邵青　程曉如　方正　李江云　薛英文　王弘宇

摘要：針對(duì)武漢大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)習(xí)中存在的問題，近幾年對(duì)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)采取了一系列改革措施，如實(shí)習(xí)時(shí)間、實(shí)習(xí)方式的調(diào)整；實(shí)習(xí)管理機(jī)制的完善；水質(zhì)工程仿真室的建立，等等。實(shí)踐證明：這些措施是有效的，尤其是將計(jì)算機(jī)仿真手段與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)相結(jié)合的這一突出特點(diǎn)，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量有十分明顯的效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和動(dòng)手能力都得到較大的提高。

關(guān)鍵詞：給排水科學(xué)與工程；實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)；計(jì)算機(jī)仿真

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）08-0241-02

給排水科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)主要分為三個(gè)階段：一是認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，主要采取給排水工程參觀的形式進(jìn)行，學(xué)生通過對(duì)給排水工程的認(rèn)識(shí)和了解，初步建立起對(duì)本專業(yè)的總體印象；二是生產(chǎn)實(shí)習(xí)，學(xué)生結(jié)合已學(xué)水質(zhì)工程學(xué)、建筑給排水、水工藝設(shè)備基礎(chǔ)等課程的基本原理，與工程實(shí)際聯(lián)系起來，進(jìn)一步加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解；三是畢業(yè)實(shí)習(xí)，學(xué)生結(jié)合自己的畢設(shè)選題，針對(duì)性地進(jìn)行實(shí)際工程參觀實(shí)習(xí)，為順利進(jìn)行畢設(shè)打下基礎(chǔ)。但一直以來，實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中存在著實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)不充足、用人單位不愿接待、現(xiàn)場(chǎng)只能看不能摸等問題，致使實(shí)習(xí)效果不夠理想。為此，我們針對(duì)以上問題采取了一系列的改革措施，以提高實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量。

一、合理做好實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的時(shí)間安排

認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)安排在專業(yè)課開課之前進(jìn)行，學(xué)生通過一周的實(shí)際水廠參觀，對(duì)給排水工程建立了感性認(rèn)識(shí)，對(duì)專業(yè)建立了總體印象，為學(xué)習(xí)專業(yè)課打下基礎(chǔ)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)則安排在學(xué)完專業(yè)課之后，時(shí)間為四周，采取現(xiàn)場(chǎng)蹲點(diǎn)和校內(nèi)仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作相結(jié)合的方式。此時(shí)學(xué)生已從課本上掌握了水質(zhì)工程學(xué)、建筑給排水、水工藝設(shè)備基礎(chǔ)等課程的基本原理，實(shí)習(xí)中能將所學(xué)知識(shí)與工程實(shí)際聯(lián)系起來，加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。畢業(yè)實(shí)習(xí)階段安排在大四下學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行，共兩周，學(xué)生根據(jù)自己的畢設(shè)選題有針對(duì)性地開展實(shí)際工程參觀實(shí)習(xí)。實(shí)踐證明：對(duì)實(shí)習(xí)三個(gè)階段的時(shí)間安排是合理的，滿足了不同階段實(shí)習(xí)的具體要求。

二、采取集中與分散相結(jié)合的實(shí)習(xí)方式

給排水科學(xué)與工程專業(yè)中的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)集中由實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師帶隊(duì)統(tǒng)一實(shí)習(xí)，而畢業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以按照自己的畢設(shè)題目要求選擇合適的單位進(jìn)行實(shí)習(xí)，也可根據(jù)擬就業(yè)單位的要求選擇適合的畢設(shè)題目，再在該單位完成實(shí)習(xí)。即學(xué)生可根據(jù)自身的特點(diǎn)和實(shí)際情況自己聯(lián)系實(shí)習(xí)單位并選擇合適的崗位進(jìn)行實(shí)習(xí)，從而完成分散式實(shí)習(xí)方式。同時(shí)學(xué)校也提供由實(shí)習(xí)老師帶隊(duì)的集中實(shí)習(xí)，完成有些學(xué)生找不到合適的實(shí)習(xí)單位的畢業(yè)實(shí)習(xí)的教學(xué)要求。這種集中與分散相結(jié)合的實(shí)習(xí)方式受到了學(xué)生的歡迎和支持，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極主動(dòng)性，增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，符合給排水科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用性人才的要求。

三、建立穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地

建立穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地是保證實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)及教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。近年來我們與武漢市余家頭自來水廠、白沙洲水廠、龍王嘴污水處理廠、沙湖污水處理廠以及長沙污水培訓(xùn)中心等多家單位建立了友好協(xié)作關(guān)系，為開展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)提供了良好的條件。

四、聘請(qǐng)生產(chǎn)一線的工程師擔(dān)任實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)老師，并舉辦專題技術(shù)講座，開拓學(xué)生視野。

學(xué)生通過專業(yè)課的學(xué)習(xí)，掌握了給排水專業(yè)理論知識(shí)，但缺乏對(duì)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的了解。因此實(shí)習(xí)期間我們專門聘請(qǐng)工程經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員擔(dān)任現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和舉辦專題技術(shù)講座。在工程現(xiàn)場(chǎng)，技術(shù)人員在講解構(gòu)筑物或設(shè)備的同時(shí)，還會(huì)給學(xué)生演示一部分實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)操作，如格柵除污機(jī)的手動(dòng)開啟、關(guān)閉等運(yùn)行過程，使學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)知識(shí)融入到工程實(shí)踐中。在專題技術(shù)講座中，工程師對(duì)學(xué)生講授實(shí)際工程中所遇到的一些問題和處理方式，而這些實(shí)際問題往往在書本上學(xué)不到。因此學(xué)生聽起來也非常認(rèn)真，極大的開拓了學(xué)生的視野，收到了良好的實(shí)習(xí)效果。通過以上措施，能使學(xué)生進(jìn)一步了解目前技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)，感受到本專業(yè)工作崗位的要求，對(duì)學(xué)生畢業(yè)后順利進(jìn)行相關(guān)崗位的工作起到銜接的作用。

五、建立系統(tǒng)完善的實(shí)習(xí)教學(xué)管理體系

1.修訂實(shí)習(xí)大綱，完善實(shí)習(xí)教學(xué)評(píng)分系統(tǒng)。重新修訂了實(shí)習(xí)教學(xué)大綱（包括認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)大綱）及任務(wù)指導(dǎo)書。讓學(xué)生人手一冊(cè)。完善了實(shí)習(xí)教學(xué)評(píng)分系統(tǒng)，即按照學(xué)生考勤、現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)、仿真實(shí)習(xí)得分及提交的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)報(bào)告綜合給予評(píng)分。分?jǐn)?shù)不及格不允許參加畢業(yè)答辯。這一評(píng)分方式極大的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，力爭(zhēng)在每個(gè)環(huán)節(jié)做到最好。

2.注重實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師素質(zhì)培養(yǎng)，保證實(shí)習(xí)質(zhì)量。每次實(shí)習(xí)都是派出責(zé)任心強(qiáng)、具有較強(qiáng)專業(yè)知識(shí)和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的高素質(zhì)教師作為實(shí)習(xí)帶隊(duì)教師，并采取“老帶青”的辦法，即老教師帶一位年輕教師共同指導(dǎo)實(shí)習(xí)，既保證了實(shí)習(xí)質(zhì)量也培養(yǎng)了缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的年輕教師。

六、建立校內(nèi)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地——水質(zhì)工程仿真室

除了到固定的校外實(shí)習(xí)基地實(shí)習(xí)外，我們還建立了校內(nèi)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地——水質(zhì)工程仿真室。因?yàn)樵趯?shí)際工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，雖然能使學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，收獲較大，但仍然存在以下問題：即水處理工藝設(shè)備正處于運(yùn)行狀態(tài)，構(gòu)筑物中充滿了水，學(xué)生無法看到構(gòu)筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)；同時(shí)，水廠的心臟—集控室對(duì)工藝流程的控制學(xué)生也是只能看不能摸的。這些問題的存在極大地影響了實(shí)習(xí)效果。為此，我們專門建立了水質(zhì)工程仿真室，作為校內(nèi)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，這是對(duì)本專業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的有力補(bǔ)充。在去實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)前，安排學(xué)生進(jìn)入仿真室進(jìn)行為期一周的仿真練習(xí)，為真正的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)打下基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)結(jié)束后，學(xué)生若還有不清楚的地方，可以隨時(shí)到校內(nèi)仿真室練習(xí)，仿真室是一直對(duì)學(xué)生開放的并有專門的教師進(jìn)行指導(dǎo)。水質(zhì)工程仿真室計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中安裝了兩套軟件，一個(gè)是北京東方仿真公司與廣州大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的《給排水處理仿真教學(xué)軟件》[1]，該軟件模擬了真實(shí)的水廠運(yùn)行工藝，在學(xué)生實(shí)習(xí)訓(xùn)練中發(fā)揮了較大的作用。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容包括城市自來水廠、V型濾池、污水處理水工段、污水處理泥工段、初沉池工段和消化池工段等操作單元，學(xué)生可根據(jù)計(jì)算機(jī)的提示，輸入?yún)?shù)，操作設(shè)備，監(jiān)測(cè)工藝運(yùn)行的指標(biāo)和變化曲線，進(jìn)行人機(jī)交互式交流，以完成各個(gè)操作單元的練習(xí)。軟件中還設(shè)置了涵蓋自來水廠、污水廠可能出現(xiàn)的各種緊急故障現(xiàn)象培訓(xùn)項(xiàng)目，如城市自來水廠單元有：管網(wǎng)余氯低，一級(jí)泵站1號(hào)泵出現(xiàn)故障，源水pH值低等。面對(duì)這些工藝運(yùn)行中突然出現(xiàn)的意外情況，學(xué)生可參考各種提示進(jìn)行操作，逐步探索解決問題的思路和方法?？傊瑢?duì)于軟件中各種培訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)生可深入探究，刷新重來，在機(jī)上反復(fù)操作，直到熟練掌握。最后學(xué)生可隨機(jī)抽取試卷回答相關(guān)問題，問題提交到教師站給予評(píng)分。雖然這一軟件培訓(xùn)內(nèi)容全面，但仍存在不足：即各工藝構(gòu)筑物都是平面圖，缺乏立體直觀的效果。因此，我們?cè)诜抡媸矣?jì)算機(jī)系統(tǒng)中安裝了另一個(gè)仿真軟件，這一軟件是本課題組依托湖北省教改項(xiàng)目《基于VR技術(shù)的工科虛擬課堂研究》自行研發(fā)的水處理工藝三維軟件，軟件中包含給水廠、污水廠三維場(chǎng)景、各處理工藝構(gòu)筑物的三維圖，學(xué)生可通過反復(fù)觀看三維圖，了解構(gòu)筑物內(nèi)部構(gòu)造，彌補(bǔ)了在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)看不到構(gòu)筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不足。通過一周的實(shí)訓(xùn)操作，學(xué)生對(duì)于給水和污水處理工藝的分析判斷能力、邏輯思維能力、解決問題能力和綜合應(yīng)用能力得到了明顯的提高。兩個(gè)軟件的仿真訓(xùn)練再結(jié)合為期三周的現(xiàn)場(chǎng)蹲點(diǎn)，實(shí)習(xí)效果大大提高。

七、仿真實(shí)習(xí)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)效果

實(shí)踐表明，通過仿真實(shí)習(xí)教學(xué)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的結(jié)合，收到了很好的教學(xué)效果。與簡單的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)相比，兩者結(jié)合的實(shí)習(xí)方式有下列幾方面的作用：

1.進(jìn)一步提高學(xué)生實(shí)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。計(jì)算機(jī)仿真以其獨(dú)有的技術(shù)和效果，使學(xué)生在模擬的生產(chǎn)過程環(huán)境中，通過對(duì)各個(gè)閥門、開關(guān)、設(shè)備的操作，通過對(duì)各工藝參數(shù)進(jìn)行全面的調(diào)節(jié)和控制，通過對(duì)各種事故現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，可對(duì)城市水處理系統(tǒng)的多變性和復(fù)雜性形成深刻的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，學(xué)生看到的各工藝構(gòu)筑物都是三維可視的。在水廠虛擬場(chǎng)景中，隨著鼠標(biāo)的移動(dòng)，學(xué)生仿佛漫步在水廠中，有身臨其境的感覺。這一仿真系統(tǒng)的訓(xùn)練使學(xué)生感到直觀生動(dòng)，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)興趣，始終處于良好的、積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)。在接下來的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)中，學(xué)生有仿真實(shí)習(xí)打下的基礎(chǔ)，更能帶著問題針對(duì)性實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)效果大大提高。

2.提高學(xué)生的綜合能力。由于仿真系統(tǒng)是依據(jù)真實(shí)的生產(chǎn)過程開發(fā)的，即整個(gè)工藝流程，工藝參數(shù)的變化以及系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與真實(shí)過程一樣。學(xué)生在訓(xùn)練過程中，通過反復(fù)操作，一方面可將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來，另一方面也可以進(jìn)行思維的訓(xùn)練。面對(duì)真實(shí)的工藝流程，學(xué)生必須樹立全局的觀念，用系統(tǒng)全面的觀點(diǎn)對(duì)整體工藝的操作方案及可能出現(xiàn)的各種事故進(jìn)行預(yù)先分析，才能保證順利操作。另外，在操作過程中，學(xué)生還可以針對(duì)出現(xiàn)的問題，利用所學(xué)的知識(shí)，通過探索各種參數(shù)最佳值及相互影響，尋求到解決問題的途徑。這一思維的訓(xùn)練極大地提高了學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力。

通過以上一系列改革措施，實(shí)習(xí)效果大大提高。尤其通過我們幾年來對(duì)仿真系統(tǒng)在實(shí)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用，已經(jīng)證明，在給排水科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中采用計(jì)算機(jī)仿真手段與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)相結(jié)合，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量有非常明顯的效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和綜合能力都得到較大的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧曼適.《給排水處理仿真教學(xué)軟件》在職業(yè)教育中的應(yīng)用探索[J].職教研究，2006，（4）：156-157.

基金項(xiàng)目：2010湖北省教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目（2010012）

作者簡介：邵青（1969-），女，江蘇南京人，武漢大學(xué)副教授，工學(xué)博士，主要從事給排水科研與教學(xué)工作。