新形勢下給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的課程改革與實踐

田葳+張倫秋

[摘 要]遼寧石油化工大學(xué)為適應(yīng)“十三五”規(guī)劃城市地下管廊建設(shè)的需求，積極培養(yǎng)適合社會發(fā)展的擁有新技術(shù)、高科技的新一代地下管網(wǎng)管理的應(yīng)用型技術(shù)人才，基于給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的課程改革實踐，推陳出新、優(yōu)化教材，以創(chuàng)新思維統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)；著眼于社會注冊制度的需求與GIS技術(shù)的實際應(yīng)用，不斷探索適合人才培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容和方法，推動給排水科學(xué)與工程專業(yè)的發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]課程改革；給水排水管網(wǎng)；注冊制度；GIS技術(shù)

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）04-0092-02

黨的十八屆五中全會在“十三五”規(guī)劃的建議，已將城市地下管廊建設(shè)納入文件之中。國家領(lǐng)導(dǎo)人多次提及要加強(qiáng)地下管網(wǎng)建設(shè)，要求用十年時間建成比較完善的地下管線體系。由此可見，培養(yǎng)擁有新技術(shù)、適應(yīng)地下管網(wǎng)管理的應(yīng)用型技術(shù)人才已成為社會的需求。這給我們的理論和實踐教學(xué)提出了新的方向。遼寧石油化工大學(xué)開設(shè)了給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程，該課包括給水和排水管道水力學(xué)、管網(wǎng)圖論基礎(chǔ)、管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計、管網(wǎng)運行管理、管網(wǎng)信息化和計算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用等內(nèi)容。課程通過對給水管網(wǎng)、排水管網(wǎng)系統(tǒng)的講授，使學(xué)生全面掌握給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的知識，具備解決工程問題的能力。

一、推陳出新、優(yōu)化教材

以往，給排水管網(wǎng)這部分知識，采用了《給水工程》及《排水工程》（上冊）教材的管網(wǎng)內(nèi)容，它們由兩位教師分別進(jìn)行講授，內(nèi)容缺乏彼此的聯(lián)系和連貫性。如今，本課程采用全國通用的《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》及參考教材《給水工程》、《排水工程》、《給水排水設(shè)計手冊》等，這使得給水管網(wǎng)和排水管網(wǎng)的教學(xué)能有機(jī)地結(jié)合起來。它既有基礎(chǔ)理論知識——水力學(xué)基礎(chǔ)、管網(wǎng)工程規(guī)劃、管道材料與附件、管網(wǎng)維護(hù)與管理等，又有實踐知識——給水管網(wǎng)和排水管網(wǎng)的設(shè)計與水力計算等內(nèi)容。新教材改進(jìn)了管網(wǎng)優(yōu)化理論、計算機(jī)程序設(shè)計的內(nèi)容[1]，但在排水管網(wǎng)的設(shè)計和計算的內(nèi)容上存在不足，如在污水管道設(shè)計與計算的編寫上采用公式法，這使計算工作量過大。[2]針對這一弊端，我們一方面對舊教材的《排水工程》（上冊）有關(guān)污水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計計算及其水力計算圖、水力計算表部分加以保留；另一方面，我們在授課中也對新教材增加的給水管網(wǎng)水力分析與計算、給水管網(wǎng)優(yōu)化理論進(jìn)行強(qiáng)化講解。此外，我們還增加了給水管網(wǎng)運行調(diào)度和水質(zhì)管理、排水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)理論和方法等相關(guān)內(nèi)容，編入了比較實用的計算機(jī)程序，使之更加適應(yīng)教學(xué)改革的要求。

二、以創(chuàng)新思維統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)

（一）靈活多樣、倡導(dǎo)創(chuàng)新

為倡導(dǎo)創(chuàng)新的教育教學(xué)方法，探索多種培養(yǎng)方式，我校的給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程在積極地開發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。在課堂教學(xué)中，我們運用信息技術(shù)，以學(xué)生為中心來設(shè)計教學(xué)模式。針對管網(wǎng)施工、運行管理及現(xiàn)場實際內(nèi)容，運用多媒體播放工程圖片或視頻的方式進(jìn)行講授，讓學(xué)生有切身的體會，這讓學(xué)生擺脫了過去單純地對著書本和黑板去想象的困境。課上，我們針對管網(wǎng)施工、運行管理及現(xiàn)場實際內(nèi)容，運用多媒體播放工程圖片或視頻的方式進(jìn)行講授；課下，我們通過教師建立QQ群、微信群等方式實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實時答疑，解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的疑難問題。教師還將多媒體課件、電子教案等參考資料上傳到網(wǎng)絡(luò)信息資源庫，供學(xué)生參考。我們采取啟發(fā)式、討論式、雙向交流和自學(xué)等靈活多樣的教學(xué)模式，鼓勵學(xué)生進(jìn)行逆向思維，以便更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力。將多媒體應(yīng)用于教學(xué)，不僅能大大地增加課程教學(xué)的信息量，還可以通過動畫演示、PPT圖形圖像、音頻視頻等多種方式提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。網(wǎng)絡(luò)平臺的運用，豐富了教學(xué)資源，極大地強(qiáng)化了教學(xué)效果，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。這擺脫了學(xué)習(xí)的枯燥性，既活躍了課堂氣氛，又改善了教學(xué)效果。[3]同時，將教學(xué)中使用的多媒體課件、電子教案及參考資料等上傳至網(wǎng)絡(luò)信息資源庫，還能方便學(xué)生同步學(xué)習(xí)使用。

（二）注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)

實踐出真知。把實習(xí)和實例分析當(dāng)作培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力的重要手段有利于教學(xué)。給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)是一門實踐性很強(qiáng)的科目，我們在教學(xué)中十分注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。在課堂教學(xué)上，我們對工程實踐進(jìn)行深入講解，同時結(jié)合施工、調(diào)試及運行三個階段對給排水管網(wǎng)實踐現(xiàn)場進(jìn)行學(xué)習(xí)與討論；在畢業(yè)實習(xí)及現(xiàn)場參觀、調(diào)研上，我們力求使學(xué)生獲得和生產(chǎn)實踐密切結(jié)合的信息資料，加強(qiáng)學(xué)生理論知識和實際經(jīng)驗的結(jié)合。這些授課方式既有利于學(xué)生對知識的理解，又可以活躍課堂氣氛，強(qiáng)化教學(xué)效果。在課程設(shè)計上，我們增加了排水管網(wǎng)課程設(shè)計與給水管網(wǎng)課程設(shè)計。課程設(shè)計是教學(xué)中另一個十分重要的實踐環(huán)節(jié)。考慮到我校之前的給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程沒有開設(shè)課程設(shè)計的不合理性，為了適應(yīng)新形勢下課程改革的需求，我們在2016級給排水科學(xué)與工程專業(yè)本科生培養(yǎng)計劃的修訂中，將給水管網(wǎng)課程設(shè)計及排水管網(wǎng)課程設(shè)計為新增內(nèi)容，各設(shè)一周的時間，以滿足教學(xué)實踐的需求。在重視實踐的同時，我們還加大了引入國內(nèi)外新理論和技術(shù)發(fā)展成果的力度，以提高學(xué)生的現(xiàn)代專業(yè)知識水平、技術(shù)應(yīng)用能力和科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新能力。

（三）舉一反三、對比教學(xué)

由于有些設(shè)計計算過程很相似，如給水管網(wǎng)、污水管網(wǎng)、雨水管網(wǎng)[4]，因此，我們在教學(xué)中應(yīng)用舉一反三的做法，列舉圖表，通過詳細(xì)講述三種管網(wǎng)的水力計算，采用對比分析法引導(dǎo)學(xué)生找出它們的異同——管網(wǎng)布置形式、水力特性及水流狀態(tài)、公式的選擇等，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中了解其中的區(qū)別和聯(lián)系，從而加深印象，強(qiáng)化學(xué)生思考，提升教學(xué)質(zhì)量。比如：在定線時，給水管網(wǎng)布置成環(huán)狀管網(wǎng)或樹狀管網(wǎng)，而排水管網(wǎng)及雨水管網(wǎng)則布置成樹狀管網(wǎng)；在選擇流速時，給水管網(wǎng)用到經(jīng)濟(jì)流速，而排水管網(wǎng)和雨水管網(wǎng)則用到最小流速和最大設(shè)計流速；給水管網(wǎng)在計算時需要針對消防時、水塔的最大轉(zhuǎn)輸時、事故時進(jìn)行校核，而排水管網(wǎng)及雨水管網(wǎng)則不用這方面的校核；在流態(tài)方面，給水管網(wǎng)以水泵壓力流居多，而排水及雨水管網(wǎng)則以重力流為主；在確定流量方面，給水管網(wǎng)及排水管網(wǎng)考慮沿線流量、節(jié)點流量及管段流量，而雨水管網(wǎng)則僅僅考慮管段流量。通過圖表分析及對比，模糊的概念變得清晰了，學(xué)生明確了各個管網(wǎng)的適用條件。實踐證明，運用對比法進(jìn)行給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程教學(xué)，深受學(xué)生的好評，學(xué)生能準(zhǔn)確地掌握知識的難點，把握重點，教學(xué)效果得到有效改進(jìn)。

三、著眼未來，服務(wù)需求

近年來，對注冊公用設(shè)備工程師執(zhí)業(yè)資格考試學(xué)生趨之若鶩。給水工程、排水工程和建筑給排水工程是該考試的三大科目，課程中所涉及的有關(guān)小區(qū)或市政的水力計算題每年必考，且難度不低，如給水管網(wǎng)平差或水力校核及雨、污水排水管網(wǎng)的高程或管道敷設(shè)等。由此，我們在實際的教學(xué)中，應(yīng)注意適時地將部分案例題引入到課堂中，進(jìn)行設(shè)計計算的講解，給學(xué)生介紹解題方法或技巧，為今后學(xué)生的職業(yè)生涯打下堅實的基礎(chǔ)。

供水行業(yè)運用信息技術(shù)來管理是實踐的需要。我國傳統(tǒng)的供水、排水管網(wǎng)的人工管理模式已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代管理的需求。當(dāng)前，利用 GIS（地理信息系統(tǒng)）對城市給排水管網(wǎng)的全面動態(tài)管理顯得尤為迫切。地下管網(wǎng)管理信息和信息共享機(jī)制的統(tǒng)一建立，在現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展中顯得尤為重要。將 GIS技術(shù)引入給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課堂教學(xué)，建立給排水管網(wǎng)仿真系統(tǒng)和仿真實驗，對培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力的應(yīng)用型高級人才大有裨益。應(yīng)將GIS技術(shù)進(jìn)一步開發(fā)和利用，使之能為給排水科學(xué)與工程專業(yè)實驗服務(wù)，這樣才能充分體現(xiàn)其價值。同時，這對提高相應(yīng)學(xué)科專業(yè)的軟硬件教學(xué)資源、教學(xué)實力也能起到非常積極的支撐作用，能為本專業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展提供優(yōu)秀的工作平臺。

四、結(jié)束語

給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)是一門實踐性極強(qiáng)的課程。為適應(yīng)新形勢，順應(yīng)城市地下管廊建設(shè)的需求，本教學(xué)團(tuán)隊將在課程建設(shè)中不斷探索適合人才培養(yǎng)需求的教學(xué)內(nèi)容和方法，更好地完善本課程的教學(xué)體系，推動給排水科學(xué)與工程專業(yè)的發(fā)展。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 李友志.基于質(zhì)量提升的給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)教學(xué)改革探討[J].卷宗，2015（10）：251.

[2] 成先雄，張濤，朱易春.《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》課程教學(xué)探討[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009（16）：186-187.

[3] 趙玲萍，涂保華，郭迎慶. 給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程教學(xué)改革與實踐[J].化工高等教育，2012（4）：59-62.

[4] 王文東，朱陸莉，鄧林煜.對比教學(xué)法在《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》教學(xué)中的應(yīng)用[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2012（3）：74-77.

[責(zé)任編輯：陳 明]