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【關鍵詞】工程教育 理論教學 實踐教學 獨立學院
【中圖分類號】TU991 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)06-0246-02
傳統的給水排水工程專業教育培養體系均以給水工程、排水工程為核心。圍繞此核心,分別設置《給水管網》、《取水工程》、《城市給水處理》、《工業給水處理》、《排水管網》、《城市污水處理》、《工業廢水處理》等主干課程。
為強調水處理理論的整體性和實用性,給水排水工程專業指導委員會建議各高校對原給水工程和排水工程課程體系進行改革,建議開設《水質工程學》課程。[1]《水質工程學》將傳統教學中的《城市給水處理》、《工業給水處理》、《城市污水處理》、《工業廢水處理》課程內容進行整合優化,突出水質工程學技術發展并精簡了學時。目前,許多一、二類高等院校已采用《水質工程學》教材。
華中科技大學武昌分校作為年輕的獨立學院,明確“培養應用型人才”的辦學定位,確定“夯實理論基礎、強化實踐環節、突出專業特色”的辦學方針。我校給水排水工程專業緊扣教學定位,結合生源的綜合能力和素質,因材施教,決定以培養學生掌握基礎理論知識、掌握基本專業技能為教學目的,向設計院、給(污)水處理廠、安裝設備公司及施工單位輸送應用型人才。因此,仍然延用傳統的教學培養體系,按照子工程的分類、工藝流程中各處理單元的先后順序安排教學內容,而《城市給水處理》就是給水排水工程專業教學培養體系中一門不可或缺的重要課程。
1.課程發展主要歷史沿革
自2003年我校給水排水工程專業建立以來,《城市給水處理》是該專業必修的主要專業課程之一。《城市給水處理》課程的主要任務是通過課堂、實踐教學環節,運用各種教學手段和方法,使學生掌握城市給水處理各組成單元的基本概念、基本原理、基本設計計算方法。
我校給水排水專業從03級開始開設《城市給水處理》課程,總學時為56學時,其中理論課48學時、實驗課8學時。為符合我校培養應用型人才的辦學宗旨,09級開始該門課程總學時調整48學時(其中理論課40學時、實驗課8學時),另外增加1.5周課程設計、1周認識實習及4周生產實習予以補充實踐教學。
2.教學內容組織的方式及目的
2.1課堂教學內容
根據我校重點培養應用型人才的要求,在教學指導思想上,充分認識到《城市給水處理》工程應用性強的特點,因此,非常重視工程能力的培養,工程教育貫徹于課程始終。課堂教學中,除了講授基本理論、基本概念之外,介紹給水處理的方法,給水處理系統中各處理單元的計算方法及工程設計是本課程的重點教學內容。
表1 《城市給水處理》課程內容、課時安排
2.2 實踐教學內容
(1)課程設計
課程設計的內容是城市給水處理廠的設計,目的使學生運用所學的知識對源水進行處理時應該掌握的基本原理,處理工藝,處理設備的選擇與計算,繪圖的基本技能。布置“××給水處理廠設計”任務,要求學生在1.5周的時間內,根據處理水量將各處理單元設計出來,并對給水廠進行整體設計,以此來強化學生對所學內容作進一步的深入理解。
(2)實驗
本課程共開設4個實驗,1個實驗為綜合性實驗,3個實驗為驗證性實驗,涉及到混凝、沉淀、濾料篩分、地表水處理等。學生在給定的實驗條件下,通過實際的操作,將所學的理論得到實際的檢驗,并培養學生的創新能力。
(3)實習與畢業設計(論文)
實習和畢業設計不是本課程的課內任務,但屬于與本課程密切相關的實踐教學環節。認識實習主要參觀城市給水處理廠,使學生對給水處理有一定的感性認識和了解;生產實習主要讓學生在給水處理廠具體操作,對工藝過程以及管理方面有更加具體的學習和掌握。給水工程是畢業設計(論文)重要選題方向。通過畢業設計的訓練,能夠使學生在面對真實性設計題目時了解給水處理廠設計的全過程,鞏固本課程的專業知識,進而培養學生分析和解決實際問題的能力。
3.理論教學和實踐教學方式結合
怎樣做到工程教育貫徹于課程始終,是一個值得思考的問題。多年來,本課程在理論教學和實踐教學的內容安排、有機整合方面,主要做了以下工作:
3.1 理論講授結合設計案例
(1)講授完第一章“給水處理概論”后,播放本班同學參加認識實習時錄制的DVD,讓同學們回憶起參觀過的各個處理構筑物,使工藝處理流程在腦海中逐漸清晰,并且能活躍課堂氣氛,提起學習的興趣。
(2)第二、三、四、五、六章教學內容設計:先講授基本概念、基本理論(機理);其次講授工程應用池型(設備)、工作過程及設計要點;再次各個處理單元挑出經典池型(設備),結合CAD工藝構造圖,穿插例題分析;最后教會學生看懂各處理單元CAD工藝構造圖并完成設計計算作業。
這樣的教學安排從理論到應用、從抽象到具體、深入淺出。在此過程中,學生不但掌握了基本原理及理論,還能學會設計計算并且學會看懂工藝圖紙,了解課程設計和畢業設計的內容及要求。
(3)第七章“水廠設計”結合課程設計內容和要求,講解經典案例。要求學生把各處理單元聯系成一個整體,從宏觀方面全方位考慮給水廠的設計。
3.2 實踐教學鞏固基礎理論
(1)認識實習
設置認識實習課程,在學習《城市給水處理》理論課之前,通過有針對性的參觀實習,使學生及時理論聯系實際,加深對理論知識、關鍵技術的認識和理解,激發了學生的積極性和主動性,培養了其針對實際問題,去粗取精、有的放矢、勇于迎接挑戰和解決問題的能力。
在參觀過程中,注意錄制DVD供課堂教學使用。
(2)實驗教學
混凝、沉淀(澄清)、過濾三個主要處理工藝均設置對應的驗證性試驗,通過試驗現象的觀察和試驗數據的記錄,掌握處理理論(機理)。
綜合性實驗是利用學校周邊(校內)的水源,由學生自主設計工藝流程,逐漸由以教師“教”為中心的教學模式向以學生“學”為中心的教學模式轉化。通過教學模式的轉化,在設計型實驗的教學中,學生參與實驗準備、實驗設計、完成實驗,提出問題,討論分析問題,深化理論知識,發揮學生在實驗過程中的自主性,激發了學生學習的積極性。
(3)課程設計
作為給水排水工程專業的學生必須具備系統全面的“工程設計能力”,這是開設“課程設計”的設計思想。使學生掌握給水處理廠的工藝設計計算、繪圖。課程以基本原理為指導,以工程應用為背景,強調理論與實踐相結合,著重培養學生獨立分析問題和解決問題的能力。
(4)生產實習、畢業設計(論文)
生產實習、畢業設計(論文)是鞏固理論知識,有機聯系專業基礎和專業核心課程的兩個關鍵教學環節。在這兩個環節里,同學們可以仔細觀察構筑物的構造,了解構筑物的工作過程,重點研究課堂上不能理解的知識點。通過實習和畢業設計訓練,學生初步掌握了設計、施工、運行、管理等各個步驟以及設計計算方法。為今后的工作奠定基礎。
3.3教學資料輔助
(1)教材補充。因仍然延用傳統的教學培養體系,我校給水排水工程專業選用《給水工程(第四版)》(國家“九五”重點教材,1999年出版)作為教材,教材中的設計參數已經不符合《室外給水設計規范》(GB50013-2006)的要求。因此,在總結多年教學經驗的基礎上,結合教材、設計手冊和設計規范編寫《城市給水處理廠設計》講義,供學生參考。
(2)CAD圖紙收集。工程實踐教學不能脫離工程圖紙。為了讓學生充分了解處理構筑物的構造和工作原理,平時注意收集市政設計院的工程實例圖紙或完成質量好的畢業設計圖紙,供課堂上講解。現已將部分圖紙一并編寫到《城市給水處理廠設計》講義中。
4.總結
水工程事業在不斷發展,教材也在不斷更新,雖然我校給水排水工程專業仍在延用傳統教學體系,但是在《城市給水處理》課程建設過程中,應時刻把“理論知識和實踐知識有機結合”作為指導思想,同時在教學模式、教學方法與手段上進行改革,使得其符合獨立學院的特點。
以上內容是我在《城市給水處理》教學中的一點思考和實踐。今后的教學工作中還要不斷探索、研究與實踐,使該課程的教學體系更加完善。
參考文獻:
[1]給水排水工程專業指導委員會.全國高等學校土建類專業本科教育培養目標和培養方案及主干課程教學基本要求.給水排水工程專業(2004)專業建設[M].北京:中國建筑工業出版,2004:24-27.
【關鍵詞】建筑給水排水工程 工程應用 課程教學 案例式教學
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2015)23-0063-02
建筑給水排水工程是高等學校給排水科學與工程專業的核心課程之一,是銜接市政給水系統和市政排水系統的重要組成部分,在學科課程體系中占有重要位置。該課程既包含相應的理論知識,同時又具有工程性、實踐性和專業性的特點。近年來隨著建筑行業的快步發展,給排水專業畢業生畢業后從事建筑給排水相關工作的比例越來越大。給排水科學與工程專業的就業形勢和培養目標均對學生掌握工程應用能力、快速適應實際工作需要提出了更高的要求。如何從工程實際出發,切實提高建筑給水排水工程課程的教學質量,對整個給排水科學與工程專業人才培養具有重要影響。針對以上要求,筆者結合近年來的教學工作實際,就以下教學工作實際進行總結。
一 貼合工程實際,改進教學方法
1.結合工程實際,把握教學目標
建筑給水排水工程課程教學內容豐富,相關基礎知識與實踐應用內容也較為繁多,但多數高校該課程的開課學時多為48~56學時(含4~8學時的現場實踐教學)。在有限的教學課時內,要想進一步提高學生工程應用能力,在實際的授課中必須有計劃、有針對性地對授課內容進行篩選和排查,制訂出一個適合工程應用能力培養的教學大綱。授課時需要結合工程應用的具體要求,對各章節的授課深度和重點難點進行把握。例如,教材在講到消防系統中消火栓的具體布置要求和方法時,大部分教材中只是介紹了單排2股水柱和多排2股水柱等簡單布置形式及要求,如果教師不結合建筑類型向學生具體講明消火栓的布置技巧,多數學生并不能在結束本節的學習后真正理解如何合理地布置消火栓。所以教師授課過程中應注意結合工程應用,確定教學目標、突出重點、突破難點,真正幫助學生提高解決實際問題的能力。
2.采用案例式、啟發式教學
建筑給水排水工程這門課程主要教學要求是讓學生掌握建筑給排水工程的基本知識、設計方法和要求,為其將來從事建筑給水排水工程的設計、施工及運行管理工作打下基礎,本課程與工程應用結合十分緊密。許多學生剛接觸本門課程時,由于沒有感性認識和實踐經驗,缺乏實例的授課模式常使學習枯燥乏味,制約了課堂教學效果。而且課程內容本身較為繁瑣,教學過程中容易形成灌輸式、填鴨式的教學模式,造成學生平時只是粗略聽一聽,考前集中突擊背誦知識點,嚴重影響了課程教學的效果。教師采用案例式、啟發式教學則可以有效避免上述現象。在建筑給水排水工程課程教學中可依照內容章節分為若干任務,如給水系統、排水系統、消防系統等,每種系統再結合不同類型的建筑條件圖,如住宅、辦公樓、旅館等,即成為較為典型的設計案例。在每一章授課前,教師可先向學生講述相應的工程案例,讓學生理解即將講授知識的具體應用,充分調動學生學習的積極性。通過生動的案例讓瑣碎的知識點系統化,更有助于學生深入掌握基本知識。在教材理論知識授課結束后,再將實際工程實例布置為大作業,讓學生通過實際的工程設計和計算,鞏固、檢驗所學的內容。
通過案例式教學還可以提高學生的積極性和好奇心,充分發揮和培養學生的自學能力。借助工程案例,可以培養學生主動發現問題、解決問題的能力。建筑給排水涉及非常多的設計規范和設計圖集,只有充分調動學生的積極性,發揮其自主學習能力,才能使學生更加扎實地掌握有關知識,提高工程應用的能力。
二 結合工程實際需要,更新、補充教學內容
1.加強對新技術、新方法的補充
在當前階段,建筑給排水工程中新技術、新材料、新設備不斷涌現,并被快速應用到實際工程的設計、施工和管理中。但這些新技術從開始應用到被大家普遍認可,再到寫入教材、編入教學大綱,常常有一定的滯后性。所以當前的教材和教學大綱中更多體現的是一些傳統經典的知識與理論。如給水系統中疊壓供水設備、小區排水工程使用的HDPE雙壁波紋管管材、排水系統特殊單立管通氣方法等內容均在一些教材和教學大綱中未能充分體現。另外,學生在完成這些內容的學習之后,還需要2年左右時間才能真正走上工作崗位。所以,客觀上加大了這種教與學、學與用的滯后時間,加大了學生在走出校門之后對實際工作的磨合、適應的難度。因此,教師在授課過程中結合工程實際補充建筑給排水工程新技術、新方法是很有必要的。
2.突出新要求、新規范
各種建筑給排水相關的設計規范和設計手冊本身就是建筑給水排水工程課程教材編纂時的重要參考資料。相對于教材,設計規范和手冊更加貼近實際的工程應用。在授課過程中,要鼓勵學生閱讀規范、理解規范,進而掌握并應用規范,這是提高學生工程應用能力的重要方法。
近年來隨著建筑工程的快速發展和人們對水資源的重視,新的技術規范和技術要求也不斷出現,如《消防給水及消火栓系統技術規范》(GB50974-2014)、《細水霧滅火系統技術規范》(GB50898-2013)等。新的規范通常針對的都是實際工程中出現的新情況、新問題,對原有規范不適合實際應用的條文進行重新修訂和組織。如《消防給水及消火栓系統技術規范》對高位消防水箱的設置要求更為嚴格,其容積大小也有進一步的要求。類似內容理應是建筑給水排水工程課程中學生應及時掌握的重要內容。但在實際授課中,所用教材仍引用舊版規范的原有要求,這應得到及時更正和補充。要讓學生在掌握建筑給排水設置的傳統慣例之余,能理解最新的設計要求及原因,同時了解本行業最新的發展情況。
三 改革課程考核方式
課程的考核對學生的學習具有較大的引導作用。建筑給水排水工程課程考核依然采用較傳統的平時出勤、課后作業和期末考試的考核方式,可能在學生結合工程實際應用的效果引導上存在一定的局限性。
首先,如上所述,在授課過程中針對那些實際工程案例教學可布置成大作業的形式,再輔以課堂討論,引導學生對此類工程案例進行總結和分析。這種與案例式教學相適應的大作業加課堂談論的考核方式可以有效地督促學生加強工程應用能力的鍛煉。
另外,在期末考試的開、閉卷形式上也有必要進行一些調整。我們安排課程考試時,對具體考核內容進行區別對待,采用開、閉卷結合的方式進行課程考核。對建筑給排水的一些常識性、基礎性的理論內容,采用閉卷考試來測試學生掌握程度;對工程性、綜合性的內容,因為涉及一些基礎數據、公式和計算表格,可采用開卷考試來檢查學生解決工程應用問題的能力。
四 在實踐環節上進行改革和優化
與建筑給水排水工程課堂授課相對應,課程結束后一般需開設一定學時的生產實習與課程設計。這兩個實踐環節對學生掌握基本的建筑給排水工程應用能力具有相當大的作用。但因種種原因,實習與課程設計環節常常未能取得較大成果。
首先,課堂授課效果是實踐環節的基礎,對其有較大影響。只有在課堂授課過程中突出工程應用學習,才能在實踐環節獲得更進一步的鍛煉。其次,實習與課程設計往往學時有限。建筑給排水的實習形式較為單一,常為簡單的參觀實踐,學生走馬觀花,難以深刻掌握相關知識。課堂授課深度不足,課程設計也難以布置較為綜合的實際工程項目,且課程設計本身時間較短,大部分學校無法做到1人1題,這制約了課程設計環節的培養效果。通過改革優化實踐形式,將課堂授課與實踐環節結合起來,將案例式教學與課程設計訓練結合起來,是加強學生實際工程應用能力的重要方面。
五 結束語
建筑給水排水工程是一門與實際工程應用緊密聯系的課程。在教學方法上增加案例式、啟發式教學,把握教學重點,同時充實教學內容,改革課程考核方式和實踐環節,有助于真正提高學生運用課程知識、解決工程實際問題的能力,提高教學質量,完成培養給水排水工程專業高級應用型專業人才的培養目標。
參考文獻
[1]王增長主編.建筑給水排水工程[M].北京:中國建筑工業出版社,2010
[2]蔣蒙賓.《建筑給排水工程》課程教學改革探討[J].技術與市場,2010(7):81~82
[3]鄧風、吳惠芳.提高建筑給水排水工程教學質量的途徑[J].化工高等教育,2009(2):66~68
關鍵詞: 《水質工程學》 課程教學 教學質量 實踐環節
一、概述
水質工程學是給水排水工程專業的主干課程之一,是一門涉及面廣、理論性和實踐性都較強的綜合性課程。該課程以物理、化學、生物、化工等課程內容為專業基礎,用工程學的方法研究水處理的工藝和工程技術,其主要內容包括給水處理和廢水處理的內容。
水質工程學是給排水工程專業主要專業課程之一,該課程的主要任務是讓學生全面系統地了解水和廢水的基本概念及水處理的基本理論、基本方法及水處理技術的發展狀況,基本掌握水處理技術與方法及各種水處理構筑物的應用條件、設計計算,為將來從事本專業的工程設計、科研及運行管理工作奠定必要的理論和應用基礎。我校水質工程學課程是在全國專業指導委員會指導下結合我校教學現狀,將原培養方案中的給水工程(下)和排水工程(下)兩門課程有機整合形成的一門綜合性課程,因此水質工程學課程教學質量的提高是一個需要不斷摸索完善的過程。本文就我校給排水專業現狀,對水質工程學課程教學進行探索。
二、教學現狀
1.學時分配。我校原課程設置中,給排水專業的水處理部分按照傳統的設置方法,設置了給水工程和排水工程兩門課程,其中給水工程主要講述給水管網和給水處理等方面內容,學時分配為32+40,其中含8學時的實驗學時;排水工程主要講述排水管網和污水處理回用等方面內容,學時分配為24+56,其中含8學時的實驗學時。目前根據專業指導委員會的指導,將給水工程和排水工程這兩門課程進行了整合,將給水管網和排水管網的內容整合為給水排水管網系統,總學時分配為56,而給水處理和排水處理部分內容整合為水質工程學總學時為64+S16,故總學時稍有下降。
2.教材選用。《水質工程學》教材是普通高等教育“十五”國家級規劃教材,2004年,由高等學校土建學科教學指導委員會給水排水工程專業指導委員會編制、中國建筑工業出版社出版《全國高等學校土建類專業本科教育培養目標和培養方案及主干課程教學基本要求――給水排水工程專業》一書,其中指出本課程的任務之一就是培養學生具有設計、計算水質工程中的各構筑物、工藝系統的初步能力。給水排水工程專業的學生掌握一定的設計和計算能力非常重要。目前的《水質工程學》教材與之前的《給水工程》《排水工程(下冊)》相比,在水處理工藝設計和計算方面所用的篇幅很少。在《水質工程學》中,相關計算實例幾乎沒有。在國家“九五”重點教材上給出了不少水處理系統工藝設計的詳細實例,為了讓學生在學習過程中能夠盡快掌握相關的水處理設計計算,在教材選用上我校仍然選用國家國家“九五”重點教材《給水工程》和《排水工程》,而《水質工程學》教材作為參考教材,隨著相關學習內容的深入,我們布置學生在課后進行自主學習。
3.課堂教學。給排水專業人才的培養目標是以養復合型、應用型人才為主,要求學生基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高,具有一定的創新意識,因此,專業教學課程體系的設置必須為如何提高學生的工程實踐能力服務。在課堂授課方面,授課教師把工程設計基本知識、行業規范與標準等傳授給學生,同時結合國家近年注冊給水排水工程師和國家注冊建造師考試,讓學生在吸收專業理論知識的同時,也為今后的職業資格考試做準備,從而讓學生感受所學知識的應用價值,激發學生學習專業課的熱情,調動學生學習的積極性。
4.實踐環節。我校在水質工程學教學過程中非常注重實踐環節的教學,在該課程的教學計劃安排中,除了安排16學時的課內實驗外,在集中實踐環節還安排了給水處理課程設計和排水處理課程設計,另外還安排了兩周的集中實驗,這樣課堂教學和實踐環節緊密結合,既確保課程設計能夠達到最優,又確保在實驗環節中提高學生自己動手的能力。
三、改革與措施
1.課堂教學。提高學生的學習興趣能夠提高學習效率,而如何提高學生的學習興趣,是每位任課教師都需要注意的問題。水質工程學課程教學過程中,有些理論知識的講授比較容易,但是對部分構筑物的講解卻由于比較抽象,學生不能從課本的示意圖中理解各個水處理過程的發生,這樣在授課過程中,為了讓學生直觀了解相應水處理構筑物中管路連接、水流方向、水位變化等課程組利用多媒體制作相應的動畫,讓學生能夠深入理解教學內容,從而加深學生的印象,突破教學難點。
2.實驗。水質工程學實驗是水質工程學教學的重要組成部分,是理論聯系實踐的關鍵。水質工程學實驗教學的目標是提高學生的實踐能力、創新能力和綜合素質,在實驗教學過程中我們發現一些問題,主要是驗證性實驗偏多和部分師生對實驗的積極性不高。為了解決這些實驗教學中的問題,我們及時調整水質工程學課程實驗中設計性實驗、綜合性實驗的比例。除了水質工程學課內實驗外,我們專門還安排了兩周的綜合實驗。同時開放實驗室,根據學生課外實驗學時計算素質拓展學分,這樣一方面學生可以通過實驗提高實踐能力,另一方面可以提高素質拓展學分,完成教學計劃中規定的學分。這樣的教學安排一方面使學生更好地掌握課程的理論知識,另一方面培養學生分析問題、解決問題的能力,使學生的綜合能力和創新意識得到強化。
3.課程設計。教學計劃一般是上完一門課程后集中安排一到兩周的課程設計,在實踐過程中我們發現不少學生對所學知識忘卻比例較大,指導課程設計的老師需要重新講解相關的水處理構筑物設計計算的要點和需要注意的問題,這嚴重影響了學生課程設計的進度,學生匆忙計算完畢卻不能仔細繪圖,即使繪出的圖質量也不理想。針對這個現象,我們對課程設計環節進行了改革,在課程學習開始之際即布置課程設計的任務,盡量做到每人一題(不同的水量),每學完一個章節即要求學生完成相關水處理構筑物的設計計算,并要求學生每一環節至少有兩種類型構筑物的設計計算,如在沉淀部分可以用平流沉淀池和斜管沉淀池,在過濾環節可以用虹吸濾池、普通快濾池或者V型濾池等,到課程學完后進入課程設計階段時,要求學生再回頭對檢查所設計的處理構筑物是否對要求的水量合適、相關的設計參數是否符合規范的要求和不同處理構筑物之間的銜接是否合理,等等,最后組織學生進行一個課程設計的小型答辯,保證每位學生對課程設計的每一環節都能夠了如指掌,真正做到對所學內容的鞏固應用。
四、結語
隨著社會對從事水科學與工程的高級技術與管理人才需求迫切性的提高,對高校如何培養水專業學生、將學生向什么方向培養是各個水專業的教研組及教師需要研究思考的問題。對給排水專業重要的主干課程――《水質工程學》課程教學的思考、探討和改革既是學科發展的需要,又是人才培養的需要。根據我校給排水工程專業教學實踐和學校的實際情況,我們總結了一些經驗和心得,在教學模式、實踐環節等方面進行了探討,以期與同類院校進行交流,對水質工程學教學的發展和深化起到積極的促進作用。
參考文獻:
[1]范謹初,金兆豐.水質工程[M].北京:中國建筑工業出版社,2009.
[2]李圭白,張杰.水質工程學[M].北京:中國建筑工業出版社,2004.
關鍵詞:建筑給水排水 教學改革 教學方法 實踐 教學質量
中圖分類號:G642.0
文獻標識碼:C
1 引言
現代工業、民用建筑是由建筑、結構、采暖通風、給水排水、電照、動力等有關工程構成的綜合體。建筑給水排水工程對于改善人居生活環境、提高生活質量、保障人民生命財產安全等方面起著十分重要的作用,是建筑環境與能源應用工程專業重要的主干課程之一,具有很強的實用性。
隨著科學技術的進步和社會發展,我國“建筑給水排水工程”學科現在已發展成為由建筑內部給水排水、建筑消防給水、熱水供應、直飲水、水景工程、建筑小區給水排水、建筑中水處理和特殊建筑給水排水組成的較為完整的建筑給水排水學科體系。近年來,隨著高層、超高層建筑的崛起,住宅小區的興建、節水技術的普及、綠色生態小區、綠色住宅、健康住宅等新概念的提出,為本學科注入了新的知識點,使建筑給排水工程學科煥發出新的生命力;新技術、新設備、新材料的不斷涌現,推動了建筑給水排水工程學科的進步與發展,這也為該專業課程的教學提出了新的任務和要求。
2 教學中存在的問題
2.1教材內容滯后
隨著高層建筑、超高層建筑、綠色建筑、美麗鄉鎮等一些新型建筑的發展,涌現出了很多建筑給水排水新技術、新材料、新設備、新規范、新設計方法等。但由于高校課程課時設置及新技術傳播應用時間滯后等原因,這些新知識要寫進課本需要更長一段時間。《規范》里的內容早已更新,課本仍然使用舊規范條文是常有的事,這些問題使得課堂內容與實際情況存在一定偏差,甚至可能會出現一些錯誤的概念,造成學生在校所掌握的知識點與實踐存在一定的差別。
2.2教學內容與市場需求脫節
建筑環境與能源應用工程專業就業面相對較寬,除了去設計院工作之外,還可以到房地產公司、物業管理公司、建筑安裝公司或在企、事業從事技術管理工作等。《建筑給水排水工程》課程教學中,實踐環節形式單一,缺乏各專業的協調和綜合訓練;幾乎很少有實驗內容;教材內容滯后,一些新知識不能及時傳遞到學生中,形成學校只管教,社會的需求偏離教學內容情況普遍存在,造成學生與市場脫節,不能滿足就業市場形式多樣化的要求。
2.3教學手段單一
目前國內各大高校“建筑給水排水工程”的教學手段已從過去傳統的黑板加粉筆的單一方法,逐步轉化為運用多媒體課件等現代化教學手段與傳統教學方法有機結合。但目前教學課件的制作只限于PowerPoint形式,手段過于單一,需進一步改進。
2.4高層建筑給水排水內容匱乏
就目前國內建筑發展情況來看,大中城市主要以高層、超高層建筑為主。一般高層建筑功能復雜,人流、物流頻繁,管理不便,隱患多;室內裝修要求高,物品多等。然而教材中對于高層建筑給排水的內容只是總結性的提出了一些說明,缺少理論基礎和較為詳細的授課內容。
3 改革路徑與思考
3.1發揮學生的主觀能動性和參與意識
相對于其它課程,專業課要抽象一些,如果沒有接觸實際工程,只是講解,學生理解起來比較困難,但是要把實際工程搬到課堂上來講顯然是不現實的,因此,學生對于專業課的學習熱情很大程度上取決于對專業產生多大的興趣。如何讓學生對專業產生濃厚的興趣,是每個教師應該思考的問題。僅僅靠思想政治工作和考試成績來約束學生是不夠的,即使他們為了應付考試成績而學習專業,最終隨著考試結束也是他們忘記專業知識的時候。發揮學生的主觀能動性,讓他們參與其中,把老師從滿堂灌中解放出來,是一種比較有效的方法。比如,在學習消防篇章時,事先讓學生自己去找校園里與消防有關的設備、附件等,并要求學生拍成照片,看哪個學生找的多,找的全;在學習管材時,讓學生發掘生活中已經見到的管材有哪些,還有哪些沒有見到的。學生在獲取這些知識時,一方面會主動去觀察生活中的實例,還會主動到網上去查閱大量生活中沒有見的東西,這樣就會跳出課本的框框,讓他們在參與中體會、感受、鉆研、深入專業知識,既能感受到參與其中的樂趣,又能掌握大量比較前沿的知識,使他們有了比較濃厚的學習興趣。
從用人單位反饋的意見中了解到,現在的學生表達能力非常欠缺,特別是對于專業知識的表達更加費勁。針對這一現狀,在教學過程中可以適度增設一些學生講解的內容,對于一些比較簡單的內容可以讓學生來講,老師聽完后點評。為了在臺上表現好點,學生都會主動去學習講授內容,查閱大量相關的資料,這樣一方面可以發揮他們主動學習的能動性,另一方面也可以鍛煉在眾人面前表達的能力,效果比老師直接講授要好得多。
3.2大力弘揚啟發式教學
好奇是學生最大的特點之一。如何讓學生對專業知識產生好奇,也是激發學生學習興趣的一種方法。針對建筑給水排水專業教學,學生往往對設備的工作原理會比較好奇,當學生看到某種設備完具有某種功能時,經常產生它們為什么會這樣工作的好奇感。如果這時老師原原本本地講授課本的內容,學生的好奇心也許就會熄滅,但如果采用啟發的方式,把最基本的理論提示出來,讓學生自己發現其中“奧妙”,收效會大不一樣。比如在學習衛生器具和增壓設備時,要利用學生新、奇的心理,啟發他們運用頭腦風暴法,不管他們的想法多么不成熟,只要有一點對路,就積極引導他們。這樣不僅可以讓他們認識現有的設備工作原理,有時還會收到意想不到的效果,他們的一些奇思妙想會變為現實,會有一些小發明,小創造出現,看到他們自己的成就,學生自然會變被動接受為主動思考,改變要我學為我要學。
3.3課程設計
建筑給水排水工程是一門非常注重工程實踐的課程。工程實踐是檢驗課堂理論知識掌握情況的唯一途徑。為此,將工程實踐環節貫穿于整個教學過程,具體做法是將整個教學圍繞精品案例展開,各個系統無論是基礎理論知識還是計算方法的講解均圍繞該綜合建筑展開,使理論與工程實踐有機的結合起來。
建筑給排水工程是一門應用性、實踐性較強的專業技術課程,課程設計對教學效果影響很大。根據培養計劃課程設計的時間為2周,從往屆學生反映的情況看學生普遍認為時間太短,無法很好地形成設計理念。針對這一情況,根據每章的講解的內容完成相應的小設計,老師可以有充分的時間糾正小設計中的錯誤,最后學生在集中進行課程設計的時候就會得心應手。同時也可以把課程設計的任務書提前發給學生,在一定程度上彌補學生普遍認為的課程實踐環節時間過短的問題。
3.4教學手段的變化
由于網絡技術空前發達,學生的信息量也很豐富,他們在課堂上已不滿足僅有的PowerPoint教學手段,為了激發他們的學習興趣,時刻把注意力集中到教學內容上,在以PowerPoint多媒體教學的基礎上,還要制作Flas,如管道內的氣水流動規律;水泵、水箱給水方式;消防自動噴淋滅火系統等;運用BIM或3D技術制作三維管道布置系統;用CAD演示精品案例等。以便把生硬的教學內容形象地、通俗易懂地展示給學生,讓學生能夠在豐富多彩的課件里享受教學過程,最大限度地獲取更多知識;部分內容可帶學生到現場講解和觀摩,學生可以實實在在地觸摸到哪些抽象的東西,實際效果要遠遠超過課堂講授。比如在講解衛生器具、閥門、管材、滅火設備、給水設備等內容時,可以實現教學內容與實際情況無縫搭接。
3.5豐富講義內容
教材的更新永遠趕不上新技術、新規范的發展,這就要求老師要緊跟學科發展的前沿,及時掌握國內外發展的新動向,把了解到的先進成果增補到課程講義中,來補充教材的不足。如:同層排水技術的發展方向;新型節水衛生器具;新型管材、閥門在給水排水工程中的應用;納米材料在衛生器具中的應用等。另外,為了滿足一部分學生畢業后從事技術管理工作,如從事物業管理工作中給排水工程中容易出現的檢修與設計脫節的問題、水質防護與安全運行等方面的問題。豐富了專業課的教學內容,使學生的專業技能培養與學科發展的前沿緊密結合,努力實現教學內容與學科發展同步。
關鍵詞 給水排水管網系統 教學質量 教學改革
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
給水排水管網系統是給水排水工程專業的重要主干課程之一,針對給水排水工程中原水到自來水廠的輸送、清水到用戶的分配、城市生活污水和雨水的收集和排放,從管道系統的功能、布置原理、水量計算、水力計算理論和方法、優化設計理論和方法、管道管材和附件、管網運行管理與維護等多方面出發,系統介紹了管道系統工程規劃、設計、計算所需的理論知識,應用性和實踐性非常強。目前傳統的教學方式主要包括認識實習、理論授課、課程設計和生產實習,考核方式采用閉卷形式,成績評定采用平時成績和期末卷面成績加權平均的方式。因此,提高給水排水管網系統課程教學質量也需要從上述環節中逐一突破。如何保證學生快速牢固地掌握管網系統知識,將理論與實際緊密結合,引導學生樹立正確的工程概念,培養能快速融入工程項目的應用型人才,筆者在合理安排授課內容,改革課程教學方法,提高教學質量上開展了思考與實踐。
1 結合專業特點,合理確定教學內容
1.1 結合實踐特點,不斷更新教學內容
給水排水管網系統是給排水專業學生在完成了基礎知識學習后接觸的第一門核心專業課,主要介紹給水排水管網工程規劃、設計原理及方法,它與給水工程、建筑給水排水工程、排水工程等課程一起構成了給排水專業核心課程體系,與實際工程聯系十分緊密。給水排水管網系統在實踐中不斷完善和發展,不斷有新材料、新設備、新工藝、新技術出現,目前大多數高校選用的是高等學校給水排水工程專業指導委員會推薦的《給水排水管網系統》(第二版)作為主要教材,其中的部分內容不可避免地與現實工程技術有一定的距離,比如目前世界上最先進的冷熱水、暖氣管材之一的聚丁烯管(PB管)在教材中未能提及。因此,要注意在教學過程中,不斷為學生補充最新內容,及時的把反映學科前沿的新知識傳授給學生。
1.2 講好緒論課,提高學生對給排水系統工程的整體認識
緒論課是任何一門課的開端,緒論課成功與否,直接影響學生在今后的學習中是否對該課程產生興趣,影響學生對該門課程內容的吸收程度。重視和上好緒論課,從一開始就提高學生的學習熱情,教師應對緒論部分的內容進行充分的備課,向學生介紹課程的發展簡史、研究內容、研究方法等,通過緒論要使學生解決“為什么學”、“ 學什么”和“ 怎么學” 三個問題。《給水排水管網系統》緒論包括給水排水系統的功能、組成、工作原理、類型與體制,要求學生掌握從水源取水、到水廠凈水、給水管網輸配水、人類生產生活用水、排水管網收集輸送廢水、污水處理廠處理廢水、出水排放水體整個水的社會循環過程,使學生清楚給排水工作者的專業職責。
1.3 結合專業培養目標,確定授課重點內容
2003年高等學校給水排水工程專業指導委員會提出了新的給水排水工程專業本科(四年制)培養方案,將原來的給水管網和排水管網合成一門課程――給水排水管網系統,并提出了新的培養方案和課程教學基本要求。給水管網和排水管網原有72個學時,而根據新的教學大綱要求,給水排水管網系統只有48學時。在課程內容較多,知識點涉及面不變,而授課學時縮短的情況下,教師應根據給排水專業對本課程的要求,抓住核心知識結構,對課程內容進行重排、優化,突出重點。給水排水管網系統工程應以給水管網水力分析和計算、給水管網工程設計及優化設計、污水管網設計與計算、雨水管渠設計和優化計算為核心內容,以管網水力學和管網模型為基礎,著重講述給水排水管網系統的選擇、計算和設計程序,對于給水排水管道材料和附件、給水排水管網管理與維護做簡單介紹。
2 針對存在的問題,有效改革教學方法
2.1 充分利用現代化教學手段,提高課堂效率
由于教學條件的限制,部分教學內容,例如各種閥門的工作原理、新型管材的施工安裝方法等難以向學生進行介紹,學生也很少有機會到工程現場去體驗,造成課堂教學中教師講得多,學生見得少的矛盾。大學生的年齡特點是追求視覺沖擊,對圖片、視頻等特別感興趣。一言堂的授課模式會令課堂枯燥無味,師生互動性不強,教學相長效果不佳。因此,教師要充分利用好多媒體教學手段,課件的制作要美觀,對管網系統中涉及到的設備內部結構、應用原理,管道施工安裝、新型管材樣品等演示盡量使用圖片、動畫等,這些比語言更形象生動的資料,能將抽象的概念、原理,難以解釋的設施、構筑物等形象生動地表達出來,再輔助以老師的講解,全方位提高學生的關注程度,調動學生的積極性,營造出一個圖文并茂、視聽并舉的學習氛圍,在活躍課堂氣氛的同時,讓學生建立清晰的工程概念,提高學習效率,從而在一定程度上彌補了現有課時的不足。
2.2 結合實際工程,將案例和規范融入授課內容
給水排水管網工程是在工程應用中不斷發展完善的,給水排水管網工程教學也應基于工程背景而展開,使理論和工程運用同步進行,不可偏重理論計算,而忽視工程背景,忽視對學生工程素質的培養。①
注重突出工程問題的處理方法,在教學過程中,密切聯系實際,從工程實踐到理論,然后又從理論返回到實踐,突出工程意識和工程觀點,著眼于解決工程實際問題,訓練學生的工程思維。將實際管網圖紙拿到課堂上講解,通過案例分析將理論和實際相結合,同時也讓學生熟悉了給排水工程識圖,為后續課程設計和畢業設計打下基礎。例如,在講解雨水管渠設計計算時,先介紹雨水管渠的理論設計計算原理,再結合實際工程的設計圖紙和規范要求講解。實際的雨水管渠系統是如何設計的?為什么近年來部分城市出現逢雨必淹的現象?如何解決這一現象?實際的雨水管渠系統設計中應特別注意哪些問題?針對一系列問題展開討論,培養學生發現問題和解決問題的能力。
給水排水管網系統從設計到施工到運行管理,都需要遵循國家相應的規范,在案例教學過程中,還需要注重將相關規范內容融入各章節。如《室外給水設計規范》對于輸配水管道布置和敷設、管渠材料及附屬設施、管材接口、埋深、調蓄構筑物的要求,《室外排水設計規范》對于排水管渠及附屬構筑物、立體交叉道路排水、雨水管道設置的要求,《給水排水設計手冊》對各單元設計計算的要求等等。要求學生熟悉規范內容,為將來要從事的工作儲備必要的專業知識。
2.3 改革作業形式,強調學在平時
為加深知識的系統性理解,作業以單元大作業的形式出現,②如,將給水管網工程設計作為一個大單元,在課程教學開始前就將大作業布置下去,其內容包括給水系統設計用水量計算、水池水塔調節容積計算、確定管段設計流量流速、確定泵站揚程和水塔高度、管網設計校核等給水管網系統應掌握的知識。隨著課堂教學的進行,完成相應部分的作業,整個給水管網部分課堂教學完成,整個給水單元大作業也應該完成。對每次單元大作業進行答辯,并給出答辯成績,對學生課程成績的綜合評定,也應該強調學在平時,提高平時作業答辯成績在總評成績中的權重系數,使學生邊學邊練,既鞏固了所學知識,又增強了實際應用能力。教師也可以根據作業完成情況,檢查學生接受程度,并做出及時總結,查漏補缺。
2.4 改革教學形式,學生自主授課
教師的講授價值,在于學生一知半解的時候,敏銳的洞察和捕捉他們認知的糾結所在,引導他們利用已有知識和經驗,溝通知識間的內在聯系,達到深度理解的目的,教師同樣需要在課堂上留白給學生,使學生能自主思考和總結。由于給水排水管網系統課程的應用性非常強,因此,在給水管網設計、污水管網設計、雨水管網設計等各段內容授課結束以后,可以適當開展階段總結復習課,這部分課程可以讓學生在老師的指導下完成自主授課,不但可以使學生對所學的內容加深理解,提出自己的觀點,還可以鍛煉學生的語言組織能力和邏輯思維能力。
在教學改革的過程中,還存在一些實際的問題。比如,多媒體教學中有些投影儀老化,不拉窗簾學生看不清楚,拉了窗簾教室空氣不流通,光線較差,學生容易犯困,學習效率低下;案例教學中,一個完整的工程案例,需要占用較多的課時,要求教師對概念、原理、方法及重要內容高度濃縮,才可以空出時間分析案例、練習討論;對于單元大作業,少數學生不及時完成,起不到教師設想的邊學邊練的效果。以上是對提高給水排水網管系統課程教學質量的初步探討,其改革實踐有待今后進一步深化。
注釋
關鍵詞:注冊工程師制度;給水排水工程;實踐教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)36-0031-03
高等工程教育主要是培養應用性的工程技術人員,其培養目標和人才培養模式對于培養高質量、高水平的高級工程技術人才有著重要的意義。現代社會高科技產業的迅速發展,生產方式的迅速變革對工程技術人才提出了新的要求。如何適應時代的發展,分析傳統高等工程教育存在的問題與不足,讓高校高等工程教育與企業生產發展接軌,滿足工業現代化發展需求,培養出一流的工程技術人才是一般工科院校普遍面臨的問題。
注冊工程師制度是一種執業資格制度,是國家對某些關系人民生命財產安全的執業人員實行的一種準入控制[1]。我國于2003年頒發了“關于印發《注冊公用設備工程師執業資格制度暫行規定》、《注冊公用設備工程師執業資格考試實施辦法》和《注冊公用設備工程師執業資格考核認定辦法》的通知”[2]。注冊工程師制度包括專業評估、職業實踐、資格考試和注冊四個過程。專業評估是為了保證未來的工程技術人員獲得基礎知識和基本技能的訓練,達到必要的教育水準,而實施的對專業高等工程教育的質量監控認證制度[3]。注冊工程師制度基本內容涉及要求專業課程內容及時反映學科的新發展,包括新領域、新技術、新規范;要切實加強工程訓練,加強實踐環節的教學,努力提高學生的工程設計能力等。將注冊工程師制度要求和工科專業學生的培養掛鉤,實施在專業評估的基礎上,實施工程專業的實踐教學改革,對提高高校工程專業教育質量,實現我國工程教育創新與持續發展具有重要意義。桂林理工大學給水排水工程專業于2007年通過了全國工程教育專業評估。近年在專業建設過程中,學校結合專業評估存在的問題、注冊工程師制度要求,對專業實踐教學有的放矢地進行了一些工程教育改革。
一、專業實踐教學計劃的改革
我校給排水專業實踐教學計劃包括社會實踐、測量實習、認識實習、課程設計、金工實習、生產實習、畢業實習、畢業設計等環節。原計劃36個學分,其中課程設計安排包括水泵與水泵站課程設計1周,給排水管網工程綜合設計3周,建筑給水排水工程課程設計1周,水處理工程綜合設計3周,水工程經濟課程設計1周。專業業務實習安排包括認識實習1周,生產實習4周,畢業實習與設計17周。為了加強基礎工程能力訓練,通過分析多年來各實踐環節教學效果與存在的問題,專業對實踐教學計劃進行了調整,增加了實踐教學環節學分,并根據畢業生反饋信息和用人單位的需求,調整個別環節的周數安排,強化部分內容訓練。修改后實踐教學環節44個學分,建筑給水排水課程設計改為2周,水處理工程綜合設計改為3周,生產實習改為8周,并增加了市政工程軟件應用實習2周。調整后學生在第七學期實踐周數達到13周,基本上以工程設計與現場工作為主。學生在實踐中得到充分鍛煉,也為畢業迅速進入角色奠定了良好基礎。
二、加強專業實習基地的建設
專業實習基地是學生們進行工程訓練的一線,如何做好實習基地的建設,從根本上解決實習走馬觀花、工作蜻蜓點水的實訓狀態是需要解決的重要問題。專業實習基地建設是一個系統的工程建設,涉及實習基地實踐環節教學內容的設置、實習工作方式與考核制度的完善與建立等方面。
1.專業實習基地實踐教學內容設置。注冊工程師制度要求高等工程專業教育要切實加強工程訓練,加強實踐環節的教學。根據注冊公用設備工程師(給水排水)考試要求,專業考試內容和所占比重分別為給水工程(占30%)、排水工程(占30%)和建筑給水排水工程(占40%)。以前,我校給水排水專業實習的地點基本上以污水廠、自來水廠為主。近幾年,學校不斷加強專業實習基地建設,先后與桂林、柳州、南寧等多家設計單位、施工企業建立聯合培養方案。學生在實習期間可從事給排水設施運行管理、建筑給水排水設計以及給排水工程項目施工與概預算編制等多個領域的實踐工作。同時,細化實踐教學內容,增加新領域、新技術、新規范的學習,結合實習基地工作特征,制定配套的教學目標和培訓內容,使學生能夠帶著問題投入到工作中,通過實踐與理論的相互印證,深化理論知識,提高實踐能力。
2.改變實習方式和考核制度。給水排水工程專業校外實習主要包括三個環節,認識實習、生產實習和畢業實習。傳統的實習方式中認識實習采用大班實習,由指導教師帶隊集體到企業進行參觀實習,增加感性認識;生產實習采用分組實習,往往一個廠安排1組15名同學左右,進行崗位實習,學生根據廠里的崗位設置輪崗頂班實習;畢業實習多結合畢業設計課題或就業去向到單位實習。由于認識實習一般設在第一學年,學生尚不具備專業知識,因此我校給水排水工程專業實習改革的重點放在生產實習與畢業實習。傳統的崗位實習學生安排到崗位常出現學生無所事實,變成近距離參考工人操作的環節。而畢業實習又由于涉及單位過多,缺乏系統監督,流于形式。生產實習和畢業實習我們引入研究生學術培養的方法,采用導師培養制,并制定小組討論制度。學生可以主動聯系專業相關企業,也可由學校落實實習單位,實習過程嚴格控制小組人數,一般不超過4人。導師隊伍由專業老師和實習單位指導老師構成。按照實習要求導師負責實習任務的安排與落實,通過工程人才培養的“傳幫帶”模式,學生在實踐中獲得成長。同時實施小組討論制度,學生和導師一周一次定期交流與討論,這樣即開闊了師生的視野,也使學生能夠在實踐中培養發現問題、分析和解決問題的能力。
傳統的實習考核制度是學生提交實習報告,指導老師根據實習報告和實習出勤情況進行考核。采用導師培養制實習方式,實習考核相應地完善了考核指標。增加了實習小組討論、實習答辯、導師鑒定、實習單位鑒定意見和設置實習過程解決實際問題加分項目等多方面考核指標,使實習過程成為一種工作業績的考核,讓學生能夠體驗到工作的成績與投入精力、工作態度和工作的成果有關,增強了實習的實戰性。
三、提高專業教師工程能力
工程專業教師沒有實際工程經驗是國內高等院校工程教育普遍面臨的尷尬問題。基于高等院校辦學水平評價的一些參考性指標,及高校教師職業的發展特征,近年來高校引進新教師,強調高學歷及其從事科學研究的工作背景。工作中,教師的考核評價指標也傾向于科研項目多少、學術論文的水平等方面,結果出現了教授工程專業的教師缺乏工程經驗,實踐教學紙上談兵,脫離生產實踐的現象。教師工程能力欠缺已成為制約高等工程教育進一步發展的瓶頸。建立一支工程能力強,專業素質高的高水平教師隊伍非常重要。筆者所在學校從教師隊伍工程能力培養、專業教師的考核以及企業兼職教師的遴選幾方面入手,完善專業教師隊伍建設制度。
1.教師隊伍工程能力培養。學院制定政策,鼓勵教沒有工程經歷的教師參與企業實踐。創造機會讓教師定期到不同企業掛職鍛煉。給排水工程專業工程能力的培養涉及多個領域,從目前社會需求來看,給排水專業在企業可能從事設計、施工、運營管理、科技攻關和技術開發等方面工作。定期走出去不但讓教師們在不同領域獲得工程訓練和實踐鍛煉的機會,拓寬了教師的視野;同時還可以利用專業理論知識,解決工程實踐單位生產運行中可能存在的問題,參與企業的職工培訓與技術咨詢。
2.遴選企業兼職教師。企業一線高級技術人員一般具有豐富的工程經驗,聘請這些人員參與到工科學生的培養,對學生的實踐環節的培養和工程能力的提高具有良好的效果。我校給水排水專業近年來遴選了一批設計單位的工作人員,作為生產實習和專業畢業設計的指導老師,取得良好的效果,深受學生歡迎,也為學生就業打下了堅實的工程能力基礎。據不完全統計,近幾年由設計單位人員參與培養的學生,40%以上的學生在畢業實習與設計階段就簽署了就業意向,其他的學生也在求職過程中體現出較強的工程設計能力與優勢。
3.專業教師考核方法。完善工程專業教師考核管理方法。工程專業教師需要具備較高水平的科學研究能力和較強的工程能力。學校應逐步改革配套的師資考核管理辦法。對教師的考核從側重評價研究課題和為主,轉化為多種指標共存的考核體系。目前,我校專業教師個人考核主要依據教學和科研工作兩方面計算工作量而定。其中,科研工作量擴大了考核指標范圍,申請專利、工程項目設計、技術咨詢服務等工作均可折算為科研工作量。該舉措為教師投入工程實踐教育免去了后顧之憂。
四、結論
我校根據專業評估過程中存在的一些問題,通過改革實踐,總結出依據注冊工程師制度進行專業實踐教學計劃的改革、加強專業實習基地建設和提高專業教師工程能力的實踐教學改革是提高高等工程教育質量,培養一流的工程技術人才的有效措施。實踐也證明這些措施取得了一定的效果。近幾年筆者所在學校給水排水工程專業學生一次就業率均在90%以上,就業單位涉及設計、施工、管理等各個領域,學生所在單位對畢業生動手能力、實踐能力給予了高度評價。然而,注冊工程師制度的實施將對高校給水排水工程專業的實踐教學影響重大,如何進一步切實加強工程訓練,加強實踐環節的教學,努力提高學生的工程設計能力,建立起與注冊公用設備工程師(給水排水)制度相適應的給水排水工程專業教育將是我們需要不斷思考與長期實踐的教學改革課題。
參考文獻:
[1]張云峰,詹界東,李文.土木工程專業教學改革必須與國家注冊工程師制度接軌[J].高等工程教育,2005,14(1):14-16.
關鍵詞:水泵與水泵站;給排水工程;教學質量
中圖分類號:S277.92-4
1.前言
《水泵與水泵站》是給排水科學與工程專業的一門重要的專業基礎課,既有較強的理論,又與工程實踐緊密聯系。提高《水泵與水泵站》教學質量,培養學生的工程實踐能力,注重學生知識、能力、素質的全面提高,使學生成為高級工程技術人才,是值得我們深入思考的課題。筆者結合自身的教學實踐,對該課程的教學進行探討。
2.《水泵與水泵站》在給排水科學與工程專業中的地位及重要性
水泵是一種應用廣泛的水力通用機械,廣泛應用于市政建設、農業、工業等各領域。水泵站是給排水工程不可缺少的重要組成部分,是保證給水、排水系統正常運行的重要設施,在給水、排水工程中具有不可替代的作用。
城鎮中水的循環是借助于一系列不同功能的水泵站運行來實現的。取水泵站從水源取水將其送至水廠,凈化后的清水由送水泵站送到城鎮管網中去供用戶使用,其工藝流程如圖1中的實線所示。對于城鎮中排出的生活污水和工業廢水,經排水管渠匯集后,由排水泵站將污水抽送至污水廠,經過處理后由另外一座排水泵站排放到江河湖海中區。
3.《水泵與水泵站》的特點
《水泵與水泵站》是給水排水科學與工程專業的一門專業基礎課,是學生學習專業課和從事本專業的工程設計、科研和工作必備的理論基礎。本課程主要講述水泵的工作原理、基本性能參數、水泵機組配置、泵站對土建的要求和特點、泵站噪聲消除及維護管理方法。是《給水工程》、《建筑給水排水工程》和《排水工程》等專業課的基礎課。
通過本課程的學習,可使學生掌握常用葉片泵的基本構造、工作原理、主要性能、運行工況的圖解法原理和數解法、水泵機組的調速運行與節能原理;給水排水泵站的機組選擇、管道布置、輔助設施、安全環保設施以及變配電設施和自動測控系統等內容與要求。
4.增強《水泵與水泵站》教學質量的幾個環節和措施
4.1加強前續基礎課的學習
《水泵與水泵站》所需的基礎知識主要包括力學、高等數學、電工電子學以及水力學等方面。其前續課程包括《工程力學》、《高等數學》、《電工電子學》、《水力學》等。學生只有很好的掌握了這些課程的基本原理和概念,在學習《水泵與水泵站》時才不會出現知識儲備不足。否則,當講述《水泵與水泵站》時,如果還要教師去回顧和復習原應掌握的力學、高等數學、電工電子學以及水力學的基礎知識,那么在現在這種壓縮課程學時的趨勢下課時將遠遠不夠,很難完成教學計劃。所以,加強學生對前續課程的學習,打下牢固的基礎知識,是學好《水泵與水泵站》的前提。
4.2注意引導學生將共性的理論知識融會貫通
在《水泵與水泵站》課程中,水泵運行工況的確定、給水泵站的設計和排水泵站的設計,基本原則和理論是相同或相通的,比如給水泵站和排水泵站中都有水量、揚程的計算及相關的水力學公式。有些學生往往不能將這些共性的原理融會貫通,只是為應付考試而死記硬背理論知識,雖然通過了考試,甚至還得到較理想的成績,一旦碰到實際問題,卻不知道如何下手解決。這就需要在課堂教學時著重引導學生掌握基本原理,克服急躁心理,注重對水力學設計的實質性理解,了解給水泵站設計和排水泵站設計的共性,區分各自設計的個性。通過這樣耐心細致地對給排水設計中帶共性的理論知識的講解和舉例,可以加深學生對基本理論、基本原理的理解和運用,從而能提高學生對理論知識的融會貫通,提高他們在工作實踐中解決問題的能力。
4.3注重學生工程設計能力的培養
給排水科學與工程專業的畢業生應該具有較熟練地應用所學專業知識和理論解決實際問題的能力,具有能夠從事給排水系統的規劃、設計、施工、運行、管理與維護的能力。因此,在專業教學中應注重于提高學生的工程實踐能力。
4.3.1課堂教學中規范的引入
專業規范在我們工作中接觸最多,也是學生畢業從事工作的基礎和依據。隨著國家產業政策、社會發展的變化,專業設計規范也在不斷的更新,且規范的更新速度遠遠大于大學教材的更新速度,如何將現行的國家規范融合于教學內容之中,是本科教學必須面對的問題。作為給排水專業課教師有責任在課堂教學中在講解理論知識的同時,將現行專業規范,行業發展知識傳授給學生,實踐證明這是比較受學生歡迎的教學方法之一。
4.3.2增加課程設計環節
我校現行的給排水科學與工程專業培養計劃,《水泵及水泵站》沒有課程設計的環節。《水泵及水泵站》課程設計是在理論教學的基礎上,使學生進一步鞏固和加深對本課程的基本理論和基本概念的理解,掌握水泵的工作性能、運行工況、串、并聯運行工況點的確定;學會水泵選型和水泵配套機組的選擇、管道布置、輔助設施及變配電設施的選擇及要求;學習給水排水泵站設計的基本知識和基本原理,掌握泵站的工藝設計方法,熟悉相關設計工作的基本程序;提高查閱文獻資料、使用設計手冊、規范的能力,培養提高學生獨立進行方案創作能力、表達能力、工程繪圖能力、解決工程實際問題能力及創新能力。
4.3.3工程實踐融入到課堂教學
在教學中,學生們往往反映理論聽懂了,但在做作業或課程設計時仍感到難以下手。其實課本中的基本理論的內容是很充實的,但對事物的認識有其固有的規律性,即從理論到實踐,再從實踐到理論的螺旋上升式認識過程。作為雙師型專業課教師有責任幫助學生加速完成這一認識過程,在課堂上講解一些工程實例,對提高學生的學習興趣和學習效果是有益的,講解工程案例,應做到少而精,并與課堂教學內容密切相關。在有條件的情況下,將部分課堂教學直接移至現場講解,既能使學生理論聯系實踐,增加感性認識,又能做到舉一反三,提高其實際解決問題的能力;而且提高了學生的學習主動性和創新意識。這樣的教學方法,不僅使教學質量明顯提高,對教師從事工程設計、科研也起到積極的作用。
4.4學生自己做設計方案,注重實踐能力的培養
泵是給排水行業應用最為廣泛的動設備,對泵的選擇和使用是工程技術人員需要掌握的基本技能,特別是從事工程設計、施工及設備管理行業的人員,能夠根據實際情況選擇不同的泵是非常重要的。
根據一個給定的工藝要求,學生要學會自己設計泵站方案,從泵站的選址、布置到泵房布局,泵的排列,到根據設計參數選擇不同類型的泵、選擇合適的組合形式,都需要學生自己設計方案,老師從旁指導。通過以上鍛煉,學生培養了獨立進行設計和計算的能力同時也加深對本門課程的認識。
4.5多媒體教學和現場生產實踐相結合,提高學生感性認識
在課堂教學中,可以利用多媒體多放映一些不同類型泵的圖片和運行動畫,以及泵站平面布置和管線布置的圖片,增強學生的認識能力,此外,還可安排4學時左右的實踐課時,帶領學生到現場去參觀實習,使學生的知識和實際聯系起來,也可取得較好的效果。
4.6課堂提問
課堂提問是教師常常用來考查學生課后復習及課堂理解效果的方法之一,控制及運用的好與壞,也是教學效果好壞的關鍵之一。往往采用兩種方式:第一種方式是課前提問,可幫助學生復習前一次課所學的內容,增強上課效果。第二種方式是在授課中間,讓課堂聽講不認真或影響周圍其他學生聽講的學生來回答當時的問題,如果回答不出,則予以耐心地講解和適度地批評。這樣讓開小差和聽講不認真的學生集中精力,又可以控制課堂秩序。
4.7介紹國內外最新研究動態,擴展學生思維
《水泵與水泵站》是一門發展的學科,科研人員進行了大量的科學研究,每隔幾年就會涌現出許多新類型的泵,而教材限于篇幅與時效性,對學生主要起到引其入門的作用。為了擴展學生思維,讓學生站在學科前沿的高度理解《水泵與水泵站》的精髓,教師應該多搜集和介紹各類型泵最新動態,使學生達到更高的層次。
此外,還要培養學生自我學習和查閱資料能力,全面提高學生素質除了教師講授,還可以通過布置一些專題作業,讓學生自己去查閱資料進行研究,然后在課堂上自己討論,使教師的教與學生的學有機地結合起來,互為補充,激發學生的學習興趣。
5.結語
教材、規范在不斷更新和改革,學生的特點也在隨時代而變化,作為專業課老師要根據給排水專業的發展方向、學生的特點采取靈活的教學方法,提高專業課程的教學質量。
以上內容是我在《水泵與水泵站》教學中的一點思考和實踐,以后還要在教學中不斷總結,繼續提高教學質量。
參考文獻
關鍵詞:案例教學法;《水質工程學II-排水工程》;注冊考試
Abstract:From the point of registration examination, it is noted that case analysis should be taken seriously in water supply and drainage system’s undergraduate education. In this thesis, an important specialized course “water quality engineering II- drainage engineering”, was taken as an example, to illustrate the importance of case analysis teaching method; some problems that we should notice are also considered.
Key words: case analysis; “water quality engineering II- drainage engineering”; registration examination
中圖分類號:G421 文獻標識碼:A
一、我國公用設備工程師注冊制度
中華人民共和國建設部分別于2004年和2010年《公布注冊公用設備工程師和注冊電氣工程師執業資格考試大綱的通知》和《關于開展注冊公用設備工程師、注冊電氣工程師、注冊化工工程師注冊工作的通知》,表明我國的注冊公用設備工程師等制度趨于完善。其中給水排水工程專業的對口考試科目為注冊公用設備工程師-給水排水。注冊公用設備工程師-給水排水考試(以下簡稱注冊考試)分為基礎考試和專業考試兩部分。其中專業考試為整個考試中的重點和難點,考試分兩天進行,第二天為專業案例考試
目前,注冊考試是給水排水工程專業畢業生在工作中的考試,受到的關注度比較高。鑒于注冊考試的重要性,在我們的本科教學過程中,針對此考試的案例特點,采用案例教學法是重要的。
二. 《水質工程學II-排水工程》課程的特點
1.本課程是主干專業課程
本課程是給水排水工程專業的重要的專業課程,是圍繞著污水的水質特征與水質指標、水體污染及危害、改善水質的工程學原理、設計計算方法、各種污水處理的理論、方法、技術以及各種污水處理系統而展開的[1]。從專業知識體系上來看,它是專業知識體系中排水工程部分的核心課程;從注冊考試內容結構上來看,其領銜的污水處理部分占整個考試內容的30%,故本門課程無論在本科教學還是在專業注冊考試中均具有重要意義。
2. 本課程的交叉內容多
本課程涵蓋多門課程的知識體系,其前序課程包括《水處理生物學》、《排水管網》、《水泵與水泵站》等課程,這些課程的知識點在本門課程中又有大量的綜合性應用。例如《水處理生物學》中氮元素轉化的知識點是本課程中生物除氮工藝的重要基礎理論;《排水管網》、《水泵與水泵站》中水力計算的內容是本課程中污水廠區高程計算的前提。本門課程的學習一方面需要在前序課程的學習中打好基礎,另一方面需要快速的理解能力,將各個知識點融會貫通。
3.課程設計性強
相對于給水處理廠,污水處理廠具有更多工藝流程種類,涉及更多的處理構筑物。例如,活性污泥法,生物膜法,厭氧生物法和自然生物處理系統等處理方法都包含了多種污水處理工藝流程。每一個工藝其設計參數、適用情況等均有所不同,在課程的學習中需要具有歸類、甄別、分析的能力。在課程進行的后期,有專門的課程設計環節,每位同學完成一個大的案例設計,即模擬真實的污水來水,進行污水處理廠的設計。本課程的綜合性、設計性特點明顯。
綜上所述,本門課程在給水排水工程專業中地位重要,課程知識點多,涉及的工藝種類多,適合案例分析教學法的進行。依據本門課程的特點,在本門課程中進行案例法教學是很有必要的。
三、運用案例教學法建設《水質工程學II-排水工程》中需要注意的幾個問題
1.注重案例庫的建設。
案例是案例分析的基本要素,案例的來源,一種來自于注冊考試歷年案真題及其改編,另一種來自于實習的設計案例及對書本案例的改編。案例庫的建設是課程建設的重點,案例的編選一般應遵循以下基本原則。
(1)注意案例的經典性。經典案例在教學過程中有事半功倍的效果,案例首先要根據教學環節和教學內容有針對性地進行收集;其次,在案例編選時須把主要的參數和關鍵點提示清楚,避免案例無關背景冗長,同時要注意設置必要的干擾數據。
(2)注意案例的實用性。所選的案例中,應多收集那些應用場合多,應用范圍廣的。這樣能夠使案例與實際結合緊密,達到最好的教學效果。
(3)注意案例的難易度。案例過難時,學生由于知識、認識等的不足會感到無從下手,消極對待課堂教學,減小參與的興趣;案例過易時,結果顯而易見,也會降低學生的參與度。所以在案例庫的建設上也要注意所收集案例的難易程度。
(4)注意案例的更新。任何課程知識都是不斷更新發展的,每隔一段時間會有新的知識點得以強化或者弱化,教學和考試中的直觀表現為教學大綱和考試大綱的變化。案例庫的建設中需追蹤這些變化,不斷對案例進行更新、更正,確保案例的時效性。
2.注重任課教師的培養。
傳統教學中,課堂講授是中心,教師通過講課把自己知道的知識傳授給學生[2];案例分析教學是教師和學生一起, 共同參與對實際案例的討論和分析,案例成為構成課堂討論的基礎。
案例教學過程中對教師的要求更高。教師扮演指導者和推動者,引導學生通過討論、分析得到案例解決的方法。在此過程中,教師既不能無所事事,任課堂自由討論,也不能嚴格壓制學生不同的思路和方法。這需要教師不但對案例有詳細的了解,掌握相關知識點,還需要教師對學生有充分的了解,并且擁有駕馭課堂的能力,以上所列舉的技能需要教師通過各種手段進行培養。
3.注意考慮學生的特點。教學過程中會碰到不同的學生,自身條件、布置是否有預習等情況會有差異。針對學生的這種不可控的特點,要豐富自己的案例教學手段,可以通過學生自學、教師講解、討論相結合的教學手段,讓學生逐步消化案例中的知識點和有關的技術內容;在此過程中要求學生能夠通過上述過程中1-2個案例的學習后,做到舉一反三,掌握類似案例知識。
參考文獻