水工藝設(shè)備基礎(chǔ)教學(xué)改革與實(shí)踐

【摘要】依據(jù)我校應(yīng)用型本科特色及給水排水專業(yè)培養(yǎng)方案，以及給排水專家指導(dǎo)委員會(huì)的課程指導(dǎo)思想，積極探索水工藝設(shè)備基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，針對(duì)本課程特色，對(duì)課程的教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容，課程考核作了詳細(xì)的調(diào)整，對(duì)應(yīng)用型本科給排水科學(xué)與工程專業(yè)課程教學(xué)有一定的實(shí)際意義和借鑒價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】水工藝設(shè)備基礎(chǔ) 教學(xué)方法 教學(xué)內(nèi)容 課程考核

【Abstract】Exploration on teaching reform of water technology equipment， according to the features of application-oriented undergraduate， cultivation program of water supply and sewerage specialty and course guidelines of expert guideline committee in this field. Based on the curriculum features， the concrete adjustmentin teaching methods， teaching content and course assessment has some practical significance and reference value.

【Key words】water technology equipment teaching methods teaching content course assessment

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）42-0199-02

一、前言

由于水工藝設(shè)備基礎(chǔ)是一門較新的專業(yè)基礎(chǔ)課，是針對(duì)我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水工業(yè)的不斷完善以及建筑市場(chǎng)不斷發(fā)展，經(jīng)全國(guó)高校給水排水工程學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)和眾多專家討論于2000年確定設(shè)立的一門新課程[1]，是給排水專業(yè)十大主干專業(yè)課之一，屬必修課，這是給水排水專業(yè)培養(yǎng)方案內(nèi)容，也是給排水專家指導(dǎo)委員會(huì)的課程指導(dǎo)思想。由于國(guó)內(nèi)首次開(kāi)設(shè)，國(guó)內(nèi)外沒(méi)有相似課程，僅有一本建筑工業(yè)出版社出版的教材，就我所知，幾乎是本校土木工程各專業(yè)中唯一的只一本教材的課程，也沒(méi)有相似的網(wǎng)絡(luò)課程。2002年6月出版第一本教材，2009年4月再版，因?yàn)檎n程特色難以把握，2008年7月，2011年5月曾開(kāi)過(guò)兩次課程研討會(huì)，所有任課老師都覺(jué)得教材的知識(shí)確實(shí)是給排水專業(yè)應(yīng)該掌握的非常重要的基礎(chǔ)。在給水排水工程中設(shè)備化程度越來(lái)越高[2]，水工藝設(shè)備水平成為水工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志[3]，實(shí)際工程中也很缺對(duì)水工藝設(shè)備能全面把握的骨干，即缺對(duì)水工藝設(shè)備制造，設(shè)計(jì)，施工及運(yùn)行管理全過(guò)程熟悉并能很好服務(wù)于項(xiàng)目的技術(shù)人才。在此大背景下，《水工藝設(shè)備基礎(chǔ)》課程作為高等院校給水排水工程專業(yè)新的專業(yè)基礎(chǔ)課，是為了適應(yīng)當(dāng)前給水排水專業(yè)發(fā)展而增設(shè)的[4]。但這個(gè)課程講起來(lái)實(shí)在是容易枯燥，涉及的內(nèi)容包括常用材料，材料設(shè)備防腐及保溫，應(yīng)力理論，機(jī)械加工傳動(dòng)及制造，熱量傳遞與交換以及水工藝常用的各類設(shè)備[5]，這些內(nèi)容涉及到水質(zhì)工程學(xué)，材料學(xué)，機(jī)械學(xué)，工程力學(xué)，無(wú)機(jī)化學(xué)，有機(jī)化學(xué)，電工與電子基礎(chǔ)，傳熱學(xué)等多個(gè)學(xué)科，學(xué)科交叉較多，要求教師有非常豐富的各類知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在收集相關(guān)資料的基礎(chǔ)上汲取精華加以提煉和總結(jié)，要講好，很有難度。

我校應(yīng)用型本科特色是：以應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)，在全國(guó)高校中辦學(xué)特色鮮明，學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì)突出，綜合競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的高水平應(yīng)用型理工大學(xué)。2011年成為河南省新建本科院校中唯一一所教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”試點(diǎn)學(xué)校，今年，我校已成功申請(qǐng)全國(guó)應(yīng)用型本科示范單位。我校從09年開(kāi)設(shè)給排水工程專業(yè)，我于11年開(kāi)始教授此課程，就個(gè)人觀點(diǎn)，本課程雖然涉及范圍廣泛，內(nèi)容多且雜，但都是涉獵方面的基礎(chǔ)知識(shí)，淺顯易懂，大部分內(nèi)容學(xué)生可以自學(xué)，但要真的理解，體會(huì)教材的意圖并能以后學(xué)以致用不易。我做過(guò)建筑工程施工技術(shù)管理，暖通及給排水設(shè)計(jì)，有十多年的工程經(jīng)驗(yàn)，在近幾年的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了積極的課堂教學(xué)方法研究及課程改革探索，結(jié)合前四屆學(xué)生教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，工程實(shí)際及教學(xué)實(shí)踐今年采取一些變革。

二、教學(xué)方法

1.將水工藝設(shè)備課程與金工實(shí)習(xí)相結(jié)合，金工實(shí)習(xí)的內(nèi)容是：學(xué)習(xí)機(jī)械技術(shù)制造的基本工藝方法和技術(shù)，了解工業(yè)生產(chǎn)中機(jī)械零件制造的一般過(guò)程。這正是水工藝設(shè)備基礎(chǔ)機(jī)械制造工藝一節(jié)的內(nèi)容，鍛造，壓力加工，焊接，各種切削加工，學(xué)生用實(shí)物親手操作，很有積極性（圖2，圖3，圖4），且記憶深刻，比在教室聽(tīng)枯燥的理論（圖1）效果好得多。為此，將第二學(xué)期末的金工實(shí)習(xí)調(diào)到與本課程同一學(xué)期，并放在該課程前，作為本課程的實(shí)習(xí)課程。

2.多媒體，圖片，電影片段，動(dòng)畫等與板書結(jié)合，結(jié)合工程實(shí)際，生活實(shí)例，課內(nèi)提問(wèn)，疑難討論，課外探索，網(wǎng)上查資料，讓學(xué)生知道學(xué)了有用，喜歡去學(xué)，并自我完善，自己輕松快樂(lè)地開(kāi)闊視野。

3.結(jié)合學(xué)生的認(rèn)識(shí)參觀實(shí)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)。單純給學(xué)生講理論，枯燥，聽(tīng)不進(jìn)記不住。讓學(xué)生看到實(shí)際的水工藝設(shè)備，注意設(shè)備的類型，材料，并觀察它們的制造工藝，受到的腐蝕種類，自查該類設(shè)備的各種類型，工作原理及適用范圍，甚至不同生產(chǎn)廠家尤其國(guó)內(nèi)外該類產(chǎn)品的差別。并延伸學(xué)習(xí)理解各種材料的優(yōu)缺點(diǎn)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)在課程緊前，生產(chǎn)實(shí)習(xí)在課程之后。

4.跨學(xué)科橫向聯(lián)系。課程涉及力學(xué)，機(jī)械學(xué)，材料學(xué)，傳熱學(xué)等學(xué)科知識(shí)，學(xué)生可以據(jù)自己喜好拓展閱讀，學(xué)習(xí)更多更廣的知識(shí)。跨學(xué)科橫向聯(lián)想思維，不僅拓寬了課程的知識(shí)面，提高了學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生跨學(xué)科橫向聯(lián)想將知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通的能力[6]。

三、教學(xué)內(nèi)容

水工藝設(shè)備基礎(chǔ)的主要任務(wù)是介紹與水工藝設(shè)備的制造，設(shè)計(jì)，工藝特點(diǎn)，適用條件有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。第一篇即前三章為基礎(chǔ)知識(shí)：水工藝設(shè)備常用材料的分類，性能，材料的腐蝕防護(hù)原理與設(shè)備保溫及容器應(yīng)力基本理論，機(jī)械傳動(dòng)理論；機(jī)械制造加工及熱量交換理論，第二篇即后八章為常用水工藝設(shè)備。

每章講授時(shí)先講課程來(lái)源，說(shuō)明該章課程的特色和重要性。比如講金屬腐蝕可以舉兩三個(gè)工程實(shí)例：①1986年挑戰(zhàn)號(hào)航天飛機(jī)發(fā)射73秒后在空中爆炸解體，只因一個(gè)零件被腐蝕，該飛機(jī)制造費(fèi)60-70億美元，機(jī)上7名航天員全部遇難——腐蝕帶來(lái)災(zāi)難，因小失大，損失重大；②一個(gè)汽車旅館熱水項(xiàng)目，熱水循環(huán)用銅管，沒(méi)用多久，管線泄露，專家檢查，系統(tǒng)內(nèi)部腐蝕嚴(yán)重，原因是旅館經(jīng)理為了增加熱水量增大了水泵，流速提高了且超過(guò)界限，且是永許值的3-4倍，形成沖刷腐蝕——專業(yè)知識(shí)不足造成損失；③一個(gè)304L不銹鋼儲(chǔ)罐剛使用，6.4mm厚的底部泄漏，檢查底部有大量銹點(diǎn)，下面是針孔大小的微蝕孔，原來(lái)水壓試驗(yàn)用了未處理的河水，水中含CL-200ppm，試壓水沒(méi)及時(shí)放掉在罐中停留6周，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致腐蝕，若用耐氯腐蝕的316就可以——工藝錯(cuò)誤或使用材料錯(cuò)誤造成嚴(yán)重腐蝕。對(duì)書本內(nèi)容僅講幾種主要腐蝕及其防護(hù)方法。讓學(xué)生注意觀察，校園到處有腐蝕，腐蝕無(wú)處不在。

基礎(chǔ)知識(shí)，即第一到第三章以學(xué)生自學(xué)為主。第一章第一次課后布置任務(wù)查相關(guān)知識(shí)，并檢查自己衣物，生活用品（包括衣服，褲子，鞋襪，水杯，廚具餐具等）的材料屬哪類材料，有何特性？第二章先講各種腐蝕及危害，再到各種腐蝕的防護(hù)方法，介紹4.24是世界防腐日，腐蝕無(wú)處不在，學(xué)習(xí)腐蝕防護(hù)可以減少經(jīng)濟(jì)損失，降低危害甚至避免災(zāi)難。布置任務(wù)：每人在校園內(nèi)發(fā)現(xiàn)五種以上不同類型的腐蝕現(xiàn)象，并拍照記錄（圖5，圖6），粘貼到文檔， 然后就此分析腐蝕形成原因并找到防止處理此腐蝕的方法。最后讓學(xué)生關(guān)注腐蝕并在生活，工作中注意腐蝕防護(hù)。第三章對(duì)于應(yīng)力理論，要求學(xué)生記住主要公式，尤其殼體平衡方程及拉普拉斯方程，理解各字母含義，記住圓柱殼，球殼的應(yīng)力公式，橢球殼應(yīng)力計(jì)算公式不用記，但要記住結(jié)論；對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)理論掌握傳動(dòng)的分類，優(yōu)缺點(diǎn)，適用范圍，機(jī)械制造工藝則與金工實(shí)習(xí)結(jié)合；對(duì)熱量傳遞與交換，理解主要觀點(diǎn)，幾個(gè)概念，掌握熱傳遞的方式，導(dǎo)熱系數(shù)，溫度梯度，對(duì)流換熱公式及影響因素，輻射的幾個(gè)基本概念，關(guān)鍵是能量守恒：Gα+Gρ+Gτ=G或者α+ρ+τ=1即吸收率，反射率與透射率和為1，白體，黑體和透明體的概念，傳熱過(guò)程的增強(qiáng)與削弱。每章布置的是學(xué)生動(dòng)手或感興趣的作業(yè)，而課本后的問(wèn)答題，僅作為學(xué)生預(yù)習(xí)思考題。每次上課45分鐘的時(shí)間，學(xué)生看書或討論15分鐘，講課不超過(guò)30分鐘。

第二篇的內(nèi)容是水工藝常用設(shè)備，因?yàn)槲倚４苏n開(kāi)在專業(yè)課同一學(xué)期，專業(yè)課學(xué)時(shí)多，相當(dāng)水工藝設(shè)備基礎(chǔ)在專業(yè)課的稍前面，許多學(xué)生未見(jiàn)過(guò)設(shè)備，也不知道有何用途，直接講學(xué)生根本記不住。我先把學(xué)生以宿舍為單位分組，讓每組學(xué)生先網(wǎng)上自己查各種設(shè)備的分類，原理，適用范圍，學(xué)生收集整理圖片文字或視頻資料，上課時(shí)先讓一組學(xué)生介紹，然后老師或其他組同學(xué)利用多媒體，動(dòng)畫補(bǔ)充，并列舉一些工程實(shí)例，每次課堂抽不同的學(xué)生組，每組至少一次機(jī)會(huì)，這樣學(xué)生自己很清楚，也有興趣。改后課程再不枯燥無(wú)味。

四、關(guān)于課程考核

由于課本內(nèi)許多知識(shí)點(diǎn)學(xué)生應(yīng)該掌握，以前一直都閉卷考試，因內(nèi)容多都是給學(xué)生劃定范圍出題，發(fā)現(xiàn)學(xué)生都是死記硬背，效果也太不好，短時(shí)間也不可能把需要掌握的內(nèi)容都包括，即使考到的內(nèi)容許多同學(xué)考后就忘記，沒(méi)有考到的內(nèi)容就更難記住了。后來(lái)經(jīng)過(guò)與別的高校同一課程老師探討，教研室課程討論，受網(wǎng)上其它課程學(xué)習(xí)啟發(fā)，借鑒，擬改成網(wǎng)絡(luò)選擇題考試，類似駕校科目一的做法，把要理解及掌握的所有內(nèi)容做成題庫(kù)，90%是課本的內(nèi)容，10%是老師拓寬延展內(nèi)容，學(xué)院專設(shè)網(wǎng)絡(luò)考場(chǎng)，學(xué)生以身份證或校園一卡通及指紋掃描進(jìn)入考場(chǎng)，學(xué)生必須答對(duì)95%以上方能合格，而且課程只有合格，不合格標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生可以在畢業(yè)前有三次考試機(jī)會(huì)，計(jì)分成績(jī)包括：考試成績(jī)占80%，平時(shí)考勤及作業(yè)成績(jī)占20%，且每項(xiàng)成績(jī)必須有，沒(méi)有任一項(xiàng)該課程不合格。成績(jī)合格就算修完了該課程學(xué)分，考試成績(jī)合格與否與學(xué)位證掛鉤。這樣可能會(huì)影響到聽(tīng)課人數(shù)，少數(shù)不愛(ài)上課的可能逃課了，我的觀點(diǎn)只要他自學(xué)能通過(guò)考試也可以，因?yàn)檫@種考試內(nèi)容量大，又有延展的內(nèi)容，大部分同學(xué)需要聽(tīng)課才能獲得學(xué)分，這樣學(xué)生不會(huì)都不聽(tīng)課完全靠自學(xué)。

五、總結(jié)

在《水工藝設(shè)備基礎(chǔ)》這門課程的教學(xué)過(guò)程中，圍繞著我校“以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才”為目標(biāo)的教學(xué)理念，注重理論聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法及采取多樣化的教學(xué)模式，培養(yǎng)了學(xué)生綜合能力、鼓勵(lì)學(xué)生全面發(fā)展，極大地激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)探索的積極性，有事的，逃課的也可以通過(guò)自己努力獲得成績(jī)，掌握了該掌握的知識(shí)，并且能在生活及以后工作中學(xué)以致用，為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)了具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，較強(qiáng)的實(shí)踐創(chuàng)新能力，綜合素質(zhì)優(yōu)良的高級(jí)應(yīng)用型人才。

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作者簡(jiǎn)介：

謝玉輝，南陽(yáng)理工學(xué)院土木工程學(xué)院講師，工程師。