應用型本科院校建筑給水排水工程課程教學改革研究

張小妮 孟靖華 陳 俐 欽 凡 左歡歡 王文東

(1.重慶大學城市科技學院，重慶 402167; 2.西安建筑科技大學環境與市政工程學院,陜西 西安 710055)

1 問題引出

我國自20世紀80年代開設給水排水工程專業，全國目前有超過百余所高校設置了給水排水科學與工程專業，為社會培養了大量給排水工程專業人才。全日制普通高等院校培養模式基本分為研究型和應用型兩大類，重點大學以培養研究型人才為主，普通大學以培養應用型人才為主。作為應用型本科院校的給水排水工程專業，主要培養給水工程、排水工程、建筑給水排水工程設計、施工和運行管理方面的工程技術人才。

我國建筑給水排水學科自20世紀50年代設立至今，其外延和內涵有很大變化[1]。隨著建筑結構功能越來越復雜，節水要求越來越高，本門課程的內容也越來越豐富。《建筑給水排水工程》課程一直被列為給水排水工程專業主干課之一，既有較強的理論性和綜合性，又有很強的實踐性[2]。同時，也是在注冊給排水工程師考試中占40%比例[3]，在本專業人才培養中占據舉足輕重的地位。據統計，每年給排水畢業生中70%～80%從事建筑給水排水工程方向的工作。在應用型本科四年制培養計劃中，《建筑給水排水工程》有課堂理論教學、實踐教學及課程設計三大環節，并且在給排水專業畢業設計選題方向上，建筑給排水設計占較大比重。該課程在教學時，主要介紹建筑內部和居住小區的給水、排水、熱水供應和消防給水，水景、游泳池、中水的設計原理、設計方法以及安裝和管理等方面的基本知識和技術，使學生系統地學習和掌握建筑給水排水體系中主要系統的基本理論、設計原理和設計方法；而理論課程之后的建筑給排水課程設計是培養學生理論與實踐相結合的重要途徑，有利于學生對建筑系統的理解和本門課程系統性的把握[4]，使得學生初步具備各系統的設計、安裝、管理和運行方面的知識和技能。

獨立院校學生有自身特點，不同于研究型本科院校，本門課程如果照搬傳統研究型本科院校教材、教學內容、教學方法、成績評定辦法等，在課程講授過程中就會涌現出諸多問題，例：采用王增長主編的《建筑給水排水工程》教材，主要針對多層建筑介紹了每個系統的分類、組成、方案、管道及設備選擇計算的內容，關于高層建筑給排水內容較少，且學生學完本門課程后，查閱《建筑給排水設計規范》《建筑設計防火規范》《自動噴水滅火系統設計規范》等常用規范能力較弱，思想固守在教材上，而隨著社會發展，高層建筑越來越多，學生課程設計和畢業設計都是高層建筑，導致學生后續課程設計和畢業設計不能很好開展，例如畢業設計中高層建筑的給水系統、噴淋系統增壓儲水設備的選擇布置和參數計算不知如何操作；遇到高層建筑有地下室和地上裙房、筒樓住宅時，建筑消火栓系統不知如何布置環網；污廢水立管在裙房上不知如何轉換等；建筑雨水和冷凝水系統立管匯合轉換無從下手等問題。

其次，建筑給排水是一門實踐性非常強的課程，而目前傳統“PPT+板書”的教學方法不夠直觀，學生對建筑設備的了解僅僅來自于老師上網收集的圖片，沒有三維模擬圖，也沒有現場觀摩，老師只能照本宣科，學生聽起來很抽象，學習興趣不高，導致后面課程設計中給排水設備布置效果不好。

最后，課堂作業主要是課后習題、課程設計基本上全班采用一棟建筑任務，要求完成相應的給排水設計，學生對理論知識不感興趣，加上規范條款繁瑣，很多學生不愿認真完成作業和課程設計，導致抄襲作業及考試作弊現象非常嚴重。

本研究為提高應用型本科院校給排水工程專業人才《建筑給排水工程》課程教學質量，培養出高素質給排水專業工程技術人才，以“卓越工程師”培養計劃為導向，進行建筑給排水課程的教學改革試驗。試驗對象為兩個班給排水專業學生，約60人，男女生比例約3∶1，授課時間為大三上學期，學時為80。

2 教學內容改革

從校企合作單位收集相關工程實例，選擇一個合適的高層建筑工程實例，作為課堂講述的典型。課堂上，理論部分教學內容除了傳統系統分類組成、供排水方式、管材附件選擇敷設、水量水壓計算、增壓儲水設備布置及計算，在這些基本原理概念基礎介紹過程中，引入當地一個建筑給排水工程實例，全面介紹該實例對應的課程基本概念及原理，參考的規范條文，管材設備選擇的依據，按圖施工的合理性及存在的問題。

整個教學過程中，穿插實例工程，全面介紹建筑給排水設計的基本依據、原則、步驟、材料設備附件選擇的注意事項，具體如下：1)高層建筑概況；2)室外市政管道參數；3)參考的設計依據，細化到規范條款；4)設備房布置情況：包括生活給水水箱位置大、小、特征水位、引入管走線、加壓泵個數及布置、壓水管走線、消防水池大小及分隔、水池進水管附件、消火栓泵、噴淋泵布置原則及吸壓水管道附件設置，尤其是出水水泵出水后環網的設置及閥門要求等;5)高層建筑給水系統、消火栓系統分區原則及中高區底層減壓閥或減壓穩壓消火栓設置；6)高層建筑中有地下室、地上裙房和筒樓時，消火栓布置橫向豎向環網結合的技巧和原則；7)污廢水立管在轉換層匯合及轉換時，按照規范：底層住戶單獨排水距立管底部的距離，通氣管道設置的位置，檢查口設置的距離及位置等；8)冷凝水必須設置排水立管，可以排至裙房屋面，雨水立管不能像多層建筑一樣放在室外，宜走室內水井，雨水立管在裙房上適當位置可分別匯合排出等。

3 教學方法

1)引入BIM軟件。學生前期學習過BIM軟件，針對泵房設備及管線附件復雜的問題，以及水箱水池特征水位，可以通過BIM軟件繪制三維立體圖，幫助學生更直觀了解設備布置及運行控制參數。幫助學生了解建筑給排水管線敷設與其他專業配合關系。

2)加強課程教學與生產實際相結合。將理論知識應用于實踐、工程實踐反饋于理論知識，更好地發揮課程教學的作用。

以周邊熟悉環境為教學切入點。學校內建筑多樣，有食堂、公寓、圖書館、辦公樓、教學樓、實驗樓等，這些建筑有高層、多層、單層，建設時間也不同，有20世紀30年代～40年代的老建筑、有按老建給規范設計的老校區建筑和按新建給規范設計的新校區。這必然使建筑給排水設計、施工、材料、附件有明顯的差別，這也給教學提供了很好的教學素材。這些素材同學們最為“熟悉和陌生”。用同學們每天看到的和接觸到的這些素材進行講解，他們最熟悉，也容易接受；同學們對這些設施往往只是表面了解，對其理論、原理、結構、被遮蓋的部位等則非常陌生，通過對其進一步的講述，同學們就能很容易掌握。

4 成績評定改革

獨立院校本科生基礎薄弱，理論知識學習能力較研究型院校學生差，課后習題抄襲現象非常嚴重，期末開卷考試抄襲現象也屢見不鮮，以傳統的平時成績加期末考試成績評定學生總成績，總是不能提高學生學習積極性，也不能很好反映學生對知識掌握的能力，因此這種考核方式不適合獨立院校學生實際情況。針對抄襲作業及考試作弊現象，解決的辦法為：針對學生抄襲弊端，因勢利導，對學生進行分組，以若干不同實際工程作為每一組同學的平時作業和課程設計，要求學生以組為單位，在一個學期內完成一個完整的給排水設計任務，作為平時成績評定的主要部分，一組的同學的同一個課程設計作為一組同學的成績。

5 結語

1)學生對引入自己身邊的工程實例非常感興趣，課堂學習氛圍有很好的轉變。在教學過程中，學生對遵循的設計依據、原則、設計范圍和深度、設計步驟等與改革之前相比，有較好的掌握效果。

2)BIM軟件能直觀幫助學生了解增壓儲水設備特征參數，比較復雜的管線附件支架走向及與其他專業管線碰撞、遇梁柱障礙物解決方法能更直觀明了反映。學生在生活中更愿意觀察校區內不同建筑的室內外建筑給排水專業知識，能提出問題及優缺點評價。

3)分組協作的實例工程平時作業和課程設計能調動學生積極性，學生學習興趣大幅提高。