给排水课程设计总结范文第1篇
关键词:水质工程学;教学研究;教学环节;合理安排
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)05-0174-02
《水质工程学》作为给排水科学与工程专业的核心专业课程,涉及理论教学、实验教学、生产实习及课程设计等四个教学环节。《水质工程学》的教学质量,将直接影响本专业毕业生从事专业工作的能力与水平。而教学质量除了受制于各单一教学环节本身的教学效果外,各教学环节的合理安排也会对教学质量的提高产生极大的促进作用。
近年来,我校成立了《水质工程学》课群组,教学团队完成了多项关于给排水专业教学改革的项目,通过总结教学经验、完善实践教学体系、合理安排教学环节,使得《水质工程学》的教学效果有了很大的提高,毕业生质量得到了用人单位的肯定。
一、《水质工程学》主要内容与教学环节
(一)《水质工程学》的重要性
给排水科学与工程专业作为一个工科专业,学生毕业后主要在市政设计院、建筑设计院等各类设计院所、自来水公司、环保公司等工作,毕业生应能从事与给水处理、污水处理相关的设计、施工、运行管理等工作。而这些专业知识的学习,主要来自于《水质工程学》。因此,《水质工程学》教学效果的好坏,直接影响到学生的专业水平和就业单位对学校教学工作质量的评价。
(二)《水质工程学》主要教学内容
《水质工程学》是给排水科学与工程专业最重要的专业必修课之一。课程内容按处理对象主要包括城市给水处理、城市污水处理、工业给水及污废水处理等;按处理原理包含物理处理、化学处理、物化处理和生化处理等,具体包括各种水处理技术的原理、工艺流程、最新成果和发展趋势。城市给水处理的教学目的:要求学生通过学习,具有解决城市给水处理技术问题的初步能力,熟悉城市水厂的运行管理,重点掌握凝聚与絮凝、沉淀、过滤、吸附及消毒等水处理单元的基本概念、基本理论与设计计算。了解该学科现状和发展趋势,具有进行给水处理技术科学研究的基本能力。污水处理部分的教学目的:通过本课程学习,使学生掌握污水的物理处理、活性污泥法、生物膜法、污水的自然生物处理、污水的深度处理与回用以及污泥处理与处置等方面的基本概念、基本理论、设计计算和运行管理技术,掌握污水处理的工程技术与方法、应用条件以及新工艺与新技术,为将来从事本专业的污水处理工程设计、科研及运行管理等工作奠定必要的理论和应用基础。工业水处理部分的教学目的:要求学生重点掌握水的化学处理、离子交换及各种膜法处理的基本理论和工艺技术;熟悉工业给水及工业废水处理的基本处理方法和设备运行管理,熟悉工业废水处理的排放标准;掌握工业给水和工业废水处理工程设计与计算的基本概念;初步具备从事工业给水和废水处理的科研能力,并对该学科现状和发展动向具有初步的了解。
(三)《水质工程学》主要教学环节
《水质工程学》涉及的教学环节主要包括理论教学、水质工程实验、课程设计以及生产实习等四个方面。与本专业的其他课程教学只覆盖一到两个教学环节相比,《水质工程学》的教学过程涵盖了所有相关的教学环节。每个教学环节都对保证教学质量起着重要的作用。理论教学为学生讲授水处理方面的相关原理,使学生全面了解与掌握水质与水质标准、水处理方法与原则、凝聚和絮凝、沉淀、过滤、吸附、氧化还原与消毒、离子交换、膜滤技术、活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理、污泥处理处置与应用、水的冷却、腐蚀与结垢、典型给水处理系统、城市污水处理系统、工业水处理等基本概念与理论,掌握城镇给水与废水处理技术的基本计算方法及其发展状况。水处理实验一方面使学生学习实验基础理论,包括仪器仪表的工作原理、测量方法、误差分析、实验原理,另一方面训练学生的基本实验技能,包括仪器设备的操作使用、维护、实验内容的设计与实验数据的整理等。让学生在学习水处理基本理论后,能更形象地理解理论的内容,巩固所学知识。
课程设计则可以加深学生对专业知识的理解与认识,学习有关设计规范与技术标准,掌握工程设计的基本方法,培养工程设计能力。生产实习则通过让学生参观实际的水处理工程(包括自来水厂与污水处理厂),使学生学习给水排水工程设施的施工、运行、维护与管理知识,学习现行的有关规范、标准与规程。能将课本上的理论知识、理论计算结果与实际工程相结合进行理解,进一步增加学生对实际工程的认知。
二、《水质工程学》教学环节的合理安排
(一)给排水主要专业课程
除专业理论基础与专业技术基础外,给排水科学与工程专业的主要专业课程有:《水质工程学》、《泵与泵站》、《水资源利用与保护》、《给水排水管网系统》、《建筑给水排水工程》、《水工艺设备基础》、《给排水工程仪表与控制》、《水工程施工》与《水工程经济》等课程。上述课程有的涉及课程设计和实习,有的则只有理论教学。《给水排水管网系统》与《泵与泵站》两门课主要涉及理论教学与课程设计两个教学环节,课程设计一般安排在理论教学之后进行。《建筑给水排水工程》主要涉及理论教学、课程设计与生产实习三个环节,很多学校都是先进行理论教学,然后直接进行课程设计,生产实习则是安排在课程设计之后进行。《水工程施工》、《水工艺设备基础》、《水工艺仪表与控制》与《水工程经济》等课程则只有理论教学一个环节。《水质工程学》教学环节涉及理论教学、实验、课程设计及生产实习等四个方面,这四个环节时间顺序上的安排,各个学校不尽相同。一般情况下,水处理实验都会与理论教学同步进行,而课程设计与生产实习,有的学校先安排课程设计,有的学校则先安排生产实习。目前,大多数学校都是课程设计安排在生产实习之前。
(二)《水质工程学》教学环节的合理安排
根据《高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范》,《水质工程学》作为水质控制核心知识领域的推荐课程,课堂教学核心学时数至少应安排64学时;水质工程学实验包含:混凝实验、颗粒自由沉淀实验、过滤及反冲洗实验、活性炭吸附实验、树脂总交换容量和工作交换容量的测试实验、污泥沉降比和污泥指数的测定与分析实验、鼓风曝气系统中的充氧实验、加压溶气气浮的运行与控制实验,安排至少16学时;课程设计包括水厂课程设计和污水处理厂课程设计,至少各安排1周;生产实习主要是水厂与污水处理厂实习,时间则至少安排2周。《水质工程学》涉及的四个教学环节既各有侧重又相互联系,不同的教学安排,对本课程的教学效果将会产生不同的影响。根据每个教学环节教学目的不同,各教学环节执行的顺序也需要合理安排。根据我校多年的教学总结,各环节安排应按如下顺序:首先,安排理论教学。理论教学作为专业知识学习的前提以及其他各环节的基础,应作为第一顺序安排。教师在课堂上详细讲授水质净化各种处理技术的原理、工艺流程及设计计算。其次,安排水处理实验。水处理实验作为课堂教学过程中理论知识的形象体现,应当跟随理论教学的进度随堂安排,这样可以保证学生在学习完理论知识点后,可以立即将其实践化,加深对课堂知识的理解。第三,应该安排生产实习。重点选择两个技术先进、工艺较齐全的给水厂和污水厂蹲点实习,再适当参观若干个工艺方面有不同特点的水处理厂。只有通过生产实习,学生才能进一步结合实际工程加深对书本知识的理解,切实掌握各种水处理构筑物的形式、结构、管渠连接等情况,熟悉各类泵房的布置形式、阀门控制及起吊设备,熟悉自动控制、水质检测等水处理运行过程中所需的设备及其作用,理解与厂区构(建)筑物、道路、绿化等相关的平面布置与高程布置原则。最后,安排课程设计。学生通过课堂理论学习及有关实验操作,并经过校外生产实习的实践活动,再回到学校进行水厂和污水厂课程设计时,将会得心应手,具有更加清晰的思维和逻辑,更能明白水处理厂各构筑之间平面布置与高程衔接的重要性,理解水泵选型及运行的合理设置,明白道路、办公用房、检修车间、化验室等等附属建筑物的布置特点。因此,设计方案会更加合理,更切合实际,为后续毕业设计及走上工作岗位打下坚实基础。
三、结语
《水质工程学》作为给排水科学与工程专业的一门核心课程,如何安排该课程各教学环节,对提高教学效果影响极大。我校成立了《水质工程学》课群组,教学团队完成了多项关于给排水专业教学改革的项目,通过总结教学经验,完善实践教学体系,合理安排教学环节,使得《水质工程学》的教学效果有了很大的提高,毕业生质量得到了用人单位的肯定。根据我校多年的教学经验,制定该课程教学计划,首先进行理论教学,相关实验可在理论教学过程中穿行,生产实习则需要在理论教学完成后安排,最后进行课程设计,这样能极大提高教学效果。当然,对于不同的学校,可能在教学计划、学时安排上都会有差异,但从教学效果考虑,应本着由浅入深、从课堂到实践再到课堂的教学顺序,这样才能保证良好的教学质量。
参考文献:
[1]杨庆,王淑莹,彭永臻.水质工程学课程两点一线教学模式的探讨与实践[J].中国现代教育装备,2011,(19):75-77.
给排水课程设计总结范文第2篇
关键词:课程教学 多媒体 工程实例 课程设计
排水管网工程是给水排水工程专业的必修课之一,是应用性、工程性较强的课程。当前时期,素质教育的重点是培养学生的创新精神和解决实际问题的能力,在专业课程的教学中,更应注重加强对学生这两方面能力的训练,而传统的主要依靠教师讲授的教学方式在某些方面达不到这样的要求。因此,需要根据学生的实际情况对教学方法进行适当地改进。
一、重视绪论课的教学
要让学生掌握好该门课程,就必须让学生对本课程产生兴趣。绪论是学生对该门课程的第一次接触,绪论教学效果的好坏,直接影响到学生日后对该门课程的学习兴趣。在绪论中,笔者通常先对给水排水工程的专业课程结构作一个介绍,并详细描述该门课程在这个体系中的作用和地位,明确告知学生认真学习完这门课程以后,可以完成哪些实际工作,并结合学生今后可能从事的工作来说明该门课程的重要性。同时,在绪论中还介绍国内外一些由于生活污水或工业废水排放失控所造成惨痛教训的实例,从而提高学生对控制水污染、实施排水工程的重要性和迫切性的认识,激发学生潜在的责任感和使命感,调动其学习的主观性和积极性。
二、多媒体教学与传统教学相结合
传统的板书教学,比较容易带动学生的思维,吸引学生思考和集中精力,对某些知识点的讲解有良好的教学效果。但是,板书浪费时间,且信息量有限。多媒体教学则具有界面丰富、信息量大、节省板书时间、讲解过程中前后串联方便等优点,但同时也存在有时节奏过快等弊病,并且学生一味地看屏幕,会感到累,来不及或懒于思考。
由于这两种教学方法各有利弊,笔者在排水管网工程课程教学中,结合两者的优点分别使用,对于管道流量计算、设计参数确定等部分,主要采用板书的教学方式,通过对公式的推导,抓住学生的思维,使学生掌握重要知识点。对于其他需要以文字或图表为主来描述的概念、规范、构筑物结构等则采用多媒体的教学方式,讲解一些有很多复杂表格的计算过程(例如污水管道系统的水力计算)时,多媒体教学更省时、省力和高效。讲解分流制和合流制排水系统的区别时,将污水的流动和雨水的流动以动画的形式展现出来,这样学生对这些概念就有了非常直观的理解,学习起来也比单纯用口头讲授有兴趣多了。由于管道工程都是埋设于道路下面的,学生从路面仅能看到检查井以及雨水口等构筑物,而对于它们在道路下面的具体结构以及具体连接方式鲜有直观的印象,对于这一部分的内容,则主要通过采用多媒体图片的形式来体现。
三、把与课程相关的规范及设计手册纳入教学内容之中
对于大部分学生而言,还不习惯在学习过程中参考和使用规范和设计手册,而对工程类专业而言,规范和设计手册对于从事设计、施工、管理等工作起着举足轻重的作用,因此,在教学过程中,应让学生重视对规范的认识,培养学生使用规范和参考书的习惯,同时还应学会正确识读工程图纸。因此,在授课过程中,把规范纳入教学内容,揉入各章节之中,同时也为后续课程设计和毕业设计做好准备。
对于教材上的计算例题部分,通过先让学生利用课后时间进行预习,不懂的地方先查阅参考书和设计规范,到上课的时候,让学生提出自己不懂的地方,老师解答;然后,老师提出学生可能会比较难于理解的地方让学生思考并回答;最后,老师再对整个例题进行总结。通过这样的过程,变学生被动记录为主动提问,教师将所有问题归纳整理。实践证明,通过这样的方式,学生容易主动发现问题,对基本概念和理论理解的也更为深刻。
四、课堂教学与工程实例相结合
《排水管网工程》是一门工程性较强的课程,直接面向生产与实践。如果不结合工程实例,学生掌握这门课程会存在许多困难。在教学过程中,笔者注重让学生将课本的理论学习与工程实例结合起来,平时教学中注意提醒学生留心观察生活中的给排水设施,培养学生随时随地观察思考的习惯,将在施工现场摄录下来的典型施工过程在课堂上放映,并让学生就观看过程中存在疑惑的地方提出来,大家讨论,加深印象,学生对这样的实例教学显得更有兴趣。
在讲解污水管道、雨水管道和截污干管的定线时,笔者结合南京市的管道布置系统进行了讲解,课堂气氛较好,学生能够与教师进行较好的互动。
近几年,南京市内关于雨污分流的施工工程较多,在课程教学过程中,让学生到现场进行参观,考察管径、埋深,参观顶管施工方法、提升泵站和截留槽式溢流井的形式,使学生获得了较为直观的印象,加深了对理论知识的理解。
由于学生很少接触工程实例,所以一旦有工程实例,就会引起极大的兴趣,产生强烈的求知欲,课堂教学效率得到显著提高。
五、在课程教学中贯穿课程设计
对于应用性、工程性较强的课程,学生在课堂上所学到的知识,需要通过一定的实践来巩固和加强。工程类专业学生毕业后,大多到设计或者施工单位工作,这就对学生实际设计经验和操作能力有一定的要求。课程设计是该课程教学过程中必须的实践环节,既是对课堂教学的检验,也是由理论转向实践的演习。
为加强课堂教学效果,同时也为保证课程设计的质量,课程设计时间安排亦结合课程教学进度进行。以《排水管网工程》设计为例,设计任务书可在讲授污水管道流量设计时发放,管网定线和排水方案选定以及设计计算随课堂进度,在教师辅导下进行,设计计算说明书整理和绘图集中在设计周进行。
在整个课程设计过程中,学生可以认真思考课程设计的每一个环节,有充足的时间来研究学习图纸。同时学会使用工具书、查找资料、正确使用规范和标准图集,使学生把课堂上所学的理论知识真正应用到实践中去。
除了以上几点外,笔者发现,在课程教学中,每次课前用5~10分钟左右的时间,对前一次课的授课内容进行回顾,再通过提问的方式让学生回答几个问题,既便于学生理解后面的授课内容,又可以让学生抓住重点,同时还可以把学生的注意力集中起来。
排水工程平时作业较多,计算量也大,布置一定量的作业,对于消化课堂内容和为后续课程设计计算打好基础均很重要。对每次布置的作业,认真批改后,在下次课程中抽出时间进行讲解,对多数学生做错的地方进行重点强调,同时也让没有认真做或不会做的同学有个再学习的过程。
给排水课程设计总结范文第3篇
关键词:水处理实验 教学模式 教学效果
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(a)-0-02
“水处理实验技术”是给水排水工程专业必修课之一,也是水处理教学的重要组成部分。通过本门课程的学习可以加深学生对水处理技术基本原理的理解,培养学生设计和组织水处理实验方案以及分析实验数据和处理数据的初步能力,使学生掌握水处理实验的一般技能与实验仪器、设备的基本操作,为学生以后参加水处理工作打下良好的基础。
对于“水处理实验技术”课程的教学模式前人探讨得不是很多。张可方[1]提出使学生在学习基本实验技术的同时,了解及掌握目前国内外最先进的水处理技术,以开阔学生的视野和思路;张建昆[2]等人从加强相关课程的学习、学生实验工作、增开综合性设计性实验和培养实验工作态度等方面,探讨了提高“水处理实验技术”课堂教学质量的具体措施;汪爱河[3]等人系统阐述了水处理实验技术课程教学改革的方向,并对该课程开展科学研究活动、加大开放性实验的力度和改进考核方法等问题进行了探讨;曹勇锋[4]等人采取开设设计性实验的教学尝试,对设计性实验的选题、开展、效果等方面的做法进行了探讨。由此可见,前人对本门课程的教学方法的研究多从自己教学实践中总结出来适合自己的教学改革方法,笔者从这几年的本门课程教学中以及在前人的基础上也总结了些经验,得到了一些体会。
1 教学内容
1.1 实验理论内容
笔者所在学校采用的教材为吴俊奇、李燕城主编的“水处理实验技术”[5],实验理论包括以下几部分内容。
1.1.1 实验设计
①实验设计基本概念。
②单因素优化实验技术:均分法与对分法,0.618法,分数法。
③多因素正交实验设计:正交实验设计,多指标的正交实验及直观分析。
1.1.2 实验数据分析处理
①实验误差分析:测量值及误差,直接测量值误差分析,间接测量值误差分析,测量仪器精度的选择。
②实验数据整理:有效数字及其运算,实验数据整理,实验数据中可疑数据的取舍,实验数据整理计算举例。
③数据处理:单因素方差分析,正交实验方差分析,实验成果的表格、图形表示法,回归分析。
本门课程选用的教材基本涵盖了水处理实验所要求的理论部分内容,要求学生了解实验设计与误差分析中的一些基本概念,掌握单因素实验方案设计、方差分析及离群数据处理,重点掌握多因素正交实验设计步骤及其方差分析方法,简单了解一元回归分析方法。
1.2 实验操作内容
在参照其他高校与上述教材的基础上,笔者对实验内容做了如下安排:基本水质指标测定6项,包括BOD、COD、SS、氨氮、总氮和总磷;给水处理3项,包括过滤实验、离子交换软化实验和混凝实验;污水处理4项,包括曝气充氧实验、活性炭吸附实验、污泥比阻实验和生物滤池实验;同时将混凝实验、活性炭吸附实验和污泥比阻实验选做为设计性实验。本门课程给水与污水处理实验项目与其他高校相差无几,但提出把BOD、COD、SS、氨氮、总氮和总磷作为基本水质指标测定排在其他实验内容前面,目的是考虑学生在水分析化学课程中并没有设计到或者说不是十分熟悉这方面的内容,为后续的给水和污水实验水质分析做好理论和实践上准备;同时安排6项水质指标测定实验也是考虑到学生可能会参与到老师的科研活动中,能很快投入进去,熟悉水质指标测定流程,可以节省很多时间以便于留更多时间进行实验方案的设计和实验数据的分析,提高工作效率。考虑到课堂教学时间的局限性,生物实验只进行一项生物滤池实验,生物实验要求时间较长,实验装置要经久耐用,但笔者所在专业实验室多为模型装置,运行时间稍长一点就会损坏,同时时间长也不符合学生作息特点,学生本身课程较多,不宜增加学生负担。
2 教学组织与安排
本课程教学计划课时为64学时,其中实验理论12学时,实验操作52学时,13个实验项目,3次理论课,13次实验课,共16次课。实验理论教学方法采用课堂集中授课、理论与举例相结合以及课后做习题进行巩固的常规教学方式,使学生对实验理论主要内容即实验方案的组织设计与数据处理理解深刻、记忆牢固,为后续实验打下良好的基础。实验操作部分将每班分为4个小组,每小组7~8个人,选出一组长,在每次实验之前对4个组长进行预先讲解与培训。目的是为了考虑水处理实验操作复杂性以及实验仪器操作熟练程度,以减轻教师在课堂上压力。同时由于每次实验课时的限制,选择的实验项目有的不能在实验课时之内完成,所以要求学生要利用课余时间完成余下实验,做到课前取好水样、课中实验、课后继续实验直到完成实验报告的固定模式。由于每次做同一个实验的实验场所、药品和装置有所限制,不能同时开设多组同一个实验,所以按照每班分的组数开设与组数相同的实验个数,即同时开设4组实验,4组学生在4组实验中循环交替进行实验,直到完全循环交替完成再进行下一个4组实验交替循环。由于实验课时的限制,在每次实验前要做好必要的实验准备工作,除了提前在校内紫湖溪取样外,还需提前让实验员购买全实验要用的药品,同时让学生提前配好药品,调试好实验仪器以及准备好实验玻璃器皿等。
3 教学效果
给排水课程设计总结范文第4篇
关键词:卓越计划;给排水科学与工程专业;水工程经济;课程设计;教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1671-1580(2017)01-0043-04
为解决“资源环境约束加剧”这一当前前进道路上的首要困难和问题,我国政府已把生态文明建设放在突出地位,以求真正实现“绿色发展、循环发展、低碳发展”。由于给排水科学与工程专业毕业生可在水务、水利、市政、环境、能源、交通、海洋等有关部门从事规划、设计、施工、管理、科研、教学等项工作,因此,目前国家对该专业本科层次工程师的巨大需求是史无前例的。据《2014年度麦可思・大学生就业年度指标》统计,不计国内外读研人数,该专业毕业生半年后的就业率为95.9%,在就业率较高的50个本科专业中排第6位。
根据住房与城乡建设部2013年统计,全国高校拥有给排水科学与工程专业的办学点156个,已经通过住建部专业评估的有30多所院校,其中有7所获批教育部卓越工程师培养计划试点。高等学校给排水科学与工程教学指导委员会在2012年11月颁布了《高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范》(下称《规范》),标志着该专业开启了规范化办学的新阶段。但《规范》只是对核心知识与实践单元提出了基本要求,不同层次、不同类型的学校可在此基础上增加内容,以体现各高校自己的办学定位和办学特色。
“卓越计划”作为贯彻落实《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020)》的重大项目,其目标是培养能够“胜任在现场从事产品的生产、营销和服务或工程项目的施工、运行和维护”的本科层次工程师。显然,“卓越计划”人才培养标准在实践教育方面比《规范》的要求更高。在历届校友及用人单位的访谈调查中发现,“卓越计划”对毕业生的11条要求(包括基本素质、现代工程意识、基础知识、专业知识、技术标准与政策法规、学习能力、分析解决问题能力、创新意识和开发设计能力、管理与沟通合作能力、危机处理能力、国际交流合作能力等)恰恰也是当前人才市场对给排水科学与工程专业本科层次工程师人才能力与素质迫切需求的集中体现。
在《规范》专业知识体系中,作为水工程建设与运营知识领域推荐课程之一,《水工程经济》是与自然科学、社会科学密切交融的综合科学,也是与生产建设、经济发展有着直接联系的应用性学科,核心学时为16。而作为毕业设计环节中的核心实践卧知识技能点,城市给水工程设计方案论证的要求为“通过方案的技术经济比较,确定取水、净水厂、泵站、给水管网设计方案”;城市排水工程设计方案论证则要求“通过技术经济比较,确定城市排水管网、污水处理厂、污水泵站设计方案”。结合“卓越计划”的要求与历届校友及用人单位的信息反馈,通过《水工程经济》的学习,学生至少应当能够独立完成工程项目可行性研究报告中投资估算及经济分析等章节的编写。而要达到如此学以致用甚至举一反三的效果,必须通过合理设置实践体系方能得以实现。因此,《水工程经济》教学的实践环节改革势在必行。
一、《水工程经济》教学现状与存在的问题
首先,传统教学模式缺乏课程设计等实践环节。传统的课堂教学模式,教师多注重经济评价基本理论、基本概念等知识点的讲解,再辅以例题和习题来加深学生的理解和掌握。学生没有机会亲身体验使用定额及取费标准、计算工程量、填写财务辅助报表及财务报表等实践环节。加之工科学生对经济知识掌握甚少,在学习财务分析和经济分析时尤为吃力,学习积极性严重下滑,原本实践性很强的课程已然枯燥乏味。
其次,缺乏紧扣具体工程实践环节的教材。国家发展与改革委员会与住建部共同印发的《建设项目经济评价方法与参数(第三版)》(下称《第三版》)是国内目前的行业基准,是供职业工程师参考的专业规范。而大学本科教材是供准工程师学习的科普类读物,旨在使学生掌握日后工作中正确使用《第三版》的方法。市面上目前可以购买到的若干种教材,多偏重于将《规范》中核心知识单元及知识点结合《第三版》相关内容进行简单的罗列或堆砌,却忽视了各个核心知识单元及知识点之间符合学生从认知到实践过程的逻辑关联,不能从实践教学层面条理清晰地阐述《第三版》的内涵与外延,以便学生为以后的实际工程操作夯实基础。
再次,Excel软件实践操作训练严重匮乏。经济评价涉及大量函数模型及经济指标的计算,而Excel软件具有直观简明的表格功能及丰富强大的函数与数据处理能力。对于资金等值换算、水工程建设项目投资、估算/概预算的编制、设备更新分析、财务分析、经济评价指标、方案经济比选方法、费用效益分析、敏感度和风险分析等内容,都可以利用Excel的计算统计功能进行图表的绘制和数据的分析,以解决经济评价数据多、计算量大、需要时间长等问题。而传统的教学模式还是以查询复利系数表、板书演算、人工试算法等方式为主,学生课上没有亲自实践Excel软件的实践机会。有的毕业生上班后才第一次接触Excel,还要自学补习Excel或其他相关软件,用人单位对此也表示忧虑。
从以上课程教学现状与存在的问题分析可知,基于“卓越计划”的《水工程经济》教学实践环节改革,应遵循学生对专业理论知识学习的基本规律,强化课程设计等实践环节,编撰既符合学生从认知到实践过程的逻辑关联又紧扣具体工程实践环节的教材以及课程设计指导书。积极探索和引入Excel软件在课程设计中的应用,加深学生对理论教学内容的理解,促进学生提高分析问题和解决问题的实践能力。
二、教改初探实例
(一)教改背景
长春工程学院作为教育部正式批准的第二批实施“卓越计划”的应用型本科高校,其下设水利与环境工程学院的水利水电工程专业已启动了“卓越计划”的试点工作。水利与环境工程学院的给排水科学与工程专业创建于1983年,已响应学校号召,按照“卓越计划”的要求,开展了人才培养方案修订等系列教改工作,以求争取成为学校的下一个“卓越计划”的试点专业。目前正在执行的人才培养方案中,《水工程经济》理论教学安排在大三下学期,而《水厂课程设计》与《污水厂课程设计》安排在大四上学期,这为紧随其后的《水工程经济》课程设计提供了良好的铺垫。
(二)成果评定要求
《水工程经济》课程设计要求学生严格按照《第三版》及相关专业规范和国家标准的要求,从《水厂课程设计》与《污水厂课程设计》成果中任选其一进行建设项目经济评价。提交成果为符合毕业设计格式要求的Word及Excel文档,并随电子文档提交纸质材料。由于每位同学所采用的各自生源省份定额及取费标准不同,且建设投资和流动资金的名义利率也不同,所以不会出现雷同的成果。全班公开答辩并评分,成果质量好且上交时间早的同学才能取得高分成绩。
(三)校企长效合作模式
教师从本专业的产学研合作单位――中国市政工程东北设计研究总院有限公司所提供的污/给水厂实际工程案例可行性研究报告出发,编排课程设计任务书和指导书。在课程设计的第一天上午,邀请中国市政工程东北设计研究总院有限公司的业内专家来校进行专题讲座,图文并茂地向学生讲解项目经济评价的流程,软硬件办公平台以及工程实例若干。
(四)项目化教学过程及其师资要求
进行《水工程经济》课程设计的项目化教学,即指教师按照设计任务书和指导书的要求,将最终设计成果划分为投资估算、财务效益与费用估算、财务分析、不确定性分析与风险分析等若干步骤,各步骤设置小型学习与实践计划,从而完成整个课程设计的教学过程。
实践环节教学改革要求教师熟悉水厂及污水厂设计的相关规范、设计手册、行业和国家标准,并能够以水厂及污水厂设计为切入口,对学生进行给排水科学与工程专业相关建设项目经济评价的渗透教学。目的在于使学生在前期理论学习基础知识和专业知识的基础上,了解相关技术标准与政策法规,增强现代工程意识。
通过实践环节的交流,教师应及时发现学生在完成各步骤设置的小型学习与实践计划过程中(特别是在Excel或Word软件学习和实践中)存在的共性问题,进而集中解答;并积极去发现每个学生自身基本素质和学习能力的特点,因材施教,进行单独辅导。必要时,教师亦可针对出F问题的知识点与技能点制作微课,方便学生课下通过网络深入学习与实践。教师可将学生进行分组,以便通过团队协作来提高学生的分析解决问题能力、危机处理能力以及管理与沟通合作能力。学生可通过微信、QQ等网络交流工具与教师、同学进行互动沟通,了解彼此之间的收获与疑问,提升个体与团队的创新意识和开发设计能力。如此以来,“卓越计划”对毕业生的11条要求中除国际交流合作能力之外,其余各项均得到了全方位且多角度的建设与提高。
(五)教改成效
自采用新的人才培养方案进行《水工程经济》课程设计教学实践环节改革以来,效果显著。
首先,学生自身的经济意识显著增强,并对工程经济学知识产生了浓厚的兴趣。通过课程设计的实践训练,学生不仅亲身体验了建设项目经济评价的各个环节,而且开始有意识地在日常生活中寻求应用经济学原理解决实际问题的机会。例如,有的学生采用长期借款利息的两种利息计算方式核算家庭房贷,并与贷款银行进行了交涉;有的学生运用建设投资估算核心知识对自家的家居装修进行了预算,达到了节省家庭开支的目的;有的学生运用总成本费用核心知识对自家店铺的运营提出了建设性意见,实现了转亏为盈,等等。
其次,师生在课程设计中的良好互动,为教材编撰与修订提供了更为有的放矢的方向。《第三版》是课程设计的主要参考书目,很多学生会针对《第三版》的原文文字表述与教师答疑讨论。教师通过考察学生在实践单元中对核心知识的掌握与应用情况,发现教学过程中的缺陷与不足,修订课程设计的任务书和指导书,强化教材章节与内容的逻辑关联,实现了理论教学与实践教学互为指导的良性循环,并已形成了符合学生从认知到实践过程且旨在使得学生能够正确使用《第三版》的自编教材、ppt讲稿以及一些知识点的微课资源。
再次,学生对Excel或Word软件的实践操作训练到位。通过课程设计的实践环节,很多学生对Excel或Word软件的实际操作产生了强烈的兴趣。学生在课程设计中遇到问题时,会主动与教师、同学进行探讨,并上网搜索Excel软件相关教学资源,借助微信、QQ等实现群共享。更有学生自制微课与同学和老师共同切磋,并从中获得了成就感和认同感。
鉴于上述原因,基于“卓越计划”对毕业生的11条要求,近年来用人单位对长春工程学院给排水科学与工程专业毕业生的认可度明显提升,特别是在毕业生强烈的工程经济意识和所掌握的Excel或Word软件实践操作技能这两个方面。
给排水课程设计总结范文第5篇
关键词:PBL教学模式;教学过程质量监控;教学模式选择
中图分类号:TU99;G642.4 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)01-0090-04
建筑给排水工程是给排水工程专业的专业核心课程之一。传统的建筑给排水工程的课程教学模式以教师课堂讲授为主,学生参照教材和教师提供的PPT课件进行系统学习。通常在课堂教学内容完成后,再根据教师提供的工程样图、设计方法和步骤,在教师的指导下完成课程设计等实践性教学环节的工程技能训练。整个教学过程大多是将基本的专业理论知识和工程设计程序强行灌输给学生。
传统的教学模式存在以下几个严重不足:课堂上,学生经常性处于“被动学习”状态,以“听讲”和被动性理解代替了积极思考,不能充分发挥学生的学习能动性和有效激发学生的学习兴趣;学习过程以教材和课件为参照,分章节进行,学生对教学内容缺乏整体性把握,无法有效形成工程整体性概念,学习效率偏低;教学过程中工程技能训练不足,学生难以将专业理论与工程实际进行有效结合,导致后续课程设计环节的简单模仿和抄袭。
目前,工程实践能力与创新思维的培养已成为高等院校环境类专业人才培养的核心与重点[1-3]。在此背景下,改革传统的建筑给排水工程课程教学方法,构建以本科生工程实践能力培养为核心的新型PBL教学模式,具有重要的理论和实际意义。
一、PBL教学模式及其应用
PBL(Problem-Based Learning)是以问题为中心,以学生为主体的教育学习模式,首创于20世纪60年代末。该模式自创建以来,在医学教育领域取得了显
著而丰硕的成果,继而在教育学领域得到了广泛的认同。近年来,PBL教学理念在世界各国高校得到广泛重视,并呈现出不同的实践形态。从院校或系科层面的大规模推行到单门课程的小范围采用,多种层次并存。联合国教育、科学及文化组织PBL科研所副主任杜翔云撰文谈到,研究显示,PBL的成效取决于其推行程度,但即使只在单门课程中采用,也可以促进学生学习动力和技能的发展。国内学者及教育工作者对PBL的研究和使用已历经十多年,研究表明,中国对PBL教学模式的研究和使用多集中在医学领域,在计算机、数学、化学、数控加工实训、电工电子学、机械基础、物流管理、体育、生物学、高等旅游教育、工程力学等课程教学领域也有过积极有益的尝试[4-5]。
PBL教学模式在高等工程教育领域的应用始于20世纪70年代。在北欧,以丹麦的奥尔堡和罗斯基洛德大学为代表,将PBL教学模式引入了工程学领域,创建了以问题为导向、以项目为基础的新型PBL教学模式,在培养学生的工程实践能力与创新思维等方面进行了积极有益的尝试[6-7]。近年来,不同层次的创新型、复合型人才培养已成为中国理工类院校教育改革与发展的目标和方向,在此背景下,有利于动手能力、分析能力、协作能力和开放性思维方法培养的PBL教学模式在国内高等工程教育领域得到了广泛关注。
二、建筑给排水工程PBL教学模式的构建原则与方法
(一)问题设置的基本原则
问题的设置是PBL教学模式的核心,问题既要以学生经验为基础又要与他们将要学习的专业知识相关联,需具备以下几个条件。
1.能引出与所学领域相关的概念和原理
在设计问题时, 首先要确定学生需要获得的基本概念和原理,由此出发设计问题。在建筑给排水工程的PBL教学过程中,可以以一幢建筑的给排水工程方案设计作为一个问题,也可以分别以建筑的给水系统、排水系统、消防系统或热水供应系统等单个子系统的工程方案设计作为一个问题。当然,除了工程方案设计之外,还可以从工程建设、施工等不同角度来设问。
2.能激发学生的学习兴趣并利于学生自己提出具体的子问题
大的问题是由教师设置的,但是在学习小组中,学生需要有自己小组的具体问题。通过提问可培养学生的自主学习意识,学生自己提出的问题才是对能力提高有帮助的问题。在实际教学过程中,教师可提出建筑给排水工程方案的设计任务(给出题图和设计任务书),同时提供一套图纸范例(学习目标样式),引导学生提问。
3.必须具有真实性、开放性和系统性
PBL的问题应来源于建筑给排水工程实际,与学生将来的职业生涯中所要面临的问题相似;问题同时也是没有标准答案的, 可以有很多的解决方案, 只是方案各有优劣;问题需具有系统性,能有效帮助学生理解和构建专业知识的框架体系。通常一套工程方案的设计可基本囊括建筑给排水工程的核心概念、设计原理和基本方法、步骤,因此,以工程方案设计来设问比其他形式的设问更合理。
4.涉及的专业知识面尽可能广
PBL问题的真实性与系统性决定了学生在解决问题时需要利用已经掌握的专业知识和基本技能。与建筑给排水工程的教学紧密相关的其他专业知识,包括
流体力学、管道工程学、流体机械、污水处理、建筑材料、热力学、自动控制原理、给排水工程施工等,问题的设置应有助于学生将这些专业知识串联起来,实现对所学知识的自主应用。问题越复杂,应用专业知识的要求就越高, 越有利于起到夯实基础、培养能力的教学目的。
5.问题的解决需要学生之间的合作学习
问题的复杂性和系统性决定了学生只有以小组合作学习的形式才能解决问题,单靠个人的力量去寻找答案并不是最优的选择。学习小组以学生寝室为单位,方便他们课后交流,并结合他们的学习基础合理搭配组员,确保教学过程能顺利进行。
(二)PBL基本教学流程与方法
以建筑给水系统课程教学为例,列出PBL教学模式的基本流程。
第一步:提出问题,开启思维(图1)。
第二步:分析探究,学习交流(图2)。
根据教学需要,第二步可重复进行多次,直至达到阶段性教学目标的要求。
第三步:总结归纳,成绩评定(图3)。
三、PBL教学过程管理
(一)提问阶段管理
从上述PBL教学流程可知,PBL教学模式与传统教学模式的最大不同在于学生是学习过程的主体,而教师在教学过程中主要起引导作用。教师除了设置问题,还要鼓励学生提出问题并对所提的问题进行合理分类。一种简单易行的问题分类方法是根据教材章节的目录进行。不管学生提出的问题多么幼稚和简单,教师都要先予以肯定和鼓励,同时引导学生学会对问题进行归纳。这样,学生在后续的学习过程中带着问题阅读教材、样图和参考资料,学习效率要比传统方法高得多。以下问题是教师在教学过程中常犯的错误,需尽可能避免。
1.问题设置难度过高、过低或过于具体
比如将“建筑给水系统的工程方案设计”改为“施工图设计”,施工图设计对于刚刚接触建筑给排水设计的三年级的本科生而言,综合性太强,学生可能因现有知识结构的缺陷(缺乏施工常识)而感觉难度较大,不易完成;还有一些具体的理论性问题如“建筑给水系统的节能供水原理”等,表面上看,这类问题通过阅读教材即可很容易获得答案,但仅从教材上了解基本原理远远不够,必须引导学生在了解基本原理的基础上学会将其用于解决实际问题,这样才能体现PBL的自主性、启发性教学的优势。
2.用主观性或暗示性的语言引导学生做出片面的判断在启迪学生提问和帮助他们进行问题分类时尤其要注意不要使用带有主观性或暗示性的语言。教师既要肯定学生提问和探究的热情,又要允许学生的思维在不偏离大方向和不犯原则性错误的前提下适当地走些弯路,这样对培养和锻炼学生的独立思维能力和工作能力大有裨益。
(二)分组学习和探究过程管理
引导学生制订合理的学习计划,根据组员个人的特长和学习基础进行分工,保证每个组员能积极参与学习探究过程;充分利用网络平台等现代教育技术手段,在课后与学生积极沟通,及时帮助学生纠正方向性和原则性错误,确保各小组学习目标的实现;充分利用课堂上的分组交流环节展示学生的学习成果,予以及时的肯定和鼓励,同时要善于发现和总结学生自主学习过程中的共性问题,并及时解答;在每一轮课堂讨论与点评结束后,引导学生在现有学习成果的基础上不断提出新问题。
(三)总结评分阶段管理
阶段性学习目标完成以后,应和学生一起总结之前的学习过程,结合学习报告(包括文本和图纸)归纳和梳理重要的概念、原理和方法。阶段性学习成绩的评定以小组为单位,按照自评(30%)+互评(30%)+教师评定(40%)的办法进行。
四、PBL教学模式与传统教学模式的比较与选用
(一)PBL教学模式与传统教学模式的比较
表1从教学主体、教学方法、教学手段、学习内容、教学目标和课程质量管理等6个方面对PBL教学模式和传统教学模式进行了比较。
(二)教学模式的选择
并非所有的教学内容都需要以PBL教学模式进行。如排水系统中水气流动的物理现象、自动喷洒灭火系统的设计计算等,此类问题的理论性、系统性均较强,问题相对抽象,不易借助实物或生活经验加以理解和想象。此时,若采用传统的课堂讲授方法,借助图片、PPT幻灯演示等手段可以帮助学生迅速准确地理解重要的概念和设计方法、步骤,很可能比PBL教学效果更好。
在教学过程中,是采用PBL教学模式还是传统教学模式,需结合教学内容和目标灵活运用,同时还要充分考虑学生的学习基础、现有能力和思维习惯。此外,也可以将教学内容和教学阶段进行适当划分,将传统教学模式与PBL教学模式结合应用,可以发挥各自的优势。
五、结语
要冷静客观地看待PBL教学模式,切忌盲目照搬和机械套用。目前,许多学生尚未掌握自主学习的正确方法,因此,采用PBL教学模式时必须慎之又慎,要在充分调研的基础上制订切实可行的教学方案,方能达到激发学习兴趣、启迪思维和培养能力的目的。
参考文献:
[1]李新冬,黄万抚.强化实践教学 提高给排水专业学生工程素质研究与实践[J].江西理工大学学报,2012,33(2):69-71.
[2]郭永福,徐乐中.高校给排水专业实践教学模式的探索[J].中国现代教育装备,2011,117(5):91-93.
[3]丛俏,曲蛟,等.高校环境类专业实践教学体系构建[J].中国校外育,2012(15):91.
[4]吴刚.基于问题式学习模式(PBL)的述评[J].陕西教育.高教,2012(4): 3-7.
[5]袁维新.国外基于建构主义的科学教学模式面面观[J].比较教育研究,2003,159(8): 50-54.
[6]袁洪华.PBL教学模式与传统教学模式下学生技能差异的分析[J].中国电力教育,2012(17):150-151.
[7]周静,侯世英,孙韬,等.基于PBL的电工电子综合实验改革[J].电气电子教学学报,2010 (9): 122-125.
Construction and practice of PBL teaching-studying pattern for the course of water supply and drainage systems of buildings
YANG Qun, WANG Zong-ping, LUO Fan
(School of Environmental Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, P. R. China)