给排水科学与工程专业实习环节的改革与实践

邵青　程晓如　方正　李江云　薛英文　王弘宇

摘要：针对武汉大学给排水科学与工程专业实习中存在的问题，近几年对实习环节采取了一系列改革措施，如实习时间、实习方式的调整；实习管理机制的完善；水质工程仿真室的建立，等等。实践证明：这些措施是有效的，尤其是将计算机仿真手段与现场实习相结合的这一突出特点，对提高教学质量有十分明显的效果，学生的学习积极性和动手能力都得到较大的提高。

关键词：给排水科学与工程；实习环节；计算机仿真

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）08-0241-02

给排水科学与工程专业的实习环节主要分为三个阶段：一是认识实习，主要采取给排水工程参观的形式进行，学生通过对给排水工程的认识和了解，初步建立起对本专业的总体印象；二是生产实习，学生结合已学水质工程学、建筑给排水、水工艺设备基础等课程的基本原理，与工程实际联系起来，进一步加深对所学知识的理解；三是毕业实习，学生结合自己的毕设选题，针对性地进行实际工程参观实习，为顺利进行毕设打下基础。但一直以来，实习环节中存在着实习经费不充足、用人单位不愿接待、现场只能看不能摸等问题，致使实习效果不够理想。为此，我们针对以上问题采取了一系列的改革措施，以提高实习教学质量。

一、合理做好实习环节的时间安排

认识实习安排在专业课开课之前进行，学生通过一周的实际水厂参观，对给排水工程建立了感性认识，对专业建立了总体印象，为学习专业课打下基础。生产实习则安排在学完专业课之后，时间为四周，采取现场蹲点和校内仿真实验室进行实训操作相结合的方式。此时学生已从课本上掌握了水质工程学、建筑给排水、水工艺设备基础等课程的基本原理，实习中能将所学知识与工程实际联系起来，加深了对所学知识的理解。毕业实习阶段安排在大四下学期毕业设计过程中进行，共两周，学生根据自己的毕设选题有针对性地开展实际工程参观实习。实践证明：对实习三个阶段的时间安排是合理的，满足了不同阶段实习的具体要求。

二、采取集中与分散相结合的实习方式

给排水科学与工程专业中的认识实习、生产实习集中由实习指导教师带队统一实习，而毕业实习环节，学生可以按照自己的毕设题目要求选择合适的单位进行实习，也可根据拟就业单位的要求选择适合的毕设题目，再在该单位完成实习。即学生可根据自身的特点和实际情况自己联系实习单位并选择合适的岗位进行实习，从而完成分散式实习方式。同时学校也提供由实习老师带队的集中实习，完成有些学生找不到合适的实习单位的毕业实习的教学要求。这种集中与分散相结合的实习方式受到了学生的欢迎和支持，调动了学生的积极主动性，增强了学生的动手能力，符合给排水科学与工程专业培养应用性人才的要求。

三、建立稳定的实习基地

建立稳定的实习基地是保证实践教学环节及教学质量的关键。近年来我们与武汉市余家头自来水厂、白沙洲水厂、龙王嘴污水处理厂、沙湖污水处理厂以及长沙污水培训中心等多家单位建立了友好协作关系，为开展实践教学活动提供了良好的条件。

四、聘请生产一线的工程师担任实习现场指导老师，并举办专题技术讲座，开拓学生视野。

学生通过专业课的学习，掌握了给排水专业理论知识，但缺乏对实际现场的了解。因此实习期间我们专门聘请工程经验丰富的技术人员担任现场指导和举办专题技术讲座。在工程现场，技术人员在讲解构筑物或设备的同时，还会给学生演示一部分实际现场操作，如格栅除污机的手动开启、关闭等运行过程，使学生将所学的专业知识融入到工程实践中。在专题技术讲座中，工程师对学生讲授实际工程中所遇到的一些问题和处理方式，而这些实际问题往往在书本上学不到。因此学生听起来也非常认真，极大的开拓了学生的视野，收到了良好的实习效果。通过以上措施，能使学生进一步了解目前技术发展的现状和趋势，感受到本专业工作岗位的要求，对学生毕业后顺利进行相关岗位的工作起到衔接的作用。

五、建立系统完善的实习教学管理体系

1.修订实习大纲，完善实习教学评分系统。重新修订了实习教学大纲（包括认识实习、生产实习和毕业实习大纲）及任务指导书。让学生人手一册。完善了实习教学评分系统，即按照学生考勤、现场表现、仿真实习得分及提交的现场实习报告综合给予评分。分数不及格不允许参加毕业答辩。这一评分方式极大的调动了学生的学习主动性，力争在每个环节做到最好。

2.注重实习指导教师素质培养，保证实习质量。每次实习都是派出责任心强、具有较强专业知识和实际现场经验的高素质教师作为实习带队教师，并采取“老带青”的办法，即老教师带一位年轻教师共同指导实习，既保证了实习质量也培养了缺乏实际经验的年轻教师。

六、建立校内实习实训基地——水质工程仿真室

除了到固定的校外实习基地实习外，我们还建立了校内实习实训基地——水质工程仿真室。因为在实际工程现场实习，虽然能使学生理论与实践相结合，收获较大，但仍然存在以下问题：即水处理工艺设备正处于运行状态，构筑物中充满了水，学生无法看到构筑物内部结构；同时，水厂的心脏—集控室对工艺流程的控制学生也是只能看不能摸的。这些问题的存在极大地影响了实习效果。为此，我们专门建立了水质工程仿真室，作为校内实习实训基地，这是对本专业实习环节的有力补充。在去实际现场实习前，安排学生进入仿真室进行为期一周的仿真练习，为真正的现场实习打下基础。现场实习结束后，学生若还有不清楚的地方，可以随时到校内仿真室练习，仿真室是一直对学生开放的并有专门的教师进行指导。水质工程仿真室计算机系统中安装了两套软件，一个是北京东方仿真公司与广州大学联合开发的《给排水处理仿真教学软件》[1]，该软件模拟了真实的水厂运行工艺，在学生实习训练中发挥了较大的作用。实训内容包括城市自来水厂、V型滤池、污水处理水工段、污水处理泥工段、初沉池工段和消化池工段等操作单元，学生可根据计算机的提示，输入参数，操作设备，监测工艺运行的指标和变化曲线，进行人机交互式交流，以完成各个操作单元的练习。软件中还设置了涵盖自来水厂、污水厂可能出现的各种紧急故障现象培训项目，如城市自来水厂单元有：管网余氯低，一级泵站1号泵出现故障，源水pH值低等。面对这些工艺运行中突然出现的意外情况，学生可参考各种提示进行操作，逐步探索解决问题的思路和方法。总之，对于软件中各种培训项目，学生可深入探究，刷新重来，在机上反复操作，直到熟练掌握。最后学生可随机抽取试卷回答相关问题，问题提交到教师站给予评分。虽然这一软件培训内容全面，但仍存在不足：即各工艺构筑物都是平面图，缺乏立体直观的效果。因此，我们在仿真室计算机系统中安装了另一个仿真软件，这一软件是本课题组依托湖北省教改项目《基于VR技术的工科虚拟课堂研究》自行研发的水处理工艺三维软件，软件中包含给水厂、污水厂三维场景、各处理工艺构筑物的三维图，学生可通过反复观看三维图，了解構筑物内部构造，弥补了在实习现场看不到构筑物内部结构的不足。通过一周的实训操作，学生对于给水和污水处理工艺的分析判断能力、逻辑思维能力、解决问题能力和综合应用能力得到了明显的提高。两个软件的仿真训练再结合为期三周的现场蹲点，实习效果大大提高。

七、仿真实习与现场实习相结合的教学效果

实践表明，通过仿真实习教学与现场实习的结合，收到了很好的教学效果。与简单的现场实习相比，两者结合的实习方式有下列几方面的作用：

1.进一步提高学生实习的主动性和积极性。计算机仿真以其独有的技术和效果，使学生在模拟的生产过程环境中，通过对各个阀门、开关、设备的操作，通过对各工艺参数进行全面的调节和控制，通过对各种事故现象的认识，可对城市水处理系统的多变性和复杂性形成深刻的感性认识。同时，学生看到的各工艺构筑物都是三维可视的。在水厂虚拟场景中，随着鼠标的移动，学生仿佛漫步在水厂中，有身临其境的感觉。这一仿真系统的训练使学生感到直观生动，极大地调动了学习兴趣，始终处于良好的、积极主动的学习状态。在接下来的现场实习中，学生有仿真实习打下的基础，更能带着问题针对性实习，实习效果大大提高。

2.提高学生的综合能力。由于仿真系统是依据真实的生产过程开发的，即整个工艺流程，工艺参数的变化以及系统的运行状态与真实过程一样。学生在训练过程中，通过反复操作，一方面可将所学的理论知识与实践结合起来，另一方面也可以进行思维的训练。面对真实的工艺流程，学生必须树立全局的观念，用系统全面的观点对整体工艺的操作方案及可能出现的各种事故进行预先分析，才能保证顺利操作。另外，在操作过程中，学生还可以针对出现的问题，利用所学的知识，通过探索各种参数最佳值及相互影响，寻求到解决问题的途径。这一思维的训练极大地提高了学生分析问题、解决问题的综合能力。

通过以上一系列改革措施，实习效果大大提高。尤其通过我们几年来对仿真系统在实习教学中的应用，已经证明，在给排水科学与工程专业的实习环节中采用计算机仿真手段与现场实习相结合，对提高教学质量有非常明显的效果，学生的学习积极性和综合能力都得到较大的提高。

参考文献：

[1]邓曼适.《给排水处理仿真教学软件》在职业教育中的应用探索[J].职教研究，2006，（4）：156-157.

基金项目：2010湖北省教学改革立项项目（2010012）

作者简介：邵青（1969-），女，江苏南京人，武汉大学副教授，工学博士，主要从事给排水科研与教学工作。