“给水排水管网系统”课程教学改革探究
2022-01-01
(山东城市建设职业学院 山东·济南 250103)
随着管网设计技术的不断发展,社会对给排水专业应用型人才提出更高要求。然而,目前大部分教师仍运用课堂理论教学加课程设计的方式,重理论轻实践,以至于培养出的学生高分低能,解决实际工程问题的能力不足。因此,如何根据社会需求对“给水排水管网系统”课程教学进行改革,进而为社会培养优秀的应用型人才,成了相关教育工作者急需探索和研究的新课题。
1 “给水排水管网系统”课程教学内容与教学目标
“给水排水管网系统”与实际工程应用有密切联系,是给排水专业一门应用性很强的课程。该课程内容覆盖面广,主要涉及给水排水工程中给水的输送、分配以及污废水的收集与排放等,涵盖给水管网系统和排水管网系统的规划布置方法、管道水量计算、工程优化设计方法、管网信息化、管网系统的运行与维护等内容。该课程的教学目标:知识目标、能力目标。知识目标,即学生掌握扎实的给水排水管网系统的理论知识,了解管网系统的运行管理方法。能力目标,即培养学生管网系统的规划、设计和运行管理方面的能力,使学生能熟练应用给水排水管网系统的计算方法及所学理论知识进行工程设计,解决实际工程问题。
2 现阶段“给水排水管网系统”课程教学存在的问题
2.1 教学内容丰富性有待提升
“给水排水管网系统”课程整体内容具有很强的逻辑性、工程应用性,计算量大。大部分教师只是以教材为主,主要讲解教材理论知识点,偏重理论计算,致使教学内容脱离实际工程,例如在讲解新型管材、新设备、新施工安装方法等内容时,学生不能到工程现场亲身体验,导致学生缺乏灵活运用知识的能力,无法将所学知识与实际工程联系,遇到实际工程无从下手,不能很好地进行管网设计。虽然有些教师在教学中也将板书教学与信息技术相融合,丰富了课程教学内容,但距离工程案例的设计仍有一定差距,因此有必要更新与丰富课程教学内容。
2.2 教学方式相对单一
“给水排水管网系统”课程的理论知识繁多,其中一部分内容涉及高等数学知识,抽象难懂,需要学生具有很强的逻辑性。而在实际教学中,“给水排水管网系统”课程教学方式相对单一,大部分教师仍采用“我讲你听”的教学方式,忽视学生的主体性,对学生的启发和引导较少,未运用信息时代的现代化的教学手段,且教学内容涉及理论计算多,工程案例少,导致学生对管网系统缺乏整体性认识,不能很好地掌握给水排水管网工程项目的设计方法和要领。这种“填鸭式”的教学方式很难实现教学目标,师生缺少交流与互动,致使学生学习的兴趣不高,缺乏分析与思考的主动性,学习效果不佳,不利于学生创新能力、独立思考和解决工程问题的能力的培养。
2.3 实践教学相对不足
为培养学生的实践能力,有些高职院校为“给水排水管网系统”设置了的实践学时。该课程的实践环节为课程设计,设计内容相对简单,主要是设计图纸,与实际的工程项目有一定的差距。在实际工程项目中,既涉及理论知识的应用,还涉及专业软件(如LOOP管网平差软件、绘图软件等)的运用,并结合相关规范和标准,考虑施工条件、系统运行、设计方案的经济性与适用性等,多方面综合分析进行方案比选和管网设计优化。而在实际的教学过程中,通常是教师示范,学生观摩,很少让学生动手操作,无法形成理论与实践的有效结合,不能满足学生工程实践的认识和系统应用。此外,校企合作流于形式。校外实习时间一般为集中周,实习内容与企业施工内容不一致,实习方式是技术人员简单介绍,学生只能听,不能参与一些实际工程项目,致使学生的创新思维能力、工程分析能力很难提高,校外实习效果不佳。
3 “给水排水管网系统”课程教学改革路径分析
3.1 优化教学内容,增强内容针对性
(1)通过工程实例来丰富教学内容。“给水排水管网系统”作为工程学科,具有很强的理论性与实践性。教师可在理论教学中穿插工程实例,使学生更好地掌握知识点。例如对给水管网进行规划设计,教师可通过案例的形式来讲解水管网中管段流量的计算、管网平差的计算、管径的选择等内容,在工程案例中综合分析水源、地形、城市道路等条件,分析工程实践问题,提出解决问题的思路,进而培养学生的实际工程应用能力。另外,针对排水管网污水流量、管径计算、埋设深度等内容,教师可结合一些实际工程的设计图纸来讲解,帮助学生在课堂有限时间内理解和内化教学内容。
(2)结合行业发展及时更新教学内容。随着给水排水管网系统设计与维护新方法、新技术与新材料不断涌现,有必要及时更新课程教学内容。地理信息系统(GIS)是建设智慧水务的关键,也是给水排水管网信息管理的发展趋势,因此在教学内容中适当增加GIS在给水排水管网系统中的应用。目前“海绵城市”与“城市综合管廊”是给水排水管网建设的重要内容,为了满足行业需求,适当增加海绵城市建设与初期雨水径流控制内容、综合管廊建设内容。
3.2 采用多种教学方式,提升课程教学质量
为提升课程教学质量,应打破教师一人讲述的教学方式,结合“给水排水管网系统”的特点,综合运用多种新型教学方法,如多媒体+板书教学、案例式教学、翻转课堂教学等,引导学生自主学习,培养学生分析问题、解决问题的能力。
3.2.1 多媒体+板书教学
由于多媒体课件承载大量知识点,学生很难掌握教学重点,而板书太过生硬,无法展示抽象内容,鉴于此,可以采用多媒体+板书教学方法。受多种因素影响,学生不能在施工现场体验,教师可运用PPT、动画、视频等方式来讲授工程设计图纸、各种管材、管网运行管理、管道施工现场等内容,使学生如身临其境,图文并茂让学生摆脱面对黑板想象的困境,激发学生学习兴趣,促使学生深入了解工程设计图纸的设计深度及管道施工方式,进而理解和掌握所学知识。板书可以更好地突出教学重点,通过师生互动带动学生的思维,起到引导作用,将多媒体与板书结合起来,弥补现有教学方法的不足,进而培养学生的创新思维和实际应用能力。
3.2.2 案例式教学
为培养学生的工程意识,提高学生的工程分析能力,教师应以工程实际案例为引导,开展案例式教学。在实际教学中,将理论知识、工程设计方法等内容融入工程实际案例中,以训练学生的工程思维,培养学生解决实际工程问题的能力。例如在讲解污水管道设计与计算时,可以我校污水管道系统设计作为工程案例,并结合排水管道布置的原则、方法、规范、标准等内容,进行方案比选,组织学生分小组进行最佳管网布置方案讨论,案例讨论完成后,学生发言,最后由教师进行分析、总结与评定。通过案例讨论分析,引导学生建立工程设计多样性、经济性、适用性等理念,促使学生掌握排水管网系统设计的步骤和方法,提高了学生实际动手能力,进而在更多的工程实践中学以致用。
3.2.3 翻转课堂教学
教师利用微信群向学生推送自己制作的10~20分钟的微课视频,课前,让学生带着教师设计的问题观看视频,进而掌握一些基础性知识,如给排水系统的组成、水力学计算公式等,同时学生遇到疑难点可以给老师留言,这样教师可根据这些反馈信息有针对性地调整自己的教学方案。课上,教师对学生提出的问题进行有针对性的讲解,澄清艰难理解的概念,引导学生进行深度思考,并让学生针对管网系统优化设计相关问题进行讨论,同时辅助练习题来巩固相关知识,促使学生掌握在课堂有限时间内更多的知识与技能,进而提高课堂教学的有效性。课下,学生可回看教师发布的学习资料,巩固课堂所学知识,遇到疑惑及时与老师交流,查漏补缺,进而真正掌握所学知识。
3.3 与工程实践相结合,强化实践教学深度
一方面增加课程设计的难度。课程设计时间设置为四周(给水管网设计和排水管网设计的时间均为两周),设计内容为校园区域的给水及排水管网设计,给水管网设计主要完成给水系统的布置、水量的计算、管网的定线及水力计算,给水管网平差部分须运用计算机软件完成,并绘制给水管网设计草图。排水管网设计要求学生完成雨污水管道布置、排水管线定线、管网水力计算,须运用专业软件按照数学模型法来进行雨水量计算。通过课程设计使学生初步掌握给水及排水管网设计方法,同时也使学生的工程应用软件水平得以提升。另一方面,组织学生去工程项目施工现场进行参观学习,或者进入管网设计单位学习,让学生在实践中深入了解给排水管材接口形式、新型管材种类等,并在施工现场向学生提出问题,引导学生思考,锻炼其理论结合实际的能力,培养其创新思维能力和在实际工程项目中学习的意识。
3.4 完善考核形式,检测学生学习效果
为了让学生深刻理解给水排水管网系统的知识,培养学生发现问题、解决问题的能力,对“给水排水管网系统”课程考核,不能只看考试结果,应采用全方位、多样化的考核方式,如期末考试、出勤率作业完成情况、课堂参与度、课程设计完成度等方式,对学生的学习过程进行评价,考查学生的综合能力,进而调动学生学习积极性。“给水排水管网系统”课程考核方式如下:总成绩包括考试成绩(60%)和平时成绩(40%)。其中考试成绩考查学生对基础理论知识的掌握;平时成绩包括课前自主学习(15%)、课上参与度(15%)、课后作业完成度(10%),考查学生的学习方法、学习态度、应用能力,促使学生养成良好的自主学习的习惯,鼓励学生参与课堂教学,督促学生巩固和反思所学知识,进而提升学生的综合素质。
4 结语
总的来说,高职院校应根据社会对应用型人才培养的需求,对“给水排水管网系统”课程教学进行改革。通过丰富教学内容,更新教学方式,强化实践教学深度,完善考核方式,进而真正提高学生的创新能力、工程设计能力、实践能力,努力为社会培养出优秀的给排水专业创新型和实用型人才。