給水排水工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探討

李 霞 廖 艷 賈昌梅

廣東石油化工學(xué)院化工與環(huán)境工程學(xué)院 廣東茂名 525000

給水排水工程專業(yè)是一門工科專業(yè)，學(xué)生畢業(yè)后大多從事實(shí)際工程應(yīng)用工作。2011年1月8日，教育部下發(fā)《教育部關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的若干意見》，明確指出卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的基本原則為“行業(yè)指導(dǎo)、校企合作、分類實(shí)施、形式多樣”。培養(yǎng)卓越工程師，需要認(rèn)真做好每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)[1]。這對(duì)給水排水專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新的目標(biāo)和更高的要求。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校培養(yǎng)高素質(zhì)合格人才的重要環(huán)節(jié)之一。給排水工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生在大學(xué)期間實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高級(jí)階段，是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用基礎(chǔ)理論知識(shí)與方法，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題能力的教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生獲得實(shí)際技能,形成就業(yè)能力，培養(yǎng)創(chuàng)新、創(chuàng)造能力，構(gòu)建全面能力結(jié)構(gòu)的重要時(shí)期[2]。

1 目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題

我校給水排水專業(yè)成立已整整20年，給水排水專業(yè)的專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)和環(huán)境工程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過于相近。給水排水專業(yè)的專業(yè)主干課程給水工程、排水工程等都相應(yīng)開設(shè)給水工程實(shí)驗(yàn)和排水工程實(shí)驗(yàn)，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要有：自由沉淀、澄清、混凝、吸附、氣浮、過濾、離子交換、反滲透等單元實(shí)驗(yàn)。這些專業(yè)主干課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和模式與環(huán)境工程專業(yè)水污染控制工程等開設(shè)的水污染控制工程實(shí)驗(yàn)相近，僅側(cè)重于開設(shè)各單體構(gòu)筑物的單元實(shí)驗(yàn)及研究，缺乏整套工藝流程的工程系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究，給水排水的學(xué)生無法明確自己的專業(yè)特點(diǎn)，容易與環(huán)境工程專業(yè)方向混淆。

如何改進(jìn)教學(xué)模式，使專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更接近工程性，突出專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)培養(yǎng)“卓越工程師”具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 給水排水新型“模型式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革思路與方法

針對(duì)所存在的問題，本研究以給水工程為例，通過在給水工程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入自來水廠布置及全套流程裝置模型，進(jìn)行給水排水專業(yè) “模型式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革，對(duì)調(diào)動(dòng)教師教學(xué)的主動(dòng)性和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性都能起到良好的促進(jìn)作用。

2.1 建立以自來水廠主系統(tǒng)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式

根據(jù)以往的教學(xué)模式，開設(shè)給水工程實(shí)驗(yàn)時(shí)，和環(huán)境工程一樣，僅從全部單元實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中選符合大綱要求的6～8個(gè)單元實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。例如過濾實(shí)驗(yàn)，僅需在單元構(gòu)筑物“無閥濾池”上完成實(shí)驗(yàn)，分析準(zhǔn)備好的水樣進(jìn)出無閥濾池的水質(zhì)情況，觀察濾池效果即可，無需考慮其他構(gòu)筑物有沒有相關(guān)影響，缺乏水廠工藝流程的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)。給水排水專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后，大多從事給水排水工程設(shè)計(jì)、施工工作，學(xué)生應(yīng)該在掌握單元實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，更加側(cè)重于系統(tǒng)地掌握全套流程裝置的整體運(yùn)行狀況，并熟悉各構(gòu)筑物的工程結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)施工及整體布置，以便畢業(yè)后從事相應(yīng)的給水排水工程設(shè)計(jì)工作。

因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入 水廠布置及全套流程裝置模型， 建立以自來水廠工藝流程系統(tǒng)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，提高專業(yè)認(rèn)識(shí)。主要有以下兩點(diǎn)：(1)在模型展示中提高工程感觀性。在開展實(shí)驗(yàn)時(shí)，可通過全套流程裝置模型展示水廠從進(jìn)水到出水的整體工藝流程布置，把原來單獨(dú)開設(shè)的過濾、自由沉淀、活性炭吸附等單元實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地展示在流程中，通過這種展示，學(xué)生可以熟悉各構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)原理，也可觀察水廠各單元構(gòu)筑物之間的高程關(guān)系及其設(shè)計(jì)的重要性，為以后設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。(2)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。由于模型的引進(jìn)，給水工程實(shí)驗(yàn)也可圍繞該模型開展設(shè)計(jì)性工程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)由“獨(dú)立型”轉(zhuǎn)向“系統(tǒng)型”，學(xué)生可以根據(jù)設(shè)計(jì)的流程連接各單元構(gòu)筑物，模擬水廠設(shè)計(jì)運(yùn)行效果，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并思考改進(jìn)的措施；由此，不僅能讓學(xué)生學(xué)到觀察、分析、推理、判斷、歸納總結(jié)的技能，而且能結(jié)合專業(yè)理論進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，從而更好地理解專業(yè)理論知識(shí)，全面訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、工程?yīng)用能力、綜合創(chuàng)造能力，掌握解決工程實(shí)際問題的方法。

通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M運(yùn)行水廠的設(shè)計(jì)效果，突出專業(yè)的工程性，學(xué)生在夯實(shí)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的同時(shí)，還體現(xiàn)出了水廠全套流程的工程設(shè)計(jì)，明確給排水專業(yè)的工程設(shè)計(jì)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)“給水排水實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)”三位一體的一體式教學(xué)。

2.2 建立給水排水模型設(shè)計(jì)等實(shí)踐活動(dòng)，構(gòu)建新型模式

創(chuàng)新教育中，創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)和訓(xùn)練是重點(diǎn)[3]。給水排水工程學(xué)生在扎實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，需具有較強(qiáng)的分析研究和實(shí)踐創(chuàng)新能力，才能在以后的工作中解決工程技術(shù)難題，這需要不斷地進(jìn)行各種形式的強(qiáng)化訓(xùn)練，開發(fā)學(xué)生的各種潛能。

2011年10 月，我校首次在2009級(jí)給水排水專業(yè)學(xué)生中舉行 “第一屆給水排水模型制作大賽”，學(xué)生通過自由組隊(duì)，制作相關(guān)給水排水專業(yè)模型參賽。比賽有以下特點(diǎn)：

(1)模型范圍：給水排水專業(yè)方向?yàn)橹?，①建筑給水排水方向：生活(或消防或合用)水箱、生活(或消防或合用)水池、消火栓箱、建筑給水(或排水、消防)管道系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)；②室外給水排水方向：室外小區(qū)給水(或排水)管道系統(tǒng)、檢查井、隔油池、化糞池；③給水廠和污水廠方向：沉淀池、濾池、清水池、曝氣池等。相關(guān)設(shè)計(jì)尺寸均可參考相關(guān)教材，或從網(wǎng)上下載相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖片和設(shè)計(jì)圖紙作為模型參考尺寸，要有相應(yīng)模型的基本簡(jiǎn)圖。

(2)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)模型的整體完整美觀程度、實(shí)用性、創(chuàng)意、工藝等方面進(jìn)行評(píng)比。

(3)學(xué)生層次：不同層次的學(xué)生可根據(jù)自己的綜合素質(zhì)、知識(shí)結(jié)構(gòu)、理解能力和實(shí)踐水平等，自主選擇設(shè)計(jì)水廠的單體構(gòu)筑物或水廠整體裝置模型進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，通過實(shí)驗(yàn)試運(yùn)結(jié)果或創(chuàng)新程度等方式進(jìn)行評(píng)選，提高學(xué)習(xí)的興趣。

通過查閱課外資料與動(dòng)手制作模型，增加學(xué)生對(duì)專業(yè)相關(guān)知識(shí)的了解，從理論知識(shí)聯(lián)系到實(shí)際的工作構(gòu)件，加深學(xué)生對(duì)各構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)形狀及原理的認(rèn)識(shí)和了解，另一方面，可促進(jìn)班級(jí)間的交流，營(yíng)造更好的學(xué)習(xí)氛圍，教學(xué)由“被動(dòng)式”轉(zhuǎn)為“主動(dòng)式”，為學(xué)生提供 “創(chuàng)新”的模擬平臺(tái)。

3 實(shí)踐與效果

3.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)突出本專業(yè)方向，區(qū)別環(huán)境工程，工程性突出

通過教學(xué)實(shí)踐，本屆學(xué)生較往屆學(xué)生專業(yè)認(rèn)識(shí)明確，通過對(duì)水廠總體布置的感觀形象認(rèn)知，對(duì)各構(gòu)筑物的具體結(jié)構(gòu)有更深入的體會(huì)；同時(shí)，本屆學(xué)生在進(jìn)行相應(yīng)課程的課程設(shè)計(jì)時(shí)，例如，給水廠課程設(shè)計(jì)、污水處理廠課程設(shè)計(jì)等，比往屆學(xué)生更能理解設(shè)計(jì)的原理和基礎(chǔ)，更能注意設(shè)計(jì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)時(shí)的細(xì)節(jié)問題，設(shè)計(jì)更完善，更合理，各門課程設(shè)計(jì)平均成績(jī)比往屆高2～4分，為畢業(yè)后較快地勝任實(shí)際工作打下工程基礎(chǔ)。

3.2 有利于提高學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力、提高教學(xué)效率

通過模型比賽，學(xué)生在自主進(jìn)行水廠模型設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)主動(dòng)參觀實(shí)驗(yàn)室水廠模型或上網(wǎng)查找相關(guān)資料并進(jìn)行思考，一方面，加強(qiáng)了工程設(shè)計(jì)能力，創(chuàng)新能力，另一方面，提高了自主學(xué)習(xí)的能力，營(yíng)造了濃厚的學(xué)習(xí)氣氛，班級(jí)凝聚力加強(qiáng)。由于狀態(tài)積極向上以及對(duì)專業(yè)認(rèn)識(shí)深刻，2009級(jí)學(xué)生多人次獲得院校級(jí)優(yōu)秀獎(jiǎng)學(xué)金，班集體也多次獲得院級(jí)優(yōu)秀稱號(hào)；2013年1月，全級(jí)77人中有17人參加考研，創(chuàng)往屆學(xué)生考研比例的高峰；在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，領(lǐng)悟程度和設(shè)計(jì)能力較往屆都有很大的提升。

4 結(jié)束語

深化教學(xué)改革是適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)高層次人才培養(yǎng)的重要保證[3]。通過不斷的改革，近年來，我校給水排水工程畢業(yè)生就業(yè)率達(dá)100%，其中珠三角地區(qū)就業(yè)率達(dá)90%以上，有部分學(xué)生考上華南理工大學(xué)等重點(diǎn)院校研究生。實(shí)踐表明，“模型式”教學(xué)有利于大學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng), 加強(qiáng)課程的綜合性和實(shí)踐性。只有提高學(xué)生的實(shí)際操作能力和綜合素質(zhì)，才能將大學(xué)生培養(yǎng)成德智體全面發(fā)展的專業(yè)型人才。

[1]王少坡,孫力平,盧靜芳.給水排水工程專業(yè)畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)改革新思路[J].中國建設(shè)教育,2012(3):79-81.

[2]魏立明,賈雪.建筑電氣與智能化專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].中國建設(shè)教育,2012(3):73-75.

[3]黃海峰.基于建構(gòu)主義的建筑給水排水工程教學(xué)模式探討[J].高等建筑教育,2008,17(6):76-79.