給排水科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)的分析與思考

于孝坤 范廷玉 劉少敏 王興明 王順

安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院 安徽淮南 232000

一、概述

專業(yè)實(shí)習(xí)是將理論與實(shí)際有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生更好地理解理論知識的有效途徑。給排水科學(xué)與工程專業(yè)(以下簡稱給排水專業(yè))是一門工學(xué)土木類專業(yè)，專業(yè)本身具有十分明顯的實(shí)踐性、技術(shù)性及綜合性特點(diǎn)，因此本科階段的專業(yè)實(shí)習(xí)是學(xué)生把握專業(yè)發(fā)展方向，將理論應(yīng)用于實(shí)際的關(guān)鍵途徑。從給排水專業(yè)就業(yè)方向來看，本專業(yè)學(xué)生本科畢業(yè)后主要從事工程施工、工程設(shè)計(jì)、工藝運(yùn)行管理、設(shè)備開發(fā)與銷售等方面的工作，這些就業(yè)方向也促使相關(guān)高校需要著重培養(yǎng)給排水專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。

一般來說，給排水專業(yè)有認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及畢業(yè)實(shí)習(xí)等三個實(shí)習(xí)過程。認(rèn)識實(shí)習(xí)一般在第四學(xué)期開設(shè)，主要是讓學(xué)生初步了解到本專業(yè)所涉及的污水處理廠、給水廠處理構(gòu)筑物、建筑給排水管道、設(shè)備的布置及安裝情況，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課前有一個初步的認(rèn)識，帶著問題去學(xué)習(xí)專業(yè)知識。生產(chǎn)實(shí)習(xí)一般在第七學(xué)期開設(shè)，主要是讓學(xué)生深入生產(chǎn)、施工一線，初步掌握設(shè)備及工藝運(yùn)行、建筑給排水系統(tǒng)分類、管道及設(shè)備安裝等內(nèi)容。畢業(yè)實(shí)習(xí)在第八學(xué)期開設(shè)，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)選題，由指導(dǎo)老師安排相應(yīng)的實(shí)習(xí)內(nèi)容，目的是系統(tǒng)、全面地鞏固專業(yè)知識，為順利進(jìn)入工作崗位打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。筆者綜合分析給排水專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)過程，指出目前實(shí)習(xí)過程中存在的問題，并嘗試提出解決方案，以期完善專業(yè)培養(yǎng)方案，提高專業(yè)培養(yǎng)能力與學(xué)生綜合實(shí)踐能力。

二、實(shí)習(xí)教學(xué)中存在的問題

(一)實(shí)習(xí)內(nèi)容不全面，缺少實(shí)習(xí)基地

給排水專業(yè)的理論內(nèi)容主要分為兩個方面，一方面是市政給水排水，主要涉及污水處理廠、給水廠及配套管網(wǎng)系統(tǒng)；另一方面是建筑給水排水，主要涉及建筑物的生活供水系統(tǒng)、污廢水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)及相應(yīng)的設(shè)備。綜合來看，給排水專業(yè)本科生畢業(yè)的主要就業(yè)方向是工程施工行業(yè)及設(shè)計(jì)行業(yè)，這個就業(yè)方向與給排水專業(yè)理論內(nèi)容中的建筑給水排水方面契合度較高，因此從就業(yè)導(dǎo)向來看，建筑給水排水方面的實(shí)習(xí)安排應(yīng)該是專業(yè)實(shí)習(xí)中的重要組成部分。但是就目前相關(guān)高校的實(shí)習(xí)安排來看，市政給水排水方面的實(shí)習(xí)是大部分高校實(shí)習(xí)安排中的主要部分，甚至一些高校沒有安排建筑給水排水方面的實(shí)習(xí)。分析其中的原因，其一，有關(guān)市政給水排水的實(shí)習(xí)基地比較容易找到，城市中的自來水廠、污水處理廠等均可作為實(shí)習(xí)基地，并且安排學(xué)生進(jìn)廠實(shí)習(xí)的可操作性較高且安全風(fēng)險較低；其二，建筑給水排水方面的實(shí)習(xí)內(nèi)容在實(shí)際工程中一般屬于隱蔽工程，即建筑管道、供水設(shè)備在安裝調(diào)試完后會通過一些方式隱蔽起來，這樣對于尋找精準(zhǔn)對口、合適的實(shí)習(xí)基地十分困難，并且安排學(xué)生進(jìn)入施工工地開展實(shí)習(xí)的安全風(fēng)險過高，因此開展建筑給水排水方面的實(shí)習(xí)比較困難。

(二)實(shí)習(xí)過程安排不合理

因?yàn)閷?shí)習(xí)基地一般都是生產(chǎn)場所，考慮到學(xué)生人身安全與生產(chǎn)安全問題，因此實(shí)習(xí)基地在接納學(xué)生實(shí)習(xí)的時候開放程度不高，導(dǎo)致有些實(shí)習(xí)不同階段的實(shí)習(xí)內(nèi)容重合。例如，在認(rèn)識實(shí)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)初步認(rèn)識到污水處理廠相關(guān)處理工藝及處理設(shè)備，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中應(yīng)該讓學(xué)生深入生產(chǎn)車間更深一步了解相關(guān)工藝運(yùn)行的相關(guān)內(nèi)容，但在實(shí)際的實(shí)習(xí)運(yùn)行中，因?yàn)楦鞣N原因，生產(chǎn)實(shí)習(xí)與認(rèn)識實(shí)習(xí)在實(shí)習(xí)內(nèi)容上重合度較高。

傳統(tǒng)的污水處理廠、給水廠實(shí)習(xí)過程中均包含實(shí)地觀察各個處理構(gòu)筑物的內(nèi)容，筆者認(rèn)為此過程十分必要，這對學(xué)生充分認(rèn)識本專業(yè)、親身感受理論知識的落地十分有益。但是由于各處理構(gòu)筑物中的管道布置、設(shè)備安裝、進(jìn)水出水及排泥過程等均很難通過實(shí)地觀察到，在生產(chǎn)現(xiàn)場看到的各個處理構(gòu)筑物僅僅是不同的池子，因此對于這部分實(shí)習(xí)內(nèi)容需要結(jié)合其他教學(xué)形式提高實(shí)習(xí)效果。

一般來說，生產(chǎn)實(shí)習(xí)的時間安排在第七學(xué)期，而這個學(xué)期正是學(xué)生考研復(fù)習(xí)、求職的關(guān)鍵時間。對于大四上學(xué)期的學(xué)生來說，考研與求職是最重要的事，這就不可避免地造成學(xué)生會因?yàn)榭佳袕?fù)習(xí)而不按時上課，造成教學(xué)質(zhì)量下降。

(三)實(shí)習(xí)教師缺乏工程經(jīng)驗(yàn)

近年來，因?yàn)閷I(yè)認(rèn)證及學(xué)科評估的需要，各高校均大量招聘博士研究生層次的人才進(jìn)入教學(xué)隊(duì)伍，這對于培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)十分有利，但是博士們大多缺乏扎實(shí)的本科專業(yè)知識，尤其是缺乏本專業(yè)工程實(shí)踐背景。前文已經(jīng)分析，給排水專業(yè)本質(zhì)上是土木學(xué)科大類下的一個專業(yè)，這就需要教師擁有一定的工程背景，掌握一定的工程知識與實(shí)踐技能，這樣無論是在理論教學(xué)還是在實(shí)習(xí)實(shí)踐中才能游刃有余。

(四)實(shí)習(xí)考核方式不嚴(yán)格

對于實(shí)習(xí)的考核要求一般比較開放，實(shí)習(xí)結(jié)束后需要學(xué)生提交圖紙、實(shí)習(xí)日志、實(shí)習(xí)報告等材料作為成績評定的依據(jù)。一些學(xué)生不能端正實(shí)習(xí)態(tài)度，不能正確認(rèn)識到實(shí)習(xí)的重要意義。學(xué)生中存在實(shí)習(xí)日志、實(shí)習(xí)報告相似的情況，這樣的結(jié)果就是實(shí)習(xí)結(jié)束后，很多學(xué)生很難從實(shí)習(xí)過程中學(xué)到有用知識。分析問題出現(xiàn)的原因，主要是因?yàn)榻處煂W(xué)生的要求過低，成績評定主要通過學(xué)生交上來的材料進(jìn)行評定，而且一般不會給學(xué)生不通過，這樣的評價方式很難促使學(xué)生認(rèn)真對待實(shí)習(xí)過程。

三、實(shí)習(xí)教學(xué)改進(jìn)措施

(一)虛擬仿真教學(xué)

虛擬仿真教學(xué)就是基于計(jì)算機(jī)、多媒體等媒介，利用多維立體、可視化的模擬系統(tǒng)將抽象的復(fù)雜問題以簡單易懂的方式展示出來，能夠有效彌補(bǔ)現(xiàn)實(shí)教學(xué)對于復(fù)雜問題難于分析展示的缺點(diǎn)，也可以加強(qiáng)學(xué)生對復(fù)雜問題的認(rèn)知與理解。自20世紀(jì)80年代起，美國、日本及加拿大等國家的高校陸續(xù)將虛擬仿真技術(shù)及多媒體技術(shù)引入學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)；我國的哈爾濱工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、南開大學(xué)及武漢大學(xué)等高校也在探索相關(guān)應(yīng)用研究。目前鮮有高校針對給排水專業(yè)及環(huán)境工程專業(yè)的實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)。虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)可以打破時間及空間的限制，可以將現(xiàn)場實(shí)習(xí)難以看清的問題清晰地展現(xiàn)出來。比如，關(guān)于給排水專業(yè)建筑給水排水實(shí)習(xí)基地不易尋找的問題，可以將建筑給水排水的實(shí)習(xí)內(nèi)容做成可視化、多維立體的模型，學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)需要自由點(diǎn)擊相應(yīng)的知識模塊，這樣既解決了實(shí)習(xí)地點(diǎn)的問題，也解決了建筑給排水管道、設(shè)備安裝后被隱蔽無法看清的問題。就筆者教授的“建筑給水排水工程”這門課來說，很多知識點(diǎn)均十分抽象，需要運(yùn)用大量的視頻或者3D模型去輔助理解，因此，運(yùn)用虛擬仿真教學(xué)的模式開展建筑給水排水方面的實(shí)習(xí)能夠起到十分理想的效果。在污水處理廠實(shí)習(xí)中，學(xué)生只能看到一個一個的處理構(gòu)筑物，無法清晰地看到構(gòu)筑物中管道的設(shè)置及構(gòu)筑物的運(yùn)行情況，實(shí)地參觀完后再經(jīng)過虛擬仿真系統(tǒng)的學(xué)習(xí)可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

(二)合理設(shè)置實(shí)習(xí)安排

1.科學(xué)安排實(shí)習(xí)時間

給排水專業(yè)的三個實(shí)習(xí)中，在第七學(xué)期開展的生產(chǎn)實(shí)習(xí)容易與學(xué)生考研、求職時間相沖突，筆者認(rèn)為關(guān)于生產(chǎn)實(shí)習(xí)的時間可以根據(jù)主要專業(yè)課的上課時間來確定。一般來說，“水質(zhì)工程學(xué)”與“建筑給水排水工程”需要在生產(chǎn)實(shí)習(xí)前結(jié)束課程教學(xué)。就安徽理工大學(xué)來說，這兩門課在第六學(xué)期均可以結(jié)束，因此可以考慮將生產(chǎn)實(shí)習(xí)的時間調(diào)整至第六學(xué)期的后期，這樣可以避開學(xué)生的考研復(fù)習(xí)時間，既能提高實(shí)習(xí)教學(xué)效果，也能方便學(xué)生。

2.重視實(shí)習(xí)動員，端正學(xué)生態(tài)度

應(yīng)該充分認(rèn)識到實(shí)習(xí)動員的重要意義，實(shí)習(xí)動員可以與學(xué)生充分的溝通，將實(shí)習(xí)的目的、實(shí)習(xí)作用、實(shí)習(xí)安排、考核方式與細(xì)節(jié)及實(shí)習(xí)注意事項(xiàng)等問題交代清楚，讓學(xué)生知道每日的實(shí)習(xí)安排，以便學(xué)生提前做好準(zhǔn)備。安排輔導(dǎo)員老師、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)給學(xué)生上一堂實(shí)習(xí)動員課，強(qiáng)調(diào)實(shí)習(xí)的意義與實(shí)習(xí)的紀(jì)律，提醒學(xué)生認(rèn)識到實(shí)習(xí)也是正常的教學(xué)活動，從實(shí)習(xí)過程及實(shí)習(xí)成果內(nèi)容的提交嚴(yán)格要求每一位學(xué)生，端正學(xué)生對實(shí)習(xí)的態(tài)度，調(diào)動學(xué)生實(shí)習(xí)的積極性與主動性，切實(shí)提高實(shí)習(xí)質(zhì)量。

3.以問題為導(dǎo)向，加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)與實(shí)習(xí)的聯(lián)系

傳統(tǒng)現(xiàn)場實(shí)習(xí)過程中，因?yàn)槿藬?shù)問題、現(xiàn)場擴(kuò)音問題，導(dǎo)致講解人員不能清晰地將知識傳遞給學(xué)生；一些學(xué)生在實(shí)習(xí)中也僅是聽講解然后機(jī)械地記筆記，其他學(xué)生大多走馬觀花地看一遍，并沒有學(xué)到有用知識。針對以上問題，筆者認(rèn)為可以基于課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容設(shè)置關(guān)鍵問題，讓每一位學(xué)生在實(shí)習(xí)之前就明確本次實(shí)習(xí)所要解決的問題是什么。例如，泵站設(shè)計(jì)過程中水泵壓水管與總輸水管的空間連接問題是一個不易理解的難題，學(xué)生在現(xiàn)場實(shí)習(xí)過程中可以重點(diǎn)觀察泵房管道的設(shè)置，從而解決問題。在建筑給排水工程課程設(shè)計(jì)中，建筑熱水系統(tǒng)中冷、熱水管道的同程式布置形式是學(xué)生理解的一個難點(diǎn)，而且即使能夠讓學(xué)生深入工地一線去參觀，因?yàn)樯婕皹菍臃秶^廣，很難完全看清、理解此系統(tǒng)的布置，如果能夠使用虛擬仿真系統(tǒng)作為實(shí)習(xí)手段，基于虛擬仿真系統(tǒng)多維、可視化的優(yōu)點(diǎn)，便可以幫助學(xué)生輕松理解這個問題。這樣將課程設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)問題帶入實(shí)習(xí)中，既可以引起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也能夠促使學(xué)生切實(shí)學(xué)到知識。

作為給排水專業(yè)的學(xué)生，需要學(xué)生在本科階段通過課程設(shè)計(jì)初步掌握圖紙繪制的基本技能。設(shè)計(jì)繪圖是一個由理解到熟練的過程，首先，需要學(xué)生掌握基本原理，看懂圖紙，才能畫出圖紙。但是在日常的設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，僅僅是讓學(xué)生繪出初步設(shè)計(jì)圖紙，這樣的圖紙和工程中的施工圖紙還相差很遠(yuǎn)。在實(shí)習(xí)過程中，可以由指導(dǎo)老師選擇一些學(xué)生繪制的圖紙與現(xiàn)場實(shí)際的構(gòu)筑物形式、管道的連接、工藝的布置等進(jìn)行橫向比較，指出學(xué)生設(shè)計(jì)的問題。其次，可以針對性地選擇一些不易理解的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，在現(xiàn)場結(jié)合圖紙與實(shí)際構(gòu)筑物教會學(xué)生如何設(shè)計(jì)，這樣可以有效加深學(xué)生對知識點(diǎn)、繪圖的理解，也易于引起學(xué)生的興趣。

4.以翻轉(zhuǎn)課堂理念設(shè)置實(shí)習(xí)考核方式

傳統(tǒng)的提交實(shí)習(xí)報告、日志等實(shí)習(xí)考核形式極大地限制了學(xué)生的創(chuàng)造力與主動性，且普遍存在相互抄襲的情況。筆者認(rèn)為實(shí)習(xí)答辯確實(shí)是一種十分有效地引起學(xué)生對實(shí)習(xí)重視及提高實(shí)習(xí)效果的考核形式。實(shí)習(xí)答辯的開展形式首先應(yīng)該分組，盡量控制每組的規(guī)模，從而給每一位學(xué)生足夠的時間進(jìn)行答辯匯報；由實(shí)習(xí)帶隊(duì)老師、專業(yè)課老師、實(shí)習(xí)單位工程師作為答辯老師對學(xué)生答辯進(jìn)行評判；學(xué)生以PPT的形式展示實(shí)習(xí)所見所聞，重點(diǎn)展示學(xué)到了什么、解決了什么問題，還存在哪些問題，有哪些心得體會；由答辯老師有針對性地對學(xué)生提問并幫助學(xué)生解答相關(guān)問題，根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)給出相應(yīng)的得分。這樣的答辯形式可以極大地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力與能動性，使學(xué)生能夠真正地學(xué)到專業(yè)知識。

(三)持續(xù)促進(jìn)教師提高工程實(shí)踐能力

針對高校教師普遍缺少工程背景的情況，筆者認(rèn)為可以從以下幾方面來提高實(shí)習(xí)教學(xué)效果：積極引進(jìn)企業(yè)技術(shù)骨干作為校外導(dǎo)師參與到學(xué)生實(shí)習(xí)過程，優(yōu)化實(shí)習(xí)帶隊(duì)老師組成結(jié)構(gòu)，提高實(shí)習(xí)過程的講解效果。鼓勵一線教師積極報考注冊設(shè)備(給排水)工程師考試、注冊消防工程師考試等，豐富教師的工程理論知識。安排教師利用假期時間深入相關(guān)企業(yè)一線參與生產(chǎn)實(shí)踐，這可以幫助教師有效地將理論知識與實(shí)際結(jié)合，及時更新課本上落后、老舊的知識，有效提高理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)能力。

結(jié)語

實(shí)習(xí)教學(xué)過程應(yīng)該是工科專業(yè)培養(yǎng)新時代創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在新工科建設(shè)及更高的人才培養(yǎng)要求下，高校要敢于打破傳統(tǒng)，打破舊的思維方式，積極探索建立更加科學(xué)、全面、合理的實(shí)習(xí)方案，切實(shí)將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，有效提高學(xué)生的專業(yè)能力與素養(yǎng)，提高高校的人才培養(yǎng)能力與質(zhì)量，為社會輸送更加全面的工程技術(shù)人才。