給水排水工程專業實踐教學改革的探索與實踐

榮宏偉，張朝升，張可方，方茜

摘要：以培養適應區域經濟社會發展需要的高級應用型專業技術人才為目的，對給水排水工程專業實踐教學進行了“三位一體”的教學體系、模式、方法、內容及教材改革。一是以教學內容的整合為龍頭，深化實驗教學改革；二是以校外基地建設為抓手，構建產、學、研結合的實習模式；三是以畢業設計（論文）為關口，打造實戰演練平臺。

關鍵詞：實驗教學；實習基地；畢業設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）12-0080-03

根據全國高等學校畢業生就業指導中心在全國范圍內的抽樣調查，給水排水工程專業人才的社會需求量在全國的250余個專業中排名第38位，市場為給水排水工程專業的發展展現了光明的前景。給水排水工程專業的培養目標是“培養獲得工程師基本訓練并具有創新精神的給水排水工程高級專門人才”，在教學計劃中安排有近40周的集中實踐環節。但實踐教學的總體效果仍達不到理想的要求，概括起來存在以下兩方面的問題：一是沒有在總體培養目標框架下定位實踐環節的功能作用。實踐教學體系基本是按照過去計劃經濟指導下的教學模式，傳統的給水排水工程學科存在專業面偏窄、實踐教學體系與內容陳舊等弊端。這阻礙了學科之間的滲透，特別是未能強調綜合能力和創新能力培養這兩個主要的功能。二是在市場經濟條件下進行校外實踐難度大。給水排水工程的特點決定了實踐環節必須從校內延伸到校外，校內外相結合。然而，在市場經濟條件下，進行校外實踐和建設校外基地的難度相當大。綜上所述，雖然花了大量的時間去實踐，卻得不到很好的效果，這勢必會嚴重影響學生綜合能力特別是創新能力的培養。

針對給水排水工程專業實踐教學體系內容陳舊、難以適應經濟社會發展對人才培養的需求等弊端，在教學體系、教學模式、教學方法、教學內容和教材建設上，我校對給水排水工程專業實踐教學（實驗、實習、畢業設計）進行了“三位一體”的改革實踐。我們的教學理念是：強調探索型教學模式，突出實踐特色，注重激發學生的求知欲、好奇心和興趣感，培養學生的工程實踐能力和創新精神。

一、以教學內容的整合為龍頭，深化實驗教學改革

多年來，工科院校的本科專業實驗教學一直是教學中的薄弱環節。由于教材、教學環境和教學設備等方面的原因，大部分實驗教學項目以一些基礎傳統的驗證性實驗、演示性實驗為主，實驗教學的內容、方法、手段與經濟社會發展的要求及科學技術的高速發展有較大差距。因此，在實驗教學中引入科學的水處理實驗技術的內容和方法，開設綜合性、設計性實驗，使學生在學習過程中既能掌握專業基礎的實驗技能，又能了解和掌握本專業當今科技發展的最新動態，培養學生的綜合能力和創新精神。

（一）突出系統性、前沿性，整合實驗教學內容

為改變以往實驗內容陳舊、分散的問題，我校從1998年開始，對《給水處理》、《污水處理》、《工業給水處理》、《工業廢水處理》四門專業主干課程的實驗內容進行了整合，設置成一門獨立的實驗課程，安排了36學時。自編實驗教材《水處理實驗技術》，在校內試用四年后，于2003年正式出版。該教材編寫的實驗內容既涵蓋了傳統水處理工藝的代表性實驗，又充分體現了近年來國內外技術發展的新工藝、新成果，在教學內容上實現了系統性、完整性、前沿性的有機統一。所開出的10項實驗中有5項驗證性實驗、3項綜合性實驗、1項設計性實驗、1項演示實驗。演示實驗中又包括了9種實驗模型的演示運行（無閥濾池、虹吸濾池、普通快濾池、V型濾池、網格絮凝池、斜板沉淀池、接觸氧化裝置、脈沖澄清池、氧化溝）。

（二）突出綜合性、設計性，改革實驗教學方法

在秉承驗證性實驗和演示性實驗的基礎上，重點開展綜合性實驗和設計性實驗。在開設的實驗中，40%是綜合性、設計性的實驗。

一方面，通過綜合性實驗中內容的復合性、方法的多元性、手段的多樣性，對學生的知識、能力、素質進行綜合訓練和培養。在水處理實驗教學中，把掌握水處理實驗技術與運用《水分析化學》課程的基本知識結合起來。如：在顆粒自由沉降實驗中，不僅做沉降實驗，而且要測定沉降前后的懸浮物濃度；在活性炭吸附實驗中，把吸附實驗與酚的測定結合起來；在曝氣充氧實驗中，把充氧實驗和溶解氧的測定結合起來。使學生在實踐專業技術的同時又掌握了國家標準分析方法。

另一方面，把教師的科研課題作為設計性實驗內容，通過設計性實驗內容的探索性、方案的多樣性，激發學生的創造性思維，調動學生學習的主動性。近年來，我們在實驗教學過程中，不斷地探索設計性實驗開設的內容和方法。2005級學生設計性實驗的內容為“微污染水源的混凝沉淀處理”，這是根據教師承擔的建設部科技計劃課題選定的。學生們在實驗的過程中，從實驗方法的設計、實驗藥品的配置、實驗水源的選取到實驗設備的使用全部都獨立完成，并要求應用所學到的數學知識進行實驗數據的處理。設計性實驗報告要求學生按照科研論文的形式進行撰寫，不僅要求學生在實驗報告中對現象進行描述，對原理進行分析，而且鼓勵學生提出更新、更好的實驗方案，對提出較好實驗方案的學生可以給予加分。另外，還通過科研立項、提供經費和實驗條件等方式，鼓勵學生進一步開展探索性的科研試驗和開拓性的科技競賽。

（三）突出科研成果的轉化，研制開發實驗裝置

注重把科研成果轉變為實驗教學內容，根據多年的科研和教學實踐，自行研制了20多套目前國內外先進的實驗設備和裝置，如“SBR法處理系統自動控制運行”實驗是教師獲獎的科研成果。這一系列實驗裝置的研發，不僅豐富了學生可操作的動態模型裝置，還可以使學生了解和掌握目前國內外先進的技術，進一步開闊學生的思維和視野。

二、以校外基地建設為抓手，構建產、學、研結合的實習模式

（一）堅持勤儉節約、強化管理，建立穩定的校外實習基地

企業不愿意接受高校學生實習的主要原因是增加企業成本、影響企業生產、引發安全事故。為此，我們一方面堅持勤儉節約、自帶行李、吃住在水廠，利用實習經費購置了100多張床和教學參考資料及多媒體設備，不增加企業負擔；另一方面加強管理，建立了老教師帶隊、實習前安全培訓、學生請銷假等制度，確保不影響企業生產，不發生安全事故。通過努力，學院與企業共建了11個校外實習基地，其中“深圳水務集團公司”、“臺山自來水集團公司”校外實習基地為我們提供了學習、工作及生活條件，十幾年來始終保持著良好的合作關系。深圳水務集團公司為廣州市重點扶持校外教學基地，臺山自來水集團公司為廣州市示范性實踐教學基地。

（二）構建產、學、研一體化的實習模式，實現校企雙方的互利共贏

在實習基地建設中校企雙方非常重視，建立健全了實習基地的組織和領導體系及各項規章制度，對實習過程進行宏觀管理和質量監控。一方面，企業積極為實習提供便利條件。合作企業根據學校實習的要求，在實習時間、方案等方面主動協調，確保實習任務的順利完成。為了提高實習的質量和效果，合作企業還主動派出工程技術人員，專門在實習期間對學生進行實地指導，對學生提出的各種問題給予仔細、全面地輔導，受到了歷屆學生的高度好評。另一方面，充分發揮學校的科研技術優勢，主動為企業提供技術支持。利用實習基地的條件與企業開展科研合作、技術咨詢，為解決企業技術難題提供技術幫助。多年來，參加或合作各類課業課題10多項，咨詢或參加解決生產中的技術問題多項。同時，充分發揮學校人才培養基地的作用，為企業輸送優秀人才。目前，學校已為實習基地輸送優秀學生近百人。通過努力，我們已經與合作企業建立了互惠互利、合作共贏的良性合作機制。

三、以畢業設計（論文）為關口，打造實戰演練平臺

轉變傳統的畢業設計觀念，開展以科學研究、工程設計、實際工程相結合的畢業設計（論文）教學模式，為學生把在校期間所獲得的理論知識與各種實踐環節相融合提供了一個理想的平臺，這種做法對實現應用型人才培養目標、培養學生的創新精神和實踐能力獨具優勢。

（一）選題上注重真題真做

在畢業設計中，結合實際科研項目及工程實際問題確定畢業設計的選題，真題真做與真題復做、模擬題真做相結合，提高學生的專業技能。每屆學生有近10%的直接參加實習基地或教師承擔的科研項目完成畢業論文。近30%以上的學生到設計院或企業承擔實際工程設計工作。真刀真槍做科研，結合實際做設計，使學生了解和掌握本專業的新技術和最新的科研發展動態。學生處于嚴謹的科學研究及實際工程氛圍之中，不僅激發了興趣，還培養了創新精神。同時也促使教師轉變教學觀念，重視理論與實踐相結合，加快知識更新，從而提升了教學水平和人才培養質量。近年來，連續幾屆都有畢業生在參與深圳水務集團公司承擔的國家“863”等各類科研課題中完成畢業論文。這種做法既幫助企業完成了科研及設計工作，又鍛煉了學生，實現了校企雙贏。

在注重選題內容與實際相結合的同時，我們還突出在選題的廣度上下功夫。當前，我們畢業設計的題目涵蓋了給水排水工程專業的各個方向：城市給水工程設計、城市排水工程設計、建筑給水排水設計。在畢業設計中鼓勵學生采用新工藝、新材料、新設備。隨著水工業的發展，水資源問題越發嚴峻，如水體富營養化控制問題、除磷脫氮新技術、開源節流問題、污（中）水回用及雨水利用、清潔生產問題、污泥減量等專業的新技術，在近年的畢業設計及論文選題中都有體現。在2010年本科畢業設計中進行綜合設計改革，試行“多工種協調的生產項目主導型”畢業設計模式，現已選取20余名學生參加土木學院組織的綜合畢業設計，即組成項目組對同一工程進行水、電、結構、空調等專業的綜合設計，培養學生的應用能力、工程觀念和團結協作精神。

（二）在指導上注重內外結合

畢業設計是實踐教學過程中培養學生工程意識、綜合素質的重要環節，也是學生從學校邁向工作崗位的一個提前感應的過程。過去這個環節完全與社會、企業脫節，畢業設計（論文）存在從書本到書本、理論對理論、與實際銜接不緊等弊端。為加強對本科畢業設計的指導，增強學生對實際工程及工作程序的了解，我們采取外聘有經驗的工程技術人員與學校教師共同指導畢業設計“走出去、請進來”的做法，使學生在熟練運用知識、技能的同時，提前感知未來工作的程序和環境，接受工程師基本技能的訓練，為將來工作時的角色轉換奠定基礎。

四、結論

1.形成了實驗教學改革與科研成果結合的新機制。堅持把科研成果轉化為本科實驗教學內容，設置的實驗項目中，綜合性、設計性實驗課時占總實驗課時的45%，自行設計研發集教學、科研于一體的多功能實驗裝置20多套，具有首創性。

2.構建了實習基地建設與企業利益兼顧的新模式。堅持把實習基地建設與為企業提供技術支持相結合，與企業建立了誠信、互利、互助、雙贏的持久合作關系，真正實現了產、學、研一體化的實習格局，具有示范作用。

3.探索了高校畢業生與應用型人才角色轉換的新途徑。堅持把本科畢業設計與實際科研課題及實際工程項目有機融合，每年40%以上的學生畢業設計實現“真題真做”，取得了積累工程經驗、提升專業素質的效果，具有推廣價值。