1、面向卓越工程师培养的给水排水管网系 统课程实践教学改革 员建 李文朴 汪艳宁 田素凤 丁艳梅 天津城建大学 摘 要： 给排水管网系统课程是给排水专业重要核心课程之一, 其理论性、 应用性及实用 性均较强。 为达到卓越工程师培养要求的工程实践能力及设计能力强的要求, 在 构建与之相适应的课程培养方案及大纲的基础上, 从教材的选取及内容的讲授 方面注重综合应用及工程实际能力的培养, 理论联系实际, 强化主要的实践环 节课程设计及毕业设计, 使学生在巩固、扩大、加深已有知识的基础上, 具有进 行实际工程设计、独立解决问题的能力。 关键词： 卓越工程师; 给水排水管网系统; 实践教学; 作者简介：员建
2、, 硕士, 教授。 基金：天津城建大学教改项目 (编号:JG-YBZ-1529) 天津城建大学精品课程给 水排水管网系统 Practice Teaching Reform of Water Supply and Drainage Network System Based on Excellent Engineer Training Yuan Jian Li Wenpu Wang Yanning Tian Sufeng Ding Yanmei Tianjin Chengjian University; Abstract： Water supply and drainage network sys
3、tem course is one of the important courses for water supply and drainage specialty. Its theory, application and practicality are high. In order to achieve the excellent engineer training requirements of the engineering practice ability and design ability requirements, in the foundation of the traini
4、ng plan and outline and adapt to the curriculum, cultivate comprehensive application and practical ability from the selection of teaching material and teaching contents, theory and practice, and strengthen the graduation practice course the design of the main design, enable the students to consolida
5、te the foundation, expand and deepen the existing knowledge on the actual engineering design, have the ability to solve problems independently. Keyword： excellent engineer; water supply and drainage network system; practice teaching reform; 给水排水管网系统是给排水专业的核心课程之一, 主要讲授给水的输送和分配 以及废水的收集和输送, 管道系统网络的理论、工
6、程设计与管网的管理、维护和 运行调度的基础理论和工程技术。 课程后续的课程设计及涵盖于毕业设计中的部 分是其主要的实践教学环节。为适应对卓越工程师培养提出的:创新能力强、适 应经济社会发展需要的高质量工程技术人才的培养目标1, 应从多个方面对该 课程体系进行改革, 特别是实践教学方面。 课程内容及教学环节应重点突出工程 概念, 创新授课形式, 改善课程的知识结构, 重视加强工程设计能力的培养和 提高。 1 建立与培养目标相适应的培养方案及大纲 新的培养目标应在新的培养方案及大纲中有所体现。我校给排水专业于 2011年 正式启动“卓越工程师教育培养计划” (以下简称“卓越计划”) 。根据对卓越
7、工程师提出的要求, 结合我校的办学特色, 将给排水科学与工程专业卓越工程 师培养定位于“应用型卓越工程师”, 并以期通过校企联合模式的理论学习和 实践训练实现。在现有课程体系设置的基础上对培养方案进行更新制订。给排水 专业卓越工程师培养方案, 设计了“知识能力素质”一体化培养的理论教 学体系, 重点从强化学生的工程能力和创新能力方面, 构建给排水专业卓越工 程师培养标准及实践教学方案。由于给水排水管网系统是一门理论性、应用性及 实用性均较强的课程2, 因此将主要的实践环节给水管网、排水管网课程设 计时间各延长为2周, 并对设计应完成的内容提出深度要求。 增加企业实训培养 阶段, 包括企业导师到
8、校指导及学生到现场参观等。 涵盖于毕业设计及各项实习 中的内容也通过到企业接触实际工程进行。 同时对教学大纲要求掌握和熟悉的部 分进行修改和完善, 重点突出工程化概念。 通过以上实践环节的加强, 增强了学 生工程实践能力和独立分析问题、解决问题的能力。 2 课堂教学的内容突出工程化概念 2.1 结合培养目标合理选取教材优选讲授内容 在“卓越计划”通用标准 (讨论稿) 中, 对本科层次工程师的知识与能力要求 包括3“具有综合运用所学科学理论、分析和解决问题方法和技术手段分析并 解决工程实际问题的能力, 能够参与生产及运作系统的设计, 并具有运行和维 护能力”即“卓越工程师”计划对学生的工程实践能
9、力、 工程设计能力提出了更 高的要求。 因此首先从教材的选取及内容的讲授方面应注重综合应用及工程实际 能力的培养。 目前我校给排水普通本科教学采用的是给水排水专业指导委员会推 荐的给水排水管网系统, 该教材整合给水管网和排水管网成一个统一的内容 体系, 并引入了国内外最新的管网理论和科技成果4, 使用本教材可使同学们 对本领域的最新技术及发展方向有较全面的认识和掌握, 但理论性较强, 特别 是给水管网部分, 对管网模型及优化设计理论讲解系统。 而由严煦世主编的旧教 材给水工程及排水工程 (上) 在设计计算方面编写较好。尤其是给水管 网的工程设计, 从给水系统的组成布置、规模计算到系统的水力计算
10、、系统的工 作情况等, 具有较好的系统性。 排水管网采用水力计算图和水力计算表进行计算, 较新教材采用的公式计算法更方便使用, 学生易掌握5;因此, 在教学过程中, 我们将新旧教材结合使用, 完善教学内容, 达到了较好的教学效果。 2.2 理论与实践内容相结合 给水排水管网系统课程理论性很强, 实践性也很强, 而想让同学在有限的学时 内将理论内容掌握, 并应用于工程实践, 就应在课堂教学过程中, 注重理论与 实践教学的结合。在课程教学中我们通过两方面进行。一是工程实例的列举, 将 理论知识通过实例阐述其在工程中的具体应用, 如实例讲解如何依据定线原则 进行管网的布置及给水管网管径的确定, 以天
11、津市某一给水工程管网设计为例, 将比流量、沿线流量、节点流量计算及流量分配等贯穿其中, 达到理论与实际工 程的结合。二是现场教学, 对给排水管道的材料、附件、附属构筑物等带学生到 实物现场结合使用讲解, 使课堂抽象的知识具体化, 易于学生理解应用。 3 强化实践教学环节 给水排水管网系统课程的主要实践环节为课程设计, 其主要内容在毕业设计中 也有所体现。 按照对卓越工程师培养的要求和“卓越计划”的特点, 即行业企业 深度参与培养过程;学校按通用标准和行业标准培养工程人才;强化培养学生的 工程能力和创新能力6。我校卓越班的给水排水管网系统课程实践有课程设计 及企业实训两个环节。主要通过校企联合进
12、行, 由企业导师和校内教师联合指 导。 3.1 增加课程设计的内容及深度 课程设计时间 (企业实训) 为4周, 较普通班增加两周, 给水管网和排水管网 各进行两周, 卓越班的课程设计在设计时间、深度、实训时间及指导方面均较普 通班有所加强。 设计的内容为选取某市一个区域的规划图, 进行给水及排水管网 的设计。给水管网主要结合城市对供水水量水压的要求, 进行给水系统的布置、 管网的定线及水力计算。 给水管网平差部分采用计算与应用计算机软件相结合的 方法, 深化课程内容, 使同学掌握一些目前设计行业使用的借助计算机完成的 计算程序及方法。企业导师结合实际工程讲解设计绘图应达到的阶段及深度。给 水管
13、网设计制图在完成给水管网布置及管道纵剖面图的基础上, 增加管网节点 详图, 见图 1和图 2 (本校2011级卓越班刘畅同学课程设计图) 。通过以上过 程的训练, 使同学对管道的实际连接、闸阀的设置、节点详图的表示方法均有深 入的理解。排水管网主要进行排水体制的设计、污水、雨水管网的定线及管径的 确定, 同时为使同学更清晰地理解跌水井, 在绘图方面增加了雨水管道纵断面 图, 为更深入地理解溢流井, 学有余力的学生还可以做截流式合流制排水系统, 并为日后参与合流制改造工程项目打下基础。 图1 课程设计给水管网纵断面图 下载原图 图2 课程设计管网节点示意图 下载原图 3.2 在毕业设计中进一步加
14、强工程实践 毕业设计是高校培养工程类人才的重要教学环节, 是学生走向工作岗位的一次 重要的实习7。我校卓越班的水处理工艺毕业设计方向题目以工程实际中的设 计项目为题, 分为给水处理和排水处理两个方向, 均包括给水管网和排水管网 部分, 其在设计的规模和深度方面较课程设计有所加强。 增加给水管网及排水管 网布置方案的比选, 在进行技术与经济比较的基础上对所选定的方案进行设计。 根据实际工程要求增加部分大样图, 如给水管的过河、过铁路等。通过毕业设计 阶段对给排水管网的工程实践, 使同学们不仅对本部分的内容有较好的工程实 际训练及掌握, 而且对与管网相关联的部分, 如水泵的选取, 水泵房的设置与
15、管网计算的要求及二者的衔接等均有较好的理解和掌握。 4 结束语 “卓越计划”要求培养出高质量的具有创新能力和较强工程实践能力的给水排 水工程技术人才, 实践教学是培养学生运用所学专业理论知识, 进行工程设计 达到增强创新能力、具有独立分析问题和解决问题的能力的重要教学环节。给排 水管网系统是实践性较强的专业核心课程, 通过对课程设计的深化及以实际工 程为题目进行的毕业设计过程, 加强了学生工程实践能力的培养和训练, 使学 生在巩固、扩大、加深已有知识的基础上, 具有了进行实际工程设计、独立解决 问题的能力。 参考文献 1陈希.着力培养卓越工程师后备人才N.人民日报, 2010-07-09. 2
16、张建锋, 黄延林.基于“卓越工程师”目标下的给水排水工程专业实践教学 改革J.西安建筑科技大学学报:社会科学版, 2011, 30 (5) :93-96. 3高等学校土建学科教学指导委员会给水排水工程专业指导委员会.全国高等 学校土建类本科教育培养目标和培方案及主干课程教学基本要求:给水排水工程 专业M.北京:中国建筑工业出版社, 2004. 4严煦世, 刘遂庆.给水排水管网系统M.北京:中国建筑工业出版社, 2008. 5汪艳宁, 员建, 李文朴.面向卓越工程师培养的给水排水管网系统课程教学 改革J.中国现代教育装备, 2014, 207 (23) :57-59. 6卢清华, 李先祥, 叶树林.面向卓越工程师培养的实践教学改革探索J.实 验科学与技术, 2013, 11 (3) :39-42. 7王占勇, 陈惠芬, 徐家跃.卓越工程师培养的实践教学模式探索J, 河南教 育, 2012 (4) :36-37.
