給排水科學與工程專業畢業設計的教學實踐探討

張華　陸燕勤　林華　劉立恒　張杏鋒

摘 要 給排水科學與工程專業畢業設計是工程教育認證體系中最為重要的一個考查環節。教學過程顯示畢業設計環節學生存在最常見的問題主要是文獻及選題能力不足，繪圖及文字編輯基本功欠扎實，專業設計與計算綜合能力不強等。圍繞提高畢業設計成果質量，培養學生解決復雜工程問題能力為目標，我校開展了畢業設計教學改革。通過提高文獻檢索與閱讀管理能力，進行課程設計與實訓實踐教學改革，建立理論與實踐雙融合，引導自主學習擴展學習模式，開展“師徒制”項目教學方式等方面的改革，推動了畢業設計教學質量的提高。

關鍵詞 畢業設計 給排水科學與工程 教學改革

中圖分類號：G642.477 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.07.028

Abstract Graduation design of water supply and drainage science and engineering specialty is the most important part of engineering education certification system. The teaching process shows that the most common problems in graduation design are the insufficiency of documentation and topic selection ability， the lack of solid basic skills in drawing and text editing， and the lack of comprehensive ability in professional design and calculation. Focusing on improving the quality of graduation design results and cultivating students' ability to solve complex engineering problems， our school has carried out the teaching reform of graduation design. By improving the ability of literature retrieval and reading management， carrying out the reform of curriculum design and practice teaching， establishing the integration of theory and practice， guiding self-learning and expanding learning mode， and carrying out the reform of "teacher-apprenticeship" project teaching mode， the quality of graduation design teaching has been improved.

Keywords graduation design; water supply and drainage science and engineering; teaching reform

畢業設計（論文）是指在教師指導下，學生綜合運用所學知識，根據命題獨立完成的有創見性的一項教學活動。高等院校作為培養專門人才的基地，畢業設計（論文）在培養過程中占有重要地位。[1]在工程教育認證體系中，畢業設計是重要的一個考查環節。畢業設計是對大學期間所學知識的綜合應用，也是走向工作崗位的一次系統訓練。[2]如何提高畢業設計教學質量是給排水科學與工程教育改革的重要內容。[3-5]本文介紹了我校畢業設計教學中存在的常見問題，進行了教學改革實踐方面的探討，并提出了一些教學改革措施。

1 畢業設計教學存在的問題

畢業設計要求學生結合大學四年學習的基礎與專業知識，從技術、經濟角度著手來解決相對復雜的工程問題。教學過程存在很多問題，如學生文獻綜述能力差、不理解方案比選、文字編輯能力差、口頭表達能力欠佳、軟件使用不熟練和部分教師設計經驗不足等。本文以排水工程設計方向為例，分析了一些最常見的問題。

1.1 文獻綜述及選題能力不足

排水工程畢業設計方向要求完成某一城區排水工程的初步設計，內容包括排水管網規劃和污水處理廠的設計。設計內容中污水處理廠的設計對學生文獻綜述及選題能力要求較高。根據目前國家城鎮污水處理的現狀與發展趨勢，城鎮污水廠普遍采用《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的一級A標準。這就要求學生對城鎮污水處理現狀、污水二級生物脫氮除磷處理工藝、以及污水深度處理工藝等內容進行調研和方案比較。學生往往比較茫然，如何從知網和教參材料中檢索文獻，查找有效信息進行分析？如何管理這些閱讀文獻？這些問題都困擾著學生。

1.2 繪圖及文字編輯基本功欠扎實

畢業設計的形式檢查是設計成果評價的重要組成部分。我校實行系、院、校三級交叉評審制度，在近幾年的論文評審工作中，學生提交的成果規范性不足，反映出繪圖及文字編輯基本功欠扎實。文稿成果部分典型的情況有：章節目錄不清、圖表格式不統一、參考文獻格式不對、排版不符合要求、錯漏字多、上下標未處理等等;甚至有語句不通，不能完整表達設計意圖的現象。圖紙成果部分典型的情況有：繪圖內容不完整、文字高度和標注樣式不符合專業規范要求、圖紙與設計計算無法完全對應等問題。這些問題實習單位也有反饋，是學生普遍存在的共性問題。

1.3 基于專業的設計與計算綜合能力有待提高

畢業設計需要實踐經驗，更需要理論基礎。學生在確定設計方案后，進行詳細設計和計算，這是一個對知識綜合應用的過程，不僅僅是已學的課堂知識，更包括對未知內容的探索。學生們犯的錯誤基本一致，基本上所有同學都是模仿樣版，如《排水工程》教材、《給水排水設計手冊》等內容，甚至是網絡搜索的計算書，就按部就班完成設計，整個設計缺乏思辨過程和綜合分析過程。缺乏一些關健的設計數據的選擇與確定，導致設計報告無法完全支撐設計圖紙現象。

2 畢業設計教學改革實踐探討

給排水科學與工程畢業設計是一個解決復雜工程問題過程，設計過程直接影響畢業生培養質量。近幾年，我校以提高畢業設計質量，提升學生工程設計能力為目標，進行了一些教學方面的嘗試。具體措施包括以下幾個方面。

2.1 提高文獻檢索與閱讀管理能力

文獻檢索及選題要求學生熟悉設計目標，回顧理論知識，并確定文獻檢索關鍵詞，開展文獻檢索閱讀工作。以污水處理二級生物處理方案的比選為例，目前城鎮污水處理，針對水質不同，比較常用的脫氮除磷工藝包括A2O及衍生工藝、氧化溝及衍生工藝、SBR及衍生工藝。以 A2O工藝為例，學生可以用“脫氮除磷”和“A2O”作為關鍵詞，以“篇名”、“關鍵詞”或“摘要”為內容檢索條件進行檢索;為了解近些年的工程應用和研究情況，可以設定檢索控制條件——期刊年限從2014年到2019年。從檢索結果來看，有相關文獻46篇（檢索日期2019年4月11日）。通過文獻檢索工作，學生可以通過摘要閱讀了解文章基本內容，并選擇性精讀，從而熟悉相關工藝優缺點、以及相關的運行管理和經濟分析，為后期的文獻綜述和方案選題積累素材和奠定基礎。在文獻管理方面，可以指導學生自學應用軟件Endnote進行文獻的導入、導出、查看和下載PDF文件等工作，并可以通過research note 進行分析總結。這樣就大大提高了文獻閱讀效率，也為后期設計報告內中英文參考文獻的格式管理提供了解決方案。

2.2 進行課程設計與實訓實踐教學改革

給排水科學與工程專業教學工程包括很多實踐教學環節，其中課程設計主要包括《排水管網課程設計》、《污水處理廠課程設計》等;實訓環節包括《AutoCAD軟件實訓》、《給排水軟件實訓》等。傳統的教學方式，為防止電子版相互抄襲，設計報告書以手寫為主，課程設計圖紙也采用手繪。這種模式已經不能滿足給排水專業認證中提出的“使用現代工具：能夠針對復雜工程問題，開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具”要求。在課程設計和實訓過程中，以提高學生繪圖和文字編輯基本功為實踐目標之一，設置具體要求。文字編輯方面選擇部分課程設計，要求采用電子文稿并最終打印文本，明確撰寫規范，對排版要求、表格樣式、標題層次及目錄、字體大小和參考文獻格式等方面提出具體要求。繪圖方面以鴻業軟件為例，明確應用難點，把繪圖單位、圖紙比例、打印比例等內容作為重點突破口，以打印文字和標注樣式規范性為基本要求，結合設計內容進行實踐指導，提高繪圖規范性和軟件應用能力。

2.3 建立理論與實踐雙融合，引導自主學習、擴展學習模式

學生畢業設計過程以模仿為主，然而這種照貓畫虎的方式，對設計內容缺乏深入的了解，專業設計與計算能力很難得到提高。理論和實踐雙融合可以有效解決這個問題。排水工程的設計是以水質工程學理論知識為主，涉及水泵與水泵站、排水管網、給排水專業軟件和水處理微生物等相關課程群知識的綜合應用;同時需要結合給排水科學與工程相關工作規范和工程經驗開展，如《室外排水設計規范》、《市政工程設計文件編制深度要求》、《建筑制圖標準》等。學生只有通過自主學習和擴展學習，才能增長工程經驗，解決具體問題。以格柵設計為例，相關規范與教材里提到了格柵間隙選擇、過柵流速的控制，然而在設計中如何結合污水處理廠實際進水情況，確定進水井大小、格柵渠道溝底深度，進行格柵設備、柵渣輸送與脫水設備的選擇，對學生來說都是挑戰。學生必須掌握理論，熟悉規范，通過設備樣本資料分析、圖紙學習，在工藝設計的同時，完成設備選型及建筑設計的協調，這樣才能避免“學而不思則殆”現象。

2.4 開展“師徒制”項目教學方式

常規的大學課堂教學的方式，放養為主，互動不多。學生獨立完成畢業設計難度很大，這也給指導老師提出了更高的要求。開展“師徒制”項目教學方式對于推動畢業設計質量，實現“教”、“學”相長意義重大。在畢業設計期間，我校教師一般會帶6名左右畢業生，作為畢業設計小組，教學過程嘗試實行每周組會模式。組會設置專題，采用教師指導、學生自主完成并匯報形式，完成特定專題學習，如前面提到的endnote軟件的使用、參考文獻的檢索和潛污泵站的設計等等。學生從求知過程中得到鍛煉，從匯報的過程中得到總結，在組會討論與質疑中得到提高。隨著質疑，也為老師提出更多具有挑戰性的問題，這樣推動了教師業務水平和工程經驗的增強。開展“師徒制”項目教學方式，加強師生交流，對學生培養具有重要的意義，也大大提高了畢業設計成果的質量。

3 結論

畢業設計質量的提高不是一蹴而就能完成的。近幾年我校以提高畢業設計成果質量，培養學生解決復雜工程問題能力為目標，對教學現狀進行了分析和總結。并圍繞普遍存在的問題開展了教學改革研究與嘗試，通過提高文獻檢索與閱讀管理能力，進行課程設計與實訓實踐教學改革，建立理論與實踐雙融合，引導自主學習擴展學習模式，開展“師徒制”項目教學方式等方面的改革和措施，推動了畢業設計教學質量的提高。

參考文獻

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