給排水科學與工程專業實習教學的分析與思考

于孝坤 范廷玉 劉少敏 王興明 王順

安徽理工大學地球與環境學院 安徽淮南 232000

一、概述

專業實習是將理論與實際有機結合，促進學生更好地理解理論知識的有效途徑。給排水科學與工程專業(以下簡稱給排水專業)是一門工學土木類專業，專業本身具有十分明顯的實踐性、技術性及綜合性特點，因此本科階段的專業實習是學生把握專業發展方向，將理論應用于實際的關鍵途徑。從給排水專業就業方向來看，本專業學生本科畢業后主要從事工程施工、工程設計、工藝運行管理、設備開發與銷售等方面的工作，這些就業方向也促使相關高校需要著重培養給排水專業學生的實踐與創新能力。

一般來說，給排水專業有認識實習、生產實習及畢業實習等三個實習過程。認識實習一般在第四學期開設，主要是讓學生初步了解到本專業所涉及的污水處理廠、給水廠處理構筑物、建筑給排水管道、設備的布置及安裝情況，使學生在學習專業課前有一個初步的認識，帶著問題去學習專業知識。生產實習一般在第七學期開設，主要是讓學生深入生產、施工一線，初步掌握設備及工藝運行、建筑給排水系統分類、管道及設備安裝等內容。畢業實習在第八學期開設，根據畢業設計(論文)選題，由指導老師安排相應的實習內容，目的是系統、全面地鞏固專業知識，為順利進入工作崗位打下堅實基礎。筆者綜合分析給排水專業實習教學過程，指出目前實習過程中存在的問題，并嘗試提出解決方案，以期完善專業培養方案，提高專業培養能力與學生綜合實踐能力。

二、實習教學中存在的問題

(一)實習內容不全面，缺少實習基地

給排水專業的理論內容主要分為兩個方面，一方面是市政給水排水，主要涉及污水處理廠、給水廠及配套管網系統；另一方面是建筑給水排水，主要涉及建筑物的生活供水系統、污廢水系統、消防系統及相應的設備。綜合來看，給排水專業本科生畢業的主要就業方向是工程施工行業及設計行業，這個就業方向與給排水專業理論內容中的建筑給水排水方面契合度較高，因此從就業導向來看，建筑給水排水方面的實習安排應該是專業實習中的重要組成部分。但是就目前相關高校的實習安排來看，市政給水排水方面的實習是大部分高校實習安排中的主要部分，甚至一些高校沒有安排建筑給水排水方面的實習。分析其中的原因，其一，有關市政給水排水的實習基地比較容易找到，城市中的自來水廠、污水處理廠等均可作為實習基地，并且安排學生進廠實習的可操作性較高且安全風險較低；其二，建筑給水排水方面的實習內容在實際工程中一般屬于隱蔽工程，即建筑管道、供水設備在安裝調試完后會通過一些方式隱蔽起來，這樣對于尋找精準對口、合適的實習基地十分困難，并且安排學生進入施工工地開展實習的安全風險過高，因此開展建筑給水排水方面的實習比較困難。

(二)實習過程安排不合理

因為實習基地一般都是生產場所，考慮到學生人身安全與生產安全問題，因此實習基地在接納學生實習的時候開放程度不高，導致有些實習不同階段的實習內容重合。例如，在認識實習中，學生已經初步認識到污水處理廠相關處理工藝及處理設備，在生產實習中應該讓學生深入生產車間更深一步了解相關工藝運行的相關內容，但在實際的實習運行中，因為各種原因，生產實習與認識實習在實習內容上重合度較高。

傳統的污水處理廠、給水廠實習過程中均包含實地觀察各個處理構筑物的內容，筆者認為此過程十分必要，這對學生充分認識本專業、親身感受理論知識的落地十分有益。但是由于各處理構筑物中的管道布置、設備安裝、進水出水及排泥過程等均很難通過實地觀察到，在生產現場看到的各個處理構筑物僅僅是不同的池子，因此對于這部分實習內容需要結合其他教學形式提高實習效果。

一般來說，生產實習的時間安排在第七學期，而這個學期正是學生考研復習、求職的關鍵時間。對于大四上學期的學生來說，考研與求職是最重要的事，這就不可避免地造成學生會因為考研復習而不按時上課，造成教學質量下降。

(三)實習教師缺乏工程經驗

近年來，因為專業認證及學科評估的需要，各高校均大量招聘博士研究生層次的人才進入教學隊伍，這對于培養學生的科研素質十分有利，但是博士們大多缺乏扎實的本科專業知識，尤其是缺乏本專業工程實踐背景。前文已經分析，給排水專業本質上是土木學科大類下的一個專業，這就需要教師擁有一定的工程背景，掌握一定的工程知識與實踐技能，這樣無論是在理論教學還是在實習實踐中才能游刃有余。

(四)實習考核方式不嚴格

對于實習的考核要求一般比較開放，實習結束后需要學生提交圖紙、實習日志、實習報告等材料作為成績評定的依據。一些學生不能端正實習態度，不能正確認識到實習的重要意義。學生中存在實習日志、實習報告相似的情況，這樣的結果就是實習結束后，很多學生很難從實習過程中學到有用知識。分析問題出現的原因，主要是因為教師對學生的要求過低，成績評定主要通過學生交上來的材料進行評定，而且一般不會給學生不通過，這樣的評價方式很難促使學生認真對待實習過程。

三、實習教學改進措施

(一)虛擬仿真教學

虛擬仿真教學就是基于計算機、多媒體等媒介，利用多維立體、可視化的模擬系統將抽象的復雜問題以簡單易懂的方式展示出來，能夠有效彌補現實教學對于復雜問題難于分析展示的缺點，也可以加強學生對復雜問題的認知與理解。自20世紀80年代起，美國、日本及加拿大等國家的高校陸續將虛擬仿真技術及多媒體技術引入學生實踐環節；我國的哈爾濱工業大學、浙江大學、南開大學及武漢大學等高校也在探索相關應用研究。目前鮮有高校針對給排水專業及環境工程專業的實習、實驗課程開設虛擬仿真教學系統。虛擬仿真教學系統可以打破時間及空間的限制，可以將現場實習難以看清的問題清晰地展現出來。比如，關于給排水專業建筑給水排水實習基地不易尋找的問題，可以將建筑給水排水的實習內容做成可視化、多維立體的模型，學生可以根據學習需要自由點擊相應的知識模塊，這樣既解決了實習地點的問題，也解決了建筑給排水管道、設備安裝后被隱蔽無法看清的問題。就筆者教授的“建筑給水排水工程”這門課來說，很多知識點均十分抽象，需要運用大量的視頻或者3D模型去輔助理解，因此，運用虛擬仿真教學的模式開展建筑給水排水方面的實習能夠起到十分理想的效果。在污水處理廠實習中，學生只能看到一個一個的處理構筑物，無法清晰地看到構筑物中管道的設置及構筑物的運行情況，實地參觀完后再經過虛擬仿真系統的學習可以有效提高學生的學習效果。

(二)合理設置實習安排

1.科學安排實習時間

給排水專業的三個實習中，在第七學期開展的生產實習容易與學生考研、求職時間相沖突，筆者認為關于生產實習的時間可以根據主要專業課的上課時間來確定。一般來說，“水質工程學”與“建筑給水排水工程”需要在生產實習前結束課程教學。就安徽理工大學來說，這兩門課在第六學期均可以結束，因此可以考慮將生產實習的時間調整至第六學期的后期，這樣可以避開學生的考研復習時間，既能提高實習教學效果，也能方便學生。

2.重視實習動員，端正學生態度

應該充分認識到實習動員的重要意義，實習動員可以與學生充分的溝通，將實習的目的、實習作用、實習安排、考核方式與細節及實習注意事項等問題交代清楚，讓學生知道每日的實習安排，以便學生提前做好準備。安排輔導員老師、學院領導給學生上一堂實習動員課，強調實習的意義與實習的紀律，提醒學生認識到實習也是正常的教學活動，從實習過程及實習成果內容的提交嚴格要求每一位學生，端正學生對實習的態度，調動學生實習的積極性與主動性，切實提高實習質量。

3.以問題為導向，加強課程設計與實習的聯系

傳統現場實習過程中，因為人數問題、現場擴音問題，導致講解人員不能清晰地將知識傳遞給學生；一些學生在實習中也僅是聽講解然后機械地記筆記，其他學生大多走馬觀花地看一遍，并沒有學到有用知識。針對以上問題，筆者認為可以基于課程設計的內容設置關鍵問題，讓每一位學生在實習之前就明確本次實習所要解決的問題是什么。例如，泵站設計過程中水泵壓水管與總輸水管的空間連接問題是一個不易理解的難題，學生在現場實習過程中可以重點觀察泵房管道的設置，從而解決問題。在建筑給排水工程課程設計中，建筑熱水系統中冷、熱水管道的同程式布置形式是學生理解的一個難點，而且即使能夠讓學生深入工地一線去參觀，因為涉及樓層范圍較廣，很難完全看清、理解此系統的布置，如果能夠使用虛擬仿真系統作為實習手段，基于虛擬仿真系統多維、可視化的優點，便可以幫助學生輕松理解這個問題。這樣將課程設計中的難點問題帶入實習中，既可以引起學生學習的積極性，也能夠促使學生切實學到知識。

作為給排水專業的學生，需要學生在本科階段通過課程設計初步掌握圖紙繪制的基本技能。設計繪圖是一個由理解到熟練的過程，首先，需要學生掌握基本原理，看懂圖紙，才能畫出圖紙。但是在日常的設計教學過程中，僅僅是讓學生繪出初步設計圖紙，這樣的圖紙和工程中的施工圖紙還相差很遠。在實習過程中，可以由指導老師選擇一些學生繪制的圖紙與現場實際的構筑物形式、管道的連接、工藝的布置等進行橫向比較，指出學生設計的問題。其次，可以針對性地選擇一些不易理解的設計要點，在現場結合圖紙與實際構筑物教會學生如何設計，這樣可以有效加深學生對知識點、繪圖的理解，也易于引起學生的興趣。

4.以翻轉課堂理念設置實習考核方式

傳統的提交實習報告、日志等實習考核形式極大地限制了學生的創造力與主動性，且普遍存在相互抄襲的情況。筆者認為實習答辯確實是一種十分有效地引起學生對實習重視及提高實習效果的考核形式。實習答辯的開展形式首先應該分組，盡量控制每組的規模，從而給每一位學生足夠的時間進行答辯匯報；由實習帶隊老師、專業課老師、實習單位工程師作為答辯老師對學生答辯進行評判；學生以PPT的形式展示實習所見所聞，重點展示學到了什么、解決了什么問題，還存在哪些問題，有哪些心得體會；由答辯老師有針對性地對學生提問并幫助學生解答相關問題，根據學生表現給出相應的得分。這樣的答辯形式可以極大地促進學生學習的積極性，激發學生的創造力與能動性，使學生能夠真正地學到專業知識。

(三)持續促進教師提高工程實踐能力

針對高校教師普遍缺少工程背景的情況，筆者認為可以從以下幾方面來提高實習教學效果：積極引進企業技術骨干作為校外導師參與到學生實習過程，優化實習帶隊老師組成結構，提高實習過程的講解效果。鼓勵一線教師積極報考注冊設備(給排水)工程師考試、注冊消防工程師考試等，豐富教師的工程理論知識。安排教師利用假期時間深入相關企業一線參與生產實踐，這可以幫助教師有效地將理論知識與實際結合，及時更新課本上落后、老舊的知識，有效提高理論教學與實踐教學能力。

結語

實習教學過程應該是工科專業培養新時代創新型、應用型人才的關鍵環節，在新工科建設及更高的人才培養要求下，高校要敢于打破傳統，打破舊的思維方式，積極探索建立更加科學、全面、合理的實習方案，切實將理論教學與實踐教學有機結合，有效提高學生的專業能力與素養，提高高校的人才培養能力與質量，為社會輸送更加全面的工程技術人才。