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摘要：给水排水管网系统是给排水科学与工程专业的核心课程，涉及知识点多，理论性、实践性及综合应用性强，给教学带来一定的难度。笔者从本课程的教学现状出发，分析当前教学中存在的问题，提出引入翻转课堂和雨课堂等混合教学方式，激发学生课堂参与性，启发学生自主思考，在理论教学中结合实际工程、增加案例分析和软件应用，使学生学以致用、用以促学，不断提升自主学习能力和综合实践应用能力。
关键字：给水排水管网系统；课程教学改革；多元化教学；混合教学
本文引用格式：周进宏，等《.给水排水管网系统》多元化教学模式的探索与实践[J].教育现代化,2020,7(41):91-93.
Practice and Exploration of Multiplex Teaching Models in Teaching Water Supply and Drainage Pipe Network System
ZHOu Jin-hong,gEng Ya-ni,LEI Ji,CHEn Jing
（School of geography and Environment of Baoji university of Arts and Sciences,Baoji Shaanxi）
Abstract:Water supply and drainage pipe network system is the core course of water supply and drainage science and engineering,involving many knowledge points,strong theoretical,practical and comprehensive application,which brings certain difficulties to teaching.Starting from the current teaching situation of this course,the author analyzes the existing problems in the current teaching,puts forward the introduction of such hybrid teaching methods as flipped classroom and rain classroom,so as to stimulate students'participation in the classroom,inspire students'independent thinking,combine practical engineering in theoretical teaching,increase case analysis and software application,so that students can learn to apply and use to promote learning,and constantly improve their independent learning ability and comprehensive learning Practical application ability.
Key words:Water supply and drainage network system;Teaching reform;Diversified teaching;Mixed teaching
一引言
给水排水管网系统是给排水科学与工程专业的核心课程，是一门知识点多，理论性、实践性及综合应用性强的课程。随着城建基础设施的不断完善和城市化进程的加快，管网工程呈现出里程长、管线多、埋深大、地质条件复杂的趋势。党的十八届五中全会在“十三五”规划的建议，已将城市地下管廊建设纳入文件之中[1]。因此，给排水科学与工程从业人员既要有扎实的理论基础和丰富的工程经验，更要不断探索和创新提出新方法和新技术，这也给《给水排水管网系统》课程的教学提出了更高要求。
根据宝鸡文理学院省属地方高校的特点，结合给排水科学与工程专业发展趋势，以及现代化教学手段，尝试“教师引导，学生主导”的教学改革，提升学生的工程实践能力及主动思考和思辨的能力。
二 教学现状及存在问题
给水排水管网系统这门课程内容覆盖面广，既包括给水管网系统和排水管网系统的组成、功能及规划布置方法等基本概念，也包含流量确定、管道水力计算等理论知识，同时又涵盖给水管网和排水管网设计、优化及管理。课程总体上知识点多，给水管网、污水管网和雨水管网三部分内容间相互独立。且与先导课程关系紧密。如给水管网和排水管道的设计涉及到水文学、水力学、泵与泵站、给排水施工、城市规划、工程制图和设计软件应用等知识；管网优化涉及泵与泵站、水工程经济和计算机编程等知识[2]。教学过程存在的问题。
（一）教学课时压缩，教学节奏加快
当下高校的培养目标是“厚基础、宽口径、强能力、高素质”，因此很多专业课学时被压缩[3]。本课程从64学时改为48学时后，课程涉及面广、内容多，难以在压缩后的学时内将所有内容一一呈现给学生[4]。为了完成教学内容，教学节奏加快，师生互动环节减少，影响学生学习的积极性和课堂的参与度。虽然多媒体教学信息量大，可节省板书时间，但多媒体教学节奏快，学生无法完全跟上教师思路。课堂教学中教师主导滔滔不绝地讲授，学生没有主动思考的时间和机会，不利于培养学生主动思考和不断探索的意识。
（二）教学形式单一，缺乏系统性认识
以前《给水排水管网系统》课堂教学多以“教师主导讲授、学生为主体听课”、“理论计算多、工程案例少”这种传统形式开展[5]，教学形式比较单一，各章节间设计要素和环节的系统性和连贯性不足。学生对知识点的掌握较分散，缺乏整体性和系统性认识，无法建立和掌握实际工程中的给水排水管网工程项目的设计方法和要领，学生往往“只知其然，而不知其所以然”，与实际工作脱节，学生学习兴趣不高，缺少分析和思考的主动性。
（三）教学内容丰富性不足
给水排水管网系统课程理论基础知识复杂，工程应用性很强，课程整体内容的逻辑性强，计算量大。教学过程围绕知识点进行讲解，偏重理论计算，学生没有参考设计规范和设计手册的意识，无法将所学与实际工程顺接联系，遇到实际工程懵懵懂懂，无从下手，灵活运用知识的能力欠缺。板书教学与多媒体的结合虽然一定程度上丰富了教学内容和形式，但是距离工程案例的设计还有很大的差距，需要不断的更新和丰富教学内容。
（四）缺乏对工程实践训练的认识和应用
本门课程的实践环节有课程设计，主体考核对理论知识和设计计算的简单应用，设计内容和图纸相对简单，学生开展的设计与设计单位实际的工程项目有一定的差距。一方面学生没有考虑各专业设计方案的融合，没有资料收集和分析的过程，未考虑设计方案的经济性和适用性。另一方面实际工程除了理论知识的应用，还涉及绘图软件、管道水力计算软件及管网平差软件的运用，需要结合国家和地方最近法规、规范和标准，并进行多方案比较，同时考虑施工条件、系统运行与维护及工程经济性等等，多方面综合比较和分析开展设计。现有的教学过程，很难满足学生工程实践的全面认识及系统应用。
三 教学改革的探索与实践
（一）优先教学内容，突出重难点，增强教学针对性
《给水排水管网系统》前两章是全书的总领和规划，课程的核心是给水管网、污水管道和雨水管道等系统的设计，此外还涉及管网优化方法，管道材料和附件特性等。基于课时有限，在进行教学过程中，对于基础性、概述性和简单的内容，通过学生自学教师答疑归纳，将课时量适当向三大管网设计等核心章节倾斜，优选教学内容。
“海绵城市”和“城市综合管廊”是目前国内外管网建设的重点内容，它是关系到区域经济发展和环境整体建设的节能减排的环境重点建设项目[6]。教材对相关内容基本未涉及，为了紧跟行业发展、符合社会与人才需求，适当增加“海绵城市”和“城市综合管廊”等知识内容。
本课程总体上看重点明确，难点较多，逻辑性强。在开展教学过程中，将各章节的知识点有机整合，分类比较，归纳总结，能使学生掌握重点，明确难点，不混淆不模糊不理解。以管段设计流量确定为例，给水系统管段流量通过沿线流量—节点流量—管端流量进行计算；污水管端流量计算需要考虑每个管段流量对应的总变化系数Kz；而雨水管段流量则要根据暴雨强度公式和不同管段的降雨历时逐管段进行推算。引导学生对比和分析三种类型管段流量计算方法的原理、工程思维和计算方法，引导学生主动思考，进而更深入的理解和掌握重点知识。对于难点知识的讲解，融入工程案例或生活实例，层层剖析，化难为间，逐步掌握。
（二）采用翻转课堂、工程案例、雨课堂等多元化的混合教学模式
随着互联网+混合教学模式的不断发展，慕课、微课等新型教学模式应运而生，教师引导，学生主导型课堂受到越来越多的推崇[7]。将新模式、新方法引入教学，积极探索新形势下传统给水排水管道系统课程教学模式与现代教育方式方法的融合，开展混合教学模式对改善教学效果，提升学生自主思考和自学能力具有显著作用。对给水排水管网系统课程主要采用了以下教学模式。
（1）翻转课堂教学法：对于概念性和基础性知识及一些公式的推导，比如给排水系统的组成、管网系统的组成和功能、水力学计算公式、设计供水量的计算和确定等等，安排学生在课前通过阅读教材和参考书，自学老师发布的课件和总结归纳的知识点，理解和掌握课程内容，将问题和思考带到课堂。课堂教学环节，我们无需从头讲解，主要解答学生问题和疑惑，澄清相关概念，启发课堂讨论，鼓励学生应用所学内容，引导学生进行深度思考。同时，辅助自己设计的练习和测试来巩固、加深和延伸相关知识。采用此教学方法，可以在有限的课时量下，让学生掌握能多的知识和技能，课堂参与度和积极性增加，师生间能够形成快速有效的沟通和反馈，在讨论中也提高了学生的思辨能力。
（2）工程案例教学：以工程问题为驱动，工程案例为引导，融合专业知识，开展工程实践与理论教学相结合的教学方式[8]。在课堂教学中，将理论知识、设计方法和步骤、计算公式的应用等融入工程案例中，以待解决的工程问题为驱动，激发学生的学习积极性和思考的主动性，锻炼学生理论结合实际的能力，培养学生的解决实际工程能力和专业思维方式。比如讲环状给水管网设计，可以结合宝鸡市高新区整个供水系统的实际设计为案例，融合给水管道布置的原则、方法和考虑的因素等知识，进行多方案比较，如何确定最佳方案为问题，引导学生建立工程技术经济性，设计多样性和适用性等理念；同时结合整个设计从资料收集、设计开展到项目验收，引导学生深刻理解和掌握设计的具体步骤和设计方法，将给水管网系统整个设计涉及的知识和计算方法有机结合，形式完整的知识体系，又能和实际工程结合，学以致用，从而推广和延伸到更多的工程实践中去。
（3）雨课堂教学：学生扫二维码进入雨课堂，我们老师通过微信共享授课PPT、习题、视频和语音等资料，学生可以看到老师实时推送的学习材料，节省记笔记和手机拍照的时间，学生可以PPT上点击“不懂”按钮，也可以给老师留言，我们老师可能够根据学生的这些反馈信息，及时解答和调整自己的授课节奏。课后，学生可以回看老师上课发布的学习资料，回顾和复习课堂内容，巩固和加深所学知识。老师通过雨课堂，管理和活跃课堂的气氛，根据雨课堂的统计数据，如学生不懂的内容、答题情况的反馈等，对自己授课效果有个更直观的了解，增加了教学趣味性和师生间的互动，教学效果显著提高。
（三）分层次分类别的拓展教学
作为同学校同专业同年级的学生，个体的差异性仍很大，他们的学习能力、思维能力、实践能力、创新能力有很大的差别。如果采用”一刀切”的方式可能，全部按照高要求可能难以实现，若为了照顾某些落后学生，又可能限制了学习好能力强的个别同学的发展。因此，在满足教学大纲和教学目标的前提下，部分学习精力充实、能力卓越的学生，开展课后拓展教学，进一步强化学生的逻辑思维能力、实践动手能力、自主学习能力。比如增加城市综合管廊的设计的学习和训练，BIM软件和鸿业市政管道设计软件的应用等等。同时平时作业的难度、课程设计的难度及工作量也进行相应的调整和匹配。
（四）全方位、多手段考核学生学习过程
对课程考核，除了参考期末考试成绩、出勤率、习题作业完成情况外，还结合了翻转课前准备情况、参与讨论和分析情况、雨课堂参与度（回答问题次数及质量）、工程案例设计参与情况、课程设计完成度等考核方式，来完善考核制度。
四 课程改革初步成效
通过对给水排水管网系统课程教学进行改革与探索，学生参与课堂的积极性和学习的主动性有了显著提高，学生能兼顾理论知识学习与综合实践应用。在教学过程中加强学生工程实践能力的培养和训练，使学生在巩固、扩大、加深已有知识的基础上，提升了进行实际工程设计、独立解决问题的能力。作为教师本身，在教学改革和探索过程中，也能取长补短，不断充实个人知识储备，提高自身授课水平，达到教学相长的目的。
参考文献
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[2]何芳,汪恂,朱雷,等“.给排水管道工程”课程教学改革探讨[J].科教导刊(下旬),2017,12:121-122.
[3]杨伟伟,黄健,张勇,等.基于卓越工程师培养计划的给水排水管网系统课程教学探讨[J].价值工程,2017,36(11):222-223.
[4]杨阳.应用型本科院校给排水管网课程改革探索与实践[J].黑龙江教育(理论与实践),2018,(05):61-62.
[5]陈垚,潘伟亮,余薇薇,等.“给水排水管网系统”课程教学改革探索与实践[J].教育与教学研究,2016,30(9):100-105.
[6]张鑫,王伟,刘丽娜,等.应用型本科院校给水排水管网系统课程建设及教学改革初探张敏[J].林区教学,2014,04:8-9.
[7]吉铮，王玉如，李霄云.《环境评价》课程多元化教学模式探索与实践[J].教育现代化，2017,4(39):149-151.
[8]鄢恒珍.给水排水管网系统教学改革探索与实践[J].中国电力教育，2014,14:145-146.
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