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时间:2023-03-16 15:59:21
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随着经济的发展,一批建筑规模庞大,集酒店、公寓、写字楼、购物中心、娱乐、餐饮、会议中心等多种功能于一身的综合性建筑物在许多城市雨后春笋般地兴建起来,并成为城市标志性建筑物。如珠海市国际会议中心,其建筑面积逾15万m2,一至四层为裙楼,上部各有一幢22层五星级酒店,一幢9层会议中心大楼,三幢21层高级公寓楼,是该城市迄今规模最大、档次最高,功能最齐全,设备最先进的建筑。大型多功能建筑给水排水工程在所有建筑给水排水工程中,系统最复杂、设施标准最高,因而对设计、施工及材料设备等方面均提出了很高的要求。以珠海市国际会议中心(简称国会中心)工程为例简要的分析大型多功能建筑给水排水工程。
1、给水系统大型多功能建筑给水系统的安全可靠性要求很高,一旦发生停水将严重影响建筑功能的发挥。因此从工程设计上应充分考虑到系统的安全可靠性。
首先,给水系统必须有可靠的水源保证,其措施是从市政给水管网的两个不同位置(其间有阀门分隔)分别引入一根进水管,并设置足够容量的贮水池。
其次,必须选择合理的给水系统的设计方案。大型多功能建筑一般为高层甚至超高层建筑,城市给水管网的服务水压只能满足底部几层的用水需求。而大部分楼层的用水必须考虑系统内部自行增压来解决;同时由于楼层较多,给水系统中上、下层管道中的静水压力差必然很大,为了避免下层管道的静水压力过大,引起泄漏增加甚至管道、附件破裂以及产生水击形成噪音、振动,因此给水系统必须实行竖向分区。
按是否设置高位水箱,给水方式分为水箱给水方式和无水箱给水方式,给水方式按竖向分区又可分为串联式、并联式、减压等三种给水方式,其中减压方式又分为设减压水箱和减压阀两种。由于设减压阀效果好、投资少又不占建筑面积,因此被广泛采用。
该系统采用水箱给水方式,并采用集中增压,即由设于地下层泵房的增压泵(一用一备)同时供水至五个天面水箱,每个水箱除设高、低水位继电器外还设液压水位控制阀,实现了系统的自动控制,大大减少了泵房的建设费用和管理费用。竖向分高、中、低三区,低区包括地下层及四层裙楼,由市政自来水直接供水。高区由天面水箱供水,中区由天面水箱经比例式减压阀供水。以减压阀代替减压水箱,其优点是节省了建筑面积,降低了系统造价,避免产生二次污染。
给水管道材料以往都是热镀锌钢管一统天下,但由于近年来生产出了符合给水管材要求的uPVC塑料给水管,凭借其外观美丽,防腐蚀性好,不仅在建筑工程中应用,甚至已用到市政给水管道,目前其价格略高于镀锌钢管。国会中心给水系统在公寓楼部分采用了uPVC塑料给水管。
大型多功能建筑给水系统的噪声、振动应受到严格控制,否则影响使用功能,其措施是采用消声止回阀,对水泵进行隔振处理等。
2、热水供应系统大型多功能建筑一般要求全天提供热水,因此必须设置中央热水供应系统。热水供应方式分为集中式和分散式两种。为了避免热水管道敷设过长而热量损失过多及管路易出故障,一般选用分散式供热水方式。
国会中心即采用分散式供热水方式,分别在酒店、会议中心楼、公寓楼设置独立的热水系统,其水源由各天面水箱供给,管网同冷水一样作竖向分区,以保证两个系统的冷热水压力均衡。各区热水系统之中央热水设备均设于天面水箱下热水房内,管网采用上行下回机械全循环方式以保证热水供应稳定。
热水设备有热水炉、贮热水罐、循环水泵、贮油箱等,其主要设备是热水炉,燃料可以为柴油、石油气等。国会中心采用进口热水炉以确保运行正常以及符合环保要求,以柴油为燃料,由室外油库统一供应。中央热水设备示意图见图2.可供选择的热水管道材料有热镀锌钢管,紫铜管、uPVC塑料热水管。镀锌钢管价格最低,但容易受热水腐蚀,寿命较短,一般8-10年就须更换,适用于档次较低之热水系统;紫铜管使用效果最好,寿命长,用于热水管道有较长历史。国会中心热水管道就是选用进口紫铜管作管道材料。
3、消防给水系统大型多功能建筑由于内部结构复杂,人流频繁,加上室内木装修等易燃物品较多,因此发生火灾的可能性较大,一旦失火通过电梯间、楼梯间、管道井等很容易造成火势蔓延。所以这类建筑其消防给水系统应能立足于自救,发生火情能迅速扑灭。
按照高层建筑防火规范要求,国会中心消防给水系统应设计成消火栓给水系统、自动喷淋灭火系统、水幕消防系统等三个独立的消防给水系统,并保证可靠的消防供电(两个独立电源)和消防水源。
3.1消火栓给水系统大型多功能建筑的消火栓给水系统,以消火栓处所受静水压力不大于800kPa为标准进行竖向分区。国会中心建筑高度未超过80m,因此其消火时便于操作水枪,在消防立管底部动水压力超过500kPa的消火栓前增设减压措施。该系统采用临时高压给水方式,即发生火灾后才启动消防泵来增压供水,天面水箱贮存10分钟消防水量用以扑灭初期火灾。与给水系统相同,消火栓系统也采用集中增压方式。酒店部分由于受天面水箱设置高度的限制,另设气压给水装置以满足最高几层消火栓所需水压。建筑内部保证两股充实水柱同时到达室内任何部位,消火栓直径均为65mm,水带长度25m,水枪喷嘴口径19mm.消火栓系统消防用水量为2400L/min,设4套水泵接合器。3.2自动喷淋灭火系统自动喷淋灭火系统由供水设施、报警阀、管网、闭式喷头及火灾探测系统等组成,是世界上普遍采用的一种固定式灭火设施。实践证明,该系统具有安全可靠,控火灭火成功率高,经济实用,适用范围广等优点。大型多功能建筑要求安装自动喷淋灭火系统的场所较多,国会中心除公寓楼部分外所有场所均安装了喷头。系统同样采用集中增压供水方式,增压泵及所有报警阀均设在地下层泵房内。每个报警阀控制喷头数不超过800个,最不利喷头的工作压力不小于0.1MPa,喷头口径为12.7mm,熔解温度72℃,每个喷头保护面积7~9m2.消防用水量为1800L/min,持续时间为1h,即初期供水10min和加压供水50min.
3.3水幕消防系统该系统不直接用来扑灭火灾,而是与防火卷帘,防火幕配合使用,起到防火隔断、防火分区、冷却防火隔绝物,防止火势蔓延的作用。水幕消防系统由水幕喷头、管网、控制设备、水源等四部分组成。水幕喷头是开式喷头,喷出的水形成水帘状,形式有窗口、檐口、台口等。国会中心由于建筑规模大,设有多个防火分区,分区之间设置保护卷帘水幕消防设备,在防火卷帘两侧各布置一排水幕喷头,由地下层泵房专用水幕增压泵供水。水幕消防用水量为20L/s,室上专设两套水泵接合器。
4、排水系统大型多功能建筑要求排水通畅和通气良好,若发生排水管阻塞现象则严重影响建筑物的使用功能。国会中心排水考虑分区排出,地下层排水通过潜污泵强制排水。排水立管能够单独排出尽量单独排出,酒店部分采用几根排水立管通过设于技术层的水平干管加以连接,分几路排出,每根排水立管均设专用通气立管。
排水管道材料过去采用排水铸铁管,排出横管采用钢管,现在一般均用uPVC塑料排水管代替,既美观,排水效果又好,正常使用年限可达50年。uPVC管道接头采用粘接,立管上必须隔层安装伸缩节,以消除因温差影响产生的胀缩。uPVC管排水噪音较大,须在立管安装消能装置以减少噪音。
5、特殊给水排水系统为满足大型多功能建筑特殊功能的需要,如室内游泳池,水景等,相应地要设置特殊给水排水系统。国会中心分别在酒店22层天面(供总统套房单独使用)和裙楼天面设游泳池。游泳池水必须符合国家有关规定,如浑浊度不大于5度,细菌总数不得超过1000个/ml等,因此游泳池用水必须进行循环水净化处理,一般采用接触过滤和消毒等措施,使池水不断循环使用,只需补充少量补给水。
国会中心游泳池循环水处理设备包括压力式过渡罐、循环水泵、加药设备、消毒设备、加热设备、滤毛器等。其中加热设备只有当池水温度不能满足使用要求时才启用,加热方式采用热水锅炉直接加热。游泳池供水方式采用池底供水,池面溢流回水的循环供水方式,该方式的优点是将池表面的污物迅速排除,池底污物少,有利水的循环和保证水质。
6、管道设置安装技术大型多功能建筑由于管道设备种类数量较多,包括水、暖、强电、弱电等各种管道设备,必须进行综合布置,防止“打架”,另外必须注意美观、隔振、防噪声等问题,因而对给水排水管道设备安装提出了较高的技术要求。国会中心给水排水设备集中布置在地下层、天面及设备技术层。技术层高度仅2.2m,布置各种横向管道及设备,为保证安装维修方便,必须具有较好的通风照明条件,并有防漏防火等技术措施。
关键词: 给水排水专业 给水排水工程 应用型人才
1.前言
我国水资源拥有量“天生”不足(人均占有量不足世界平均水平的1/4),同时地区分布极不平衡,这为水的供需矛盾埋下了隐患。据1999年中国水资源公报[1],全国113600km河长评价结果表明,有62.4%的河段达到或优于国家《地面水环境质量标准》的Ⅲ级标准,37.6%河段的水质超过Ⅳ级水质标准,失去作为饮用水源的功能,污染严重的河流比例则更大。目前我国90%的城市河段不适宜作饮用水源,滇池、太湖等淡水湖泊普遍富营养化,50%以上的城市地下水受到污染,全国有65%以上的人饮用受污染的水[2]。近年来与饮水有关的传染病及疑难病症在我国出现,使人民健康受到严重威胁。这充分说明,水质问题已成为我国水资源问题的主要矛盾。
给水排水专业自1952年在3所高校建立以来一直是土木工程的一部分。给水排水工程是多学科(如水利工程、环境工程等)相互交叉形成的一门学科,其研究的内容是人类从自然界取水、净水、供给使用后污废水收集、处理、排放构成的人类用水的社会循环,其研究的任务和目标是保障人类社会可持续用水量的需求和所用水质的安全可靠性。改革开放前,我国给水排水一直是福利性的公益设施,发展缓慢。主要表现在给水工程数量小、规模小,排水处理工程近于空白,我国建立的给水排水工程专业主要套用前苏联模式,没有形成自己的特色和科学体系。
随着人口增长、经济发展与人类生活水平的提高,人类对水的需求日益增长,迄今为止,有不少国家和地区的水资源问题已成为国民经济发展的制约因素,因此对水资源的合理开发和综合利用,受到普遍关注和重视。在此背景下,各高等院校纷纷开设给水排水专业,以满足社会对该专业人才的需求。
1997年清华大学许保玖教授提出了水工业概念[3]。根据我国给水排水事业的发展需求,全国给排水协会和给排水工程学科专业指导委员会曾多次对学科内涵及外延调整工作进行研讨,1999年6月将该专业名称确定为“水工艺与工程”。2000年8月指导委员会在乌鲁木齐再次研讨专业名称,较一致地认为以“水科学与工程”名称较适宜。水科学与工程、水质科学与工程将是给水排水工程学科的延伸、发展趋势和方向。
2.给水排水工程应用型人才培养目标
水工业概念的提出与被认同,明确了给水排水学科的研究对象和研究内容。水工业是以水的社会循环(以给水和排水两个部分共同构成一个循环系统,主要是城市和工业)为研究对象,以水质为中心,从事水资源的可持续开发利用,以满足社会可持续发展的需要为目的的特殊产业。水工业的提出,反映了社会主义市场经济条件下给排水事业发展过程中的社会化的要求,标志给水排水工程学科进入一个新的发展阶段。这一社会化的要求对我们地方性工科院校给排水专业的教学体系提出了新的要求,即重点高校的精英教育模式不适合我们这样的高校,我们这样的省属地方高校培养的毕业生主要是培养面向生产第一线的应用型人才,这与重点院校的培养目标有所不同。而应用型人才应该既要有知识,又要有能力,更要有使知识和能力得到充分发挥的素质。
因此,我们将给水排水本科应用型人才的培养目标定位为:培养适应社会主义现代化建设需要,德、智、体全面发展,掌握城市给水工程、排水工程、建筑给排水工程、工业给排水工程、水污染控制和水资源保护等方面的基本理论,初步具备相关注册工程师的基本知识与工程实践能力的高级复合型应用技术人才。
3.给水排水工程专业课程体系的构建
由于我校给水排水专业是新办专业,到2008年首届毕业生才毕业,专业改革的路子才起步,我们根据我校给水排水专业人才培养目标,从应用型人才培养的角度来构建给水排水专业的课程体系。
要培养适应社会发展的应用型人才,课程体系的设置应以知识应用为主线,以能力培养为核心。通过调研各兄弟院校给水排水专业的课程设置,结合我院的实际情况,对课程进行优化和整合,建立如下的课程体系。
(1)主干课程。通过《水质工程学》、《给水排水管网系统》、《建筑给水排水工程》等使学生掌握给水排水工程学科的基本知识和基础理论,形成支撑专业理论体系的坚实支柱。
(2)学科基础课程。专业基础类课程主要是让学生掌握给水排水工程技术领域内共同的理论、知识和技能,使学生能很快吸收专业主干课程要学习的内容,并且在整个土木工程范围内有广泛的适应性。
(3)公共基础课程。公共基础课程的设置主要从学生的素质教育及考虑主干课程的需要入手,通过公共基础课程的学习,使学生能打下坚实理论和技能基础,特别是对外语、计算机的要求,对计算机要求学生必须通过相应的计算机等级考试,在课程设计、毕业设计中,要求学生必须用计算机设计绘图。在外语方面,除了科技与专业英语外,还设置了双语教学“电工学”,这样就保证了学生在校期间英语的不间断学习。
(4)选修课程。选修课程开设的目的是强调学生的个性发展,尊重学生的独立自主性,让学生根据自己的实际情况进行选择,让学生在掌握本专业知识的同时可以拓宽自己的知识视野,确保学生在给水排水专业方向上具有一定的深度的同时也能熟悉其他专业的相关知识,适应社会对人才的需求。这具体体现在选修课程的设置上,我们将选修课程分为三个方向群,即建设法规、建设监理等课程可供将来准备从事监理工作的学生重点选修,环境监测、环境影响评价等课程可供将来从事环评工作的学生重点选修,而鉴于不少学生将来会从事与建筑工程相关的施工工作,我们为学生开设工程项目管理、建筑暖通电器等选修课程。这样可以让学生根据自己的兴趣与毕业后就业意向进行重点课程的选修,同时可以根据兴趣选修那些能够拓宽知识面的课程,通过几年的实践,这一举措得到学生的一致好评。
4.给水排水工程专业的教学模式
前面已经述及,给水排水工程专业在我校还是个新办专业,所以其教学模式还在摸索之中,目前给水排水工程专业仍然采用通用的教学模式,即前3.5学年以理论教学为主实践教学为辅,主要是公共基础课、学科主干课、学科基础课及选修课程的学习,使学生具备较为扎实的基础理论知识和必要的人文社会科学知识,提高学生的综合素质,为接下来的0.5学年的毕业设计打下基础。
第八学期专门作为毕业设计(论文)学期,使学生能够在这期间很好地运用所学的专业及专业基础知识进行毕业设计。毕业设计(论文)的选题或者毕业设计(论文)的地点可根据学生的就业情况而定,这样可使学生毕业后能够很快适应工作环境的需求。
5.开放式实验教学的设想
高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。社会对大学生的创新精神和解决实际问题的能力提出了更高的要求。实践环节教学改革引起了国内各高校重视,而实验教学是实践性环节的重要内容。为了提高实验教学的质量,培养学生独立解决问题的能力,本专业在实验教学环节采取了开放式实验教学的模式。
实验教学的宗旨是培养学生理论与实际相结合的操作技能,以及分析问题和解决问题的实践能力。以往的实验教学基本是以基本操作和验证性实验为主,而开放式实验增加思考性、设计性和综合性实验,为从事实验研究打下良好的基础。
实验教学开放的具体模式如下。
(1)实验形式。由学生根据实验设计操作过程,带着问题进入实验室,并准备试剂、仪器,同时完成实验内容。
(2)实验时间。开放式实验教学是为满足学生的实验兴趣,增加学生操作动手的能力,实验室可全天开放(但实验人数有限制),学生与实验室预约实验时间,由实验室教师统一调配实验时间。
(3)实验内容。学生自由选择必修课程的实验,自主实验,在规定的时间内完成所选定的实验题目。
开放式实验将给学生极大的自,促进学生完成自行设计实验,极大地增强学生学习的积极性。当然,实验室要开放,其前提条件是实验室要具备开放式实验教学的基础设施,包括实验药品、水质分析检测、水处理实验装置等。另外,实验室要开放,还必须以相关的专业基础课程为基础。在我校,根据实际情况,对于给排水专业的学生来说,距实验室开放还有很长的一段路要走。
6.结语
总之,水工业及其科学体系已经得到了公论,也得到了政府部门的认可,说明该专业的生存与发展具有了一定保障和良好环境。从发达国家的给水排水专业状况和发展看,该专业是一个稳定的专业;从我国国民经济发展趋势和可持续发展的战略要求看,给水排水专业将是一个具有良好发展机遇的专业,但结合我校的具体情况:专业建设晚、师资力量短缺、实验室建设均面临很重的学科建设任务。对此,我们必须有清醒的认识和紧迫感,否则,就可能在严峻的竞争形势下失去机遇,甚至被淘汰。
参考文献:
[1]中华人民共和国水利部.1999年中国水资源公报[J].新华文摘,2000,(12):146-147.
关键词:给水排水专业;工程实践能力;卓越工程师计划
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)01-0152-02
随着社会经济的快速发展,人们的生产生活方式也发生了很大变化,环境问题在这种背景下越来越突出,受到了社会大众及国家的高度重视。给水排水工程专业是以培养城市给水排水、水资源开发利用以及污水治理等方面的高级工程技术为目标的,从而满足社会对应用型、实践型工程技术人才的需求,不仅应使学生具备全面扎实的基础理论知识,同时还应具备较强的实践能力与专业技能。
一、给水排水工程专业实践教学概述
目前,给水排水工程专业在课程设置方面以培养具有扎实基础知识及实践应用能力的专业技术人才为目标,主要包括基础课程的设置以及实践环节的安排,其中基础理论课程主要有《城市与建筑给排水工程》、《市政污水处理》、《给水排水工程仪表与控制》以及《工业废水处理》等十余门课程,从而使学生全面掌握给水排水专业的基础理论知识及方法,提高学生的工程素养[1]。
同时,作为以培养实践型、应用型专业人才为目标的专业,课外实践教学的质量与水平直接影响着学生的综合素质及专业实践能力,是对理论基础知识的延伸与拓展,对其在实际应用中的具体体现。在实践教学环节中主要从实习与设计两方面对学生的工程实践能力进行加强,其中课外实习主要包括认识、生产、毕业、金工以及测量等实习内容。在专业设计中包括课程设计与毕业论文的撰写,课程设计的内容具体包括给水处理厂、排水管网、水泵站、污水处理厂等方面的课程设计。
实践教学不仅能够进一步巩固学生的基础理论知识,使其在工程实践教学中检验自身的知识体系是否完整以及知识掌握及应用情况,同时能够培养学生的工程思维,使其深入了解工程一线岗位的要求与实际需求,具有不可忽视的现实意义。经过大量实践教学经验表明,实践教学环节能够反映出学生对专业知识及技能的掌握情况,学生通过在实习过程中进行观察和总结,并结合自身知识形成实习报告,教师对其工程设计所使用的计算方法以及图纸绘制进行评价能够得到有效的反馈信息,并作为教学跟进和完善的依据,从而更好地培养学生的工程素养。
二、给水排水专业毕业生需要提高工程实践能力的迫切性
当前,在给水排水工程专业的实践教学中仍存在部分问题,如部分教师虽然理论知识教学能力较强,但在实践教学中存在工程实际经验不足,导致教学质量得不到保证的问题。实际中,施工管理、工艺设备讲解以及工程设计等部分的内容都要求教师具有深入了解的知识储备。同时,教师的实践教学能力也有待提高,对于实践性特点突出的专业,要求教师能够在课程设计及实习等方面指导和帮助学生。但是,由于目前各高校在吸收优秀师资力量时存在以学历、科研成果为标准的现象,使得教师的工程实践能力得不到保证,对实践教学的开展十分不利。
此外,生产实习是提高学生工程实践能力最直接、有效的措施,能够使学生对水处理相关工艺进行更加全面、深入地了解。然而,由于水处理工艺需要系统化的机械设备、控制措施以及检测仪表等内容的支持,这使得高校在开展生产实习教学的过程中受限,课程设置方面对水处理设备的教学内容也较为缺乏,较少组织学生去水处理行业相关的企业进行生产实习,十分不利于培养学生的工程实践能力[2]。
随着高等教育改革的不断推进,“卓越工程师计划”的提出为各高校给水排水工程专业提出了新的要求,应以培养具有创新精神、实践能力的高级技术人才为目标,这同时也是设计院、施工单位、安装公司、政府管理部门等用人单位对学生在工程实践经验方面提出的要求。因此,当前高校给水排水工程专业在培养学生工程实践能力方面亟需进行改革和提高,以实现培养应用型、创新性的高级专业工程人才的教学目标。
三、加强给水排水专业学生工程实践能力的对策
(一)理论课程教学中的提高
在教授给排水理论基础知识的过程中应从培养学生给水排水工程系统的思维模式的角度出发,引导学生结合实习实践经验对基础理论知识进行梳理和归纳总结,对给排水管道系统、建筑给排水工程、新兴技术和需求以及水资源保护利用工程设计等内容进行了解,从而建立并完善自身的给排水整体知识体系结构[3]。此外,教师还应引导学生积极关注水处理工程相关的法规、经济、建立、施工等方面的知识与政策,形成完整的城市水系统运营管理的思维模式,从而提高自己在工程实践应用中的问题解决能力,为今后走入岗位工作奠定基础。
(二)课程设计、毕业设计中使用新的规范、标准、手册、产品的样本
在课程设计中以给水排水专业的教学大纲为依据,并以工程设计规范要求为基础进行设计,如泵站课程设计、排水管网课程设计以及污水处理厂设计等,并以校企结合的形式进行。在毕业实习与设计中可以采用组织学生进行“边实习边设计”的方式,学生在确定毕业设计的方向与内容后,通过参与现场实际工程项目从而提高设计的合理性与科学性。同时,在教师与现场技术人员的指导下,由学生独立进行设计并完整任务,不仅能够巩固学生对基础理论知识的掌握,同时能够有效提高学生的问题解决能力与实践应用能力。
(三)增加生产实习的方法提高工程实践能力
因此,有条件的高校应积极与水处理生产及管理单位进行联系,建立实习基地,为学生创造参与生产实习的机会,使其能够对风机的种类、管道的相关知识、阀门的特征以及PLC的控制原理等内容进行全面了解,帮助学生积累实践经验。同时还需注意在选择实习单位时应主要其是否具有一定的代表性,是否能够为学生提供充足的生产实习时间,并且应要求实习单位为学生提供参与主要生产环节的机会,能够全面熟悉水处理工程的实际运行及管理工作[4]。
(四)聘请企业技术人员参与教学
通过聘请工程设计、施工及监理单位具有资深经验的技术人员参与给水排水工程设计与施工的教学环节中,能够帮助学生更加全面、深入地了解工程设计及施工方面的规范性、实践性知识,培养学生的工程素养。同时,校方还可以聘请污水厂、排水公司以及自来水厂等单位中对给排水设施具有丰富管理和运行经验的专家,对给排水工程的运行管理特征以及设备的工艺进行讲解,从而提高学生对实践教学的参与积极性。在聘请技术专家进行教学的过程中可以通过专题讲座、学术报告以及研讨活动等方式进行,拓宽学生的知识视野,为学生了解给排水工程实际创造机会。
(五)在卓越工程师计划中实施经验的积累
卓越工程师计划是针对当前给水排水专业实践教学中存在的问题提出的,旨在培养具有实践应用能力的高级技能人才,某高校给水排水专业在实施“卓越工程师计划”的过程中从培养方案及实践教学环节的设置两方面进行:
1.以培养学生的工程实践能力为核心制定人才培养方案,从课设试验、施工实习、课程设计以及毕业设计等七个方面对培养计划进行安排,以培养目标为导向选择给水排水工程设计、施工及管理等企业作为实践教学基地,同时聘请具有工程实践经验的专家、技术人员在实习基地为学生进行现场指导[5]。
2.要求学生的实践学习实践累计足够40周,并在实践学习过程中撰写专业论文以及课程设计,从而提高学生的工程实践能力。同时,通过在课堂教学中以校企合作的方式培养学生的研究能力与创新能力,以给水排水实际工程项目为学习内容,让学生参与到项目研究、设计与开展的实际过程中,从而结合自身的理论基础知识切实运用到工程项目中,培养其成为卓越工程师的潜质。
3.在卓越工程师培养方案中设置基础教学、实践教学以及其他实践教学环节,为培养学生的工程实践能力创设良好的教学环境,如在基础教学中设置金工实习、计算机训练以及水分析化学实验教学等;在实践教学中设置认知实习、生产实习、毕业设计与实习等;在其他实践教学环节中积极组织创新能力拓展项目以及科技文化活动等。
四、结束语
综上所述,给水排水专业是以培养具有工程实践能力的应用型、实践型专业人才为教学目标的,以期为广大企业输出高质量、高能力的人力资源。实践教学环节作为提高学生实践应用能力的重要环节,应引起广大教育工作者的重视,针对当前存在的问题进行深入研究,从而提出有效的对策,保证教学质量,从而实现给水排水工程专业的长足发展。
参考文献:
[1]路程,柴蓓蓓.给水排水专业《水工程经济》课的教学改革探讨[J].新西部(下旬刊),2015,(3).
[2]沈红心,隋铭皓,邓慧萍,等.基于卓越工程师教育培养计划的给水排水专业人才模式探索[J].教育教学论坛,2012,(34).
[3]于文波.浅谈高职院校给水排水专业施工课程教学改革[J].价值工程,2014,(18).
关键词 教学改革与实践 教学手段与方法 实践性教学
中图分类号:G424 文献标识码:A
Study on the Reformation and Practice of Pump and Pump Station Course
LU Qun
(Huazhong University of Science and Technology Wenhua College, Wuhan, Hubei 430074)
Abstract Pump and pump station is core curriculum of water supply and drainage engineering major. In order to improve the teaching quality, satisfy the demand of water supply and drainage engineering major under new situation, reformation of pump and pump station course is put forward. The practice of effect of these measures has being analyzed and summed up. The direction of deeper reformation is pointed out.
Key words teaching reform and practice; means and methods of teaching; practical teaching
随着我国社会经济的可持续发展,人民生活质量不断提高,给水排水工程专业也得以迅速发展。为了适应社会对于给水排水工程专业人才要求的变化,结合给水排水工程专业本科教育培养目标和培养方案的基本要求,重视专业基础理论教育,加强专业基础课课程建设,进行专业基础课课程教学改革与实践研究,既是大学培养合格专业人才的需要,也是给水排水工程专业发展的必然要求。①
泵与泵站课程是给水排水工程专业的一门专业基础课。其教学内容主要包括两部分:一部分是“泵”的教学部分,属于基础知识,理论性较强,知识点多,对“水力学”课程中基础知识要求较高,有一定难度;另一部分是“泵站”的教学部分,属于专业知识,培养学生对设计资料、设计规范的应用能力。通过本课程的学习,使学生了解给水排水工程中经常使用的泵的基本构造、工作原理和主要性能。重点掌握离心泵和轴流泵的应用性能以及给水泵站和排水泵站工艺设计的基本知识,并对水泵机组的运行维护、节能途径有一定的了解。②
近三年,我们对泵与泵站课程教学进行了一些改革与实践,取得了较好的效果。
1 教材和设计规范的合理选用
泵与泵站是给水排水工程专业的专业主干课程,与实际给水排水专业工程联系紧密,教材及设计规范中属于工程应用性的内容,应是当今在本学科中的工程实践中最具发展活力的,或者是已经成功地应用于实践之中的那些工程措施和工程方法。因此,在教材及设计规范的选用问题上,应与时俱进,合理选择。
1.1 教材的选用
泵与泵站(第五版)在前几版的基础上进行了修订,比如修订了一些单位不够统一的问题、增加了泵与泵站的设计实例等。但是对于二级泵站的设计,内容比较简单,有些问题不够具体,比如学生在进行设计时选泵要注意哪些问题、管道怎么设计和计算、需要查阅哪些设计资料等,希望再版时加以考虑。目前,在授课时,需要增加相关方面的知识,合理安排教学内容,提高教学效果。
1.2 设计规范的选用
《泵站设计规范》(GB50265-2010)已于2011年2月1日开始实施,原《泵站设计规范》(GB/T50265-97)同时废止。在现行设计规范中,将泵房挡水部位顶部安全超高(第6.1.3条)、泵房沿基础底面抗滑稳定安全系数的允许值(第6.3.5条)及泵房抗浮稳定安全系数的允许值(第6.3.7条)列为强制性条文,必须严格执行。并且对原设计规范进行了修订,比如:修改完善了设计流量、特征水位和特征扬程的确定方法;修改和增订了有关站址选择、总体布置的规定;修改和增订了引渠布置、出水管道形式等相关内容。③
另外,现行的《室外给水设计规范》(GB50013-2006)中第6章、《室外排水设计规范》(GB50014-2006)中第5章分别对给水泵站和排水泵站的设计进行了规范,内容完整、丰富。
在授课以及课程设计时,有必要将现行设计规范中的相关内容融入其中,增强学生在泵与泵站设计方面合理选用、准确查阅、正确应用相关设计规范,解决实际问题的实践能力。
2 多种教学方法的综合应用
课堂教学改革是泵与泵站课程教学改革的重点,在进行课堂教学时,教师应能有效地设计与运用多种教学方法和手段,提高教学质量与效果。
2.1 多媒体教学的合理运用
目前,随着各高校教学条件的改善,多媒体教学已经成为课堂教学的主要手段。多媒体教学为老师节省了大量的板书时间,课堂节奏快,教学内容丰富,信息量较大。实践证明,多媒体辅助教学手段的应用,在泵与泵站教学中发挥着积极作用。但是,我们也不能过分依赖多媒体教学手段,应尽量避免产生“填鸭式”教学现象和信息量过大、节奏过快、学生思维速度跟不上、知识消化不良等多媒体教学中常见的弊病,这样反而不利于教学质量的提高。
2.2 教学方法适当结合
教学过程中,我们可以适当地将一些教学方法和手段相结合,促进教学质量的提高。在进行本课程重点内容,如离心泵的基本方程式、离心泵的特性曲线等的教学时,可以采取多媒体与板书相结合的形式,板书教学方式速度相对较慢,学生可以跟上老师的思路,逐步理解、逐步接受相关的知识,与单独采用多媒体教学形式相比,学习效果要好很多。从实践效果来看,2008级、2009级学生掌握和运用相关方面知识的能力明显强于往届学生。
在讲解图解法求离心泵装置的工况点、离心泵并联工作的图解法时,可以适当采用一些动画方式展现作图的过程,既形象生动,又能吸引学生的注意力,效果良好。在讲解离心泵的主要零件时,学生很难弄清离心泵内部结构的顺序,我们可以利用3DMAX技术为水泵的每一个零件建立一个完整的模型,几个零件从里到外逐次组装,这样学生就能很清晰地掌握离心泵的主要零件以及各零件之间的位置关系。
2.3 加强师生互动
在教学过程中,要加强师生之间的互动交流,避免学生完全被动接受现象的产生,可以通过设问、提问等方式激发学生的思维,集中学生的注意力,改善教学效果。
3 加强实验、实习、课程设计等实践性教学环节
3.1 重视实验、实习教学环节
实验教学是课程教学的重要组成部分,目的是培养学生的观察分析能力、实际动手能力和数据的采集处理能力。本课程安排的实验是离心泵特性曲线的测定,学生亲自动手实验,对泵的扬程、流量、功率等数据进行采集并处理,绘制离心泵的Q—H、Q—N和Q—特性曲线,并进行对比、分析,得出实验结论。通过实验,提高了学生的动手能力,对离心泵的特性曲线有了更深的理解。
实习环节在本课程的教学过程中也是不可或缺的。每年,我们都会组织学生对武汉的一些取水泵站、送水泵站、污水泵站、雨水泵站、建筑给排水中的泵房等进行参观实习,组织现场教学。通过实习,学生对泵的基本构造、泵站(房)的基本结构与布置、泵的运行情况等有了一定的感性认识,积累了基本的工程实践经验,对学生以后进行课程设计和毕业设计帮助很大。
3.2 强化课程设计
按照本课程培养方案的要求,在课堂教学结束后,进行一周的课程设计,要求学生掌握给水泵站和排水泵站的工艺设计方法。经过几年的实践,笔者认为应从三个方面加以强化:一、选题接近工程实际,最好是直接选用设计单位的设计项目,与实际工程项目接轨,有利于学生实践能力的提高;二、强化设计过程,要求学生在设计过程中能熟练查阅相关设计规范,如《泵站设计规范》(GB50265-2010)、《室外给水设计规范》(GB50013-2006)、《室外排水设计规范》(GB50014-2006)等,并能将相应条款应用到课程设计中,学生运用设计规范解决设计问题的能力明显提高;三、规范设计计算书和设计图,这样有助于学生提高设计计算水平和CAD绘图能力,养成良好的设计习惯。
4 改革考试方法
传统的考试存在一定的局限性,往往因为其标准化、模式化,造成其偏重于对知识记忆的考核,而忽视了对学生能力和综合素质的考察与培养。改变原来的考核形式——期末考试,通过增加新的考核内容如平时成绩、实验、论文撰写及期末考试等形式,综合评估最后的期末总成绩。④另外,还要充分发挥考试的导向作用,在考试内容上抛开那些偏重记忆的内容,增加对学生所学知识综合运用能力的考核。这样在学习的过程中,学生就会积极主动地思考和学习,有针对性地培养和提高自己解决问题和分析问题的能力。经过两年的实践,学生分析和解决问题的能力明显提高。
5 其它
泵与泵站教学工作中,要用到很多“水力学”中的理论知识,比如伯努利方程在第二章第五节离心泵装置的总扬程中的应用,有些同学基本理论掌握不牢,甚至连基本的方程式都不能完成,难以保证泵与泵站课程教学效果。因此,应加强“水力学”教学,并注意和泵与泵站知识点的衔接,为取得本课程良好教学效果打下坚实基础。
教师在进行教学工作的同时,还应与一些兄弟院校的老师和学生、相关专业单位的工程师进行适当的交流,扩大知识面,不断提高自身综合素质和业务水平,做到能够合理进行本课程教学程序的组织和安排,综合应用各种教学手段与方法等。
6 结语
为了进一步提高泵与泵站课程的教学质量,满足给水排水工程专业本科教育培养目标和培养方案的基本要求,需要从多方面进行改革。应合理选用教材和设计规范,注重基础课程“水力学”的教学效果,并加强与本课程的衔接,不断提高教师自身综合素质和业务水平,综合应用多种教学方法,重视实践性教学环节,改革考试方法等,注重教学质量提高和学生综合能力的培养,不断探索与实践,促进给水排水工程专业的发展。
注释
① 曾晓岚.泵与泵站课程教学改革初探[J].高等建筑教育,2007(3):85-88.
② 全国高等学校土建类专业本科教育培养目标和培养方案及主干课程教学基本要求——给水排水工程专业[M].北京:中国建筑工业出版社,2004:1.
关键词:层进式;教学模式;水质工程学;实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)14-0125-02
在科学技术迅速发展的时代,工科高等教育应适应现代科学技术的发展。目前,国内外很多高校的教育模式各有不同,但对学生的创新能力、自主学习能力、实践能力方面的培养有很多共识之处。为培养出具有创新能力、自主创新能力、实践能力的技术人才,实现新时代大学培养目标,改革教学中的传统教学方法是提高专业课程教学质量的关键。水质工程学在排水工程专业中是一门主要的学科,在教学中占有重要地位。为了体现水处理理论的实用性和整体性,有关积水排水专业的专家建议高校对原《给水工程》和《排水工程》课程体系进行改革,建议开设《水质工程学》课程。
一、水质工程学课程概述
水质工程学是给水排水工程专业的主干课程,是各高校相关专业学习的重点内容。该课程以化学、生物、物理等课程内容为基础,在研究给水和废水处理的工程技术和工艺方面使用工程的方法,是一门涉及面广、实践性和理论性很强的综合性课程。因此,我们要在不断地摸索、实践中提高有关水质工程学的教学质量
二、水质工程学教学现状
1.教学内容以所选教材为主,内容较单一。水质工程学的教学内容以所选教材为主。教材对基本理论、基本概念、基本方法的讲解比较有条理、系统,理论性比较强,但是由于理论性强,比较抽象,使学生很难理解。当然,只是通过教材内容,不利于体现课程的综合性,使学生对实际工程的了解受到影响。
2.课程之间的联系不够紧密。为促使学生对基本理论、基本概念的深刻理解及对知识结构的掌握,许多高校还开设了给水排水工程专业实验课程。实验课程由验证性实验和演示性实验组成。对于理论教学来讲,实验教学的时间比较长而且相对滞后,实验老师对学生理论知识掌握的情况不了解,往往会出现对学生已经掌握的理论知识点,实验课程上又再次讲解,学生没有掌握的知识点,实验课程上又没有讲解的情况。导致实验教学没有发挥对理论教学补充的作用,既浪费了实验老师和学生的时间和学校的资源,又没有实现实验教学的应有的作用,造成资源、人力、时间的极大浪费。
3.未充分利用实习中搜集的关于水质工程学的资料。为进一步加深学生对教材内容的理解和掌握,以便在课程设计、毕业设计及以后的工作中打下坚实的基础,实习可以说是一个重要的教学手段。学校在大三上半年为给水排水工程专业的学生安排了大约1周的实习时期,暑假又安排了2周的实习。在实习过程中,学生在听技术人员介绍实习内容时,可以用仪器记录下见到的构筑物及设备,由于学生在还没有学完理论知识的情况下进行学习,所以很难将理论知识和实习中遇到的情况联系在一起,达不到实习教学的预期效果。同时,学生实习中拍摄资料仅仅为撰写实习报告所用,势必造成实习参观内容及拍摄资料的浪费。
三、“层进式”教学模式在水质工程学课程中的实践
1.“层进式”教学模式设计。“层进式”教学模式分过四个步骤:(1)由教师结合教材讲解教学内容。学生通过这个过程的学习并不能对所学的知识全面理解、消化、吸收,在短时间内只能有个粗略的认识。(2)教师根据教学内容的需要带领学生到给水排水工程专业实验室结合水处理构筑物实物模型,再次有针对性地讲解通过课堂讲授学生难以理解的知识点。帮助学生对教材中的基本概念、原理、水处理构筑物结构形式特点及工作过程、设计参数等知识点进一步消化、吸收。(3)由学生整理实习过程中拍摄的水厂照片资料及在网上收集的资料,根据所学内容,制作幻灯片讲解。学生通过收集整理资料,制作幻灯片,使所学的知识点通过自主学习的过程进一步深化。学生最后对制作的幻灯片进行专业表述的过程,就是学生对课程内容进一步深化的过程。学生在讲解幻灯片的过程中,不仅能反映出学生所学知识点上的欠缺,还可以变相地反映出教师的教学效果及课堂教学中存在的问题等。(4)由教师根据学生制作的幻灯片及在讲解过程中存在的问题及不足,以和学生讨论的形式讲解,从而弥补课堂教学中存在的缺陷和不足,给学生及时扫平学习过程中的障碍,提高学生的学习效果及兴趣。
2.“层进式”教学模式的特点。(1)“层进式”教学模式使课程教学内容更丰富。“层进式”教学模式使教学内容以单一的所选教材为主,扩充为以所选教材为基础、以实践内容为补充、以网络资源为拓展的结合水处理学科发展要求的教学内容,即:教材内容――实践教学中的水处理内容――学科前沿的水处理动态的层进形式。“层进式”教学模式是教学内容从抽象难懂的基本理论到学科前沿的层进,不仅体现水处理技术迅速发展,而且突显出了课程的综合性,使课堂教学内容不断更新。(2)“层进式”教学模式使理论教学与实践教学紧密结合,突出课程的工程性。《水质工程学》中基本概念多,水处理方法基本原理抽象,理论性强,水处理构筑物结构复杂、工作过程烦琐,较扎实地掌握水处理的基本概念、基本理论、基本方法是熟练运用处理方法解决水处理问题的前提。过去,教师仅仅想通过查阅大量的书籍,找寻便于学生理解的教学方法,收效甚微。又试图通过实习、实验等实践教学深化课堂理论知识了理解,结果也与预期相差甚远。而“层进式”教学模式巧妙地将理论教学与实践教学紧密结合,以理论教学为基础,充分发挥了实践教学对理论教学的有益补充作用。同时,在课堂教学中通过添加实践教学“元素”突出课程的工程性,增强了课程与课程的相关性。(3)“层进式”教学模式增强学生的自主学习能力、创造能力。“层进式”教学模式的实施,需要学生在实习实践中拍摄构筑物及设备,在课余时间结合所学专业借助网络了解学科发展动态,收集水处理的最新处理方法、处理工艺、处理设备等。根据课堂上所学的知识,与同组同学讨论、整理相关资料,制作成幻灯片,最后在课堂中进行讲解的过程使学生的自主学习能力得到淋漓尽致地发挥。同时,也增强了学生学习的主人翁意识,大大提高了学生的学习兴趣,最终增强了学生对知识的求知欲,使学生的创造能力大大提高。
四、“层进式”教学模式实施效果
1.促进学生综合能力提高。“层进式”教学模式实施3年中,参与实施计划的学生人数180人。学生的学习积极性明显增强,语言表达能力、团队合作能力、动手能力显著提高。学生参加的以《水质工程学》教学内容为基础的各种科研课外活动明显增加。改革实施过程中给水排水工程专业的学生参加实践活动17项,获得优秀团队称号4次,学生个人获奖9人次,以学生为第一作者发表文章5篇,学生获得国家授权的专利1项,学生获得中华环保基金会TOTO水基金2012年节水专利资助活动资助1项,学生制作水处理专业模型2个。在“层进式”教学模式实施过程中参与学生达144人次,占学生总数的80%。
2.促进教师综合能力增强。“层进式”教学模式的顺利实施,就需要授课教师有扎实的理论知识,同时还要有丰富的工程实践能力,以及较强的科研能力。这就推动了教师自我能力提高的过程。课题组教师在“层进式”教学模式实施3年中,获得国家授权的多项专利和课题。课题组教师获得石河子大学教学类奖项4人次。课题组发表教学法论文8篇。课题组教师获得石河子大学青年骨干教师资助计划项目3人,受聘为石河子大学水利建筑工程学院“水蓝社团”指导教师3人。出国深造攻读博士研究生教师1人,攻读国内博士研究生1人。
3.推动课程体系建设。在“层进式”教学模式实施过程中,课题组教师以学生为本,通过整合课程内容,强化理论与工程实践相结合,开展课堂师生互动教学,逐步建立科学合理的课程体系,推动专业课程的建设。通过课题组教师的共同努力,《水质工程学》获2012年度校级二类课程。
五、总结
水质工程学课程教学需要不断地摸索和完善。通过“层进式”教学模式的实践,整合课程内容,逐步建立科学合理的课程内容体系,对提高教学质量具有现实意义。同时,通过“层进式”教学模式的实践,激发学生的学习热情和兴趣,发挥学生的主观能动性,对培养具有扎实的理论知识又具有宽泛知识面的社会需要的工程技术人才具有重要意义。
参考文献:
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关键字:建筑工程 ; 给排水;施工质量
Abstract: This article analyzes the problems in the drainage and the construction process, strengthens the importance of construction quality control and to strengthen the management of construction quality content and measures several aspects.Key words: construction work; water supply and drainage; construction quality
中图分类号: TU7 文献标识码:A 文章编号:
对建筑给排水工程施工安全和质量进行控制管理,不仅和人们的生活、工作息息相关,而且还直接影响到水资源的合理运用。因此,加强对给排水施工质量的监管,对于保证人们正常生活、提高水资源的利用效率至关重要。但是,目前我国的给排水施工过程中依然存在不少问题,这值得注意。
一 给排水施工过程中存在的问题
(一)给排水施工过程中存在的质量问题
1 施工工艺粗糙
建筑给排水的施工和人们的生活息息相关,所以说,施工的质量要有保证,但是在目前的施工过程中依然存在施工工艺粗糙的现象,如设备安装的尺寸不精确而造成的噪音过大、水管连接处不吻合造成的漏水现象、施工材料不符合质量标准而造成使用时出现故障等;在建筑设计方面,设计人员对管道的设计安装缺乏精确的计算,使实际安装的过程中出现接口不吻合的现象,这些施工过程中的粗糙工艺,对施工质量存在严重的威胁。
2 施工人员技术水平低
给排水工程的施工是一项技术活,要求施工人员一定要具备较高的技术水平,然而在目前的情况下,有些施工人员没有达到要求的技术水平,导致在施工的过程中因为技术水平低而造成许多质量问题。如有些施工人员没有施工经验,设置有些人连施工图纸都看不透,这直接影响了给排水施工的质量。
3施工程序不严格
建筑给排水的施工程序一定要严格,规范,否则将会影响施工的质量。由于管道的安装与其他的建筑施工相同,都有其内在的规律性,同样要求施工过程中要严格的按照程序进行,防止随意性而造成质量问题。然而,依然存在施工程序不严格的现象,如管道的安装人员,有时忽略安装的顺序,就会使管道无法进入预定的位置,造成施工进程的延误。
(二)给排水施工过程中存在的管理问题
1 缺乏检查工作
给排水施工过程中,为了保证施工的质量,一定要有专门的管理人员对施工进程中的每个环节进行严密的监督检查工作,以确保施工环节不出任何差错。但是,现在有些管理者在施工期间很少到现场进行监督检查,同时安全管理机构也不能正常的开展安全检查管理工作,使很多措施都不能正常运行,致使很多违规工程的出现,带来严重的损失。
2 施工单位施工不严谨
管理者由于对施工单位没能进行很好的监管工作,使施工单位在施工的过程中错误百出,造成严重的质量问题。如施工单位在挖掘管沟断路的时候,没有提前上报给承包单位,而是私自进行开挖,这就使单位的技术人员不能够根据施工道路的具体地形条件进行设计工作,同时承包单位在进行时间安排时也不能达到一致,导致不能够按照期限完成施工任务。
二 加强给排水质量管理的重要性
给排水施工工程是确保居民用水安全的重要工程之一,同时也是提高水资源利用率的重要保证。
(一)确保工程质量
工程质量是整个工程的重要部分。加强对于给排水施工质量的管理,能够使施工者按照图纸进行施工,不会随意增加或者删除施工项目,从而确保整个工程的安全进行,达到工程开工前所要求的标准。
(二)保证用水安全,提高水资源利用率
对于施工质量的管理,能够确保施工者选取安全的材料,不会偷工减料,以次充好,在每次施工前,都会做好施工试验,施工之后,也会对管道进行清理,会造成阻塞现象,这样就保证了用水安全,也提高了水的利用率。
(三)提升施工者的技术水平
加强对施工安全的管理,能够有效的督促施工者努力提高自己的业务水平,保证在施工中不犯错误,遭到惩罚。
三 加强给排水质量管理的内容
(一)确保管道的质量
1 管道的安装是整个给排水施工过程中的重点,所以要确保管道的质量,使安装过程中管道能够符合给水、排水的施工标准,管道的质量也要符合统一的标准,确保实施工程到位。
2 管道的安装实验压力以及介质要按照图纸进行,施工图纸不能在施工的过程中随意改动,影响施工的质量,管理部门要严格监督。管道的支吊架安装也要按照图纸的设计以及施工的具体要求进行,确保安装的顺利。
3 在安装排水管和雨水管的时候,要进行灌水实验,以确保排水顺畅,不会造成堵塞的现象出现。
(二)确保室内管道安装顺利
1 在施工的过程中,对于隐蔽管道和给水、消防系统的水压试验结果要符合设计要求和施工规范,同时办理验收手续,以确保安全性,防止隐患的发生。
2对于管道以及管道支座,严禁铺设在没有经过处理的松土上,否则会由于地势的高低起伏而造成设备的安装高低不一,从而引起断裂、损毁等安全事故的发生。
3给水系统的全部工程完成后,要进行吹洗,保证管道清洁,确保没有任何安全隐患的存在的情况下再投入使用,保证使用水的安全。
(三)确保对配件安装质量的管理
1 自动喷洒装置和水幕消防装置的安装应该在管道系统完成试压以及冲洗之后进行,以防止堵塞,不能投入使用,影响施工进程和施工的质量。
2 管道配件对于整个管道安装过程也起到至关重要的作用,因此要选取那些质量好的进行安装,以免出现质量问题,影响整个施工环节。例如自动喷洒和水幕消防装置的喷头、方向和位置必须要符合设计的要求和施工的标准,不准随意更改。
四 加强给排水工程质量管理的措施
(一)加强对施工过程的管理
1在施工之前,工程的管理者要首先明确施工的质量要求,确保每个施工人员都能过做到,同时保证每个施工人员的技术水平。
2给排水施工的质量是在每一个环节中体现出来的,而不是靠检验和评定出来的。因此,为了保证施工的质量,要求管理人员对每个环节都要进行严密的监督与管理,保证工程不出现任何质量问题。特别对于施工的材料,管理者要进行严格的监督,防止质量差的材料进入到施工过程中,影响整个工程的质量。
3 在施工过程中,管理者要进行严格的监督,对于施工不合格的行为要及时制止,同时保证每项管理制度都能够得到实施。由于环境因素同样会对施工造成影响,所以管理者要加强对安全生产和文明施工的监管力度。
(二)建立健全的管理制度
建立健全的管理制度,并确保这些制度能够得到实施。严格的管理制度能够给施工者施加压力,使他们不敢随意做出一些对工程质量有损害的事情。比如不敢将质量差的施工材料混进施工过程中,这样,就能够保证工程的质量。
(三)加强培训,提高施工者的技术水平
施工者的技术水平是保证施工质量的关键因素。技术水平高的施工者能够应对多种情况,相反技术水平低下的施工者往往看不懂图纸,造成凭借自己意志施工的局面,这样会严重影响工程的质量,所以,加强对施工者的技术培训,势在必行。
(四)确保管理者积极开展监督工作
每个环节的工程质量是整个工程项目的质量基础,是确保工程项目质量的前提,为了保证工程质量,管理者要积极开展监督工作,并且严格按照《建筑安装工程质量检验评定统一标准》中的规定进行监督,对工程质量进行评定。此外,对于新材料、新工艺的使用评定要保持慎重态度,对增加工程造价或者不成熟的技术,不能使用到工程中去,要进行样的审核。
结束语:给排水的施工在整个建筑施工过程中,起着十分重要的作用,它能够确保居民用水的安全,提高水资源的利用率,但是,目前情况下,由于给排水工程中存在许多问题,水资源出现浪费的现象很严重。为了提高给排水工程的质量,加强对给排水工程施工质量的控制与监管十分重要,以确保工程质量,保证用水安全。
参考文献:
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于学明 姜声宇 建筑给排水工程质量及安全之我见 中国论文下载中心,2010
文章介绍了给水排水仪表与控制课程教学改革背景,指出了目前教学体制存在的问题,提出了地方高校给水排水仪表与控制课程“1+2+3” 教学模式,即1条主线(工程应用型人才培养)、2个重心(理论教学、实践教学)、3种能力(工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力) 并举的教学新模式。
关键词:地方高校;给水排水仪表与控制;工程应用型人才;教学研究
中图分类号:G6420;TU96+1 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2016)06011405
一、给水排水仪表与控制课程教学改革背景
1996年,“水工业的学科体系建设研究”列入国家“九五”科技攻关计划,开始了给水排水工程专业教学改革进程;1997年,高等学校给水排水工程学科专业指导委员会(以下简称专指委)西安扩大会议上明确了教学改革方向:适应水资源短缺、水污染等的挑战,专业内涵和外延方面需进一步拓展;1998年,专指委宁波扩大会议上提出教学改革重点:调整拓宽专业教育内涵、更好地为行业发展服务;1999年,专指委武汉扩大会议上制定了新的《给水排水工程专业人才培养方案》,该方案贯穿了以水质为核心的主导思想,专业内涵有了进一步发展,体现了社会和科技发展对该专业的新需求[1-2]。在优化教学内容基础上,对水质工程、水资源、管道系统、建筑给水排水等主干课程进行了整合与充实,建立了以10门主干课为核心的新课程体系,给水排水仪表与控制课程为其中之一,《高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范》将给水排水仪表与控制课程列入16门推荐课程[3]。
为了更好地反映水的社会循环整体概念,以及科学与工程融合的专业发展特点,经教育部批准,在2012年高等教育本科专业目录中,“给水排水工程专业”正式更名为“给排水科学与工程专业”。据教育部统计,截至目前,全国有159个办学点开设给排水科学与工程专业,毕业生8 561人,在校生40 000人。随着专业改革进程的日益加快,相应地对给水排水科学与工程专业高等教育提出了更高的要求[1-2]。
地方高校作为高等教育的重要组成部分,要为地方和区域的经济发展作贡献,为地方针对性的提供应用型人才。在当前形势下,地方院校如何培养适应社会需求和企业需要、具有时代特色的应用型人才,是值得我们探讨和研究的理论与实践相结合的问题[4]。应用型人才可分为三类:工程应用型人才、技术应用型人才和技能应用型人才[5]。随着地方经济快速发展和人民生活水平的提高,给排水行业内涵发生了很大变化,行业的服务对象从城市基础设施建设,扩大到水社会循环的整个过程和各个环节;行业的任务从主要解决城市和工业用水的供给和排放,即以满足“量”的需求为主,转变为以改善水质为中心、水量与水质问题并重,满足实现水的良性社会循环的目标[2]。相应地,对给排水科学与工程专业人才质量上的要求也在发展变化:对给水排水行业人才知识结构和素质的要求越来越高,需要在水的开采、加工、输送、再生回用和可持续利用等方面,具有由以下各部分组成的专业知识结构,即水处理工艺、水资源与管网、水工业经济、有关的工程知识和机电、仪器仪表、计算机与自动控制等方面高新技术知识,社会对工程应用型人才的需求也越发迫切。
给水排水仪表与控制课程涉及给水排水、仪器仪表和自动控制等3个学科的内容,以仪器仪表和自动控制技术在现代化供排水工程中的应用为教学主体目标,该课程是给排水科学与工程专业主干课程,也是为地方培养给排水行业应用型人才的重要教育环节。在上述背景下,适应社会发展推进教学改革势在必行。
二、给水排水仪表与控制课程现有教学体制存在的主要问题
(一)专业课程体系设置不合理,课程整体性和延续性不足
专业课程体系设置不合理,表现在:一是部分教学内容在不同课程中简单重复。例如水泵的变频调速控制,在泵与泵站、水工艺设备基础课程中也有涉及。二是相关专业课程的衔接不当。如给水排水仪表与控制课程教学需要泵与泵站、水质工程学等课程的理论基础,但部分高校将这些课程与给水排水仪表与控制课程同步开设,甚至后期开设[6]。由于没有相关专业理论知识基础,学生对该课程内容难以消化和吸收,也给教师授课带来难度,极大地影响了教学效果。上述现象造成给水排水仪表与控制知识体系缺乏整体性和延续性。因此,做好相关专业课程体系的整体设计和教学内容的合理衔接也迫在眉睫。
(二)课程教学内容相对陈旧和单一
在高等教育大众化阶段,应用型人才培养具有十分明显的多样性、动态性和复合性特征,应侧重技术创新[7]。地方高校给水排水仪表与控制课程应及时跟踪地方水工程中新型仪表与设备、水厂现代化自动控制系统的发展,并将其融入教学内容。但是,目前大部分高校教师基本依照教材讲授,教学内容更新速度明显滞后,知识相对陈旧[6]。
近年来,随着水污染的加剧与水质突发事件的频发,水源水质预警、管网水质监控、遥感监测技术等方面的研究与应用日益广泛。但因教学软硬件配置不足,教学内容无法实现与时俱进。
此外,部分教师在学时分配上欠合理、教学内容单一,不能根据课程特点注重学科交叉内容的讲解。如给排水科学与工程专业毕业的任课教师在水处理工艺、泵站和管网调度等内容上安排了过多学时,与其他专业课程内容重复过多;自动控制专业毕业的任课教师则着重讲解自动控制理论,且不注意把握深度,学生难以理解且不能抓住重点。
(三)忽略实践教学环节,学生工程实践教育不足
应用型人才培养目标应侧重能够在社会生产、管理和服务的第一线解决实际问题[8],实践教学是实现该目标的重要途径。很多地方高校依然沿袭传统的人才培养模式,即以理论教育为主线,重理论轻实践。主要表现在学时少、重知识传授而轻能力开发、与理论教学脱节等,如教学中忽略相关仪器仪表和自动控制知识的介绍等;学生在给水排水仪表与控制方面的工程实践教育和能力培养被边缘化,出现工程意识和实践能力薄弱、创新精神不足、职业意识淡薄等问题。
三、地方高校给水排水仪表与控制课程“1+2+3”教学模式
较强的实际工程能力是工程应用型人才的重要基本特征[9]。因此,笔者根据地方对给排水行业人才的需求、学校办学目标和生源特点,以社会需求为导向,以实际工程为背景,以强化工程能力为重点,注重创新教育和工程教育,提出了1条主线(工程应用型人才培养)、2个重心(理论和实践)、3种能力(工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力)培养并举的“1+2+3”教学新模式。
(一)理论教学新模式
给水排水仪表与控制属于交叉学科,课程教学和学习难度大。对于地方高校而言,革新教学内容、手段和方法,打破照本宣科的教学模式是提高课堂教学质量、培养工程应用型人才的关键。
1.与相关专业课程教学安排的协调
给水排水仪表与控制课程教学内容主要包括给排水自动化仪表与设备、离心泵调节、污水提升泵站自动控制、水处理工艺自动控制等,需要与水质工程学、泵与泵站、给排水管道工程等专业课程衔接,因此,教学时间应安排在上述课程之后。教学大纲的制定应与上述课程统筹规划,避免内容简单重叠。同时应注重与工程实践的高度契合,以自动控制技术在给排水行业应用为导向和原则,重点在于让学生了解、掌握给排水行业仪表设备、水处理自动控制系统的原理与应用,并可自行完成水处理自动控制方式的初步设计。
2. 加强校企合作,提高教师职业素养
校企合作是实施产学合作教育的前提[10],对于以工程应用型人才为培养目标的地方高校尤为重要。通过校企合作,教师可及时把握地方给排水行业领域研究与实践发展前沿,把相关内容引入课堂,实现理论教学革新与工程实践发展的对接。如与供排水公司、设计院等企业的工程师不定期地进行交流沟通,就给排水行业发展、实际工程中遇到的问题进行研讨,弥补学校教师自身工程实践的欠缺,提高自身职业素养。
3. 将素质教育与创新教育相结合,革新教学内容
创新教育是素质教育的核心。素质教育是创新精神和创新能力的基础,创新精神和创新能力是素质教育的集中体现。当前在全面提高学生素质的基础上特别要注意培养学生的创新意识、创新精神和创新能力,这是决定教育成败的关键[11]。在教学内容安排上,要以技术进步需求为牵引,注重素质教育与创新教育的结合,突出系统性、科学性和前瞻性。如根据目前水质越发复杂,传统自动控制系统功能单一的情况,给出水处理影响因素不唯一的案例,引导学生自行设计多干扰因素的智能环控制方式,并配置水泵、在线监测仪表等附属设备,将课程中涉及的自动控制、仪表与设备、工艺和监控系统的知识融于一体,提高学生理论知识的综合运用能力,开发其创造性思维。此外,在保持教学内容相对稳定的基础上,注意推陈出新。如:一方面,将国内外给排水行业高新技术融入教学内容。如在“给水排水自动化常用仪表与设备”章节,补充市场上新型产品介绍;混凝单元增加现代化水厂应用较多的流动电流复合环控制技术;污水处理自动控制工艺补充利用ORP、DO和PH在线实时控制脱氮除磷内容;沉淀和过滤单元增加新兴的经济适用技术,如利用原水浊度与水温分别实时控制沉淀池排泥和滤池反冲洗。另一方面,指导学生通过网络教学平台和文献检索,课外拓展阅读与理论课内容相关的最新工程开发应用成果,并在课堂上就其中的问题组织学生讨论,为学生答疑解惑。
4.“教”与“学”的有机结合
一是引进优质教学资源,创新授课方式。传统多媒体教学造成任课教师过于依赖PPT,照屏宣课,师生之间缺少交流,授课方式呆板单一。近年来,广州大学开展“创新强校工程”,加大了学科建设投入,笔者申请购置了与课程相关的现代化教学设备和CAI软件,在课堂上增加了水工程中典型仪表结构和操作演示,以及自动控制工艺的仿真教学展示。教学内容由平面到立体,由静止到运动,难以表达、极为抽象的内容得以清晰呈现,增强了课堂教学的直观性和生动性,活跃了课堂气氛,提高了学生的学习热情。在该过程中笔者实行以问题为主线的教学,如请学生指出工艺中的传感器、控制器和执行设备,说明自动控制方式等,在提高学生学习能动性的同时,实现了课程前后内容的有机结合。
笔者还及时跟踪国内外行业发展动态,通过检索、调研和实习机会,采集、录制国内外相关工程实例视频并融入理论讲解,为学生参与工程实践奠定理论基础。
二是变换教学主体,引导学生自主创新学习。笔者提取学生课外科技活动或是课外拓展阅读中有价值的研究成果,融入教学内容。同时变换教学主体[9],由学生主讲,将“教”与“学”有机融为一体。
5. 构建网络教学平台
网络教学平台是引导学生自主学习的重要支撑。在广州大学教育教学研究重点项目的支持下,笔者整合教学资源,拟搭建给水排水仪表与控制网络教学平台。该平台分为四大模块:教学资源、在线测试、师生互动和知识广角。在教学资源模块,学生可以随时下载学习资源,如教学大纲、教学视频、课程PPT、水工艺自动控制实例视频等;在线测试模块,建立了涵盖整个教学内容的试题库(附标准答案),有选择题、填空题、问答题和判断题等多种题型,学生可以在线测试并进行自我评分;师生互动模块可实现网络答疑、网上提交和批改作业;知识广角模块包含国内外给排水行业相关新闻、工程实例的介绍等,用于拓展学生视野。该平台与课堂教学相辅相成,构建以学生为中心、多媒体教学与网络自主学习相结合的学习环境和体系。
6. 优化考核方式
传统教学普遍以考试为主要考核方式,平时成绩多根据学生的出勤和作业情况评定。其缺点是不能全面反映学生的学习效果和能力。对此,笔者改革考核方式,通过闭卷考试、研究论文、设计性作业、课外科技活动参与情况等多侧面全方位考核,推动学习的开放性。
(二)多元化实践教学新模式
实践教学是培养学生综合运用知识、技术和现代工具创造性解决实际问题的重要环节。学生既要动手,更要动脑,解决工程问题的能力是工程应用型人才的重要标志。广州大学给排水科学与工程专业实践教学包括实验、实习、设计和实训4个环节。笔者以工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力培养为核心,充分利用各个实践环节的教学机会,结合本科生课外科技活动,与理论教学并举,多层次、多方位、循序渐进地渗透课堂教学内容,实施“课内课外、校内校外、产学研一体化”的多元化实践教学,让学生学以致用,适应地方经济和社会的行业发展。
1.实验
给排水科学与工程专业与给水排水仪表与控制课程相关的实验课程有水分析化学、水处理实验技术。笔者在教学中,对课堂教学涉及的、给排水工程应用广泛的仪表,如浊度计、PH计和DO仪,对照构造,在操作演示之前增加了仪器原理讲解,强化学生对理论教学内容的理解与掌握。另外,对目前污水厂应用较多的SBR、UNITANK等水处理自动控制工艺,通过教师讲解与学生动手演练,让学生充分了解工艺原理与控制过程。将以课堂教学为主、模拟实验教学为辅的学校教育与以生产实践能力培养为主的生产教学紧密结合,培养具备丰富专业知识、创新能力和专业技能的工程应用型人才,也为下一步实习奠定基础。
2.实习
给排水科学与工程专业的实习教学包括认识实习、生产实习和毕业实习。笔者根据理论教学安排和相应的学生认知度进行实习讲解。认识实习时,因学生还未学习专业课,笔者仅向学生介绍工艺配置的仪表名称和用途,熟悉自动控制工艺的基本流程,让学生有初步的感性认识。生产实习时,学生已修完泵与泵站、水质工程学等课程,但还未学习给水排水仪表与控制知识。笔者重点介绍不同仪表,如DO仪的类型和主要功能,工艺的自动控制与人工控制的区别、如何实现自动控制等。毕业实习中,介绍课堂曾经讲授过的变频调速水泵和调节阀等执行设备、仪表的构造、选型和基本原理,对某些自动化工艺,如UNITANK,对照构筑物,将课堂讲授的工艺控制原理与过程重复讲解,同时回答学生现场提出的问题。实习结束后,从过程考察、课题答辩、实习报告质量三方面综合评定成绩,引起学生对实习各环节的重视,为工程实践奠定基础。
3.设计
与给水排水仪表与控制课程有关的设计教学主要包括水厂和泵站的课程设计以及毕业设计等。在设计过程中,笔者引导学生结合课堂教学和实习,设计实际工程中应用较广的水处理自动控制工艺,并加入离心泵调节、仪表选型等内容。在设计教学中笔者还启动了校企协同培养模式,邀请经验丰富的市政设计高级工程师,结合工程实际为学生讲解设计注意事项,提高学生工程设计能力。
4.实训
2010年,教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”),这是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,也是促进中国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措[12]。广州大学于2016年春季学期启动卓越计划,依托企业平台,本着“资源共享、互惠共赢”的原则,充分利用寒暑假进行为期2周的实训教学。
笔者本着“尊重个体差异、强调特色培养”的原则[13],根据学生的兴趣和特长,将负责指导的学生分流实施实训教学。一部分学生参与课外科技活动。笔者担任指导教师,以来源于企业的实际工程项目为题,积极吸引有潜质的学生参与国家级或广东省创新创业训练、“挑战杯”等本科生科研项目。在这个过程中鼓励学生勇于探索,拓宽知识面,使学生在活动中受到教育,在创新中提高能力和素质。近几年,笔者指导的学生获得“中国给水排水杯”本科生科技创新优秀奖和广东省“挑战杯”大学生课外科技活动特等奖。另一部分学生则去自动化程度高的大型水务集团跟班工作,或去设计院参与现代化水厂设计,把学生、学校、企业和社会紧密结合起来,实现教学、科研和生产的对接,在理论学习与工程实践过程中培养高层次工程应用型人才。
四、结语
给水排水仪表与控制课程教学有其内在规律,以社会主义市场经济及学科发展的内在规律为导向,以工程应用型人才培养为主线、理论教学和实践教学2个重心、工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力3种能力
并举的人才培养教学新模式,能充分发挥其优势,提高课程教学质量,提升学生综合素质,切实达到教学目标,满足时展和行业对工程应用型人才的需求。
参考文献:
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