《給水排水管道系統》實踐能力遞進式培養模式研究

成先雄 康旭 董姍燕

摘要：在《給水排水管道系統》課程教學中，通過課堂教學階段的“臨摹”設計讓學生及時加深了對課程理論的理解，“淺嘗”了給水管網或排水管網工程設計的內容，通過課程設計階段的“演習”設計讓學生嘗試了系統地分析問題，通過基于問題的實習教學提高了學生的積極性，增強了學生理論聯系實際的能力，通過“真刀真槍”的畢業設計，培養了學生全流程設計的思維方式，讓學生對設計關鍵環節、設計重點和設計難點有了更深的認識，通過上述多階段的實踐教學，使學生的實踐能力得到了遞進式培養，學生的動手能力得到了穩步提升。

關鍵詞：實踐教學；遞進式培養；“臨摹”設計；課程設計；畢業設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）36-0178-02

一、引言

《給水排水管道系統》是針對給水排水工程中水的輸送、分配和廢水的收集及排放的管道系統的工程設計及計算理論所需求的內容，系統地論述管道系統的功能、布置原理、水量計算、水力計算理論和方法、工程優化設計理論和方法及管道系統的運行管理理論及實踐。《給水排水管道系統》是給水排水工程專業的重要主干課程之一，是與工程實踐緊密結合的應用型專業課程，學生畢業后需要具有較強的工程實踐能力[1]。

實踐教學是給水排水工程教學中的重要環節，是培養學生綜合運用知識、動手能力和創新精神的關鍵環節，其作用和功能是理論教學不能替代的。實踐教學是培養學生認識社會，提高應用能力和操作技能的重要教學環節，更是學生進入社會的重要基礎。給水排水管道系統課程的實踐教學是給水排水工程專業實踐教學的一部分，除了給水管網課程設計、排水管網課程設計兩個單列的實踐環節外，其他實踐內容都混在認識實習、生產實習、畢業實習、畢業設計、課程講授等過程中，一起構成了給水排水管道系統課程的實踐教學環節。

學校實踐教學的實施情況決定了學生畢業后的就業狀況，就目前整個社會就業現實情況反映，部分剛畢業的大學生面對設計常常無從下手，或者偏離實際，在理論知識的運用方面能力偏差，理論與實際不能結合，需要經過二次訓練才能著手做事，這也是造成小微企業不愿錄用應屆畢業生的原因之一。學生實踐能力水平反映了課程實踐教學環節設置是否到位、實施是否到位，筆者從事《給水排水管道系統》課程教學多年，致力于學生實踐能力培養方式的探索，逐步形成了遞進式的實踐能力培養模式。

二、課堂教學階段的“臨摹”設計

學生初涉《給水排水管道系統》課程，重在對理論的理解，通過該課程的理論學習掌握基本的給水管網理論、污水管網理論和雨水管網理論等。在教學過程中，筆者嘗試改變教材上實例的部分參數，讓學生“臨摹”設計，達到了比較好的教學效果。如在講授給水管網平差內容時，將《給水工程》（第四版，嚴煦世、范瑾初主編）第55頁的例題條件改為“采用海曾威廉公式計算水頭損失，節點流量變為原來的1.5倍”，讓學生參照例題進行“臨摹”設計。在講授污水管網水力計算時，將《排水工程》（第四版，孫慧修主編）第46頁的例題條件“居住區人口密度為350cap/ha，居民生活污水定額為120L/（cap·d）”改為“居住區人口密度為300cap/ha，居民生活污水定額為140L/（cap·d）”，讓學生參照例題進行“臨摹”設計。在講授雨水管網水力計算時，將《排水工程》（第四版，孫慧修主編）第92頁的例題中的暴雨強度公式改為江西省贛州市的暴雨強度公式，讓學生參照例題進行“臨摹”設計。

從學生完成的“臨摹”設計過程和結果來看，“臨摹”設計收到了以下幾方面的效果：一是學生容易找到著手點；二是設計過程有范可循，學生能夠有條理地開展相關設計工作；三是設計結果是否合理，有比較對象；四是學生通過“臨摹”設計鞏固和加深了對管網理論的理解。

讓學生以“臨摹”的形式接觸設計，達到了讓學生進一步掌握課程理論、“淺嘗”給水管網或排水管網工程設計、體會理論與實踐相結合的目的。

三、課程設計階段的“演習”設計

課程設計教學目的：一是要求學生掌握給水管網設計的一般步驟、內容和方法，并提高設計計算、繪圖能力，培養自己分析問題和解決問題的能力；二是加深理解和鞏固所學管網設計計算知識；三是熟悉一些設計常用資料，并應用之；四是培養自己刻苦鉆研、嚴格細致、精益求精的精神，提高自學能力和獨立工作能力。

在課程理論教學階段的“臨摹”設計之后，學生對管網設計理論有了一個鞏固和提升，對管網理論應用于設計實踐有了一個初步的認識，這有助于課程設計教學工作的展開。課程設計是一個相對完整的實戰演習，以給水管網設計為例，涉及到水量計算、輸配水系統布置、管網、輸水管、二級泵站等構筑物設計流量計算、管徑確定、流量初分配、水力計算、方案圖繪制等。對于給水管網工程、排水管網工程設計能力培養而言，基本技能的培養及應用通過課程設計完成，要求學生能夠利用資料室、圖書館、互聯網等教學資源進行資料檢索，主動學習，按照教師要求完成設計任務。

從學生課程設計階段的“演習”設計過程和結果來看，課程設計能起到以下幾方面的效果：一是學生嘗試了系統地分析問題；二是涉及內容涵蓋理論知識點、標準與規范知識點多，給了學生開闊知識面、加深理解的機會；三是通過查閱相關資料和工程實例，學生對方案合理性、設計深度有了一個較為宏觀的概念。

四、基于問題的實習教學

認識實習、生產實習、畢業實習均是《給水排水管道系統》課程實踐教學的重要環節，在學生實踐能力培養方面起著理論聯系實踐的作用。給水排水管道系統的實習內容主要包括管網規劃與定線、管網運行、管道施工、管網維護、管網材料及設備等。在實習過程中，采用基于問題的教學方式組織實踐教學，促進學生實踐能力的提高。實習之前，將實習內容分解成問題的形式布置給學生，以給水管網生產實習為例，這些問題包括水泵揚程、管網長度、管道管徑、主要監測點水壓變化記錄、最低水壓點變化情況、管道材料、管位等，學生帶著這些問題向師傅、工程師們請教，對著實習單位提供的相關材料、翻閱教材將理論與實踐結合起來，達到了較好的教學效果。

從基于問題的實習教學過程和結果來看，起到以下幾方面的效果：一是有效地提高了同學們的積極性；二是有助于學生在處理水泵選型、確定控制點、選擇管材等技術問題時，更能從實際出發，更全面地考慮相關影響因素，設計出符合現實條件和相關規范的科學方案。

五、畢業設計階段的“實戰”設計

在經過前面的課程理論教學、“臨摹”設計、“演習”設計、生產實習、畢業實習之后，接下來的實踐教學是本科教學的最后環節——畢業設計。畢業設計是對之前課程教學、實踐教學質量的檢驗，也是本科教學階段學生實踐能力遞進式培養的最后階段。2011年教育部出臺了《教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見》，提出“‘真刀真槍做畢業設計”，這對畢業設計教學提出了新的要求。“真刀真槍”做畢業設計要面對真實的現實問題，并予以解決。以給水工程設計為例，要對水源、水廠場址進行深入分析，要對水量進行預測，要在水質分析的基礎上進行凈水工藝設計，要結合城市地形、城市規劃、城市產業發展等進行管網布置，要根據實際情況確定控制點，甚至還要考慮應急水源的問題。總之，“真刀真槍”的畢業設計是一個系統工程，要考慮的因素很多，有時方案要經過深入的研究才能確定，部分圖紙設計深度還要達到施工圖設計的要求，以實現畢業設計與畢業后設計工作的無縫接軌。

從學生畢業設計階段的“實戰”設計過程和結果來看，畢業設計要達到比較好的效果，需要在以下幾方面做出努力：一是設計題目要真實，需要考慮的因素都是真實的，而不是假想的；二是要同學生一道了解現場，為方案比較和確定方案做準備；三是要在設計流程上引導學生，讓學生把握設計關鍵環節，培養學生的工程敏感性；四是要學生熟悉設計深度要求，掌握設計重點和設計難點。

六、結語

“臨摹”設計讓學生及時地加深了對課程理論的理解，“淺嘗”了給水管網或排水管網工程設計的內容。“演習”設計讓學生嘗試了系統地分析問題，增強和拓寬了對理論知識點、標準與規范知識點的理解。基于問題的實習教學提高了同學們的積極性，有助于學生從實際出發，更全面地考慮相關影響因素，設計出符合現實條件和相關規范的合理方案。“真刀真槍”做畢業設計針對真實項目，全面地考慮現實條件，全流程地設計引導，讓學生把握設計關鍵環節，掌握設計重點和設計難點，實現與畢業后實踐工作的無縫接軌。通過上述多階段的實踐教學模式，學生的實踐能力得到了遞進式的培養。

在2011年，《教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見》提出“遵循工程的集成與創新特征，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心，重構課程體系和教學內容”，“著力推動基于問題的學習、基于項目的學習、基于案例的學習等多種研究性學習方法，加強學生創新能力訓練，‘真刀真槍做畢業設計”，重點突出了強化培養學生的工程能力和創新能力。筆者在多年的《給水排水管道系統》課程教學中，通過“臨摹”設計、“演習”課程設計、實習教學、“實戰”畢業設計，遞進式地推進了學生實踐能力的提高，學生的動手能力得到了穩步提升，達到了培養學生工程能力和創新能力的效果。

參考文獻：

[1]成先雄，張濤，朱易春，等.《給水排水管網系統》課程建設與教學實踐[J].新課程研究（中旬刊），2011，（04）：34-35.