建筑給水排水工程課程教學改革
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（一）教材內容體系與應用實踐發(fā)展不相匹配
近年來，國家大力推進生態(tài)文明建設，“海綿城市”“智慧城市”“智能建筑”“綠色建筑”等新發(fā)展戰(zhàn)略和新技術概念的提出為建筑給水排水工程學科的發(fā)展注入了新活力，同時也加快了該領域理論知識、設計方法、技術裝備等的更新速度，以適應當前行業(yè)發(fā)展和實際應用的市場需求，尤其在現行規(guī)范方面，如《建筑給水排水設計規(guī)范》（GB 50015—2009）、《建筑設計防火規(guī)范》（GB 50016—2014）及局部修訂公告（2018）、《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》（GB 50974—2014）、《全國民用建筑工程設計技術措施（2009）》等。然而，教材的編寫或修訂是一個長期積累的過程，當前不同版本的《建筑給水排水工程》教材內容的更新明顯滯后于實際應用與發(fā)展，無法適時涵蓋這些新理念、新規(guī)范和新技術，從而導致學生所掌握的專業(yè)知識無法滿足應用實踐的實際需要。
（二）課程體系架構與市場實際需求存在差距
傳統(tǒng)“建筑給水排水工程”課程教學通常包括理論知識單元和實踐環(huán)節(jié)單元。其中，理論知識單元主要以課堂講授為主，教師主動灌輸，學生被動接受；實踐環(huán)節(jié)單元以課程設計和畢業(yè)設計為主，旨在培養(yǎng)學生理論應用于實踐的能力。自各大高校實行學分制以來，專業(yè)課程的學時數普遍壓縮，課時有限。教師課堂教學形式也較為單一，主要體現在：教學內容以課程理論知識傳授為主，學科交叉不明顯，通常以教師為中心，學生參與度低；教學手段雖然從傳統(tǒng)的板書逐步轉化為多媒體PowerPoint課件，但并未提高學生的學習興趣和積極性，學生某種程度上反而覺得課后能夠拷貝電子課件，從意識上不重視課堂學習，導致學習效率降低。類似地，“建筑給水排水工程”課程實踐環(huán)節(jié)形式大多也較為單一，1～2周的課程設計無法有效地培養(yǎng)學生應用實踐能力和創(chuàng)新意識，通常只能是按部就班地完成設計作業(yè)。然而，建筑給水排水工程行業(yè)的快速發(fā)展和市場需求要求學生不僅具備基礎專業(yè)知識，還應具備將多學科相關知識融合交叉應用于解決實際工程問題的基本能力。由此可見，當前“建筑給水排水工程”課程體系的架構與市場多元化的實際需求存在較大差距。
（三）青年教師工程實踐能力不足，無法滿足應用復合型人才的培養(yǎng)要求
當前的人才培養(yǎng)和評價體制導致青年教師普遍存在“科研論文水平高、工程實踐能力低”的“瘸腿”現象，而各大高校在人才引進過程中也普遍注重科研能力而忽視工程能力，導致青年教師入職后無法快速適應應用實踐類課程教學。此外，青年教師由于職稱晉升和自身發(fā)展等多重壓力，往往在思想意識上存在重科研輕教學、重理論輕實踐的問題，在實際教學過程中往往存在應付心理，缺乏思考和行動積極性，難以發(fā)揮自身科研優(yōu)勢和學習能力，從而只能照本宣科式地開展教學，無法正確引導學生培養(yǎng)工程設計和應用實踐能力。
二、“建筑給水排水工程”課程教學改革和實踐探索
192針對當前“建筑給水排水工程”課程教學所存在的普遍性問題，我?！敖ㄖo水排水工程”教學團隊積極探索、改革和實踐，已逐漸形成了較為完整的工程化教學體系。教改措施主要包括兩大方面：在教學內容方面充實工程案例，在教學形式方面強化實踐能力教學。
（一）根據應用復合型人才培養(yǎng)目標要求，優(yōu)化并調整課程教學體系，充實并更新教學內容，體現與時俱進的教學理念
1．優(yōu)化課程教學體系，基礎理論與創(chuàng)新知識相結合
以“工程設計理論和應用實踐相結合”為原則，在不增加教學課時的前提下優(yōu)化課程教學體系，以當前社會經濟發(fā)展熱點或與學生日常生活息息相關的知識作為題材，引起學生的注意力和激發(fā)學生的學習興趣，引導學生關注建筑給水排水工程科技發(fā)展和行業(yè)需求，使“建筑給水排水工程”課程教學與社會發(fā)展協調一致，同時以行業(yè)新興概念和先進理念作為切入點，融合專業(yè)基礎知識，在既定課時內達到基礎理論與創(chuàng)新知識的有機結合。例如，講述相關新興行業(yè)“綠色建筑LEED認證”題材，從最新的國際發(fā)展動態(tài)逐步引入到“建筑給水排水工程”課程相關內容如建筑中水回用、雨水收集等。此外，以實際工程案例教學作為重點形式，在講授建筑內部給排水系統(tǒng)單元設計時鞏固專業(yè)理論知識，通過立體化教學強化學生對專業(yè)理論知識的掌握和理解。工程案例的選擇結合現代建筑給水排水系統(tǒng)設計的新理念和新技術，包括新型建筑材料和衛(wèi)生器具、新型節(jié)能環(huán)保技術等，一方面可以開闊學生的專業(yè)視野和把握專業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)，另一方面可以引導和激發(fā)學生對課程領域和工程實踐的興趣和思考。
2．豐富課程教學內容，經典教材與實時政策相結合
“建筑給水排水工程”教材的現有內容已無法適應和滿足當今行業(yè)和技術的快速發(fā)展，以及就業(yè)市場對應用復合型人才的多樣化需求，因此需要授課教師時刻關注相關行業(yè)、技術裝備、標準規(guī)范等領域的最新動態(tài)和發(fā)展趨勢，適時擴充教學內容，動態(tài)調整教學大綱，實時更新教學題材，使學生在掌握基礎理論知識的同時關注行業(yè)發(fā)展和趨勢。目前，在全國注冊公用設備工程師（給水排水）執(zhí)業(yè)資格考試的三門課程中，建筑給水排水工程占比高達40％，注重對建筑給水排水工程的實際設計應用能力和行業(yè)規(guī)范運用能力的考察。執(zhí)業(yè)能力考試教材通常在某種程度上可以反映該行業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)，以及行業(yè)標準規(guī)范的實時更新，將這些新知識和新理念引入教學過程，無疑能夠豐富課程教學內容，有助于學生未來的職業(yè)規(guī)劃。
3．多學科交叉融合，先修課程與關聯課程相輔相成
“建筑給水排水工程”是一門實踐性和綜合性都很強的專業(yè)課程，課程內容涉及多個學科的基礎理論和專業(yè)知識，因此建立一個多學科交叉的教學團隊對該課程教學效果的保證和復合型人才的培養(yǎng)無疑是非常有利的。因此，依托學科優(yōu)勢和專業(yè)特色，我校“建筑給水排水工程”課程教學團隊中所涵蓋的課程體系包括水污染控制工程、環(huán)境監(jiān)測、建筑概論、環(huán)境工程CAD、水處理工程設計、化工原理、流體力學等，相關課程設置在時間和空間上相輔相成，為“建筑給水排水工程”課程理論和設計原理的講授，以及應用實踐能力的鍛煉和培養(yǎng)奠定基礎。此外，教學團隊通過交流溝通、答疑解惑、相互學習、多學科交叉融合，以培養(yǎng)學生工程設計和應用能力為目標，不斷完善“建筑給水排水工程”及相關課程的教學體系，體現與時俱進的教學理念和工程化教學特色。
（二）課程理論與應用實踐相互滲透融合，運用多元化教學方法和立體化教學手段，強化工程設計概念和應用實踐能力教學
1．教學方法多元化，課堂講授與應用實踐相結合
通常情況下，“建筑給水排水工程”課堂教學與課程設計，以及畢業(yè)實習或畢業(yè)設計都是相互獨立設置的，即在完成課堂教學后進行課程設計，然后再進行畢業(yè)實習或畢業(yè)設計，這是傳統(tǒng)的教學思路。不可否認，這種教學模式可以讓學生先有一個概念認識和理論基礎，然后通過實踐環(huán)節(jié)來加深學生對理論知識的理解和運用。盡管如此，這種教學模式也有可能會造成理論和實踐相脫節(jié)的情況，從而導致學生無法將理論知識和設計實踐有效地結合起來。經過多年的探索和實踐，我們發(fā)現將課堂授課、參觀實習、專題研討、課程設計和案例教學相結合起來穿插進行，在時間和空間上建立交叉融合、相輔相成的“五位一體”教學形式比較有效。在教學過程中即布置課程設計任務，并通過參觀實習單元將課堂教學和應用實踐鏈接起來，然后穿插專題研討和案例分析，不僅能夠促使學生在課程學習過程中思考實際應用問題，而且在參觀實習過程中也能夠強化對課堂教學內容的理解和掌握；以實踐過程中所遇到的問題或知識點作為專題和案例（如管道布置、泵站及水箱間設置、消防設施布置等），組織學生小組研討，鼓勵學生通過思考提出自己的見解，并通過課程設計環(huán)節(jié)進行實踐，有助于達到加深學生工程概念和提高學生設計能力的工程化培養(yǎng)目標。傳統(tǒng)“教師講、學生聽”的教學模式無法提高學生的學習興趣和課堂參與度，而以實際工程案例作為教學載體，鼓勵學生針對實際建筑給水排水工程中的相關設計及可能存在的運行問題進行調研，如學校周圍高層住宅和商業(yè)建筑、宿舍樓和教學樓等，通過資料收集和問題總結形成案例報告，以學生為中心組織專題研討，最后提出解決方案，大大提高了學生的課程參與度和學習積極性。
2．教學手段立體化，傳統(tǒng)板書和現代技術相結合
教學質量的提高有賴于教學手段的不斷改進。應用工程類課程的教學，不能照搬基礎學科的模式，而應結合課程特點和學科性質，針對性地開展教學。“建筑給水排水工程”是一門應用實踐性很強的專業(yè)課程，在教學過程中應考慮采用多元化和立體化的教學方式，如傳統(tǒng)的“黑板”式教學結合現代化多媒體教學。194實踐證明，單一的“黑板”式教學難以激起學生的學習興趣，而純粹的多媒體教學也存在學生注意力無法集中的問題。鑒于此，我們嘗試結合板書授課、仿真教學、Flash動畫案例教學、與工程師面對面專題研討教學等多元化教學方式，在課堂教學中強化學生對工程設計的概念，激發(fā)學生的實踐興趣，同時也可使教學內容更為豐富，更貼合工程實踐。此外，在下一階段的課程改革中，我們還將嘗試在實踐環(huán)節(jié)引入3D打印技術，對課程教學中所講授的部分相關器具和設備進行直觀式教學，同時也可將學生的課程設計方案變?yōu)閷嶓w作品，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，強化學生的工程設計能力，并通過工程實踐檢驗其理論知識和設計能力。
（三）重視青年教師工程實踐能力提升，并充分利用校友資源推行企業(yè)工程師進課堂
青年教師通常科研能力和理論水平較高，但工程實踐能力欠缺，為提高青年教師的工程設計和應用實踐水平，我校探索建立了“1＋1”培養(yǎng)模式，即學院規(guī)定青年教師入職后須前往實踐合作設計院或工程單位進行為期一年的工程實踐鍛煉，同時在承擔“建筑給水排水工程”課程教學任務之前必須擔任至少一年的助教，完成聽課、試講等環(huán)節(jié)，并通過主講教師和教學督導共同考核合格后方可開展教學活動。經過多年的探索和實踐，該模式在加強青年教師工程實踐能力方面發(fā)揮了積極作用，同時結合老教師的豐富教學經驗，以老帶新，逐步有效地完成新老交替和教學傳承。與此同時，我們充分利用校友資源，積極探索建立企業(yè)工程師進課堂指導實習、設計和答辯等實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)制度和長效機制，結合“內部培養(yǎng)”和“外部引入”，以加強對學生的工程化應用實踐能力的培養(yǎng)。
三、“建筑給水排水工程”課程教學持續(xù)改進思考
學生創(chuàng)新和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)是高校人才培養(yǎng)的永恒目標，而培養(yǎng)學生具備解決復雜工程問題的能力是應用實踐類課程教學的主要任務。在不斷探索和改革“建筑給水排水工程”課程教學過程中，我們對未來的課程教學發(fā)展也有些許思考。早期的建筑給水排水工程行業(yè)以滿足人們的正常生活需求為主，相關器具設備和工程技術處于滿足功能性需求的初級階段。隨著人們對舒適的生活環(huán)境和優(yōu)越的生活品質的追求，建筑給水排水行業(yè)也不斷發(fā)展和變化。在確保給水水質衛(wèi)生、排水安全暢通、消防有效可靠等基本前提下，將全生命周期理念引入建筑給水排水工程設計是必然趨勢，采用盡可能少的設備組件、盡可能短的工藝流程、盡可能美的外在形式、盡可能低的技術成本達到最佳的應用效果，實現功能性、適用性、美觀性和經濟性的完美結合。因此，“建筑給水排水工程”課程教學也應與時俱進，在保證基礎理論知識講授的前提下，應適當增加系統(tǒng)設計、生態(tài)設計、風險管理等先進設計理念，傳授并引導學生以系統(tǒng)工程的思路開展工程設計和應用實踐。此外，物聯網、大數據等前沿技術也勢必會應用于建筑給水排水工程行業(yè)［2］，如何在課程教學過程中引入這些新興技術和概念也是未來需要探索和實踐的關鍵點。
作者：高品 薛罡 劉振鴻 單位：東華大學環(huán)境科學與工程學院
