计用水量计算、水池水塔调节容积计算、确定管段设计流量流速、确定泵站扬程和水塔高度、管网设计校核等给水管网系统应掌握的知识。随着课堂教学的进行,完成相应部分的作业,整个给水管网部分课堂教学完成,整个给水单元大作业也应该完成。对每次单元大作业进行答辩,并给出答辩成绩,对学生课程成绩的综合评定,也应该强调学在平时,提高平时作业答辩成绩在总评成绩中的权重系数,使学生边学边练,既巩固了所学知识,又增强了实际应用能力。教师也可以根据作业完成情况,检查学生接受程度,并做出及时总结,查漏补缺。
2.4 改革教学形式,学生自主授课
教师的讲授价值,在于学生一知半解的时候,敏锐的洞察和捕捉他们认知的纠结所在,引导他们利用已有知识和经验,沟通知识间的内在联系,达到深度理解的目的,教师同样需要在课堂上留白给学生,使学生能自主思考和总结。由于给水排水管网系统课程的应用性非常强,因此,在给水管网设计、污水管网设计、雨水管网设计等各段内容授课结束以后,可以适当开展阶段总结复习课,这部分课程可以让学生在老师的指导下完成自主授课,不但可以使学生对所学的内容加深理解,提出自己的观点,还可以锻炼学生的语言组织能力和逻辑思维能力。
在教学改革的过程中,还存在一些实际的问题。比如,多媒体教学中有些投影仪老化,不拉窗帘学生看不清楚,拉了窗帘教室空气不流通,光线较差,学生容易犯困,学习效率低下;案例教学中,一个完整的工程案例,需要占用较多的课时,要求教师对概念、原理、方法及重要内容高度浓缩,才可以空出时间分析案例、练习讨论;对于单元大作业,少数学生不及时完成,起不到教师设想的边学边练的效果。以上是对提高给水排水网管系统课程教学质量的初步探讨,其改革实践有待今后进一步深化。
注释
关键词:注册工程师制度;给水排水工程;实践教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)36-0031-03
高等工程教育主要是培养应用性的工程技术人员,其培养目标和人才培养模式对于培养高质量、高水平的高级工程技术人才有着重要的意义。现代社会高科技产业的迅速发展,生产方式的迅速变革对工程技术人才提出了新的要求。如何适应时代的发展,分析传统高等工程教育存在的问题与不足,让高校高等工程教育与企业生产发展接轨,满足工业现代化发展需求,培养出一流的工程技术人才是一般工科院校普遍面临的问题。
注册工程师制度是一种执业资格制度,是国家对某些关系人民生命财产安全的执业人员实行的一种准入控制[1]。我国于2003年颁发了“关于印发《注册公用设备工程师执业资格制度暂行规定》、《注册公用设备工程师执业资格考试实施办法》和《注册公用设备工程师执业资格考核认定办法》的通知”[2]。注册工程师制度包括专业评估、职业实践、资格考试和注册四个过程。专业评估是为了保证未来的工程技术人员获得基础知识和基本技能的训练,达到必要的教育水准,而实施的对专业高等工程教育的质量监控认证制度[3]。注册工程师制度基本内容涉及要求专业课程内容及时反映学科的新发展,包括新领域、新技术、新规范;要切实加强工程训练,加强实践环节的教学,努力提高学生的工程设计能力等。将注册工程师制度要求和工科专业学生的培养挂钩,实施在专业评估的基础上,实施工程专业的实践教学改革,对提高高校工程专业教育质量,实现我国工程教育创新与持续发展具有重要意义。桂林理工大学给水排水工程专业于2007年通过了全国工程教育专业评估。近年在专业建设过程中,学校结合专业评估存在的问题、注册工程师制度要求,对专业实践教学有的放矢地进行了一些工程教育改革。
一、专业实践教学计划的改革
我校给排水专业实践教学计划包括社会实践、测量实习、认识实习、课程设计、金工实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等环节。原计划36个学分,其中课程设计安排包括水泵与水泵站课程设计1周,给排水管网工程综合设计3周,建筑给水排水工程课程设计1周,水处理工程综合设计3周,水工程经济课程设计1周。专业业务实习安排包括认识实习1周,生产实习4周,毕业实习与设计17周。为了加强基础工程能力训练,通过分析多年来各实践环节教学效果与存在的问题,专业对实践教学计划进行了调整,增加了实践教学环节学分,并根据毕业生反馈信息和用人单位的需求,调整个别环节的周数安排,强化部分内容训练。修改后实践教学环节44个学分,建筑给水排水课程设计改为2周,水处理工程综合设计改为3周,生产实习改为8周,并增加了市政工程软件应用实习2周。调整后学生在第七学期实践周数达到13周,基本上以工程设计与现场工作为主。学生在实践中得到充分锻炼,也为毕业迅速进入角色奠定了良好基础。
二、加强专业实习基地的建设
专业实习基地是学生们进行工程训练的一线,如何做好实习基地的建设,从根本上解决实习走马观花、工作蜻蜓点水的实训状态是需要解决的重要问题。专业实习基地建设是一个系统的工程建设,涉及实习基地实践环节教学内容的设置、实习工作方式与考核制度的完善与建立等方面。
1.专业实习基地实践教学内容设置。注册工程师制度要求高等工程专业教育要切实加强工程训练,加强实践环节的教学。根据注册公用设备工程师(给水排水)考试要求,专业考试内容和所占比重分别为给水工程(占30%)、排水工程(占30%)和建筑给水排水工程(占40%)。以前,我校给水排水专业实习的地点基本上以污水厂、自来水厂为主。近几年,学校不断加强专业实习基地建设,先后与桂林、柳州、南宁等多家设计单位、施工企业建立联合培养方案。学生在实习期间可从事给排水设施运行管理、建筑给水排水设计以及给排水工程项目施工与概预算编制等多个领域的实践工作。同时,细化实践教学内容,增加新领域、新技术、新规范的学习,结合实习基地工作特征,制定配套的教学目标和培训内容,使学生能够带着问题投入到工作中,通过实践与理论的相互印证,深化理论知识,提高实践能力。
2.改变实习方式和考核制度。给水排水工程专业校外实习主要包括三个环节,认识实习、生产实习和毕业实习。传统的实习方式中认识实习采用大班实习,由指导教师带队集体到企业进行参观实习,增加感性认识;生产实习采用分组实习,往往一个厂安排1组15名同学左右,进行岗位实习,学生根据厂里的岗位设置轮岗顶班实习;毕业实习多结合毕业设计课题或就业去向到单位实习。由于认识实习一般设在第一学年,学生尚不具备专业知识,因此我校给水排水工程专业实习改革的重点放在生产实习与毕业实习。传统的岗位实习学生安排到岗位常出现学生无所事实,变成近距离参考工人操作的环节。而毕业实习又由于涉及单位过多,缺乏系统监督,流于形式。生产实习和毕业实习我们引入研究生学术培养的方法,采用导师培养制,并制定小组讨论制度。学生可以主动联系专业相关企业,也可由学校落实实习单位,实习过程严格控制小组人数,一般不超过4人。导师队伍由专业老师和实习单位指导老师构成。按照实习要求导师负责实习任务的安排与落实,通过工程人才培养的“传帮带”模式,学生在实践中获得成长。同时实施小组讨论制度,学生和导师一周一次定期交流与讨论,这样即开阔了师生的视野,也使学生能够在实践中培养发现问题、分析和解决问题的能力。
传统的实习考核制度是学生提交实习报告,指导老师根据实习报告和实习出勤情况进行考核。采用导师培养制实习方式,实习考核相应地完善了考核指标。增加了实习小组讨论、实习答辩、导师鉴定、实习单位鉴定意见和设置实习过程解决实际问题加分项目等多方面考核指标,使实习过程成为一种工作业绩的考核,让学生能够体验到工作的成绩与投入精力、工作态度和工作的成果有关,增强了实习的实战性。
三、提高专业教师工程能力
工程专业教师没有实际工程经验是国内高等院校工程教育普遍面临的尴尬问题。基于高等院校办学水平评价的一些参考性指标,及高校教师职业的发展特征,近年来高校引进新教师,强调高学历及其从事科学研究的工作背景。工作中,教师的考核评价指标也倾向于科研项目多少、学术论文的水平等方面,结果出现了教授工程专业的教师缺乏工程经验,实践教学纸上谈兵,脱离生产实践的现象。教师工程能力欠缺已成为制约高等工程教育进一步发展的瓶颈。建立一支工程能力强,专业素质高的高水平教师队伍非常重要。笔者所在学校从教师队伍工程能力培养、专业教师的考核以及企业兼职教师的遴选几方面入手,完善专业教师队伍建设制度。
1.教师队伍工程能力培养。学院制定政策,鼓励教没有工程经历的教师参与企业实践。创造机会让教师定期到不同企业挂职锻炼。给排水工程专业工程能力的培养涉及多个领域,从目前社会需求来看,给排水专业在企业可能从事设计、施工、运营管理、科技攻关和技术开发等方面工作。定期走出去不但让教师们在不同领域获得工程训练和实践锻炼的机会,拓宽了教师的视野;同时还可以利用专业理论知识,解决工程实践单位生产运行中可能存在的问题,参与企业的职工培训与技术咨询。
2.遴选企业兼职教师。企业一线高级技术人员一般具有丰富的工程经验,聘请这些人员参与到工科学生的培养,对学生的实践环节的培养和工程能力的提高具有良好的效果。我校给水排水专业近年来遴选了一批设计单位的工作人员,作为生产实习和专业毕业设计的指导老师,取得良好的效果,深受学生欢迎,也为学生就业打下了坚实的工程能力基础。据不完全统计,近几年由设计单位人员参与培养的学生,40%以上的学生在毕业实习与设计阶段就签署了就业意向,其他的学生也在求职过程中体现出较强的工程设计能力与优势。
3.专业教师考核方法。完善工程专业教师考核管理方法。工程专业教师需要具备较高水平的科学研究能力和较强的工程能力。学校应逐步改革配套的师资考核管理办法。对教师的考核从侧重评价研究课题和为主,转化为多种指标共存的考核体系。目前,我校专业教师个人考核主要依据教学和科研工作两方面计算工作量而定。其中,科研工作量扩大了考核指标范围,申请专利、工程项目设计、技术咨询服务等工作均可折算为科研工作量。该举措为教师投入工程实践教育免去了后顾之忧。
四、结论
我校根据专业评估过程中存在的一些问题,通过改革实践,总结出依据注册工程师制度进行专业实践教学计划的改革、加强专业实习基地建设和提高专业教师工程能力的实践教学改革是提高高等工程教育质量,培养一流的工程技术人才的有效措施。实践也证明这些措施取得了一定的效果。近几年笔者所在学校给水排水工程专业学生一次就业率均在90%以上,就业单位涉及设计、施工、管理等各个领域,学生所在单位对毕业生动手能力、实践能力给予了高度评价。然而,注册工程师制度的实施将对高校给水排水工程专业的实践教学影响重大,如何进一步切实加强工程训练,加强实践环节的教学,努力提高学生的工程设计能力,建立起与注册公用设备工程师(给水排水)制度相适应的给水排水工程专业教育将是我们需要不断思考与长期实践的教学改革课题。
参考文献:
[1]张云峰,詹界东,李文.土木工程专业教学改革必须与国家注册工程师制度接轨[J].高等工程教育,2005,14(1):14-16.
关键词:水泵与水泵站;给排水工程;教学质量
中图分类号:S277.92-4
1.前言
《水泵与水泵站》是给排水科学与工程专业的一门重要的专业基础课,既有较强的理论,又与工程实践紧密联系。提高《水泵与水泵站》教学质量,培养学生的工程实践能力,注重学生知识、能力、素质的全面提高,使学生成为高级工程技术人才,是值得我们深入思考的课题。笔者结合自身的教学实践,对该课程的教学进行探讨。
2.《水泵与水泵站》在给排水科学与工程专业中的地位及重要性
水泵是一种应用广泛的水力通用机械,广泛应用于市政建设、农业、工业等各领域。水泵站是给排水工程不可缺少的重要组成部分,是保证给水、排水系统正常运行的重要设施,在给水、排水工程中具有不可替代的作用。
城镇中水的循环是借助于一系列不同功能的水泵站运行来实现的。取水泵站从水源取水将其送至水厂,净化后的清水由送水泵站送到城镇管网中去供用户使用,其工艺流程如图1中的实线所示。对于城镇中排出的生活污水和工业废水,经排水管渠汇集后,由排水泵站将污水抽送至污水厂,经过处理后由另外一座排水泵站排放到江河湖海中区。
3.《水泵与水泵站》的特点
《水泵与水泵站》是给水排水科学与工程专业的一门专业基础课,是学生学习专业课和从事本专业的工程设计、科研和工作必备的理论基础。本课程主要讲述水泵的工作原理、基本性能参数、水泵机组配置、泵站对土建的要求和特点、泵站噪声消除及维护管理方法。是《给水工程》、《建筑给水排水工程》和《排水工程》等专业课的基础课。
通过本课程的学习,可使学生掌握常用叶片泵的基本构造、工作原理、主要性能、运行工况的图解法原理和数解法、水泵机组的调速运行与节能原理;给水排水泵站的机组选择、管道布置、辅助设施、安全环保设施以及变配电设施和自动测控系统等内容与要求。
4.增强《水泵与水泵站》教学质量的几个环节和措施
4.1加强前续基础课的学习
《水泵与水泵站》所需的基础知识主要包括力学、高等数学、电工电子学以及水力学等方面。其前续课程包括《工程力学》、《高等数学》、《电工电子学》、《水力学》等。学生只有很好的掌握了这些课程的基本原理和概念,在学习《水泵与水泵站》时才不会出现知识储备不足。否则,当讲述《水泵与水泵站》时,如果还要教师去回顾和复习原应掌握的力学、高等数学、电工电子学以及水力学的基础知识,那么在现在这种压缩课程学时的趋势下课时将远远不够,很难完成教学计划。所以,加强学生对前续课程的学习,打下牢固的基础知识,是学好《水泵与水泵站》的前提。
4.2注意引导学生将共性的理论知识融会贯通
在《水泵与水泵站》课程中,水泵运行工况的确定、给水泵站的设计和排水泵站的设计,基本原则和理论是相同或相通的,比如给水泵站和排水泵站中都有水量、扬程的计算及相关的水力学公式。有些学生往往不能将这些共性的原理融会贯通,只是为应付考试而死记硬背理论知识,虽然通过了考试,甚至还得到较理想的成绩,一旦碰到实际问题,却不知道如何下手解决。这就需要在课堂教学时着重引导学生掌握基本原理,克服急躁心理,注重对水力学设计的实质性理解,了解给水泵站设计和排水泵站设计的共性,区分各自设计的个性。通过这样耐心细致地对给排水设计中带共性的理论知识的讲解和举例,可以加深学生对基本理论、基本原理的理解和运用,从而能提高学生对理论知识的融会贯通,提高他们在工作实践中解决问题的能力。
4.3注重学生工程设计能力的培养
给排水科学与工程专业的毕业生应该具有较熟练地应用所学专业知识和理论解决实际问题的能力,具有能够从事给排水系统的规划、设计、施工、运行、管理与维护的能力。因此,在专业教学中应注重于提高学生的工程实践能力。
4.3.1课堂教学中规范的引入
专业规范在我们工作中接触最多,也是学生毕业从事工作的基础和依据。随着国家产业政策、社会发展的变化,专业设计规范也在不断的更新,且规范的更新速度远远大于大学教材的更新速度,如何将现行的国家规范融合于教学内容之中,是本科教学必须面对的问题。作为给排水专业课教师有责任在课堂教学中在讲解理论知识的同时,将现行专业规范,行业发展知识传授给学生,实践证明这是比较受学生欢迎的教学方法之一。
4.3.2增加课程设计环节
我校现行的给排水科学与工程专业培养计划,《水泵及水泵站》没有课程设计的环节。《水泵及水泵站》课程设计是在理论教学的基础上,使学生进一步巩固和加深对本课程的基本理论和基本概念的理解,掌握水泵的工作性能、运行工况、串、并联运行工况点的确定;学会水泵选型和水泵配套机组的选择、管道布置、辅助设施及变配电设施的选择及要求;学习给水排水泵站设计的基本知识和基本原理,掌握泵站的工艺设计方法,熟悉相关设计工作的基本程序;提高查阅文献资料、使用设计手册、规范的能力,培养提高学生独立进行方案创作能力、表达能力、工程绘图能力、解决工程实际问题能力及创新能力。
4.3.3工程实践融入到课堂教学
在教学中,学生们往往反映理论听懂了,但在做作业或课程设计时仍感到难以下手。其实课本中的基本理论的内容是很充实的,但对事物的认识有其固有的规律性,即从理论到实践,再从实践到理论的螺旋上升式认识过程。作为双师型专业课教师有责任帮助学生加速完成这一认识过程,在课堂上讲解一些工程实例,对提高学生的学习兴趣和学习效果是有益的,讲解工程案例,应做到少而精,并与课堂教学内容密切相关。在有条件的情况下,将部分课堂教学直接移至现场讲解,既能使学生理论联系实践,增加感性认识,又能做到举一反三,提高其实际解决问题的能力;而且提高了学生的学习主动性和创新意识。这样的教学方法,不仅使教学质量明显提高,对教师从事工程设计、科研也起到积极的作用。
4.4学生自己做设计方案,注重实践能力的培养
泵是给排水行业应用最为广泛的动设备,对泵的选择和使用是工程技术人员需要掌握的基本技能,特别是从事工程设计、施工及设备管理行业的人员,能够根据实际情况选择不同的泵是非常重要的。
根据一个给定的工艺要求,学生要学会自己设计泵站方案,从泵站的选址、布置到泵房布局,泵的排列,到根据设计参数选择不同类型的泵、选择合适的组合形式,都需要学生自己设计方案,老师从旁指导。通过以上锻炼,学生培养了独立进行设计和计算的能力同时也加深对本门课程的认识。
4.5多媒体教学和现场生产实践相结合,提高学生感性认识
在课堂教学中,可以利用多媒体多放映一些不同类型泵的图片和运行动画,以及泵站平面布置和管线布置的图片,增强学生的认识能力,此外,还可安排4学时左右的实践课时,带领学生到现场去参观实习,使学生的知识和实际联系起来,也可取得较好的效果。
4.6课堂提问
课堂提问是教师常常用来考查学生课后复习及课堂理解效果的方法之一,控制及运用的好与坏,也是教学效果好坏的关键之一。往往采用两种方式:第一种方式是课前提问,可帮助学生复习前一次课所学的内容,增强上课效果。第二种方式是在授课中间,让课堂听讲不认真或影响周围其他学生听讲的学生来回答当时的问题,如果回答不出,则予以耐心地讲解和适度地批评。这样让开小差和听讲不认真的学生集中精力,又可以控制课堂秩序。
4.7介绍国内外最新研究动态,扩展学生思维
《水泵与水泵站》是一门发展的学科,科研人员进行了大量的科学研究,每隔几年就会涌现出许多新类型的泵,而教材限于篇幅与时效性,对学生主要起到引其入门的作用。为了扩展学生思维,让学生站在学科前沿的高度理解《水泵与水泵站》的精髓,教师应该多搜集和介绍各类型泵最新动态,使学生达到更高的层次。
此外,还要培养学生自我学习和查阅资料能力,全面提高学生素质除了教师讲授,还可以通过布置一些专题作业,让学生自己去查阅资料进行研究,然后在课堂上自己讨论,使教师的教与学生的学有机地结合起来,互为补充,激发学生的学习兴趣。
5.结语
教材、规范在不断更新和改革,学生的特点也在随时代而变化,作为专业课老师要根据给排水专业的发展方向、学生的特点采取灵活的教学方法,提高专业课程的教学质量。
以上内容是我在《水泵与水泵站》教学中的一点思考和实践,以后还要在教学中不断总结,继续提高教学质量。
参考文献
关键词:案例教学法;《水质工程学II-排水工程》;注册考试
Abstract:From the point of registration examination, it is noted that case analysis should be taken seriously in water supply and drainage system’s undergraduate education. In this thesis, an important specialized course “water quality engineering II- drainage engineering”, was taken as an example, to illustrate the importance of case analysis teaching method; some problems that we should notice are also considered.
Key words: case analysis; “water quality engineering II- drainage engineering”; registration examination
中图分类号:G421 文献标识码:A
一、我国公用设备工程师注册制度
中华人民共和国建设部分别于2004年和2010年《公布注册公用设备工程师和注册电气工程师执业资格考试大纲的通知》和《关于开展注册公用设备工程师、注册电气工程师、注册化工工程师注册工作的通知》,表明我国的注册公用设备工程师等制度趋于完善。其中给水排水工程专业的对口考试科目为注册公用设备工程师-给水排水。注册公用设备工程师-给水排水考试(以下简称注册考试)分为基础考试和专业考试两部分。其中专业考试为整个考试中的重点和难点,考试分两天进行,第二天为专业案例考试
目前,注册考试是给水排水工程专业毕业生在工作中的考试,受到的关注度比较高。鉴于注册考试的重要性,在我们的本科教学过程中,针对此考试的案例特点,采用案例教学法是重要的。
二. 《水质工程学II-排水工程》课程的特点
1.本课程是主干专业课程
本课程是给水排水工程专业的重要的专业课程,是围绕着污水的水质特征与水质指标、水体污染及危害、改善水质的工程学原理、设计计算方法、各种污水处理的理论、方法、技术以及各种污水处理系统而展开的[1]。从专业知识体系上来看,它是专业知识体系中排水工程部分的核心课程;从注册考试内容结构上来看,其领衔的污水处理部分占整个考试内容的30%,故本门课程无论在本科教学还是在专业注册考试中均具有重要意义。
2. 本课程的交叉内容多
本课程涵盖多门课程的知识体系,其前序课程包括《水处理生物学》、《排水管网》、《水泵与水泵站》等课程,这些课程的知识点在本门课程中又有大量的综合性应用。例如《水处理生物学》中氮元素转化的知识点是本课程中生物除氮工艺的重要基础理论;《排水管网》、《水泵与水泵站》中水力计算的内容是本课程中污水厂区高程计算的前提。本门课程的学习一方面需要在前序课程的学习中打好基础,另一方面需要快速的理解能力,将各个知识点融会贯通。
3.课程设计性强
相对于给水处理厂,污水处理厂具有更多工艺流程种类,涉及更多的处理构筑物。例如,活性污泥法,生物膜法,厌氧生物法和自然生物处理系统等处理方法都包含了多种污水处理工艺流程。每一个工艺其设计参数、适用情况等均有所不同,在课程的学习中需要具有归类、甄别、分析的能力。在课程进行的后期,有专门的课程设计环节,每位同学完成一个大的案例设计,即模拟真实的污水来水,进行污水处理厂的设计。本课程的综合性、设计性特点明显。
综上所述,本门课程在给水排水工程专业中地位重要,课程知识点多,涉及的工艺种类多,适合案例分析教学法的进行。依据本门课程的特点,在本门课程中进行案例法教学是很有必要的。
三、运用案例教学法建设《水质工程学II-排水工程》中需要注意的几个问题
1.注重案例库的建设。
案例是案例分析的基本要素,案例的来源,一种来自于注册考试历年案真题及其改编,另一种来自于实习的设计案例及对书本案例的改编。案例库的建设是课程建设的重点,案例的编选一般应遵循以下基本原则。
(1)注意案例的经典性。经典案例在教学过程中有事半功倍的效果,案例首先要根据教学环节和教学内容有针对性地进行收集;其次,在案例编选时须把主要的参数和关键点提示清楚,避免案例无关背景冗长,同时要注意设置必要的干扰数据。
(2)注意案例的实用性。所选的案例中,应多收集那些应用场合多,应用范围广的。这样能够使案例与实际结合紧密,达到最好的教学效果。
(3)注意案例的难易度。案例过难时,学生由于知识、认识等的不足会感到无从下手,消极对待课堂教学,减小参与的兴趣;案例过易时,结果显而易见,也会降低学生的参与度。所以在案例库的建设上也要注意所收集案例的难易程度。
(4)注意案例的更新。任何课程知识都是不断更新发展的,每隔一段时间会有新的知识点得以强化或者弱化,教学和考试中的直观表现为教学大纲和考试大纲的变化。案例库的建设中需追踪这些变化,不断对案例进行更新、更正,确保案例的时效性。
2.注重任课教师的培养。
传统教学中,课堂讲授是中心,教师通过讲课把自己知道的知识传授给学生[2];案例分析教学是教师和学生一起, 共同参与对实际案例的讨论和分析,案例成为构成课堂讨论的基础。
案例教学过程中对教师的要求更高。教师扮演指导者和推动者,引导学生通过讨论、分析得到案例解决的方法。在此过程中,教师既不能无所事事,任课堂自由讨论,也不能严格压制学生不同的思路和方法。这需要教师不但对案例有详细的了解,掌握相关知识点,还需要教师对学生有充分的了解,并且拥有驾驭课堂的能力,以上所列举的技能需要教师通过各种手段进行培养。
3.注意考虑学生的特点。教学过程中会碰到不同的学生,自身条件、布置是否有预习等情况会有差异。针对学生的这种不可控的特点,要丰富自己的案例教学手段,可以通过学生自学、教师讲解、讨论相结合的教学手段,让学生逐步消化案例中的知识点和有关的技术内容;在此过程中要求学生能够通过上述过程中1-2个案例的学习后,做到举一反三,掌握类似案例知识。
参考文献