建筑给水排水工程课程教学改革

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一、“建筑给水排水工程”课程教学普遍性问题现状分析

（一）教材内容体系与应用实践发展不相匹配

近年来，国家大力推进生态文明建设，“海绵城市”“智慧城市”“智能建筑”“绿色建筑”等新发展战略和新技术概念的提出为建筑给水排水工程学科的发展注入了新活力，同时也加快了该领域理论知识、设计方法、技术装备等的更新速度，以适应当前行业发展和实际应用的市场需求，尤其在现行规范方面，如《建筑给水排水设计规范》（GB　50015—2009）、《建筑设计防火规范》（GB　50016—2014）及局部修订公告（2018）、《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB　50974—2014）、《全国民用建筑工程设计技术措施（2009）》等。然而，教材的编写或修订是一个长期积累的过程，当前不同版本的《建筑给水排水工程》教材内容的更新明显滞后于实际应用与发展，无法适时涵盖这些新理念、新规范和新技术，从而导致学生所掌握的专业知识无法满足应用实践的实际需要。

（二）课程体系架构与市场实际需求存在差距

传统“建筑给水排水工程”课程教学通常包括理论知识单元和实践环节单元。其中，理论知识单元主要以课堂讲授为主，教师主动灌输，学生被动接受；实践环节单元以课程设计和毕业设计为主，旨在培养学生理论应用于实践的能力。自各大高校实行学分制以来，专业课程的学时数普遍压缩，课时有限。教师课堂教学形式也较为单一，主要体现在：教学内容以课程理论知识传授为主，学科交叉不明显，通常以教师为中心，学生参与度低；教学手段虽然从传统的板书逐步转化为多媒体PowerPoint课件，但并未提高学生的学习兴趣和积极性，学生某种程度上反而觉得课后能够拷贝电子课件，从意识上不重视课堂学习，导致学习效率降低。类似地，“建筑给水排水工程”课程实践环节形式大多也较为单一，1～2周的课程设计无法有效地培养学生应用实践能力和创新意识，通常只能是按部就班地完成设计作业。然而，建筑给水排水工程行业的快速发展和市场需求要求学生不仅具备基础专业知识，还应具备将多学科相关知识融合交叉应用于解决实际工程问题的基本能力。由此可见，当前“建筑给水排水工程”课程体系的架构与市场多元化的实际需求存在较大差距。

（三）青年教师工程实践能力不足，无法满足应用复合型人才的培养要求

当前的人才培养和评价体制导致青年教师普遍存在“科研论文水平高、工程实践能力低”的“瘸腿”现象，而各大高校在人才引进过程中也普遍注重科研能力而忽视工程能力，导致青年教师入职后无法快速适应应用实践类课程教学。此外，青年教师由于职称晋升和自身发展等多重压力，往往在思想意识上存在重科研轻教学、重理论轻实践的问题，在实际教学过程中往往存在应付心理，缺乏思考和行动积极性，难以发挥自身科研优势和学习能力，从而只能照本宣科式地开展教学，无法正确引导学生培养工程设计和应用实践能力。

二、“建筑给水排水工程”课程教学改革和实践探索

192针对当前“建筑给水排水工程”课程教学所存在的普遍性问题，我校“建筑给水排水工程”教学团队积极探索、改革和实践，已逐渐形成了较为完整的工程化教学体系。教改措施主要包括两大方面：在教学内容方面充实工程案例，在教学形式方面强化实践能力教学。

（一）根据应用复合型人才培养目标要求，优化并调整课程教学体系，充实并更新教学内容，体现与时俱进的教学理念

1．优化课程教学体系，基础理论与创新知识相结合

以“工程设计理论和应用实践相结合”为原则，在不增加教学课时的前提下优化课程教学体系，以当前社会经济发展热点或与学生日常生活息息相关的知识作为题材，引起学生的注意力和激发学生的学习兴趣，引导学生关注建筑给水排水工程科技发展和行业需求，使“建筑给水排水工程”课程教学与社会发展协调一致，同时以行业新兴概念和先进理念作为切入点，融合专业基础知识，在既定课时内达到基础理论与创新知识的有机结合。例如，讲述相关新兴行业“绿色建筑LEED认证”题材，从最新的国际发展动态逐步引入到“建筑给水排水工程”课程相关内容如建筑中水回用、雨水收集等。此外，以实际工程案例教学作为重点形式，在讲授建筑内部给排水系统单元设计时巩固专业理论知识，通过立体化教学强化学生对专业理论知识的掌握和理解。工程案例的选择结合现代建筑给水排水系统设计的新理念和新技术，包括新型建筑材料和卫生器具、新型节能环保技术等，一方面可以开阔学生的专业视野和把握专业发展的最新动态，另一方面可以引导和激发学生对课程领域和工程实践的兴趣和思考。

2．丰富课程教学内容，经典教材与实时政策相结合

“建筑给水排水工程”教材的现有内容已无法适应和满足当今行业和技术的快速发展，以及就业市场对应用复合型人才的多样化需求，因此需要授课教师时刻关注相关行业、技术装备、标准规范等领域的最新动态和发展趋势，适时扩充教学内容，动态调整教学大纲，实时更新教学题材，使学生在掌握基础理论知识的同时关注行业发展和趋势。目前，在全国注册公用设备工程师（给水排水）执业资格考试的三门课程中，建筑给水排水工程占比高达40％，注重对建筑给水排水工程的实际设计应用能力和行业规范运用能力的考察。执业能力考试教材通常在某种程度上可以反映该行业发展的最新动态，以及行业标准规范的实时更新，将这些新知识和新理念引入教学过程，无疑能够丰富课程教学内容，有助于学生未来的职业规划。

3．多学科交叉融合，先修课程与关联课程相辅相成

“建筑给水排水工程”是一门实践性和综合性都很强的专业课程，课程内容涉及多个学科的基础理论和专业知识，因此建立一个多学科交叉的教学团队对该课程教学效果的保证和复合型人才的培养无疑是非常有利的。因此，依托学科优势和专业特色，我校“建筑给水排水工程”课程教学团队中所涵盖的课程体系包括水污染控制工程、环境监测、建筑概论、环境工程CAD、水处理工程设计、化工原理、流体力学等，相关课程设置在时间和空间上相辅相成，为“建筑给水排水工程”课程理论和设计原理的讲授，以及应用实践能力的锻炼和培养奠定基础。此外，教学团队通过交流沟通、答疑解惑、相互学习、多学科交叉融合，以培养学生工程设计和应用能力为目标，不断完善“建筑给水排水工程”及相关课程的教学体系，体现与时俱进的教学理念和工程化教学特色。

（二）课程理论与应用实践相互渗透融合，运用多元化教学方法和立体化教学手段，强化工程设计概念和应用实践能力教学

1．教学方法多元化，课堂讲授与应用实践相结合

通常情况下，“建筑给水排水工程”课堂教学与课程设计，以及毕业实习或毕业设计都是相互独立设置的，即在完成课堂教学后进行课程设计，然后再进行毕业实习或毕业设计，这是传统的教学思路。不可否认，这种教学模式可以让学生先有一个概念认识和理论基础，然后通过实践环节来加深学生对理论知识的理解和运用。尽管如此，这种教学模式也有可能会造成理论和实践相脱节的情况，从而导致学生无法将理论知识和设计实践有效地结合起来。经过多年的探索和实践，我们发现将课堂授课、参观实习、专题研讨、课程设计和案例教学相结合起来穿插进行，在时间和空间上建立交叉融合、相辅相成的“五位一体”教学形式比较有效。在教学过程中即布置课程设计任务，并通过参观实习单元将课堂教学和应用实践链接起来，然后穿插专题研讨和案例分析，不仅能够促使学生在课程学习过程中思考实际应用问题，而且在参观实习过程中也能够强化对课堂教学内容的理解和掌握；以实践过程中所遇到的问题或知识点作为专题和案例（如管道布置、泵站及水箱间设置、消防设施布置等），组织学生小组研讨，鼓励学生通过思考提出自己的见解，并通过课程设计环节进行实践，有助于达到加深学生工程概念和提高学生设计能力的工程化培养目标。传统“教师讲、学生听”的教学模式无法提高学生的学习兴趣和课堂参与度，而以实际工程案例作为教学载体，鼓励学生针对实际建筑给水排水工程中的相关设计及可能存在的运行问题进行调研，如学校周围高层住宅和商业建筑、宿舍楼和教学楼等，通过资料收集和问题总结形成案例报告，以学生为中心组织专题研讨，最后提出解决方案，大大提高了学生的课程参与度和学习积极性。

2．教学手段立体化，传统板书和现代技术相结合

教学质量的提高有赖于教学手段的不断改进。应用工程类课程的教学，不能照搬基础学科的模式，而应结合课程特点和学科性质，针对性地开展教学。“建筑给水排水工程”是一门应用实践性很强的专业课程，在教学过程中应考虑采用多元化和立体化的教学方式，如传统的“黑板”式教学结合现代化多媒体教学。194实践证明，单一的“黑板”式教学难以激起学生的学习兴趣，而纯粹的多媒体教学也存在学生注意力无法集中的问题。鉴于此，我们尝试结合板书授课、仿真教学、Flash动画案例教学、与工程师面对面专题研讨教学等多元化教学方式，在课堂教学中强化学生对工程设计的概念，激发学生的实践兴趣，同时也可使教学内容更为丰富，更贴合工程实践。此外，在下一阶段的课程改革中，我们还将尝试在实践环节引入3D打印技术，对课程教学中所讲授的部分相关器具和设备进行直观式教学，同时也可将学生的课程设计方案变为实体作品，培养学生的创新能力，强化学生的工程设计能力，并通过工程实践检验其理论知识和设计能力。

（三）重视青年教师工程实践能力提升，并充分利用校友资源推行企业工程师进课堂

青年教师通常科研能力和理论水平较高，但工程实践能力欠缺，为提高青年教师的工程设计和应用实践水平，我校探索建立了“1＋1”培养模式，即学院规定青年教师入职后须前往实践合作设计院或工程单位进行为期一年的工程实践锻炼，同时在承担“建筑给水排水工程”课程教学任务之前必须担任至少一年的助教，完成听课、试讲等环节，并通过主讲教师和教学督导共同考核合格后方可开展教学活动。经过多年的探索和实践，该模式在加强青年教师工程实践能力方面发挥了积极作用，同时结合老教师的丰富教学经验，以老带新，逐步有效地完成新老交替和教学传承。与此同时，我们充分利用校友资源，积极探索建立企业工程师进课堂指导实习、设计和答辩等实践环节的培养制度和长效机制，结合“内部培养”和“外部引入”，以加强对学生的工程化应用实践能力的培养。

三、“建筑给水排水工程”课程教学持续改进思考

学生创新和创造能力的培养是高校人才培养的永恒目标，而培养学生具备解决复杂工程问题的能力是应用实践类课程教学的主要任务。在不断探索和改革“建筑给水排水工程”课程教学过程中，我们对未来的课程教学发展也有些许思考。早期的建筑给水排水工程行业以满足人们的正常生活需求为主，相关器具设备和工程技术处于满足功能性需求的初级阶段。随着人们对舒适的生活环境和优越的生活品质的追求，建筑给水排水行业也不断发展和变化。在确保给水水质卫生、排水安全畅通、消防有效可靠等基本前提下，将全生命周期理念引入建筑给水排水工程设计是必然趋势，采用尽可能少的设备组件、尽可能短的工艺流程、尽可能美的外在形式、尽可能低的技术成本达到最佳的应用效果，实现功能性、适用性、美观性和经济性的完美结合。因此，“建筑给水排水工程”课程教学也应与时俱进，在保证基础理论知识讲授的前提下，应适当增加系统设计、生态设计、风险管理等先进设计理念，传授并引导学生以系统工程的思路开展工程设计和应用实践。此外，物联网、大数据等前沿技术也势必会应用于建筑给水排水工程行业［2］，如何在课程教学过程中引入这些新兴技术和概念也是未来需要探索和实践的关键点。

作者：高品 薛罡 刘振鸿 单位：东华大学环境科学与工程学院