“給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

摘"要：為了滿足城市建設(shè)和工業(yè)發(fā)展對(duì)給排水專業(yè)人才的需求，結(jié)合“給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)”課程的培養(yǎng)目標(biāo)，分析教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題，從教學(xué)模式、考核方式兩方面提出具體的改革措施，引入線上線下混合教學(xué)模式，采用案例教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂方式，增加平時(shí)測(cè)驗(yàn)次數(shù)，提高平時(shí)成績(jī)比例，優(yōu)化期末考試題型和分值等方式。力求以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的考核成績(jī)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)；教學(xué)模式；考核方式；給排水科學(xué)與工程；實(shí)踐能力

中圖分類號(hào)：G642.0""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

“給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)”是給排水科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、計(jì)算及運(yùn)行管理等方面的能力。該課程緊密結(jié)合工程實(shí)踐，涵蓋了豐富的知識(shí)點(diǎn)，具有強(qiáng)烈的理論性、實(shí)踐性和綜合應(yīng)用性。隨著城市建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的持續(xù)完善和城市化進(jìn)程的加速，給排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)理念不斷更新，新材料、新設(shè)備、新工藝和新標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，對(duì)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力提出了更高的要求。鑒于此，傳統(tǒng)的“給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)”課程教學(xué)模式亟須改革［1-2］。本文將從教學(xué)方法和考核方式等方面，提出一系列創(chuàng)新的教學(xué)改革措施，以滿足當(dāng)前和未來(lái)行業(yè)的需求。

1"“給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)”課程存在的問(wèn)題

（1）學(xué)習(xí)能力處于較低水平：1956年，美國(guó)心理學(xué)家本杰明·布魯姆將教育目標(biāo)分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造6個(gè)層次［3］。目前，本專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力處于較低水平。學(xué)生在記憶方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的能力，但在理解、應(yīng)用層面稍顯不足。更高層次的分析和創(chuàng)新能力則更為缺乏，學(xué)生們?cè)讵?dú)立運(yùn)用基礎(chǔ)工程知識(shí)分析工程問(wèn)題的能力上存在欠缺，尋求最優(yōu)方案的意識(shí)和創(chuàng)新能力也不夠強(qiáng)。

（2）缺乏團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)：進(jìn)入大學(xué)后學(xué)生獨(dú)立性和自主性開(kāi)始加強(qiáng)，習(xí)慣以自我為核心，缺少與他人進(jìn)行知識(shí)、技能交流，團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)差，輕合作而重個(gè)人發(fā)展。

（3）教學(xué)內(nèi)容多、課程學(xué)時(shí)不足：“給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)”教學(xué)內(nèi)容包括給水管網(wǎng)、排水管道定線、設(shè)計(jì)、計(jì)算、優(yōu)化、維護(hù)等方面，教學(xué)內(nèi)容偏多。課程僅安排了48學(xué)時(shí)，相對(duì)偏少，課時(shí)的緊張導(dǎo)致教學(xué)進(jìn)度偏快，學(xué)生只能理解基礎(chǔ)概念，而缺乏足夠的習(xí)題訓(xùn)練來(lái)深入消化和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。這種情況導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度較低，工程應(yīng)用能力偏弱。

（4）課程對(duì)先修基礎(chǔ)知識(shí)要求高：管網(wǎng)課程內(nèi)容包括管段水量、流速、水頭損失、節(jié)點(diǎn)水壓等參數(shù)計(jì)算，需要對(duì)數(shù)學(xué)、物理、水力學(xué)、工程制圖等相關(guān)知識(shí)的綜合運(yùn)用，有些學(xué)生由于基礎(chǔ)差影響本課程的學(xué)習(xí)效果。

（5）教學(xué)模式陳舊：由于學(xué)時(shí)少，為了趕進(jìn)度，教師只能講解基礎(chǔ)理論，缺少案例練習(xí)和互動(dòng)環(huán)節(jié)，課堂氣氛沉悶，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，難以挖掘?qū)W生的潛力。

（6）評(píng)價(jià)方式單一：考核方法以期末卷面考試為主，平時(shí)考核成績(jī)比例偏低，教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況了解不足，不能及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和教學(xué)進(jìn)度。另外由于平時(shí)沒(méi)有考試壓力，期末有太多課程集中考試，復(fù)習(xí)時(shí)間不夠，積累的問(wèn)題較多難以及時(shí)解決，致使該科目考核成績(jī)偏低。

以上原因?qū)е聜鹘y(tǒng)教學(xué)方式下，以教師講授為主導(dǎo)，課堂氣氛沉悶，學(xué)生積極主動(dòng)性不足，課堂效率低。為應(yīng)付考試而學(xué)習(xí)，只能臨時(shí)掌握概念性題目，沒(méi)有能力分析解答要求較高的綜合性題目，創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力不足，難以滿足社會(huì)實(shí)際工程要求。

2"教學(xué)改革策略

為了改善學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低、主動(dòng)性差、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)不足的情況，課程團(tuán)隊(duì)從教學(xué)模式和評(píng)價(jià)方法兩方面入手，通過(guò)引入線上教學(xué)、案例教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方法，課上增加習(xí)題討論環(huán)節(jié)，同時(shí)改變平時(shí)考核方式，增加平時(shí)成績(jī)比例，期末提高綜合性試題分值的方法，以期激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性，加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)的能力，提高學(xué)習(xí)效率。

2.1"增加線上課程學(xué)時(shí)，引入線上線下混合教學(xué)模式

為解決教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)偏少的矛盾，利用課堂線上教學(xué)平臺(tái)，教師提前將基礎(chǔ)性教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行錄制，學(xué)生既可靈活安排學(xué)習(xí)時(shí)間，又可以重復(fù)學(xué)習(xí)。此方式可供學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論有初步的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)線下學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。提前學(xué)習(xí)也可解決教學(xué)進(jìn)度偏快的問(wèn)題，給同學(xué)消化思考的時(shí)間，為后續(xù)學(xué)習(xí)提供一定的時(shí)間保障。另外教材內(nèi)容雖然有更新，仍難以和不斷更新的管道設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)相匹配，造成了理論教學(xué)內(nèi)容滯后，不利于課堂教學(xué)及實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)合。因此，在課堂教學(xué)中及時(shí)更新新規(guī)范和新標(biāo)準(zhǔn)中的條文，對(duì)教材案例進(jìn)行調(diào)整，課堂授課內(nèi)容更加匹配實(shí)踐工程應(yīng)用。

2.2"引入案例教學(xué)方法

教學(xué)改革前受限于課時(shí)較少，往往只能講授教材基本內(nèi)容，缺乏實(shí)際工程案例學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)，不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。教改后，課堂教學(xué)過(guò)程中引入案例教學(xué)成為可能，將課程理論與實(shí)際工程相結(jié)合，介紹與課程相關(guān)的研究熱點(diǎn)，拓展課堂知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的回顧和歸納，在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，不斷提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。另外，實(shí)習(xí)課程如認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、施工實(shí)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)既可豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，又能促進(jìn)課堂理論教學(xué)。自來(lái)水廠、污水處理廠、中水處理站、廣州大學(xué)城地下綜合管廊系統(tǒng)、海綿城市示范工程等可極大地提高學(xué)生實(shí)習(xí)興趣，對(duì)“給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)”課堂教學(xué)也能起到很好的補(bǔ)充作用。

2.3"采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)由教師主導(dǎo)，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，難以發(fā)揮學(xué)生的潛力，對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力受到影響。翻轉(zhuǎn)課堂采用研討式教學(xué)模式，由教師提出問(wèn)題，給學(xué)生提供主動(dòng)思考、自主學(xué)習(xí)、自我表達(dá)的機(jī)會(huì)，從而激發(fā)學(xué)生的思維、調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，真正做到以學(xué)生為中心，從而提高教學(xué)效果和質(zhì)量。

2.4"增加課上習(xí)題、測(cè)驗(yàn)環(huán)節(jié)

課上習(xí)題和測(cè)驗(yàn)解答情況能夠及時(shí)反饋學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握狀況，以供教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及進(jìn)度等做出調(diào)整，也可以幫助學(xué)生了解自己的不足，找到學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。另外平時(shí)測(cè)驗(yàn)的壓力，也可轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的動(dòng)力，促進(jìn)學(xué)生打下更扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2.5"提高平時(shí)成績(jī)比例，優(yōu)化題型

考查的目的是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握程度，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、試題類型和難度影響學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成情況。如圖3所示，教改前（圖中外環(huán)數(shù)據(jù)）平時(shí)成績(jī)占比只有20%，以考勤和作業(yè)為主，較難及時(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。期末考試占比80%，其中問(wèn)答題占比為40%，計(jì)算題只占16%，對(duì)學(xué)生記憶能力的考查占比偏高，對(duì)分析、解決問(wèn)題的能力考查題量不足。教學(xué)改革（見(jiàn)圖3中內(nèi)環(huán)數(shù)據(jù)）將平時(shí)成績(jī)比例提高到50%，考核方式采用作業(yè)和課上測(cè)驗(yàn)的方式，題目以考查學(xué)生的分析應(yīng)用能力為主。期末考試提高計(jì)算題比例到35%，題目涵蓋給水、污水和雨水的流量計(jì)算、水力計(jì)算等內(nèi)容，每道題目都需應(yīng)用到2個(gè)以上知識(shí)點(diǎn)，考核學(xué)生分析解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，內(nèi)容考查較全面。

3"教學(xué)改革效果

經(jīng)過(guò)一年的教學(xué)改革，取得了一定的效果，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）學(xué)生學(xué)習(xí)積極性逐步提高，學(xué)生主動(dòng)查閱資料、課堂氣氛踴躍、答疑人數(shù)明顯增多。具體原因在于引入線上課時(shí)，總學(xué)時(shí)增加，加之平時(shí)的小測(cè)環(huán)節(jié)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生投入較多時(shí)間學(xué)習(xí)，結(jié)合線下案例的講解，使學(xué)生對(duì)基本知識(shí)掌握更加扎實(shí)，提高了學(xué)習(xí)效果，形成良性循環(huán)。

（2）團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)加強(qiáng)。平時(shí)作業(yè)以小組為單位，要求每組給出多種方案來(lái)解答復(fù)雜工程問(wèn)題。小組模式下，隊(duì)員在分工、準(zhǔn)備、查閱資料、答題的整個(gè)過(guò)程，學(xué)生之間互助合作、取長(zhǎng)補(bǔ)短，逐漸增進(jìn)了同學(xué)之間的感情，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)和集體榮譽(yù)感，同時(shí)也為學(xué)生步入社會(huì)團(tuán)隊(duì)合作提供了鍛煉機(jī)會(huì)。

（3）總體考核成績(jī)提高。如下表及圖4所示，教改前平時(shí)成績(jī)以考勤和作業(yè)為主，占比20%，期末考試以問(wèn)答題為主，計(jì)算題占20分，只能考查管網(wǎng)中水量或水力參數(shù)部分知識(shí)點(diǎn)，2018級(jí)90名學(xué)生平均得分為71分，綜合應(yīng)用計(jì)算題失分較多，體現(xiàn)出學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用能力比較薄弱。新的教學(xué)和考試模式下，平時(shí)成績(jī)選用多種方式，除作業(yè)外還增加了5次課上測(cè)驗(yàn)、2次小組討論，平時(shí)成績(jī)分值比例提高至50%，期末考試成績(jī)占比降至50%，計(jì)算題比例提高，知識(shí)點(diǎn)可覆蓋給排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中主要內(nèi)容，考查情況較全面，2019級(jí)94名同學(xué)平時(shí)成績(jī)平均分達(dá)到41分，期末成績(jī)?yōu)?5.5分，總分76.5分，比教改前高出5.5分，表現(xiàn)在綜合應(yīng)用計(jì)算題得分上升，總體教學(xué)效果有所改善。

結(jié)語(yǔ)

“給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)”課程經(jīng)過(guò)一年多的教學(xué)改革，建設(shè)了在線課程內(nèi)容，形成了線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，采用翻轉(zhuǎn)課堂、提高平時(shí)成績(jī)比例等方式，一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)能力，取得了較好的教學(xué)效果。為了進(jìn)一步了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，今后需增加網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)應(yīng)用，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行作業(yè)提交批改，引入網(wǎng)絡(luò)主題討論、網(wǎng)上章節(jié)測(cè)驗(yàn)、課后師生互通群聊等環(huán)節(jié)。

伴隨智能化技術(shù)的進(jìn)步，給水排水管網(wǎng)的智能化模擬與監(jiān)控、大數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用、智能化計(jì)量與用戶服務(wù)等新技術(shù)快速發(fā)展，對(duì)人才提出了新的需求，為給排水專業(yè)提供了不斷改革的動(dòng)力。本課程將繼續(xù)進(jìn)行課程建設(shè)，不斷優(yōu)化教學(xué)模式和教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷、培養(yǎng)工匠精神，強(qiáng)化責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識(shí)，培養(yǎng)精誠(chéng)團(tuán)結(jié)的集體協(xié)作意識(shí)，強(qiáng)化矢志創(chuàng)新意識(shí)，并將課程的教學(xué)方法及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推廣。

參考文獻(xiàn)：

［1］杜密英，何志貴，劉瀾江，等.應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)下的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育路徑探索［J］.教育信息化論壇，2023（7）：8789.

［2］王藝璇，趙爾康，滕洪輝，等.校企協(xié)同育人培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)應(yīng)用型人才教學(xué)模式探索［J］.廣州化工，2023，51（4）：271272.

［3］王靜秋.基于布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)：以“工程圖學(xué)”課程為例［J］.黑龍江教育（高教研究與評(píng)估），2022，76（2）：3334.

基金項(xiàng)目：2021年度廣東工業(yè)大學(xué)專業(yè)持續(xù)改進(jìn)教改專項(xiàng)“工程教育認(rèn)證背景下《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》課程教學(xué)改革研究”（廣工大教字〔2021〕71號(hào)）

作者簡(jiǎn)介：劉立凡（1972—"），女，漢族，河北唐山人，碩士研究生，副教授，研究方向：從事水污染控制方面研究。