環境科學專業城市給水排水課程設置及教學改革探討

鄧國志 石先陽 孫慶業

[摘 要]本文通過分析高校環境科學專業城市給水排水課程設置及教學存在的問題，指出高校要明確城市給水排水課程在環境科學專業培養體系中的作用，注重課程之間的銜接。在課程教學過程中，可以實行多教師分模塊教學，根據不同內容采用黑板板書、多媒體結合仿真軟件演示及項目驅動等教學方式。 同時，加強課程內容更新，增加與課程內容相關的實踐教學環節，是提高城市給水排水教學效果的重要途徑。

[關鍵詞]城市給水排水；課程設置；教學改革；實踐教學；項目驅動

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）08-0100-03

城市給水排水是很多高等院校環境科學專業開設的一門應用型較強的專業選修課程[1]。該課程主要介紹城市給水和排水工程規劃的有關專業基本理論和知識，涉及水力學與水泵基本知識，城市給水與配水工程規劃原則、步驟，城市給水、排水系統組成、功能，城市給水與排水管網水力計算等。課程涉及的內容比較廣，覆蓋了理論力學、化學、材料、水文、市政工程等諸多領域。

近幾年來，國內高校環境科學專業的城市給水排水大多出現課堂教學效果不佳，學生理解不透徹的現象。針對此現象，我們結合安徽大學多年來城市給水排水課程教學經驗，對課程設置及教學中存在問題及采取的教學策略進行總結，為高校環境類專業城市給水排水教學改革提供借鑒。

一、城市給水排水課程設置存在的問題

1.城市給水排水課時不足、教學目標難以實現

城市給水排水課程的開設旨在讓學生初步掌握城鎮給水排水管道系統設計理論知識及設計方法，具備進行取水工程、輸配水工程、城市污廢水及雨水收集系統的初步設計的能力，為今后進行給水、排水工程規劃及城市給水、排水管網設計、施工管理和科學研究等工作打下基礎，是一門應用性課程。由于該課程涉及給水和排水兩個方面的內容，正常教學需要72學時。為了貫徹“厚基礎、寬專業、強能力、高素質”高等教育指導方針，加上一些學校實行3學期制，導致專業課學時數不斷壓縮，如安徽大學一度將城市給水排水的課時壓縮到36學時。在如此少學時的條件下，為了完成課程教學任務，老師只能挑選課程的部分章節進行講解，導致不同章節內容跳躍性較大，學生理解不透，教學效果較差，難以實現課程教學目標。

2.城市給水排水與環境科學專業課程體系脫節

目前，我國高校環境科學專業大一、大二的時候主要是開設化學類和生物類基礎課，這些課程理論性較強，而應用性相對較弱。到大三、大四才開設幾門工程類課程，如環境工程學、城市給水排水等。上述工程類課程涉及流體的力學性質及流體輸送設備及原理，需要開設一些前期基礎課程，如理論力學、流體力學、水泵及水泵站等課程，但是在一些高校沒有考慮工程類專業課和基礎課之間的關聯，并未開設上述課程，導致城市給水排水課程與環境科學專業其他課程脫節。

二、城市給水排水課程教學存在的問題

1.城市給水排水課程內容更新不及時

當前我國城鎮化處在高速發展階段，各種給水排水新材料、新方法、新設備、新規范不斷涌現，但這些新材料、新方法、新設備、新規范未能及時在教材中得到體現[2]。如“室外排水設計規范（GB50014-2006）”經過多次修訂，現使用的是“室外排水設計規范（GB50014-2016）”，但教材內容尚未及時修訂。由于客觀條件制約，知識點的選擇和安排仍保持傳統教學理念，新技術、新思想等知識點增加緩慢。此外，各高校所用教材內容體系趨于雷同，教材的知識內容體系創新性不夠，沒有體現出作為應用性課程所要求的提高學生解決實際問題能力的內容體系，與現階段生產實際要求存在一定的差距。

2.城市給水排水教學模式單一[3]

當前我國各高校電化授課比較普遍，但城市給水排水課程通常以傳統的“填鴨式教學”、“灌輸式教學”和“應試式教學”課堂授課為主。這些傳統授課模式側重于聚合思維的培養，而與創新有關的發散思維培養和訓練沒有受到應有的重視，在工科院校中尤為突出。授課過程中老師充當解說員，將教材中的知識點灌輸給學生，對基本理論給出權威推導過程；學生被動聽課，完成作業，缺乏對所學知識自主、自發地進行思考的機會，導致學生的主體性沒有得到充分重視，因而難以調動學生的學習興趣和積極性。

3.城市給水排水考核方法單一

課程教學考核是課程教學的最后一個環節，科學、合理的考核方式在某種程度上能指導學生的學習方式[4]。目前大部分學校采取期末考試的方式，多以考試成績為主，平時成績為輔，這種僅對知識記憶和背誦的考核方式，不利于反映出學生的真實能力，特別是實踐能力和分析能力[5]。更有一些學校，在考試前出現老師給學生劃重點及考試范圍的現象，導致學生產生只要考前臨時突擊背下考試范圍內的知識點即可考好的心理，那些平常不認真學習但短時記憶能力強的學生也能考出不錯的成績，這樣的考核不僅達不到想要的教學效果，還打擊了平常認真學習的這部分學生的學習積極性。同時考核的試題類型也過于呆板，無非是名詞解釋、選擇題、判斷題、簡答題、計算題、論述題之類的題型，這種考核方式只能測試出學生考試期間對教材知識強化記憶程度，卻忽視了學生的分析問題、解決問題能力及實踐能力。更重要的是，當學生走進生產單位從事城市給水排水設計等工作時，常出現“眼高手低”的問題。

4.城市給水排水缺少配套的實踐教學

目前，現有的城市給水排水教材的內容多以理論為主，經典的案例不多，導致授課教師只能以課堂理論教學為主，很難將實踐教學內容貫穿于課堂教學中[6]。因此，學生只能學到抽象的理論知識，而無法感受到和挖掘出知識深層次的內涵，更別提去運用所學知識。

此外，由于學時少、教學內容多，加上許多企業鑒于安全方面的考慮，不愿接收大量學生到現場參觀學習等客觀條件的限制，致使一些高校在制訂課程教學大綱時也只安排了課堂教學，基本上沒有配套的實習，即使有，也只是在課堂教學之外安排一次或有限的幾次現場觀摩學習。如帶領學生到污水處理廠和自來水廠參觀是我國很多高校環境科學生產實習的一項主要內容，學生看到的只是給水處理或排水處理某一階段的現場運作狀態，很難看到整個給水、排水具體運營情況及給水排水管網設施的結構，導致課堂教學和工程實踐之間嚴重脫節，學生工程實踐能力不能得到充分鍛煉[7]。實踐教學環節的弱化，導致學生對實踐缺乏一種感性認識。

三、城市給水排水課程教學改革策略

1. 開設先行基礎課程

為了提高城市給水排水課程的教學效果，首先要明確城市給水排水類課程在環境科學專業課程體系中并不是一門孤立課程，開設該門課程之前需要學生掌握理論力學、流體力學、水泵及水泵站等課程相關內容。針對環境科學專業的培養方案，結合各學校環境科學專業人才培養特色，培養計劃可以分為環境化學、環境生物、環境工程等若干個方向，在第二學年末，根據學生的興趣對環境科學專業學生進行分流，對選擇環境工程類方向的學生，開設與城市給水排水相配套的理論力學、流體力學、水泵及水泵站等課程，強化這些課程在環境科學專業課程體系中的地位和作用。

2. 豐富課堂授課方式

由于流體力學、水泵、給水管網、排水管網等相關知識存在一定差異，建議相應模塊可以由不同專業背景的教師分別承擔，發揮不同教師的專業特長，能取得更好的教學效果[8]。在教學中注重教學方法的探索和改進，注重學習成效，特別是注重培養學生的專業能力，切實符合“教、學、做”合一的原則。針對不同內容采用不同授課方式。講授流體力學水頭損失理論時，需要推導伯努利方程，計算流體水頭損失，該部分教學內容復雜，需要嚴密數學推導，這時就適宜采用黑板板書的形式授課，以板書代替多媒體教學，這樣既能吸引學生的注意力，同時又能給學生留有較多的思考時間。講到水泵結構、工作原理及水泵性能參數時，可以采用多媒體結合仿真軟件演示的教學方式。針對給水及排水工程規劃，采用項目驅動教學方式，將具體計算過程結合到一個具體工程項目的設計計算中，使計算思路更加清晰，目標更加明確，可以更好地激發學生的學習熱情。在講解給水管網設計時，將給水管網教學軟件用作教學的輔助工具，這些軟件也是未來工作實踐過程中必須掌握的工具。此外，在課程教學過程中，還可以聘請一些校外工程設計單位，如市政規劃設計院、市政工程建設公司的專家、高級工程師進行課程的講解，更能激發學生的學習興趣。

3. 加強實習教學環節 [9]

實習是增強學生動手能力的重要教學環節。城市給水排水課程是環境科學專業一門應用性較強的專業課程，既包括給水管網、排水管網水頭損失理論，又包括城市給水、排水工程規劃及給水、排水管網設計應用技術。為了使學生更好地鞏固課程理論學習的相關內容，必須設置課程相關的實踐教學環節，強化學生解決實際問題的能力。通過實習，能夠使學生更好地掌握城市給水排水工程規劃及設計的程序、方法和技能。可以到一些城市自來水廠、取水泵站、排水泵站及城市新區給水、排水管網鋪設工程現場參觀學習，這是學生掌握城市給水、排水設計施工等課程內容的重要途徑。

4.采取靈活多樣的考核形式

過去，城市給水排水這門課程與其他課程一樣，考試方式較為簡單，多采用閉卷筆試，題型多為名詞解釋、選擇題、簡答題和計算題[10]。這樣的考試方式沒有很好地體現環境學科的特點，容易在學生頭腦中形成固定的解題定式。因此，教師應根據本課程的特點，采用靈活多樣的考核方式，加強解決工程實踐技能的考核，以提高學生的綜合能力。如在授課過程中，當講到泵的選型原則及步驟時，布置一項“小型污水處理廠需要各種類型機械泵的選型”的任務供學生課后完成，讓學生根據課堂上講授的機械泵選型原則、程序及依據，查閱相關文獻資料，確定污水處理廠各處理單元所需要泵的數量、類型、流量、揚程。講到城市給水工程規劃時，可以給出某一城鎮人口、氣候，水源、地質、道路、用水定額等背景資料，讓學生完成等該城鎮給水工程總體規劃。將每次課后任務成績按比例計入學生的總成績中，而閉卷考試成績只占總成績的50%。

四、結語

城市給水排水是環境科學專業的一門專業課程，高校必須明確其在專業培養體系中的作用，注重課程教學方式的探索和改進，將課堂教學和實踐教學有機結合。該門課程可以由不同專業背景的老師承擔不同內容模塊的教學任務，達到取長補短，充分發揮各專業老師的專業特長，提高課程教學效果，達到課程培養目標。為了更好地完善課程教學，除了在課程教學中傳授基本知識，還要設置與課程內容相對應的課外實踐，培養學生解決實際問題的能力。以上為針對國內不同高校環境科學專業城市給水排水課程設置和課程教學存在問題及改革策略的一點思考，以期能在環境科學專業培養方案制訂及課程教學改革方面起到些許促進作用。

[ 參 考 文 獻 ]

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[4] 畢建濤，于秀麗，閆會娟. 全過程、多元化基于能力的課程考核體系研究[J]. 中國管理信息化， 2014（2）： 129-131.

[5] 張翔凌， 姜應和， 金建華，等. 給水排水工程專業卓越工程師人才培養模式改革初探[J]. 大學教育， 2014 （14）： 59-61.

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[7] 高繡葉，時偉. 實踐教學弱化之根源及強化策略[J].長春工業大學學報（高教研究版） ， 2010（3）： 65-67.

[8] 方芳，蔣紹階，郭勁松. 水質工程學課程教學的改革與思考[J]. 高等建筑教育， 2008（1）： 69-71..

[9] 高艷嬌. 水質工程學實驗教學新模式探討[J]. 遼寧工業大學學報（社會科學版）， 2011（1）： 136-137.

[10] 廖煜. 給水工程課堂教學改革初探[J]. 山西建筑， 2010（31）： 203-204.

[責任編輯 鐘 嵐]