基于“卓越工程师”目标的取水工程课程设计改革

黄 健

（安徽建筑大学 环境与能源工程学院，安徽 合肥230601）

1 课程概述

安徽建筑大学给水排水专业2012年被列入国家教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”专业，培养和加强学生实践能力是“卓越工程师”培养计划中所特别要求的。因此，在实践教学改革中，需要紧密结合工科的工程特点，充分发挥学生分析问题、解决问题的能力，突出工程设计能力，强化实践教学环节，使课堂讲授与课程设计、工程实践有机结合起来。给水排水专业实践教学应当利用学校优势进行工程实际设计，注重培养学生解决实际工程问题的能力；要加强学生对设计中设计实物的了解，建立取水工程实习基地作为课程设计辅助，让学生真正把理论与实践结合起来，从而培养出实用型工程师人才，实现“卓越工程师”的培养目标。

取水工程课程设计是“水资源利用与保护”课程实践性教学环节之一，与课堂教学有着密切的联系，它的主要任务包括：水源地的选择、取水位置的选择、取水点水文计算、取水工程规模的确定、取水构筑物形式（固定式或河床式）的选择与设计计算、取水工程的平面布置与高程设计、取水工程节点详图、工程概算、经济分析等。取水工程课程设计通过校企合作和实际工程操作，使学生巩固所学的取水工程方面的知识，掌握取水工程设计基本内容，加强工程设计能力训练，提高综合运用“水泵与水泵站”以及其他课程中所学知识解决取水工程实际问题的能力，以达到“卓越工程师”培养目标要求。

2 课程设计改革的紧迫性

课程设计是培养学生理论与实践结合的重要途径，对于学生系统理解和掌握课程体系发挥重要作用。传统的教学方法存在一些不足，特别是在培养“卓越工程师”目标下，非常有必要对课程设计已取得的经验和实际存在的问题进行深入探讨，以便使课程设计的作用得到有效发挥。

2.1 课程设计选题单薄，有待加强

在现有的取水工程课程设计教学中，设计选题基本上以模仿性训练为主，学生以课程设计任务书和指导书为依据，参照课本或拷贝的工程实例进行设计。这种方式导致指导老师布置的设计选题不严谨，设计要求程度不够，设计过程和设计成果单一。全班同学的设计题目只有一个，设计方案统一，设计只是简单的机械重复，还容易发生相互抄袭、网上下载等问题。由于学生没有自主发挥的选择性，因而很难得到充分的设计能力锻炼，创新能力就更谈不上了。

2.2 课程设计内容系统性有待优化

取水工程课程设计内容通常包括扬程计算、泵型选择、泵站平面图和剖面图绘制。学生设计时缺乏感性认识，大多只能参照教材案例进行设计，没有查阅文献、设计手册、设计规范的想法，从而影响学生实践能力的培养和发挥，以致与“卓越工程师”目标中的要求“学生能够结合实际，依据行业特征设计取水工程，同时熟悉掌握使用涉及的技术规范、手册和标准”相违背。另外在课程设计内容上还有待进一步优化，目前设计任务书中要求内容较少，达不到初步设计深度，学生对设计内容掌握不够。

2.3 对承上启下能力训练不足

在本课程设计中，课程设计大纲要求设计文件的编制和图纸采用手工完成，以提高学生的动手能力和图纸直观认识。但在实际中发现，学生对前面所学理论知识有所欠缺，因而不能解决设计中的问题，另外在后面的毕业设计中取水设计能力不足。比如：专业绘图能力参差不齐；水平有待进一步提高，缺乏对各种知识的综合应用能力。此外，课程设计安排时间只有一周，学生设计时间不足，而且教师主要针对学生进行本课程的知识和能力的训练，不太重视学生综合知识能力的培养。［1］

2.4 缺乏有效的课程设计管理模式以及设计质量控制体系

在课程设计中，学校管理缺乏有效的监控设计质量体系，也没有制定实际可行的课程设计质量标准和考核指标，因而在实际操作中很难从课程设计实践教学环节如设计任务、设计指标、设计管理、设计选题、设计指导等方面进行合理有效的评价。课程设计的成绩评定主要是由指导老师按照最终的设计说明书、计算书和设计图纸给定成绩，最终导致大多数同学设计雷同的现象。由于学生对课程设计过程了解不透彻，因而成绩的公正性得不到有效保证。［2］随着“卓越工程师”培养目标的实施，有必要在课程设计环节制定切实可行的课程质量监控和考核体系，以确保课程设计实践教学管理规范化、标准化，全面提高课程设计实践教学水平。

3 课程设计改革的策略和主要内容

3.1 强化自主选题，提高学生兴趣

往年设计任务书大多按照上年的版本进行适当修改后布置给学生，泵站规模、修建地点不变，班级同学的主要不同点是输水能力不同，泵站设计的水文、地质资料都来自于设计任务书。而实际中，不同的设计任务，设计地点、设计水文、地质资料都不相同，因此，课程设计将在布置任务书时，只布置取水地点位于哪个城市，具体的水文、气象、地质等资料由学生自己查资料获取，并将这一环节作为课程设计的一项考核内容。课程设计内容全部选自实际工程，学生设计时有一定的真实感。［3］将学生进行分组（一组四名同学）完成设计选题，每组不同时段安排不同指导老师辅导或深入企业后由企业导师和校内指导老师负责指导，这样既可解决雷同设计，又可以加强学生之间的交流，为毕业设计综合训练打好基石。学生需要根据自己选择的设计城市地点查找资料，并注明出处；对取得的水文资料进行必要的水文分析，能增加学生对水文学知识的掌握，另外也可培养学生实际问题实际对待的实践思想，为学生独立设计取水工程打下良好基础。

3.2 增加专业知识，拓宽学生视野

“卓越工程师”培养目标要求将课堂讲授、课程设计和工程实践有机结合，让学生增加对专业知识的掌握和实际工程能力的训练。授课教师在课堂教学中不仅要传授基础理论知识，而且要介绍相关科研知识和一定的科研成果。要让学生在设计文献查阅中了解水泵技术的发展动态和未来研究方向，并将相关知识写到课程设计中。在设计指导中要加强学生在设计方案选择阶段的知识储备，引导学生开动脑筋，多提方案，经过技术经济比较后确定最优方案；让学生对自己的设计思路、设计方案的技术经济性进行自评和小组间互评，并提出不同意见与指导老师讨论。这样，既教会学生掌握专业知识，又拓宽了他们的视野，可以提高学生的综合分析能力和工程实践分析能力。

3.3 提高学生理论知识和工程实践结合的能力

现在的理论教学和课程设计基本上都是安排在同一学期，在课堂教学和考核完成后根据教学计划将课程设计安排在学期期末，进入到设计周以后再讲解与设计有关的内容，因而出现理论学习和实际设计的脱节。学生在前面的学习中主要是为了掌握理论知识，另外是为了应付考试，学生只关心考试内容，与考试无关的内容不关心甚至不看，从而导致前面的理论知识学习不能对后面的课程设计起到支撑作用。比如：在第六章取水工程一章，一般不会把具体的取水构筑物作为考核内容，因而讲授时学生不关心，但是这部分内容是课程设计所必须要掌握的。同时，实际工程设计中学生遇到的设计问题，特别是细节问题有时很抽象，学生很难理解。因此，需要将生产实习加入到课程设计环节，将取水工程理论教学、课程设计、现场实习相互交叉结合，利用工程实例的设计和实习增强设计效果。

3.4 改革课程体系建设

取水工程课程设计、理论教学、生产实习要有机地紧密结合起来。在教学过程中，要加强学生对《室外给水工程设计规范》和《泵站设计规范》的掌握，并引导学生了解水泵技术的最新发展。同时要积极引导学生阅读规范及其条文说明的解释，培养学生独立分析问题的能力。要做到教学中每位同学都有电子版规范，并在课余进行学习，教师在课堂或设计时进行讲解，以促进教学效果。现课程体系中，取水工程理论教学、课程设计、生产实习在教学管理中都是独立的环节，分别进行单独考核，而没有将三者有机结合。安徽建筑大学在给水排水“卓越工程师”培养计划中，将取水工程生产实习纳入到课程设计中，课程设计时间调整为三周，将更有利于学生在设计中针对所遇到的难题进行实际工程学习和充足的设计时间保障，从而可以对课程设计和理论教学进行良好的互动。因此，可将取水工程理论教学、课程设计、生产实习作为一个综合体系进行建设，以促进学生实践能力。

3.5 完善质量监控体系

学校应根据取水工程课程设计特点和“卓越工程师”培养目标，制定出实际可行的课程设计质量标准和考核指标，以全面提高课程设计教学水平和课程设计质量。在“卓越工程师”培养目标中，课程设计作为对课堂教学的辅助起着非常重要的作用，课程设计不仅可以使学生巩固、融合专业课程知识，而且对培养学生综合设计能力、文献检索能力、表达能力、团队协作能力、计算机应用能力、创新能力、职业素养和社会责任感等方面有积极的作用。因此，在设计过程中教师应加强指导，加强校企合作，分步骤把关，督促学生按时按量完成设计任务。表1为设计指导时间和质量要求控制表。在整个课程设计过程中，学生要自主查阅文献，正确合理使用规范和图集，做到水文计算准确，方案设计合理可行，计算过程清晰正确，图纸表达正确清楚，工程文件编制符合要求，设计过程按照表1进行管理。

3.6 改革考核方式，加强过程控制

设计考核由学校专业教师和校企合作单位的指导教师共同进行。考核内容有两部分：实习报告，设计成果；考核内容权值见表2，根据加权平均分得到的校外考核结果等级划分见表3。考核方式与程序：1）学生对实习过程提交实习报告；对专业实践取得的成果进行统计、整理，撰写书面总结材料（设计文件和图纸），并对其质量进行自我评价。2）指导教师（包括校内和企业导师）针对学生提供的成果进行书面评价。3）答辩考评小组（由校内专业教师和企业专家组成）听取学生的工作汇报和总结，并根据学生答辩情况评定学生成绩。4）学院审核，确定学生的最终成绩。

表1 取水工程课程设计时间安排和质量要求表

表2 取水工程课程设计考核内容权值表

表3 取水工程课程设计考核结果等级表

3.7 培养青年教师，提高实践教学能力

取水工程课程设计中包括水文学、流体力学、机械、土建、电气等学科的理论知识和实践知识，在有限的三周时间里要求指导老师能够很好地对学生进行辅导设计，就需要企业老师和校内指导老师不断加强自身的学习，掌握各学科的相关知识，以便为指导学生设计做好充分的准备。我校在校内规定，凡是没有实际工程经验的教师须参加青年教师工程实践培训，深入到设计企业或施工单位半年时间，并参与到实际工程设计中去以加强设计技能培训，为“卓越工程师”的培养做好师资这一关。课程设计指导老师在今后的工作和学习中，要不断积累与本设计相关的知识。学校要与设计单位和泵站管理部门建立长久实习基地，通过“做中学，学中做”的方式，提升青年教师的设计技能，从而更好地指导学生。

4 课程设计改革阶段性成果

按照上述改革内容实施后，取水工程课程设计取得了阶段性成绩。在本年度安排的课程设计中，将两个班92位同学按照自然班进行课程设计任务的布置，一班按照以往的课程设计模式，二班按照设计改革的模式。从课程设计期间的交流和最后答辩的情况来看，二班学生在设计综合素质上明显好于一班学生，设计质量较好，没有抄袭现象发生，而一班设计成果出现雷同现象较多。由于选题的自主性增强，使得一些原先成绩一般的同学积极性大增，不像以前跟在成绩好的同学后面做设计。分组设计使得同学间的交流多了，在同学的团结协助能力得到加强的同时，同学间的友谊也增加了。另外二班学生懂得如何去查阅文献，特别是关于水泵的一些新技术，他们会从学校图书馆的中文期刊网中去找资料作为参考。涉及到其他学科的问题，他们会主动去向相关教师或工程师进行请教，有时还会问环评、环保等一些不属于课程设计的问题，比如：取水工程设计环评中注意事项，取水对水文的影响，取水位置要做哪些环境保护措施。通过设计上的学习，学生对后续课程和设计现场的整体认识得到显著提高。

5 结语

在现有“卓越工程师”培养目标下，取水工程课程设计改革需要不断地在实践中完善和发展。只有通过强化实践教学，引导学生在学习多学科理论知识的同时，不断强化理论应用于实践并解决实际工程问题的能力，实现从课本知识的讲授、智力培养向重视工程实践能力的转变，才能培养出适应我国社会主义建设需要，具备健全人格，掌握水工程相关学科的基本知识，获得工程师的良好训练，创新意识强、工程素养突出、综合素质优秀的工程技术人才。

［1］张林军，王宏.《建筑给水排水工程》课程设计教学改革研究［J］.实验科学与技术，2012，10（1）：86－89.

［2］隋涛，刘娟娟.建筑给水排水工程教学改革及考核制度修订［J］.出国与就业，2010（11）：102－103.

［3］王烨，陈焕新.水泵及水泵站课程设计教学改革［J］.高等建筑教育，2011，20（11）：91－94.