建筑給水排水工程課程教學(xué)改革

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一、“建筑給水排水工程”課程教學(xué)普遍性問題現(xiàn)狀分析

（一）教材內(nèi)容體系與應(yīng)用實(shí)踐發(fā)展不相匹配

近年來，國(guó)家大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，“海綿城市”“智慧城市”“智能建筑”“綠色建筑”等新發(fā)展戰(zhàn)略和新技術(shù)概念的提出為建筑給水排水工程學(xué)科的發(fā)展注入了新活力，同時(shí)也加快了該領(lǐng)域理論知識(shí)、設(shè)計(jì)方法、技術(shù)裝備等的更新速度，以適應(yīng)當(dāng)前行業(yè)發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用的市場(chǎng)需求，尤其在現(xiàn)行規(guī)范方面，如《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB　50015—2009）、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB　50016—2014）及局部修訂公告（2018）、《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB　50974—2014）、《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施（2009）》等。然而，教材的編寫或修訂是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，當(dāng)前不同版本的《建筑給水排水工程》教材內(nèi)容的更新明顯滯后于實(shí)際應(yīng)用與發(fā)展，無法適時(shí)涵蓋這些新理念、新規(guī)范和新技術(shù)，從而導(dǎo)致學(xué)生所掌握的專業(yè)知識(shí)無法滿足應(yīng)用實(shí)踐的實(shí)際需要。

（二）課程體系架構(gòu)與市場(chǎng)實(shí)際需求存在差距

傳統(tǒng)“建筑給水排水工程”課程教學(xué)通常包括理論知識(shí)單元和實(shí)踐環(huán)節(jié)單元。其中，理論知識(shí)單元主要以課堂講授為主，教師主動(dòng)灌輸，學(xué)生被動(dòng)接受；實(shí)踐環(huán)節(jié)單元以課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)為主，旨在培養(yǎng)學(xué)生理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力。自各大高校實(shí)行學(xué)分制以來，專業(yè)課程的學(xué)時(shí)數(shù)普遍壓縮，課時(shí)有限。教師課堂教學(xué)形式也較為單一，主要體現(xiàn)在：教學(xué)內(nèi)容以課程理論知識(shí)傳授為主，學(xué)科交叉不明顯，通常以教師為中心，學(xué)生參與度低；教學(xué)手段雖然從傳統(tǒng)的板書逐步轉(zhuǎn)化為多媒體PowerPoint課件，但并未提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，學(xué)生某種程度上反而覺得課后能夠拷貝電子課件，從意識(shí)上不重視課堂學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率降低。類似地，“建筑給水排水工程”課程實(shí)踐環(huán)節(jié)形式大多也較為單一，1～2周的課程設(shè)計(jì)無法有效地培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，通常只能是按部就班地完成設(shè)計(jì)作業(yè)。然而，建筑給水排水工程行業(yè)的快速發(fā)展和市場(chǎng)需求要求學(xué)生不僅具備基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)，還應(yīng)具備將多學(xué)科相關(guān)知識(shí)融合交叉應(yīng)用于解決實(shí)際工程問題的基本能力。由此可見，當(dāng)前“建筑給水排水工程”課程體系的架構(gòu)與市場(chǎng)多元化的實(shí)際需求存在較大差距。

（三）青年教師工程實(shí)踐能力不足，無法滿足應(yīng)用復(fù)合型人才的培養(yǎng)要求

當(dāng)前的人才培養(yǎng)和評(píng)價(jià)體制導(dǎo)致青年教師普遍存在“科研論文水平高、工程實(shí)踐能力低”的“瘸腿”現(xiàn)象，而各大高校在人才引進(jìn)過程中也普遍注重科研能力而忽視工程能力，導(dǎo)致青年教師入職后無法快速適應(yīng)應(yīng)用實(shí)踐類課程教學(xué)。此外，青年教師由于職稱晉升和自身發(fā)展等多重壓力，往往在思想意識(shí)上存在重科研輕教學(xué)、重理論輕實(shí)踐的問題，在實(shí)際教學(xué)過程中往往存在應(yīng)付心理，缺乏思考和行動(dòng)積極性，難以發(fā)揮自身科研優(yōu)勢(shì)和學(xué)習(xí)能力，從而只能照本宣科式地開展教學(xué)，無法正確引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)踐能力。

二、“建筑給水排水工程”課程教學(xué)改革和實(shí)踐探索

192針對(duì)當(dāng)前“建筑給水排水工程”課程教學(xué)所存在的普遍性問題，我校“建筑給水排水工程”教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極探索、改革和實(shí)踐，已逐漸形成了較為完整的工程化教學(xué)體系。教改措施主要包括兩大方面：在教學(xué)內(nèi)容方面充實(shí)工程案例，在教學(xué)形式方面強(qiáng)化實(shí)踐能力教學(xué)。

（一）根據(jù)應(yīng)用復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，優(yōu)化并調(diào)整課程教學(xué)體系，充實(shí)并更新教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)理念

1．優(yōu)化課程教學(xué)體系，基礎(chǔ)理論與創(chuàng)新知識(shí)相結(jié)合

以“工程設(shè)計(jì)理論和應(yīng)用實(shí)踐相結(jié)合”為原則，在不增加教學(xué)課時(shí)的前提下優(yōu)化課程教學(xué)體系，以當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展熱點(diǎn)或與學(xué)生日常生活息息相關(guān)的知識(shí)作為題材，引起學(xué)生的注意力和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注建筑給水排水工程科技發(fā)展和行業(yè)需求，使“建筑給水排水工程”課程教學(xué)與社會(huì)發(fā)展協(xié)調(diào)一致，同時(shí)以行業(yè)新興概念和先進(jìn)理念作為切入點(diǎn)，融合專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，在既定課時(shí)內(nèi)達(dá)到基礎(chǔ)理論與創(chuàng)新知識(shí)的有機(jī)結(jié)合。例如，講述相關(guān)新興行業(yè)“綠色建筑LEED認(rèn)證”題材，從最新的國(guó)際發(fā)展動(dòng)態(tài)逐步引入到“建筑給水排水工程”課程相關(guān)內(nèi)容如建筑中水回用、雨水收集等。此外，以實(shí)際工程案例教學(xué)作為重點(diǎn)形式，在講授建筑內(nèi)部給排水系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)時(shí)鞏固專業(yè)理論知識(shí)，通過立體化教學(xué)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的掌握和理解。工程案例的選擇結(jié)合現(xiàn)代建筑給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新理念和新技術(shù)，包括新型建筑材料和衛(wèi)生器具、新型節(jié)能環(huán)保技術(shù)等，一方面可以開闊學(xué)生的專業(yè)視野和把握專業(yè)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，另一方面可以引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生對(duì)課程領(lǐng)域和工程實(shí)踐的興趣和思考。

2．豐富課程教學(xué)內(nèi)容，經(jīng)典教材與實(shí)時(shí)政策相結(jié)合

“建筑給水排水工程”教材的現(xiàn)有內(nèi)容已無法適應(yīng)和滿足當(dāng)今行業(yè)和技術(shù)的快速發(fā)展，以及就業(yè)市場(chǎng)對(duì)應(yīng)用復(fù)合型人才的多樣化需求，因此需要授課教師時(shí)刻關(guān)注相關(guān)行業(yè)、技術(shù)裝備、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，適時(shí)擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容，動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)大綱，實(shí)時(shí)更新教學(xué)題材，使學(xué)生在掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)關(guān)注行業(yè)發(fā)展和趨勢(shì)。目前，在全國(guó)注冊(cè)公用設(shè)備工程師（給水排水）執(zhí)業(yè)資格考試的三門課程中，建筑給水排水工程占比高達(dá)40％，注重對(duì)建筑給水排水工程的實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用能力和行業(yè)規(guī)范運(yùn)用能力的考察。執(zhí)業(yè)能力考試教材通常在某種程度上可以反映該行業(yè)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的實(shí)時(shí)更新，將這些新知識(shí)和新理念引入教學(xué)過程，無疑能夠豐富課程教學(xué)內(nèi)容，有助于學(xué)生未來的職業(yè)規(guī)劃。

3．多學(xué)科交叉融合，先修課程與關(guān)聯(lián)課程相輔相成

“建筑給水排水工程”是一門實(shí)踐性和綜合性都很強(qiáng)的專業(yè)課程，課程內(nèi)容涉及多個(gè)學(xué)科的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，因此建立一個(gè)多學(xué)科交叉的教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)該課程教學(xué)效果的保證和復(fù)合型人才的培養(yǎng)無疑是非常有利的。因此，依托學(xué)科優(yōu)勢(shì)和專業(yè)特色，我校“建筑給水排水工程”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)中所涵蓋的課程體系包括水污染控制工程、環(huán)境監(jiān)測(cè)、建筑概論、環(huán)境工程CAD、水處理工程設(shè)計(jì)、化工原理、流體力學(xué)等，相關(guān)課程設(shè)置在時(shí)間和空間上相輔相成，為“建筑給水排水工程”課程理論和設(shè)計(jì)原理的講授，以及應(yīng)用實(shí)踐能力的鍛煉和培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。此外，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過交流溝通、答疑解惑、相互學(xué)習(xí)、多學(xué)科交叉融合，以培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力為目標(biāo)，不斷完善“建筑給水排水工程”及相關(guān)課程的教學(xué)體系，體現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)理念和工程化教學(xué)特色。

（二）課程理論與應(yīng)用實(shí)踐相互滲透融合，運(yùn)用多元化教學(xué)方法和立體化教學(xué)手段，強(qiáng)化工程設(shè)計(jì)概念和應(yīng)用實(shí)踐能力教學(xué)

1．教學(xué)方法多元化，課堂講授與應(yīng)用實(shí)踐相結(jié)合

通常情況下，“建筑給水排水工程”課堂教學(xué)與課程設(shè)計(jì)，以及畢業(yè)實(shí)習(xí)或畢業(yè)設(shè)計(jì)都是相互獨(dú)立設(shè)置的，即在完成課堂教學(xué)后進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)或畢業(yè)設(shè)計(jì)，這是傳統(tǒng)的教學(xué)思路。不可否認(rèn)，這種教學(xué)模式可以讓學(xué)生先有一個(gè)概念認(rèn)識(shí)和理論基礎(chǔ)，然后通過實(shí)踐環(huán)節(jié)來加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用。盡管如此，這種教學(xué)模式也有可能會(huì)造成理論和實(shí)踐相脫節(jié)的情況，從而導(dǎo)致學(xué)生無法將理論知識(shí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐有效地結(jié)合起來。經(jīng)過多年的探索和實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)將課堂授課、參觀實(shí)習(xí)、專題研討、課程設(shè)計(jì)和案例教學(xué)相結(jié)合起來穿插進(jìn)行，在時(shí)間和空間上建立交叉融合、相輔相成的“五位一體”教學(xué)形式比較有效。在教學(xué)過程中即布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)，并通過參觀實(shí)習(xí)單元將課堂教學(xué)和應(yīng)用實(shí)踐鏈接起來，然后穿插專題研討和案例分析，不僅能夠促使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中思考實(shí)際應(yīng)用問題，而且在參觀實(shí)習(xí)過程中也能夠強(qiáng)化對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握；以實(shí)踐過程中所遇到的問題或知識(shí)點(diǎn)作為專題和案例（如管道布置、泵站及水箱間設(shè)置、消防設(shè)施布置等），組織學(xué)生小組研討，鼓勵(lì)學(xué)生通過思考提出自己的見解，并通過課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)踐，有助于達(dá)到加深學(xué)生工程概念和提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的工程化培養(yǎng)目標(biāo)。傳統(tǒng)“教師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式無法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂參與度，而以實(shí)際工程案例作為教學(xué)載體，鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)實(shí)際建筑給水排水工程中的相關(guān)設(shè)計(jì)及可能存在的運(yùn)行問題進(jìn)行調(diào)研，如學(xué)校周圍高層住宅和商業(yè)建筑、宿舍樓和教學(xué)樓等，通過資料收集和問題總結(jié)形成案例報(bào)告，以學(xué)生為中心組織專題研討，最后提出解決方案，大大提高了學(xué)生的課程參與度和學(xué)習(xí)積極性。

2．教學(xué)手段立體化，傳統(tǒng)板書和現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合

教學(xué)質(zhì)量的提高有賴于教學(xué)手段的不斷改進(jìn)。應(yīng)用工程類課程的教學(xué)，不能照搬基礎(chǔ)學(xué)科的模式，而應(yīng)結(jié)合課程特點(diǎn)和學(xué)科性質(zhì)，針對(duì)性地開展教學(xué)?！敖ㄖo水排水工程”是一門應(yīng)用實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程，在教學(xué)過程中應(yīng)考慮采用多元化和立體化的教學(xué)方式，如傳統(tǒng)的“黑板”式教學(xué)結(jié)合現(xiàn)代化多媒體教學(xué)。194實(shí)踐證明，單一的“黑板”式教學(xué)難以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而純粹的多媒體教學(xué)也存在學(xué)生注意力無法集中的問題。鑒于此，我們嘗試結(jié)合板書授課、仿真教學(xué)、Flash動(dòng)畫案例教學(xué)、與工程師面對(duì)面專題研討教學(xué)等多元化教學(xué)方式，在課堂教學(xué)中強(qiáng)化學(xué)生對(duì)工程設(shè)計(jì)的概念，激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐興趣，同時(shí)也可使教學(xué)內(nèi)容更為豐富，更貼合工程實(shí)踐。此外，在下一階段的課程改革中，我們還將嘗試在實(shí)踐環(huán)節(jié)引入3D打印技術(shù)，對(duì)課程教學(xué)中所講授的部分相關(guān)器具和設(shè)備進(jìn)行直觀式教學(xué)，同時(shí)也可將學(xué)生的課程設(shè)計(jì)方案變?yōu)閷?shí)體作品，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，強(qiáng)化學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力，并通過工程實(shí)踐檢驗(yàn)其理論知識(shí)和設(shè)計(jì)能力。

（三）重視青年教師工程實(shí)踐能力提升，并充分利用校友資源推行企業(yè)工程師進(jìn)課堂

青年教師通?？蒲心芰屠碚撍捷^高，但工程實(shí)踐能力欠缺，為提高青年教師的工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)踐水平，我校探索建立了“1＋1”培養(yǎng)模式，即學(xué)院規(guī)定青年教師入職后須前往實(shí)踐合作設(shè)計(jì)院或工程單位進(jìn)行為期一年的工程實(shí)踐鍛煉，同時(shí)在承擔(dān)“建筑給水排水工程”課程教學(xué)任務(wù)之前必須擔(dān)任至少一年的助教，完成聽課、試講等環(huán)節(jié)，并通過主講教師和教學(xué)督導(dǎo)共同考核合格后方可開展教學(xué)活動(dòng)。經(jīng)過多年的探索和實(shí)踐，該模式在加強(qiáng)青年教師工程實(shí)踐能力方面發(fā)揮了積極作用，同時(shí)結(jié)合老教師的豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以老帶新，逐步有效地完成新老交替和教學(xué)傳承。與此同時(shí)，我們充分利用校友資源，積極探索建立企業(yè)工程師進(jìn)課堂指導(dǎo)實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)和答辯等實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)制度和長(zhǎng)效機(jī)制，結(jié)合“內(nèi)部培養(yǎng)”和“外部引入”，以加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的工程化應(yīng)用實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

三、“建筑給水排水工程”課程教學(xué)持續(xù)改進(jìn)思考

學(xué)生創(chuàng)新和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)是高校人才培養(yǎng)的永恒目標(biāo)，而培養(yǎng)學(xué)生具備解決復(fù)雜工程問題的能力是應(yīng)用實(shí)踐類課程教學(xué)的主要任務(wù)。在不斷探索和改革“建筑給水排水工程”課程教學(xué)過程中，我們對(duì)未來的課程教學(xué)發(fā)展也有些許思考。早期的建筑給水排水工程行業(yè)以滿足人們的正常生活需求為主，相關(guān)器具設(shè)備和工程技術(shù)處于滿足功能性需求的初級(jí)階段。隨著人們對(duì)舒適的生活環(huán)境和優(yōu)越的生活品質(zhì)的追求，建筑給水排水行業(yè)也不斷發(fā)展和變化。在確保給水水質(zhì)衛(wèi)生、排水安全暢通、消防有效可靠等基本前提下，將全生命周期理念引入建筑給水排水工程設(shè)計(jì)是必然趨勢(shì)，采用盡可能少的設(shè)備組件、盡可能短的工藝流程、盡可能美的外在形式、盡可能低的技術(shù)成本達(dá)到最佳的應(yīng)用效果，實(shí)現(xiàn)功能性、適用性、美觀性和經(jīng)濟(jì)性的完美結(jié)合。因此，“建筑給水排水工程”課程教學(xué)也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，在保證基礎(chǔ)理論知識(shí)講授的前提下，應(yīng)適當(dāng)增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生態(tài)設(shè)計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)管理等先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，傳授并引導(dǎo)學(xué)生以系統(tǒng)工程的思路開展工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)踐。此外，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)也勢(shì)必會(huì)應(yīng)用于建筑給水排水工程行業(yè)［2］，如何在課程教學(xué)過程中引入這些新興技術(shù)和概念也是未來需要探索和實(shí)踐的關(guān)鍵點(diǎn)。

作者：高品 薛罡 劉振鴻 單位：東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院