环境科学专业城市给水排水课程设置及教学改革探讨

邓国志 石先阳 孙庆业

[摘 要]本文通过分析高校环境科学专业城市给水排水课程设置及教学存在的问题，指出高校要明确城市给水排水课程在环境科学专业培养体系中的作用，注重课程之间的衔接。在课程教学过程中，可以实行多教师分模块教学，根据不同内容采用黑板板书、多媒体结合仿真软件演示及项目驱动等教学方式。 同时，加强课程内容更新，增加与课程内容相关的实践教学环节，是提高城市给水排水教学效果的重要途径。

[关键词]城市给水排水；课程设置；教学改革；实践教学；项目驱动

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）08-0100-03

城市给水排水是很多高等院校环境科学专业开设的一门应用型较强的专业选修课程[1]。该课程主要介绍城市给水和排水工程规划的有关专业基本理论和知识，涉及水力学与水泵基本知识，城市给水与配水工程规划原则、步骤，城市给水、排水系统组成、功能，城市给水与排水管网水力计算等。课程涉及的内容比较广，覆盖了理论力学、化学、材料、水文、市政工程等诸多领域。

近几年来，国内高校环境科学专业的城市给水排水大多出现课堂教学效果不佳，学生理解不透彻的现象。针对此现象，我们结合安徽大学多年来城市给水排水课程教学经验，对课程设置及教学中存在问题及采取的教学策略进行总结，为高校环境类专业城市给水排水教学改革提供借鉴。

一、城市给水排水课程设置存在的问题

1.城市给水排水课时不足、教学目标难以实现

城市给水排水课程的开设旨在让学生初步掌握城镇给水排水管道系统设计理论知识及设计方法，具备进行取水工程、输配水工程、城市污废水及雨水收集系统的初步设计的能力，为今后进行给水、排水工程规划及城市给水、排水管网设计、施工管理和科学研究等工作打下基础，是一门应用性课程。由于该课程涉及给水和排水两个方面的内容，正常教学需要72学时。为了贯彻“厚基础、宽专业、强能力、高素质”高等教育指导方针，加上一些学校实行3学期制，导致专业课学时数不断压缩，如安徽大学一度将城市给水排水的课时压缩到36学时。在如此少学时的条件下，为了完成课程教学任务，老师只能挑选课程的部分章节进行讲解，导致不同章节内容跳跃性较大，学生理解不透，教学效果较差，难以实现课程教学目标。

2.城市给水排水与环境科学专业课程体系脱节

目前，我国高校环境科学专业大一、大二的时候主要是开设化学类和生物类基础课，这些课程理论性较强，而应用性相对较弱。到大三、大四才开设几门工程类课程，如环境工程学、城市给水排水等。上述工程类课程涉及流体的力学性质及流体输送设备及原理，需要开设一些前期基础课程，如理论力学、流体力学、水泵及水泵站等课程，但是在一些高校没有考虑工程类专业课和基础课之间的关联，并未开设上述课程，导致城市给水排水课程与环境科学专业其他课程脱节。

二、城市给水排水课程教学存在的问题

1.城市给水排水课程内容更新不及时

当前我国城镇化处在高速发展阶段，各种给水排水新材料、新方法、新设备、新规范不断涌现，但这些新材料、新方法、新设备、新规范未能及时在教材中得到体现[2]。如“室外排水设计规范（GB50014-2006）”经过多次修订，现使用的是“室外排水设计规范（GB50014-2016）”，但教材内容尚未及时修订。由于客观条件制约，知识点的选择和安排仍保持传统教学理念，新技术、新思想等知识点增加缓慢。此外，各高校所用教材内容体系趋于雷同，教材的知识内容体系创新性不够，没有体现出作为应用性课程所要求的提高学生解决实际问题能力的内容体系，与现阶段生产实际要求存在一定的差距。

2.城市给水排水教学模式单一[3]

当前我国各高校电化授课比较普遍，但城市给水排水课程通常以传统的“填鸭式教学”、“灌输式教学”和“应试式教学”课堂授课为主。这些传统授课模式侧重于聚合思维的培养，而与创新有关的发散思维培养和训练没有受到应有的重视，在工科院校中尤为突出。授课过程中老师充当解说员，将教材中的知识点灌输给学生，对基本理论给出权威推导过程；学生被动听课，完成作业，缺乏对所学知识自主、自发地进行思考的机会，导致学生的主体性没有得到充分重视，因而难以调动学生的学习兴趣和积极性。

3.城市给水排水考核方法单一

课程教学考核是课程教学的最后一个环节，科学、合理的考核方式在某种程度上能指导学生的学习方式[4]。目前大部分学校采取期末考试的方式，多以考试成绩为主，平时成绩为辅，这种仅对知识记忆和背诵的考核方式，不利于反映出学生的真实能力，特别是实践能力和分析能力[5]。更有一些学校，在考试前出现老师给学生划重点及考试范围的现象，导致学生产生只要考前临时突击背下考试范围内的知识点即可考好的心理，那些平常不认真学习但短时记忆能力强的学生也能考出不错的成绩，这样的考核不仅达不到想要的教学效果，还打击了平常认真学习的这部分学生的学习积极性。同时考核的试题类型也过于呆板，无非是名词解释、选择题、判断题、简答题、计算题、论述题之类的题型，这种考核方式只能测试出学生考试期间对教材知识强化记忆程度，却忽视了学生的分析问题、解决问题能力及实践能力。更重要的是，当学生走进生产单位从事城市给水排水设计等工作时，常出现“眼高手低”的问题。

4.城市给水排水缺少配套的实践教学

目前，现有的城市给水排水教材的内容多以理论为主，经典的案例不多，导致授课教师只能以课堂理论教学为主，很难将实践教学内容贯穿于课堂教学中[6]。因此，学生只能学到抽象的理论知识，而无法感受到和挖掘出知识深层次的内涵，更别提去运用所学知识。

此外，由于学时少、教学内容多，加上许多企业鉴于安全方面的考虑，不愿接收大量学生到现场参观学习等客观条件的限制，致使一些高校在制订课程教学大纲时也只安排了课堂教学，基本上没有配套的实习，即使有，也只是在課堂教学之外安排一次或有限的几次现场观摩学习。如带领学生到污水处理厂和自来水厂参观是我国很多高校环境科学生产实习的一项主要内容，学生看到的只是给水处理或排水处理某一阶段的现场运作状态，很难看到整个给水、排水具体运营情况及给水排水管网设施的结构，导致课堂教学和工程实践之间严重脱节，学生工程实践能力不能得到充分锻炼[7]。实践教学环节的弱化，导致学生对实践缺乏一种感性认识。

三、城市给水排水课程教学改革策略

1. 开设先行基础课程

为了提高城市给水排水课程的教学效果，首先要明确城市给水排水类课程在环境科学专业课程体系中并不是一门孤立课程，开设该门课程之前需要学生掌握理论力学、流体力学、水泵及水泵站等课程相关内容。针对环境科学专业的培养方案，结合各学校环境科学专业人才培养特色，培养计划可以分为环境化学、环境生物、环境工程等若干个方向，在第二学年末，根据学生的兴趣对环境科学专业学生进行分流，对选择环境工程类方向的学生，开设与城市给水排水相配套的理论力学、流体力学、水泵及水泵站等课程，强化这些课程在环境科学专业课程体系中的地位和作用。

2. 丰富课堂授课方式

由于流体力学、水泵、给水管网、排水管网等相关知识存在一定差异，建议相应模块可以由不同专业背景的教师分别承担，发挥不同教师的专业特长，能取得更好的教学效果[8]。在教学中注重教学方法的探索和改进，注重学习成效，特别是注重培养学生的专业能力，切实符合“教、学、做”合一的原则。针对不同内容采用不同授课方式。讲授流体力学水头损失理论时，需要推导伯努利方程，计算流体水头损失，该部分教学内容复杂，需要严密数学推导，这时就适宜采用黑板板书的形式授课，以板书代替多媒体教学，这样既能吸引学生的注意力，同时又能给学生留有较多的思考时间。讲到水泵结构、工作原理及水泵性能参数时，可以采用多媒体结合仿真软件演示的教学方式。针对给水及排水工程规划，采用项目驱动教学方式，将具体计算过程结合到一个具体工程项目的设计计算中，使计算思路更加清晰，目标更加明确，可以更好地激发学生的学习热情。在讲解给水管网设计时，将给水管网教学软件用作教学的辅助工具，这些软件也是未来工作实践过程中必须掌握的工具。此外，在课程教学过程中，还可以聘请一些校外工程设计单位，如市政规划设计院、市政工程建设公司的专家、高级工程师进行课程的讲解，更能激发学生的学习兴趣。

3. 加强实习教学环节 [9]

实习是增强学生动手能力的重要教学环节。城市给水排水课程是环境科学专业一门应用性较强的专业课程，既包括给水管网、排水管网水头损失理论，又包括城市给水、排水工程规划及给水、排水管网设计应用技术。为了使学生更好地巩固课程理论学习的相关内容，必须设置课程相关的实践教学环节，强化学生解决实际问题的能力。通过实习，能够使学生更好地掌握城市给水排水工程规划及设计的程序、方法和技能。可以到一些城市自来水厂、取水泵站、排水泵站及城市新区给水、排水管网铺设工程现场参观学习，这是学生掌握城市给水、排水设计施工等课程内容的重要途径。

4.采取灵活多样的考核形式

过去，城市给水排水这门课程与其他课程一样，考试方式较为简单，多采用闭卷笔试，题型多为名词解释、选择题、简答题和计算题[10]。这样的考试方式没有很好地体现环境学科的特点，容易在学生头脑中形成固定的解题定式。因此，教师应根据本课程的特点，采用灵活多样的考核方式，加强解决工程实践技能的考核，以提高学生的综合能力。如在授课过程中，当讲到泵的选型原则及步骤时，布置一项“小型污水处理厂需要各种类型机械泵的选型”的任务供学生课后完成，让学生根据课堂上讲授的机械泵选型原则、程序及依据，查阅相关文献资料，确定污水处理厂各处理单元所需要泵的数量、类型、流量、扬程。讲到城市给水工程规划时，可以给出某一城镇人口、气候，水源、地质、道路、用水定额等背景资料，让学生完成等该城镇给水工程总体规划。将每次课后任务成绩按比例计入学生的总成绩中，而闭卷考试成绩只占总成绩的50%。

四、结语

城市给水排水是环境科学专业的一门专业课程，高校必须明确其在专业培养体系中的作用，注重课程教学方式的探索和改进，将课堂教学和实践教学有机结合。该门课程可以由不同专业背景的老师承担不同内容模块的教学任务，达到取长補短，充分发挥各专业老师的专业特长，提高课程教学效果，达到课程培养目标。为了更好地完善课程教学，除了在课程教学中传授基本知识，还要设置与课程内容相对应的课外实践，培养学生解决实际问题的能力。以上为针对国内不同高校环境科学专业城市给水排水课程设置和课程教学存在问题及改革策略的一点思考，以期能在环境科学专业培养方案制订及课程教学改革方面起到些许促进作用。

[ 参 考 文 献 ]

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[10] 廖煜. 给水工程课堂教学改革初探[J]. 山西建筑， 2010（31）： 203-204.

[责任编辑 钟 岚]