劉彥伶

（同濟大學環(huán)境科學與工程學院 上海 200092）

在新工科建設中，培養(yǎng)滿足行業(yè)、產業(yè)發(fā)展所需的應用型人才是核心目標。作為歷史悠久、典型的工科專業(yè)，給排水科學與工程專業(yè)（以下簡稱給排水專業(yè)）為我國給水排水工程設計、施工、運行、管理及相關科研教學培養(yǎng)了大批人才，為城市基礎建設與水資源利用管理提供了有力支撐。給排水專業(yè)學生既要有扎實的基礎理論知識，又要具備優(yōu)秀的實踐操作能力，向創(chuàng)新型、應用型人才方向發(fā)展。因此，傳統(tǒng)給排水專業(yè)在課程體系建設、培養(yǎng)方案設定、教學實踐內容等方面需要不斷優(yōu)化、提高[1]。

在給排水專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中，實習課程是強化學生工程意識、培養(yǎng)學生實踐能力的關鍵環(huán)節(jié)。給排水專業(yè)一般含有認識實習、生產實習、畢業(yè)實習三個實習環(huán)節(jié)[2]。認識實習通常開設在第四學期末，作為學生最早接觸的實習環(huán)節(jié)，對于學生初步建立對本專業(yè)的總體印象、產生專業(yè)興趣、提升專業(yè)認同感具有重要作用。認識實習的主要目標是讓學生在學習專業(yè)理論課前，能夠對本專業(yè)涉及的給水和污水處理工藝、構筑物以及建筑給排水管道設備等有一個初步認識，調動學生的專業(yè)學習興趣，使學生帶著問題主動思考。但在給排水專業(yè)教學與實踐環(huán)節(jié)中，也常遇到學生實習積極性不高、主觀能動性弱、實習收獲較少等問題，這也促使認識實習等實踐教學環(huán)節(jié)的進一步改善提升。

1 認識實習教學改革策略

1.1 實習基地建設

實習基地是認識實習的重要載體，建立穩(wěn)定、具有代表性、多樣化的實習基地是保障實習教學質量的關鍵。結合給排水專業(yè)的課程內容和發(fā)展趨勢，實習基地建設應涵蓋水源地（取水工程）、自來水廠、污水處理廠、建筑給排水系統(tǒng)等各個方向。高校應與實習基地建立穩(wěn)定友好的協(xié)作關系，為認識實習教學提供良好條件。隨著工科專業(yè)教學改革的不斷推進，實習教學的要求也越來越高。傳統(tǒng)實習基地也存在內容形式相對單一、學生參觀時間短、難以深入體驗等問題。因此，構建新型實習基地和實習模式具有重要意義。一方面，打通不同實習環(huán)節(jié)，形成 “實習—畢業(yè)—就業(yè)一體化” 的培養(yǎng)模式，以學生就業(yè)需求為導向促進校企合作。另一方面，借助建筑信息模型（BIM）等新型實踐教學平臺對傳統(tǒng)實習基地進行補充。

虛擬仿真教學系統(tǒng)不僅能夠解決實習基地欠缺的問題，還能夠將傳統(tǒng)實習基地中難以看清的問題清晰地展現(xiàn)出來，大大提升實習教學質量。目前，多所高校已經建立了校內水質工程仿真室，讓學生在參觀實際現(xiàn)場前后進行實訓，為本專業(yè)實習環(huán)節(jié)提供了有力補充[3]。利用給排水處理仿真教學軟件等工具，學生可深入接觸城市自來水廠和污水廠的各個處理單元，根據(jù)計算機提示輸入?yún)?shù)并操作設備，監(jiān)測工藝運行指標及狀態(tài)。軟件設置了多種水廠可能出現(xiàn)的緊急故障處理培訓項目，如泵站故障、原水PH低、管網(wǎng)余氯低等[4]。學生應用專業(yè)知識，參照提示進行操作，逐步摸索解決問題的思路和方法。虛擬仿真技術的使用能極大地調動學生實習的主動性，彌補現(xiàn)場參觀難以進行實操的缺點，有效鍛煉學生分析、解決實際問題的綜合能力。

1.2 教學形式改革

目前，實習現(xiàn)場參觀存在走馬觀花的問題。由于實習場地的限制，能同時容納的人數(shù)有限，參觀隊伍拖得很長，且實習現(xiàn)場生產設備的運行噪聲較大，易掩蓋指導老師或工作人員的講解，無法保證知識要點傳遞給所有學生。部分學生在實習中也僅是機械性記錄，并未深入思考和真正理解。針對上述問題，在參觀前，教師應提前針對參觀地點的內容，向學生播放相應或相似的供排水流程或水處理技術流程影像資料，例如演示濾池過濾和反沖洗過程中的設備開關操作、展現(xiàn)水廠全流程工藝參數(shù)調節(jié)和控制界面，或模擬各種事故現(xiàn)象及處理方式的視頻，使學生在進入?yún)⒂^現(xiàn)場前對城市水處理系統(tǒng)的復雜性和關鍵點形成初步認識。此外，也可提前針對參觀內容設置關鍵問題，讓學生明確本次實習所要了解和解決的問題是什么。在現(xiàn)場參觀過程中，學生帶著問題有針對性地參觀和聆聽講解，并與預先了解的信息形成對照互補，可大大提高學習效果。在參觀講解過程中，教師應注意以整體工藝為主線，以處理單元及構筑物為副線，從大致介紹工藝流程，具體認識單體構筑物，再到深入了解設備及選型方法，逐步將學生從宏觀認識引導到專業(yè)知識上，加深實習印象[5]。

此外，大部分高校在認識實習中主要安排自來水廠、污水處理廠的現(xiàn)場參觀，而建筑給排水方向的實習安排較少[6]。同時，由于建筑給排水方面的實習內容，例如建筑管道、供水設備等一般具有隱蔽性，學生在實習參觀中難以直接接觸，因此，如上文所述，教師可利用虛擬仿真教學手段，將建筑給排水的實習內容制作成多維立體、可視化的模型展示給學生，解決建筑管道及設備安裝后被隱蔽的問題，增強學生在建筑給排水方向的實踐積累。對可實地參觀的給水、污水構筑物，參觀后教師再利用虛擬仿真系統(tǒng)向學生深入展現(xiàn)構筑物的內部結構和運行情況，也能夠進一步提升學生的理解程度和學習效果。

除現(xiàn)場參觀外，學校還可通過專題技術講座的形式，聘請經驗豐富的工程技術人員或管理人員向學生講授實際工程中所遇到的問題和處理方式，介紹行業(yè)技術發(fā)展的現(xiàn)狀、趨勢和工作特點。這樣既能開闊學生視野，也能為學生畢業(yè)后順利進入相關工作崗位起到銜接作用。

1.3 教學內容拓展

隨著社會發(fā)展，給排水專業(yè)的教學內容不斷拓展，也需要融入時代特色與發(fā)展理念。在生態(tài)文明建設背景下，給排水專業(yè)的實踐教學環(huán)節(jié)應以水生態(tài)文明為融入點，充分挖掘海綿城市、綠色建筑、綜合管廊等生態(tài)文明建設案例，強調水系統(tǒng)問題的整體解決思路，突出水的良性社會循環(huán)理念。例如，在建筑給排水方向的實習教學中，可引入全生命周期評價理論，注重從全生命周期的角度對給水方式、管材選用等進行比較評估，使學生了解從原材料的采集、加工到生產、使用、養(yǎng)護、回收和最終處理的全過程，引導學生在學習專業(yè)知識的同時培養(yǎng)從生態(tài)、經濟、社會等多角度思考問題的綜合工程觀。

作為城鄉(xiāng)建設的重要基礎設施，給水排水工程是雙碳背景下生態(tài)城市建設的前沿，也是實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用和城鄉(xiāng)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。給排水專業(yè)的實踐教學不能僅圍繞水供需矛盾、水污染治理、雨洪管理等傳統(tǒng)內容，還應融入碳中和理念，著重關注給排水系統(tǒng)中的碳排放足跡與碳中和路徑。在認識實習過程中，可增加關于給水廠和污水廠碳足跡的教學內容。這些內容對于 “雙碳” 背景下給排水專業(yè)的課程實踐拓展和新時代人才培養(yǎng)具有重要意義。

此外，面對水務行業(yè)智能化、平臺化、產業(yè)化、生態(tài)化的發(fā)展趨勢，智慧水務也成為給排水專業(yè)課程及實踐教學的重要內容。在認識實習過程中，除了傳統(tǒng)水廠工藝單元及構筑物的實地參觀外，還應加入智慧水廠、智慧水務的相關內容，讓學生體會大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生等新一代信息技術在水廠生產工藝、設備設施、運行管理、應急指揮方面發(fā)揮的重要作用。

1.4 教師水平提升

優(yōu)秀的教師隊伍是保障教學質量、提升實習效果的關鍵，工程經驗豐富的實習指導老師更能夠激發(fā)學生的學習興趣。隨著高校擴招，大量應屆碩士或博士畢業(yè)生加入高校教師隊伍。這些年輕教師具有扎實的理論知識，但往往缺乏工程實踐的鍛煉，很難在實習教學環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮指導作用。因此，一方面學校要加強 “雙師型” 教師培養(yǎng)，通過多種措施切實增強教師的現(xiàn)場經驗和工程能力。同時，學?？山M織資深教師與年輕教師搭班開展認識實習教學，形成良好的 “傳幫帶” 效果，逐步提升年輕教師的實踐教學水平。另一方面，在認識實習教學過程中，學?？煞e極引進企業(yè)工程師作為校外導師參與學生實習過程，傳授一線工程技術經驗，提升教師隊伍的實習指導水平。

實習指導教師應重視并做好實習備課工作，提前熟悉實習地點的工藝特點和運行管理情況，具體分析各實習地點的參觀重點，規(guī)劃好工藝流程及構筑物的講解重點與方式。在實習過程中，指導教師不應將全部講解任務交由現(xiàn)場工作人員，而要通過雙方配合互補，從多個維度向學生全面展示工藝流程及構筑物所涉及的專業(yè)知識和工程要點，提升講解效果和學生的學習效果。

1.5 管理體系完善

認識實習教學過程的科學管理對于保障教學效果也至關重要。在實習前，教師應充分認識到實習動員的重要性，向學生強調認識實習盡管時間短，但也是必需的正式教學活動，讓學生端正學習態(tài)度、嚴格遵守紀律、認真完成考核；同時從實習價值、作用等方面調動學生實習的主動性與積極性。實習結束后，為了加深學生對參觀實習的印象，教師可組織學生按小組進行實習感受交流與總結。一方面增進學生之間的交流討論，促進思考和認知；另一方面也能對大批量參觀時遺漏的知識點進行完善補充，使學生獲得更細致充分的講解。

在認識實習課程中，實習報告的撰寫是重要的考核環(huán)節(jié)。實習報告應是對實習過程的整體闡述、深入思考及分析總結。好的實習報告既是學生對實習內容的進一步消化理解，加深學習印象，也是指導教師檢驗實習教學效果、改進教學方法的重要依據(jù)。然而，目前的實習報告經常存在內容參差不齊、思考不深入、格式不規(guī)范等問題，甚至存在相互抄襲的情況，導致實習教學目標難以達到，學生的創(chuàng)新思維與實踐能力得不到鍛煉。為此，建議教師在實習開始前對實習報告的寫作內容做出詳細說明，規(guī)定學生在實習過程中應了解掌握的知識點，便于學生明確實習教學目標、提前收集相關資料、準備所需基礎理論知識，也能在實習參觀過程中抓住重點內容。同時，實習指導教師可針對實習過程中的重要知識點設置一定的思考題，引導學生進行外延拓展性思考，將基礎理論知識與實際工程、實踐體會深度結合，培養(yǎng)學生的表達能力和創(chuàng)造性思維。此外，教師應對實習報告的格式規(guī)范做出嚴格要求，以此鍛煉學生的科技應用文寫作能力和文檔編輯能力，為今后撰寫學術論文、工程設計書、項目實施方案等打下堅實基礎。

除實習報告外，教師還可通過PPT 展示答辯等方式進行認識實習考核，有助于引起學生重視，促使學生充分思考實習的內容與收獲。在答辯過程中，實習指導教師和實踐基地工程師的提問和解答，既能夠進一步幫助學生理解實習內容、查缺補漏，也能夠讓學生的實習體會和教學效果得以及時反饋，促進師生交流與實習教學水平的不斷提高。

2 結語

實踐教學是工科專業(yè)教學中的重中之重，而認識實習是實踐教學環(huán)節(jié)的重要起點，對于學生建立給排水專業(yè)印象、激發(fā)專業(yè)學習興趣、了解行業(yè)工作性質及內容具有重要意義。在新工科教育、生態(tài)文明建設、 “雙碳” 目標等時代背景下，給排水科學與工程專業(yè)的內涵、教學目標與人才要求均在發(fā)生變化。認識實習的教學過程應順應時代需求，不斷融入新理念、新技術，從實習基地、教學形式、教學內容、教師水平、管理體系等方面進行全面改革升級，提升教學質量與人才培養(yǎng)水平。