面向卓越工程師培養(yǎng)的給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程實(shí)踐教學(xué)改革

員 建 李文樸 汪艷寧 田素鳳 丁艷梅

天津城建大學(xué) 天津 300384

卓越工程師培養(yǎng)專題

面向卓越工程師培養(yǎng)的給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程實(shí)踐教學(xué)改革

員 建 李文樸 汪艷寧 田素鳳 丁艷梅

天津城建大學(xué) 天津 300384

給排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程是給排水專業(yè)重要核心課程之一，其理論性、應(yīng)用性及實(shí)用性均較強(qiáng)。為達(dá)到卓越工程師培養(yǎng)要求的工程實(shí)踐能力及設(shè)計(jì)能力強(qiáng)的要求，在構(gòu)建與之相適應(yīng)的課程培養(yǎng)方案及大綱的基礎(chǔ)上，從教材的選取及內(nèi)容的講授方面注重綜合應(yīng)用及工程實(shí)際能力的培養(yǎng)，理論聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)化主要的實(shí)踐環(huán)節(jié)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在鞏固、擴(kuò)大、加深已有知識的基礎(chǔ)上，具有進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)、獨(dú)立解決問題的能力。

卓越工程師；給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)；實(shí)踐教學(xué)

給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)是給排水專業(yè)的核心課程之一，主要講授給水的輸送和分配以及廢水的收集和輸送，管道系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的理論、工程設(shè)計(jì)與管網(wǎng)的管理、維護(hù)和運(yùn)行調(diào)度的基礎(chǔ)理論和工程技術(shù)。課程后續(xù)的課程設(shè)計(jì)及涵蓋于畢業(yè)設(shè)計(jì)中的部分是其主要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。為適應(yīng)對卓越工程師培養(yǎng)提出的：創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)[1]，應(yīng)從多個(gè)方面對該課程體系進(jìn)行改革，特別是實(shí)踐教學(xué)方面。課程內(nèi)容及教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)重點(diǎn)突出工程概念，創(chuàng)新授課形式，改善課程的知識結(jié)構(gòu)，重視加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)和提高。

1 建立與培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的培養(yǎng)方案及大綱

新的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)在新的培養(yǎng)方案及大綱中有所體現(xiàn)。我校給排水專業(yè)于2011年正式啟動(dòng)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(以下簡稱“卓越計(jì)劃”)。根據(jù)對卓越工程師提出的要求，結(jié)合我校的辦學(xué)特色，將給排水科學(xué)與工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)定位于“應(yīng)用型卓越工程師”，并以期通過校企聯(lián)合模式的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)有課程體系設(shè)置的基礎(chǔ)上對培養(yǎng)方案進(jìn)行更新制訂。給排水專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)方案，設(shè)計(jì)了“知識—能力—素質(zhì)”一體化培養(yǎng)的理論教學(xué)體系，重點(diǎn)從強(qiáng)化學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力方面，構(gòu)建給排水專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)踐教學(xué)方案。由于給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)是一門理論性、應(yīng)用性及實(shí)用性均較強(qiáng)的課程[2]，因此將主要的實(shí)踐環(huán)節(jié)—給水管網(wǎng)、排水管網(wǎng)課程設(shè)計(jì)時(shí)間各延長為2周，并對設(shè)計(jì)應(yīng)完成的內(nèi)容提出深度要求。增加企業(yè)實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)階段，包括企業(yè)導(dǎo)師到校指導(dǎo)及學(xué)生到現(xiàn)場參觀等。涵蓋于畢業(yè)設(shè)計(jì)及各項(xiàng)實(shí)習(xí)中的內(nèi)容也通過到企業(yè)接觸實(shí)際工程進(jìn)行。同時(shí)對教學(xué)大綱要求掌握和熟悉的部分進(jìn)行修改和完善，重點(diǎn)突出工程化概念。通過以上實(shí)踐環(huán)節(jié)的加強(qiáng)，增強(qiáng)了學(xué)生工程實(shí)踐能力和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。

2 課堂教學(xué)的內(nèi)容突出工程化概念

2.1 結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo) 合理選取教材 優(yōu)選講授內(nèi)容

在“卓越計(jì)劃”通用標(biāo)準(zhǔn)(討論稿)中，對本科層次工程師的知識與能力要求包括[3]“具有綜合運(yùn)用所學(xué)科學(xué)理論、分析和解決問題方法和 技術(shù)手段分析并解決工程實(shí)際問題的能力，能夠參與生產(chǎn)及運(yùn)作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并具有運(yùn)行和維護(hù)能力”即“卓越工程師”計(jì)劃對學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力提出了更高的要求。因此首先從教材的選取及內(nèi)容的講授方面應(yīng)注重綜合應(yīng)用及工程實(shí)際能力的培養(yǎng)。目前我校給排水普通本科教學(xué)采用的是給水排水專業(yè)指導(dǎo)委員會推薦的《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》，該教材整合給水管網(wǎng)和排水管網(wǎng)成一個(gè)統(tǒng)一的內(nèi)容體系，并引入了國內(nèi)外最新的管網(wǎng)理論和科技成果[4]，使用本教材可使同學(xué)們對本領(lǐng)域的最新技術(shù)及發(fā)展方向有較全面的認(rèn)識和掌握，但理論性較強(qiáng)，特別是給水管網(wǎng)部分，對管網(wǎng)模型及優(yōu)化設(shè)計(jì)理論講解系統(tǒng)。而由嚴(yán)煦世主編的舊教材《給水工程》及《排水工程》(上)在設(shè)計(jì)計(jì)算方面編寫較好。尤其是給水管網(wǎng)的工程設(shè)計(jì)，從給水系統(tǒng)的組成布置、規(guī)模計(jì)算到系統(tǒng)的水力計(jì)算、系統(tǒng)的工作情況等，具有較好的系統(tǒng)性。排水管網(wǎng)采用水力計(jì)算圖和水力計(jì)算表進(jìn)行計(jì)算，較新教材采用的公式計(jì)算法更方便使用，學(xué)生易掌握[5]；因此，在教學(xué)過程中，我們將新舊教材結(jié)合使用，完善教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。

2.2 理論與實(shí)踐內(nèi)容相結(jié)合

給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程理論性很強(qiáng)，實(shí)踐性也很強(qiáng)，而想讓同學(xué)在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)將理論內(nèi)容掌握，并應(yīng)用于工程實(shí)踐，就應(yīng)在課堂教學(xué)過程中，注重理論與實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合。在課程教學(xué)中我們通過兩方面進(jìn)行。一是工程實(shí)例的列舉，將理論知識通過實(shí)例闡述其在工程中的具體應(yīng)用，如實(shí)例講解如何依據(jù)定線原則進(jìn)行管網(wǎng)的布置及給水管網(wǎng)管徑的確定，以天津市某一給水工程管網(wǎng)設(shè)計(jì)為例，將比流量、沿線流量、節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算及流量分配等貫穿其中，達(dá)到理論與實(shí)際工程的結(jié)合。二是現(xiàn)場教學(xué)，對給排水管道的材料、附件、附屬構(gòu)筑物等帶學(xué)生到實(shí)物現(xiàn)場結(jié)合使用講解，使課堂抽象的知識具體化，易于學(xué)生理解應(yīng)用。

3 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程的主要實(shí)踐環(huán)節(jié)為課程設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容在畢業(yè)設(shè)計(jì)中也有所體現(xiàn)。按照對卓越工程師培養(yǎng)的要求和“卓越計(jì)劃”的特點(diǎn)，即行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程；學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才；強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力[6]。我校卓越班的給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程實(shí)踐有課程設(shè)計(jì)及企業(yè)實(shí)訓(xùn)兩個(gè)環(huán)節(jié)。主要通過校企聯(lián)合進(jìn)行，由企業(yè)導(dǎo)師和校內(nèi)教師聯(lián)合指導(dǎo)。

3.1 增加課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及深度

課程設(shè)計(jì)時(shí)間(企業(yè)實(shí)訓(xùn))為4周，較普通班增加兩周，給水管網(wǎng)和排水管網(wǎng)各進(jìn)行兩周，卓越班的課程設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)時(shí)間、深度、實(shí)訓(xùn)時(shí)間及指導(dǎo)方面均較普通班有所加強(qiáng)。設(shè)計(jì)的內(nèi)容為選取某市一個(gè)區(qū)域的規(guī)劃圖，進(jìn)行給水及排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)。給水管網(wǎng)主要結(jié)合城市對供水水量水壓的要求，進(jìn)行給水系統(tǒng)的布置、管網(wǎng)的定線及水力計(jì)算。給水管網(wǎng)平差部分采用計(jì)算與應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件相結(jié)合的方法，深化課程內(nèi)容，使同學(xué)掌握一些目前設(shè)計(jì)行業(yè)使用的借助計(jì)算機(jī)完成的計(jì)算程序及方法。企業(yè)導(dǎo)師結(jié)合實(shí)際工程講解設(shè)計(jì)繪圖應(yīng)達(dá)到的階段及深度。給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)制圖在完成給水管網(wǎng)布置及管道縱剖面圖的基礎(chǔ)上，增加管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)詳圖，見圖1和圖2(本校2011級卓越班劉暢同學(xué)課程設(shè)計(jì)圖)。通過以上過程的訓(xùn)練，使同學(xué)對管道的實(shí)際連接、閘閥的設(shè)置、節(jié)點(diǎn)詳圖的表示方法均有深入的理解。排水管網(wǎng)主要進(jìn)行排水體制的設(shè)計(jì)、污水、雨水管網(wǎng)的定線及管徑的確定，同時(shí)為使同學(xué)更清晰地理解跌水井，在繪圖方面增加了雨水管道縱斷面圖，為更深入地理解溢流井，學(xué)有余力的學(xué)生還可以做截流式合流制排水系統(tǒng)，并為日后參與合流制改造工程項(xiàng)目打下基礎(chǔ)。

圖1 課程設(shè)計(jì)給水管網(wǎng)縱斷面圖

圖2 課程設(shè)計(jì)管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)示意圖

3.2 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中進(jìn)一步加強(qiáng)工程實(shí)踐

畢業(yè)設(shè)計(jì)是高校培養(yǎng)工程類人才的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生走向工作崗位的一次重要的實(shí)習(xí)[7]。我校卓越班的水處理工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)方向題目以工程實(shí)際中的設(shè)計(jì)項(xiàng)目為題，分為給水處理和排水處理兩個(gè)方向，均包括給水管網(wǎng)和排水管網(wǎng)部分，其在設(shè)計(jì)的規(guī)模和深度方面較課程設(shè)計(jì)有所加強(qiáng)。增加給水管網(wǎng)及排水管網(wǎng)布置方案的比選，在進(jìn)行技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)上對所選定的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)際工程要求增加部分大樣圖，如給水管的過河、過鐵路等。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)階段對給排水管網(wǎng)的工程實(shí)踐，使同學(xué)們不僅對本部分的內(nèi)容有較好的工程實(shí)際訓(xùn)練及掌握，而且對與管網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的部分，如水泵的選取，水泵房的設(shè)置與管網(wǎng)計(jì)算的要求及二者的銜接等均有較好的理解和掌握。

4 結(jié)束語

“卓越計(jì)劃”要求培養(yǎng)出高質(zhì)量的具有創(chuàng)新能力和較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的給水排水工程技術(shù)人才，實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)達(dá)到增強(qiáng)創(chuàng)新能力、具有獨(dú)立分析問題和解決問題的能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。給排水管網(wǎng)系統(tǒng)是實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)核心課程，通過對課程設(shè)計(jì)的深化及以實(shí)際工程為題目進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程，加強(qiáng)了學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，使學(xué)生在鞏固、擴(kuò)大、加深已有知識的基礎(chǔ)上，具有了進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)、獨(dú)立解決問題的能力。

[1]陳希.著力培養(yǎng)卓越工程師后備人才[N].人民日報(bào),2010-07-09.

[2]張建鋒,黃延林.基于“卓越工程師”目標(biāo)下的給水排水工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào):社會科學(xué)版,2011,30(5):93-96.

[3]高等學(xué)校土建學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會給水排水工程專業(yè)指導(dǎo)委員會.全國高等學(xué)校土建類本科教育培養(yǎng)目標(biāo)和培方案及主干課程教學(xué)基本要求:給水排水工程專業(yè)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004.

[4]嚴(yán)煦世,劉遂慶.給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.

[5]汪艷寧,員建,李文樸.面向卓越工程師培養(yǎng)的給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程教學(xué)改革[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2014,207(23):57-59.

[6]盧清華,李先祥,葉樹林.面向卓越工程師培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)改革探索[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2013,11(3):39-42.

[7]王占勇,陳惠芬,徐家躍.卓越工程師培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)模式探索[J],河南教育,2012(4):36-37.

Practice Teaching Reform of Water Supply and Drainage Network System Based on Excellent Engineer Training

Yuan Jian, Li Wenpu, Wang Yanning, Tian Sufeng, Ding Yanmei
Tianjin Chengjian University, Tianjin, 300384, China

Water supply and drainage network system course is one of the important courses for water supply and drainage specialty. Its theory, application and practicality are high. In order to achieve the excellent engineer training requirements of the engineering practice ability and design ability requirements, in the foundation of the training plan and outline and adapt to the curriculum, cultivate comprehensive application and practical ability from the selection of teaching material and teaching contents, theory and practice, and strengthen the graduation practice course the design of the main design, enable the students to consolidate the foundation, expand and deepen the existing knowledge on the actual engineering design, have the ability to solve problems independently.

excellent engineer; water supply and drainage network system; practice teaching reform

2016-12-13

員建，碩士，教授。

天津城建大學(xué)教改項(xiàng)目(編號：JG-YBZ-1529)天津城建大學(xué)精品課程《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》。