基于項目式學習的給排水施工技術數字化教學實踐研究

一、引言

傳統給排水施工技術教學側重于理論講授，缺乏與實際工程緊密聯系的實踐環節，導致學生畢業后難以迅速適應工作需求。同時，隨著數字技術的廣泛應用，給排水工程的設計、施工和管理正經歷著深刻的變革，對從業人員的技術素養提出了更高要求。因此，探索基于項目式學習的給排水施工技術數字化教學模式，不僅能夠彌補傳統教學的不足，還能順應行業發展趨勢，提高教學效果和人才培養質量，具有重要的現實意義和長遠價值。

二、項目式學習的基本概念及特點

項目式學習作為一種以學生為中心的教學模式，強調通過實際項目，促進學生知識的學習與技能的培養。在這一模式下，學生不再是被動的信息接收者，而是主動的知識探索者和問題解決者。項目式學習的核心在于，將復雜的學科知識融入真實世界的問題解決過程中，使學生運用所學理論知識，分析和解決實際問題，從而實現理論與實踐的緊密結合。

項目式學習具有以下特點：

（一）情境性

項目通常設定在真實或模擬的真實情境中，使學生能夠在接近現實的環境中學習和實踐，從而提高學習的實用性和有效性。

（二）綜合性

項目涉及對多學科知識的綜合運用，鼓勵學生跨學科思考和解決問題，培養學生的綜合能力和創新思維。

（三）協作性

項目式學習強調團隊合作，學生在小組內分工合作，共同完成項目任務，不僅能夠促進學生之間的交流與合作，也能鍛煉學生的團隊協作能力[2]。

（四）探究性

學生在項目執行過程中，通過自主探究和實驗，發現問題、分析問題并解決問題，培養批判性思維和獨立解決問題的能力。

（五）成果導向

項目式學習以最終產出為導向，無論是研究報告、實物模型還是數字產品，都要求學生在項目結束時呈現一個可見的成果，有助于激發學生的學習動力和成就感。

（六）反思性

項目完成后，學生被鼓勵對整個學習過程進行反思，總結經驗教訓，為未來的學習和項目提供參考和改進方向。

三、基于項目式學習的給排水施工技術數字化教學內容

（一）數字化建模

數字化建模作為給排水施工技術數字化教學的重要組成部分，旨在通過三維可視化模型模擬實際工程情況。這一過程不僅能夠幫助學生直觀地理解復雜的管線布局和技術細節，還能有效提高教學效率和學生的學習效果。具體而言，在數字化建模的教學實踐中，需引入專業的三維建模軟件，如Revit或Bentley等，讓學生掌握基本的建模技巧[3。然后，利用實際工程項目案例，引導學生從繪制簡單的給排水管道開始，逐步過渡到復雜系統的構建。在此過程中，教師應注重培養學生的空間想象力和問題解決能力，鼓勵他們運用所學知識，對設計方案進行優化調整。例如，在處理大型商業綜合體的給排水系統時，利用數字化建模預測水流分布、壓力損失等問題，進而采取相應的優化措施，確保系統的穩定性和可靠性。此外，還應強調團隊合作的重要性，模擬真實工作場景下的溝通協作模式，使學生在實踐中學會如何高效地與他人交流配合，共同完成任務。

（二）利用數字化教學平臺進行互動交流

數字化教學平臺支持實時在線交流，學生可隨時向老師提問，與同學討論，增強學習的互動性和參與感。平臺可根據學生的學習進度和興趣點提供個性化的學習路徑和資源推薦，滿足不同學生的學習需求。同時，鼓勵學生將自己找到的高質量教學資源（如教學視頻、技術文檔、案例分析等）上傳到平臺，供其他學生學習參考。教師可以設置專門的心得分享板塊，邀請學生分享自己在學習過程中的感悟、遇到的挑戰及其解決方法，以及實踐中的經驗教訓。設計基于實際工程項目的案例分析任務，讓學生在平臺上提交自己的分析報告，并通過互評、教師點評等方式進行交流和學習。利用數字化教學平臺的模擬功能，設計給排水施工模擬任務，讓學生在虛擬環境中進行實踐操作，并分享自己的操作過程和心得。

（三）豐富學習資源

數字化教學內容還涵蓋給排水施工技術的理論知識和相關規范，可為學生提供全面的學習資源。從多個渠道（如專業網站、學術期刊、行業協會、技術論壇等）收集與給排水施工技術相關的優質教學資源，包括教學視頻、技術文檔、案例分析、施工規范等。同時，對收集到的資源進行系統的分類和整理，按照技術模塊、難度級別、應用場景等維度進行劃分，便于學生根據自己的學習需求進行選擇和學習。此外，利用三維建模和動畫技術，創建給排水系統的三維模型和施工動畫，這些資源可幫助學生更直觀地理解系統的結構、布局和施工過程，提高空間想象能力和實踐能力。

四、基于項目式學習的給排水施工技術數字化教學設計

基于項目式學習的給排水施工技術數字化教學設計，是一種創新的教學模式。這種模式以實際工程項目為背景，以學生為主體，以培養學生的實踐能力和創新能力為自標，將理論知識與實踐操作相結合，通過數字化技術手段，為學生提供全方位、立體化的學習環境。

（一）教學目標與內容規劃

要根據教學目標和內容，設計具有實際意義的工程項目。這個項目要能夠涵蓋給排水施工技術的基本知識和技能，同時要具有一定的挑戰性，旨在培養學生的創新思維、團隊協作能力和解決實際問題的能力，使學生掌握給排水施工技術的基礎知識，熟練運用數字化工具進行施工設計、管理和優化，同時具備對施工過程中出現的問題進行預判和解決的能力。具體目標包括：1.掌握給排水系統的基本原理和設計規范，理解施工技術的關鍵要素；2.熟練使用BIM等數字化工具進行給排水工程的三維建模和施工模擬，提高設計精度和效率；3.學習智能化監控系統的構建與應用，實現對施工過程的實時監測和數據收集；4.掌握數據分析與優化技術，能夠根據施工數據調整方案，提升施工質量和安全性；5.培養團隊協作精神，通過小組項目合作完成從設計到施工的全過程，鍛煉溝通和協調能力；6.增強創新意識，鼓勵學生在項目中提出并實施創新解決方案，從而提升其工程實踐能力。

內容規劃圍繞上述教學目標展開，分為理論學習、技能訓練和項目實踐等三個階段。在理論學習階段，學生將深人學習給排水工程的基礎理論，包括水力學、水質處理、管道材料等；技能訓練階段，重點在于對數字化工具的使用和智能化監控系統的搭建，開展實操練習提升技能水平；項目實踐階段，學生將以小組形式參與真實或模擬的給排水工程項目，從需求分析、方案設計、施工模擬到成果展示，全程模擬實際工作流程，綜合運用所學知識和技能，解決實際問題，實現理論與實踐的緊密結合。

（二）教學資源開發與利用

教學資源的開發與利用，是確保學生深入理解并掌握復雜工程技能的關鍵。首先，數字化平臺成為核心資源之一，集成了三維建模軟件、虛擬現實技術，以及專業數據庫，可為學生提供沉浸式的學習環境。例如，利用三維建模軟件，學生模擬給排水系統的構建過程，從初步設計到施工細節，再到系統運行維護，全過程可視化，深化了理論與實踐的結合。其次，案例庫的建設不可或缺。收集國內外典型的給排水工程項目案例，包括城市污水處理廠、工業廢水處理系統、雨水收集再利用系統等。利用案例分析，讓學生了解不同場景下給排水技術的應用特點和挑戰，培養其問題解決能力和創新思維。再次，專家講座和行業論壇作為補充資源，邀請經驗豐富的工程師和技術專家分享實踐經驗，解析行業最新動態和技術趨勢，拓寬學生的視野，激發其學習興趣。在線課程和MOOCs也是重要組成部分，能夠提供豐富多樣的教學視頻、演示文稿和互動練習，便于學生進行自主學習和復習鞏固。最后，實踐基地和實驗室的建設，能為學生提供真實的操作環境，加強動手實驗，讓學生將理論知識轉化為實際操作能力，特別是在智能化監控和數據分析方面，實踐基地配備先進的傳感器、數據采集系統和分析軟件，能夠幫助學生掌握前沿技術的應用。同時，與企業合作，建立實習實訓基地，讓學生有機會參與真實工程項目，從而實現產教融合，提高學生的就業競爭力。

（三）教學活動設計與實施策略

在數字化教學環境下，利用虛擬實驗平臺模擬真實的工程項目，引導學生分組合作完成任務。每組學生負責不同模塊的設計與實施，如管網布局規劃、材料選型計算、施工進度安排等。借助三維可視化軟件進行方案演示，促進團隊間的交流討論。在此過程中，教師適時介人并提供專業指導和技術支持。

在實施過程中，教師應強調問題導向學習法，針對實際案例中出現的問題，鼓勵學生運用所學知識尋找解決方案。同時，定期組織開展線上研討會或工作坊，邀請行業專家分享實踐經驗，不僅能拓寬學生視野，加深學生對給排水施工技術的理解掌握，還能有效提升其解決復雜工程問題的能力。

（四）過程指導

在過程指導中，教師需扮演引導者角色，以激發學生主動探索知識的熱情。首先，在項目啟動階段，應明確項目目標與預期成果，幫助學生理解項目背景與實際工程聯系，設定合理的時間線與里程碑。其次，過程中持續提供技術支持與理論指導，針對數字化建模、智能化監控、數據分析與優化等核心技能，組織專題講座或工作坊，邀請行業專家分享實踐經驗，提升學生解決復雜問題的能力。同時，鼓勵團隊協作，促進學生間的知識共享與相互學習，定期開展進度匯報會，及時調整項目方向，解決遇到的技術難題。教師還需加強培養學生的創新思維與批判性思考能力，鼓勵他們提出新思路并對現有方案進行改進。在整個項目周期內，教師應保持與學生的密切溝通，關注每位成員的成長需求，并適時給予個性化指導，確保每位學生都能從項目中獲得最大收益。教師加強有效的過程指導，不僅能提高教學質量，還能培養學生解決實際工程問題的能力，從而為其未來的職業生涯奠定堅實基礎。

（五）成果展示與評價

在成果展示與評價環節，學生團隊需完成一系列復雜任務，如數字化建模、智能化監控系統的搭建，以及數據分析與優化策略的制定。成果展示采取多元化的形式，包括數字化模型的演示、監控系統運行情況的實時展示，以及數據分析報告的提交。為確保評價的全面性和客觀性，評價體系應綜合評估學生對技術技能的掌握程度、團隊協作能力、創新思維表現，以及項目完成度等多個維度。在技術技能方面，考查學生對給排水施工技術數字化工具的熟練程度，并結合其在項目中的實際應用效果進行評分。同時，團隊協作能力則通過觀察成員間溝通效率、角色分配的合理性，以及沖突解決機制進行評估。創新思維主要關注學生在面對項目挑戰時提出的新穎解決方案，以及這些方案在實際操作中的可行性和有效性。項目完成度不僅應衡量最終成果的質量，還應考慮項目進度管理和成本控制等情況。在評價過程中，可引入行業專家作為外部評審，從專業角度出發，提供寶貴的反饋和建議，以幫助學生深入理解行業標準和未來發展趨勢。同時，鼓勵學生進行自我反思。可讓學生通過撰寫項目反思報告，總結個人在項目中的收獲與不足，促進其批判性思維能力和終身學習態度的培養。

五、結束語

綜上所述，基于項目式學習的給排水施工技術數字化教學模式，展現出顯著的優勢，不僅能提高學生的實踐能力和創新能力，還能提升他們解決復雜工程問題的能力。學生在完成項目的過程中，能綜合運用所學知識和技術手段，有效提升其專業素養和技術水平。同時，數字化教學模式也可促進教師教學理念和方法的更新，為培養適應新時代需求的工程技術人才提供新的思路和途徑。未來的研究應進一步探索如何將更多前沿技術和行業標準融入教學實踐，以更好地服務于人才培養和社會發展。

作者單位：廖路花黃永光廣西建設職業技術學院