《给水排水管道系统》实践能力递进式培养模式研究

成先雄 康旭 董姗燕

摘要：在《给水排水管道系统》课程教学中，通过课堂教学阶段的“临摹”设计让学生及时加深了对课程理论的理解，“浅尝”了给水管网或排水管网工程设计的内容，通过课程设计阶段的“演习”设计让学生尝试了系统地分析问题，通过基于问题的实习教学提高了学生的积极性，增强了学生理论联系实际的能力，通过“真刀真枪”的毕业设计，培养了学生全流程设计的思维方式，让学生对设计关键环节、设计重点和设计难点有了更深的认识，通过上述多阶段的实践教学，使学生的实践能力得到了递进式培养，学生的动手能力得到了稳步提升。

关键词：实践教学；递进式培养；“临摹”设计；课程设计；毕业设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）36-0178-02

一、引言

《给水排水管道系统》是针对给水排水工程中水的输送、分配和废水的收集及排放的管道系统的工程设计及计算理论所需求的内容，系统地论述管道系统的功能、布置原理、水量计算、水力计算理论和方法、工程优化设计理论和方法及管道系统的运行管理理论及实践。《给水排水管道系统》是给水排水工程专业的重要主干课程之一，是与工程实践紧密结合的应用型专业课程，学生毕业后需要具有较强的工程实践能力[1]。

实践教学是给水排水工程教学中的重要环节，是培养学生综合运用知识、动手能力和创新精神的关键环节，其作用和功能是理论教学不能替代的。实践教学是培养学生认识社会，提高应用能力和操作技能的重要教学环节，更是学生进入社会的重要基础。给水排水管道系统课程的实践教学是给水排水工程专业实践教学的一部分，除了给水管网课程设计、排水管网课程设计两个单列的实践环节外，其他实践内容都混在认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计、课程讲授等过程中，一起构成了给水排水管道系统课程的实践教学环节。

学校实践教学的实施情况决定了学生毕业后的就业状况，就目前整个社会就业现实情况反映，部分刚毕业的大学生面对设计常常无从下手，或者偏离实际，在理论知识的运用方面能力偏差，理论与实际不能结合，需要经过二次训练才能着手做事，这也是造成小微企业不愿录用应届毕业生的原因之一。学生实践能力水平反映了课程实践教学环节设置是否到位、实施是否到位，笔者从事《给水排水管道系统》课程教学多年，致力于学生实践能力培养方式的探索，逐步形成了递进式的实践能力培养模式。

二、课堂教学阶段的“临摹”设计

学生初涉《给水排水管道系统》课程，重在对理论的理解，通过该课程的理论学习掌握基本的给水管网理论、污水管网理论和雨水管网理论等。在教学过程中，笔者尝试改变教材上实例的部分参数，让学生“临摹”设计，达到了比较好的教学效果。如在讲授给水管网平差内容时，将《给水工程》（第四版，严煦世、范瑾初主编）第55页的例题条件改为“采用海曾威廉公式计算水头损失，节点流量变为原来的1.5倍”，让学生参照例题进行“临摹”设计。在讲授污水管网水力计算时，将《排水工程》（第四版，孙慧修主编）第46页的例题条件“居住区人口密度为350cap/ha，居民生活污水定额为120L/（cap·d）”改为“居住区人口密度为300cap/ha，居民生活污水定额为140L/（cap·d）”，让学生参照例题进行“临摹”设计。在讲授雨水管网水力计算时，将《排水工程》（第四版，孙慧修主编）第92页的例题中的暴雨强度公式改为江西省赣州市的暴雨强度公式，让学生参照例题进行“临摹”设计。

从学生完成的“临摹”设计过程和结果来看，“临摹”设计收到了以下几方面的效果：一是学生容易找到着手点；二是设计过程有范可循，学生能够有条理地开展相关设计工作；三是设计结果是否合理，有比较对象；四是学生通过“临摹”设计巩固和加深了对管网理论的理解。

让学生以“临摹”的形式接触设计，达到了让学生进一步掌握课程理论、“浅尝”给水管网或排水管网工程设计、体会理论与实践相结合的目的。

三、课程设计阶段的“演习”设计

課程设计教学目的：一是要求学生掌握给水管网设计的一般步骤、内容和方法，并提高设计计算、绘图能力，培养自己分析问题和解决问题的能力；二是加深理解和巩固所学管网设计计算知识；三是熟悉一些设计常用资料，并应用之；四是培养自己刻苦钻研、严格细致、精益求精的精神，提高自学能力和独立工作能力。

在课程理论教学阶段的“临摹”设计之后，学生对管网设计理论有了一个巩固和提升，对管网理论应用于设计实践有了一个初步的认识，这有助于课程设计教学工作的展开。课程设计是一个相对完整的实战演习，以给水管网设计为例，涉及到水量计算、输配水系统布置、管网、输水管、二级泵站等构筑物设计流量计算、管径确定、流量初分配、水力计算、方案图绘制等。对于给水管网工程、排水管网工程设计能力培养而言，基本技能的培养及应用通过课程设计完成，要求学生能够利用资料室、图书馆、互联网等教学资源进行资料检索，主动学习，按照教师要求完成设计任务。

从学生课程设计阶段的“演习”设计过程和结果来看，课程设计能起到以下几方面的效果：一是学生尝试了系统地分析问题；二是涉及内容涵盖理论知识点、标准与规范知识点多，给了学生开阔知识面、加深理解的机会；三是通过查阅相关资料和工程实例，学生对方案合理性、设计深度有了一个较为宏观的概念。

四、基于问题的实习教学

认识实习、生产实习、毕业实习均是《给水排水管道系统》课程实践教学的重要环节，在学生实践能力培养方面起着理论联系实践的作用。给水排水管道系统的实习内容主要包括管网规划与定线、管网运行、管道施工、管网维护、管网材料及设备等。在实习过程中，采用基于问题的教学方式组织实践教学，促进学生实践能力的提高。实习之前，将实习内容分解成问题的形式布置给学生，以给水管网生产实习为例，这些问题包括水泵扬程、管网长度、管道管径、主要监测点水压变化记录、最低水压点变化情况、管道材料、管位等，学生带着这些问题向师傅、工程师们请教，对着实习单位提供的相关材料、翻阅教材将理论与实践结合起来，达到了较好的教学效果。

从基于问题的实习教学过程和结果来看，起到以下几方面的效果：一是有效地提高了同学们的积极性；二是有助于学生在处理水泵选型、确定控制点、选择管材等技术问题时，更能从实际出发，更全面地考虑相关影响因素，设计出符合现实条件和相关规范的科学方案。

五、毕业设计阶段的“实战”设计

在经过前面的课程理论教学、“临摹”设计、“演习”设计、生产实习、毕业实习之后，接下来的实践教学是本科教学的最后环节——毕业设计。毕业设计是对之前课程教学、实践教学质量的检验，也是本科教学阶段学生实践能力递进式培养的最后阶段。2011年教育部出台了《教育部关于實施卓越工程师教育培养计划的若干意见》，提出“‘真刀真枪做毕业设计”，这对毕业设计教学提出了新的要求。“真刀真枪”做毕业设计要面对真实的现实问题，并予以解决。以给水工程设计为例，要对水源、水厂场址进行深入分析，要对水量进行预测，要在水质分析的基础上进行净水工艺设计，要结合城市地形、城市规划、城市产业发展等进行管网布置，要根据实际情况确定控制点，甚至还要考虑应急水源的问题。总之，“真刀真枪”的毕业设计是一个系统工程，要考虑的因素很多，有时方案要经过深入的研究才能确定，部分图纸设计深度还要达到施工图设计的要求，以实现毕业设计与毕业后设计工作的无缝接轨。

从学生毕业设计阶段的“实战”设计过程和结果来看，毕业设计要达到比较好的效果，需要在以下几方面做出努力：一是设计题目要真实，需要考虑的因素都是真实的，而不是假想的；二是要同学生一道了解现场，为方案比较和确定方案做准备；三是要在设计流程上引导学生，让学生把握设计关键环节，培养学生的工程敏感性；四是要学生熟悉设计深度要求，掌握设计重点和设计难点。

六、结语

“临摹”设计让学生及时地加深了对课程理论的理解，“浅尝”了给水管网或排水管网工程设计的内容。“演习”设计让学生尝试了系统地分析问题，增强和拓宽了对理论知识点、标准与规范知识点的理解。基于问题的实习教学提高了同学们的积极性，有助于学生从实际出发，更全面地考虑相关影响因素，设计出符合现实条件和相关规范的合理方案。“真刀真枪”做毕业设计针对真实项目，全面地考虑现实条件，全流程地设计引导，让学生把握设计关键环节，掌握设计重点和设计难点，实现与毕业后实践工作的无缝接轨。通过上述多阶段的实践教学模式，学生的实践能力得到了递进式的培养。

在2011年，《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》提出“遵循工程的集成与创新特征，以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，重构课程体系和教学内容”，“着力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法，加强学生创新能力训练，‘真刀真枪做毕业设计”，重点突出了强化培养学生的工程能力和创新能力。笔者在多年的《给水排水管道系统》课程教学中，通过“临摹”设计、“演习”课程设计、实习教学、“实战”毕业设计，递进式地推进了学生实践能力的提高，学生的动手能力得到了稳步提升，达到了培养学生工程能力和创新能力的效果。

参考文献：

[1]成先雄，张涛，朱易春，等.《给水排水管网系统》课程建设与教学实践[J].新课程研究（中旬刊），2011，（04）：34-35.