《水工藝設備基礎》課程教學現狀與改革

摘 要: 針對給水排水工程專業增設的水工藝設備基礎課程設置的背景，各高校設置情況，以及目前教學過程中存在的問題，本文從師資隊伍、教材、教學方法、實踐環節、考核方式等方面提出課程的改革措施，以提高《水工藝設備基礎》課程的教學質量和教學效果。

關鍵詞: 《水工藝設備基礎》 教學現狀 改革新方案

1.前言

傳統的給水排水工程是土木工程學科的一個分支，主要通過土木工程構筑物來實現。隨著科學技術的進步，現代給水排水過程已經由傳統的土木工程型轉化為以工藝技術和設備裝備水平為核心的工業化過程型，某些處理工藝過程已經完全轉變為設備型，而另有相當部分的處理過程則體現為工藝技術與設備的高度集成。以特定的工藝技術與特殊設備高度集成的成套技術和工藝流程在水工業的建設、發展中所占比例不斷提高，技術設備和器材所占的投資比例相應明顯上升，反映了水工藝工程向設備化、產業化和市場化發展的趨勢。因此，迫切需要有一本適應這方面發展、體現相關內容的教科書，《水工藝設備基礎》就是在此背景下為適應當前給水排水專業發展而增設的一門新課程，該課程的設置從貫徹“厚基礎，寬口徑”的育人方針出發，是學科發展與行業需要相適應的具體體現。

《水工藝設備基礎》作為給水排水工程專業一門新的專業基礎課，是針對我國科學技術的發展和水工業體系逐步形成與不斷完善的現狀，經過全國高校給水排水工程學科專業指導委員會和眾多專家的多次討論而于2000年確定設置的一門新課程，且在2003年4月全國高校給水排水工程學科專業指導委員會制定的專業課程設置和培養方案中，將《水工藝設備基礎》課程列為給水排水工程專業10大主干課程之一。

《水工藝設備基礎》增設較晚，因此在教材內容改革、課程建設、教學方法等多個方面都有待于進一步發展和完善。鑒于此，本文通過對《水工藝設備基礎》課程的教學現狀進行分析，提出了相應的改革方案。

2.課程現狀

調查國內37所高校給水排水工程專業教學計劃中水工藝設備基礎課程設置情況，見表1。

通過表1的分析可以看出，所調查的國內37所高校中，4所院校未開設水工業設備基礎課程，約占總數的10.8%，近90%的院校已開設了該課程，59.5%的院校將該課程設置為必修或限選課程，37.8%的院校將該課程設置為專業基礎課。設置學期分別設在第5、第6和第7學期。學時和學分最多的為華東交通大學，分別為40學時和2.5學分，最少的為吉林建筑工程學院，學時和學分分別為20學時和1學分。大部分院校設置為24—32學時，1.5—2學分。

3.存在問題

3.1師資隊伍。

人才是專業和學科建設中至關重要的因素[1]，要講好新設置的《水工藝設備基礎》課，必須有扎實的專業知識及良好的材料、機械、力學等工科基礎知識的教學、科研、管理人才，因此師資隊伍建設至關重要。然而，高等院校從事水工藝設備基礎課程教學的教師都是從事給水排水專業教學的，大多數缺乏材料、機械、力學等工科基礎知識，新教師也主要來源于環境工程或市政工程的碩士研究生或博士研究生，這些教師如開設水工藝設備基礎這門內容綜合性較強的課程，絕大多數也同樣缺乏材料、機械、力學等基礎知識。此外，新老教師均缺乏進修學習機會，教師自身的知識更新緩慢，難以對水工業設備基礎課程的綜合性做到全面掌握和及時了解，難以適應新時期教學和科研的需要，難以培養滿足現代社會需求和人才培養的教育教學工作。

3.2教材與教學內容。

首本《水工藝設備基礎》全國統編教材由西安建筑科技大學黃廷林任主編，于2002年6月由中國建筑工業出版社出版發行，并分別于2003年和2004年印刷二次。2004年廣州大學張朝升主編的教育科學“十五”國家規劃課題研究成果“給水排水工程設備基礎”由高等教育出版社出版，該書可以作為教材使用，也可以作為該課程的輔助參考用書。目前，正式出版的只有這兩種。國外由于專業名稱不完全對應，同類課程與教材也不多見。

隨著水處理技術、工藝的不斷改進和完善，以及水工業設施建設中成套專用設備和檢測、控制儀器儀表的投資比例的逐漸提高，水工業設備、器材和儀器儀表與工程要求之間的差距已顯露出來。水工藝設備和自動控制系統作為提高水處理效率、保證處理水質、節省運行費用、減輕勞動強度的關鍵，其裝備水平也因此成為水工業發展水平的重要標志。根據社會的發展和技術的進步，及時調整課程設置和課程內容，是目前各個學科發展面臨的緊迫問題，也是教育教學改革的一項重要內容。

在教學內容上，該課程主要有三大塊內容:材料基礎及材料腐蝕防護、設備制造基礎(含容器設計及機械制造基礎)、水工藝常見設備。雖然教材從材料選用到設備制造所體現出來的內容為一個完整整體，但就教材內容而言，現有教學內容會使初學者感到較為單一獨立，沒有用給排水設備將其有機結合起來，另外，由于教材用較少的篇幅介紹了較多的內容，大部分篇幅只是基本概念的介紹，而使得教材內容枯燥無味，這樣無形中增加了授課者的講授難度和聽課者的理解難度。

3.3教學方法與手段。

《水工藝設備基礎》課程是一門綜合性很強的課程，同時也是一門比較適宜于進行多媒體教學、現場教學、網絡教學和案例教學等現代教學方法與手段的課程。然而，在實際教學中，目前還仍然采用課堂理論教學為主的傳統教學方法，主要是教師上課時理論知識口頭講述，學生接受知識很被動，沒有充分調動學生學習的積極性和主動性，教學效果普遍較差。雖然已開始使用多媒體講授水工藝設備基礎這門課程，但基本上也是將黑板上的板書內容換成了電子版的PowerPoint幻燈片，文字成堆，圖片很少且大部分為從網上下載的，像素很低，不清晰，沒有任何動畫、聲音效果，有時甚至造成了一堂課所講的知識信息量太大，學生根本無法接受的現象[2]。這種電子版文字化的PowerPoint幻燈片教學根本無法完成《水工藝設備基礎》這門綜合性很強的課程的教學任務，也達不到預期的教學效果。

3.4實踐教學與技能考核。

目前，水工藝設備基礎的實驗教學普遍未開設，實驗儀器設備較少，缺乏水工藝設備基礎教學實驗實習基地，缺乏水工藝設備基礎現場實戰性的探索及研究型實踐教學。此外，由于高校人才培養定位不同，對理論和實踐內容要求的掌握程度也不盡相同，以培養應用型人才為主的高校也沒有能夠將水工藝設備制造、監理等技能考核與國家相應的職業資格證書考試接軌。

4.教學改革方案與創新

4.1加強師資隊伍建設，推進教學思想革新。

為了使學生能夠掌握扎實的給水排水設備基礎知識，培養符合專業發展趨勢需要的給水排水工程本科人才，就必須加強師資隊伍建設，特別是加強“雙師型”師資隊伍建設。對于引進的人才要注重其動手能力和綜合素質。對于現有教師，應重點挖掘其能力，發揮現有教師的作用，為現有教師的業務培訓和進修創造機會。要增強教師的職業緊迫感和危機感，同時也要在政策上鼓勵教師結合專業特點進行深造，提高知識水平，并且鼓勵教師進行專業實踐，提高專業技能水平[1]。此外，高校教師應緊隨時代步伐、與時俱進地更新和學習專業新知識及專業延伸的知識，教師所掌握的知識應當能夠體現時代精神、適應時代步伐。水工藝設備基礎課程應該圍繞在專業發展的新形勢下如何培養高級技能型應用人才這一教育思想展開教學改革工作，應當進行大膽探索，廣泛、深入、持續地推進教學思想的革新。

4.2積極進行教材建設，推進教學內容革新。

隨著水工業的提出及推進，水處理設備作為一個產業正顯示出蓬勃生機，很多高效能、低能耗、一體化設備不斷涌現出來，但這部分內容在教材中并未體現出來，而教材中的污泥處理、計量等設備在給水工程及排水工程課程中都有介紹，屬重復內容。同時，課程名稱定為水工藝設備基礎，但是并非全部是設備基礎內容，而是含一部分設備的內容，這樣，如將該課程設置為專業基礎課，教材中卻含有專業內容;如設為專業課，教材又主要以設備基礎為主，進而給課程屬性設置帶來很大的麻煩。同時，課程開設學期設置也存在一定爭議。在表1中可以看出，部分學校將該課程設置為專業課，部分學校將該課程設置為專業基礎課，開設學期則分布在第5、第6、第7三個學期。因此，有必要進行教材名稱與內容的更新，將基礎內容與專業內容分別開來，便于課程屬性及開設學期的設置，即使增加部分設備內容，也應當和水工業發展聯系起來，將新設備充實到教材當中。

4.3改變教學方法，推進教學手段革新。

現代化的教學方法和教學手段可以提高學生學習的興趣，更加符合當代大學生的年齡階段、心理特征和成長軌跡，有利于提高學生的學習效率。傳統的以黑板板書為主的教學方法，有利于學生的理解與師生的互動，但手段落后，不符合當代大學生知識接受方式，多媒體等現代化教學手段，有時速度過快，信息量太大，缺少師生的雙向交流，因此，應該將兩種方法結合起來，純理論的內容采用板書演繹推理，其余的采用多媒體教學，圖文并茂、音色俱全、動靜結合。同時，盡可能采用案例教學，將以教師教為主轉變為以學生學為主的課堂教學過程。

4.4突出能力培養，增加實踐教學環節。

通過對各高校該課程設置情況調查顯示，絕大部分開設該課程的院校均未開設該課程實驗，只有極少數院校設置了課程實驗。而水工藝設備基礎課程的應用性和實踐性都很強，在教學過程中應當著重培養學生的實際應用能力，增強課程的實踐應用性。例如，金屬的吸氧腐蝕這部分內容需增加化學實驗，觀察鐵的吸氧腐蝕速度，使學生增加感性認識，了解金屬腐蝕的速度和預防的緊迫性，進而對后續的金屬腐蝕防護的內容提高學習的興趣。另外，在金工實習時，可以讓學生自己設計制造一個圓筒形或球形的小型容器，從選材、腐蝕防護、壁厚計算等各環節都由學生自己查找資料和計算完成，這樣，通過采取探索、研究式的實踐教學方法，鍛煉學生的技能水平，培養學生的創新意識，提高學生對給排水設備的實際應用能力，增加實踐教學的效果。

4.5注重學習過程，推進考核方法革新。

從以教為主向以學為主轉變，在教學過程中，以學生為主體。首先，要解決教師如何教，教師應該改變在黑板上或通過PowerPoint一味灌輸知識的那種“填鴨式”教學，應該在教學的全過程都注意以學生為主體，突出受教育者的積極參與，充分調動學生的學習主動性。例如，針對一個小型水處理設備，從設備用材、防腐設計、尺寸結構、功能作用等全方位進行分析，這樣，學生會對水處理設備記憶深刻，對這門課的作用、主要內容、教學目標等留下深刻印象。其次，在學生如何學上，注重讓學生掌握學習的方法，培養學生的獨立思考能力和創新能力，使之主動參與教學全過程。例如，讓學生自己動手制作一個小型的機械混合攪拌設備，學生自己通過查找材料、設計計算、焊接、攪拌機選型等整個過程學習設備制造的基本程序和過程，并對設備進行功能分析和測試。這一過程可以使學生主動參與、認真思索。

教材內容表面獨立但內在聯系緊密的特點，使得剛開始學習該門課程的學生無法在短時間將內容有機聯系起來，這樣無形中增加了學生考試的難度，因此，教師應該改變結課集中出題考核方式，采取對表面相對分散的內容進行每部分單獨考核的方式。例如，講解完材料基礎及腐蝕防護部分內容，可以針對該部分內容采用專題論述或專題論文的形式考核學生掌握該部分內容的熟練程度。在學生將每一部分都掌握較好的情況下，教師通過適當的引導就可以使學生對整個內容的有機聯系有所認識。

5.結語

通過對目前《水工藝設備基礎》課程開設的情況分析可知，由于該課程設置時間較短，無論是教材還是教師自身都存在很多急需解決的問題，文章從師資隊伍、教材、教學方法與手段、實踐環節、考核方法等方面進行分析并提出具體解決措施以提高教學質量，培養素質優秀、具有創新精神和良好綜合能力的給水排水工程應用人才。

參考文獻:

[1]劉太剛.對高職專業教學改革的思考[J].中國高教研究，2002，(11):55-56.

[2]趙冬令，李爽.淺談農業院校測量學課程的教學[J].北京測繪，2004，(1):49-51.