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关键词:给水排水专业;工程实践能力;卓越工程师计划
中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2016)01-0152-02
随着社会经济的快速发展,人们的生产生活方式也发生了很大变化,环境问题在这种背景下越来越突出,受到了社会大众及国家的高度重视。给水排水工程专业是以培养城市给水排水、水资源开发利用以及污水治理等方面的高级工程技术为目标的,从而满足社会对应用型、实践型工程技术人才的需求,不仅应使学生具备全面扎实的基础理论知识,同时还应具备较强的实践能力与专业技能。
一、给水排水工程专业实践教学概述
目前,给水排水工程专业在课程设置方面以培养具有扎实基础知识及实践应用能力的专业技术人才为目标,主要包括基础课程的设置以及实践环节的安排,其中基础理论课程主要有《城市与建筑给排水工程》、《市政污水处理》、《给水排水工程仪表与控制》以及《工业废水处理》等十余门课程,从而使学生全面掌握给水排水专业的基础理论知识及方法,提高学生的工程素养[1]。同时,作为以培养实践型、应用型专业人才为目标的专业,课外实践教学的质量与水平直接影响着学生的综合素质及专业实践能力,是对理论基础知识的延伸与拓展,对其在实际应用中的具体体现。在实践教学环节中主要从实习与设计两方面对学生的工程实践能力进行加强,其中课外实习主要包括认识、生产、毕业、金工以及测量等实习内容。在专业设计中包括课程设计与毕业论文的撰写,课程设计的内容具体包括给水处理厂、排水管网、水泵站、污水处理厂等方面的课程设计。实践教学不仅能够进一步巩固学生的基础理论知识,使其在工程实践教学中检验自身的知识体系是否完整以及知识掌握及应用情况,同时能够培养学生的工程思维,使其深入了解工程一线岗位的要求与实际需求,具有不可忽视的现实意义。经过大量实践教学经验表明,实践教学环节能够反映出学生对专业知识及技能的掌握情况,学生通过在实习过程中进行观察和总结,并结合自身知识形成实习报告,教师对其工程设计所使用的计算方法以及图纸绘制进行评价能够得到有效的反馈信息,并作为教学跟进和完善的依据,从而更好地培养学生的工程素养。
二、给水排水专业毕业生需要提高工程实践能力的迫切性
当前,在给水排水工程专业的实践教学中仍存在部分问题,如部分教师虽然理论知识教学能力较强,但在实践教学中存在工程实际经验不足,导致教学质量得不到保证的问题。实际中,施工管理、工艺设备讲解以及工程设计等部分的内容都要求教师具有深入了解的知识储备。同时,教师的实践教学能力也有待提高,对于实践性特点突出的专业,要求教师能够在课程设计及实习等方面指导和帮助学生。但是,由于目前各高校在吸收优秀师资力量时存在以学历、科研成果为标准的现象,使得教师的工程实践能力得不到保证,对实践教学的开展十分不利。此外,生产实习是提高学生工程实践能力最直接、有效的措施,能够使学生对水处理相关工艺进行更加全面、深入地了解。然而,由于水处理工艺需要系统化的机械设备、控制措施以及检测仪表等内容的支持,这使得高校在开展生产实习教学的过程中受限,课程设置方面对水处理设备的教学内容也较为缺乏,较少组织学生去水处理行业相关的企业进行生产实习,十分不利于培养学生的工程实践能力[2]。随着高等教育改革的不断推进,“卓越工程师计划”的提出为各高校给水排水工程专业提出了新的要求,应以培养具有创新精神、实践能力的高级技术人才为目标,这同时也是设计院、施工单位、安装公司、政府管理部门等用人单位对学生在工程实践经验方面提出的要求。因此,当前高校给水排水工程专业在培养学生工程实践能力方面亟需进行改革和提高,以实现培养应用型、创新性的高级专业工程人才的教学目标。
三、加强给水排水专业学生工程实践能力的对策
(一)理论课程教学中的提高
在教授给排水理论基础知识的过程中应从培养学生给水排水工程系统的思维模式的角度出发,引导学生结合实习实践经验对基础理论知识进行梳理和归纳总结,对给排水管道系统、建筑给排水工程、新兴技术和需求以及水资源保护利用工程设计等内容进行了解,从而建立并完善自身的给排水整体知识体系结构[3]。此外,教师还应引导学生积极关注水处理工程相关的法规、经济、建立、施工等方面的知识与政策,形成完整的城市水系统运营管理的思维模式,从而提高自己在工程实践应用中的问题解决能力,为今后走入岗位工作奠定基础。
(二)课程设计、毕业设计中使用新的规范、标准、手册、产品的样本
在课程设计中以给水排水专业的教学大纲为依据,并以工程设计规范要求为基础进行设计,如泵站课程设计、排水管网课程设计以及污水处理厂设计等,并以校企结合的形式进行。在毕业实习与设计中可以采用组织学生进行“边实习边设计”的方式,学生在确定毕业设计的方向与内容后,通过参与现场实际工程项目从而提高设计的合理性与科学性。同时,在教师与现场技术人员的指导下,由学生独立进行设计并完整任务,不仅能够巩固学生对基础理论知识的掌握,同时能够有效提高学生的问题解决能力与实践应用能力。
(三)增加生产实习的方法提高工程实践能力
因此,有条件的高校应积极与水处理生产及管理单位进行联系,建立实习基地,为学生创造参与生产实习的机会,使其能够对风机的种类、管道的相关知识、阀门的特征以及PLC的控制原理等内容进行全面了解,帮助学生积累实践经验。同时还需注意在选择实习单位时应主要其是否具有一定的代表性,是否能够为学生提供充足的生产实习时间,并且应要求实习单位为学生提供参与主要生产环节的机会,能够全面熟悉水处理工程的实际运行及管理工作[4]。
(四)聘请企业技术人员参与教学
通过聘请工程设计、施工及监理单位具有资深经验的技术人员参与给水排水工程设计与施工的教学环节中,能够帮助学生更加全面、深入地了解工程设计及施工方面的规范性、实践性知识,培养学生的工程素养。同时,校方还可以聘请污水厂、排水公司以及自来水厂等单位中对给排水设施具有丰富管理和运行经验的专家,对给排水工程的运行管理特征以及设备的工艺进行讲解,从而提高学生对实践教学的参与积极性。在聘请技术专家进行教学的过程中可以通过专题讲座、学术报告以及研讨活动等方式进行,拓宽学生的知识视野,为学生了解给排水工程实际创造机会。
(五)在卓越工程师计划中实施经验的积累
卓越工程师计划是针对当前给水排水专业实践教学中存在的问题提出的,旨在培养具有实践应用能力的高级技能人才,某高校给水排水专业在实施“卓越工程师计划”的过程中从培养方案及实践教学环节的设置两方面进行:
1.以培养学生的工程实践能力为核心制定人才培养方案,从课设试验、施工实习、课程设计以及毕业设计等七个方面对培养计划进行安排,以培养目标为导向选择给水排水工程设计、施工及管理等企业作为实践教学基地,同时聘请具有工程实践经验的专家、技术人员在实习基地为学生进行现场指导[5]。
2.要求学生的实践学习实践累计足够40周,并在实践学习过程中撰写专业论文以及课程设计,从而提高学生的工程实践能力。同时,通过在课堂教学中以校企合作的方式培养学生的研究能力与创新能力,以给水排水实际工程项目为学习内容,让学生参与到项目研究、设计与开展的实际过程中,从而结合自身的理论基础知识切实运用到工程项目中,培养其成为卓越工程师的潜质。
3.在卓越工程师培养方案中设置基础教学、实践教学以及其他实践教学环节,为培养学生的工程实践能力创设良好的教学环境,如在基础教学中设置金工实习、计算机训练以及水分析化学实验教学等;在实践教学中设置认知实习、生产实习、毕业设计与实习等;在其他实践教学环节中积极组织创新能力拓展项目以及科技文化活动等。四、结束语综上所述,给水排水专业是以培养具有工程实践能力的应用型、实践型专业人才为教学目标的,以期为广大企业输出高质量、高能力的人力资源。实践教学环节作为提高学生实践应用能力的重要环节,应引起广大教育工作者的重视,针对当前存在的问题进行深入研究,从而提出有效的对策,保证教学质量,从而实现给水排水工程专业的长足发展。
参考文献:
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[4]吴俊峰,朱新锋.提高给水排水专业大学生创新能力的研究与实践[J].科技创新导报,2012,(2).
【关键词】建筑给水排水工程 工程应用 课程教学 案例式教学
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)23-0063-02
建筑给水排水工程是高等学校给排水科学与工程专业的核心课程之一,是衔接市政给水系统和市政排水系统的重要组成部分,在学科课程体系中占有重要位置。该课程既包含相应的理论知识,同时又具有工程性、实践性和专业性的特点。近年来随着建筑行业的快步发展,给排水专业毕业生毕业后从事建筑给排水相关工作的比例越来越大。给排水科学与工程专业的就业形势和培养目标均对学生掌握工程应用能力、快速适应实际工作需要提出了更高的要求。如何从工程实际出发,切实提高建筑给水排水工程课程的教学质量,对整个给排水科学与工程专业人才培养具有重要影响。针对以上要求,笔者结合近年来的教学工作实际,就以下教学工作实际进行总结。
一 贴合工程实际,改进教学方法
1.结合工程实际,把握教学目标
建筑给水排水工程课程教学内容丰富,相关基础知识与实践应用内容也较为繁多,但多数高校该课程的开课学时多为48~56学时(含4~8学时的现场实践教学)。在有限的教学课时内,要想进一步提高学生工程应用能力,在实际的授课中必须有计划、有针对性地对授课内容进行筛选和排查,制订出一个适合工程应用能力培养的教学大纲。授课时需要结合工程应用的具体要求,对各章节的授课深度和重点难点进行把握。例如,教材在讲到消防系统中消火栓的具体布置要求和方法时,大部分教材中只是介绍了单排2股水柱和多排2股水柱等简单布置形式及要求,如果教师不结合建筑类型向学生具体讲明消火栓的布置技巧,多数学生并不能在结束本节的学习后真正理解如何合理地布置消火栓。所以教师授课过程中应注意结合工程应用,确定教学目标、突出重点、突破难点,真正帮助学生提高解决实际问题的能力。
2.采用案例式、启发式教学
建筑给水排水工程这门课程主要教学要求是让学生掌握建筑给排水工程的基本知识、设计方法和要求,为其将来从事建筑给水排水工程的设计、施工及运行管理工作打下基础,本课程与工程应用结合十分紧密。许多学生刚接触本门课程时,由于没有感性认识和实践经验,缺乏实例的授课模式常使学习枯燥乏味,制约了课堂教学效果。而且课程内容本身较为繁琐,教学过程中容易形成灌输式、填鸭式的教学模式,造成学生平时只是粗略听一听,考前集中突击背诵知识点,严重影响了课程教学的效果。教师采用案例式、启发式教学则可以有效避免上述现象。在建筑给水排水工程课程教学中可依照内容章节分为若干任务,如给水系统、排水系统、消防系统等,每种系统再结合不同类型的建筑条件图,如住宅、办公楼、旅馆等,即成为较为典型的设计案例。在每一章授课前,教师可先向学生讲述相应的工程案例,让学生理解即将讲授知识的具体应用,充分调动学生学习的积极性。通过生动的案例让琐碎的知识点系统化,更有助于学生深入掌握基本知识。在教材理论知识授课结束后,再将实际工程实例布置为大作业,让学生通过实际的工程设计和计算,巩固、检验所学的内容。
通过案例式教学还可以提高学生的积极性和好奇心,充分发挥和培养学生的自学能力。借助工程案例,可以培养学生主动发现问题、解决问题的能力。建筑给排水涉及非常多的设计规范和设计图集,只有充分调动学生的积极性,发挥其自主学习能力,才能使学生更加扎实地掌握有关知识,提高工程应用的能力。
二 结合工程实际需要,更新、补充教学内容
1.加强对新技术、新方法的补充
在当前阶段,建筑给排水工程中新技术、新材料、新设备不断涌现,并被快速应用到实际工程的设计、施工和管理中。但这些新技术从开始应用到被大家普遍认可,再到写入教材、编入教学大纲,常常有一定的滞后性。所以当前的教材和教学大纲中更多体现的是一些传统经典的知识与理论。如给水系统中叠压供水设备、小区排水工程使用的HDPE双壁波纹管管材、排水系统特殊单立管通气方法等内容均在一些教材和教学大纲中未能充分体现。另外,学生在完成这些内容的学习之后,还需要2年左右时间才能真正走上工作岗位。所以,客观上加大了这种教与学、学与用的滞后时间,加大了学生在走出校门之后对实际工作的磨合、适应的难度。因此,教师在授课过程中结合工程实际补充建筑给排水工程新技术、新方法是很有必要的。
2.突出新要求、新规范
各种建筑给排水相关的设计规范和设计手册本身就是建筑给水排水工程课程教材编纂时的重要参考资料。相对于教材,设计规范和手册更加贴近实际的工程应用。在授课过程中,要鼓励学生阅读规范、理解规范,进而掌握并应用规范,这是提高学生工程应用能力的重要方法。
近年来随着建筑工程的快速发展和人们对水资源的重视,新的技术规范和技术要求也不断出现,如《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)、《细水雾灭火系统技术规范》(GB50898-2013)等。新的规范通常针对的都是实际工程中出现的新情况、新问题,对原有规范不适合实际应用的条文进行重新修订和组织。如《消防给水及消火栓系统技术规范》对高位消防水箱的设置要求更为严格,其容积大小也有进一步的要求。类似内容理应是建筑给水排水工程课程中学生应及时掌握的重要内容。但在实际授课中,所用教材仍引用旧版规范的原有要求,这应得到及时更正和补充。要让学生在掌握建筑给排水设置的传统惯例之余,能理解最新的设计要求及原因,同时了解本行业最新的发展情况。
三 改革课程考核方式
课程的考核对学生的学习具有较大的引导作用。建筑给水排水工程课程考核依然采用较传统的平时出勤、课后作业和期末考试的考核方式,可能在学生结合工程实际应用的效果引导上存在一定的局限性。
首先,如上所述,在授课过程中针对那些实际工程案例教学可布置成大作业的形式,再辅以课堂讨论,引导学生对此类工程案例进行总结和分析。这种与案例式教学相适应的大作业加课堂谈论的考核方式可以有效地督促学生加强工程应用能力的锻炼。
另外,在期末考试的开、闭卷形式上也有必要进行一些调整。我们安排课程考试时,对具体考核内容进行区别对待,采用开、闭卷结合的方式进行课程考核。对建筑给排水的一些常识性、基础性的理论内容,采用闭卷考试来测试学生掌握程度;对工程性、综合性的内容,因为涉及一些基础数据、公式和计算表格,可采用开卷考试来检查学生解决工程应用问题的能力。
四 在实践环节上进行改革和优化
与建筑给水排水工程课堂授课相对应,课程结束后一般需开设一定学时的生产实习与课程设计。这两个实践环节对学生掌握基本的建筑给排水工程应用能力具有相当大的作用。但因种种原因,实习与课程设计环节常常未能取得较大成果。
首先,课堂授课效果是实践环节的基础,对其有较大影响。只有在课堂授课过程中突出工程应用学习,才能在实践环节获得更进一步的锻炼。其次,实习与课程设计往往学时有限。建筑给排水的实习形式较为单一,常为简单的参观实践,学生走马观花,难以深刻掌握相关知识。课堂授课深度不足,课程设计也难以布置较为综合的实际工程项目,且课程设计本身时间较短,大部分学校无法做到1人1题,这制约了课程设计环节的培养效果。通过改革优化实践形式,将课堂授课与实践环节结合起来,将案例式教学与课程设计训练结合起来,是加强学生实际工程应用能力的重要方面。
五 结束语
建筑给水排水工程是一门与实际工程应用紧密联系的课程。在教学方法上增加案例式、启发式教学,把握教学重点,同时充实教学内容,改革课程考核方式和实践环节,有助于真正提高学生运用课程知识、解决工程实际问题的能力,提高教学质量,完成培养给水排水工程专业高级应用型专业人才的培养目标。
参考文献
[1]王增长主编.建筑给水排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2010
[2]蒋蒙宾.《建筑给排水工程》课程教学改革探讨[J].技术与市场,2010(7):81~82
[3]邓风、吴惠芳.提高建筑给水排水工程教学质量的途径[J].化工高等教育,2009(2):66~68
关键词:实践;课程;教学
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2014)08-0094-02
传统教学模式是以理论教学为主、以实践教学为辅的课程教学模式。此种模式适合于理论性较强的课程,对实践性强、理论较弱的建筑给水排水课程来说存在许多问题。建筑给水排水工程是给排水科学与工程专业本科学生完成基础知识学习后接触的主要专业课之一。它与给排水管网和水质工程学一起构成完整的给排水科学与工程专业体系,是城市健康水循环中不可或缺的一环。建筑给排水工程研究的“水”局限于建筑或小区内部,与通风及空调系统、建筑电气等学科共同组成建筑设备工程[1],具有创造卫生、安全、舒适的生活、生产环境,提高建筑使用质量的功能属性。
一、课程特点
1.知识面广
此课程涉及建筑给水、污废水、雨水、热水、中水、消防、小区给排水、景观给排水及游泳池给排水等诸多方面。从各系统的认识、组成、设计到管理等,内容丰富、庞杂。
2.注重设计
此课程是在建筑的基础上发展起来的,主要注重设计方面,在施工及管理方面相对较弱。
3.缺少理论
由于课程和实际较接近,更多是经验数值,对其原理理解并不多。纵观整个课程,唯一理论较深的是排水系统中关于管道压力波动的探讨和认识。
4.要求学时数不合理
按照全国给排水科学与工程指导委员会教学要求,课堂教学40―50学时,课程设计1周[2]。以此安排课程,只能将基本理论和基本系统讲解给学生听,无法很好地形成工程设计理念[3]。
二、存在问题
1.教材内容相对落后
随着高层、超高层建筑的不断崛起,住宅小区的大量兴建,舒适、健康、节约水资源等观念日益普及,建筑给水排水工程在理论上和实践中都有很大的发展。目前,建筑给水排水工程领域内的新技术、新工艺、新设备已广泛应用,相关规范规程不断更新,一本教材要想及时反映这些技术的发展有相当的难度[4]。需要不断的补充和更新现有教材内容。
2.高层建筑给水排水系统讲解匮乏
目前给水排水工程本科教学中,对于高层建筑给水排水工程课程设置较不重视,很多院校将其设置在任选课上,导致部分同学不选或是不重视。然而高层建水恰恰是建筑给水排水工程这门课程的延伸和提高,是形成建筑给水排水系统设计的前提和锻炼,因此,如何将建筑给水排水课程和高层建筑给水排水课程融合在一起,从教材和讲课上解决衔接的矛盾将是至关重要。
3.知识掌握不透彻,设计程序不明确
大部分学生的反馈意见是,对建筑各个系统的主要内容基本了解,但只处于应付考试状态,不能灵活应用。虽然授课教师在授课过程中介绍过如何进行设计以及设计的主要步骤,但事后学生的印象不深刻,课本又无资料显示。有的设计基本上是照猫画虎,似像非像,结果还是不明白[5]。
三、改革建议
针对上述课程特点和存在问题,应将传统课堂讲学转变为实践讲学为主,课堂讲学为辅的教学方式。因此对建筑给水排水工程课程教学提出以下几点改革建议。
1.改变单一课堂理论教学,增加现场教学
课堂讲解知识是一种传统的教学方式,然其收效甚微。尤其对于建水课来说更加不合适,因此需要针对实物进行讲解,有助于学生在学习书本知识的同时,更有实物的概念。根据各个系统,将本应课堂讲解的系统组成、设置方式、管道附件等内容改成1―2学时现场教学。比如,在讲生活给水系统、生活排水系统、消防给水系统、雨水系统及热水供应系统的组成、选用的管材、管材的连接方式时,可要求学生到教学楼、办公楼、寝室等地实地观察,如果教学条件许可,可把课堂移到这些地方,进行现场教学,加深学生的印象,激发学生的学习兴趣[6]。这样现场教学需要18―20学时。
2.改变单一理论教学,增加视屏、图片及模型教学
在现场教学的同时,有时候很多细节由于现场很难看到,因此,需要积累施工阶段视屏及某些特殊场所的视屏。例如卫生间管道施工视频、消防管道安装视频、太阳能安装视频等。在课堂上针对视屏、图片和模型讲解。这无疑是增加信息量和立体感。减少理论教学的枯燥性,增加课堂教学的立体感。
3.改变单一教师传授,增加学生自主认识
某些章节以主题形式进行设计,例如给水设计秒流量计算、消火栓位置设计、水景概述等。可由学生备课进行0.5学时讲解,再由教师进行讲解。以学生为主的教学更能让学生掌握知识并印象深刻。最终将此课某些章节做成主题讲座形式的教学方式。
4.改变单一书本讲解,增加课外知识讲解及组织专家面向学生讲解
邀请知名专家或业内人士,以讲座形式给学生讲解某方面知识,以此来拓展课程知识并接轨实际工程。例如:排水检查井的构造、给水阀门的构造、锅炉的构造、无负压给水系统的设计和施工、游泳池水处理系统的维护和管理、中水处理系统的维护和管理等。邀请设计院工程师讲解建水系统的设计、邀请规划院高工讲解城市管网的规划等。
5.改变单一公式推导,增加练习及实验教学,自主开发增建实验项目
目前使用的教材并没有习题和工程实例,而学生习惯课后以这种形式巩固知识点。因此,需要设定一些典型的题目和实际工程案例。典型题目以注册设备工程师考试题目或实际工程实例计算为主,实际工程案例以简单的多层建筑案例为主。
增建建筑给水排水实验室,以此来缓解理论讲解时抽象的概念。目前,全国没有专门的建筑给水排水实验室,亦没有人对建水实验室设定的项目进行探究。许多实验项目需要自主开发。笔者针对各高校给排水专业情况,目前可开设的实验项目如下:
(1)大便器冲水实验
此实验项目是模拟大便器冲水以探究其冲水能力及绘制冲水曲线。以此来说明大便器管道设置的管径和设置的垂直高度的概念;对市场上大便器的质量和排水时的噪声有大致的印像;对比直冲式大便器和虹吸式大便器,喷射虹吸式和漩涡虹吸式大便器之间的区别。
(2)排水管道压力波动测试实验
通过模拟家装卫生间卫生洁具排水,测试排水支管及立管压力波动情况及存水弯水封损失情况。以此来明确设计排水管道和卫生洁具注意点。例如卫生洁具设置前后顺序、设置存水弯水封高度要求、通气管道设置的必要性、自由出流的重要性、底层单排的理由等。
(3)虹吸雨水斗实验
利用水泵将水抽送到模拟天沟内,测试天沟内雨水斗淹没水深和雨水立管排水能力之间的关系。以此来探讨雨水斗泄流量和斗前水深的关系、重力式雨水斗和虹吸式雨水斗的特性、雨水斗整流罩设计或雨水斗构件设计对泄流量的影响、雨水排水管道水流状态等。
(4)管道连接及拆装实验
利用已有材料进行塑料管的胶结、热熔连接及金属管道的丝扣连接。掌握各种材质管道连接方式、如何连接及了解各种材料特性。
(5)洁具拆装实验
拆装市场上大便器、盥洗槽等洁具。了解各洁具的构造、性能及连接方式,掌握洁具和管道的连接、存水弯设置及浮球阀的动作原理等。
(6)同层排水实验及沉箱排水实验
利用现有设备探讨同层排水沉箱内积水排除问题。测试不同形式同层排水系统和普通的排水系统的排水能力比较。以此了解同层排水系统及存在的问题。
(7)给水水泵并联工作工况点实验
通过自制水泵并联装置,计算管道特性曲线和厂家提供的水泵特性曲线,算出理论工况点。利用实验装置测试出实际工况点,两者进行比较,以明确水泵并联工作及建筑给排水系统中水泵的选择。
从实验试做情况看,每项实验需要1学时时间,因此,需要实验学时数为7学时。
6.改变单一分块分章节式讲解,增加实际工程一体化式讲解
建水课本是分模块分章节对建水各系统进行讲解,一旦面对课程设计和实际工程,很多同学一脸茫然。因此,需设定一典型例子,从第一个系统讲到最后一个系统。此种授课需在计算机房讲解,并在讲解的同时要求学生动手做。在学期末,设置2周的建筑给水排水课程设计,以进一步将所学知识一体化。
四、改革后教学实例图解
根据上述情况及改革措施,对传统的课堂教学进行重新设置,见图1。
图1 实践引导理论教学整合图
注:图中实线框为课堂教学,虚线框为实践教学。其中,课堂教学为3学时,实践教学为5学时。
根据上述教学整合图,给水系统总体需要课时数为8学时,其中实践教学项目占5学时,理论教学为3学时。较好的解放了课堂灌水式教学模式,以此计算,整个教学过程需要64―70学时左右,和全国给水排水指导委员会规定的40―50学时相差20多学时。
结语
《建筑给水排水工程》课程改革与研究是一个不断完善和发展的过程。以上内容与方法是本次教学改革与研究的重点。通过以强化实践教学为主,以课堂理论教学为辅的教学改革,旨在引导学生如何将实践知识和理论知识相对应,所学知识和实际工程相对应。实现从重视知识的传授、智力的培养向重视能力培养转变;从以学习知识为主的“知识目标观”向以学习方法和实践为主的“能力目标观”转变;从“培养知识型人才观”向“培养卓越工程人才观”转变。
参考文献:
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建筑给水排水工程技术的发展,关键在于人才培养,这对高等院校建筑给水排水工程的教学也提出了新的更高的要求.
教学模式改革
从近几年本专科毕业生就业的反馈信息来看,社会对从事建筑给水排水工程设计、施工、管理人员的需求呈上升趋势(据住建部统计,2010年给水排水工程专业毕业生就业率全国排名第四),且要求具备较宽的相关专业知识.笔者所在的土木工程学院,根据建筑给水排水工程课程特点,要求学生在该课程学习之前构筑坚实的理论基础知识,学习建筑给水排水工程课程之前,除学完基础课程之外,需要先修建筑概论、给水排水工程结构、给水排水工程CAD制图、水力学、泵与泵站等专业基础课程.通过建筑概论、给水排水工程结构、给水排水工程CAD制图的学习,学生能够了解建筑构造与其他相关专业的协调关系,掌握建筑识图、制图和建筑防火分区的基本知识,为建筑给水排水工程的理论和设计原理奠定基础[1].通过水力学、泵与泵站的学习,为建筑内部和居住小区的给水排水系统、建筑消防系统、建筑热水系统等管道水力计算的理论与方法打下坚实基础.建筑给水排水工程的教学中宜补充有关防排烟、供热、通风、空调、供电和燃气等设备系统的基本知识.在我校近10年的教学实践中,增设了本专业或相近专业的选修课,如建筑消防设备工程、高层建筑给水排水工程、建筑节水技术、供暖通风与空气调节、工业通风、建筑电气、燃气输配等,实施效果良好.
现行的《建筑给水排水工程(第六版)》教材在编写过程中虽然吸收了部分院校在建筑给水排水工程教学中积累的经验和近年来国内外给水排水的一些新技术,但与该学科不断涌现的新技术、新材料、新设备相比,教材的部分内容建筑滞后于行业技术的发展[2],如绿色消防技术、雨水利用新技术和新型管材方面.教材内容的更新速度经常跟不上与之相关的设计规范、规程、标准、措施、手册、图集等,如游泳池和水上乐园给水排水设计的内容未按最新的《游泳池给水排水设计规程》(CJJ122-2008)修改.任课教师利用业余时间,除了参加省里一年一度的“给排水年会”、“海峡项目成果交易会”外,还要经常参加给水排水信息网与土木建筑学会给排水分会等组织的研讨会、专家讲座等.笔者去年参加的“雨洪利用新技术”、“绿色消防技术”等讲座,不仅学习到一些新理念,而且可以跟踪前沿的科技信息知识,及时充实教材内容.通过典型工程实例介绍,如住宅、商住楼、宾馆等,让学生通过具体的建筑思考某部分内容,通过思考逐渐消化抽象的理论,体悟到建筑给水排水工程与每个人的日常生活密切相关,并对人们生活质量的高低有直接影响,消除学生对专业知识的陌生感,提高学生学习本课程的积极性.
随着建筑给水排水工程的学术研究迅速发展,与之直接相关的工程设计规范、规程有十多本,如《建筑给水排水设计规范》、《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《自动喷水灭火系统设计规范》、《建筑中水设计规范》、《游泳池给水排水工程技术规程》、《管道直饮水系统技术规程》、《建筑与小区雨水利用工程技术规范》等.这些规范规程不断修订改版,专业教师应及时对照修订前后内容,把其中的来龙去脉搞清楚,将改版的最新进展融入课堂教学中[3].《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003,2009版)比2003版加入了不少新技术、新内容,授课过程中教师要合理把握增删的尺度,课程设计和毕业设计用到的内容需要详细介绍,如生活饮用水管道防回流污染措施的使用条件、居住小区给水管道设计流量计算、通气条件下排水立管最大设计排水能力的调整内容、热水供应设计小时耗热量设计参数的修改、叠压供水、太阳能和热泵供应等节能技术原则规定等.《游泳池给水排水设计规程》(CJJ122-2008)比旧版的规程修订了部分内容,如池水循环部分,在授课过程中要及时补充.随着节水减排技术的普及,教师授课过程中必须把《管道直饮水系统技术规程》、《民用建筑节水设计标准》等规范标准的部分内容穿插到课堂中,学生在课程设计和毕业设计中才能熟练掌握,为今后实际工程设计应用打下良好基础.
建筑给水排水工程课堂教学一般为40~50学时,现场实践教学4学时,不少内容未能接触.如何在有限的学时内补充增加该学科的新技术、新知识是课程教学改革的关键问题.我专业近年来坚持课内、课外结合,课内教学注重问题引出、案例讲解.任课教师在认真学习外购课件的基础上,结合本校学生的学习情况,编写和应用信息量大、界面丰富、适合自身发展的多媒体课件,解决有限课时传递大量信息的难题.如课堂上讲授自动喷水灭火系统、二氧化碳灭火系统、排水立管中水流状态、固定消防炮系统等内容,学生觉得很抽象,利用flas演示,学生则会恍然大悟.在研讨会、海峡项目成果交易会收集新产品厂家专业团队开发的动画短片,使学生感受建筑给水排水工程学科知识的应用无处不在,激发他们的创新热情.课外教学将课内教学延伸,构建了建筑给水排水课程网络教学网站并将多媒体课件上传,方便学生查阅课内教学内容[4].网站设置课程作业、模拟试题库等栏目,课程作业有课内各章节习题和课外开放型作业,学生利用课外时间练习各章节习题,巩固课堂教学内容;开放性作业引导学生提出多种设计或施工方案,技术经济可行条件下优化方案,锻炼解决工程技术问题的能力;学期末学生可以在线随机抽取模拟试题.心得体会和互动交流栏目提供了在线答疑与交流的平台,拉近了师生之间的距离,能充分调动学生学习积极性,提高教学效率.科研成果栏目传递本学科前沿知识,激发学生的好奇心,培养学生的创新潜能.有经验的任课教师经过多年教学积累,编写了《建筑给水排水工程习题集》(中国建筑工业出版社出版)供学生课外配套使用,效果甚佳.
加强教师梯队建设
目前,大多数青年教师是“从学校到学校”的博士、硕士,在教学和实践上还不够成熟,难以保证实践性较强的专业课程教学质量[4].为此,学院延聘资深而有专长的建筑给水排水工程教授,协同任课的青年教师积极参与实际工程设计,传授多年积累的工程经验,形成老中青相结合的教师梯队,并编写了《快速识读建筑给水排水施工图》作为课程设计和毕业设计的辅助资料.青年教师在工程实践中不断成长,丰富教学内容,密切关注培养学生的专业技能.另外,还聘请有丰富工程实际经验的教授级高级工程师来校交流指导本科生的毕业设计.
洛阳理工学院土木工程系给排水科学与工程专业是新建本科专业,结合“卓越计划”的实施,在专业培养目标、培养方案、课程体系建设、实践教学改革等方面进行了许多有益尝试,目的就是着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,而这一系列改革目标的实现都要通过课程建设最终加以落实。“建筑给水排水工程”是给排水科学与工程专业一门核心的专业课,该课程既具有较强的理论性又紧贴工程实际,对学生毕业后从事给排水专业及相关工作具有举足轻重的作用。本文针对我院“建筑给水排水工程”课程现状,提出对教学内容、教学方法及手段、实践教学等方面进行改革,以适应给排水科学与工程“卓越人才”培养目标需要、适应市场需求。
2“建筑给水排水工程”课程教学中目前存在的问题
对照“卓越计划”的要求,目前我院“建筑给水排水工程”课程教学中存在以下一些问题:
2.1课程大纲不够完善
当前,我国建筑给排水领域新技术、新工艺发展日新月异,而老课程大纲内容相对滞后并且修订间隔过长。比如消防领域近年来出现的新设备及自动控制技术相关内容缺乏,对中水处理及雨水处理及利用等知识内容重视不够,因此,紧跟建筑给排水领域新技术浪潮,及时修订完善课程大纲内容是目前亟待解决的问题。
2.2授课方法上,存在就理论
而理论,从书本到书本,主要以灌输为主的问题。教学手段和教学方法比较单一,忽视了学生的主体性,缺乏探究性、交互性、实践性、启发性和自主性。
2.3“建筑给水排水工程”是一门工程实践很强的专业课程
因此要求授课教师不仅要有扎实的理论知识还要有丰富的工程经验。但是目前我院给排水科学与技术工程专业教师虽有较高的学历和科研能力,但工程背景不足,实践能力偏弱,难以满足“卓越计划”的要求。
2.4实践教学不足,方法单一
由于建筑给水排水施工工期的特殊性,使得安排实习时往往不易找到合适的工地,且实习时间、实习经费有限,往往使得实习变成“走马观花”,很难在工地“稳住心神、站住脚跟,学得正经”。
3“卓越计划”下“建筑给水排水工程”课程建设及改革
针对以上情况,结合洛阳理工学院“卓越计划”实施,笔者提出从“建筑给水排水工程”课程大纲、授课方法、教学内容、实践教学等多方面进行改革,从而进一步完善课程建设,实现“卓越计划”的培养目标,提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。
3.1理论教学改革
理论教学是“建筑给水排水工程”课程的基础和核心,这一认识和“卓越计划”的培养目标并不矛盾。课堂教学仍是学生获得专业知识的最基本、最直接的渠道,教学效果的好坏关系到学生对课程理论知识的理解程度,并影响到后续实践等环节的实施效果,因此,加强理论教学改革研究、夯实学生专业理论基础迫在眉睫。
3.1.1建立课程大纲动态建设
体系当今世界知识不断创新,新技术、新材料、新工艺以前所未有的速度迅速转化为新的生产力。这就要求在课程大纲建设上不能因循守旧、固步自封,要紧跟专业发展方向,密切关注前沿知识动态,建立课程大纲定期修改制度,将成熟先进的理论知识及时吸收容纳到教学大纲上。以大纲为指引,以学时为保证,规范引导教师制定教学内容,保证新知识能及时上教案,上课堂。
3.1.2教学内容的调整
“建筑给水排水工程”课程教学内容要紧紧围绕教学大纲展开,对于大纲中的知识内容必须严格贯彻。由于教材编写的滞后及教材质量的差异,很多教材缺少课程大纲规定的教学内容。这就要求教师不能完全拘泥于教材限定的知识内容,而是要站在专业前沿,密切关注建筑给排水的发展动态,及时按照大纲要求对教学内容进行调整、修改和补充,进一步整合优化课程内容,把最新的政策标准及相关的技术方法纳入到教学中去,使学生掌握最新的知识,追踪课程前沿,避免与工程实际脱节。
3.1.3正确理解把握不同教学
手段在教学效果中的作用正确把握不同教学手段在教学效果中的作用非常重要。目前,多媒体辅助教学改变了传统的教学手段,提供给学生丰富的信息和知识,除了课件之外,还有动画、照片、录像等,使得原本枯燥的教学内容变得立体生动起来,提高了学生的学习兴趣。但由于多媒体课件在课堂上切换迅速,许多课件内容学生还没来得及看清楚、理解透,教师可能就翻到下页了。还有公式、原理等的推导需要一步一步进行,而多媒体课件直接把推导的过程罗列在屏幕上,老师没有一步一步地进行推导,学生理解起来就不太容易,以至于影响了整堂课的效果。另外,多媒体教学只需翻动鼠标,省去了老师用粉笔书写的麻烦,许多教师也懒得采用板书教学。所以,任课教师要深刻理解多媒体教学和板书教学在教学效果中的不同作用,不能用多媒体完全取代板书教学,而是应根据授课内容的不同把多媒体和板书结合起来,使多媒体教学和板书教学相得益彰,这样才能取得最佳效果。
3.2工程背景下课程设计及实习建设
课程设计和实习是“建筑给水排水工程”课重要的实践环节,是将课本理论转化为工程应用的初步尝试。它不仅可以补充和深化教学内容,而且是引导学生理论联系实际,培养学生工程思想,提高学生综合素质的有效途径。为突出工程背景,课程设计题目来源一律采用设计院所工程设计图。因课程设计时间所限,指导教师可截取工程设计图的某个单元或者节点,略作修改后作为课程设计题目,并严格按照设计流程指导学生设计。在设计中注重指导学生掌握相关规范及标准图集,并合理运用到设计中去。学生在设计中往往有很多创造性思维,指导教师要热情鼓励并积极引导,对于学生一些不合理的设计思想,指导教师一定要从理论原理和实际应用两个角度给学生讲清楚不合理的原因。比如在排水管道设计中,很多学生不注意预留清扫口位置,或者位置不合理,指导教师应该讲明清扫口的作用,清扫口应该预留的位置。为使课程设计更加贴近工程实际,我们目前积极聘请设计院所工程师作学生校外指导教师,比如在课程设计期间抽出一天时间请设计院所工程师来校参加指导工作,由具有专业背景的工程师来指导学生的设计,效果会更好。为满足“卓越计划”对学生工程实践能力的要求,实习阶段的改革主要体现在三个方面。一是加大实习时间,认识实习由原来的一周增加到两周,生产实习由原来的两周改为四周,为提高学生工程实践能力提供了时间保证。二是加强校企合作,建立稳固的实习基地,目前土木系已和二十多家单位签订了实习基地合作协议,保证学生有充足的实习场所。三是将学生引入生产施工的第一线,参与生产操作和维护,参与实际的施工过程,这种参与绝非一般意义上的顶岗工作,而是引导学生理解、掌握专业理论知识、工程实现的方法和技能。
4结语
1.知识面广
此课程涉及建筑给水、污废水、雨水、热水、中水、消防、小区给排水、景观给排水及游泳池给排水等诸多方面。从各系统的认识、组成、设计到管理等,内容丰富、庞杂。
2.注重设计
此课程是在建筑的基础上发展起来的,主要注重设计方面,在施工及管理方面相对较弱。
3.缺少理论
由于课程和实际较接近,更多是经验数值,对其原理理解并不多。纵观整个课程,唯一理论较深的是排水系统中关于管道压力波动的探讨和认识。
4.要求学时数不合理
按照全国给排水科学与工程指导委员会教学要求,课堂教学40—50学时,课程设计1周[2]。以此安排课程,只能将基本理论和基本系统讲解给学生听,无法很好地形成工程设计理念[3]。
二、存在问题
1.教材内容相对落后
随着高层、超高层建筑的不断崛起,住宅小区的大量兴建,舒适、健康、节约水资源等观念日益普及,建筑给水排水工程在理论上和实践中都有很大的发展。目前,建筑给水排水工程领域内的新技术、新工艺、新设备已广泛应用,相关规范规程不断更新,一本教材要想及时反映这些技术的发展有相当的难度[4]。需要不断的补充和更新现有教材内容。
2.高层建筑给水排水系统讲解匮乏
目前给水排水工程本科教学中,对于高层建筑给水排水工程课程设置较不重视,很多院校将其设置在任选课上,导致部分同学不选或是不重视。然而高层建水恰恰是建筑给水排水工程这门课程的延伸和提高,是形成建筑给水排水系统设计的前提和锻炼,因此,如何将建筑给水排水课程和高层建筑给水排水课程融合在一起,从教材和讲课上解决衔接的矛盾将是至关重要。
3.知识掌握不透彻,设计程序不明确
大部分学生的反馈意见是,对建筑各个系统的主要内容基本了解,但只处于应付考试状态,不能灵活应用。虽然授课教师在授课过程中介绍过如何进行设计以及设计的主要步骤,但事后学生的印象不深刻,课本又无资料显示。有的设计基本上是照猫画虎,似像非像,结果还是不明白[5]。
三、改革建议
针对上述课程特点和存在问题,应将传统课堂讲学转变为实践讲学为主,课堂讲学为辅的教学方式。因此对建筑给水排水工程课程教学提出以下几点改革建议。
1.改变单一课堂理论教学,增加现场教学
课堂讲解知识是一种传统的教学方式,然其收效甚微。尤其对于建水课来说更加不合适,因此需要针对实物进行讲解,有助于学生在学习书本知识的同时,更有实物的概念。根据各个系统,将本应课堂讲解的系统组成、设置方式、管道附件等内容改成1—2学时现场教学。比如,在讲生活给水系统、生活排水系统、消防给水系统、雨水系统及热水供应系统的组成、选用的管材、管材的连接方式时,可要求学生到教学楼、办公楼、寝室等地实地观察,如果教学条件许可,可把课堂移到这些地方,进行现场教学,加深学生的印象,激发学生的学习兴趣[6]。这样现场教学需要18—20学时。
2.改变单一理论教学,增加视屏、图片及模型教学
在现场教学的同时,有时候很多细节由于现场很难看到,因此,需要积累施工阶段视屏及某些特殊场所的视屏。例如卫生间管道施工视频、消防管道安装视频、太阳能安装视频等。在课堂上针对视屏、图片和模型讲解。这无疑是增加信息量和立体感。减少理论教学的枯燥性,增加课堂教学的立体感。
3.改变单一教师传授,增加学生自主认识
某些章节以主题形式进行设计,例如给水设计秒流量计算、消火栓位置设计、水景概述等。可由学生备课进行0.5学时讲解,再由教师进行讲解。以学生为主的教学更能让学生掌握知识并印象深刻。最终将此课某些章节做成主题讲座形式的教学方式。
4.改变单一书本讲解,增加课外知识讲解及组织专家面向学生讲解
邀请知名专家或业内人士,以讲座形式给学生讲解某方面知识,以此来拓展课程知识并接轨实际工程。例如:排水检查井的构造、给水阀门的构造、锅炉的构造、无负压给水系统的设计和施工、游泳池水处理系统的维护和管理、中水处理系统的维护和管理等。邀请设计院工程师讲解建水系统的设计、邀请规划院高工讲解城市管网的规划等。
5.改变单一公式推导,增加练习及实验教学,自主开发增建实验项目
目前使用的教材并没有习题和工程实例,而学生习惯课后以这种形式巩固知识点。因此,需要设定一些典型的题目和实际工程案例。典型题目以注册设备工程师考试题目或实际工程实例计算为主,实际工程案例以简单的多层建筑案例为主。增建建筑给水排水实验室,以此来缓解理论讲解时抽象的概念。目前,全国没有专门的建筑给水排水实验室,亦没有人对建水实验室设定的项目进行探究。许多实验项目需要自主开发。笔者针对各高校给排水专业情况,目前可开设的实验项目如下:
(1)大便器冲水实验
此实验项目是模拟大便器冲水以探究其冲水能力及绘制冲水曲线。以此来说明大便器管道设置的管径和设置的垂直高度的概念;对市场上大便器的质量和排水时的噪声有大致的印像;对比直冲式大便器和虹吸式大便器,喷射虹吸式和漩涡虹吸式大便器之间的区别。
(2)排水管道压力波动测试实验
通过模拟家装卫生间卫生洁具排水,测试排水支管及立管压力波动情况及存水弯水封损失情况。以此来明确设计排水管道和卫生洁具注意点。例如卫生洁具设置前后顺序、设置存水弯水封高度要求、通气管道设置的必要性、自由出流的重要性、底层单排的理由等。
(3)虹吸雨水斗实验
利用水泵将水抽送到模拟天沟内,测试天沟内雨水斗淹没水深和雨水立管排水能力之间的关系。以此来探讨雨水斗泄流量和斗前水深的关系、重力式雨水斗和虹吸式雨水斗的特性、雨水斗整流罩设计或雨水斗构件设计对泄流量的影响、雨水排水管道水流状态等。
(4)管道连接及拆装实验
利用已有材料进行塑料管的胶结、热熔连接及金属管道的丝扣连接。掌握各种材质管道连接方式、如何连接及了解各种材料特性。
(5)洁具拆装实验
拆装市场上大便器、盥洗槽等洁具。了解各洁具的构造、性能及连接方式,掌握洁具和管道的连接、存水弯设置及浮球阀的动作原理等。
(6)同层排水实验及沉箱排水实验
利用现有设备探讨同层排水沉箱内积水排除问题。测试不同形式同层排水系统和普通的排水系统的排水能力比较。以此了解同层排水系统及存在的问题。
(7)给水水泵并联工作工况点实验
通过自制水泵并联装置,计算管道特性曲线和厂家提供的水泵特性曲线,算出理论工况点。利用实验装置测试出实际工况点,两者进行比较,以明确水泵并联工作及建筑给排水系统中水泵的选择。从实验试做情况看,每项实验需要1学时时间,因此,需要实验学时数为7学时。
6.改变单一分块分章节式讲解,增加实际工程一体化式讲解
建水课本是分模块分章节对建水各系统进行讲解,一旦面对课程设计和实际工程,很多同学一脸茫然。因此,需设定一典型例子,从第一个系统讲到最后一个系统。此种授课需在计算机房讲解,并在讲解的同时要求学生动手做。在学期末,设置2周的建筑给水排水课程设计,以进一步将所学知识一体化。
四、结语
[关键词]应用型人才;课程设计;给水排水
随着经济和城镇化进程的发展,工程技术不断更新,其对专业技术人员在专业理论及相关知识的掌握及运用、设计能力、动手能力等方面的要求越来越高,应用型人才需求量越来越大。可见,高素质的应用型人才是未来产业经济发展中不可替代的力量。
一、专业课程设计的重要性
专业课程设计是专业理论课程讲授结束后安排的相对集中的设计型实践教学,主要培养学生运用相应课程知识来解决与专业相关的实际问题。目前,学生在毕业后从事相关专业工作时,应用设计能力与企业的要求仍有一定的差距。社会对学生的要求越来越高,培养高素质应用型人才是应用型本科教学的趋势。如何利用专业课程设计实践教学环节进行教学改革,提高学生的应用设计能力,是培养高素质应用型人才的关键之一。
二、课程的改革与探讨
排水管网课程是给水排水专业的专业课程之一,其主要任务是培养学生从事室外排水系统的规划、设计、管理等工程能力。排水管网课程设计包括城镇污水管网和雨水管网设计。该课程设计主要以一个城市平面图作为设计底图,在一周内完成排水管网和雨水管网的设计,培养学生解决实际问题的能力。有效地利用课程设计集中时间,进行课程改革与实践,有利于提高学生的工程应用和设计能力。下面以给排水科学与工程专业的“排水管网课程设计”为例,探讨专业课程设计的几点建议。
(一)改革教学内容,加强排水管网多媒体课件的使用,增大信息量,提高教学效果
高等学校给排水科学与工程教学指导委员会在2012年11月了《高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范》(以下简称“规范”),第一次为国内给排水科学与工程专业的建设提供了指导性的规范。[1]规范对给排水科学与工程专业人才培养目标、培养规格、专业知识体系、专业教学内容和专业基本教学条件都做了相应的规定,对新形势下如何培养应用型人才做出了许多更高、更细致的要求。[2]目前,课程的理论授课时间较以往大大减少,专业理论课程内容量大,现代技术更新快,新规范、新技术、新内容不断出现。如果能充分利用课堂讲授时间,优化专业课程内容,可以达到事半功倍的效果。由于本课程设计涉及大量的实际工程,除了在课程理论教学中选用大作业进行必要的计算练习外,还需要增加学生的知识面。因此,需要增加与教学内容相关的信息量,让学生在课程的学习中尽可能掌握更多的工程实例。多媒体课件具有速度快、准确度高、可重复利用和信息量大的特点,在课程理论教学中非常适用。例如,市政管网设计不但计算复杂,而且图纸多,一套完整的“管网设计”的图纸包括平面图、剖面图、大样图等,大量的工程实例可以图库的方式存在电脑中。这些资料不但可以使授课更形象、更系统、更连贯,而且可以重复利用,增大信息量,为学生课程设计打好基础。这样,学生在课程设计时就不会因为从没接触或少接触工程实例而无从下手,同时,这也有利于提高学生的课程设计应用能力。
(二)改革教学方式,多方面提高教学效率
1.认真选题,教师试做,夯实应用型人才的基础导向题目的选择是课程设计的关键,教师应尽量选择有代表性、创新性的题目,例如,选择一个实际的城镇小区排水管网规划设计。这种题目题量不大,但与工程实际联系密切,可让学生分步进行,先划分排水流域,再进行设计计算。教学基本条件,除学校各项措施及设备等硬件条件外,教师也是推动学生进步的关键因素之一。高素质应用型人才的培养,离不开教师的引导。指导教师先试做课程设计,这是做好课程设计指导工作的关键之一。管网设计与工程实践联系密切,设计方案多种多样,设计计算过程和基本步骤相似,通过试做,教师收获如下。(1)提前充分考虑各种设计方案,比较各种方案的优缺点,熟悉计算方法、步骤,例如排水体制的选择。(2)查阅设计任务书是否完整,题目分量是否合适、有无技术难点、数据的分析选择和计算方法是否可靠,例如在雨水管网设计任务书的设计资料提供得是否足够。(3)提前预测学生在设计时可能遇到的困难,例如,在管网水力计算时,应注意控制点的选择。(4)相应的收集相当数量的资料,这可以缓和校内资料有限的局面,也有利于校内资料的补充和更新,例如,学校图书馆的给水排水常用设计规范是否更新。可见合适的题目,加上教师有意识地引导,可使课程设计达到事半功倍的效果。2.以学生为导向,让学生多动手,分析资料,大胆创新,全面提高学生的应用素质在“重理论,轻实践”的传统教学模式下,很多高校毕业生的实践能力普遍较差。[3]课程设计不仅有利于锻炼学生的实践和操作能力,也有利于加深学生对课堂教学内容的理解和记忆。目前,由于网络发达,课程设计指导书在网络上有很多不同的版本,其优点是资料查找比较方便,不足的是,也会存在很多错误的版本。由于学生能力有限,不能正确分析资料,而且盲目地照抄计算书说明书容易导致学生根本不对资料进行分析。这样学生不清楚何谓“设计”,如何“设计”,没有达到“设计”的要求和效果。因此,在布置课程设计任务时,应注意以学生应用能力提高为导向,引导学生先自行整理思路,通过正确使用工具书等方法,查找资料,正确使用规范和标准图集,使学生在掌握市政管网设计的方法和步骤的同时,掌握获取信息的途径,分析信息准确度并合理地使用,提高学生在设计中的综合应用能力。例如,管网设计中的检查井的设置,在规范中有何具体的要求,有哪些类型,各有何优缺点等,让学生自行查找这些内容,并分析选用,避免学生不加思考直接取一种型号进行计算。此后,教师要分段检查学生的进度和方案选择,并及时进行纠正。这样可以提高学生在课程设计中独立思考的能力,培养学生严谨的设计态度。在符合设计规范、标准的前提下,还应鼓励学生大胆采用新技术、新方法、新方案,不断推陈出新,改进落后的规范,把课堂上所学的东西真正应用到实际中,提高学生的兴趣,让学习由被动转为主动,从而提高教学效率。3.引入CAD技术绘图,手绘和CAD软件绘图相结合,培养符合社会要求的高素质人才应用型本科的培养,需要根据新时期社会的需求,提高专业人才的工程实践和创新能力。随着计算机辅助设计CAD技术的发展,给水排水工程设计也已经广泛采用计算机代替人工绘图,通过CAD的应用,可以缩短设计时间,提高设计质量,修改方便,效率高。例如,在市政排水管网设计的排水管道设计平面图中,引导鼓励学生采用CAD进行绘图,这一方面能提高设计的能力;另一方面也能为学生CAD绘图打好基础,全面提高学生的综合能力,培养符合现代社会要求的高素质应用型专业人才。
(三)提高教师自身素质,为应用型人才的培养提供优秀师资队伍
不管是基于应用型人才培养的课堂教学模式,还是基于应用型人才培养的实践教学模式,都离不开应用型的教师。[4]教师应用能力越高,越有利于培养高素质应用型人才。指导教师的经历、能力,直接影响到课程设计中对学生的引导作用;教师业务水平的提高,有利于课程设计的指导。因为学生进行设计时考虑的问题是综合性的,如果教师在指导时,缺乏实际经验,则难以指导学生完成与社会适用的市政排水管网。所以,作为给水排水专业的教师,应该多参加社会实践,多向有经验的教师学习,提高自身的业务水平。而对于学生来说,也应该多观察周围的市政工程,加强个人的感观认识。
三、小结
1实践环节教学的现状及存在的问题
建筑给水排水工程教学实践环节建设的内容主要包括课堂实践教学、三个实习(即认识实习、生产实习、毕业实习)及两个设计(即课程设计、毕业设计)等三个方面的内容。实践环节教学建设中,应以学生为中心,通过全面的参加专业实践,将所学理论知识和专业技能正确运用于生产实际,培养学生的综合能力,为毕业后独立从事专业技术工作打下坚实的基础。但从目前各高校本课程的教学情况来看,实践环节教学主要存在以下问题:
1.1由于建筑给水排水工程发展很快,随之涌现出较多的建筑给水排水新技术、新设计规范、新设备、新设计方法等。由于高校课程课时设置及新技术传播应用时间滞后等原因,高校教学授课过程难以将课堂内容与实际问题有机结合起来,造成学生在校所掌握的知识点与实践存在一定的差别[2]。学生毕业后到工作中还要从头研究规范及标准。另外,目前使用的教材中,与实际工程相关的例题及练习题明显不足,学生达不到训练要求。
1.2缺乏高质量的多媒体教学技术和网络课程体系。虽然,有些教师自己也制作了一些建筑给水排水工程方面的多媒体课件,但仅以PowerPoint等简单形式表达,在图像、活动画面及声音等方面缺乏素材,使学生对学习缺乏兴趣。也有些教师开发的网络课程不够完善,仅在网络平台上上传了一些简单的教学大纲、教案等,起不到实际的教学效果。
1.3实习学时及质量不能保证。由于缺乏实习经费及实习基地等原因,现在许多高校的实习,由过去的实际动手变为“走马观花”。另外,实习不能给单位带来经济效益,或者由于实习相关单位(如建筑设计院,房地产开发公司,建筑工程安装公司等)管理体制的变化,许多单位对学生来实习不乐意安排。因此,学生没有机会长时间在实习单位参与实际工作,实习质量大打折扣。
1.4实践教学的指导教师水平受限。由于不能接受企事业单位工作人员的实践指导,实践教学的指导教师的实践能力就变得越来越重要。但是,现在各个学校在引进人才时大多重视科研能力,而忽视了人才的实践能力,所以现在很多专业课教师,尤其是年轻教师实践教学的指导能力往往不能满足教学要求。教师没有在建筑工程安装公司或建筑设计院从事过系统的实践工作,很难在实习或设计中指导学生进行实际的工程训练,或进行相关的专业问题解惑答疑。以上这些问题大大减弱了在实践环节教学方面的效果,不利于学生对专业知识的掌握和运用,毕业生不能够很好的适应用人单位的工作。
2实践环节教学建设的主要内容
2.1调整教学大纲,更新教学内容,与实际工程应用相结合把主要精力用于工程应用型人才的培养上,是工科本科院校正确的发展观,也是工科本科院校办学特色的基点[3]。针对目前理论课程教学与实际工程应用相脱节的现象,及时修改教学大纲,修订教学方案及教材部分章节内容,增加建筑给水排水新技术、新设备及新的规范标准;确立重点课程建设,进行教材编写、出版,完善试题库,自编习题册,引导学生以实践为主,教师授课为辅,讲练结合,避免学生面对课程设计或毕业设计无从下手。
2.2丰富多媒体教学模式,开发网络化教学平台在教学方式上尽量采用多媒体等现代技术,在短时问内传输或呈现大量的图形、图象、活动画面等方面的信息,使理论教学与工程实践密切结合在一起,缩短了学生的实践认知过程。开发多媒体课件作为真实工程案例的补充,在PowerPoint等简单课件的基础上,制作新的Flash、3DMax等动态课件,使多媒体教学图文并茂、丰富多彩。通过多媒体课件能收集大量的课堂讲授的素材,信息量加大,讲授效率提高,从而能很好地保证课堂教学质量。同样,通信、网络及多媒体技术基础上发展的Web远程教学可以使各种教学资源得到整合,并通过Internet以更加生动的形式进行传播。建立网络教学平台,将网络技术应用在实践性教学上,将过去传统的、静态的书本教材形式转变为由图文、声、像具备的动态教材,而且能够实现教材各元素的非线性链接和灵活跳转,提供人性化的人机交互环境。同时,通过互联网络,可以将最新的建筑给水排水设备及技术最形象的表达,给学生更多直观的、感性的认识。实施网络化教学有利于激发学生的学习兴趣,增强学生的求知欲望。
2.3增加实习经费,建设实习基地,保证实习学时及质量根据建筑给水排水工程的特点,建立长期与短期相结合、校外与校内相结合的实习基地。广泛联系从事设计、建设、运行与管理的建筑给水排水工程领域的企事业单位,加强校企合作,进行校外实训基地建设。有条件的学校同时还可以充分利用校内资源为实践教学服务,并与社会企业建立集教学、生产、技术推广和科研创新等功能于一体的产学研基地。因此,教师可以将认识实习、生产实习及毕业实习等实践环节教学全部融入到专业课程的教学中,强化了学生与实际工程的接触和实际动手能力。
2.4深化实践环节教学的指导教师队伍建设,强调教师的实践教学经验工程教育的人才培养必须面向工程实际,加强工程训练,这是我国未来经济发展的迫切需要,也是包括发达国家在内的高等工程教育的经验[4]。以大工程观来看,21世纪的工程人才必须具备工程知识能力、工程设计能力、工程实施能力、价值判断能力、社会协调能力和终身学习能力[5]。从事实践教学指导的教师本身就应该是一名合格的工程师。学校应组织青年教师到建筑设计研究院所及相关单位进行培训、学习,参与实际工程的设计或管理工作,帮助青年教师积累工程实践经验。可想而知,从事工程类教育的教师实践能力的相对不足对实践性教学效果必然产生一些不利影响。因此学校应该优先选择“双师型”教师担任实习或设计的指导教师。当然,有条件的学校可以聘请一些具有较丰富设计、施工经验的工程师或退休老教师充实实践性教学队伍,缓解实践教学指导师资力量相对薄弱的情况,同时对年轻指导教师起到传、帮、带作用,提高实践教学的效果。