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二、课程设计整合原则与实施途径
(一)课程设计整合原则土木专业道路方向的课程设计整合后,应当充分体现能运用所学专业理论知识和各种相关技术来解决工程实际问题的基本要求,需要解决“为什么”和“怎么做”的问题。经过调研分析,课程设计整合应体现以下原则:
1.系统性原则
通过整合后的课程设计包括道路设计中的线形、结构、排水设计,包括了一条道路从无到有的设计内容,这样整合后的课程设计可以培养学生系统工程的概念。
2.综合性原则
课程设计整合后,设计内容应是相关专业课程内容融合,涵盖道路勘测设计、路基路面设计、城市给排水等专业课程,通过这些课程的基本原理和基本知识的综合应用,培养学生对专业理论知识的综合分析能力的目的。
3.开放性原则
课程设计整合后,设计任务书编制只对学生提出基本要求,不限定学生设计的具体结构形式和具体设计的方法,鼓励学生采用开放的设计方法,指导老师采用开放的评价体系,鼓励采用不同的设计方案、计算手段来实现设计意图,培养学生的工程设计能力、计算分析能力和工程制图能力,达到培养学生的自学能力和实践能力。
(二)课程设计整合实施途径
具体实施路径应体现在设计内容整合、设计方法整合、实施主体整合、指导手段整合、质量评估体系建立和保证体系建立等几个方面。
1.设计内容的整合
课程设计整合就要确保设计内容涵盖所学理论课程的主要知识点,包括道路等级确定、交通量计算、道路线形设计、路基路面结构设计、排水设计等,实质上就是把道路勘测设计、路基路面工程、城市给排水等主要课程内容融合,把知识点进行串联,剔除重复内容后进行设计,学会道路的线形设计、结构设计和排水设计,起到锻炼设计实践能力的目的。
2.设计方法的整合
课程设计整合后,在设计中要求学生将手算与软件计算相结合,理论计算与工程简化计算相结合,能灵活应用专业计算软件,学会方案比较、设计意图表达和设计结果合理性论证等能力。在线形设计阶段、排水阶段可以采用手工计算,利用鸿业设计软件复核出图,结构设计采用手算和软件计算结合,这样可有效地将理论教学和实践教学有机联系起来,不仅加深理论知识的理解,又能锻炼学生动手能力,激发学生学习过程的自主性,培养实际分析、解决问题的能力。
3.实施主体的整合
课程设计整合后,设计任务可由小组合作方式完成,体现设计内容的系统性和完整性。每个小组3-5人,明确分工,通过组内讨论方案,确定整个设计方案,每位学生独立完成其中一部分具体设计,最后汇总成一份完整的设计成果,这样既能培养学生独立设计能力,同时能培养学生团结合作精神。
4.指导手段的整合
课程设计整合后实施效果如何,关键在于指导教师责任明确和过程管理规范。综合课程设计要求专业教师全员参与、全过程管理和全方位指导的三全模式作为保障措施。由专业教师统一制定综合课程设计基本要求、设计内容、应达到的设计目的,所有专业理论课程任课教师同时担任综合设计指导教师;做到统一认识、统一标准。
5.课程设计整合后的质量评估体系
课程设计整合后的质量评估体系是根据一定的标准对整合后课程设计质量进行评判,目的是对整合后的课程设计实行目标管理。一个好的课程设计质量评估体系应当具有科学性、可行性、导向性、通用性等特点,它能评估课程设计质量,符合教育规律,对课程设计评估起到良好的导向作用。整合后的道路方向课程设计质量评估体系分为两级指标,包括4个一级指标和9个二级指标,其指标体系如表1所示,指标体系的总分为100分。整合后的课程设计成绩由两大部分组成,包括指导老师给出的每一设计阶段的成绩和最后答辩成绩综合得到,能充分体现公平、公正原则。
6.课程设计整合后质量保证
课程设计整合后如何保证其质量问题,也是课程设计整合后要考虑的重要问题,为了确保设计质量,我们从以下几个方面来保证:
(1)课程设计目标明确为了使课程设计整合后的质量得到保证,设计前要先确定设计任务书,明确课程设计任务和目的,以及本设计在专业知识体系中地位,相应的评估指标,重点要明确本课程设计要达到的教学目的,即通过课程设计整合后,学生能进行道路系统设计,掌握设计规范的应用,提高制图识图能力。
(2)加强指导教师队伍建设打破当前单一课程设计体系后,课程设计整合后采用“以系统化专业知识为主线设计”的开放式教学,需要专业教师教学思想的转变,树立全员、全过程和全方位育人思想,指导教师应具有较强的实践教学技能,需要研究如何将学科基础理论和专业技术理论与综合课程设计实践紧密结合,布置综合性题目,引导学生开展个性化设计,获得多样化结果。
(3)全过程、全方位管理为了杜绝课程设计抄袭的现象,课程设计整合后采用全过程、全方位管理的方法。课程设计期间,确保每天有老师参与指导,发现个别问题单独解决,共性问题集中解决。课程设计按设计思路分成三个过程,即线形设计部分、结构设计部分、排水部分。每一部分完成以后指导老师要检查设计内容,符合要求后才能进入下一阶段的设计,同时指导教师根据质量评价体系给出一个成绩,每一阶段以此类推,最后所有设计内容完成以后,老师根据图纸和设计计算书进行答辩,结束后再给出一个成绩,最终成绩由以上部分加权平均得到。这样一方面防止学生在课程设计最后几天突击完成,有助于教师及时了解学生知识掌握情况,及时调整指导方式;另一方面也确保设计成绩的公平。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)01-0152-02
随着社会经济的快速发展,人们的生产生活方式也发生了很大变化,环境问题在这种背景下越来越突出,受到了社会大众及国家的高度重视。给水排水工程专业是以培养城市给水排水、水资源开发利用以及污水治理等方面的高级工程技术为目标的,从而满足社会对应用型、实践型工程技术人才的需求,不仅应使学生具备全面扎实的基础理论知识,同时还应具备较强的实践能力与专业技能。
一、给水排水工程专业实践教学概述
目前,给水排水工程专业在课程设置方面以培养具有扎实基础知识及实践应用能力的专业技术人才为目标,主要包括基础课程的设置以及实践环节的安排,其中基础理论课程主要有《城市与建筑给排水工程》、《市政污水处理》、《给水排水工程仪表与控制》以及《工业废水处理》等十余门课程,从而使学生全面掌握给水排水专业的基础理论知识及方法,提高学生的工程素养[1]。
同时,作为以培养实践型、应用型专业人才为目标的专业,课外实践教学的质量与水平直接影响着学生的综合素质及专业实践能力,是对理论基础知识的延伸与拓展,对其在实际应用中的具体体现。在实践教学环节中主要从实习与设计两方面对学生的工程实践能力进行加强,其中课外实习主要包括认识、生产、毕业、金工以及测量等实习内容。在专业设计中包括课程设计与毕业论文的撰写,课程设计的内容具体包括给水处理厂、排水管网、水泵站、污水处理厂等方面的课程设计。
实践教学不仅能够进一步巩固学生的基础理论知识,使其在工程实践教学中检验自身的知识体系是否完整以及知识掌握及应用情况,同时能够培养学生的工程思维,使其深入了解工程一线岗位的要求与实际需求,具有不可忽视的现实意义。经过大量实践教学经验表明,实践教学环节能够反映出学生对专业知识及技能的掌握情况,学生通过在实习过程中进行观察和总结,并结合自身知识形成实习报告,教师对其工程设计所使用的计算方法以及图纸绘制进行评价能够得到有效的反馈信息,并作为教学跟进和完善的依据,从而更好地培养学生的工程素养。
二、给水排水专业毕业生需要提高工程实践能力的迫切性
当前,在给水排水工程专业的实践教学中仍存在部分问题,如部分教师虽然理论知识教学能力较强,但在实践教学中存在工程实际经验不足,导致教学质量得不到保证的问题。实际中,施工管理、工艺设备讲解以及工程设计等部分的内容都要求教师具有深入了解的知识储备。同时,教师的实践教学能力也有待提高,对于实践性特点突出的专业,要求教师能够在课程设计及实习等方面指导和帮助学生。但是,由于目前各高校在吸收优秀师资力量时存在以学历、科研成果为标准的现象,使得教师的工程实践能力得不到保证,对实践教学的开展十分不利。
此外,生产实习是提高学生工程实践能力最直接、有效的措施,能够使学生对水处理相关工艺进行更加全面、深入地了解。然而,由于水处理工艺需要系统化的机械设备、控制措施以及检测仪表等内容的支持,这使得高校在开展生产实习教学的过程中受限,课程设置方面对水处理设备的教学内容也较为缺乏,较少组织学生去水处理行业相关的企业进行生产实习,十分不利于培养学生的工程实践能力[2]。
随着高等教育改革的不断推进,“卓越工程师计划”的提出为各高校给水排水工程专业提出了新的要求,应以培养具有创新精神、实践能力的高级技术人才为目标,这同时也是设计院、施工单位、安装公司、政府管理部门等用人单位对学生在工程实践经验方面提出的要求。因此,当前高校给水排水工程专业在培养学生工程实践能力方面亟需进行改革和提高,以实现培养应用型、创新性的高级专业工程人才的教学目标。
三、加强给水排水专业学生工程实践能力的对策
(一)理论课程教学中的提高
在教授给排水理论基础知识的过程中应从培养学生给水排水工程系统的思维模式的角度出发,引导学生结合实习实践经验对基础理论知识进行梳理和归纳总结,对给排水管道系统、建筑给排水工程、新兴技术和需求以及水资源保护利用工程设计等内容进行了解,从而建立并完善自身的给排水整体知识体系结构[3]。此外,教师还应引导学生积极关注水处理工程相关的法规、经济、建立、施工等方面的知识与政策,形成完整的城市水系统运营管理的思维模式,从而提高自己在工程实践应用中的问题解决能力,为今后走入岗位工作奠定基础。
(二)课程设计、毕业设计中使用新的规范、标准、手册、产品的样本
在课程设计中以给水排水专业的教学大纲为依据,并以工程设计规范要求为基础进行设计,如泵站课程设计、排水管网课程设计以及污水处理厂设计等,并以校企结合的形式进行。在毕业实习与设计中可以采用组织学生进行“边实习边设计”的方式,学生在确定毕业设计的方向与内容后,通过参与现场实际工程项目从而提高设计的合理性与科学性。同时,在教师与现场技术人员的指导下,由学生独立进行设计并完整任务,不仅能够巩固学生对基础理论知识的掌握,同时能够有效提高学生的问题解决能力与实践应用能力。
(三)增加生产实习的方法提高工程实践能力
因此,有条件的高校应积极与水处理生产及管理单位进行联系,建立实习基地,为学生创造参与生产实习的机会,使其能够对风机的种类、管道的相关知识、阀门的特征以及PLC的控制原理等内容进行全面了解,帮助学生积累实践经验。同时还需注意在选择实习单位时应主要其是否具有一定的代表性,是否能够为学生提供充足的生产实习时间,并且应要求实习单位为学生提供参与主要生产环节的机会,能够全面熟悉水处理工程的实际运行及管理工作[4]。
(四)聘请企业技术人员参与教学
通过聘请工程设计、施工及监理单位具有资深经验的技术人员参与给水排水工程设计与施工的教学环节中,能够帮助学生更加全面、深入地了解工程设计及施工方面的规范性、实践性知识,培养学生的工程素养。同时,校方还可以聘请污水厂、排水公司以及自来水厂等单位中对给排水设施具有丰富管理和运行经验的专家,对给排水工程的运行管理特征以及设备的工艺进行讲解,从而提高学生对实践教学的参与积极性。在聘请技术专家进行教学的过程中可以通过专题讲座、学术报告以及研讨活动等方式进行,拓宽学生的知识视野,为学生了解给排水工程实际创造机会。
(五)在卓越工程师计划中实施经验的积累
卓越工程师计划是针对当前给水排水专业实践教学中存在的问题提出的,旨在培养具有实践应用能力的高级技能人才,某高校给水排水专业在实施“卓越工程师计划”的过程中从培养方案及实践教学环节的设置两方面进行:
1.以培养学生的工程实践能力为核心制定人才培养方案,从课设试验、施工实习、课程设计以及毕业设计等七个方面对培养计划进行安排,以培养目标为导向选择给水排水工程设计、施工及管理等企业作为实践教学基地,同时聘请具有工程实践经验的专家、技术人员在实习基地为学生进行现场指导[5]。
2.要求学生的实践学习实践累计足够40周,并在实践学习过程中撰写专业论文以及课程设计,从而提高学生的工程实践能力。同时,通过在课堂教学中以校企合作的方式培养学生的研究能力与创新能力,以给水排水实际工程项目为学习内容,让学生参与到项目研究、设计与开展的实际过程中,从而结合自身的理论基础知识切实运用到工程项目中,培养其成为卓越工程师的潜质。
3.在卓越工程师培养方案中设置基础教学、实践教学以及其他实践教学环节,为培养学生的工程实践能力创设良好的教学环境,如在基础教学中设置金工实习、计算机训练以及水分析化学实验教学等;在实践教学中设置认知实习、生产实习、毕业设计与实习等;在其他实践教学环节中积极组织创新能力拓展项目以及科技文化活动等。
四、结束语
综上所述,给水排水专业是以培养具有工程实践能力的应用型、实践型专业人才为教学目标的,以期为广大企业输出高质量、高能力的人力资源。实践教学环节作为提高学生实践应用能力的重要环节,应引起广大教育工作者的重视,针对当前存在的问题进行深入研究,从而提出有效的对策,保证教学质量,从而实现给水排水工程专业的长足发展。
参考文献:
[1]路程,柴蓓蓓.给水排水专业《水工程经济》课的教学改革探讨[J].新西部(下旬刊),2015,(3).
[2]沈红心,隋铭皓,邓慧萍,等.基于卓越工程师教育培养计划的给水排水专业人才模式探索[J].教育教学论坛,2012,(34).
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)23-0063-02
建筑给水排水工程是高等学校给排水科学与工程专业的核心课程之一,是衔接市政给水系统和市政排水系统的重要组成部分,在学科课程体系中占有重要位置。该课程既包含相应的理论知识,同时又具有工程性、实践性和专业性的特点。近年来随着建筑行业的快步发展,给排水专业毕业生毕业后从事建筑给排水相关工作的比例越来越大。给排水科学与工程专业的就业形势和培养目标均对学生掌握工程应用能力、快速适应实际工作需要提出了更高的要求。如何从工程实际出发,切实提高建筑给水排水工程课程的教学质量,对整个给排水科学与工程专业人才培养具有重要影响。针对以上要求,笔者结合近年来的教学工作实际,就以下教学工作实际进行总结。
一 贴合工程实际,改进教学方法
1.结合工程实际,把握教学目标
建筑给水排水工程课程教学内容丰富,相关基础知识与实践应用内容也较为繁多,但多数高校该课程的开课学时多为48~56学时(含4~8学时的现场实践教学)。在有限的教学课时内,要想进一步提高学生工程应用能力,在实际的授课中必须有计划、有针对性地对授课内容进行筛选和排查,制订出一个适合工程应用能力培养的教学大纲。授课时需要结合工程应用的具体要求,对各章节的授课深度和重点难点进行把握。例如,教材在讲到消防系统中消火栓的具体布置要求和方法时,大部分教材中只是介绍了单排2股水柱和多排2股水柱等简单布置形式及要求,如果教师不结合建筑类型向学生具体讲明消火栓的布置技巧,多数学生并不能在结束本节的学习后真正理解如何合理地布置消火栓。所以教师授课过程中应注意结合工程应用,确定教学目标、突出重点、突破难点,真正帮助学生提高解决实际问题的能力。
2.采用案例式、启发式教学
建筑给水排水工程这门课程主要教学要求是让学生掌握建筑给排水工程的基本知识、设计方法和要求,为其将来从事建筑给水排水工程的设计、施工及运行管理工作打下基础,本课程与工程应用结合十分紧密。许多学生刚接触本门课程时,由于没有感性认识和实践经验,缺乏实例的授课模式常使学习枯燥乏味,制约了课堂教学效果。而且课程内容本身较为繁琐,教学过程中容易形成灌输式、填鸭式的教学模式,造成学生平时只是粗略听一听,考前集中突击背诵知识点,严重影响了课程教学的效果。教师采用案例式、启发式教学则可以有效避免上述现象。在建筑给水排水工程课程教学中可依照内容章节分为若干任务,如给水系统、排水系统、消防系统等,每种系统再结合不同类型的建筑条件图,如住宅、办公楼、旅馆等,即成为较为典型的设计案例。在每一章授课前,教师可先向学生讲述相应的工程案例,让学生理解即将讲授知识的具体应用,充分调动学生学习的积极性。通过生动的案例让琐碎的知识点系统化,更有助于学生深入掌握基本知识。在教材理论知识授课结束后,再将实际工程实例布置为大作业,让学生通过实际的工程设计和计算,巩固、检验所学的内容。
通过案例式教学还可以提高学生的积极性和好奇心,充分发挥和培养学生的自学能力。借助工程案例,可以培养学生主动发现问题、解决问题的能力。建筑给排水涉及非常多的设计规范和设计图集,只有充分调动学生的积极性,发挥其自主学习能力,才能使学生更加扎实地掌握有关知识,提高工程应用的能力。
二 结合工程实际需要,更新、补充教学内容
1.加强对新技术、新方法的补充
在当前阶段,建筑给排水工程中新技术、新材料、新设备不断涌现,并被快速应用到实际工程的设计、施工和管理中。但这些新技术从开始应用到被大家普遍认可,再到写入教材、编入教学大纲,常常有一定的滞后性。所以当前的教材和教学大纲中更多体现的是一些传统经典的知识与理论。如给水系统中叠压供水设备、小区排水工程使用的HDPE双壁波纹管管材、排水系统特殊单立管通气方法等内容均在一些教材和教学大纲中未能充分体现。另外,学生在完成这些内容的学习之后,还需要2年左右时间才能真正走上工作岗位。所以,客观上加大了这种教与学、学与用的滞后时间,加大了学生在走出校门之后对实际工作的磨合、适应的难度。因此,教师在授课过程中结合工程实际补充建筑给排水工程新技术、新方法是很有必要的。
2.突出新要求、新规范
各种建筑给排水相关的设计规范和设计手册本身就是建筑给水排水工程课程教材编纂时的重要参考资料。相对于教材,设计规范和手册更加贴近实际的工程应用。在授课过程中,要鼓励学生阅读规范、理解规范,进而掌握并应用规范,这是提高学生工程应用能力的重要方法。
近年来随着建筑工程的快速发展和人们对水资源的重视,新的技术规范和技术要求也不断出现,如《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)、《细水雾灭火系统技术规范》(GB50898-2013)等。新的规范通常针对的都是实际工程中出现的新情况、新问题,对原有规范不适合实际应用的条文进行重新修订和组织。如《消防给水及消火栓系统技术规范》对高位消防水箱的设置要求更为严格,其容积大小也有进一步的要求。类似内容理应是建筑给水排水工程课程中学生应及时掌握的重要内容。但在实际授课中,所用教材仍引用旧版规范的原有要求,这应得到及时更正和补充。要让学生在掌握建筑给排水设置的传统惯例之余,能理解最新的设计要求及原因,同时了解本行业最新的发展情况。
三 改革课程考核方式
课程的考核对学生的学习具有较大的引导作用。建筑给水排水工程课程考核依然采用较传统的平时出勤、课后作业和期末考试的考核方式,可能在学生结合工程实际应用的效果引导上存在一定的局限性。
首先,如上所述,在授课过程中针对那些实际工程案例教学可布置成大作业的形式,再辅以课堂讨论,引导学生对此类工程案例进行总结和分析。这种与案例式教学相适应的大作业加课堂谈论的考核方式可以有效地督促学生加强工程应用能力的锻炼。
另外,在期末考试的开、闭卷形式上也有必要进行一些调整。我们安排课程考试时,对具体考核内容进行区别对待,采用开、闭卷结合的方式进行课程考核。对建筑给排水的一些常识性、基础性的理论内容,采用闭卷考试来测试学生掌握程度;对工程性、综合性的内容,因为涉及一些基础数据、公式和计算表格,可采用开卷考试来检查学生解决工程应用问题的能力。
四 在实践环节上进行改革和优化
与建筑给水排水工程课堂授课相对应,课程结束后一般需开设一定学时的生产实习与课程设计。这两个实践环节对学生掌握基本的建筑给排水工程应用能力具有相当大的作用。但因种种原因,实习与课程设计环节常常未能取得较大成果。
首先,课堂授课效果是实践环节的基础,对其有较大影响。只有在课堂授课过程中突出工程应用学习,才能在实践环节获得更进一步的锻炼。其次,实习与课程设计往往学时有限。建筑给排水的实习形式较为单一,常为简单的参观实践,学生走马观花,难以深刻掌握相关知识。课堂授课深度不足,课程设计也难以布置较为综合的实际工程项目,且课程设计本身时间较短,大部分学校无法做到1人1题,这制约了课程设计环节的培养效果。通过改革优化实践形式,将课堂授课与实践环节结合起来,将案例式教学与课程设计训练结合起来,是加强学生实际工程应用能力的重要方面。
五 结束语
建筑给水排水工程是一门与实际工程应用紧密联系的课程。在教学方法上增加案例式、启发式教学,把握教学重点,同时充实教学内容,改革课程考核方式和实践环节,有助于真正提高学生运用课程知识、解决工程实际问题的能力,提高教学质量,完成培养给水排水工程专业高级应用型专业人才的培养目标。
参考文献
[1]王增长主编.建筑给水排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2010
[2]蒋蒙宾.《建筑给排水工程》课程教学改革探讨[J].技术与市场,2010(7):81~82
给排水科学与工程专业主要有给水工程、排水工程和建筑给水排水工程三大方向。其中,建筑给水排水工程主要介绍建筑室内给水、室内排水、消防及热水供应的设计原理及方法。随着我国经济的发展,人民生活水平的提高,对房屋建筑的功能、质量有了更高要求,加之室内卫生设备比较完善的高层建筑的增多,对从事本工程的专门技术人员需求逐年增加。近几年,从人才市场招聘情况和本科毕业生就业的反馈信息来看,建筑给排水工程已成为给水排水专业就业的主要方向。因此本课程的教学质量的好坏对整个给水排水工程专业的人才培养具有非常重要的影响。面对当前形势,针对本科学生的就业特征,本课题组在《建筑给水排水工程》的教学中进行了一些新的尝试着重对学生的专业技能加以培养,使学生毕业后能很快胜任自己的工作,现总结如下:
1教学与实践相结合,确保教学内容先进实用
在当今高速发展的社会中,各种新技术、新工艺、新产品不断涌现,相对来说教材中的内容就存在明显的滞后性。因此本课题组在讲授《建筑给水排水工程》相关知识时,紧跟专业发展的步伐,采取按需教学的方法,在为学生讲授相关原理的同时,扩充学生的知识结构,采用传统板书、多媒体课件、实验演示、以及flas等多种形式相结合的教学方式,为学生补充一些新理论、新技术、新设备发展的状况。例如在讲课时,穿插讲授建筑信息模型(BIM)项目在建筑给排水设计中的应用;在讲授浮球阀的同时引入现在比较实用的导阀控制型浮球阀的flas等;并且针对实际用水器具常出现的“跑、冒、滴、漏”等现象,我们在教学过程中引入新型的卫生设备如密封性能好的陶瓷芯水龙头的工作原理,节水性能好的手拉延时自闭淋浴器等的节能原理等。为了使学生学以致用,我们将建筑给水排水工程课堂教学、课程设计、毕业设计、科研训练与创新实验4个环节进行有机结合,形成一个完整的建筑给水排水工程课程综合教学体系,充分利用课堂内和课堂外的时间,用现代教学手段,激发学生学习积极性,使学生在学习与应用过程中,不断提高建筑给水排水工程方面的知识水平。课题组在授课的过程中,把《建筑给水排水设计规范GB50015-20032009年版》、《全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水-2009》、《建设工程施工现场消防规范》、《高层民用建筑设计消防规范》、《建筑设计防火规范》等揉入教学环节的各相关章节之中,让学生在建筑给水排水工程课程的学习中建立起规范标准以及工程的概念,学会查阅和使用规范。
2丰富教学内容,提高学生的兴趣
对于初学者来说,建筑给排水系统各种阀门、卫生器具、加热设备、管道材料都比较抽象,收集和整理更多这些产品最新的图片以及实际工程中的照片等,可以使学生感知和接触到实体,有助于将相关内容具体化。同时结合校内的实际情况,利用校内和学校附近的在建设施,让学生身临其境,亲手安装管道中的相关配件,加深学生对课堂知识的认知。对于课程中一些难以理解的设备运行、操作等,利用flas、录像等使学生获得丰富的感性知识,加深课堂印象,使课堂中相关内容“活”起来,提高学生的学习兴趣,使原本可能枯燥的内容生动有趣,增强教学效果。对于教学过程中遇到的一些工艺流程和消防设备以及相关应用规范,单独课堂讲解可能比较枯燥而且比较抽象,难以理解,对于这个问题,我们在教学过程中会针对性的找一些相关典型施工过程的视频在课堂上放映,以此增强学生对相关建筑给排水系统的认识。
3加深实践教学
实践环节是建筑给排水工程整个教学环节中很重要的一个环节。通过相关的实践教学,能够使学生所掌握的理论知识与实践进行结合,以实践来加深和检验学生对理论知识的理解和认知。同时我们将相关的建筑给排水的理论知识应用到课程设计和相关的实验操作当中,检验学生对相关理论的掌握和应用程度。通过让学生做一些基础实验以及给学生提供到达施工现场实习交流的机会,可以使学生更加深入了解建筑给排水系统的结构组成、安装方法以及设计运行方式等。课程设计和毕业设计可以培养学生综合应用所学基础理论和专业知识,解决一般工程技术问题的能力,进一步提高和训练学生的工程制图、理论分析、方案设计、解决实际问题的能力。我们通过与相关施工单位或设计院合作,找一些真实的工程案例,保证学生毕业设计一人一真题,课程设计三人一真题,让学生通过自己设计并与指导老师沟通等方式,把所学的理论知识转化为实际设计方案,并通过施工图的形式表现出来。同时要求学生将自己设计的施工图,与实际工程的施工图做对比,并通过与指导老师交流和查找规范等方式找出自己的不足和自己设计的图纸与施工图的差距,通过反复实践来加深学生对所学知识的理解,从而培养学生独立分析和解决实际问题的能力,使学生养成自觉遵守和运用规范和工具书的习惯,以便能够更好的适应未来的工作需要。
4结语
建筑给水排水工程作为给水排水科学与工程专业的一门主干课程,具有综合性强、实践性强、与时俱进等特点。因此教师在授课中应不断探索和创新教学模式,充分利用各种教学资源,采用多种教学手段,调动学生的学习积极性。使学生在具有理论知识和专业知识的基础上,不断学习新规范、新设备、新技术、新方法,使学生能够成为设计、施工、运行管理、科研和教学等方面工作的高级工程技术人才。
参考文献:
由于我国高等教育人才培养结构与实际人才需求的不对等现象严重,近年来出现了毕业即失业等一系列问题。为此国家及各省市教育部门出台了一系列的政策推动应用型大学和创新应用型技术人才培养模式的建设[1,2],要求人才培养模式中要注重学生创新能力、应用能力的培养[3]。很多高校启动了卓越工程师教育培养计划[4],我校环境工程专业在2014年获批为卓越工程师教育培养计划,根据本专业的新人才培养目标的要求,教研组对给水排水管道工程课程的教学进行了改革。
1精选教材
获批卓越工程师后,本着培养技能型人才的原则,教研组决定选用长期重视技能培养的高职高专类教材。首先选用李杨和黄敬文主编的《给水排水管道工程》,教材属于“十二五”规划教材,高职高专类精品教材。仔细研究教材内容后发现,教材在实际应用能力的设计环节薄弱,而且基本原理也较省略。根据多年的教学经验,教研组一致认为系统的理论学习是课程学习的基本支撑,是创新的根本源泉,是培养技能型人才不可省略的部分。经过反复论证最终将教材确定为张奎主编的《给水排水管道工程技术》,教材属全国高职高专教育土建类专业教学指导委员会规划推荐教材,教学内容系统性好,基本理论深入浅出,注意理论联系实际,突出实用技术,符合卓越工程师培养目标。
2优化教学内容
2.1减少重复教学
给水排水管道工程设计过程中经常遇到水力计算问题,而水力计算的基本概念和基本理论均在上一学期的《流体力学》课程中学习,因此在本课程中不单独进行讲解,节约教学时间,突出教学重点。
2.2系统化教学
在教学过程中注重知识的系统性和应用性,所以没有完全按照教材的知识结构进行教学,而是将教学内容划分为给水管道部分和排水管道两部分。每部分的教学内容根据实际工程的不同阶段,划分为四个模块:概论、设计、施工、维护。每个模块设置几个教学点,各个教学点之间存在着推理关系,能帮助学生系统的掌握整个工程的实现过程。
3注重教学设计
教学设计是教师制定教学活动的实施方案,使教学活动有计划、有步骤地开展,最终达到教学目标。教学设计在教学过程中的地位是不言而喻的,因此在教学中越来越受重视[5]。教研组十分重视教学设计,结合课程的特点及多年的教学经验对每堂课的实施方案都进行了详细的设计。在进行教学设计时,主要在如下几个方面进行了改革。
3.1丰富课堂组织形式
由于本课程的理论性、逻辑性强,在以往的课堂上多以教师讲授、学生被动接受为主。随着多媒体设备的应用,教师又对多媒体的产生依赖性,导致课堂形式依旧单一,教学效果不佳。因而需结合课程特点,在教学过程中采取多种教学形式。如在讲授理论性知识时,以多媒体和板书相结合的方式进行引导式教学;在讲授管道设计时,以多媒体和学生电脑相结合的应用性教学;在讲授管道施工时,采用视频和现场参观的教学形式;在讲管道维护时,采用分组讨论的形式。采取多种教学形式后,学生的学习积极性得到极大的提高,课堂气氛活跃。
3.2分解课程设计
课程设计是培养学生应用技能的重要环节,以往的课程设计集中在第17、18周完成,这个时间段恰逢期末考试,学生很难集中精力完成课程设计。本课程的管道设计部分是按照实际工程的设计步骤进行讲授的,因此将课程设计分解为几个单元,与课程进度同步实施,使学生将学习到的理论知识及时应用到实际工程中,增强学生对知识的理解,提高学生的综合应用技能。
3.3加强技能训练
给水排水管道工程的设计需要使用专业的软件进行计算和绘图,如EXCEL、CAD、鸿业市政等软件。这些软件学生已在前面的学期学过,但学习的内容主要是软件的基本操作,无法应用于实际。为提高学生的技能,本课程所有作业和课程设计均要求用相关软件来完成,如绘制用水量变化曲线时,要求学生用EXCEL软件进行绘制;对管道进行布置时,要求学生使用CAD或鸿业市政软件进行绘制。经过这些技能训练后学生使用相关软件能力得到提高,初步具备完成管道工程设计的能力。
3.4增加课后作业
课后学习是巩固知识的必经之路,课后作业是督促学生发挥自主能动性的有效手段,本课程每周布置一次作业,共14次。每次作业均以解决实际问题为目的进行设置,如讲管道设计这部分时,每周的作业就是前面介绍的分解式课程设计;讲管道运行管理知识点时,作业则为调查管道工程运行过程中出现的常见问题。这种联系实际的作业能引起学生的兴趣,作业完成质量好,整个学期持续进行自主学习后,学生的学习能力和耐力均有所提高。
4多元化教学方法
4.1案例式教学方法
本课程与工程实际联系紧密,所以在教学过程中主要采用案例教学法进行授课。如在讲授给水排水管道设计时,选用两个有代表性的案例,一个用于教学演示,一个用于课程设计。教学演示案例以十陵镇的给水排水管道设计为例,课程设计以学校的给水排水管道设计为例,两个案例的设计同步进行,将解决问题的理论、方法等全部融入到设计方案中。这样既教会学生基本理论,又教会学生如何应用。整个教学过程始终选一个案例演示,增加了知识的系统性,学生对各知识点的理解更容易。所选案例为学生经常活动的区域,学生对项目熟悉,学习热情高。
4.2引导式教学方法
本课程的理论性强,涉及面广,计算方法多,容易引起学生的厌学情绪。讲授过程中常采用引导式教学方法,以连续设问的形式引导学生想出解决问题的方法。如讲授设计用水量知识点时,提出下列问题:“为什么要进行给水管道设计?”“满足哪些用户用水?”“这些用户都在哪些方面需要消耗自来水?”“这样看来给水管道设计用水量都等于哪些用水量?”。通过上述问题及学生的回答,一步一步地分析出设计用水量的确定方法。这种从简单问题入手的引导式教学降低了学习的难度,增加了学生学习的兴趣。
4.3研讨式教学方法
研讨式教学方法能培养学生的自主学习意识和综合创新能力[6]。在讲授施工、维护模块知识时,多采用研讨式教学方法,如在讲授管道工程维护方法的知识点时,首先以作业的形式让学生掌握常用的管道工程维护方法,然后在课堂上展示几个工程案例,让学生分组讨论出最佳的管道维护方案。学生课后自主学习效果好,积极性强,课堂参与度高,知识点掌握牢固。
5改革考核评价体系
为了督促学生积极参与整个教学过程,抓住学生学习“功利性”强的心态[7],增加平时成绩所占比重,将学生总成绩的评定方法改为平时成绩占总成绩的70%,期末考试成绩占30%。对平时成绩的组成进行细化,其中考勤成绩占10%,缺课三次取消期末考试资格;课堂表现成绩占10%,小组讨论成绩占20%,课后作业成绩占60%。期末考试形式改为开卷考试,所有题目均设置为案例分析题,重点考查学生的应用能力。如将“排水体制有哪些?”“按经济流速确定管网管径时考虑的因素有哪些?”等单纯考查基本知识的题目,改成“为本项目选合适的排水体制”“按经济流速法确定本项目管道的管径,并进行说明”等知识应用型题目,既考查学生对知识的点掌握,又考查学生对知识点的应用能力。学生在考前复习时,不再死记硬背,更注重应用技能的练习,对知识的掌握更深入。
6总结
为培养技术应用型卓越工程师,本教研组通过精选教材、优化教学内容,确定出本课程的教学构架。通过丰富课堂组织形式、加强技能训练、分解课程设计和增加课后作业等方式,培养学生的应用技能;课堂上通过案例法、引导法和研讨式等教学方法提高学生的学习兴趣和自主学习能力;改革考核评价体系,重视学习过程和应用能力的考核。经过改革后,学生的学习积极性明显提高,知识掌握更牢固,解决问题的能力也大幅的提高。
参考文献
[1]教育部国家发展改革委财政部关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见
[2]浙江省确定41所本科高校向应用型高校发展转型[EB/OL].
[3]徐英俊.应用型大学的特点和发展路径[J].大学(研究与评价),2007(3):64-67.
[4]林健.高校“卓越工程师教育培养计划”实施进展评析(2010~2012)(上)[J].高等工程教育研究,2013(4):1-12.
[5]王春华.教学设计的理性及其限度[D].山东:山东师范大学,2014.
二、多种形式讲实例,开拓设计思路
课程设计练习的目的,一是巩固所学知识,二是提高同学们的实际应用能力,重在开拓思路和知识面,为今后工作奠定基础。再简单的设计它不是一个公式就可以推算或一个逻辑的推理就能解决的问题。它是在一定知识基础上的一种再创造过程[3]。每一个课程设计对学生来说都是第一次,要形成一个完整的设计思路,缺乏的是经验。在很短时间内积累相当的经验,显然是不可能的。只有将他人经验结晶消化为自己的经验。这就要求我们教师平时引导学生观察附近的相关园林设计,参观优秀园林工程设计作品。还可以利用反光式投影仪、图片、幻灯等辅助手段,展示优秀园林工程设计作品,并分析讲解它们的设计思路。如假山设计中,本人利用投影仪展示了扬州个园中的四季假山,并重点讲解了四季假山由池水、楼廊等连接,形成有峰有谷、有脉有脚、起伏过渡、富于变化的四季景观的时空连续与变化的设计思路,以及春夏秋冬假山怎样用池水、树木、花草、亭台、楼阁衬托,如何用石等的构思。另外还介绍了苏州狮子林、上海豫园北部的黄石大假山等的构思及艺术处理手法,使学生在假山设计中思路豁然开朗。又如在地形设计中,如何因地制宜、经济合理地进行地形设计。本人将“北京亚运村中心花园地形及建筑施工时堆放的弃土,使地形有高有低,形成丘陵起伏,浅溪、小湖等的地形设计。利用幻灯,投影仪直观教具将实例介绍给同学们,教师简明扼要地对其设计构思介绍分析,对同学们启发很大,效果较好。不论哪种设计构思,很好地解决了无从下手的弊端,是提高课程设计质量和效果的很有效的途径之一。
中图分类号:G642.0
文献标识码:C
1 引言
现代工业、民用建筑是由建筑、结构、采暖通风、给水排水、电照、动力等有关工程构成的综合体。建筑给水排水工程对于改善人居生活环境、提高生活质量、保障人民生命财产安全等方面起着十分重要的作用,是建筑环境与能源应用工程专业重要的主干课程之一,具有很强的实用性。
随着科学技术的进步和社会发展,我国“建筑给水排水工程”学科现在已发展成为由建筑内部给水排水、建筑消防给水、热水供应、直饮水、水景工程、建筑小区给水排水、建筑中水处理和特殊建筑给水排水组成的较为完整的建筑给水排水学科体系。近年来,随着高层、超高层建筑的崛起,住宅小区的兴建、节水技术的普及、绿色生态小区、绿色住宅、健康住宅等新概念的提出,为本学科注入了新的知识点,使建筑给排水工程学科焕发出新的生命力;新技术、新设备、新材料的不断涌现,推动了建筑给水排水工程学科的进步与发展,这也为该专业课程的教学提出了新的任务和要求。
2 教学中存在的问题
2.1教材内容滞后
随着高层建筑、超高层建筑、绿色建筑、美丽乡镇等一些新型建筑的发展,涌现出了很多建筑给水排水新技术、新材料、新设备、新规范、新设计方法等。但由于高校课程课时设置及新技术传播应用时间滞后等原因,这些新知识要写进课本需要更长一段时间。《规范》里的内容早已更新,课本仍然使用旧规范条文是常有的事,这些问题使得课堂内容与实际情况存在一定偏差,甚至可能会出现一些错误的概念,造成学生在校所掌握的知识点与实践存在一定的差别。
2.2教学内容与市场需求脱节
建筑环境与能源应用工程专业就业面相对较宽,除了去设计院工作之外,还可以到房地产公司、物业管理公司、建筑安装公司或在企、事业从事技术管理工作等。《建筑给水排水工程》课程教学中,实践环节形式单一,缺乏各专业的协调和综合训练;几乎很少有实验内容;教材内容滞后,一些新知识不能及时传递到学生中,形成学校只管教,社会的需求偏离教学内容情况普遍存在,造成学生与市场脱节,不能满足就业市场形式多样化的要求。
2.3教学手段单一
目前国内各大高校“建筑给水排水工程”的教学手段已从过去传统的黑板加粉笔的单一方法,逐步转化为运用多媒体课件等现代化教学手段与传统教学方法有机结合。但目前教学课件的制作只限于PowerPoint形式,手段过于单一,需进一步改进。
2.4高层建筑给水排水内容匮乏
就目前国内建筑发展情况来看,大中城市主要以高层、超高层建筑为主。一般高层建筑功能复杂,人流、物流频繁,管理不便,隐患多;室内装修要求高,物品多等。然而教材中对于高层建筑给排水的内容只是总结性的提出了一些说明,缺少理论基础和较为详细的授课内容。
3 改革路径与思考
3.1发挥学生的主观能动性和参与意识
相对于其它课程,专业课要抽象一些,如果没有接触实际工程,只是讲解,学生理解起来比较困难,但是要把实际工程搬到课堂上来讲显然是不现实的,因此,学生对于专业课的学习热情很大程度上取决于对专业产生多大的兴趣。如何让学生对专业产生浓厚的兴趣,是每个教师应该思考的问题。仅仅靠思想政治工作和考试成绩来约束学生是不够的,即使他们为了应付考试成绩而学习专业,最终随着考试结束也是他们忘记专业知识的时候。发挥学生的主观能动性,让他们参与其中,把老师从满堂灌中解放出来,是一种比较有效的方法。比如,在学习消防篇章时,事先让学生自己去找校园里与消防有关的设备、附件等,并要求学生拍成照片,看哪个学生找的多,找的全;在学习管材时,让学生发掘生活中已经见到的管材有哪些,还有哪些没有见到的。学生在获取这些知识时,一方面会主动去观察生活中的实例,还会主动到网上去查阅大量生活中没有见的东西,这样就会跳出课本的框框,让他们在参与中体会、感受、钻研、深入专业知识,既能感受到参与其中的乐趣,又能掌握大量比较前沿的知识,使他们有了比较浓厚的学习兴趣。
从用人单位反馈的意见中了解到,现在的学生表达能力非常欠缺,特别是对于专业知识的表达更加费劲。针对这一现状,在教学过程中可以适度增设一些学生讲解的内容,对于一些比较简单的内容可以让学生来讲,老师听完后点评。为了在台上表现好点,学生都会主动去学习讲授内容,查阅大量相关的资料,这样一方面可以发挥他们主动学习的能动性,另一方面也可以锻炼在众人面前表达的能力,效果比老师直接讲授要好得多。
3.2大力弘扬启发式教学
好奇是学生最大的特点之一。如何让学生对专业知识产生好奇,也是激发学生学习兴趣的一种方法。针对建筑给水排水专业教学,学生往往对设备的工作原理会比较好奇,当学生看到某种设备完具有某种功能时,经常产生它们为什么会这样工作的好奇感。如果这时老师原原本本地讲授课本的内容,学生的好奇心也许就会熄灭,但如果采用启发的方式,把最基本的理论提示出来,让学生自己发现其中“奥妙”,收效会大不一样。比如在学习卫生器具和增压设备时,要利用学生新、奇的心理,启发他们运用头脑风暴法,不管他们的想法多么不成熟,只要有一点对路,就积极引导他们。这样不仅可以让他们认识现有的设备工作原理,有时还会收到意想不到的效果,他们的一些奇思妙想会变为现实,会有一些小发明,小创造出现,看到他们自己的成就,学生自然会变被动接受为主动思考,改变要我学为我要学。
3.3课程设计
建筑给水排水工程是一门非常注重工程实践的课程。工程实践是检验课堂理论知识掌握情况的唯一途径。为此,将工程实践环节贯穿于整个教学过程,具体做法是将整个教学围绕精品案例展开,各个系统无论是基础理论知识还是计算方法的讲解均围绕该综合建筑展开,使理论与工程实践有机的结合起来。
建筑给排水工程是一门应用性、实践性较强的专业技术课程,课程设计对教学效果影响很大。根据培养计划课程设计的时间为2周,从往届学生反映的情况看学生普遍认为时间太短,无法很好地形成设计理念。针对这一情况,根据每章的讲解的内容完成相应的小设计,老师可以有充分的时间纠正小设计中的错误,最后学生在集中进行课程设计的时候就会得心应手。同时也可以把课程设计的任务书提前发给学生,在一定程度上弥补学生普遍认为的课程实践环节时间过短的问题。
3.4教学手段的变化
由于网络技术空前发达,学生的信息量也很丰富,他们在课堂上已不满足仅有的PowerPoint教学手段,为了激发他们的学习兴趣,时刻把注意力集中到教学内容上,在以PowerPoint多媒体教学的基础上,还要制作Flas,如管道内的气水流动规律;水泵、水箱给水方式;消防自动喷淋灭火系统等;运用BIM或3D技术制作三维管道布置系统;用CAD演示精品案例等。以便把生硬的教学内容形象地、通俗易懂地展示给学生,让学生能够在丰富多彩的课件里享受教学过程,最大限度地获取更多知识;部分内容可带学生到现场讲解和观摩,学生可以实实在在地触摸到哪些抽象的东西,实际效果要远远超过课堂讲授。比如在讲解卫生器具、阀门、管材、灭火设备、给水设备等内容时,可以实现教学内容与实际情况无缝搭接。
3.5丰富讲义内容
论文关键词:建筑环境与设备工程;课程体系;教学改革
建筑环境与设备工程专业是教育部于1998年将原有供热、通风与空调工程专业(简称暖通空调专业)与燃气工程专业合并后重新组建的一个新兴专业,其中还涵盖了给排水工程专业中的建筑给排水的部分内容。作为一个重组后的专业,其所涵盖的内容并不是原有专业内容的简单合并,而是从学科的系统性和科学性角度对现有内容进行融合。从教育部公布的调整后的本科专业目录可知,建筑环境与设备工程专业是土建类一级学科下属的二级学科,但由于其涉及的专业基础课程多数是隶属于动力工程及工程热物理一级学科,为此当前开设该专业的大专院校均是在结合自身的具体情况和办学特点的基础上对其专业的从属进行归类。我校于1999年依托能源与动力工程学院开始着手组建建筑环境与设备工程系,并于2001年开始招收建环专业的本科生。由于办学历史较短,办学经验与老牌暖通类院校相比略显不足,在制定专业人才培养方案、课程体系等方面均存在某些不足。但是经过系室老师们不断的探索、改革,经过长期的实践,取得了较好的教学效果,同时也积累了一些宝贵的教学经验。本文以供热、通风类课程的教学改革为例,对建环专业课程体系改革以及课堂教学各环节进行回顾和探讨。
一、原有专业课程体系设置中存在的问题
办学之初,本专业以主要培养具有室内环境系统与设备及建筑公共设施系统的设计、安装调试、运行管理及国民经济各部门所需的特殊建筑环境研究开发的基础理论知识及能力,能在建筑环境与设备的设计研究、制造安装、物业管理等部门及相关的科研、生产、教学等单位从事工作的高级工程技术人才作为培养目标制定培养方案,提出以工程热应力、流体力学和传热学作为专业基础课,以建筑环境学、供热、通风、空气调节、燃气工程作为专业必修课,以建筑冷、热源,制冷等作为专业选修课并结合工程力学、机械、电子类课程以及相关的课程设计为整体的课程体系,通过几年的教学实践,发现原有课程设计体系存在如下的问题。
1.专业课程总学时过长,教学计划分布不均
相对于其他专业,由于建环专业是将原有的暖通专业与燃气工程专业进行了合并,其涵盖的内容有所增加。同时,由于专业课的教学主要集中在大三的下半学期以及大四的上半学期,而这一阶段正是学生考研复习和找工作的黄金时期,在考研和找工作的双重干扰下,学生不能集中精力进行专业课程的学习,进而导致课堂教学效果差,学生听课不认真的现象时有发生。
2.理论教学与课程设计脱节,课程设计时间不充裕
对于建环专业的学生来说,课程设计是检验其是否真正掌握专业知识的一个重要依据。但在课时安排上,为了避免与主干课程冲突,课程设计往往安排在学期之末,即在专业课程完全讲授完以后开始进行课程设计。这样就会造成在讲授理论知识时,学生无法掌握这些理论知识所具有的实践价值,而到进行课程设计时,学生对这些理论知识已经比较陌生,不知道如何利用理论知识来指导实践。同时,由于需要安排课程设计的专业课程较多,往往出现一个学期末要同时完成几门课程设计,时间比较紧张,此时学生还要面临考试、考研以及找工作等事情,无法抽出足够的精力来投入到课程设计中去,这就造成了课程设计的整体质量不高,并存在严重的抄袭现象。
3.实验课程涵盖内容不够全面,学生动手能力锻炼不足
在课程体系制定之初,相关实验环节部分也进行了考虑,但是在具体的实施过程中并没有将实验环节单独作为一个整体,而是将其融入到理论教学内,将实验环节所需的课时数纳入到理论教学之中,由于缺乏专业的实验任课教师,具体的教学安排则取决于专业任课老师的教学计划,这样一来,就导致实验课程不能充分受到重视,学生实验能力无法得到充分锻炼。
二、专业课程体系的改革与实践
针对原有专业课程体系存在的问题,我们在着手修订新的培养方案的同时,根据“基础厚、口径宽、能力强、素质高”的原则对专业课程体系的制定也进行了相关的调整。
1.强调学科基础,突出专业特色
建环专业的突出特色是人工热湿环境。随着当前人民生活水平的提高,人们对人居环境的要求日益提高,这就迫切需要有更宽厚的学科基础。因此,在修订培养方案时将工程热力学、流体力学、传热学、建筑环境学、热质交换原理与设备、流体输配管网六门课程作为专业主干课程。 转贴于
2.减少专业重复内容,优化教学质量
建筑环境学、热质交换原理与设备、流体输配管网三门主干课程是将原有专业课程中的共性部分经提炼而形成的具有特色的专业理论课。为了避免与原有专业课程体系中的相关内容重复,就必须对原有专业必修课进行适当的调整和重组。以建筑环境学为例,该课程主要由建筑外环境、室内空气品质、室内热湿环境、建筑声环境、建筑光环境以及人对热湿环境的反应等知识模块组成。其中热湿环境与空气品质知识模块主要涉及的是太阳辐射对建筑物的热作用、围护结构热湿传递的机理、冷负荷与得热量的关系、典型冷(热)负荷计算方法的原理、通风稀释方程、新风量的确定、自然通风与局部通风等知识点,而这些内容又分别涵盖在工业通风、供热工程以及空气调节等专业课程中,为了避免重复教学,就需对这些专业课程的知识体系进行适当的删减和合并,在不打乱教学系统性的同时减少教学的课时数。
3.注重课程设计与理论教学同步性,加强实践教学环节
原有课程体系调整的一个重点就是如何解决课程设计与理论教学存在的严重脱节问题。为了有效地解决这一问题,在现有的课程体系中引入理论教学与课程设计同步的教学思想,即将课程设计穿插在理论教学的过程中,要求学生在学习理论知识的同时开始着手进行课程设计,这样就能够做到理论知识与实际应用的有机结合,同时也提高了学生的学习积极性。此外,应在原有课程体系中增加实践教学环节,加大实验课程以及生产实习课程所占的比例,锻炼学生的动手能力,激发学生运用自己所学的专业知识解决实际问题的热情。
三、多种教学手段相融合的教学构想与实施
通过对原有课程体系存在的问题进行相关改革,已经初步取得了较好的教学效果。但从具体的实施过程来看,还是暴露出了一些问题,导致调整后的课程体系无法充分发挥出预期的效果。究其原因主要是在具体的教学实践过程中,课堂教学、课程设计、实践教学等环节不能很好地融合。为此,笔者总结最近几年在供热、通风类课程教学过程中所积累的一些经验,结合本专业课程体系的调整提出了多种教学手段相融合的教学构想。其具体的思路如下。
1.深入分析理论教学、课程设计与实践教学各环节的内在联系,实现三者之间的有机融合
以工业通风和供热工程课程为例,两者的研究重点在通风管路以及室内供暖管路和供热管路的设计与运行的相关知识上,目的是培养学生具备一般民用建筑以及工业产房通风系统和供暖以及供热系统的设计能力。为此,在进行理论教学之前,可以先展开生产认知实习,即先带领学生走出校园,亲身接触一些已投入运行的系统设备,并结合其具体的运行过程简要地阐述这些设备的运行原理以及设计过程中需要掌握的基本内容。在认知实习结束后开始理论教学,同时将课程设计融入到其中,即理论教学一开始,就向学生布置课程设计任务,明确设计内容,并结合教学进度合理安排设计进度。当教学环节结束后,课程设计基本完成,此时再带领学生进行生产实习,在实习过程中让学生对课程设计进行自我总结,指出其中存在的问题,并在现场给学生进行指导。这样一来,一方面加深了学生运用理论知识解决实际问题的能力,同时也激发了学生深入研究专业理论知识的热情和积极性,为后面的毕业设计打下良好的基础。
2.因地制宜,平衡理论教学、课程设计与实践教学各环节的主次关系
一、前言
给水排水工程专业是高等工科院校普遍设置的一个专业,实用性较强,社会对该专业人才需求较大。该专业主要分三个研究方向:给水工程、排水工程、建筑给水排水工程(以下简称“建水”)。学生的毕业设计一般选其中一个方向进行研究,如其中的“建水”方向主要是培养学生独立完成建筑给水、排水和消防给水工程设计能力。
毕业设计是高等工科院校学生培养计划的最后一个实践性教学环节,是对学生大学期间所学基础知识、专业知识的全面总结与提升,旨在培养学生的独立分析、解决问题的能力,是对之前各个教学环节及其内容的深化和运用。通过毕业设计教学环节,使学生得到成为一名工程师所必需的基础训练,培养其查阅中外资料、撰写说明书、绘制施工图等能力,为学生走向社会、参加工作打下扎实的基础。
基于给水排水工程专业教学大纲,结合笔者在设计院从事民用建筑给排水工程设计工作的经验、“建水”课程教学和“建水”方向毕业设计指导实践,并针对专业特色、设计要求、就业需求、本校培养目标等,笔者对高等学校给排水工程毕业设计(“建水”方向)的教学方法进行了探讨,主要包括题目选择、方案制定、进度控制与指导方式、课程设置、实践环节等方面,并对如何提高毕业设计质量提出了几点建议,以期更好的发挥毕业设计教学环节作用、使学生更好地掌握知识并得到全面的提升。
二、教学方法的探讨
(一)题目选择
毕业设计题目选择既要以专业教学大纲为基础、完成相应的设计内容,又要兼顾学校的办学特色、与学生的基础水平相适应,还要满足社会对专业人才的需求、融合本专业最新的技术与工艺,同时应让学生有实践的机会、弱化毕业设计“纸上谈兵”的缺点。
因此,“建水”毕业设计的题目选择一般考虑几个方面。首先,应选择综合性的高层民用建筑,以便尽可能覆盖“建水”知识(即涵盖建筑内部各种给排水系统),让学生得到全面、系统的训练。其次,该建筑应实际存在,且已基本完工或进入管道安装阶段,以便学生在设计的过程中前往参观、学习,让学生有直观的认识、提高对毕业设计的兴趣。最后,应有该建筑的实际“建水”施工图,方便导师指导学生设计,也可在毕业设计结束后,让学生进行对照、找出自己设计和绘图等方面的差距,进一步深化对实际工程的理解。
为满足上述条件,笔者一般选取一类高层综合楼、宾馆、商住楼等作为毕业设计题目,并且都是曾经的设计院同事或自己以前的作品,且均已完工或处于施工状态。从实际教学效果看,此类题目比较合适。这样笔者清楚该建筑的设计理念与内容,了解设计与施工的衔接过程,能结合当前最新、最实用的材料、技术指导学生设计;在设计过程中带领学生现场参观、使学生获得良好的立体印象并提高了对设计的兴趣;在完成设计后让学生与实际施工图进行对比,找出差距,加深学生对理论与实际的认识,强化对本专业的理解。
(二)设计准备
一般高校都把毕业设计安排在大四的最后一个学期(共16周左右),扣除开学初期学生的散漫心态和最后的答辩阶段,以及中途的找工作、实习等干扰,学生真正安心做毕业设计的时间仅2个多月。而即使一名工程师,完成一个一类高层建筑的给排水设计,也需要一个月左右。因此,若想学生顺利完成毕业设计,除了适当降低设计难度(如省略空调凝结水系统设计、少画卫生间详图等),还应充分调动学生的积极性、保持学习的连贯性,让其合理利用寒假时间,完成一些毕业设计的准备工作。
笔者的做法是在大四第一学期结束后寒假前,就整理好下学期的毕业设计材料(设计题目的图纸、任务书、指导书等)并发给学生,要求学生在家熟悉图纸并思考设计方案、复习前一学期“建水”课程内容、提高CAD操作水平等。这样,在来年的学期开始后,学生对设计题目已有初步了解,对“建水”知识也比较熟悉,可以较快进入设计状态。而且此时的学生已初步明确工作的方向,拟从事“建水”方向工作的学生,迫切希望多学点知识,也愿意在寒假做些准备工作。
(三)进度控制与指导方式
学生精力充足、思维活跃,但自我控制能力较差,容易产生惰性、忽视毕业设计;同时部分学生忙于实习、找工作等而分散了精力,容易完不成设计。因此进度控制是毕业设计成功的前提,需要根据学生的特点和实际情况,安排设计进度与指导方式。
笔者在制定毕业设计进度表时,会充分考虑学生进入状态快慢、设计内容难易、学生新鲜度高低等方面,以便充分调动学生积极性、克服客观困难、细分设计进度、保证及时高质量的完成设计。如早期阶段要求完成开题报告、外文翻译等简单内容;待学生进入设计状态后,开始图纸绘制阶段,并按各给排水子系统(如消火栓系统、给水系统等)进行细分时间、规定时间内完成相应设计内容,而且考虑学生的新鲜感、疲倦度和实际工程的设计进度,按先难后易、模拟工种配合等因素安排设计内容;后期则是写计算说明书、整理图纸、准备答辩材料,最终参加答辩。如笔者自定的某次毕业设计进度表见表1(具体设计内容的细分时间略)。在设计过程中,严格执行该进度表,关注每位学生的设计进度,确保其顺利完成设计内容。
表1:毕业设计进度表
由于学生设计进度快慢不一,部分学生实习、找工作忙,现代通信手段发达等特点,毕业设计的指导方式也可以多样化,而不必采取传统的单一教室集中讲课方式。如笔者一般规定每周一次集中在教室辅导半天(学生自带电脑),教师可随时掌握学生设计进度,同时对学生共性的疑问进行统一解答,学生也可感受集体努力设计的氛围。其余时间则以QQ、邮箱、电话、少数同学到办公室内答疑等方式进行指导,以解决学生随时的疑问,也方便外出实习学生提问。
(四)实践环节
毕业设计是学生走向社会的最后一个实践性教学环节,也是理论与实践相衔接的一个模拟战场。给排水工程专业毕业设计尤其着重对学生进行工程师目标培养,使学生进入社会后能从事设计、施工、管理、研究等岗位,因此对学生的实践能力培养是不可忽视的。因此在进行毕业设计时,除了理论提升外,还需增加学生的实践环节,如参观工地、参加设备展览会、参观设计院、听取相关讲座等。
笔者在毕业设计中间阶段,一般会带学生去工地(一般为毕业设计的工程项目)参观,使学生对管道安装、管材、设备、系统形式等有了直观的印象,再结合自己的设计方案,对各系统的组成和理论有了深刻的认识,也极大地提升了对毕业设计的兴趣和动力。
(五)成果要求与工作态度
毕业设计是学生出师的最后一关,是接受社会检验前的最后一个提升机会,因此应按正规的设计文件标准要求学生,图纸规范、说明书格式准确、排版美观、语法正确、层次分明。
同时毕业设计也是对学生进入社会的工作态度、学习精神、作业习惯、为人处世等最后一次调整、培育的机会,因此除了完成专业设计,对学生的全面素质提升也是毕业设计应重视的部分。严谨的工作态度、强烈的求知欲望、标准的作业习惯、团队合作精神等是成为一名合格的工程师需要满足的基本素质。
(六)相关课程教学
在“建水”课程、CAD课程、“建水”课程设计等教学中,应紧密结合“建水”教学大纲,与“建水”毕业设计一起,形成连贯的教学体系,让学生具备完整的“建水”知识,能适应社会对“建水”人才的需求。
在上述“建水”相关课程(给排水专业的其它2个方向也一样)教学中,教师应始终坚持理论与实践(设计)相结合的理念,把抽象的书本知识与实际工程联系起来,让学生更直观、更有兴趣学好专业知识。为此,除了制作一份科学合理、适合学生特点的课件,还应进行一些教学创新,让学生充满兴趣学习、让课堂生动有趣、提高教学质量。
笔者就尝试了一些创新。如适当调整教学大纲,把“建水”课程和“建水”课程设计穿行教学。成立“学生设计小组”,让学有余力或有兴趣从事设计工作的学生提前进入设计状态,进而带动其他学生学习。布置一些让学生动手操作、能激发创新能力、提高学习兴趣的作业,并在每次作业后进行点评,让学生觉得自己的劳动成果得到尊重,也能知道欠缺在哪。CAD课程则以实际工程图纸为目标进行教学,学生学习目的更明确。实践证明,这些改进起到了较好的效果,受到学生的欢迎。
三、结论与建议
(一)结论
总之,毕业设计对工科类专业是最重要的一个教学与实践环节,是学生在校全面总结专业知识、提升自身实力的最后一次机会,毕业设计阶段的培养直接影响学生能否尽快着手工作、适应社会。因此,在指导学生毕业设计时,尤其需要重视设计题目选择、设计准备、进度控制与指导方式、实践环节等方面,并应对相关课程教学进行创新,以期达到科学合理地指导学生毕业设计、培养学生全面的分析与设计能力。
(二)建议
随着经济、社会不断发展,建筑市场潜力巨大,社会对“建水”方向的人才需求也越来越大、对人才的要求也越来越高。因此给水排水工程专业的毕业设计(“建水”方向),也应得到学校、老师的充分重视。
首先,需要关注社会对专业人才的最新需求,毕业设计中应吸收本专业的最新技术和内容,培养出适应社会需要的合格人才。其次,按实际工程的要求进行设计,学生的毕业设计成果(图纸、计算书等)应符合相应国家规范、图集要求,尽量贴近实战,以便学生毕业后能迅速进入工作状态。再次,学校应对相关课程教学进行创新、改革,如保持“建水”课程、CAD课程、“建水”课程设计、“建水”毕业设计等教学体系的连贯性、紧凑性,探索建筑工程多专业(包括建筑、结构、水、暖、电)联合毕业设计指导新模式等。最后,除了提供设计任务书,教师还应提供设计指导书,即针对本设计提供参考设计思路、方案选择要点、绘图技巧、制图标准等,以便学生能快速进入设计状态;最好能提供一套类似的工程施工图纸,方便学生学习、参考。
[参考文献]
[1]丘秀萍.高等院校建筑给水排水工程课程的整合与教改探讨[J].给水排水,2003,29(8):68~69。
2.“三梯度”教学模式的解析与实践
2.1强化课程实验、实践教学,培养学生的初步实践能力。
2.1.1注重实验环节,增强学生动手能力
实验教学是课堂教学必不可少的辅助部分,但本科招生规模的扩大使得实验教学资源相对紧缺,导致学生对实验缺乏思考和基本技能掌握不牢的困局川。为提高学生的动手能力并培养其基本的科研素养,教学组采取扩大实验规模、拓展实验深度的措施即除保证基本实验教学数量外,重点开设一系列对学生科研素质提高有益的综合实验,同时延长实验时间,确保每位学生都熟悉实验原理,并亲手完成实验的每个步骤,能够正确分析实验现象,从中得出科学结论。增加设计型实验,如混凝优化设计、沉淀效果影响因子优化、过滤实验中的水力学、温度条件优化、汽车排气成分对PM1.5的影响、酚降解菌的驯化、分离与筛选过程控制、利用环境质量基本模型解析进行河流污染物浓度的估算等。该类实验强调学生自身的研究和探索,激发学生的学习兴趣,改教师的演示实验为辅助指导,培养学生独立思考、解决问题和总结经验的能力。另外,将实验纳入考核体系,即在课程考试中增加实验部分的考核,改变考试死记硬背的模式,提高学生对实验的重视程度.加深对实验的理解.增强分析数据的能力。
2.1.2提升课程实习教学地位.
强化学生基本技能的掌握教学组在强化认识实习、生产实习和毕业实习的同时,结合课程性质,开设课程实习,即利用课余时间采取参观、操作、介入等方式配合课堂教学进程。当前.开设课程实习的专业课主要有水污染控制工程、大气污染控制工程、建筑给水排水工程、泵和泵站、城市给水排水管网系统等。课程实习地点主要遵循“由近及远”的原则,可根据对学生基本能力的培养目标分为以下三类:
2.1.2.1参观类。
主要组织学生校内参观污水处理系统、臭气控制系统、建筑内部给水排水管道系统、消防系统、雨水系统、污水提升泵站、供水泵站等,增强学生对各种设备及系统的感性认识。
2.1.2.2操作类。
教学组根据具体情况选取中国矿业大学南湖校区污水处理站和徐州市刘湾地面水厂及徐州市铜山区热电厂等作为实习地点,由课程专任教师设定操作内容,聘请现场人员指导教学,在现场指导教师的示范下,由学生按照规程操作,强化初步实践能力,并加深对系统、工艺的认识。
2.1.1.3介入类。
这种课程实习在前两种类型的基础上进行,安排学生进入市政设计院开展短时间读图、识图工作,主要目的在于强化其初步理论知识掌握能力。为调动学生参与积极性并保证教学效果,课程实习成绩将作为平时成绩与考试成绩一并考核,占总成绩的30%,该方式在2007级环境工程学生中已经开始采用,取得了良好的效果。
2.1.3注重课程设计命题与工程实际相结合,提高学生初步的理论应用能力。
高等教育目标是培养理论实践相结合的高素质人才,而课程设计是强化学生掌握基础技能的重要手段,这就要求教师在课程设计命题时按照工程实际,而不能凭空想象川。教学组在大气污染控制工程、城市给水排水管网系统、环境系统工程课程设计命题过程中,按照“理论联系实践”的原则,进行充分优化.绝大部分课程设计题目均来自相关设计院所承接的工程,能够突出实际工程目标,不会造成理论教学与实践需要的脱节。
2.2加大理论教学与实践教学结合力度,培养学生的综合应用能力。
2.2.1加强校外工程实践教育基地建设。
根据学科和专业性质特点,有目的、有计划、有步骤地选择能够满足教学实习条件的实习单位,共同建立校外工程实践教育基地。这是满足学生专业实习需要,完成教学实践性环节的重要途径。教学组加强了校外工程实践教育基地的建设,本专业与安全学院安全专业共同建设了国家级工程实践教育中心—徐州矿务集团国家级工程实践教育中心,设计了完整的实施方案。除此之外,还与其他单位建有巧个实习基地,分别应用于认识实习、课程实习、生产实习与毕业实习及课外实践等。
2.2.2将设计型创新型实验和毕业实习、设计相贯通。
将设计型创新型实验与毕业实习、设计相贯通,学生可以在创新研究中获得教师的指导,强化创新意识。尤其是创新实验需要在教师指导下进行工艺、流程、实施方案的设计,每一个步骤都由学生亲力亲为,并由指导教师审阅,使学生获得自我认同感,从而大幅度提高学生的动手、独立思考和分析问题的能力及科研兴趣,易于部分学生找出科研切入点。这些创新实验能为学生的毕业实习、设计提供方向;可根据学生的兴趣点安排不同的毕业实习、设计内容,提高毕业设计质量。近两年来,教学组采取这种一贯式创新能力培养思路,获得省级优秀毕业设计2项,校级优秀毕业设计10余项等,这充分证明了本思路的科学性。
2.2.3加强大学生科研训练计划与学生综合科学素养的融合。
科研是一种创造性活动。通过参与科研实践活动,学生从课堂被动地接受知识到以探索、研究、发现为基础的主动学习,与专业基础理论知识融会贯通,提高发现问题、分析问题、解决问题的能力,学会独立思考问题,不断提高创新能力。近年来,从国家到地方,再具体到学校,均大力资助大学生创新性研究[4j。而且,项目组历来十分重视大学生科研工作,每年积极组织教师收集资料.为学生提供大量研究课题.同时对学有余力的学生的自拟课题给予积极指导,并提供实验平台。近三年中,由教学组教师指导的大学生科训、创新实践项目累计达11项,其中国家级4项、省级2项。鼓励学生参与到教师的科研项目中,并在项目的基础上指导学生创新活动。两年来本教学组学生参与国家级、省级科研项目近10项,指导学生发表SCI、EI和其他期刊收录的科研论文20余篇。
2.3融入创新教育理念,培养学生自主实践能力。
2.2.1开放实验。
实践活动若在教师主导下开展,可限制学生自主创新能力的发展;针对这种情况,项目组鼓励学生自主实验,文献查阅、实验设计、数据分析、论文和报告撰写,每一个步骤都由学生自主完成,培养学生的自主创新能力。当前项目组负责的开放实验近20项。
2.2.2课外创新作品竞赛。
课外竞赛是学生创新能力培养的有效动力,教学组在组织学生积极参与暑期实践活动和“挑战杯”竞赛的同时,还针对产品和课题创新的连续性,建立了学生的特色“传、帮、带”梯队机制,形成了大四带大三帮大二的创新梯队,从培养他们的基本实践技能入手,逐渐加大训练层次。这种机制连贯性好,高、低年级的学生联系紧密,取得了很好的效果。近三年来,20名学生参加课外创新作品的开发与研制,并在第九一十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中连续获奖和首届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛共计6项。