给水排水工程专业实验教学改革与探讨

摘 要：实验教学是给水排水工程专业重要的实践教学环节，针对目前给水排水实验教学中存在的问题，从两个方面提出了给水排水实验教学改革的思路，在教学中引入以自来水厂主系统为核心的模型式实验教学新模式，发挥学生的创造力和动手能力，提高工程设计能力。

关键词：给水排水 实验 模型

给水排水工程专业是一门工科专业，学生毕业后大多从事实际工程应用工作。2011年1月8日，教育部下发《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》，明确指出卓越工程师教育培养计划的基本原则为“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”。培养卓越工程师，需要认真做好每一个教学环节[1]。这对给水排水专业人才培养提出了新的目标和更高的要求。实验教学是高校培养高素质合格人才的重要环节之一。给排水工程专业实验教学是学生在大学期间实验教学的高级阶段，是培养学生综合应用基础理论知识与方法，发现问题、分析问题、解决问题能力的教学环节，是学生获得实际技能，形成就业能力，培养创新、创造能力，构建全面能力结构的重要时期[2]。

1 目前实验教学特点及实验教学环节存在的问题

我校给水排水专业成立已整整20年，给水排水专业的专业课程实验教学和环境工程的实验教学过于相近。给水排水专业的专业主干课程给水工程、排水工程等都相应开设给水工程实验和排水工程实验，相应的实验项目主要有：自由沉淀、澄清、混凝、吸附、气浮、过滤、离子交换、反渗透等单元实验。这些专业主干课程的实验教学内容和模式与环境工程专业水污染控制工程等开设的水污染控制工程实验相近，仅侧重于开设各单体构筑物的单元实验及研究，缺乏整套工艺流程的工程系统实验研究，给水排水的学生无法明确自己的专业特点，容易与环境工程专业方向混淆。

如何改进教学模式，使专业实验教学更接近工程性，突出专业特点，对培养“卓越工程师”具有十分重要的现实意义。

2 给水排水新型“模型式”实验教学模式的改革思路与方法

针对所存在的问题，本研究以给水工程为例，通过在给水工程及实验教学中引入自来水厂布置及全套流程装置模型，进行给水排水专业 “模型式”实验教学模式改革，对调动教师教学的主动性和学生学习的积极性都能起到良好的促进作用。

2.1 建立以自来水厂主系统为核心的实验教学新模式

根据以往的教学模式，开设给水工程实验时，和环境工程一样，仅从全部单元实验项目中选符合大纲要求的6～8个单元实验，独立进行实验。例如过滤实验，仅需在单元构筑物“无阀滤池”上完成实验，分析准备好的水样进出无阀滤池的水质情况，观察滤池效果即可，无需考虑其他构筑物有没有相关影响，缺乏水厂工艺流程的系统实验认识。给水排水专业学生毕业后，大多从事给水排水工程设计、施工工作，学生应该在掌握单元实验的基础上，更加侧重于系统地掌握全套流程装置的整体运行状况，并熟悉各构筑物的工程结构、设计施工及整体布置，以便毕业后从事相应的给水排水工程设计工作。

因此，在实验教学中引入 水厂布置及全套流程装置模型， 建立以自来水厂工艺流程系统为核心的实验教学新模式，提高专业认识。主要有以下两点：（1）在模型展示中提高工程感观性。在开展实验时，可通过全套流程装置模型展示水厂从进水到出水的整体工艺流程布置，把原来单独开设的过滤、自由沉淀、活性炭吸附等单元实验系统地展示在流程中，通过这种展示，学生可以熟悉各构筑物的结构原理，也可观察水厂各单元构筑物之间的高程关系及其设计的重要性，为以后设计打下基础。（2）改进实验教学方法。由于模型的引进，给水工程实验也可围绕该模型开展设计性工程实验项目，把实验教学由“独立型”转向“系统型”，学生可以根据设计的流程连接各单元构筑物，模拟水厂设计运行效果，分析实验结果并思考改进的措施；由此，不仅能让学生学到观察、分析、推理、判断、归纳总结的技能，而且能结合专业理论进行实际应用，从而更好地理解专业理论知识，全面训练学生科学实验能力、工程应用能力、综合创造能力，掌握解决工程实际问题的方法。

通过实验模拟运行水厂的设计效果，突出专业的工程性，学生在夯实实验基础的同时，还体现出了水厂全套流程的工程设计，明确给排水专业的工程设计内容，实现“给水排水实验、设计、实习”三位一体的一体式教学。

2.2 建立给水排水模型设计等实践活动，构建新型模式

创新教育中，创造性思维的培养和训练是重点[3]。给水排水工程学生在扎实专业基础知识的同时，需具有较强的分析研究和实践创新能力，才能在以后的工作中解决工程技术难题，这需要不断地进行各种形式的强化训练，开发学生的各种潜能。

2011年10月，我校首次在2009级给水排水专业学生中举行 “第一届给水排水模型制作大赛”，学生通过自由组队，制作相关给水排水专业模型参赛。比赛有以下特点：

（1）模型范围：给水排水专业方向为主，①建筑给水排水方向：生活（或消防或合用）水箱、生活（或消防或合用）水池、消火栓箱、建筑给水（或排水、消防）管道系统、自动喷水灭火系统；②室外给水排水方向：室外小区给水（或排水）管道系统、检查井、隔油池、化粪池；③给水厂和污水厂方向：沉淀池、滤池、清水池、曝气池等。相关设计尺寸均可参考相关教材，或从网上下载相关标准图片和设计图纸作为模型参考尺寸，要有相应模型的基本简图。

（2）评分标准：对模型的整体完整美观程度、实用性、创意、工艺等方面进行评比。

（3）学生层次：不同层次的学生可根据自己的综合素质、知识结构、理解能力和实践水平等，自主选择设计水厂的单体构筑物或水厂整体装置模型进行创新性设计，通过实验试运结果或创新程度等方式进行评选，提高学习的兴趣。

通过查阅课外资料与动手制作模型，增加学生对专业相关知识的了解，从理论知识联系到实际的工作构件，加深学生对各构筑物的结构形状及原理的认识和了解，另一方面，可促进班级间的交流，营造更好的学习氛围，教学由“被动式”转为“主动式”，为学生提供 “创新”的模拟平台。

3 实践与效果

3.1 实验教学突出本专业方向，区别环境工程，工程性突出

通过教学实践，本届学生较往届学生专业认识明确，通过对水厂总体布置的感观形象认知，对各构筑物的具体结构有更深入的体会；同时，本届学生在进行相应课程的课程设计时，例如，给水厂课程设计、污水处理厂课程设计等，比往届学生更能理解设计的原理和基础，更能注意设计相应结构时的细节问题，设计更完善，更合理，各门课程设计平均成绩比往届高2～4分，为毕业后较快地胜任实际工作打下工程基础。

3.2 有利于提高学生的应用能力和创新能力、提高教学效率

通过模型比赛，学生在自主进行水厂模型设计时，往往会主动参观实验室水厂模型或上网查找相关资料并进行思考，一方面，加强了工程设计能力，创新能力，另一方面，提高了自主学习的能力，营造了浓厚的学习气氛，班级凝聚力加强。由于状态积极向上以及对专业认识深刻，2009级学生多人次获得院校级优秀奖学金，班集体也多次获得院级优秀称号；2013年1月，全级77人中有17人参加考研，创往届学生考研比例的高峰；在进行课程设计和毕业设计时，领悟程度和设计能力较往届都有很大的提升。

4 结束语

深化教学改革是适应现代化建设对高层次人才培养的重要保证[3]。通过不断的改革，近年来，我校给水排水工程毕业生就业率达100%，其中珠三角地区就业率达90%以上，有部分学生考上华南理工大学等重点院校研究生。实践表明，“模型式”教学有利于大学生创新能力和实践能力的培养， 加强课程的综合性和实践性。只有提高学生的实际操作能力和综合素质，才能将大学生培养成德智体全面发展的专业型人才。

参考文献

[1] 王少坡，孙力平，卢静芳.给水排水工程专业毕业实践环节改革新思路[J].中国建设教育，2012（3）：79-81.

[2] 魏立明，贾雪.建筑电气与智能化专业实验教学改革研究[J].中国建设教育，2012（3）：73-75.

[3] 黄海峰.基于建构主义的建筑给水排水工程教学模式探讨[J].高等建筑教育，2008，17（6）：76-79.