给水排水工程专业实践教学模式及考核方法探究

马伟芳，孙德智，伦晓秀，程 翔

（北京林业大学 环境科学与工程学院，北京 100083）

【探索与实践】

给水排水工程专业实践教学模式及考核方法探究

马伟芳，孙德智，伦晓秀，程 翔

（北京林业大学 环境科学与工程学院，北京 100083）

为适应给水排水工程专业对学生实践能力的高要求，分析了当前高等院校在实践课程设置及教学和考核中存在的不足，针对实践教学环节涉及的实验、实习和设计三大部分，结合北京林业大学“给排水专业实践教学”课程几年来的经验与问题进行总结和分析，指出新形势下，实践教学工作应通过准确掌握目前社会对专业实践能力的要求定位和目标，优化设置课程的核心内容，并紧密结合给排水工程学科的最新研究进展与科研成果及工程案例，通过大学生科技创新等不同层次的实验科研训练等方面来丰富实践教学内容和形式，建立水处理全流程实验设计及盲样考核、管网制作及压力实验考核、实际水厂设计及设计运行核心参数考核的多途径教学模式及考核渠道探索，充分调动了学生的能动性，提高了教学的效率和效果，从而满足当前给排水工程领域对创新性实践人才的培养要求。

给排水实践课程；课程定位；教学内容；考核方法

水环境是关系国计民生的焦点问题，因此当今社会对给排水工程专业的需求日益增加，同时对人才的实践能力提出了更高的要求。给水排水工程专业是一门理论和实践紧密结合的多学科知识体系综合学科，实践教学对整体教学效果影响甚大，实践教学不仅锻炼了学生的实践和操作能力，同时也加深了学生对课堂讲授内容的理解和记忆。

北京林业大学“给水排水工程专业实践教学”包括实验、实习和设计三大部分，涉及课程实验、金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习、课程设计、毕业设计等七个实践性教学环节，共计32学分。如何在有限的时间内，全面培养学生的综合实践能力，提升学生理论知识和实际应用能力的综合水平，提高实践教学考核的公平公正性，促进教学效果，是本研究的核心任务。笔者对北京林业大学给排水科学与工程专业近几年的实践教学模式及考核方法的实践尝试进行了综合分析，对问题和经验进行了研究总结。

一、课程定位

给排水工程专业实践课程是一门应用型的专业课程，不仅涵盖生物、力学、物理和化学的知识，而且与电子信息技术和自动化技术的发展密切相关，是一门涉及多学科知识的综合学科，是介于自然科学和技术科学之间的边缘学科[1]。专业实践课程是在学习专业基础理论知识的背景下，通过实验、实习和设计进一步加深对理论知识的理解、掌握和应用，同时也是获取新知识、充分调动和发挥学生的能动性和创新能力、培养分析问题和解决问题的科学实践方法。实践课程的定位是通过实践课程实训，具备一定的实验技能和动手能力、了解给排水科学技术的理论前沿和发展动态，初步具备科学研究和实际工作的能力和水平。因此确定了整个实践课程的设置、重点内容和教学考核方式，体现理论知识和工程实践能力的紧密结合，更好地促进实践教学效果。

二、实验教学：学院统一设计实验，自编实验讲义，扩展考核方式

（一）实验课程

给排水工程专业的实验课程分为专业基础课实验和专业课实验[2]，专业基础课实验包括水分析化学实验、水力学实验和水处理微生物实验三类，专业课实验包括给水处理技术实验、供排水管网实验和污水处理技术实验。北京林业大学环境学院通过对目前国内的核心水处理企业如北京排水集团、北京自来水集团、北控水务集团、碧水源公司等企业，进行技术需求调研的基础上，组织全院老师编制了6门实验课程的讲义，并要求实验课带班老师提前亲自做好每一次实验，把实验中可能出现的问题编写在实验注意事项中，并根据实验原理和设计提出思考题，提高了学生的实验效果和思考能力。如根据目前饮用水中出现的内分泌干扰物，设计了臭氧活性炭处理饮用水中内分泌干扰物的实验课程，同时在分析手段上设计了利用UPLC-MS-MS分析内分泌干扰物的中间代谢产物，毕业生受到自来水集团的青睐。

每门实验课程都由专业任课的老师亲自带班，实验课的安排保证与理论教学同步。实验课的分组合理，微生物实验2人一组，水处理实验4人一组，化学实验每人单独进行，既保证了有效的利用资源，也充分调动了学生参与的积极性和主动性。同时，要求学生课前准备预习报告，课后提交实验报告，并要求学生实验报告工整清晰，数据测定真实、数据处理规范，实验教师对测定数据进行检查和签字后方可生效，培养了学生严谨的工作作风，为学生适应现实工作岗位的需要提供了良好的素质训练。

（二）大学生科技创新实践

北京林业大学设置了3类大学生科技创新实验，包括国家级、北京市级和校级。专业教师可结合科研实际，提出相应的大学生科技创新实践题目，由感兴趣的学生组成团队进行申报，与学生一起从事科研活动。其中三类项目有严格的验收标准，国家级项目须有SCI文章、市级项目须有核心期刊文章，而校级项目也必须有公开发表的文章。该实验实践课程的参与，大大提高了学生的实验动手能力和科研实践能力，每年由于发表SCI文章而被清华、北大等知名院校录取为直博的学生大有人在，且呈逐年增加的趋势。

北京林业大学环境学院开展了丰富的环保社团活动，其中“绿手指”社团的地沟油制肥皂项目获得了国家20万元的经费支持，提高了学生素质和丰富校园文化生活，逐步实现第一课堂的有效延伸。

（三）实验考核

给排水工程专业实验课程是单独的课程，因此执行严格的考核制度，采用实际考操作和笔试相结合的形式，其中平时实验占50%，实操和笔试各占30%和20%。主考教师准备不同浓度的样品，考核时学生随机抽签，进行浓度的测定，在测定的基础上根据平时实验积累的经验，设计实验方案进行污染物去除，并分析取出后的污染物浓度，监考教师根据统一制定的评分标准，对实验结果进行打分；笔试主要反应对实验原理、注意事项和问题思考的把握程度。通过考核不仅检查了学生的操作水平，而且更深刻领会了每次实验的内涵，避免了平时实验中分组实验中个别同学依赖其他同学操作的不良习惯，调动了每位学生的积极性，使学习上了一个新台阶。以上笔试和实际操作的考核形式，经过实践检验，是切实可行的考核方法。

三、实习教学：与生产实际结合，影像与现场相结合

认识实习、金工实习额、生产实习和毕业综合实习是给排水专业本科阶段非常重要的实践性教学环节。实习是课堂教学的继续和发展，是检验教学成果的重要途径[3]。北京林业大学长期以来与北京排水集团、北京自来水集团、北京翠湖湿地公园等单位达成了长期的实训校外合作基地，还与校内的污水处理站等基地签订实习协议，进一步拓宽了学生学习专业知识的渠道。

（一）认识实习

认识实习主要是学生到自来水厂、污水处理厂和高层建筑供排水及消防系统进行参观[4]，加深学生对给排水工程的认识和了解，初步建立起对本专业的总体工作任务印象。

在认识实习前，带队教师召开实习布置大会，具体明确的提出实习的目的和主要内容，并针对实习内容播放各个实习机构拍摄的供排水流程或水处理工艺技术流程，并利用计算机仿真技术模拟生产过程环境中，如北京市水源九厂对褐煤和石英砂双层滤料的过滤和反冲洗过程中各个阀门、开关、设备的操作；吴家村污水处理厂的全流程和各工艺参数的调节和控制界面，可以模拟各种事故现象及处理方式，在进入现场前对城市水处理系统的复杂性和突发事件形成深刻的感性认识。在现场实习过程中，学生可以带着问题有针对性认识实习，大大提高效果。在认识实习工程中，以工艺为主线，以单体构筑物为副线，通过先大体了解流程再具体认识单体构筑物，最后了解具体涉及的设备及选型方法，一步一步将学生从宏观的认知引导到专业知识的细节上。

（二）金工实习

北京林业大学给排水专业的金工实习是集设计制作与实际加工于一体的实习教学方式，将创新工程能力的培养与传统的机械加工技能操作训练巧妙地结合在一起。实习的基本要求是给用户安装洗浴系统及卫生洁具，因此首先要设计各个器具的具体位置，然后设计管路系统，最后进行管理和洁具的安装。因此突破了一般金工实习车削、铣削、刨削、磨削、铸造、锻造、焊接等基本机械加工工艺知识[5]，更加注重基本操作技能的训练和设计创新能力的结合。最后的考核为系统稳定运行不漏水。开放式的金工实习模式成为培养学生工程能力的一个基础平台，在理论联系实际的同时着重培养工程动手能力，使学生发展成为一个适应现代化企业需求的合格工程师。

（三）生产实习

生产实习是学生结合已学习的水质工程学[6]、建筑给排水、水处理工艺设备及仪表等专业课程的基础上，与工程实际联系起来，进一步加深对所学知识的理解。北京林业大学建立了给水排水工程专业的生产实习资料库，其中包括：实习大纲、影音资料、实习图纸、实习思考题等。通过学生进驻自来水厂、污水处理厂、建筑公司及高层建筑现场，参观并跟班运行等手段了解工艺及运行情况、污染物处理过程、建筑施工场景等，进一步巩固理论知识，也为学生今后选择职业打下基础。

生产实习之前指导教师召开实习动员大会，讲解一些安全注意事项、实习大纲，播放实习影音资料和PPT课件，阅览设计图纸，让同学初步了解主要处理构筑物的平剖面图、动画、建筑给排水三维系统图等，并结合实验室的模型演示，让学生对各构筑物内部构造、运行机理有初步的了解。实习期间严格按照实习场地分班组实习，同时学生需要记录实习工况，编制实习报告。在生产实习的过程中针对实习中的共性问题和难点问题，与学生进行面对面的交流，在扩展实习空间的同时也延伸了实习的时间。

1.毕业综合实习。毕业实习是学生结合自己的毕设选题，有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。北京林业大学的毕业设计全部来自于实际课题，因此每名毕业生根据自己的选题，选择到类似工艺的水厂或高层建筑的场所进行为期一周的实地考察，包括核心工艺流程，各个工艺构筑物的形式和用途，主要设备及选型，同时对自动化控制环节进行学习。对于污水处理厂出水达地表IV水体出水标准要求的选题，不仅需要去污水厂和再生水厂进行实习，同时去设计院进行学习，以达到工艺符合实际设计的要求。通过综合实现的训练，为毕业设计的顺利开展打下良好的基础。

2.实习考核。实习结束后要求学生提交实习记录和实习报告，并由教研室组成专业团队对其实习内容进行现场答辩，最后根据实习报告及实习答辩记录评定学生的生产实习成绩。金工实习的考核为供排水系统稳定运行不漏水。对不及格的学生要求再重新实习，直至达到实习要求为止。因此，大大提高了实习的效果。

四、设计教学：命题全部源自实际项目，每个学生单独选题

（一）课程设计

课程设计作为给排水专业实践教学的基本环节，可在很大程度上提高学生对专业知识的深度理解和独立的工作能力。给排水专业课程设计包括泵站设计、给水排水管网设计、给水厂设计、污水处理厂设计和建筑给排水设计。设计题目尽量选用目前国内外的主流工艺，且难易适中，以巩固学生的基础知识为目的。指导教师在授课之前将设计任务书下达给学生，将课程设计的知识贯穿于授课过程，使学生掌握设计计算的方法。在课程结束后，统一进行设计任务布置和任务解答。

设计过程中，在核心设计参数的设定上，采取统分相结合的方式。每种方案由5～6人组成，同一组里的每个学生在处理规模和进水水质等方面略有不同，这样的参数率定有助于同组学生间的讨论，同时又能发挥学生独特的设计理念，充分发挥学生对工艺的独特见解，反应对基础知识的领悟能力和拓展水平。

（二）毕业设计

毕业设计选题百分之百是指导教师正在设计与研究的现实课题，80%以上的选题体现了水环境污染控制与水处理新工艺。如在水环境方面：更侧重于目前水体污染控制要求的缓流水体水生态和水质保持工程设计、初期雨水的收集净化与利用工程设计、面源污染控制工程设计、多自然型河流生态净化工程设计。在污水处理方面：更注重与我国污水排放新标准结合，新建污水处理厂设计全部实现一级A的排放要求，核心工艺包括MBR工艺、生化+滤布过滤工艺、生化+微滤等；同时更加注重污泥处理工艺的体现，在传统污泥脱水的工程设计的基础上，增加污泥消化、污泥堆肥及生态利用、污泥钙化及建筑材料回用等污泥综合处理及资源化工程设计；重视污水厂臭气对环境的影响，增加了污水厂的臭气收集和处理方面的工程设计；在部分传统的污水处理工艺如活性污泥法、A2/O、SBR和氧化沟[7]的选题也结合目前污水处理厂升级改造实现一级A达标排放的新标准要求，体现深度脱氮除磷工艺，同时将除磷精确控制及磷回收的工程设计纳入新的设计体系；同时结合北方缺水地区水环境对污水排放的达地表IV水体的高标准出水要求，更多的在组合工艺和新工艺的应用方面进行设计尝试；在饮用水处理方面：注重新型污染物的处理工艺及消毒副产物控制技术，并结合北京市面临的南水北调与海水淡化进京的多水源优化调度的管网分配，核心工艺包括多层滤料过滤、膜过滤及臭氧消毒、紫外消毒等新工艺设计。因此，学生经过课程设计和毕业设计教学环节能够适应当前用人单位的技术需求，保持了较好的本专业就业率。

（三）设计考核

由教研室主任为答辩考核组长，全体教研室老师为组员组成考核团队，对同学设计中的三个环节“开题、中期和最后的设计成果”进行统一考核，成绩的核定按照去除最高分和最低分之后取平均分，3次答辩取10%、20%和70%作为最终的成绩，保证了考核的公平和公正性。由于选题来自实际的课题，且每人一个选题，因此不仅避免了设计雷同，设计成果也有助于提高学生在工作面试中的竞争能力。

毕业设计限定了学生的基本合格线，最少8张图纸，其中2张手绘，且设计没有工艺失误和图纸基本没有错误，答辩过程对设计工艺介绍清楚，关键环节提问回答无误；对于不达标的同学，限期整改后进行二次答辩，二次答辩不合格者，不授予学士学位。严格的设计考核制度和设计规范，确保了设计质量，使得每年都有数名同学考入设计院工作。

五、结束语

实践教学是给排水专业的重要组成部分，是培养高质量、高素质、高水平应用型人才的基础。整个实践教学，从实验、实习和设计三个教学和考核环节进行全方位的改革，为实践教学改革探索出一条新路。通过实验的统一编排、实习的与生产实际结合、影像与现场的双结合及设计的单独选题及实际命题的实践教学路线设计，结合水处理全流程实验设计及盲样考核、管网制作及压力实验考核、实际水厂设计及设计运行核心参数考核的多途径教学模式及公平考核渠道探索，充分调动了学生的能动性，整体有效地推进实践性教学改革，提高了教学的效率和效果，满足了当前给排水工程领域对创新性实践人才的培养要求。

[1]田葳，杨素芬.给水排水工程专业培养模式及教改探究[J].中国成人教育，2010，（20）.

[2]李红艳.高等院校给水工程课程的教改探讨[J].太原理工大学学报，社会科学版，2007，（25）.

[3]冯景伟，陈慧，严燕，等.给水排水工程专业水质工程学教学改革初探[J].宿州学院学报，2010，25（8）.

[4]李芳，齐晗兵，崔红梅，等.给排水专业认识实习教学方法探讨[J].教育教学论坛，2013，（2）.

[5]朱玉英，殷艳树.现代工程教育下的金工实习改革[J].教学研究，2009，32（2）.

[6]李圭白，张杰.水质工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[7]李友志.提高给排水专业实践性教学质量的教学改革探讨[J].科技信息，2012，（10）.

G642.0

A

1674-9324（2014）42-0154-04

北京林业大学教改项目《给排水专业实践教学质量监控体系改革与实践研究》资助。

马伟芳（1974-），女，河北石家庄人，副教授，研究方向：水污染控制技术。