環(huán)境科學(xué)專業(yè)城市給水排水課程設(shè)置及教學(xué)改革探討

鄧國志 石先陽 孫慶業(yè)

[摘 要]本文通過分析高校環(huán)境科學(xué)專業(yè)城市給水排水課程設(shè)置及教學(xué)存在的問題，指出高校要明確城市給水排水課程在環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)體系中的作用，注重課程之間的銜接。在課程教學(xué)過程中，可以實行多教師分模塊教學(xué)，根據(jù)不同內(nèi)容采用黑板板書、多媒體結(jié)合仿真軟件演示及項目驅(qū)動等教學(xué)方式。 同時，加強課程內(nèi)容更新，增加與課程內(nèi)容相關(guān)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是提高城市給水排水教學(xué)效果的重要途徑。

[關(guān)鍵詞]城市給水排水；課程設(shè)置；教學(xué)改革；實踐教學(xué)；項目驅(qū)動

[中圖分類號] G642.3 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）08-0100-03

城市給水排水是很多高等院校環(huán)境科學(xué)專業(yè)開設(shè)的一門應(yīng)用型較強的專業(yè)選修課程[1]。該課程主要介紹城市給水和排水工程規(guī)劃的有關(guān)專業(yè)基本理論和知識，涉及水力學(xué)與水泵基本知識，城市給水與配水工程規(guī)劃原則、步驟，城市給水、排水系統(tǒng)組成、功能，城市給水與排水管網(wǎng)水力計算等。課程涉及的內(nèi)容比較廣，覆蓋了理論力學(xué)、化學(xué)、材料、水文、市政工程等諸多領(lǐng)域。

近幾年來，國內(nèi)高校環(huán)境科學(xué)專業(yè)的城市給水排水大多出現(xiàn)課堂教學(xué)效果不佳，學(xué)生理解不透徹的現(xiàn)象。針對此現(xiàn)象，我們結(jié)合安徽大學(xué)多年來城市給水排水課程教學(xué)經(jīng)驗，對課程設(shè)置及教學(xué)中存在問題及采取的教學(xué)策略進行總結(jié)，為高校環(huán)境類專業(yè)城市給水排水教學(xué)改革提供借鑒。

一、城市給水排水課程設(shè)置存在的問題

1.城市給水排水課時不足、教學(xué)目標(biāo)難以實現(xiàn)

城市給水排水課程的開設(shè)旨在讓學(xué)生初步掌握城鎮(zhèn)給水排水管道系統(tǒng)設(shè)計理論知識及設(shè)計方法，具備進行取水工程、輸配水工程、城市污廢水及雨水收集系統(tǒng)的初步設(shè)計的能力，為今后進行給水、排水工程規(guī)劃及城市給水、排水管網(wǎng)設(shè)計、施工管理和科學(xué)研究等工作打下基礎(chǔ)，是一門應(yīng)用性課程。由于該課程涉及給水和排水兩個方面的內(nèi)容，正常教學(xué)需要72學(xué)時。為了貫徹“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、強能力、高素質(zhì)”高等教育指導(dǎo)方針，加上一些學(xué)校實行3學(xué)期制，導(dǎo)致專業(yè)課學(xué)時數(shù)不斷壓縮，如安徽大學(xué)一度將城市給水排水的課時壓縮到36學(xué)時。在如此少學(xué)時的條件下，為了完成課程教學(xué)任務(wù)，老師只能挑選課程的部分章節(jié)進行講解，導(dǎo)致不同章節(jié)內(nèi)容跳躍性較大，學(xué)生理解不透，教學(xué)效果較差，難以實現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)。

2.城市給水排水與環(huán)境科學(xué)專業(yè)課程體系脫節(jié)

目前，我國高校環(huán)境科學(xué)專業(yè)大一、大二的時候主要是開設(shè)化學(xué)類和生物類基礎(chǔ)課，這些課程理論性較強，而應(yīng)用性相對較弱。到大三、大四才開設(shè)幾門工程類課程，如環(huán)境工程學(xué)、城市給水排水等。上述工程類課程涉及流體的力學(xué)性質(zhì)及流體輸送設(shè)備及原理，需要開設(shè)一些前期基礎(chǔ)課程，如理論力學(xué)、流體力學(xué)、水泵及水泵站等課程，但是在一些高校沒有考慮工程類專業(yè)課和基礎(chǔ)課之間的關(guān)聯(lián)，并未開設(shè)上述課程，導(dǎo)致城市給水排水課程與環(huán)境科學(xué)專業(yè)其他課程脫節(jié)。

二、城市給水排水課程教學(xué)存在的問題

1.城市給水排水課程內(nèi)容更新不及時

當(dāng)前我國城鎮(zhèn)化處在高速發(fā)展階段，各種給水排水新材料、新方法、新設(shè)備、新規(guī)范不斷涌現(xiàn)，但這些新材料、新方法、新設(shè)備、新規(guī)范未能及時在教材中得到體現(xiàn)[2]。如“室外排水設(shè)計規(guī)范（GB50014-2006）”經(jīng)過多次修訂，現(xiàn)使用的是“室外排水設(shè)計規(guī)范（GB50014-2016）”，但教材內(nèi)容尚未及時修訂。由于客觀條件制約，知識點的選擇和安排仍保持傳統(tǒng)教學(xué)理念，新技術(shù)、新思想等知識點增加緩慢。此外，各高校所用教材內(nèi)容體系趨于雷同，教材的知識內(nèi)容體系創(chuàng)新性不夠，沒有體現(xiàn)出作為應(yīng)用性課程所要求的提高學(xué)生解決實際問題能力的內(nèi)容體系，與現(xiàn)階段生產(chǎn)實際要求存在一定的差距。

2.城市給水排水教學(xué)模式單一[3]

當(dāng)前我國各高校電化授課比較普遍，但城市給水排水課程通常以傳統(tǒng)的“填鴨式教學(xué)”、“灌輸式教學(xué)”和“應(yīng)試式教學(xué)”課堂授課為主。這些傳統(tǒng)授課模式側(cè)重于聚合思維的培養(yǎng)，而與創(chuàng)新有關(guān)的發(fā)散思維培養(yǎng)和訓(xùn)練沒有受到應(yīng)有的重視，在工科院校中尤為突出。授課過程中老師充當(dāng)解說員，將教材中的知識點灌輸給學(xué)生，對基本理論給出權(quán)威推導(dǎo)過程；學(xué)生被動聽課，完成作業(yè)，缺乏對所學(xué)知識自主、自發(fā)地進行思考的機會，導(dǎo)致學(xué)生的主體性沒有得到充分重視，因而難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

3.城市給水排水考核方法單一

課程教學(xué)考核是課程教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)，科學(xué)、合理的考核方式在某種程度上能指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式[4]。目前大部分學(xué)校采取期末考試的方式，多以考試成績?yōu)橹?，平時成績?yōu)檩o，這種僅對知識記憶和背誦的考核方式，不利于反映出學(xué)生的真實能力，特別是實踐能力和分析能力[5]。更有一些學(xué)校，在考試前出現(xiàn)老師給學(xué)生劃重點及考試范圍的現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生只要考前臨時突擊背下考試范圍內(nèi)的知識點即可考好的心理，那些平常不認真學(xué)習(xí)但短時記憶能力強的學(xué)生也能考出不錯的成績，這樣的考核不僅達不到想要的教學(xué)效果，還打擊了平常認真學(xué)習(xí)的這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同時考核的試題類型也過于呆板，無非是名詞解釋、選擇題、判斷題、簡答題、計算題、論述題之類的題型，這種考核方式只能測試出學(xué)生考試期間對教材知識強化記憶程度，卻忽視了學(xué)生的分析問題、解決問題能力及實踐能力。更重要的是，當(dāng)學(xué)生走進生產(chǎn)單位從事城市給水排水設(shè)計等工作時，常出現(xiàn)“眼高手低”的問題。

4.城市給水排水缺少配套的實踐教學(xué)

目前，現(xiàn)有的城市給水排水教材的內(nèi)容多以理論為主，經(jīng)典的案例不多，導(dǎo)致授課教師只能以課堂理論教學(xué)為主，很難將實踐教學(xué)內(nèi)容貫穿于課堂教學(xué)中[6]。因此，學(xué)生只能學(xué)到抽象的理論知識，而無法感受到和挖掘出知識深層次的內(nèi)涵，更別提去運用所學(xué)知識。

此外，由于學(xué)時少、教學(xué)內(nèi)容多，加上許多企業(yè)鑒于安全方面的考慮，不愿接收大量學(xué)生到現(xiàn)場參觀學(xué)習(xí)等客觀條件的限制，致使一些高校在制訂課程教學(xué)大綱時也只安排了課堂教學(xué)，基本上沒有配套的實習(xí)，即使有，也只是在課堂教學(xué)之外安排一次或有限的幾次現(xiàn)場觀摩學(xué)習(xí)。如帶領(lǐng)學(xué)生到污水處理廠和自來水廠參觀是我國很多高校環(huán)境科學(xué)生產(chǎn)實習(xí)的一項主要內(nèi)容，學(xué)生看到的只是給水處理或排水處理某一階段的現(xiàn)場運作狀態(tài)，很難看到整個給水、排水具體運營情況及給水排水管網(wǎng)設(shè)施的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致課堂教學(xué)和工程實踐之間嚴重脫節(jié)，學(xué)生工程實踐能力不能得到充分鍛煉[7]。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的弱化，導(dǎo)致學(xué)生對實踐缺乏一種感性認識。

三、城市給水排水課程教學(xué)改革策略

1. 開設(shè)先行基礎(chǔ)課程

為了提高城市給水排水課程的教學(xué)效果，首先要明確城市給水排水類課程在環(huán)境科學(xué)專業(yè)課程體系中并不是一門孤立課程，開設(shè)該門課程之前需要學(xué)生掌握理論力學(xué)、流體力學(xué)、水泵及水泵站等課程相關(guān)內(nèi)容。針對環(huán)境科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方案，結(jié)合各學(xué)校環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)特色，培養(yǎng)計劃可以分為環(huán)境化學(xué)、環(huán)境生物、環(huán)境工程等若干個方向，在第二學(xué)年末，根據(jù)學(xué)生的興趣對環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生進行分流，對選擇環(huán)境工程類方向的學(xué)生，開設(shè)與城市給水排水相配套的理論力學(xué)、流體力學(xué)、水泵及水泵站等課程，強化這些課程在環(huán)境科學(xué)專業(yè)課程體系中的地位和作用。

2. 豐富課堂授課方式

由于流體力學(xué)、水泵、給水管網(wǎng)、排水管網(wǎng)等相關(guān)知識存在一定差異，建議相應(yīng)模塊可以由不同專業(yè)背景的教師分別承擔(dān)，發(fā)揮不同教師的專業(yè)特長，能取得更好的教學(xué)效果[8]。在教學(xué)中注重教學(xué)方法的探索和改進，注重學(xué)習(xí)成效，特別是注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力，切實符合“教、學(xué)、做”合一的原則。針對不同內(nèi)容采用不同授課方式。講授流體力學(xué)水頭損失理論時，需要推導(dǎo)伯努利方程，計算流體水頭損失，該部分教學(xué)內(nèi)容復(fù)雜，需要嚴密數(shù)學(xué)推導(dǎo)，這時就適宜采用黑板板書的形式授課，以板書代替多媒體教學(xué)，這樣既能吸引學(xué)生的注意力，同時又能給學(xué)生留有較多的思考時間。講到水泵結(jié)構(gòu)、工作原理及水泵性能參數(shù)時，可以采用多媒體結(jié)合仿真軟件演示的教學(xué)方式。針對給水及排水工程規(guī)劃，采用項目驅(qū)動教學(xué)方式，將具體計算過程結(jié)合到一個具體工程項目的設(shè)計計算中，使計算思路更加清晰，目標(biāo)更加明確，可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在講解給水管網(wǎng)設(shè)計時，將給水管網(wǎng)教學(xué)軟件用作教學(xué)的輔助工具，這些軟件也是未來工作實踐過程中必須掌握的工具。此外，在課程教學(xué)過程中，還可以聘請一些校外工程設(shè)計單位，如市政規(guī)劃設(shè)計院、市政工程建設(shè)公司的專家、高級工程師進行課程的講解，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3. 加強實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié) [9]

實習(xí)是增強學(xué)生動手能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。城市給水排水課程是環(huán)境科學(xué)專業(yè)一門應(yīng)用性較強的專業(yè)課程，既包括給水管網(wǎng)、排水管網(wǎng)水頭損失理論，又包括城市給水、排水工程規(guī)劃及給水、排水管網(wǎng)設(shè)計應(yīng)用技術(shù)。為了使學(xué)生更好地鞏固課程理論學(xué)習(xí)的相關(guān)內(nèi)容，必須設(shè)置課程相關(guān)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，強化學(xué)生解決實際問題的能力。通過實習(xí)，能夠使學(xué)生更好地掌握城市給水排水工程規(guī)劃及設(shè)計的程序、方法和技能?？梢缘揭恍┏鞘凶詠硭畯S、取水泵站、排水泵站及城市新區(qū)給水、排水管網(wǎng)鋪設(shè)工程現(xiàn)場參觀學(xué)習(xí)，這是學(xué)生掌握城市給水、排水設(shè)計施工等課程內(nèi)容的重要途徑。

4.采取靈活多樣的考核形式

過去，城市給水排水這門課程與其他課程一樣，考試方式較為簡單，多采用閉卷筆試，題型多為名詞解釋、選擇題、簡答題和計算題[10]。這樣的考試方式?jīng)]有很好地體現(xiàn)環(huán)境學(xué)科的特點，容易在學(xué)生頭腦中形成固定的解題定式。因此，教師應(yīng)根據(jù)本課程的特點，采用靈活多樣的考核方式，加強解決工程實踐技能的考核，以提高學(xué)生的綜合能力。如在授課過程中，當(dāng)講到泵的選型原則及步驟時，布置一項“小型污水處理廠需要各種類型機械泵的選型”的任務(wù)供學(xué)生課后完成，讓學(xué)生根據(jù)課堂上講授的機械泵選型原則、程序及依據(jù)，查閱相關(guān)文獻資料，確定污水處理廠各處理單元所需要泵的數(shù)量、類型、流量、揚程。講到城市給水工程規(guī)劃時，可以給出某一城鎮(zhèn)人口、氣候，水源、地質(zhì)、道路、用水定額等背景資料，讓學(xué)生完成等該城鎮(zhèn)給水工程總體規(guī)劃。將每次課后任務(wù)成績按比例計入學(xué)生的總成績中，而閉卷考試成績只占總成績的50%。

四、結(jié)語

城市給水排水是環(huán)境科學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)課程，高校必須明確其在專業(yè)培養(yǎng)體系中的作用，注重課程教學(xué)方式的探索和改進，將課堂教學(xué)和實踐教學(xué)有機結(jié)合。該門課程可以由不同專業(yè)背景的老師承擔(dān)不同內(nèi)容模塊的教學(xué)任務(wù)，達到取長補短，充分發(fā)揮各專業(yè)老師的專業(yè)特長，提高課程教學(xué)效果，達到課程培養(yǎng)目標(biāo)。為了更好地完善課程教學(xué)，除了在課程教學(xué)中傳授基本知識，還要設(shè)置與課程內(nèi)容相對應(yīng)的課外實踐，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。以上為針對國內(nèi)不同高校環(huán)境科學(xué)專業(yè)城市給水排水課程設(shè)置和課程教學(xué)存在問題及改革策略的一點思考，以期能在環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案制訂及課程教學(xué)改革方面起到些許促進作用。

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[責(zé)任編輯 鐘 嵐]