以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的環(huán)境工程專業(yè)（工程設(shè)計(jì)類）畢業(yè)設(shè)計(jì)過程控制探析

李湘凌，崔康平，許為義，周元祥

摘要：環(huán)境工程專業(yè)（工程設(shè)計(jì)類）畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)和提高學(xué)生工程能力以及分析和解決問題能力的重要實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。本文系統(tǒng)分析我校環(huán)境工程專業(yè)（工程設(shè)計(jì)類）畢業(yè)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)選題、任務(wù)書、資料收集、方案論證、設(shè)計(jì)計(jì)算和制圖等不同階段存在的問題，探討提高學(xué)生方案論證、技術(shù)規(guī)范應(yīng)用等方面的工程能力要求和方法，并提出提高我校環(huán)境工程設(shè)計(jì)類畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量及規(guī)范性的建議。

關(guān)鍵詞：環(huán)境工程；畢業(yè)設(shè)計(jì)；工程能力

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）46-0060-03

一、引言

工科院校主要任務(wù)是培養(yǎng)具有實(shí)際應(yīng)用能力的工程技術(shù)人才，而現(xiàn)有的教學(xué)模式普遍存在“重科學(xué)輕技術(shù)”的傾向，導(dǎo)致工科學(xué)生的工程訓(xùn)練普遍不足，缺乏綜合運(yùn)用多方面知識(shí)解決工程問題的能力。環(huán)境工程專業(yè)是一門工程應(yīng)用型很強(qiáng)的專業(yè)，在工程教育專業(yè)認(rèn)證中把對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考查放在突出位置。在現(xiàn)有的課程設(shè)置和培養(yǎng)模式下，通過實(shí)踐環(huán)節(jié)尤其是畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)提高環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生的工程能力，對(duì)促進(jìn)環(huán)境工程專業(yè)教育的規(guī)范化和提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量具有重要的意義。環(huán)境工程專業(yè)（工程設(shè)計(jì)類）畢業(yè)設(shè)計(jì)目標(biāo)是初步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決環(huán)境污染問題的工程能力。因此，本文基于對(duì)我校環(huán)境工程專業(yè)（工程設(shè)計(jì)類）畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中存在問題的系統(tǒng)分析，針對(duì)不同設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在的問題，探討如何提高學(xué)生方案論證、工程工藝設(shè)計(jì)、技術(shù)規(guī)范應(yīng)用等方面的工程能力并提出建議。

二、畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中存在的主要問題

我校環(huán)境工程專業(yè)（工程設(shè)計(jì)類）畢業(yè)設(shè)計(jì)選題一般源自實(shí)際工程或者虛擬工程，設(shè)計(jì)完成需要經(jīng)歷指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)選題、下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書；學(xué)生依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求收集資料、論證方案（開題報(bào)告）、設(shè)計(jì)計(jì)算（含設(shè)備選型）和工程制圖等階段。由于受多方面因素的影響，環(huán)境工程專業(yè)的工程設(shè)計(jì)類畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量不高，學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)不盡人意，在設(shè)計(jì)不同階段主要存在以下問題：

（一）設(shè)計(jì)選題階段

選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的龍頭，選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素。畢業(yè)設(shè)計(jì)主要目標(biāo)是培養(yǎng)和提高學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力，因此題目難度要適中，涉及的知識(shí)范圍、理論深度要符合學(xué)生在校所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)踐水平。目前，我校畢業(yè)設(shè)計(jì)題目一般由指導(dǎo)老師按照專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際以及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的需要提出，較少考慮到學(xué)生的個(gè)人能力、興趣等方面的差異，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的主觀能動(dòng)性較差，畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量較低。另一方面，部分老師的教育和從業(yè)經(jīng)歷簡(jiǎn)單，缺乏必要的工程訓(xùn)練和工程背景，畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題把握不當(dāng)，影響學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（二）畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書階段

畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書是學(xué)生開展畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的依據(jù)，也是確定設(shè)計(jì)內(nèi)容和深度的重要依據(jù)。目前，設(shè)計(jì)任務(wù)書主要存在著項(xiàng)目概況及基礎(chǔ)資料不完善，設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)成果要求不能滿足工程能力培養(yǎng)的要求等問題。項(xiàng)目概況及基礎(chǔ)資料不完善方面的問題主要體現(xiàn)為缺乏擬建污染控制工程的地區(qū)背景資料、擬建工程場(chǎng)地資料、污染物的來(lái)源及性質(zhì)，處理目標(biāo)不明確等問題，這類問題直接導(dǎo)致學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料不夠，導(dǎo)致學(xué)生設(shè)計(jì)的隨意性，不利于學(xué)生工程思維的培養(yǎng)和提高。設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)成果要求不能滿足工程能力培養(yǎng)的要求，主要體現(xiàn)為技術(shù)方案要求不明確，對(duì)設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)深度、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的規(guī)范性等未提出要求或要求過低，降低了對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)要求。

（三）資料收集階段

資料質(zhì)量和完善程度是保障畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量提高的主要依據(jù)。學(xué)生前期的學(xué)習(xí)以理論學(xué)習(xí)為主，對(duì)設(shè)計(jì)工作認(rèn)識(shí)的片面性，導(dǎo)致大部分學(xué)生對(duì)資料的收集工作僅限于課本或者期刊資料，較少收集相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)范、制圖規(guī)范和實(shí)際工程資料（包括設(shè)計(jì)計(jì)算書和工程圖紙）。規(guī)程規(guī)范性資料缺失直接影響學(xué)生后續(xù)工作的開展，部分基礎(chǔ)差的學(xué)生甚至無(wú)從下手，直接影響學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)工作開展。

（四）方案論證階段（開題報(bào)告）

設(shè)計(jì)方案的合理性直接影響著設(shè)計(jì)進(jìn)度和設(shè)計(jì)質(zhì)量。在方案論證階段，大多數(shù)學(xué)生均能綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)完成方案的論證，但資料收集不全面，對(duì)國(guó)內(nèi)外的處理技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀了解不全面，缺乏對(duì)類似工程的分析和整合能力，不能深入理解設(shè)計(jì)規(guī)范并靈活運(yùn)用，對(duì)污染物的來(lái)源和特性了解不足，設(shè)計(jì)采用工藝流程不合理或存在嚴(yán)重的錯(cuò)誤；另一部分學(xué)生在進(jìn)行方案比較中，較少考慮到經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行等方面的問題，選用的設(shè)計(jì)工藝嚴(yán)重脫離實(shí)際。

（五）設(shè)計(jì)及制圖階段

設(shè)計(jì)及制圖階段是整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中學(xué)生投入時(shí)間最多、最重要的階段。在該階段，學(xué)生要編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)計(jì)算書和所有圖紙的繪制工作，也是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成果的最終體現(xiàn)。通過該階段的工作，能極大程度地提高學(xué)生工程工藝設(shè)計(jì)、技術(shù)規(guī)程、規(guī)范應(yīng)用等方面的工程能力。學(xué)生缺乏工程經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)又不熟悉與設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，不能合理參照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)工作，出現(xiàn)設(shè)計(jì)說明書和設(shè)計(jì)計(jì)算書編寫不規(guī)范，設(shè)計(jì)參數(shù)選取不合理、計(jì)算錯(cuò)誤等問題，甚至出現(xiàn)設(shè)計(jì)用材料或設(shè)計(jì)尺寸嚴(yán)重脫離實(shí)際的設(shè)計(jì)結(jié)果，缺乏工程制圖規(guī)范性的系統(tǒng)訓(xùn)練，少數(shù)學(xué)生甚至缺乏圖幅標(biāo)準(zhǔn)、線型、字號(hào)、字體、標(biāo)注等基本概念，繪制圖紙不能夠執(zhí)行國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)圖紙應(yīng)表達(dá)的內(nèi)容缺乏基本認(rèn)識(shí)，提交的圖紙不能清楚、完整地表達(dá)出工程信息，失去工程圖紙的用途。因此，環(huán)境工程專業(yè)（工程設(shè)計(jì)類）畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)主要存在設(shè)計(jì)選題不當(dāng)、設(shè)計(jì)任務(wù)書內(nèi)容不全、任務(wù)不明確，設(shè)計(jì)工藝選用不合理、設(shè)計(jì)參數(shù)選取不當(dāng)且規(guī)范性差等問題。導(dǎo)致上述問題出現(xiàn)的原因一方面與指導(dǎo)教師缺乏工程背景、指導(dǎo)能力不足有關(guān)，另一方面也與學(xué)生前期工程訓(xùn)練不足、工程經(jīng)驗(yàn)缺乏有關(guān)。

三、畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中工程能力培養(yǎng)要求和方法

畢業(yè)設(shè)計(jì)過程出現(xiàn)上述問題，既有指導(dǎo)教師的原因，也有學(xué)生方面的原因，針對(duì)不同的問題和原因，以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，規(guī)范環(huán)境工程專業(yè)工程設(shè)計(jì)類畢業(yè)設(shè)計(jì)過程，是提高學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效方法。

（一）提高指導(dǎo)教師的工程能力

指導(dǎo)教師的工程能力在設(shè)計(jì)選題階段、任務(wù)書階段及學(xué)生開展具體畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中的監(jiān)督和指導(dǎo)過程中具有重要作用。而目前我校指導(dǎo)教師的工程能力參差不齊，大部分教師從業(yè)經(jīng)歷簡(jiǎn)單，從學(xué)校到高校，缺乏必要的工程經(jīng)歷，因此提高指導(dǎo)教師的工程能力具有現(xiàn)實(shí)的迫切性。提高老師的工程能力和指導(dǎo)能力可從以下幾方面進(jìn)行：（1）定期外聘具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的專家對(duì)指導(dǎo)教師進(jìn)行培訓(xùn)，提高指導(dǎo)教師的工程素質(zhì)。培訓(xùn)可以分為工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范應(yīng)用專題、設(shè)計(jì)方案論證專題、設(shè)計(jì)文件編制規(guī)范專題、工程制圖規(guī)范專題開展專項(xiàng)培訓(xùn)。（2）強(qiáng)化與行業(yè)企業(yè)的聯(lián)系，定期委派教師到企業(yè)接受工程培訓(xùn)。（3）開展指導(dǎo)教師畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)，經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師對(duì)缺乏工程經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)教師起到傳幫帶的作用。（4）設(shè)置雙導(dǎo)師制度，對(duì)缺乏“雙師”（教師、工程師）背景的老師，配置校外具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的工程師合作指導(dǎo)，為了避免校外導(dǎo)師指導(dǎo)流于形式，可采用教研室統(tǒng)一遴選并配置校外導(dǎo)師的模式。

（二）全過程培養(yǎng)學(xué)生工程能力

學(xué)生從設(shè)計(jì)選題開始全過程參與，有利于提高學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的主動(dòng)性和積極性。教師確定的工程設(shè)計(jì)題目選題方向必須符合學(xué)科培養(yǎng)目標(biāo)，符合實(shí)際工程要求；同時(shí)設(shè)計(jì)題目要有難度梯度，對(duì)于基礎(chǔ)較好的同學(xué)，適當(dāng)提高設(shè)計(jì)難度，有利于這部分同學(xué)工程能力、綜合分析和解決問題能力的提高；而對(duì)基礎(chǔ)較薄弱的同學(xué)，在滿足培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低設(shè)計(jì)難度，有利于保護(hù)和激發(fā)同學(xué)的興趣，達(dá)到培養(yǎng)其工程能力的目的。因此，可采用“教師、學(xué)生雙向選擇”的形式確定每個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)題目。教師下達(dá)的任務(wù)書應(yīng)該有統(tǒng)一的內(nèi)容和格式，設(shè)計(jì)任務(wù)中應(yīng)該包括項(xiàng)目概況、項(xiàng)目基礎(chǔ)資料、設(shè)計(jì)原則和要求、設(shè)計(jì)成果要求、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排及應(yīng)收集的資料清單（分類清單）等內(nèi)容。

在資料收集階段，學(xué)生根據(jù)教師下達(dá)的任務(wù)書分類設(shè)計(jì)所需要的資料：（1）根據(jù)污染物的來(lái)源及種類等，收集期刊資料中對(duì)相關(guān)污染物處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀，確定污染物特性，判定新工藝的可行性；（2）收集與擬設(shè)計(jì)的污染控制工程類似的實(shí)際工程資料，包括設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)計(jì)算書和相關(guān)的工程圖紙；（3）收集相關(guān)環(huán)境工程設(shè)計(jì)規(guī)范、構(gòu)筑物規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；（4）收集制圖規(guī)范；（5）收集主要設(shè)備手冊(cè)、五金手冊(cè)、材料手冊(cè)等；（6）收集標(biāo)準(zhǔn)圖冊(cè)。其中資料清單中的前三類類資料是學(xué)生進(jìn)行方案論證、確定設(shè)計(jì)工藝提交開題報(bào)告的依據(jù)，這部分資料收集越全面越有利于方案論證工作的開展。資料后四類是學(xué)生進(jìn)入具體工程設(shè)計(jì)計(jì)算和工程制圖所必需的，資料是否全面直接關(guān)系設(shè)計(jì)規(guī)范化程度。在該階段，指導(dǎo)教師的工作重點(diǎn)是確保學(xué)生收集資料，尤其是規(guī)范的時(shí)效性和全面性。

方案論證階段（開題報(bào)告階段），指導(dǎo)教師工作重點(diǎn)集中在指導(dǎo)學(xué)生如何追蹤技術(shù)前沿、綜合分析各類資料，尤其是前三類資料，指導(dǎo)并幫助學(xué)生進(jìn)行污染物來(lái)源途徑及污染物特性分析，把握各種污染控制技術(shù)及構(gòu)筑物的優(yōu)選原則，最終確定合理的工藝流程，順利完成開題報(bào)告。處理工藝方案一旦確定，設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到處理工程的場(chǎng)地布置和設(shè)計(jì)計(jì)算。一般過程如下：（1）計(jì)算單體構(gòu)筑物或建筑物的尺寸，根據(jù)要求進(jìn)行各構(gòu)筑物選配各構(gòu)筑的附屬設(shè)備；（2）根據(jù)計(jì)算得到的構(gòu)筑物尺寸和場(chǎng)地狀況，結(jié)合場(chǎng)地布置原則完成各單體構(gòu)筑物的平面布置；（3）計(jì)算構(gòu)筑間及構(gòu)筑物的阻力損失，在此基礎(chǔ)上完成處理工藝的高程布置；（4）完成設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)說明書，設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)說明書按照工程設(shè)計(jì)要求，制定統(tǒng)一的格式。在整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，指導(dǎo)教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生規(guī)范理解和應(yīng)用的指導(dǎo)，幫助學(xué)生理解設(shè)計(jì)參數(shù)選取的差別和合理選擇設(shè)計(jì)參數(shù)的重要性，確保學(xué)生設(shè)計(jì)參數(shù)選取合理。環(huán)境工程專業(yè)的工程設(shè)計(jì)需要提交的工程圖紙一共有3類：平面布置圖、高程布置圖、構(gòu)筑物圖。不同類型的圖紙技術(shù)要求不同，指導(dǎo)教師要根據(jù)不同類型的圖紙，對(duì)學(xué)生提出不同的要求，該階段重點(diǎn)幫助學(xué)生理解工程圖紙的規(guī)范性，提高學(xué)生工程圖紙的繪制能力，逐步培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。

四、結(jié)語(yǔ)

學(xué)生工程能力的培養(yǎng)和提高是工科院校的核心任務(wù)之一，畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生離開學(xué)校步入社會(huì)前重要的模擬實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)雖然短暫（14周），但可以有效提高學(xué)生的工程能力、知識(shí)整合能力以及分析問題和解決問題的能力。提高環(huán)境工程設(shè)計(jì)類畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量及規(guī)范性，亟待開展以下工作：

1.加強(qiáng)教師培訓(xùn)，使其具備良好的工程能力、指導(dǎo)能力及正確的指導(dǎo)方法，指導(dǎo)教師全過程跟蹤學(xué)生的設(shè)計(jì)，并分階段對(duì)學(xué)生提出具體設(shè)計(jì)要求。

2.引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，能根據(jù)指導(dǎo)教師對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排開展相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作。

3.針對(duì)我校環(huán)境工程專業(yè)尚無(wú)工程設(shè)計(jì)類的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，工程設(shè)計(jì)類的畢業(yè)設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)范化要求的現(xiàn)狀，盡快制定環(huán)境工程專業(yè)（工程設(shè)計(jì)類）畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，保障工程設(shè)計(jì)類畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)范性和質(zhì)量。

4.建立科學(xué)的工程設(shè)計(jì)類畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，客觀公正評(píng)價(jià)我校環(huán)境工程專業(yè)（工程設(shè)計(jì)類）畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

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