基于“卓越工程師”目標的取水工程課程設計改革

黃 健

（安徽建筑大學 環境與能源工程學院，安徽 合肥230601）

1 課程概述

安徽建筑大學給水排水專業2012年被列入國家教育部第二批“卓越工程師教育培養計劃”專業，培養和加強學生實踐能力是“卓越工程師”培養計劃中所特別要求的。因此，在實踐教學改革中，需要緊密結合工科的工程特點，充分發揮學生分析問題、解決問題的能力，突出工程設計能力，強化實踐教學環節，使課堂講授與課程設計、工程實踐有機結合起來。給水排水專業實踐教學應當利用學校優勢進行工程實際設計，注重培養學生解決實際工程問題的能力；要加強學生對設計中設計實物的了解，建立取水工程實習基地作為課程設計輔助，讓學生真正把理論與實踐結合起來，從而培養出實用型工程師人才，實現“卓越工程師”的培養目標。

取水工程課程設計是“水資源利用與保護”課程實踐性教學環節之一，與課堂教學有著密切的聯系，它的主要任務包括：水源地的選擇、取水位置的選擇、取水點水文計算、取水工程規模的確定、取水構筑物形式（固定式或河床式）的選擇與設計計算、取水工程的平面布置與高程設計、取水工程節點詳圖、工程概算、經濟分析等。取水工程課程設計通過校企合作和實際工程操作，使學生鞏固所學的取水工程方面的知識，掌握取水工程設計基本內容，加強工程設計能力訓練，提高綜合運用“水泵與水泵站”以及其他課程中所學知識解決取水工程實際問題的能力，以達到“卓越工程師”培養目標要求。

2 課程設計改革的緊迫性

課程設計是培養學生理論與實踐結合的重要途徑，對于學生系統理解和掌握課程體系發揮重要作用。傳統的教學方法存在一些不足，特別是在培養“卓越工程師”目標下，非常有必要對課程設計已取得的經驗和實際存在的問題進行深入探討，以便使課程設計的作用得到有效發揮。

2.1 課程設計選題單薄，有待加強

在現有的取水工程課程設計教學中，設計選題基本上以模仿性訓練為主，學生以課程設計任務書和指導書為依據，參照課本或拷貝的工程實例進行設計。這種方式導致指導老師布置的設計選題不嚴謹，設計要求程度不夠，設計過程和設計成果單一。全班同學的設計題目只有一個，設計方案統一，設計只是簡單的機械重復，還容易發生相互抄襲、網上下載等問題。由于學生沒有自主發揮的選擇性，因而很難得到充分的設計能力鍛煉，創新能力就更談不上了。

2.2 課程設計內容系統性有待優化

取水工程課程設計內容通常包括揚程計算、泵型選擇、泵站平面圖和剖面圖繪制。學生設計時缺乏感性認識，大多只能參照教材案例進行設計，沒有查閱文獻、設計手冊、設計規范的想法，從而影響學生實踐能力的培養和發揮，以致與“卓越工程師”目標中的要求“學生能夠結合實際，依據行業特征設計取水工程，同時熟悉掌握使用涉及的技術規范、手冊和標準”相違背。另外在課程設計內容上還有待進一步優化，目前設計任務書中要求內容較少，達不到初步設計深度，學生對設計內容掌握不夠。

2.3 對承上啟下能力訓練不足

在本課程設計中，課程設計大綱要求設計文件的編制和圖紙采用手工完成，以提高學生的動手能力和圖紙直觀認識。但在實際中發現，學生對前面所學理論知識有所欠缺，因而不能解決設計中的問題，另外在后面的畢業設計中取水設計能力不足。比如：專業繪圖能力參差不齊；水平有待進一步提高，缺乏對各種知識的綜合應用能力。此外，課程設計安排時間只有一周，學生設計時間不足，而且教師主要針對學生進行本課程的知識和能力的訓練，不太重視學生綜合知識能力的培養。［1］

2.4 缺乏有效的課程設計管理模式以及設計質量控制體系

在課程設計中，學校管理缺乏有效的監控設計質量體系，也沒有制定實際可行的課程設計質量標準和考核指標，因而在實際操作中很難從課程設計實踐教學環節如設計任務、設計指標、設計管理、設計選題、設計指導等方面進行合理有效的評價。課程設計的成績評定主要是由指導老師按照最終的設計說明書、計算書和設計圖紙給定成績，最終導致大多數同學設計雷同的現象。由于學生對課程設計過程了解不透徹，因而成績的公正性得不到有效保證。［2］隨著“卓越工程師”培養目標的實施，有必要在課程設計環節制定切實可行的課程質量監控和考核體系，以確保課程設計實踐教學管理規范化、標準化，全面提高課程設計實踐教學水平。

3 課程設計改革的策略和主要內容

3.1 強化自主選題，提高學生興趣

往年設計任務書大多按照上年的版本進行適當修改后布置給學生，泵站規模、修建地點不變，班級同學的主要不同點是輸水能力不同，泵站設計的水文、地質資料都來自于設計任務書。而實際中，不同的設計任務，設計地點、設計水文、地質資料都不相同，因此，課程設計將在布置任務書時，只布置取水地點位于哪個城市，具體的水文、氣象、地質等資料由學生自己查資料獲取，并將這一環節作為課程設計的一項考核內容。課程設計內容全部選自實際工程，學生設計時有一定的真實感。［3］將學生進行分組（一組四名同學）完成設計選題，每組不同時段安排不同指導老師輔導或深入企業后由企業導師和校內指導老師負責指導，這樣既可解決雷同設計，又可以加強學生之間的交流，為畢業設計綜合訓練打好基石。學生需要根據自己選擇的設計城市地點查找資料，并注明出處；對取得的水文資料進行必要的水文分析，能增加學生對水文學知識的掌握，另外也可培養學生實際問題實際對待的實踐思想，為學生獨立設計取水工程打下良好基礎。

3.2 增加專業知識，拓寬學生視野

“卓越工程師”培養目標要求將課堂講授、課程設計和工程實踐有機結合，讓學生增加對專業知識的掌握和實際工程能力的訓練。授課教師在課堂教學中不僅要傳授基礎理論知識，而且要介紹相關科研知識和一定的科研成果。要讓學生在設計文獻查閱中了解水泵技術的發展動態和未來研究方向，并將相關知識寫到課程設計中。在設計指導中要加強學生在設計方案選擇階段的知識儲備，引導學生開動腦筋，多提方案，經過技術經濟比較后確定最優方案；讓學生對自己的設計思路、設計方案的技術經濟性進行自評和小組間互評，并提出不同意見與指導老師討論。這樣，既教會學生掌握專業知識，又拓寬了他們的視野，可以提高學生的綜合分析能力和工程實踐分析能力。

3.3 提高學生理論知識和工程實踐結合的能力

現在的理論教學和課程設計基本上都是安排在同一學期，在課堂教學和考核完成后根據教學計劃將課程設計安排在學期期末，進入到設計周以后再講解與設計有關的內容，因而出現理論學習和實際設計的脫節。學生在前面的學習中主要是為了掌握理論知識，另外是為了應付考試，學生只關心考試內容，與考試無關的內容不關心甚至不看，從而導致前面的理論知識學習不能對后面的課程設計起到支撐作用。比如：在第六章取水工程一章，一般不會把具體的取水構筑物作為考核內容，因而講授時學生不關心，但是這部分內容是課程設計所必須要掌握的。同時，實際工程設計中學生遇到的設計問題，特別是細節問題有時很抽象，學生很難理解。因此，需要將生產實習加入到課程設計環節，將取水工程理論教學、課程設計、現場實習相互交叉結合，利用工程實例的設計和實習增強設計效果。

3.4 改革課程體系建設

取水工程課程設計、理論教學、生產實習要有機地緊密結合起來。在教學過程中，要加強學生對《室外給水工程設計規范》和《泵站設計規范》的掌握，并引導學生了解水泵技術的最新發展。同時要積極引導學生閱讀規范及其條文說明的解釋，培養學生獨立分析問題的能力。要做到教學中每位同學都有電子版規范，并在課余進行學習，教師在課堂或設計時進行講解，以促進教學效果。現課程體系中，取水工程理論教學、課程設計、生產實習在教學管理中都是獨立的環節，分別進行單獨考核，而沒有將三者有機結合。安徽建筑大學在給水排水“卓越工程師”培養計劃中，將取水工程生產實習納入到課程設計中，課程設計時間調整為三周，將更有利于學生在設計中針對所遇到的難題進行實際工程學習和充足的設計時間保障，從而可以對課程設計和理論教學進行良好的互動。因此，可將取水工程理論教學、課程設計、生產實習作為一個綜合體系進行建設，以促進學生實踐能力。

3.5 完善質量監控體系

學校應根據取水工程課程設計特點和“卓越工程師”培養目標，制定出實際可行的課程設計質量標準和考核指標，以全面提高課程設計教學水平和課程設計質量。在“卓越工程師”培養目標中，課程設計作為對課堂教學的輔助起著非常重要的作用，課程設計不僅可以使學生鞏固、融合專業課程知識，而且對培養學生綜合設計能力、文獻檢索能力、表達能力、團隊協作能力、計算機應用能力、創新能力、職業素養和社會責任感等方面有積極的作用。因此，在設計過程中教師應加強指導，加強校企合作，分步驟把關，督促學生按時按量完成設計任務。表1為設計指導時間和質量要求控制表。在整個課程設計過程中，學生要自主查閱文獻，正確合理使用規范和圖集，做到水文計算準確，方案設計合理可行，計算過程清晰正確，圖紙表達正確清楚，工程文件編制符合要求，設計過程按照表1進行管理。

3.6 改革考核方式，加強過程控制

設計考核由學校專業教師和校企合作單位的指導教師共同進行。考核內容有兩部分：實習報告，設計成果；考核內容權值見表2，根據加權平均分得到的校外考核結果等級劃分見表3。考核方式與程序：1）學生對實習過程提交實習報告；對專業實踐取得的成果進行統計、整理，撰寫書面總結材料（設計文件和圖紙），并對其質量進行自我評價。2）指導教師（包括校內和企業導師）針對學生提供的成果進行書面評價。3）答辯考評小組（由校內專業教師和企業專家組成）聽取學生的工作匯報和總結，并根據學生答辯情況評定學生成績。4）學院審核，確定學生的最終成績。

表1 取水工程課程設計時間安排和質量要求表

表2 取水工程課程設計考核內容權值表

表3 取水工程課程設計考核結果等級表

3.7 培養青年教師，提高實踐教學能力

取水工程課程設計中包括水文學、流體力學、機械、土建、電氣等學科的理論知識和實踐知識，在有限的三周時間里要求指導老師能夠很好地對學生進行輔導設計，就需要企業老師和校內指導老師不斷加強自身的學習，掌握各學科的相關知識，以便為指導學生設計做好充分的準備。我校在校內規定，凡是沒有實際工程經驗的教師須參加青年教師工程實踐培訓，深入到設計企業或施工單位半年時間，并參與到實際工程設計中去以加強設計技能培訓，為“卓越工程師”的培養做好師資這一關。課程設計指導老師在今后的工作和學習中，要不斷積累與本設計相關的知識。學校要與設計單位和泵站管理部門建立長久實習基地，通過“做中學，學中做”的方式，提升青年教師的設計技能，從而更好地指導學生。

4 課程設計改革階段性成果

按照上述改革內容實施后，取水工程課程設計取得了階段性成績。在本年度安排的課程設計中，將兩個班92位同學按照自然班進行課程設計任務的布置，一班按照以往的課程設計模式，二班按照設計改革的模式。從課程設計期間的交流和最后答辯的情況來看，二班學生在設計綜合素質上明顯好于一班學生，設計質量較好，沒有抄襲現象發生，而一班設計成果出現雷同現象較多。由于選題的自主性增強，使得一些原先成績一般的同學積極性大增，不像以前跟在成績好的同學后面做設計。分組設計使得同學間的交流多了，在同學的團結協助能力得到加強的同時，同學間的友誼也增加了。另外二班學生懂得如何去查閱文獻，特別是關于水泵的一些新技術，他們會從學校圖書館的中文期刊網中去找資料作為參考。涉及到其他學科的問題，他們會主動去向相關教師或工程師進行請教，有時還會問環評、環保等一些不屬于課程設計的問題，比如：取水工程設計環評中注意事項，取水對水文的影響，取水位置要做哪些環境保護措施。通過設計上的學習，學生對后續課程和設計現場的整體認識得到顯著提高。

5 結語

在現有“卓越工程師”培養目標下，取水工程課程設計改革需要不斷地在實踐中完善和發展。只有通過強化實踐教學，引導學生在學習多學科理論知識的同時，不斷強化理論應用于實踐并解決實際工程問題的能力，實現從課本知識的講授、智力培養向重視工程實踐能力的轉變，才能培養出適應我國社會主義建設需要，具備健全人格，掌握水工程相關學科的基本知識，獲得工程師的良好訓練，創新意識強、工程素養突出、綜合素質優秀的工程技術人才。

［1］張林軍，王宏.《建筑給水排水工程》課程設計教學改革研究［J］.實驗科學與技術，2012，10（1）：86－89.

［2］隋濤，劉娟娟.建筑給水排水工程教學改革及考核制度修訂［J］.出國與就業，2010（11）：102－103.

［3］王燁，陳煥新.水泵及水泵站課程設計教學改革［J］.高等建筑教育，2011，20（11）：91－94.