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建筑给水排水工程是研究工业与民用建筑用水供应和污废水的汇集、处置,以满足生活、生产的需求和创造卫生、安全、舒适的生活、生产环境的工程学科,具有综合性强、实践性强、专业性强的特点。建筑给排水工程课程是给水排水工程专业的专业主干课程,也是环境工程专业的专业选修课。西南科技大学环境工程专业自2001年开设建筑给排水工程选修课程,连續11年该课程的选课人数都超过该专业人数的95%,该课程的开设对于扩展学生的就业领域,增强学生的市场竞争力起到了积极的作用。随着国民经济实力增强,人民生活水平的改善和提高,高层建筑、智能建筑、小康住宅、节能建筑等的兴建,使建筑给、排水工程在理论与实践方面都有了很大发展。为进一步提高教学质量,许多学校都结合自己的特点,对该课程教学改革进行了探讨。我校环境工程专业结合专业特色,针对本课程的特点与建筑给排水行业的发展现状,从教学内容、教学方法和实践环节进行改革实践并取得一定成果。
一 教学内容改革
1 及时修改教学大纲,把新理论和新技术引入教学环节
2003年颁布的《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)对原国家标准GBJ15-88进行了全面修订,教学大纲也及时进行了修改,增加了居住小区给、排水的设计、饮水系统的设计等内容。同年,《固定消防炮灭火系统设计规范》(GB50338-2003)颁布实施,在教学大纲中及时增加了固定消防炮灭火系统设计的相关内容,将最新的技术和理论引入课堂。2009年,配合学校新的培养方案的修订,本课程的教学大纲又一次进行了较大修订,其学时由原56学时缩减为40学时,修改后的教学大纲,对教学内容进行了优化,强化了工程设计环节,将游泳池、水景等专用建筑给排水和饮水供应的内容设置为自学内容,并增加了人防地下室给排水工程设计章节。
2 优化和更新教学内容,确保教学内容的科学性和先进性
建筑给排水课程是一门应用性很强的工程设计类课程,其设计过程必须严格遵循相关设计规范和标准。近几年,建筑给排水领域的相关设计规范不断修订和颁布,为了保证教学内容的科学性和先进性,需要不断优化教学内容。
2005年,《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)和《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)都进行了局部修订;《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)、《自动喷水灭火系统施工及验收规范》(GB50261-2005)等颁布实施;2006年,《气体灭火系统设计规范》(GB50037-2005)颁布实施;《消防给水及消火栓系统技术规范》也开始征求意见。结合这些规范的修订和实施,在建筑消防系统相关章节的授课过程,及时更新教学内容,并通过新旧规范中相关条款的对比,加深学生的印象。
结合工程设计实例,对采用新旧规范的设计成果进行比较。如在建筑内部给水系统的设计方面,2003年之前采用平方根法计算设计秒流量,2003年新规范中采用概率修正公式进行设计秒流量的计算,通过作业形式,让学生对不同时期的设计成果的对比,树立工程优化意识;现行的建筑给水排水设计规范中对同层排水提出了要求,引导学生对采用原规范设计的部分图纸进行分析,提出可进行同层排水的工程并进行二次设计,以加深对新规范的理解。
3 完善实践性教学环节,培养学生工程设计能力
通过大作业和工程案例教学、在建和已建的高层及公共建筑参观、课程设计、工程概预算等教学环节,把工程的技术性、实用性、经济性以及工程设计的规范化、设备标准化教育作为工科教学改革和学生综合能力、创新能力、就业能力培养的重点。
在教学过程中,结合教学章节布置相关的工程设计作业,并适时地让学生参与笔者的工程设计,将学生的工艺设计图纸和设计计算说明书、施工组织设计、工程概预算等成果作为课程设计成果。在实践中强化工程设计规范化、设备标准化、技术性价比等工程理念。同时,充分利用课堂外的时间进行现场教学,分小组带领学生参观学校行政楼、图书馆、沃尔玛超市等建筑内的给排水和消防系统的布置,并深入学校灾后重建现场,了解和学习建筑给排水系统的施工和安装,将理论与时间紧密结合。
二 教学方法改革
1 充分利用现代教育技术,促进学生自主学习和互动学习
建筑给排水工程作为我校环境工程专业的专业选修课程,具有课程体系复杂、内容繁多、工艺参数与各类规范标准资料多、工程图纸和设备图片多等特点,传统的教学方法难以充分合理地表征,且时间耗费长、视觉效果差、教师板书量大,教学效果不尽如人意,针对这一状况,先后开发并完善了《建筑给排水工程》多媒体课件。
课件包括“理论教学”和“实践教学”两大部分。在“理论教学”部分,包括课程PPT课件、教学大纲,授课计划、教学指导、教案、习题、参考文献等内容,课件中链接了相关联的数码图片、flash动画、视频、CAD图件等图像材料以及相关的标准、规范等,为课堂教学提供了丰富的教学资源,使教学变得科学、严谨、生动。在“实践教学”部分,利用flash动态仿真了各种给水方式、消火栓布置、自动喷水灭火系统、C02灭火系统、固定消防水炮系统、各种排水方式、热水供应系统等工作原理,并配以自拍的管道安装、各种增压和贮水设备施工与安装等的视频教学片和大量的工程场景、工程构筑物、工程设备的数码图片,动态、生动地再现了建筑给水排水工程的实际,改善了课堂教学效果;同时,精选了多套工程设计完整CAD图纸作--为实践教学典型案例,极大地推动了学生工程意识的建立和工程实践能力的培养。
2 多样化、综合性教学实践
本课程课堂教学采用了讲授、讨论、提问、实例教学、观看视频录像、课后答疑等灵活多样的教学方法,把重要理论、教学重点和难点多以问题提问的形式引出,让学生分组讨论和协作学习,鼓励师生互动交流,培育学生主动学习、探索研究、合作协调的习惯,激活学生思维,并布置分量适度的大作业,引导学生归纳和消化所学知识。
本课程坚持了理论——实习——工程设计相结合的实践教学模式,在理论教学的同时,同步进行相关实习,参观学校行政楼、图书馆、沃尔玛超市等建筑内的给排水和消防系统的布置,参观学校正在建设中的高层建筑和教学楼,了解和学习建筑给排水系统的施工和安装,结合工程案例完成各章设计大作业,并在课程教学结束后进行相应课程设计等,加强学生实践能力、工程技术应用的教育,并把它作为工科教学改革和学生综合能力、创新能力培养的重点;同时强化平时成绩、淡化期末考试,激励学生重视和积极参与学习的全过程,把能力培养、知识传授和素质教育融为一体。
三 实践教学改革
实践性教学的总体思想通过实习参观和课程设计等环节的训练,使学生更好地掌握所学的理论知识和实践技能,掌握管道布置、选择与设计计算,学会计算书、说明书的编写和工程CAD图纸绘制,提高学生的工程实践能力。实践教学既要注重对学生实践能力和知识综合应用能力的训练,又要重视学生科学思维能力和创新意识的培养。本课程实践教学通过实习参观、课程设计等环节的训练,使学生更好地掌握本课程所学的理论知识和工程技术技能。
1 实习参观
本课程实习参观采用分小组的方式进行,充分利用课余时间进行。主要参观高层建筑的消防和给排水系统、公共建筑的自动喷水灭火系统等。地点分别为学校行政楼、学校图书馆、绵阳市沃尔玛超市、人民商场等。2009年至今,随着学校灾后重建的开展,教学楼和经济适用房建设,实习地点又增加了学校的建设工地。
学生通过实习,对课堂所学的理论知识有了更深的认识,对多、高层建筑给排水、消防等供应系统的分类、组成、构造、设备、管路布置具有直观的了解和掌握。同时,通过建筑工地的学习,更有助于掌握建筑给排水系统的施工和安装技术。
2 课程设计
本课程设计时间6天,集中在理论教学结束时进行,要求根据给定的建筑原始资料,进行高层建筑的给排水及消防系统设计。
通过设计,要求学生熟悉给排水领域的相关规范和标准,掌握建筑给排水系统和人防地下室给排水系统的工程设计计算和平面图、系统图、大样图绘制,基本学会设计文本规范编写等,提高学生工程设计能力。
总之,建筑给排水工程作为我校环境工程专业的专业选修课,对于扩展学生的知识面,增强学生的工程设计能力,延伸环境工程专业学生的就业领域起到了重要的作用。通过课程的教学改革及实践,教学质量稳步提高,学生的工程能力得到培养。近几年,每年都有一定数量的环境工程专业的学生进行建筑给排水方面的毕业设计,且每年都有该方面的优秀毕业设计被纳入学校优秀本科毕业设计汇编;就业方面,自2005年至今,每年都有多名环境工程专业的同学进入建筑设计院或房地产企业从事建筑给排水方面的设计、施工和管理工作。
一 教学内容改革
1 及时修改教学大纲,把新理论和新技术引入教学环节
2003年颁布的《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)对原国家标准GBJ15-88进行了全面修订,教学大纲也及时进行了修改,增加了居住小区给、排水的设计、饮水系统的设计等内容。同年,《固定消防炮灭火系统设计规范》(GB50338-2003)颁布实施,在教学大纲中及时增加了固定消防炮灭火系统设计的相关内容,将最新的技术和理论引入课堂。2009年,配合学校新的培养方案的修订,本课程的教学大纲又一次进行了较大修订,其学时由原56学时缩减为40学时,修改后的教学大纲,对教学内容进行了优化,强化了工程设计环节,将游泳池、水景等专用建筑给排水和饮水供应的内容设置为自学内容,并增加了人防地下室给排水工程设计章节。
2 优化和更新教学内容,确保教学内容的科学性和先进性
建筑给排水课程是一门应用性很强的工程设计类课程,其设计过程必须严格遵循相关设计规范和标准。近几年,建筑给排水领域的相关设计规范不断修订和颁布,为了保证教学内容的科学性和先进性,需要不断优化教学内容。
2005年,《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)和《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)都进行了局部修订;《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)、《自动喷水灭火系统施工及验收规范》(GB50261-2005)等颁布实施;2006年,《气体灭火系统设计规范》(GB50037-2005)颁布实施;《消防给水及消火栓系统技术规范》也开始征求意见。结合这些规范的修订和实施,在建筑消防系统相关章节的授课过程,及时更新教学内容,并通过新旧规范中相关条款的对比,加深学生的印象。
结合工程设计实例,对采用新旧规范的设计成果进行比较。如在建筑内部给水系统的设计方面,2003年之前采用平方根法计算设计秒流量,2003年新规范中采用概率修正公式进行设计秒流量的计算,通过作业形式,让学生对不同时期的设计成果的对比,树立工程优化意识;现行的建筑给水排水设计规范中对同层排水提出了要求,引导学生对采用原规范设计的部分图纸进行分析,提出可进行同层排水的工程并进行二次设计,以加深对新规范的理解。
3 完善实践性教学环节,培养学生工程设计能力
通过大作业和工程案例教学、在建和已建的高层及公共建筑参观、课程设计、工程概预算等教学环节,把工程的技术性、实用性、经济性以及工程设计的规范化、设备标准化教育作为工科教学改革和学生综合能力、创新能力、就业能力培养的重点。
在教学过程中,结合教学章节布置相关的工程设计作业,并适时地让学生参与笔者的工程设计,将学生的工艺设计图纸和设计计算说明书、施工组织设计、工程概预算等成果作为课程设计成果。在实践中强化工程设计规范化、设备标准化、技术性价比等工程理念。同时,充分利用课堂外的时间进行现场教学,分小组带领学生参观学校行政楼、图书馆、沃尔玛超市等建筑内的给排水和消防系统的布置,并深入学校灾后重建现场,了解和学习建筑给排水系统的施工和安装,将理论与时间紧密结合。
二 教学方法改革
1 充分利用现代教育技术,促进学生自主学习和互动学习
建筑给排水工程作为我校环境工程专业的专业选修课程,具有课程体系复杂、内容繁多、工艺参数与各类规范标准资料多、工程图纸和设备图片多等特点,传统的教学方法难以充分合理地表征,且时间耗费长、视觉效果差、教师板书量大,教学效果不尽如人意,针对这一状况,先后开发并完善了《建筑给排水工程》多媒体课件。
课件包括“理论教学”和“实践教学”两大部分。在“理论教学”部分,包括课程PPT课件、教学大纲,授课计划、教学指导、教案、习题、参考文献等内容,课件中链接了相关联的数码图片、flash动画、视频、CAD图件等图像材料以及相关的标准、规范等,为课堂教学提供了丰富的教学资源,使教学变得科学、严谨、生动。在“实践教学”部分,利用flash动态仿真了各种给水方式、消火栓布置、自动喷水灭火系统、C02灭火系统、固定消防水炮系统、各种排水方式、热水供应系统等工作原理,并配以自拍的管道安装、各种增压和贮水设备施工与安装等的视频教学片和大量的工程场景、工程构筑物、工程设备的数码图片,动态、生动地再现了建筑给水排水工程的实际,改善了课堂教学效果;同时,精选了多套工程设计完整CAD图纸作--为实践教学典型案例,极大地推动了学生工程意识的建立和工程实践能力的培养。
2 多样化、综合性教学实践
本课程课堂教学采用了讲授、讨论、提问、实例教学、观看视频录像、课后答疑等灵活多样的教学方法,把重要理论、教学重点和难点多以问题提问的形式引出,让学生分组讨论和协作学习,鼓励师生互动交流,培育学生主动学习、探索研究、合作协调的习惯,激活学生思维,并布置分量适度的大作业,引导学生归纳和消化所学知识。
本课程坚持了理论——实习——工程设计相结合的实践教学模式,在理论教学的同时,同步进行相关实习,参观学校行政楼、图书馆、沃尔玛超市等建筑内的给排水和消防系统的布置,参观学校正在建设中的高层建筑和教学楼,了解和学习建筑给排水系统的施工和安装,结合工程案例完成各章设计大作业,并在课程教学结束后进行相应课程设计等,加强学生实践能力、工程技术应用的教育,并把它作为工科教学改革和学生综合能力、创新能力培养的重点;同时强化平时成绩、淡化期末考试,激励学生重视和积极参与学习的全过程,把能力培养、知识传授和素质教育融为一体。
三 实践教学改革
实践性教学的总体思想通过实习参观和课程设计等环节的训练,使学生更好地掌握所学的理论知识和实践技能,掌握管道布置、选择与设计计算,学会计算书、说明书的编写和工程CAD图纸绘制,提高学生的工程实践能力。实践教学既要注重对学生实践能力和知识综合应用能力的训练,又要重视学生科学思维能力和创新意识的培养。本课程实践教学通过实习参观、课程设计等环节的训练,使学生更好地掌握本课程所学的理论知识和工程技术技能。
1 实习参观
本课程实习参观采用分小组的方式进行,充分利用课余时间进行。主要参观高层建筑的消防和给排水系统、公共建筑的自动喷水灭火系统等。地点分别为学校行政楼、学校图书馆、绵阳市沃尔玛超市、人民商场等。2009年至今,随着学校灾后重建的开展,教学楼和经济适用房建设,实习地点又增加了学校的建设工地。
学生通过实习,对课堂所学的理论知识有了更深的认识,对多、高层建筑给排水、消防等供应系统的分类、组成、构造、设备、管路布置具有直观的了解和掌握。同时,通过建筑工地的学习,更有助于掌握建筑给排水系统的施工和安装技术。
2 课程设计
本课程设计时间6天,集中在理论教学结束时进行,要求根据给定的建筑原始资料,进行高层建筑的给排水及消防系统设计。
通过设计,要求学生熟悉给排水领域的相关规范和标准,掌握建筑给排水系统和人防地下室给排水系统的工程设计计算和平面图、系统图、大样图绘制,基本学会设计文本规范编写等,提高学生工程设计能力。
总之,建筑给排水工程作为我校环境工程专业的专业选修课,对于扩展学生的知识面,增强学生的工程设计能力,延伸环境工程专业学生的就业领域起到了重要的作用。通过课程的教学改革及实践,教学质量稳步提高,学生的工程能力得到培养。近几年,每年都有一定数量的环境工程专业的学生进行建筑给排水方面的毕业设计,且每年都有该方面的优秀毕业设计被纳入学校优秀本科毕业设计汇编;就业方面,自2005年至今,每年都有多名环境工程专业的同学进入建筑设计院或房地产企业从事建筑给排水方面的设计、施工和管理工作。