大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃“留住一桶水”項(xiàng)目的指導(dǎo)體會(huì)

【摘 要】開(kāi)展企業(yè)與高校聯(lián)合實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃“留住一桶水”項(xiàng)目，以大學(xué)一二年級(jí)本科生為成員組織團(tuán)隊(duì)，在團(tuán)隊(duì)組建，背景調(diào)查，方案設(shè)計(jì)，擬解決關(guān)鍵技術(shù)，方案實(shí)施，效果預(yù)測(cè)等方面進(jìn)行了實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練。技術(shù)指導(dǎo)在協(xié)助解決各個(gè)團(tuán)隊(duì)實(shí)施過(guò)程中的各種技術(shù)問(wèn)題中起到重要的作用。項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，激發(fā)創(chuàng)新思維，提高其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，獨(dú)立解決各種技術(shù)問(wèn)題的綜合素質(zhì)，具有良好示范效果。

【關(guān)鍵詞】“留住一桶水”項(xiàng)目；創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)；技術(shù)指導(dǎo)

【作者簡(jiǎn)介】熊小京，廈門大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院，副教授。

大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃作為提高高校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要舉措，倡導(dǎo)以本科學(xué)生為主體的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)改革，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)，逐漸掌握思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法、提高其創(chuàng)新實(shí)踐的能力。每個(gè)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)應(yīng)以確定的項(xiàng)目展開(kāi)，多以團(tuán)隊(duì)的形式，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人與成員均由本科學(xué)生擔(dān)當(dāng)，在技術(shù)顧問(wèn)或?qū)I(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下，在確立項(xiàng)目名稱、研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線，實(shí)驗(yàn)方法，數(shù)據(jù)處理，撰寫項(xiàng)目報(bào)告等環(huán)節(jié)，由團(tuán)隊(duì)自主實(shí)施。

廈門大學(xué)為推進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的實(shí)施，于2011年春季與可口可樂(lè)公司聯(lián)合開(kāi)展了“留住一桶水”項(xiàng)目。 該項(xiàng)目實(shí)施主要目標(biāo)是采用調(diào)研方法收集社區(qū)水資源的使用與供給實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)，綜合分析水資源使用中的問(wèn)題，提出具體的節(jié)水方案，要求具有一定的創(chuàng)新性、實(shí)用性、可操作性、社會(huì)推廣性、以及使用安全性等。主要內(nèi)容包括：（1）社區(qū)水資源使用調(diào)研報(bào)告；（2）項(xiàng)目方案包括名稱、實(shí)施背景、目標(biāo)與內(nèi)容、方案設(shè)計(jì)，擬解決關(guān)鍵技術(shù)、實(shí)施步驟、可行性與預(yù)期效果分析等。要求提出的設(shè)計(jì)方案緊扣調(diào)研發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，撰寫的項(xiàng)目報(bào)告思路清晰，方法正確，結(jié)論可信。

筆者擔(dān)任項(xiàng)目技術(shù)指導(dǎo)，協(xié)助各個(gè)團(tuán)隊(duì)解決項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的各種技術(shù)問(wèn)題，保證項(xiàng)目的實(shí)施質(zhì)量。以下是在指導(dǎo)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中所總結(jié)的幾點(diǎn)體會(huì)，供同業(yè)人士參考。

一、團(tuán)隊(duì)組建

大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)主要參與者是大一和大二學(xué)生，選擇他們組建團(tuán)隊(duì)的原因是他們正處于大學(xué)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)階段，尚未具備一定的較專業(yè)的應(yīng)用知識(shí)與技術(shù)儲(chǔ)備，給他們創(chuàng)造一個(gè)從零開(kāi)始的機(jī)會(huì)，靠他們的智慧和團(tuán)隊(duì)合作精神開(kāi)展項(xiàng)目。通過(guò)在廈門大學(xué)全校范圍內(nèi)征集項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，最終篩選出“下水盜”綠之隊(duì)，“十分之一”和“節(jié)水之旅”3個(gè)團(tuán)隊(duì)。成員來(lái)自環(huán)境科學(xué)與工程系，建筑系，管理系，化工系等不同的專業(yè)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)有3-5名成員，其中選出項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，成員各有分工，根據(jù)特長(zhǎng)需要，分別負(fù)責(zé)策劃用水調(diào)查，查找技術(shù)資料，圖標(biāo)制作，技術(shù)咨詢，材料詢價(jià)等。技術(shù)指導(dǎo)不參與團(tuán)隊(duì)組建與人員分工，團(tuán)隊(duì)人員結(jié)構(gòu)完全是靠團(tuán)隊(duì)內(nèi)部協(xié)商確立，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可及時(shí)調(diào)整，而這些均由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人來(lái)協(xié)調(diào)。

二、用水情況調(diào)查

如何確定“用水調(diào)查方案”是每個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展項(xiàng)目背景這里收集的首要問(wèn)題，這里包括被調(diào)查的社區(qū)地段，調(diào)查問(wèn)卷內(nèi)容，時(shí)間安排等；調(diào)查地段包括學(xué)生宿舍，學(xué)生食堂，教師宿舍樓，學(xué)校周邊的居民區(qū)等。有的團(tuán)隊(duì)制作了帶節(jié)水標(biāo)志的禮品，既增加了被調(diào)查對(duì)象的熱情，又宣傳了節(jié)水知識(shí)。期間團(tuán)隊(duì)成員不斷克服了被拒之門外的心理疑慮，摸清了水資源使用情況。期間筆者組織項(xiàng)目進(jìn)展匯報(bào)，根據(jù)對(duì)各個(gè)團(tuán)隊(duì)提交的“用水調(diào)查報(bào)告”內(nèi)容，與成員們一起研究合理使用自來(lái)水的方法。

三、節(jié)水方案設(shè)計(jì)

“下水盜”通過(guò)學(xué)校宿舍、食堂、教學(xué)樓以及社區(qū)家庭水的用水量情況、回用水二次利用的去向和水質(zhì)要求等，有針對(duì)性的提出一系列切實(shí)可行的節(jié)水方案，即將日常生活用水分為可回收和不可回收兩部分，提出研制一種無(wú)動(dòng)力生活污水分類回用裝置。“十分之一”綠之隊(duì)通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，每天每個(gè)家庭的水龍頭用水量是總用水量的1/2，由于水龍頭開(kāi)得過(guò)大而造成浪費(fèi)的水量是水龍頭出水量的1/5，如能通過(guò)減小水龍頭的旋轉(zhuǎn)角度，即可節(jié)約總用水量的1/10，積少成多，可節(jié)約的水量將非?？捎^。該團(tuán)隊(duì)提出通過(guò)對(duì)水龍頭進(jìn)行改裝，研制一種可對(duì)水龍頭流量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的輔助裝置?！肮?jié)水之旅”通過(guò)調(diào)查學(xué)生宿舍用水情況，發(fā)現(xiàn)每間學(xué)生宿舍洗澡用水約4噸/間/月、沖廁所用水約3.5噸/間/月，如果能夠收集洗澡水來(lái)沖廁所，每間宿舍月節(jié)水量可達(dá)到6噸，為此提出研制一種可利用樓上的洗澡水給下層沖廁的輔助裝置。

各個(gè)團(tuán)隊(duì)所提出的節(jié)水方案均由他們自己設(shè)計(jì)出來(lái)的，技術(shù)指導(dǎo)在項(xiàng)目匯報(bào)會(huì)上對(duì)這3個(gè)方案的針對(duì)性與適用性給予了充分肯定，根據(jù)各個(gè)方案的工作原理指出了其中的創(chuàng)新點(diǎn)與所需關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)也指出方案實(shí)施中的技術(shù)難點(diǎn)，要求各團(tuán)隊(duì)將解決制作關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題作為下一步的工作重點(diǎn)。

四、擬解決關(guān)鍵技術(shù)

“下水盜”方案的關(guān)鍵技術(shù)是能夠使裝置具有對(duì)污水進(jìn)行選擇性的分類回收的功能，隊(duì)員提出用雙向選擇開(kāi)關(guān)的方案，即讓高濁度清洗污水直接排入下水道，讓低濁度清洗污水（如第2-3道洗菜水）排入收集裝置作為回用。技術(shù)問(wèn)題是如何確定雙向選擇開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)，以及低濁度清洗污水收集裝置中的簡(jiǎn)易水處理方法。筆者通過(guò)與該團(tuán)隊(duì)的多次討論，提出采用手動(dòng)轉(zhuǎn)盤式雙向選擇開(kāi)關(guān)以及采用無(wú)紡布過(guò)濾和紫外燈消毒的水處理方法。

“十分之一”綠之隊(duì)方案的關(guān)鍵技術(shù)是在水龍頭旋柄上套上止動(dòng)銷，旋動(dòng)旋柄時(shí)將會(huì)帶動(dòng)止動(dòng)銷，當(dāng)旋開(kāi)角度達(dá)到某一角度時(shí)，止動(dòng)銷銷柄將會(huì)壓縮環(huán)形筒內(nèi)的彈簧，利用彈簧的彈性力，增加人們使用大水量用水時(shí)所需要的開(kāi)動(dòng)水龍頭旋柄的阻力，以合理地限制并提醒使用者要注意用水量的控制。筆者對(duì)解決止動(dòng)銷銷柄的尺寸及彈簧固定方法這一技術(shù)問(wèn)題給予了指導(dǎo)。

“節(jié)水之旅”方案的關(guān)鍵技術(shù)是廢水收集管，沖廁排水口，過(guò)濾消毒器三個(gè)部分的設(shè)計(jì)方法，筆者對(duì)含有濾網(wǎng)、麥飯石和碳12等凈水材料的過(guò)濾器設(shè)計(jì)方法給予了技術(shù)指導(dǎo)。同時(shí)提出采用浮球液位控制器，實(shí)現(xiàn)蓄水箱的水位控制。

五、節(jié)水方案實(shí)施

該階段主要涉及節(jié)水裝置的設(shè)計(jì)與制作，設(shè)計(jì)包括工藝流程圖，裝置組裝圖，部件圖，效果圖等資料的制作，部件圖中須標(biāo)明名稱，材質(zhì)規(guī)格，加工尺寸等設(shè)計(jì)參數(shù)，同時(shí)給出詳細(xì)的使用方法，維護(hù)方法和使用須知等用戶使用說(shuō)明，完成這個(gè)工作需要各個(gè)團(tuán)隊(duì)具有一定的流體力學(xué)，材料力學(xué)，水處理設(shè)備設(shè)計(jì)，建筑給排水，CAD工程制圖等基礎(chǔ)知識(shí)，技術(shù)指導(dǎo)采用組織專題研討形式為各個(gè)團(tuán)隊(duì)補(bǔ)充這些基礎(chǔ)知識(shí)，指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)確定部件的材質(zhì)規(guī)格與加工尺寸；分工安排包括建筑專業(yè)的隊(duì)員負(fù)責(zé)效果圖，環(huán)境科學(xué)專業(yè)的隊(duì)員負(fù)責(zé)工藝圖，化工專業(yè)的隊(duì)員部件圖；通過(guò)參考環(huán)保與化工設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范，與設(shè)備加工廠專業(yè)技術(shù)人員咨詢，對(duì)設(shè)計(jì)制作的節(jié)水裝置的實(shí)用性、可操作性及使用安全性等進(jìn)行完善，設(shè)計(jì)圖與工藝參數(shù)經(jīng)多次修改，最后初步形成完整的設(shè)計(jì)制作方案書。期間技術(shù)指導(dǎo)與各團(tuán)隊(duì)就完善設(shè)計(jì)方案進(jìn)了多次討論，發(fā)現(xiàn)方案的缺陷，集思廣益研究解決方法。

六、可行性與預(yù)期效果

節(jié)水裝置制作材料包括選用市售水暖管件與委托加工相結(jié)合的形式，各團(tuán)隊(duì)根據(jù)材料費(fèi)市售價(jià)格和加工成本，對(duì)裝置制作成本進(jìn)行核算，給出材料清單，在技術(shù)指導(dǎo)的協(xié)助下，對(duì)經(jīng)濟(jì)上的可行性進(jìn)行評(píng)估；通過(guò)對(duì)節(jié)水裝置使用的有效性，可操作性及使用安全性等性能指標(biāo)分析，同時(shí)對(duì)使用節(jié)水裝置所帶來(lái)的社會(huì)效益分析，評(píng)估出預(yù)期效果。

七、團(tuán)隊(duì)的心聲與感言

“下水盜”隊(duì)員的心聲：（1）短短數(shù)周的共事，看著我們破綻百出的方案一點(diǎn)點(diǎn)完善，看著初有些生澀的隊(duì)員們逐漸上手、成長(zhǎng)，看著項(xiàng)目沿著最初規(guī)劃的方向前進(jìn)，看著腦海中構(gòu)建的裝置慢慢成形、進(jìn)步，如同看著新生兒成長(zhǎng)的過(guò)程。這樣的感動(dòng)，非親歷其中不能得；這樣的經(jīng)歷，非躬身其中不能獲。（2）我們?cè)趯?shí)際活動(dòng)中，每個(gè)人都承擔(dān)著不同的角色，分工明確，但每一個(gè)成員的行動(dòng)也都不是盲目的，而是朝著我們的目標(biāo)，共同努力著。如果團(tuán)隊(duì)的成員不能做到朝一個(gè)目標(biāo)和方向努力，這個(gè)團(tuán)隊(duì)就是一個(gè)失敗的團(tuán)隊(duì)。幸好，我們?cè)谶@點(diǎn)上，是朝著一個(gè)方向用力的?！笆种弧本G之隊(duì)的感言：從開(kāi)始報(bào)名到隊(duì)伍選拔、方案調(diào)研、修改策劃、完成報(bào)告前前后后，我們大概經(jīng)歷了大概一個(gè)月的時(shí)間。團(tuán)隊(duì)里的隊(duì)員也在這個(gè)過(guò)程中逐漸的磨合，我們之間的協(xié)作能力與團(tuán)隊(duì)的默契度也逐步提高，隊(duì)員們?cè)诜桨傅耐晟七^(guò)程中也獲益良多。“節(jié)水之旅”的感言：這次課題活動(dòng)我們既付出了艱辛的勞動(dòng)，同時(shí)我們也得到許多收獲，對(duì)環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排多了一份使命和責(zé)任感，在此我們感到很榮幸。

八、結(jié)語(yǔ)

開(kāi)展企業(yè)與高校聯(lián)合實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃“留住一桶水”項(xiàng)目，以大學(xué)一二年級(jí)本科生為成員組織團(tuán)隊(duì)，在團(tuán)隊(duì)組建，背景調(diào)查，方案設(shè)計(jì)，擬解決關(guān)鍵技術(shù)，方案實(shí)施，可行性與預(yù)期效果預(yù)測(cè)等方面進(jìn)行了實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練。技術(shù)指導(dǎo)在協(xié)助解決各個(gè)團(tuán)隊(duì)實(shí)施過(guò)程中的各種技術(shù)問(wèn)題中起到重要的作用。項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，激發(fā)創(chuàng)新思維，提高其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，克服困難，獨(dú)立解決各種技術(shù)問(wèn)題的綜合素質(zhì)，具有良好示范效果。

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【致謝】感謝可口可樂(lè)集團(tuán)廈門分公司及廈門大學(xué)團(tuán)委對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃“留住一桶水”項(xiàng)目的贊助。