新形势下给水排水管网系统的课程改革与实践

田葳+张伦秋

[摘 要]辽宁石油化工大学为适应“十三五”规划城市地下管廊建设的需求，积极培养适合社会发展的拥有新技术、高科技的新一代地下管网管理的应用型技术人才，基于给水排水管网系统的课程改革实践，推陈出新、优化教材，以创新思维统领教学；着眼于社会注册制度的需求与GIS技术的实际应用，不断探索适合人才培养的教学内容和方法，推动给排水科学与工程专业的发展。

[关键词]课程改革；给水排水管网；注册制度；GIS技术

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）04-0092-02

党的十八届五中全会在“十三五”规划的建议，已将城市地下管廊建设纳入文件之中。国家领导人多次提及要加强地下管网建设，要求用十年时间建成比较完善的地下管线体系。由此可见，培养拥有新技术、适应地下管网管理的应用型技术人才已成为社会的需求。这给我们的理论和实践教学提出了新的方向。辽宁石油化工大学开设了给水排水管网系统课程，该课包括给水和排水管道水力学、管网图论基础、管网系统规划与设计、管网运行管理、管网信息化和计算机技术及应用等内容。课程通过对给水管网、排水管网系统的讲授，使学生全面掌握给水排水管网系统的知识，具备解决工程问题的能力。

一、推陈出新、优化教材

以往，给排水管网这部分知识，采用了《给水工程》及《排水工程》（上冊）教材的管网内容，它们由两位教师分别进行讲授，内容缺乏彼此的联系和连贯性。如今，本课程采用全国通用的《给水排水管网系统》及参考教材《给水工程》、《排水工程》、《给水排水设计手册》等，这使得给水管网和排水管网的教学能有机地结合起来。它既有基础理论知识——水力学基础、管网工程规划、管道材料与附件、管网维护与管理等，又有实践知识——给水管网和排水管网的设计与水力计算等内容。新教材改进了管网优化理论、计算机程序设计的内容[1]，但在排水管网的设计和计算的内容上存在不足，如在污水管道设计与计算的编写上采用公式法，这使计算工作量过大。[2]针对这一弊端，我们一方面对旧教材的《排水工程》（上册）有关污水管网系统的设计计算及其水力计算图、水力计算表部分加以保留；另一方面，我们在授课中也对新教材增加的给水管网水力分析与计算、给水管网优化理论进行强化讲解。此外，我们还增加了给水管网运行调度和水质管理、排水管网优化设计的基础理论和方法等相关内容，编入了比较实用的计算机程序，使之更加适应教学改革的要求。

二、以创新思维统领教学

（一）灵活多样、倡导创新

为倡导创新的教育教学方法，探索多种培养方式，我校的给水排水管网系统课程在积极地开发网络教学资源。在课堂教学中，我们运用信息技术，以学生为中心来设计教学模式。针对管网施工、运行管理及现场实际内容，运用多媒体播放工程图片或视频的方式进行讲授，让学生有切身的体会，这让学生摆脱了过去单纯地对着书本和黑板去想象的困境。课上，我们针对管网施工、运行管理及现场实际内容，运用多媒体播放工程图片或视频的方式进行讲授；课下，我们通过教师建立QQ群、微信群等方式实现网络实时答疑，解决学生在学习过程中遇到的疑难问题。教师还将多媒体课件、电子教案等参考资料上传到网络信息资源库，供学生参考。我们采取启发式、讨论式、双向交流和自学等灵活多样的教学模式，鼓励学生进行逆向思维，以便更好地培养学生的创新思维和专业技术应用能力。将多媒体应用于教学，不仅能大大地增加课程教学的信息量，还可以通过动画演示、PPT图形图像、音频视频等多种方式提高学生学习的兴趣。网络平台的运用，丰富了教学资源，极大地强化了教学效果，有利于培养学生的创新思维和专业技术应用能力，有利于提高学生学习的兴趣。这摆脱了学习的枯燥性，既活跃了课堂气氛，又改善了教学效果。[3]同时，将教学中使用的多媒体课件、电子教案及参考资料等上传至网络信息资源库，还能方便学生同步学习使用。

（二）注重学生实践能力的培养

实践出真知。把实习和实例分析当作培养学生的实践能力的重要手段有利于教学。给水排水管网系统是一门实践性很强的科目，我们在教学中十分注重学生实践能力的培养。在课堂教学上，我们对工程实践进行深入讲解，同时结合施工、调试及运行三个阶段对给排水管网实践现场进行学习与讨论；在毕业实习及现场参观、调研上，我们力求使学生获得和生产实践密切结合的信息资料，加强学生理论知识和实际经验的结合。这些授课方式既有利于学生对知识的理解，又可以活跃课堂气氛，强化教学效果。在课程设计上，我们增加了排水管网课程设计与给水管网课程设计。课程设计是教学中另一个十分重要的实践环节。考虑到我校之前的给水排水管网系统课程没有开设课程设计的不合理性，为了适应新形势下课程改革的需求，我们在2016级给排水科学与工程专业本科生培养计划的修订中，将给水管网课程设计及排水管网课程设计为新增内容，各设一周的时间，以满足教学实践的需求。在重视实践的同时，我们还加大了引入国内外新理论和技术发展成果的力度，以提高学生的现代专业知识水平、技术应用能力和科学技术创新能力。

（三）举一反三、对比教学

由于有些设计计算过程很相似，如给水管网、污水管网、雨水管网[4]，因此，我们在教学中应用举一反三的做法，列举图表，通过详细讲述三种管网的水力计算，采用对比分析法引导学生找出它们的异同——管网布置形式、水力特性及水流状态、公式的选择等，让学生在学习中了解其中的区别和联系，从而加深印象，强化学生思考，提升教学质量。比如：在定线时，给水管网布置成环状管网或树状管网，而排水管网及雨水管网则布置成树状管网；在选择流速时，给水管网用到经济流速，而排水管网和雨水管网则用到最小流速和最大设计流速；给水管网在计算时需要针对消防时、水塔的最大转输时、事故时进行校核，而排水管网及雨水管网则不用这方面的校核；在流态方面，给水管网以水泵压力流居多，而排水及雨水管网则以重力流为主；在确定流量方面，给水管网及排水管网考虑沿线流量、节点流量及管段流量，而雨水管网则仅仅考虑管段流量。通过图表分析及对比，模糊的概念变得清晰了，学生明确了各个管网的适用条件。实践证明，运用对比法进行给水排水管网系统课程教学，深受学生的好评，学生能准确地掌握知识的难点，把握重点，教学效果得到有效改进。

三、着眼未来，服务需求

近年来，对注册公用设备工程师执业资格考试学生趋之若鹜。给水工程、排水工程和建筑给排水工程是该考试的三大科目，课程中所涉及的有关小区或市政的水力计算题每年必考，且难度不低，如给水管网平差或水力校核及雨、污水排水管网的高程或管道敷设等。由此，我们在实际的教学中，应注意适时地将部分案例题引入到课堂中，进行设计计算的讲解，给学生介绍解题方法或技巧，为今后学生的职业生涯打下坚实的基础。

供水行业运用信息技术来管理是实践的需要。我国传统的供水、排水管网的人工管理模式已经不适应现代管理的需求。当前，利用 GIS（地理信息系统）对城市给排水管网的全面动态管理显得尤为迫切。地下管网管理信息和信息共享机制的统一建立，在现代化建设的发展中显得尤为重要。将 GIS技术引入给水排水管网系统课堂教学，建立给排水管网仿真系统和仿真实验，对培养创新精神和实践能力的应用型高级人才大有裨益。应将GIS技术进一步开发和利用，使之能为给排水科学与工程专业实验服务，这样才能充分体现其价值。同时，这对提高相应学科专业的软硬件教学资源、教学实力也能起到非常积极的支撑作用，能为本专业的长远发展提供优秀的工作平台。

四、结束语

给水排水管网系统是一门实践性极强的课程。为适应新形势，顺应城市地下管廊建设的需求，本教学团队将在课程建设中不断探索适合人才培养需求的教学内容和方法，更好地完善本课程的教学体系，推动给排水科学与工程专业的发展。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 李友志.基于质量提升的给水排水管网系统教学改革探讨[J].卷宗，2015（10）：251.

[2] 成先雄，张涛，朱易春.《给水排水管网系统》课程教学探讨[J].科技情报开发与经济，2009（16）：186-187.

[3] 赵玲萍，涂保华，郭迎庆. 给水排水管网系统课程教学改革与实践[J].化工高等教育，2012（4）：59-62.

[4] 王文东，朱陆莉，邓林煜.对比教学法在《给水排水管网系统》教学中的应用[J].西安建筑科技大学学报（社会科学版），2012（3）：74-77.

[责任编辑：陈 明]