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時間:2023-03-16 15:59:21
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隨著經濟的發展,一批建筑規模龐大,集酒店、公寓、寫字樓、購物中心、娛樂、餐飲、會議中心等多種功能于一身的綜合性建筑物在許多城市雨后春筍般地興建起來,并成為城市標志性建筑物。如珠海市國際會議中心,其建筑面積逾15萬m2,一至四層為裙樓,上部各有一幢22層五星級酒店,一幢9層會議中心大樓,三幢21層高級公寓樓,是該城市迄今規模最大、檔次最高,功能最齊全,設備最先進的建筑。大型多功能建筑給水排水工程在所有建筑給水排水工程中,系統最復雜、設施標準最高,因而對設計、施工及材料設備等方面均提出了很高的要求。以珠海市國際會議中心(簡稱國會中心)工程為例簡要的分析大型多功能建筑給水排水工程。
1、給水系統大型多功能建筑給水系統的安全可靠性要求很高,一旦發生停水將嚴重影響建筑功能的發揮。因此從工程設計上應充分考慮到系統的安全可靠性。
首先,給水系統必須有可靠的水源保證,其措施是從市政給水管網的兩個不同位置(其間有閥門分隔)分別引入一根進水管,并設置足夠容量的貯水池。
其次,必須選擇合理的給水系統的設計方案。大型多功能建筑一般為高層甚至超高層建筑,城市給水管網的服務水壓只能滿足底部幾層的用水需求。而大部分樓層的用水必須考慮系統內部自行增壓來解決;同時由于樓層較多,給水系統中上、下層管道中的靜水壓力差必然很大,為了避免下層管道的靜水壓力過大,引起泄漏增加甚至管道、附件破裂以及產生水擊形成噪音、振動,因此給水系統必須實行豎向分區。
按是否設置高位水箱,給水方式分為水箱給水方式和無水箱給水方式,給水方式按豎向分區又可分為串聯式、并聯式、減壓等三種給水方式,其中減壓方式又分為設減壓水箱和減壓閥兩種。由于設減壓閥效果好、投資少又不占建筑面積,因此被廣泛采用。
該系統采用水箱給水方式,并采用集中增壓,即由設于地下層泵房的增壓泵(一用一備)同時供水至五個天面水箱,每個水箱除設高、低水位繼電器外還設液壓水位控制閥,實現了系統的自動控制,大大減少了泵房的建設費用和管理費用。豎向分高、中、低三區,低區包括地下層及四層裙樓,由市政自來水直接供水。高區由天面水箱供水,中區由天面水箱經比例式減壓閥供水。以減壓閥代替減壓水箱,其優點是節省了建筑面積,降低了系統造價,避免產生二次污染。
給水管道材料以往都是熱鍍鋅鋼管一統天下,但由于近年來生產出了符合給水管材要求的uPVC塑料給水管,憑借其外觀美麗,防腐蝕性好,不僅在建筑工程中應用,甚至已用到市政給水管道,目前其價格略高于鍍鋅鋼管。國會中心給水系統在公寓樓部分采用了uPVC塑料給水管。
大型多功能建筑給水系統的噪聲、振動應受到嚴格控制,否則影響使用功能,其措施是采用消聲止回閥,對水泵進行隔振處理等。
2、熱水供應系統大型多功能建筑一般要求全天提供熱水,因此必須設置中央熱水供應系統。熱水供應方式分為集中式和分散式兩種。為了避免熱水管道敷設過長而熱量損失過多及管路易出故障,一般選用分散式供熱水方式。
國會中心即采用分散式供熱水方式,分別在酒店、會議中心樓、公寓樓設置獨立的熱水系統,其水源由各天面水箱供給,管網同冷水一樣作豎向分區,以保證兩個系統的冷熱水壓力均衡。各區熱水系統之中央熱水設備均設于天面水箱下熱水房內,管網采用上行下回機械全循環方式以保證熱水供應穩定。
熱水設備有熱水爐、貯熱水罐、循環水泵、貯油箱等,其主要設備是熱水爐,燃料可以為柴油、石油氣等。國會中心采用進口熱水爐以確保運行正常以及符合環保要求,以柴油為燃料,由室外油庫統一供應。中央熱水設備示意圖見圖2.可供選擇的熱水管道材料有熱鍍鋅鋼管,紫銅管、uPVC塑料熱水管。鍍鋅鋼管價格最低,但容易受熱水腐蝕,壽命較短,一般8-10年就須更換,適用于檔次較低之熱水系統;紫銅管使用效果最好,壽命長,用于熱水管道有較長歷史。國會中心熱水管道就是選用進口紫銅管作管道材料。
3、消防給水系統大型多功能建筑由于內部結構復雜,人流頻繁,加上室內木裝修等易燃物品較多,因此發生火災的可能性較大,一旦失火通過電梯間、樓梯間、管道井等很容易造成火勢蔓延。所以這類建筑其消防給水系統應能立足于自救,發生火情能迅速撲滅。
按照高層建筑防火規范要求,國會中心消防給水系統應設計成消火栓給水系統、自動噴淋滅火系統、水幕消防系統等三個獨立的消防給水系統,并保證可靠的消防供電(兩個獨立電源)和消防水源。
3.1消火栓給水系統大型多功能建筑的消火栓給水系統,以消火栓處所受靜水壓力不大于800kPa為標準進行豎向分區。國會中心建筑高度未超過80m,因此其消火時便于操作水槍,在消防立管底部動水壓力超過500kPa的消火栓前增設減壓措施。該系統采用臨時高壓給水方式,即發生火災后才啟動消防泵來增壓供水,天面水箱貯存10分鐘消防水量用以撲滅初期火災。與給水系統相同,消火栓系統也采用集中增壓方式。酒店部分由于受天面水箱設置高度的限制,另設氣壓給水裝置以滿足最高幾層消火栓所需水壓。建筑內部保證兩股充實水柱同時到達室內任何部位,消火栓直徑均為65mm,水帶長度25m,水槍噴嘴口徑19mm.消火栓系統消防用水量為2400L/min,設4套水泵接合器。3.2自動噴淋滅火系統自動噴淋滅火系統由供水設施、報警閥、管網、閉式噴頭及火災探測系統等組成,是世界上普遍采用的一種固定式滅火設施。實踐證明,該系統具有安全可靠,控火滅火成功率高,經濟實用,適用范圍廣等優點。大型多功能建筑要求安裝自動噴淋滅火系統的場所較多,國會中心除公寓樓部分外所有場所均安裝了噴頭。系統同樣采用集中增壓供水方式,增壓泵及所有報警閥均設在地下層泵房內。每個報警閥控制噴頭數不超過800個,最不利噴頭的工作壓力不小于0.1MPa,噴頭口徑為12.7mm,熔解溫度72℃,每個噴頭保護面積7~9m2.消防用水量為1800L/min,持續時間為1h,即初期供水10min和加壓供水50min.
3.3水幕消防系統該系統不直接用來撲滅火災,而是與防火卷簾,防火幕配合使用,起到防火隔斷、防火分區、冷卻防火隔絕物,防止火勢蔓延的作用。水幕消防系統由水幕噴頭、管網、控制設備、水源等四部分組成。水幕噴頭是開式噴頭,噴出的水形成水簾狀,形式有窗口、檐口、臺口等。國會中心由于建筑規模大,設有多個防火分區,分區之間設置保護卷簾水幕消防設備,在防火卷簾兩側各布置一排水幕噴頭,由地下層泵房專用水幕增壓泵供水。水幕消防用水量為20L/s,室上專設兩套水泵接合器。
4、排水系統大型多功能建筑要求排水通暢和通氣良好,若發生排水管阻塞現象則嚴重影響建筑物的使用功能。國會中心排水考慮分區排出,地下層排水通過潛污泵強制排水。排水立管能夠單獨排出盡量單獨排出,酒店部分采用幾根排水立管通過設于技術層的水平干管加以連接,分幾路排出,每根排水立管均設專用通氣立管。
排水管道材料過去采用排水鑄鐵管,排出橫管采用鋼管,現在一般均用uPVC塑料排水管代替,既美觀,排水效果又好,正常使用年限可達50年。uPVC管道接頭采用粘接,立管上必須隔層安裝伸縮節,以消除因溫差影響產生的脹縮。uPVC管排水噪音較大,須在立管安裝消能裝置以減少噪音。
5、特殊給水排水系統為滿足大型多功能建筑特殊功能的需要,如室內游泳池,水景等,相應地要設置特殊給水排水系統。國會中心分別在酒店22層天面(供總統套房單獨使用)和裙樓天面設游泳池。游泳池水必須符合國家有關規定,如渾濁度不大于5度,細菌總數不得超過1000個/ml等,因此游泳池用水必須進行循環水凈化處理,一般采用接觸過濾和消毒等措施,使池水不斷循環使用,只需補充少量補給水。
國會中心游泳池循環水處理設備包括壓力式過渡罐、循環水泵、加藥設備、消毒設備、加熱設備、濾毛器等。其中加熱設備只有當池水溫度不能滿足使用要求時才啟用,加熱方式采用熱水鍋爐直接加熱。游泳池供水方式采用池底供水,池面溢流回水的循環供水方式,該方式的優點是將池表面的污物迅速排除,池底污物少,有利水的循環和保證水質。
6、管道設置安裝技術大型多功能建筑由于管道設備種類數量較多,包括水、暖、強電、弱電等各種管道設備,必須進行綜合布置,防止“打架”,另外必須注意美觀、隔振、防噪聲等問題,因而對給水排水管道設備安裝提出了較高的技術要求。國會中心給水排水設備集中布置在地下層、天面及設備技術層。技術層高度僅2.2m,布置各種橫向管道及設備,為保證安裝維修方便,必須具有較好的通風照明條件,并有防漏防火等技術措施。
關鍵詞: 給水排水專業 給水排水工程 應用型人才
1.前言
我國水資源擁有量“天生”不足(人均占有量不足世界平均水平的1/4),同時地區分布極不平衡,這為水的供需矛盾埋下了隱患。據1999年中國水資源公報[1],全國113600km河長評價結果表明,有62.4%的河段達到或優于國家《地面水環境質量標準》的Ⅲ級標準,37.6%河段的水質超過Ⅳ級水質標準,失去作為飲用水源的功能,污染嚴重的河流比例則更大。目前我國90%的城市河段不適宜作飲用水源,滇池、太湖等淡水湖泊普遍富營養化,50%以上的城市地下水受到污染,全國有65%以上的人飲用受污染的水[2]。近年來與飲水有關的傳染病及疑難病癥在我國出現,使人民健康受到嚴重威脅。這充分說明,水質問題已成為我國水資源問題的主要矛盾。
給水排水專業自1952年在3所高校建立以來一直是土木工程的一部分。給水排水工程是多學科(如水利工程、環境工程等)相互交叉形成的一門學科,其研究的內容是人類從自然界取水、凈水、供給使用后污廢水收集、處理、排放構成的人類用水的社會循環,其研究的任務和目標是保障人類社會可持續用水量的需求和所用水質的安全可靠性。改革開放前,我國給水排水一直是福利性的公益設施,發展緩慢。主要表現在給水工程數量小、規模小,排水處理工程近于空白,我國建立的給水排水工程專業主要套用前蘇聯模式,沒有形成自己的特色和科學體系。
隨著人口增長、經濟發展與人類生活水平的提高,人類對水的需求日益增長,迄今為止,有不少國家和地區的水資源問題已成為國民經濟發展的制約因素,因此對水資源的合理開發和綜合利用,受到普遍關注和重視。在此背景下,各高等院校紛紛開設給水排水專業,以滿足社會對該專業人才的需求。
1997年清華大學許保玖教授提出了水工業概念[3]。根據我國給水排水事業的發展需求,全國給排水協會和給排水工程學科專業指導委員會曾多次對學科內涵及外延調整工作進行研討,1999年6月將該專業名稱確定為“水工藝與工程”。2000年8月指導委員會在烏魯木齊再次研討專業名稱,較一致地認為以“水科學與工程”名稱較適宜。水科學與工程、水質科學與工程將是給水排水工程學科的延伸、發展趨勢和方向。
2.給水排水工程應用型人才培養目標
水工業概念的提出與被認同,明確了給水排水學科的研究對象和研究內容。水工業是以水的社會循環(以給水和排水兩個部分共同構成一個循環系統,主要是城市和工業)為研究對象,以水質為中心,從事水資源的可持續開發利用,以滿足社會可持續發展的需要為目的的特殊產業。水工業的提出,反映了社會主義市場經濟條件下給排水事業發展過程中的社會化的要求,標志給水排水工程學科進入一個新的發展階段。這一社會化的要求對我們地方性工科院校給排水專業的教學體系提出了新的要求,即重點高校的精英教育模式不適合我們這樣的高校,我們這樣的省屬地方高校培養的畢業生主要是培養面向生產第一線的應用型人才,這與重點院校的培養目標有所不同。而應用型人才應該既要有知識,又要有能力,更要有使知識和能力得到充分發揮的素質。
因此,我們將給水排水本科應用型人才的培養目標定位為:培養適應社會主義現代化建設需要,德、智、體全面發展,掌握城市給水工程、排水工程、建筑給排水工程、工業給排水工程、水污染控制和水資源保護等方面的基本理論,初步具備相關注冊工程師的基本知識與工程實踐能力的高級復合型應用技術人才。
3.給水排水工程專業課程體系的構建
由于我校給水排水專業是新辦專業,到2008年首屆畢業生才畢業,專業改革的路子才起步,我們根據我校給水排水專業人才培養目標,從應用型人才培養的角度來構建給水排水專業的課程體系。
要培養適應社會發展的應用型人才,課程體系的設置應以知識應用為主線,以能力培養為核心。通過調研各兄弟院校給水排水專業的課程設置,結合我院的實際情況,對課程進行優化和整合,建立如下的課程體系。
(1)主干課程。通過《水質工程學》、《給水排水管網系統》、《建筑給水排水工程》等使學生掌握給水排水工程學科的基本知識和基礎理論,形成支撐專業理論體系的堅實支柱。
(2)學科基礎課程。專業基礎類課程主要是讓學生掌握給水排水工程技術領域內共同的理論、知識和技能,使學生能很快吸收專業主干課程要學習的內容,并且在整個土木工程范圍內有廣泛的適應性。
(3)公共基礎課程。公共基礎課程的設置主要從學生的素質教育及考慮主干課程的需要入手,通過公共基礎課程的學習,使學生能打下堅實理論和技能基礎,特別是對外語、計算機的要求,對計算機要求學生必須通過相應的計算機等級考試,在課程設計、畢業設計中,要求學生必須用計算機設計繪圖。在外語方面,除了科技與專業英語外,還設置了雙語教學“電工學”,這樣就保證了學生在校期間英語的不間斷學習。
(4)選修課程。選修課程開設的目的是強調學生的個性發展,尊重學生的獨立自主性,讓學生根據自己的實際情況進行選擇,讓學生在掌握本專業知識的同時可以拓寬自己的知識視野,確保學生在給水排水專業方向上具有一定的深度的同時也能熟悉其他專業的相關知識,適應社會對人才的需求。這具體體現在選修課程的設置上,我們將選修課程分為三個方向群,即建設法規、建設監理等課程可供將來準備從事監理工作的學生重點選修,環境監測、環境影響評價等課程可供將來從事環評工作的學生重點選修,而鑒于不少學生將來會從事與建筑工程相關的施工工作,我們為學生開設工程項目管理、建筑暖通電器等選修課程。這樣可以讓學生根據自己的興趣與畢業后就業意向進行重點課程的選修,同時可以根據興趣選修那些能夠拓寬知識面的課程,通過幾年的實踐,這一舉措得到學生的一致好評。
4.給水排水工程專業的教學模式
前面已經述及,給水排水工程專業在我校還是個新辦專業,所以其教學模式還在摸索之中,目前給水排水工程專業仍然采用通用的教學模式,即前3.5學年以理論教學為主實踐教學為輔,主要是公共基礎課、學科主干課、學科基礎課及選修課程的學習,使學生具備較為扎實的基礎理論知識和必要的人文社會科學知識,提高學生的綜合素質,為接下來的0.5學年的畢業設計打下基礎。
第八學期專門作為畢業設計(論文)學期,使學生能夠在這期間很好地運用所學的專業及專業基礎知識進行畢業設計。畢業設計(論文)的選題或者畢業設計(論文)的地點可根據學生的就業情況而定,這樣可使學生畢業后能夠很快適應工作環境的需求。
5.開放式實驗教學的設想
高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才。社會對大學生的創新精神和解決實際問題的能力提出了更高的要求。實踐環節教學改革引起了國內各高校重視,而實驗教學是實踐性環節的重要內容。為了提高實驗教學的質量,培養學生獨立解決問題的能力,本專業在實驗教學環節采取了開放式實驗教學的模式。
實驗教學的宗旨是培養學生理論與實際相結合的操作技能,以及分析問題和解決問題的實踐能力。以往的實驗教學基本是以基本操作和驗證性實驗為主,而開放式實驗增加思考性、設計性和綜合性實驗,為從事實驗研究打下良好的基礎。
實驗教學開放的具體模式如下。
(1)實驗形式。由學生根據實驗設計操作過程,帶著問題進入實驗室,并準備試劑、儀器,同時完成實驗內容。
(2)實驗時間。開放式實驗教學是為滿足學生的實驗興趣,增加學生操作動手的能力,實驗室可全天開放(但實驗人數有限制),學生與實驗室預約實驗時間,由實驗室教師統一調配實驗時間。
(3)實驗內容。學生自由選擇必修課程的實驗,自主實驗,在規定的時間內完成所選定的實驗題目。
開放式實驗將給學生極大的自,促進學生完成自行設計實驗,極大地增強學生學習的積極性。當然,實驗室要開放,其前提條件是實驗室要具備開放式實驗教學的基礎設施,包括實驗藥品、水質分析檢測、水處理實驗裝置等。另外,實驗室要開放,還必須以相關的專業基礎課程為基礎。在我校,根據實際情況,對于給排水專業的學生來說,距實驗室開放還有很長的一段路要走。
6.結語
總之,水工業及其科學體系已經得到了公論,也得到了政府部門的認可,說明該專業的生存與發展具有了一定保障和良好環境。從發達國家的給水排水專業狀況和發展看,該專業是一個穩定的專業;從我國國民經濟發展趨勢和可持續發展的戰略要求看,給水排水專業將是一個具有良好發展機遇的專業,但結合我校的具體情況:專業建設晚、師資力量短缺、實驗室建設均面臨很重的學科建設任務。對此,我們必須有清醒的認識和緊迫感,否則,就可能在嚴峻的競爭形勢下失去機遇,甚至被淘汰。
參考文獻:
[1]中華人民共和國水利部.1999年中國水資源公報[J].新華文摘,2000,(12):146-147.
關鍵詞:給水排水專業;工程實踐能力;卓越工程師計劃
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)01-0152-02
隨著社會經濟的快速發展,人們的生產生活方式也發生了很大變化,環境問題在這種背景下越來越突出,受到了社會大眾及國家的高度重視。給水排水工程專業是以培養城市給水排水、水資源開發利用以及污水治理等方面的高級工程技術為目標的,從而滿足社會對應用型、實踐型工程技術人才的需求,不僅應使學生具備全面扎實的基礎理論知識,同時還應具備較強的實踐能力與專業技能。
一、給水排水工程專業實踐教學概述
目前,給水排水工程專業在課程設置方面以培養具有扎實基礎知識及實踐應用能力的專業技術人才為目標,主要包括基礎課程的設置以及實踐環節的安排,其中基礎理論課程主要有《城市與建筑給排水工程》、《市政污水處理》、《給水排水工程儀表與控制》以及《工業廢水處理》等十余門課程,從而使學生全面掌握給水排水專業的基礎理論知識及方法,提高學生的工程素養[1]。
同時,作為以培養實踐型、應用型專業人才為目標的專業,課外實踐教學的質量與水平直接影響著學生的綜合素質及專業實踐能力,是對理論基礎知識的延伸與拓展,對其在實際應用中的具體體現。在實踐教學環節中主要從實習與設計兩方面對學生的工程實踐能力進行加強,其中課外實習主要包括認識、生產、畢業、金工以及測量等實習內容。在專業設計中包括課程設計與畢業論文的撰寫,課程設計的內容具體包括給水處理廠、排水管網、水泵站、污水處理廠等方面的課程設計。
實踐教學不僅能夠進一步鞏固學生的基礎理論知識,使其在工程實踐教學中檢驗自身的知識體系是否完整以及知識掌握及應用情況,同時能夠培養學生的工程思維,使其深入了解工程一線崗位的要求與實際需求,具有不可忽視的現實意義。經過大量實踐教學經驗表明,實踐教學環節能夠反映出學生對專業知識及技能的掌握情況,學生通過在實習過程中進行觀察和總結,并結合自身知識形成實習報告,教師對其工程設計所使用的計算方法以及圖紙繪制進行評價能夠得到有效的反饋信息,并作為教學跟進和完善的依據,從而更好地培養學生的工程素養。
二、給水排水專業畢業生需要提高工程實踐能力的迫切性
當前,在給水排水工程專業的實踐教學中仍存在部分問題,如部分教師雖然理論知識教學能力較強,但在實踐教學中存在工程實際經驗不足,導致教學質量得不到保證的問題。實際中,施工管理、工藝設備講解以及工程設計等部分的內容都要求教師具有深入了解的知識儲備。同時,教師的實踐教學能力也有待提高,對于實踐性特點突出的專業,要求教師能夠在課程設計及實習等方面指導和幫助學生。但是,由于目前各高校在吸收優秀師資力量時存在以學歷、科研成果為標準的現象,使得教師的工程實踐能力得不到保證,對實踐教學的開展十分不利。
此外,生產實習是提高學生工程實踐能力最直接、有效的措施,能夠使學生對水處理相關工藝進行更加全面、深入地了解。然而,由于水處理工藝需要系統化的機械設備、控制措施以及檢測儀表等內容的支持,這使得高校在開展生產實習教學的過程中受限,課程設置方面對水處理設備的教學內容也較為缺乏,較少組織學生去水處理行業相關的企業進行生產實習,十分不利于培養學生的工程實踐能力[2]。
隨著高等教育改革的不斷推進,“卓越工程師計劃”的提出為各高校給水排水工程專業提出了新的要求,應以培養具有創新精神、實踐能力的高級技術人才為目標,這同時也是設計院、施工單位、安裝公司、政府管理部門等用人單位對學生在工程實踐經驗方面提出的要求。因此,當前高校給水排水工程專業在培養學生工程實踐能力方面亟需進行改革和提高,以實現培養應用型、創新性的高級專業工程人才的教學目標。
三、加強給水排水專業學生工程實踐能力的對策
(一)理論課程教學中的提高
在教授給排水理論基礎知識的過程中應從培養學生給水排水工程系統的思維模式的角度出發,引導學生結合實習實踐經驗對基礎理論知識進行梳理和歸納總結,對給排水管道系統、建筑給排水工程、新興技術和需求以及水資源保護利用工程設計等內容進行了解,從而建立并完善自身的給排水整體知識體系結構[3]。此外,教師還應引導學生積極關注水處理工程相關的法規、經濟、建立、施工等方面的知識與政策,形成完整的城市水系統運營管理的思維模式,從而提高自己在工程實踐應用中的問題解決能力,為今后走入崗位工作奠定基礎。
(二)課程設計、畢業設計中使用新的規范、標準、手冊、產品的樣本
在課程設計中以給水排水專業的教學大綱為依據,并以工程設計規范要求為基礎進行設計,如泵站課程設計、排水管網課程設計以及污水處理廠設計等,并以校企結合的形式進行。在畢業實習與設計中可以采用組織學生進行“邊實習邊設計”的方式,學生在確定畢業設計的方向與內容后,通過參與現場實際工程項目從而提高設計的合理性與科學性。同時,在教師與現場技術人員的指導下,由學生獨立進行設計并完整任務,不僅能夠鞏固學生對基礎理論知識的掌握,同時能夠有效提高學生的問題解決能力與實踐應用能力。
(三)增加生產實習的方法提高工程實踐能力
因此,有條件的高校應積極與水處理生產及管理單位進行聯系,建立實習基地,為學生創造參與生產實習的機會,使其能夠對風機的種類、管道的相關知識、閥門的特征以及PLC的控制原理等內容進行全面了解,幫助學生積累實踐經驗。同時還需注意在選擇實習單位時應主要其是否具有一定的代表性,是否能夠為學生提供充足的生產實習時間,并且應要求實習單位為學生提供參與主要生產環節的機會,能夠全面熟悉水處理工程的實際運行及管理工作[4]。
(四)聘請企業技術人員參與教學
通過聘請工程設計、施工及監理單位具有資深經驗的技術人員參與給水排水工程設計與施工的教學環節中,能夠幫助學生更加全面、深入地了解工程設計及施工方面的規范性、實踐性知識,培養學生的工程素養。同時,校方還可以聘請污水廠、排水公司以及自來水廠等單位中對給排水設施具有豐富管理和運行經驗的專家,對給排水工程的運行管理特征以及設備的工藝進行講解,從而提高學生對實踐教學的參與積極性。在聘請技術專家進行教學的過程中可以通過專題講座、學術報告以及研討活動等方式進行,拓寬學生的知識視野,為學生了解給排水工程實際創造機會。
(五)在卓越工程師計劃中實施經驗的積累
卓越工程師計劃是針對當前給水排水專業實踐教學中存在的問題提出的,旨在培養具有實踐應用能力的高級技能人才,某高校給水排水專業在實施“卓越工程師計劃”的過程中從培養方案及實踐教學環節的設置兩方面進行:
1.以培養學生的工程實踐能力為核心制定人才培養方案,從課設試驗、施工實習、課程設計以及畢業設計等七個方面對培養計劃進行安排,以培養目標為導向選擇給水排水工程設計、施工及管理等企業作為實踐教學基地,同時聘請具有工程實踐經驗的專家、技術人員在實習基地為學生進行現場指導[5]。
2.要求學生的實踐學習實踐累計足夠40周,并在實踐學習過程中撰寫專業論文以及課程設計,從而提高學生的工程實踐能力。同時,通過在課堂教學中以校企合作的方式培養學生的研究能力與創新能力,以給水排水實際工程項目為學習內容,讓學生參與到項目研究、設計與開展的實際過程中,從而結合自身的理論基礎知識切實運用到工程項目中,培養其成為卓越工程師的潛質。
3.在卓越工程師培養方案中設置基礎教學、實踐教學以及其他實踐教學環節,為培養學生的工程實踐能力創設良好的教學環境,如在基礎教學中設置金工實習、計算機訓練以及水分析化學實驗教學等;在實踐教學中設置認知實習、生產實習、畢業設計與實習等;在其他實踐教學環節中積極組織創新能力拓展項目以及科技文化活動等。
四、結束語
綜上所述,給水排水專業是以培養具有工程實踐能力的應用型、實踐型專業人才為教學目標的,以期為廣大企業輸出高質量、高能力的人力資源。實踐教學環節作為提高學生實踐應用能力的重要環節,應引起廣大教育工作者的重視,針對當前存在的問題進行深入研究,從而提出有效的對策,保證教學質量,從而實現給水排水工程專業的長足發展。
參考文獻:
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[2]沈紅心,隋銘皓,鄧慧萍,等.基于卓越工程師教育培養計劃的給水排水專業人才模式探索[J].教育教學論壇,2012,(34).
[3]于文波.淺談高職院校給水排水專業施工課程教學改革[J].價值工程,2014,(18).
關鍵詞 教學改革與實踐 教學手段與方法 實踐性教學
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
Study on the Reformation and Practice of Pump and Pump Station Course
LU Qun
(Huazhong University of Science and Technology Wenhua College, Wuhan, Hubei 430074)
Abstract Pump and pump station is core curriculum of water supply and drainage engineering major. In order to improve the teaching quality, satisfy the demand of water supply and drainage engineering major under new situation, reformation of pump and pump station course is put forward. The practice of effect of these measures has being analyzed and summed up. The direction of deeper reformation is pointed out.
Key words teaching reform and practice; means and methods of teaching; practical teaching
隨著我國社會經濟的可持續發展,人民生活質量不斷提高,給水排水工程專業也得以迅速發展。為了適應社會對于給水排水工程專業人才要求的變化,結合給水排水工程專業本科教育培養目標和培養方案的基本要求,重視專業基礎理論教育,加強專業基礎課課程建設,進行專業基礎課課程教學改革與實踐研究,既是大學培養合格專業人才的需要,也是給水排水工程專業發展的必然要求。①
泵與泵站課程是給水排水工程專業的一門專業基礎課。其教學內容主要包括兩部分:一部分是“泵”的教學部分,屬于基礎知識,理論性較強,知識點多,對“水力學”課程中基礎知識要求較高,有一定難度;另一部分是“泵站”的教學部分,屬于專業知識,培養學生對設計資料、設計規范的應用能力。通過本課程的學習,使學生了解給水排水工程中經常使用的泵的基本構造、工作原理和主要性能。重點掌握離心泵和軸流泵的應用性能以及給水泵站和排水泵站工藝設計的基本知識,并對水泵機組的運行維護、節能途徑有一定的了解。②
近三年,我們對泵與泵站課程教學進行了一些改革與實踐,取得了較好的效果。
1 教材和設計規范的合理選用
泵與泵站是給水排水工程專業的專業主干課程,與實際給水排水專業工程聯系緊密,教材及設計規范中屬于工程應用性的內容,應是當今在本學科中的工程實踐中最具發展活力的,或者是已經成功地應用于實踐之中的那些工程措施和工程方法。因此,在教材及設計規范的選用問題上,應與時俱進,合理選擇。
1.1 教材的選用
泵與泵站(第五版)在前幾版的基礎上進行了修訂,比如修訂了一些單位不夠統一的問題、增加了泵與泵站的設計實例等。但是對于二級泵站的設計,內容比較簡單,有些問題不夠具體,比如學生在進行設計時選泵要注意哪些問題、管道怎么設計和計算、需要查閱哪些設計資料等,希望再版時加以考慮。目前,在授課時,需要增加相關方面的知識,合理安排教學內容,提高教學效果。
1.2 設計規范的選用
《泵站設計規范》(GB50265-2010)已于2011年2月1日開始實施,原《泵站設計規范》(GB/T50265-97)同時廢止。在現行設計規范中,將泵房擋水部位頂部安全超高(第6.1.3條)、泵房沿基礎底面抗滑穩定安全系數的允許值(第6.3.5條)及泵房抗浮穩定安全系數的允許值(第6.3.7條)列為強制性條文,必須嚴格執行。并且對原設計規范進行了修訂,比如:修改完善了設計流量、特征水位和特征揚程的確定方法;修改和增訂了有關站址選擇、總體布置的規定;修改和增訂了引渠布置、出水管道形式等相關內容。③
另外,現行的《室外給水設計規范》(GB50013-2006)中第6章、《室外排水設計規范》(GB50014-2006)中第5章分別對給水泵站和排水泵站的設計進行了規范,內容完整、豐富。
在授課以及課程設計時,有必要將現行設計規范中的相關內容融入其中,增強學生在泵與泵站設計方面合理選用、準確查閱、正確應用相關設計規范,解決實際問題的實踐能力。
2 多種教學方法的綜合應用
課堂教學改革是泵與泵站課程教學改革的重點,在進行課堂教學時,教師應能有效地設計與運用多種教學方法和手段,提高教學質量與效果。
2.1 多媒體教學的合理運用
目前,隨著各高校教學條件的改善,多媒體教學已經成為課堂教學的主要手段。多媒體教學為老師節省了大量的板書時間,課堂節奏快,教學內容豐富,信息量較大。實踐證明,多媒體輔助教學手段的應用,在泵與泵站教學中發揮著積極作用。但是,我們也不能過分依賴多媒體教學手段,應盡量避免產生“填鴨式”教學現象和信息量過大、節奏過快、學生思維速度跟不上、知識消化不良等多媒體教學中常見的弊病,這樣反而不利于教學質量的提高。
2.2 教學方法適當結合
教學過程中,我們可以適當地將一些教學方法和手段相結合,促進教學質量的提高。在進行本課程重點內容,如離心泵的基本方程式、離心泵的特性曲線等的教學時,可以采取多媒體與板書相結合的形式,板書教學方式速度相對較慢,學生可以跟上老師的思路,逐步理解、逐步接受相關的知識,與單獨采用多媒體教學形式相比,學習效果要好很多。從實踐效果來看,2008級、2009級學生掌握和運用相關方面知識的能力明顯強于往屆學生。
在講解圖解法求離心泵裝置的工況點、離心泵并聯工作的圖解法時,可以適當采用一些動畫方式展現作圖的過程,既形象生動,又能吸引學生的注意力,效果良好。在講解離心泵的主要零件時,學生很難弄清離心泵內部結構的順序,我們可以利用3DMAX技術為水泵的每一個零件建立一個完整的模型,幾個零件從里到外逐次組裝,這樣學生就能很清晰地掌握離心泵的主要零件以及各零件之間的位置關系。
2.3 加強師生互動
在教學過程中,要加強師生之間的互動交流,避免學生完全被動接受現象的產生,可以通過設問、提問等方式激發學生的思維,集中學生的注意力,改善教學效果。
3 加強實驗、實習、課程設計等實踐性教學環節
3.1 重視實驗、實習教學環節
實驗教學是課程教學的重要組成部分,目的是培養學生的觀察分析能力、實際動手能力和數據的采集處理能力。本課程安排的實驗是離心泵特性曲線的測定,學生親自動手實驗,對泵的揚程、流量、功率等數據進行采集并處理,繪制離心泵的Q—H、Q—N和Q—特性曲線,并進行對比、分析,得出實驗結論。通過實驗,提高了學生的動手能力,對離心泵的特性曲線有了更深的理解。
實習環節在本課程的教學過程中也是不可或缺的。每年,我們都會組織學生對武漢的一些取水泵站、送水泵站、污水泵站、雨水泵站、建筑給排水中的泵房等進行參觀實習,組織現場教學。通過實習,學生對泵的基本構造、泵站(房)的基本結構與布置、泵的運行情況等有了一定的感性認識,積累了基本的工程實踐經驗,對學生以后進行課程設計和畢業設計幫助很大。
3.2 強化課程設計
按照本課程培養方案的要求,在課堂教學結束后,進行一周的課程設計,要求學生掌握給水泵站和排水泵站的工藝設計方法。經過幾年的實踐,筆者認為應從三個方面加以強化:一、選題接近工程實際,最好是直接選用設計單位的設計項目,與實際工程項目接軌,有利于學生實踐能力的提高;二、強化設計過程,要求學生在設計過程中能熟練查閱相關設計規范,如《泵站設計規范》(GB50265-2010)、《室外給水設計規范》(GB50013-2006)、《室外排水設計規范》(GB50014-2006)等,并能將相應條款應用到課程設計中,學生運用設計規范解決設計問題的能力明顯提高;三、規范設計計算書和設計圖,這樣有助于學生提高設計計算水平和CAD繪圖能力,養成良好的設計習慣。
4 改革考試方法
傳統的考試存在一定的局限性,往往因為其標準化、模式化,造成其偏重于對知識記憶的考核,而忽視了對學生能力和綜合素質的考察與培養。改變原來的考核形式——期末考試,通過增加新的考核內容如平時成績、實驗、論文撰寫及期末考試等形式,綜合評估最后的期末總成績。④另外,還要充分發揮考試的導向作用,在考試內容上拋開那些偏重記憶的內容,增加對學生所學知識綜合運用能力的考核。這樣在學習的過程中,學生就會積極主動地思考和學習,有針對性地培養和提高自己解決問題和分析問題的能力。經過兩年的實踐,學生分析和解決問題的能力明顯提高。
5 其它
泵與泵站教學工作中,要用到很多“水力學”中的理論知識,比如伯努利方程在第二章第五節離心泵裝置的總揚程中的應用,有些同學基本理論掌握不牢,甚至連基本的方程式都不能完成,難以保證泵與泵站課程教學效果。因此,應加強“水力學”教學,并注意和泵與泵站知識點的銜接,為取得本課程良好教學效果打下堅實基礎。
教師在進行教學工作的同時,還應與一些兄弟院校的老師和學生、相關專業單位的工程師進行適當的交流,擴大知識面,不斷提高自身綜合素質和業務水平,做到能夠合理進行本課程教學程序的組織和安排,綜合應用各種教學手段與方法等。
6 結語
為了進一步提高泵與泵站課程的教學質量,滿足給水排水工程專業本科教育培養目標和培養方案的基本要求,需要從多方面進行改革。應合理選用教材和設計規范,注重基礎課程“水力學”的教學效果,并加強與本課程的銜接,不斷提高教師自身綜合素質和業務水平,綜合應用多種教學方法,重視實踐性教學環節,改革考試方法等,注重教學質量提高和學生綜合能力的培養,不斷探索與實踐,促進給水排水工程專業的發展。
注釋
① 曾曉嵐.泵與泵站課程教學改革初探[J].高等建筑教育,2007(3):85-88.
② 全國高等學校土建類專業本科教育培養目標和培養方案及主干課程教學基本要求——給水排水工程專業[M].北京:中國建筑工業出版社,2004:1.
關鍵詞:層進式;教學模式;水質工程學;實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)14-0125-02
在科學技術迅速發展的時代,工科高等教育應適應現代科學技術的發展。目前,國內外很多高校的教育模式各有不同,但對學生的創新能力、自主學習能力、實踐能力方面的培養有很多共識之處。為培養出具有創新能力、自主創新能力、實踐能力的技術人才,實現新時代大學培養目標,改革教學中的傳統教學方法是提高專業課程教學質量的關鍵。水質工程學在排水工程專業中是一門主要的學科,在教學中占有重要地位。為了體現水處理理論的實用性和整體性,有關積水排水專業的專家建議高校對原《給水工程》和《排水工程》課程體系進行改革,建議開設《水質工程學》課程。
一、水質工程學課程概述
水質工程學是給水排水工程專業的主干課程,是各高校相關專業學習的重點內容。該課程以化學、生物、物理等課程內容為基礎,在研究給水和廢水處理的工程技術和工藝方面使用工程的方法,是一門涉及面廣、實踐性和理論性很強的綜合性課程。因此,我們要在不斷地摸索、實踐中提高有關水質工程學的教學質量
二、水質工程學教學現狀
1.教學內容以所選教材為主,內容較單一。水質工程學的教學內容以所選教材為主。教材對基本理論、基本概念、基本方法的講解比較有條理、系統,理論性比較強,但是由于理論性強,比較抽象,使學生很難理解。當然,只是通過教材內容,不利于體現課程的綜合性,使學生對實際工程的了解受到影響。
2.課程之間的聯系不夠緊密。為促使學生對基本理論、基本概念的深刻理解及對知識結構的掌握,許多高校還開設了給水排水工程專業實驗課程。實驗課程由驗證性實驗和演示性實驗組成。對于理論教學來講,實驗教學的時間比較長而且相對滯后,實驗老師對學生理論知識掌握的情況不了解,往往會出現對學生已經掌握的理論知識點,實驗課程上又再次講解,學生沒有掌握的知識點,實驗課程上又沒有講解的情況。導致實驗教學沒有發揮對理論教學補充的作用,既浪費了實驗老師和學生的時間和學校的資源,又沒有實現實驗教學的應有的作用,造成資源、人力、時間的極大浪費。
3.未充分利用實習中搜集的關于水質工程學的資料。為進一步加深學生對教材內容的理解和掌握,以便在課程設計、畢業設計及以后的工作中打下堅實的基礎,實習可以說是一個重要的教學手段。學校在大三上半年為給水排水工程專業的學生安排了大約1周的實習時期,暑假又安排了2周的實習。在實習過程中,學生在聽技術人員介紹實習內容時,可以用儀器記錄下見到的構筑物及設備,由于學生在還沒有學完理論知識的情況下進行學習,所以很難將理論知識和實習中遇到的情況聯系在一起,達不到實習教學的預期效果。同時,學生實習中拍攝資料僅僅為撰寫實習報告所用,勢必造成實習參觀內容及拍攝資料的浪費。
三、“層進式”教學模式在水質工程學課程中的實踐
1.“層進式”教學模式設計?!皩舆M式”教學模式分過四個步驟:(1)由教師結合教材講解教學內容。學生通過這個過程的學習并不能對所學的知識全面理解、消化、吸收,在短時間內只能有個粗略的認識。(2)教師根據教學內容的需要帶領學生到給水排水工程專業實驗室結合水處理構筑物實物模型,再次有針對性地講解通過課堂講授學生難以理解的知識點。幫助學生對教材中的基本概念、原理、水處理構筑物結構形式特點及工作過程、設計參數等知識點進一步消化、吸收。(3)由學生整理實習過程中拍攝的水廠照片資料及在網上收集的資料,根據所學內容,制作幻燈片講解。學生通過收集整理資料,制作幻燈片,使所學的知識點通過自主學習的過程進一步深化。學生最后對制作的幻燈片進行專業表述的過程,就是學生對課程內容進一步深化的過程。學生在講解幻燈片的過程中,不僅能反映出學生所學知識點上的欠缺,還可以變相地反映出教師的教學效果及課堂教學中存在的問題等。(4)由教師根據學生制作的幻燈片及在講解過程中存在的問題及不足,以和學生討論的形式講解,從而彌補課堂教學中存在的缺陷和不足,給學生及時掃平學習過程中的障礙,提高學生的學習效果及興趣。
2.“層進式”教學模式的特點。(1)“層進式”教學模式使課程教學內容更豐富?!皩舆M式”教學模式使教學內容以單一的所選教材為主,擴充為以所選教材為基礎、以實踐內容為補充、以網絡資源為拓展的結合水處理學科發展要求的教學內容,即:教材內容――實踐教學中的水處理內容――學科前沿的水處理動態的層進形式?!皩舆M式”教學模式是教學內容從抽象難懂的基本理論到學科前沿的層進,不僅體現水處理技術迅速發展,而且突顯出了課程的綜合性,使課堂教學內容不斷更新。(2)“層進式”教學模式使理論教學與實踐教學緊密結合,突出課程的工程性?!端|工程學》中基本概念多,水處理方法基本原理抽象,理論性強,水處理構筑物結構復雜、工作過程煩瑣,較扎實地掌握水處理的基本概念、基本理論、基本方法是熟練運用處理方法解決水處理問題的前提。過去,教師僅僅想通過查閱大量的書籍,找尋便于學生理解的教學方法,收效甚微。又試圖通過實習、實驗等實踐教學深化課堂理論知識了理解,結果也與預期相差甚遠。而“層進式”教學模式巧妙地將理論教學與實踐教學緊密結合,以理論教學為基礎,充分發揮了實踐教學對理論教學的有益補充作用。同時,在課堂教學中通過添加實踐教學“元素”突出課程的工程性,增強了課程與課程的相關性。(3)“層進式”教學模式增強學生的自主學習能力、創造能力?!皩舆M式”教學模式的實施,需要學生在實習實踐中拍攝構筑物及設備,在課余時間結合所學專業借助網絡了解學科發展動態,收集水處理的最新處理方法、處理工藝、處理設備等。根據課堂上所學的知識,與同組同學討論、整理相關資料,制作成幻燈片,最后在課堂中進行講解的過程使學生的自主學習能力得到淋漓盡致地發揮。同時,也增強了學生學習的主人翁意識,大大提高了學生的學習興趣,最終增強了學生對知識的求知欲,使學生的創造能力大大提高。
四、“層進式”教學模式實施效果
1.促進學生綜合能力提高?!皩舆M式”教學模式實施3年中,參與實施計劃的學生人數180人。學生的學習積極性明顯增強,語言表達能力、團隊合作能力、動手能力顯著提高。學生參加的以《水質工程學》教學內容為基礎的各種科研課外活動明顯增加。改革實施過程中給水排水工程專業的學生參加實踐活動17項,獲得優秀團隊稱號4次,學生個人獲獎9人次,以學生為第一作者發表文章5篇,學生獲得國家授權的專利1項,學生獲得中華環?;饡OTO水基金2012年節水專利資助活動資助1項,學生制作水處理專業模型2個。在“層進式”教學模式實施過程中參與學生達144人次,占學生總數的80%。
2.促進教師綜合能力增強?!皩舆M式”教學模式的順利實施,就需要授課教師有扎實的理論知識,同時還要有豐富的工程實踐能力,以及較強的科研能力。這就推動了教師自我能力提高的過程。課題組教師在“層進式”教學模式實施3年中,獲得國家授權的多項專利和課題。課題組教師獲得石河子大學教學類獎項4人次。課題組發表教學法論文8篇。課題組教師獲得石河子大學青年骨干教師資助計劃項目3人,受聘為石河子大學水利建筑工程學院“水藍社團”指導教師3人。出國深造攻讀博士研究生教師1人,攻讀國內博士研究生1人。
3.推動課程體系建設。在“層進式”教學模式實施過程中,課題組教師以學生為本,通過整合課程內容,強化理論與工程實踐相結合,開展課堂師生互動教學,逐步建立科學合理的課程體系,推動專業課程的建設。通過課題組教師的共同努力,《水質工程學》獲2012年度校級二類課程。
五、總結
水質工程學課程教學需要不斷地摸索和完善。通過“層進式”教學模式的實踐,整合課程內容,逐步建立科學合理的課程內容體系,對提高教學質量具有現實意義。同時,通過“層進式”教學模式的實踐,激發學生的學習熱情和興趣,發揮學生的主觀能動性,對培養具有扎實的理論知識又具有寬泛知識面的社會需要的工程技術人才具有重要意義。
參考文獻:
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關鍵字:建筑工程 ; 給排水;施工質量
Abstract: This article analyzes the problems in the drainage and the construction process, strengthens the importance of construction quality control and to strengthen the management of construction quality content and measures several aspects.Key words: construction work; water supply and drainage; construction quality
中圖分類號: TU7 文獻標識碼:A 文章編號:
對建筑給排水工程施工安全和質量進行控制管理,不僅和人們的生活、工作息息相關,而且還直接影響到水資源的合理運用。因此,加強對給排水施工質量的監管,對于保證人們正常生活、提高水資源的利用效率至關重要。但是,目前我國的給排水施工過程中依然存在不少問題,這值得注意。
一 給排水施工過程中存在的問題
(一)給排水施工過程中存在的質量問題
1 施工工藝粗糙
建筑給排水的施工和人們的生活息息相關,所以說,施工的質量要有保證,但是在目前的施工過程中依然存在施工工藝粗糙的現象,如設備安裝的尺寸不精確而造成的噪音過大、水管連接處不吻合造成的漏水現象、施工材料不符合質量標準而造成使用時出現故障等;在建筑設計方面,設計人員對管道的設計安裝缺乏精確的計算,使實際安裝的過程中出現接口不吻合的現象,這些施工過程中的粗糙工藝,對施工質量存在嚴重的威脅。
2 施工人員技術水平低
給排水工程的施工是一項技術活,要求施工人員一定要具備較高的技術水平,然而在目前的情況下,有些施工人員沒有達到要求的技術水平,導致在施工的過程中因為技術水平低而造成許多質量問題。如有些施工人員沒有施工經驗,設置有些人連施工圖紙都看不透,這直接影響了給排水施工的質量。
3施工程序不嚴格
建筑給排水的施工程序一定要嚴格,規范,否則將會影響施工的質量。由于管道的安裝與其他的建筑施工相同,都有其內在的規律性,同樣要求施工過程中要嚴格的按照程序進行,防止隨意性而造成質量問題。然而,依然存在施工程序不嚴格的現象,如管道的安裝人員,有時忽略安裝的順序,就會使管道無法進入預定的位置,造成施工進程的延誤。
(二)給排水施工過程中存在的管理問題
1 缺乏檢查工作
給排水施工過程中,為了保證施工的質量,一定要有專門的管理人員對施工進程中的每個環節進行嚴密的監督檢查工作,以確保施工環節不出任何差錯。但是,現在有些管理者在施工期間很少到現場進行監督檢查,同時安全管理機構也不能正常的開展安全檢查管理工作,使很多措施都不能正常運行,致使很多違規工程的出現,帶來嚴重的損失。
2 施工單位施工不嚴謹
管理者由于對施工單位沒能進行很好的監管工作,使施工單位在施工的過程中錯誤百出,造成嚴重的質量問題。如施工單位在挖掘管溝斷路的時候,沒有提前上報給承包單位,而是私自進行開挖,這就使單位的技術人員不能夠根據施工道路的具體地形條件進行設計工作,同時承包單位在進行時間安排時也不能達到一致,導致不能夠按照期限完成施工任務。
二 加強給排水質量管理的重要性
給排水施工工程是確保居民用水安全的重要工程之一,同時也是提高水資源利用率的重要保證。
(一)確保工程質量
工程質量是整個工程的重要部分。加強對于給排水施工質量的管理,能夠使施工者按照圖紙進行施工,不會隨意增加或者刪除施工項目,從而確保整個工程的安全進行,達到工程開工前所要求的標準。
(二)保證用水安全,提高水資源利用率
對于施工質量的管理,能夠確保施工者選取安全的材料,不會偷工減料,以次充好,在每次施工前,都會做好施工試驗,施工之后,也會對管道進行清理,會造成阻塞現象,這樣就保證了用水安全,也提高了水的利用率。
(三)提升施工者的技術水平
加強對施工安全的管理,能夠有效的督促施工者努力提高自己的業務水平,保證在施工中不犯錯誤,遭到懲罰。
三 加強給排水質量管理的內容
(一)確保管道的質量
1 管道的安裝是整個給排水施工過程中的重點,所以要確保管道的質量,使安裝過程中管道能夠符合給水、排水的施工標準,管道的質量也要符合統一的標準,確保實施工程到位。
2 管道的安裝實驗壓力以及介質要按照圖紙進行,施工圖紙不能在施工的過程中隨意改動,影響施工的質量,管理部門要嚴格監督。管道的支吊架安裝也要按照圖紙的設計以及施工的具體要求進行,確保安裝的順利。
3 在安裝排水管和雨水管的時候,要進行灌水實驗,以確保排水順暢,不會造成堵塞的現象出現。
(二)確保室內管道安裝順利
1 在施工的過程中,對于隱蔽管道和給水、消防系統的水壓試驗結果要符合設計要求和施工規范,同時辦理驗收手續,以確保安全性,防止隱患的發生。
2對于管道以及管道支座,嚴禁鋪設在沒有經過處理的松土上,否則會由于地勢的高低起伏而造成設備的安裝高低不一,從而引起斷裂、損毀等安全事故的發生。
3給水系統的全部工程完成后,要進行吹洗,保證管道清潔,確保沒有任何安全隱患的存在的情況下再投入使用,保證使用水的安全。
(三)確保對配件安裝質量的管理
1 自動噴灑裝置和水幕消防裝置的安裝應該在管道系統完成試壓以及沖洗之后進行,以防止堵塞,不能投入使用,影響施工進程和施工的質量。
2 管道配件對于整個管道安裝過程也起到至關重要的作用,因此要選取那些質量好的進行安裝,以免出現質量問題,影響整個施工環節。例如自動噴灑和水幕消防裝置的噴頭、方向和位置必須要符合設計的要求和施工的標準,不準隨意更改。
四 加強給排水工程質量管理的措施
(一)加強對施工過程的管理
1在施工之前,工程的管理者要首先明確施工的質量要求,確保每個施工人員都能過做到,同時保證每個施工人員的技術水平。
2給排水施工的質量是在每一個環節中體現出來的,而不是靠檢驗和評定出來的。因此,為了保證施工的質量,要求管理人員對每個環節都要進行嚴密的監督與管理,保證工程不出現任何質量問題。特別對于施工的材料,管理者要進行嚴格的監督,防止質量差的材料進入到施工過程中,影響整個工程的質量。
3 在施工過程中,管理者要進行嚴格的監督,對于施工不合格的行為要及時制止,同時保證每項管理制度都能夠得到實施。由于環境因素同樣會對施工造成影響,所以管理者要加強對安全生產和文明施工的監管力度。
(二)建立健全的管理制度
建立健全的管理制度,并確保這些制度能夠得到實施。嚴格的管理制度能夠給施工者施加壓力,使他們不敢隨意做出一些對工程質量有損害的事情。比如不敢將質量差的施工材料混進施工過程中,這樣,就能夠保證工程的質量。
(三)加強培訓,提高施工者的技術水平
施工者的技術水平是保證施工質量的關鍵因素。技術水平高的施工者能夠應對多種情況,相反技術水平低下的施工者往往看不懂圖紙,造成憑借自己意志施工的局面,這樣會嚴重影響工程的質量,所以,加強對施工者的技術培訓,勢在必行。
(四)確保管理者積極開展監督工作
每個環節的工程質量是整個工程項目的質量基礎,是確保工程項目質量的前提,為了保證工程質量,管理者要積極開展監督工作,并且嚴格按照《建筑安裝工程質量檢驗評定統一標準》中的規定進行監督,對工程質量進行評定。此外,對于新材料、新工藝的使用評定要保持慎重態度,對增加工程造價或者不成熟的技術,不能使用到工程中去,要進行樣的審核。
結束語:給排水的施工在整個建筑施工過程中,起著十分重要的作用,它能夠確保居民用水的安全,提高水資源的利用率,但是,目前情況下,由于給排水工程中存在許多問題,水資源出現浪費的現象很嚴重。為了提高給排水工程的質量,加強對給排水工程施工質量的控制與監管十分重要,以確保工程質量,保證用水安全。
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文章介紹了給水排水儀表與控制課程教學改革背景,指出了目前教學體制存在的問題,提出了地方高校給水排水儀表與控制課程“1+2+3” 教學模式,即1條主線(工程應用型人才培養)、2個重心(理論教學、實踐教學)、3種能力(工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力) 并舉的教學新模式。
關鍵詞:地方高校;給水排水儀表與控制;工程應用型人才;教學研究
中圖分類號:G6420;TU96+1 文獻標志碼:A 文章編號:
10052909(2016)06011405
一、給水排水儀表與控制課程教學改革背景
1996年,“水工業的學科體系建設研究”列入國家“九五”科技攻關計劃,開始了給水排水工程專業教學改革進程;1997年,高等學校給水排水工程學科專業指導委員會(以下簡稱專指委)西安擴大會議上明確了教學改革方向:適應水資源短缺、水污染等的挑戰,專業內涵和外延方面需進一步拓展;1998年,專指委寧波擴大會議上提出教學改革重點:調整拓寬專業教育內涵、更好地為行業發展服務;1999年,專指委武漢擴大會議上制定了新的《給水排水工程專業人才培養方案》,該方案貫穿了以水質為核心的主導思想,專業內涵有了進一步發展,體現了社會和科技發展對該專業的新需求[1-2]。在優化教學內容基礎上,對水質工程、水資源、管道系統、建筑給水排水等主干課程進行了整合與充實,建立了以10門主干課為核心的新課程體系,給水排水儀表與控制課程為其中之一,《高等學校給排水科學與工程本科指導性專業規范》將給水排水儀表與控制課程列入16門推薦課程[3]。
為了更好地反映水的社會循環整體概念,以及科學與工程融合的專業發展特點,經教育部批準,在2012年高等教育本科專業目錄中,“給水排水工程專業”正式更名為“給排水科學與工程專業”。據教育部統計,截至目前,全國有159個辦學點開設給排水科學與工程專業,畢業生8 561人,在校生40 000人。隨著專業改革進程的日益加快,相應地對給水排水科學與工程專業高等教育提出了更高的要求[1-2]。
地方高校作為高等教育的重要組成部分,要為地方和區域的經濟發展作貢獻,為地方針對性的提供應用型人才。在當前形勢下,地方院校如何培養適應社會需求和企業需要、具有時代特色的應用型人才,是值得我們探討和研究的理論與實踐相結合的問題[4]。應用型人才可分為三類:工程應用型人才、技術應用型人才和技能應用型人才[5]。隨著地方經濟快速發展和人民生活水平的提高,給排水行業內涵發生了很大變化,行業的服務對象從城市基礎設施建設,擴大到水社會循環的整個過程和各個環節;行業的任務從主要解決城市和工業用水的供給和排放,即以滿足“量”的需求為主,轉變為以改善水質為中心、水量與水質問題并重,滿足實現水的良性社會循環的目標[2]。相應地,對給排水科學與工程專業人才質量上的要求也在發展變化:對給水排水行業人才知識結構和素質的要求越來越高,需要在水的開采、加工、輸送、再生回用和可持續利用等方面,具有由以下各部分組成的專業知識結構,即水處理工藝、水資源與管網、水工業經濟、有關的工程知識和機電、儀器儀表、計算機與自動控制等方面高新技術知識,社會對工程應用型人才的需求也越發迫切。
給水排水儀表與控制課程涉及給水排水、儀器儀表和自動控制等3個學科的內容,以儀器儀表和自動控制技術在現代化供排水工程中的應用為教學主體目標,該課程是給排水科學與工程專業主干課程,也是為地方培養給排水行業應用型人才的重要教育環節。在上述背景下,適應社會發展推進教學改革勢在必行。
二、給水排水儀表與控制課程現有教學體制存在的主要問題
(一)專業課程體系設置不合理,課程整體性和延續性不足
專業課程體系設置不合理,表現在:一是部分教學內容在不同課程中簡單重復。例如水泵的變頻調速控制,在泵與泵站、水工藝設備基礎課程中也有涉及。二是相關專業課程的銜接不當。如給水排水儀表與控制課程教學需要泵與泵站、水質工程學等課程的理論基礎,但部分高校將這些課程與給水排水儀表與控制課程同步開設,甚至后期開設[6]。由于沒有相關專業理論知識基礎,學生對該課程內容難以消化和吸收,也給教師授課帶來難度,極大地影響了教學效果。上述現象造成給水排水儀表與控制知識體系缺乏整體性和延續性。因此,做好相關專業課程體系的整體設計和教學內容的合理銜接也迫在眉睫。
(二)課程教學內容相對陳舊和單一
在高等教育大眾化階段,應用型人才培養具有十分明顯的多樣性、動態性和復合性特征,應側重技術創新[7]。地方高校給水排水儀表與控制課程應及時跟蹤地方水工程中新型儀表與設備、水廠現代化自動控制系統的發展,并將其融入教學內容。但是,目前大部分高校教師基本依照教材講授,教學內容更新速度明顯滯后,知識相對陳舊[6]。
近年來,隨著水污染的加劇與水質突發事件的頻發,水源水質預警、管網水質監控、遙感監測技術等方面的研究與應用日益廣泛。但因教學軟硬件配置不足,教學內容無法實現與時俱進。
此外,部分教師在學時分配上欠合理、教學內容單一,不能根據課程特點注重學科交叉內容的講解。如給排水科學與工程專業畢業的任課教師在水處理工藝、泵站和管網調度等內容上安排了過多學時,與其他專業課程內容重復過多;自動控制專業畢業的任課教師則著重講解自動控制理論,且不注意把握深度,學生難以理解且不能抓住重點。
(三)忽略實踐教學環節,學生工程實踐教育不足
應用型人才培養目標應側重能夠在社會生產、管理和服務的第一線解決實際問題[8],實踐教學是實現該目標的重要途徑。很多地方高校依然沿襲傳統的人才培養模式,即以理論教育為主線,重理論輕實踐。主要表現在學時少、重知識傳授而輕能力開發、與理論教學脫節等,如教學中忽略相關儀器儀表和自動控制知識的介紹等;學生在給水排水儀表與控制方面的工程實踐教育和能力培養被邊緣化,出現工程意識和實踐能力薄弱、創新精神不足、職業意識淡薄等問題。
三、地方高校給水排水儀表與控制課程“1+2+3”教學模式
較強的實際工程能力是工程應用型人才的重要基本特征[9]。因此,筆者根據地方對給排水行業人才的需求、學校辦學目標和生源特點,以社會需求為導向,以實際工程為背景,以強化工程能力為重點,注重創新教育和工程教育,提出了1條主線(工程應用型人才培養)、2個重心(理論和實踐)、3種能力(工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力)培養并舉的“1+2+3”教學新模式。
(一)理論教學新模式
給水排水儀表與控制屬于交叉學科,課程教學和學習難度大。對于地方高校而言,革新教學內容、手段和方法,打破照本宣科的教學模式是提高課堂教學質量、培養工程應用型人才的關鍵。
1.與相關專業課程教學安排的協調
給水排水儀表與控制課程教學內容主要包括給排水自動化儀表與設備、離心泵調節、污水提升泵站自動控制、水處理工藝自動控制等,需要與水質工程學、泵與泵站、給排水管道工程等專業課程銜接,因此,教學時間應安排在上述課程之后。教學大綱的制定應與上述課程統籌規劃,避免內容簡單重疊。同時應注重與工程實踐的高度契合,以自動控制技術在給排水行業應用為導向和原則,重點在于讓學生了解、掌握給排水行業儀表設備、水處理自動控制系統的原理與應用,并可自行完成水處理自動控制方式的初步設計。
2. 加強校企合作,提高教師職業素養
校企合作是實施產學合作教育的前提[10],對于以工程應用型人才為培養目標的地方高校尤為重要。通過校企合作,教師可及時把握地方給排水行業領域研究與實踐發展前沿,把相關內容引入課堂,實現理論教學革新與工程實踐發展的對接。如與供排水公司、設計院等企業的工程師不定期地進行交流溝通,就給排水行業發展、實際工程中遇到的問題進行研討,彌補學校教師自身工程實踐的欠缺,提高自身職業素養。
3. 將素質教育與創新教育相結合,革新教學內容
創新教育是素質教育的核心。素質教育是創新精神和創新能力的基礎,創新精神和創新能力是素質教育的集中體現。當前在全面提高學生素質的基礎上特別要注意培養學生的創新意識、創新精神和創新能力,這是決定教育成敗的關鍵[11]。在教學內容安排上,要以技術進步需求為牽引,注重素質教育與創新教育的結合,突出系統性、科學性和前瞻性。如根據目前水質越發復雜,傳統自動控制系統功能單一的情況,給出水處理影響因素不唯一的案例,引導學生自行設計多干擾因素的智能環控制方式,并配置水泵、在線監測儀表等附屬設備,將課程中涉及的自動控制、儀表與設備、工藝和監控系統的知識融于一體,提高學生理論知識的綜合運用能力,開發其創造性思維。此外,在保持教學內容相對穩定的基礎上,注意推陳出新。如:一方面,將國內外給排水行業高新技術融入教學內容。如在“給水排水自動化常用儀表與設備”章節,補充市場上新型產品介紹;混凝單元增加現代化水廠應用較多的流動電流復合環控制技術;污水處理自動控制工藝補充利用ORP、DO和PH在線實時控制脫氮除磷內容;沉淀和過濾單元增加新興的經濟適用技術,如利用原水濁度與水溫分別實時控制沉淀池排泥和濾池反沖洗。另一方面,指導學生通過網絡教學平臺和文獻檢索,課外拓展閱讀與理論課內容相關的最新工程開發應用成果,并在課堂上就其中的問題組織學生討論,為學生答疑解惑。
4.“教”與“學”的有機結合
一是引進優質教學資源,創新授課方式。傳統多媒體教學造成任課教師過于依賴PPT,照屏宣課,師生之間缺少交流,授課方式呆板單一。近年來,廣州大學開展“創新強校工程”,加大了學科建設投入,筆者申請購置了與課程相關的現代化教學設備和CAI軟件,在課堂上增加了水工程中典型儀表結構和操作演示,以及自動控制工藝的仿真教學展示。教學內容由平面到立體,由靜止到運動,難以表達、極為抽象的內容得以清晰呈現,增強了課堂教學的直觀性和生動性,活躍了課堂氣氛,提高了學生的學習熱情。在該過程中筆者實行以問題為主線的教學,如請學生指出工藝中的傳感器、控制器和執行設備,說明自動控制方式等,在提高學生學習能動性的同時,實現了課程前后內容的有機結合。
筆者還及時跟蹤國內外行業發展動態,通過檢索、調研和實習機會,采集、錄制國內外相關工程實例視頻并融入理論講解,為學生參與工程實踐奠定理論基礎。
二是變換教學主體,引導學生自主創新學習。筆者提取學生課外科技活動或是課外拓展閱讀中有價值的研究成果,融入教學內容。同時變換教學主體[9],由學生主講,將“教”與“學”有機融為一體。
5. 構建網絡教學平臺
網絡教學平臺是引導學生自主學習的重要支撐。在廣州大學教育教學研究重點項目的支持下,筆者整合教學資源,擬搭建給水排水儀表與控制網絡教學平臺。該平臺分為四大模塊:教學資源、在線測試、師生互動和知識廣角。在教學資源模塊,學生可以隨時下載學習資源,如教學大綱、教學視頻、課程PPT、水工藝自動控制實例視頻等;在線測試模塊,建立了涵蓋整個教學內容的試題庫(附標準答案),有選擇題、填空題、問答題和判斷題等多種題型,學生可以在線測試并進行自我評分;師生互動模塊可實現網絡答疑、網上提交和批改作業;知識廣角模塊包含國內外給排水行業相關新聞、工程實例的介紹等,用于拓展學生視野。該平臺與課堂教學相輔相成,構建以學生為中心、多媒體教學與網絡自主學習相結合的學習環境和體系。
6. 優化考核方式
傳統教學普遍以考試為主要考核方式,平時成績多根據學生的出勤和作業情況評定。其缺點是不能全面反映學生的學習效果和能力。對此,筆者改革考核方式,通過閉卷考試、研究論文、設計性作業、課外科技活動參與情況等多側面全方位考核,推動學習的開放性。
(二)多元化實踐教學新模式
實踐教學是培養學生綜合運用知識、技術和現代工具創造性解決實際問題的重要環節。學生既要動手,更要動腦,解決工程問題的能力是工程應用型人才的重要標志。廣州大學給排水科學與工程專業實踐教學包括實驗、實習、設計和實訓4個環節。筆者以工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力培養為核心,充分利用各個實踐環節的教學機會,結合本科生課外科技活動,與理論教學并舉,多層次、多方位、循序漸進地滲透課堂教學內容,實施“課內課外、校內校外、產學研一體化”的多元化實踐教學,讓學生學以致用,適應地方經濟和社會的行業發展。
1.實驗
給排水科學與工程專業與給水排水儀表與控制課程相關的實驗課程有水分析化學、水處理實驗技術。筆者在教學中,對課堂教學涉及的、給排水工程應用廣泛的儀表,如濁度計、PH計和DO儀,對照構造,在操作演示之前增加了儀器原理講解,強化學生對理論教學內容的理解與掌握。另外,對目前污水廠應用較多的SBR、UNITANK等水處理自動控制工藝,通過教師講解與學生動手演練,讓學生充分了解工藝原理與控制過程。將以課堂教學為主、模擬實驗教學為輔的學校教育與以生產實踐能力培養為主的生產教學緊密結合,培養具備豐富專業知識、創新能力和專業技能的工程應用型人才,也為下一步實習奠定基礎。
2.實習
給排水科學與工程專業的實習教學包括認識實習、生產實習和畢業實習。筆者根據理論教學安排和相應的學生認知度進行實習講解。認識實習時,因學生還未學習專業課,筆者僅向學生介紹工藝配置的儀表名稱和用途,熟悉自動控制工藝的基本流程,讓學生有初步的感性認識。生產實習時,學生已修完泵與泵站、水質工程學等課程,但還未學習給水排水儀表與控制知識。筆者重點介紹不同儀表,如DO儀的類型和主要功能,工藝的自動控制與人工控制的區別、如何實現自動控制等。畢業實習中,介紹課堂曾經講授過的變頻調速水泵和調節閥等執行設備、儀表的構造、選型和基本原理,對某些自動化工藝,如UNITANK,對照構筑物,將課堂講授的工藝控制原理與過程重復講解,同時回答學生現場提出的問題。實習結束后,從過程考察、課題答辯、實習報告質量三方面綜合評定成績,引起學生對實習各環節的重視,為工程實踐奠定基礎。
3.設計
與給水排水儀表與控制課程有關的設計教學主要包括水廠和泵站的課程設計以及畢業設計等。在設計過程中,筆者引導學生結合課堂教學和實習,設計實際工程中應用較廣的水處理自動控制工藝,并加入離心泵調節、儀表選型等內容。在設計教學中筆者還啟動了校企協同培養模式,邀請經驗豐富的市政設計高級工程師,結合工程實際為學生講解設計注意事項,提高學生工程設計能力。
4.實訓
2010年,教育部啟動了“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”),這是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項目,也是促進中國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措[12]。廣州大學于2016年春季學期啟動卓越計劃,依托企業平臺,本著“資源共享、互惠共贏”的原則,充分利用寒暑假進行為期2周的實訓教學。
筆者本著“尊重個體差異、強調特色培養”的原則[13],根據學生的興趣和特長,將負責指導的學生分流實施實訓教學。一部分學生參與課外科技活動。筆者擔任指導教師,以來源于企業的實際工程項目為題,積極吸引有潛質的學生參與國家級或廣東省創新創業訓練、“挑戰杯”等本科生科研項目。在這個過程中鼓勵學生勇于探索,拓寬知識面,使學生在活動中受到教育,在創新中提高能力和素質。近幾年,筆者指導的學生獲得“中國給水排水杯”本科生科技創新優秀獎和廣東省“挑戰杯”大學生課外科技活動特等獎。另一部分學生則去自動化程度高的大型水務集團跟班工作,或去設計院參與現代化水廠設計,把學生、學校、企業和社會緊密結合起來,實現教學、科研和生產的對接,在理論學習與工程實踐過程中培養高層次工程應用型人才。
四、結語
給水排水儀表與控制課程教學有其內在規律,以社會主義市場經濟及學科發展的內在規律為導向,以工程應用型人才培養為主線、理論教學和實踐教學2個重心、工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力3種能力
并舉的人才培養教學新模式,能充分發揮其優勢,提高課程教學質量,提升學生綜合素質,切實達到教學目標,滿足時展和行業對工程應用型人才的需求。
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