给水排水工程专业实践教学改革的探索与实践

荣宏伟，张朝升，张可方，方茜

摘要：以培养适应区域经济社会发展需要的高级应用型专业技术人才为目的，对给水排水工程专业实践教学进行了“三位一体”的教学体系、模式、方法、内容及教材改革。一是以教学内容的整合为龙头，深化实验教学改革；二是以校外基地建设为抓手，构建产、学、研结合的实习模式；三是以毕业设计（论文）为关口，打造实战演练平台。

关键词：实验教学；实习基地；毕业设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0080-03

根据全国高等学校毕业生就业指导中心在全国范围内的抽样调查，给水排水工程专业人才的社会需求量在全国的250余个专业中排名第38位，市场为给水排水工程专业的发展展现了光明的前景。给水排水工程专业的培养目标是“培养获得工程师基本训练并具有创新精神的给水排水工程高级专门人才”，在教学计划中安排有近40周的集中实践环节。但实践教学的总体效果仍达不到理想的要求，概括起来存在以下两方面的问题：一是没有在总体培养目标框架下定位实践环节的功能作用。实践教学体系基本是按照过去计划经济指导下的教学模式，传统的给水排水工程学科存在专业面偏窄、实践教学体系与内容陈旧等弊端。这阻碍了学科之间的渗透，特别是未能强调综合能力和创新能力培养这两个主要的功能。二是在市场经济条件下进行校外实践难度大。给水排水工程的特点决定了实践环节必须从校内延伸到校外，校内外相结合。然而，在市场经济条件下，进行校外实践和建设校外基地的难度相当大。综上所述，虽然花了大量的时间去实践，却得不到很好的效果，这势必会严重影响学生综合能力特别是创新能力的培养。

针对给水排水工程专业实践教学体系内容陈旧、难以适应经济社会发展对人才培养的需求等弊端，在教学体系、教学模式、教学方法、教学内容和教材建设上，我校对给水排水工程专业实践教学（实验、实习、毕业设计）进行了“三位一体”的改革实践。我们的教学理念是：强调探索型教学模式，突出实践特色，注重激发学生的求知欲、好奇心和兴趣感，培养学生的工程实践能力和创新精神。

一、以教学内容的整合为龙头，深化实验教学改革

多年来，工科院校的本科专业实验教学一直是教学中的薄弱环节。由于教材、教学环境和教学设备等方面的原因，大部分实验教学项目以一些基础传统的验证性实验、演示性实验为主，实验教学的内容、方法、手段与经济社会发展的要求及科学技术的高速发展有较大差距。因此，在实验教学中引入科学的水处理实验技术的内容和方法，开设综合性、设计性实验，使学生在学习过程中既能掌握专业基础的实验技能，又能了解和掌握本专业当今科技发展的最新动态，培养学生的综合能力和创新精神。

（一）突出系统性、前沿性，整合实验教学内容

为改变以往实验内容陈旧、分散的问题，我校从1998年开始，对《给水处理》、《污水处理》、《工业给水处理》、《工业废水处理》四门专业主干课程的实验内容进行了整合，设置成一门独立的实验课程，安排了36学时。自编实验教材《水处理实验技术》，在校内试用四年后，于2003年正式出版。该教材编写的实验内容既涵盖了传统水处理工艺的代表性实验，又充分体现了近年来国内外技术发展的新工艺、新成果，在教学内容上实现了系统性、完整性、前沿性的有机统一。所开出的10项实验中有5项验证性实验、3项综合性实验、1项设计性实验、1项演示实验。演示实验中又包括了9种实验模型的演示运行（无阀滤池、虹吸滤池、普通快滤池、V型滤池、网格絮凝池、斜板沉淀池、接触氧化装置、脉冲澄清池、氧化沟）。

（二）突出综合性、设计性，改革实验教学方法

在秉承验证性实验和演示性实验的基础上，重点开展综合性实验和设计性实验。在开设的实验中，40%是综合性、设计性的实验。

一方面，通过综合性实验中内容的复合性、方法的多元性、手段的多样性，对学生的知识、能力、素质进行综合训练和培养。在水处理实验教学中，把掌握水处理实验技术与运用《水分析化学》课程的基本知识结合起来。如：在颗粒自由沉降实验中，不仅做沉降实验，而且要测定沉降前后的悬浮物浓度；在活性炭吸附实验中，把吸附实验与酚的测定结合起来；在曝气充氧实验中，把充氧实验和溶解氧的测定结合起来。使学生在实践专业技术的同时又掌握了国家标准分析方法。

另一方面，把教师的科研课题作为设计性实验内容，通过设计性实验内容的探索性、方案的多样性，激发学生的创造性思维，调动学生学习的主动性。近年来，我们在实验教学过程中，不断地探索设计性实验开设的内容和方法。2005级学生设计性实验的内容为“微污染水源的混凝沉淀处理”，这是根据教师承担的建设部科技计划课题选定的。学生们在实验的过程中，从实验方法的设计、实验药品的配置、实验水源的选取到实验设备的使用全部都独立完成，并要求应用所学到的数学知识进行实验数据的处理。设计性实验报告要求学生按照科研论文的形式进行撰写，不仅要求学生在实验报告中对现象进行描述，对原理进行分析，而且鼓励学生提出更新、更好的实验方案，对提出较好实验方案的学生可以给予加分。另外，还通过科研立项、提供经费和实验条件等方式，鼓励学生进一步开展探索性的科研试验和开拓性的科技竞赛。

（三）突出科研成果的转化，研制开发实验装置

注重把科研成果转变为实验教学内容，根据多年的科研和教学实践，自行研制了20多套目前国内外先进的实验设备和装置，如“SBR法处理系统自动控制运行”实验是教师获奖的科研成果。这一系列实验装置的研发，不仅丰富了学生可操作的动态模型装置，还可以使学生了解和掌握目前国内外先进的技术，进一步开阔学生的思维和视野。

二、以校外基地建设为抓手，构建产、学、研结合的实习模式

（一）坚持勤俭节约、强化管理，建立稳定的校外实习基地

企业不愿意接受高校学生实习的主要原因是增加企业成本、影响企业生产、引发安全事故。为此，我们一方面坚持勤俭节约、自带行李、吃住在水厂，利用实习经费购置了100多张床和教学参考资料及多媒体设备，不增加企业负担；另一方面加强管理，建立了老教师带队、实习前安全培训、学生请销假等制度，确保不影响企业生产，不发生安全事故。通过努力，学院与企业共建了11个校外实习基地，其中“深圳水务集团公司”、“台山自来水集团公司”校外实习基地为我们提供了学习、工作及生活条件，十几年来始终保持着良好的合作关系。深圳水务集团公司为广州市重点扶持校外教学基地，台山自来水集团公司为广州市示范性实践教学基地。

（二）构建产、学、研一体化的实习模式，实现校企双方的互利共赢

在实习基地建设中校企双方非常重视，建立健全了实习基地的组织和领导体系及各项规章制度，对实习过程进行宏观管理和质量监控。一方面，企业积极为实习提供便利条件。合作企业根据学校实习的要求，在实习时间、方案等方面主动协调，确保实习任务的顺利完成。为了提高实习的质量和效果，合作企业还主动派出工程技术人员，专门在实习期间对学生进行实地指导，对学生提出的各种问题给予仔细、全面地辅导，受到了历届学生的高度好评。另一方面，充分发挥学校的科研技术优势，主动为企业提供技术支持。利用实习基地的条件与企业开展科研合作、技术咨询，为解决企业技术难题提供技术帮助。多年来，参加或合作各类课业课题10多项，咨询或参加解决生产中的技术问题多项。同时，充分发挥学校人才培养基地的作用，为企业输送优秀人才。目前，学校已为实习基地输送优秀学生近百人。通过努力，我们已经与合作企业建立了互惠互利、合作共赢的良性合作机制。

三、以毕业设计（论文）为关口，打造实战演练平台

转变传统的毕业设计观念，开展以科学研究、工程设计、实际工程相结合的毕业设计（论文）教学模式，为学生把在校期间所获得的理论知识与各种实践环节相融合提供了一个理想的平台，这种做法对实现应用型人才培养目标、培养学生的创新精神和实践能力独具优势。

（一）选题上注重真题真做

在毕业设计中，结合实际科研项目及工程实际问题确定毕业设计的选题，真题真做与真题复做、模拟题真做相结合，提高学生的专业技能。每届学生有近10%的直接参加实习基地或教师承担的科研项目完成毕业论文。近30%以上的学生到设计院或企业承担实际工程设计工作。真刀真枪做科研，结合实际做设计，使学生了解和掌握本专业的新技术和最新的科研发展动态。学生处于严谨的科学研究及实际工程氛围之中，不仅激发了兴趣，还培养了创新精神。同时也促使教师转变教学观念，重视理论与实践相结合，加快知识更新，从而提升了教学水平和人才培养质量。近年来，连续几届都有毕业生在参与深圳水务集团公司承担的国家“863”等各类科研课题中完成毕业论文。这种做法既帮助企业完成了科研及设计工作，又锻炼了学生，实现了校企双赢。

在注重选题内容与实际相结合的同时，我们还突出在选题的广度上下功夫。当前，我们毕业设计的题目涵盖了给水排水工程专业的各个方向：城市给水工程设计、城市排水工程设计、建筑给水排水设计。在毕业设计中鼓励学生采用新工艺、新材料、新设备。随着水工业的发展，水资源问题越发严峻，如水体富营养化控制问题、除磷脱氮新技术、开源节流问题、污（中）水回用及雨水利用、清洁生产问题、污泥减量等专业的新技术，在近年的毕业设计及论文选题中都有体现。在2010年本科毕业设计中进行综合设计改革，试行“多工种协调的生产项目主导型”毕业设计模式，现已选取20余名学生参加土木学院组织的综合毕业设计，即组成项目组对同一工程进行水、电、结构、空调等专业的综合设计，培养学生的应用能力、工程观念和团结协作精神。

（二）在指导上注重内外结合

毕业设计是实践教学过程中培养学生工程意识、综合素质的重要环节，也是学生从学校迈向工作岗位的一个提前感应的过程。过去这个环节完全与社会、企业脱节，毕业设计（论文）存在从书本到书本、理论对理论、与实际衔接不紧等弊端。为加强对本科毕业设计的指导，增强学生对实际工程及工作程序的了解，我们采取外聘有经验的工程技术人员与学校教师共同指导毕业设计“走出去、请进来”的做法，使学生在熟练运用知识、技能的同时，提前感知未来工作的程序和环境，接受工程师基本技能的训练，为将来工作时的角色转换奠定基础。

四、结论

1.形成了实验教学改革与科研成果结合的新机制。坚持把科研成果转化为本科实验教学内容，设置的实验项目中，综合性、设计性实验课时占总实验课时的45%，自行设计研发集教学、科研于一体的多功能实验装置20多套，具有首创性。

2.构建了实习基地建设与企业利益兼顾的新模式。坚持把实习基地建设与为企业提供技术支持相结合，与企业建立了诚信、互利、互助、双赢的持久合作关系，真正实现了产、学、研一体化的实习格局，具有示范作用。

3.探索了高校毕业生与应用型人才角色转换的新途径。坚持把本科毕业设计与实际科研课题及实际工程项目有机融合，每年40%以上的学生毕业设计实现“真题真做”，取得了积累工程经验、提升专业素质的效果，具有推广价值。