趙文玉 陸建紅 曾曉嵐 宋瑋華 郭育碩

[摘 要] “管網(wǎng)平差理論”是“給水管網(wǎng)系統(tǒng)”課程的核心知識點，是質量守恒定律和能量守恒定律在管網(wǎng)流量和壓力分配的應用，是該課程學習的難點。由于給水管網(wǎng)系統(tǒng)實驗設備建造困難，大多數(shù)高學校都無法開展“給水管網(wǎng)系統(tǒng)”課程的“管網(wǎng)平差理論”實驗環(huán)節(jié)，影響了多數(shù)學生對“管網(wǎng)平差理論”這一知識點的理解程度，對該知識點的學習進度變慢、學習效果普遍一般。以高校給水管網(wǎng)系統(tǒng)課程為研究對象，對該課程的實驗教學相關問題進行調查，分析其教學現(xiàn)狀，借此提出相關的應對之策，調查分析結果表明：少數(shù)有條件的高校建設實物與仿真結合的管網(wǎng)實驗教學平臺并共享給其他高校用于給水管網(wǎng)實驗教學是解決全國高校給水管網(wǎng)實驗教學問題的有效對策。

[關鍵詞] 實驗教學;給水管網(wǎng);現(xiàn)狀調查;遠程共享

[基金項目] 2019年度教育部高等學校給排水科學與工程專業(yè)教學指導分委員會教學改革項目“新工科背景下地方高校給排水科學與工程專業(yè)人才多維協(xié)同培養(yǎng)模式探索與構建”（GPSJZW2019-13）;2019年度廣西高等教育本科教學改革工程項目“基于共享教育理念的給水管網(wǎng)綜合實驗平臺的構建與實踐”（2019JGB215）;2019年度河南省高等教育教學改革研究與實踐項目“打造線下一流金課的課程教學融合改革實踐研究”（2019SJGLX285）

[作者簡介] 趙文玉（1973—），男，四川內江人，博士，桂林理工大學環(huán)境科學與工程學院副教授，主要從事水處理理論與技術研究;陸建紅（1973—），女，河南許昌人，博士，華北水利水電大學環(huán)境與市政工程學院副教授，主要從事水處理理論與技術、城市水務規(guī)劃與信息化管理研究;曾曉嵐（1972—），女，云南文山人，工學博士，重慶大學環(huán)境與生態(tài)學院副教授（通信作者），主要從事廢水處理理論與技術研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）37-0033-04? ? [收稿日期] 2021-04-06

自1952年以來，給排水科學與工程專業(yè)（以下簡稱給排水專業(yè)）歷經(jīng)近70年的歷程逐漸發(fā)展壯大，為國家經(jīng)濟建設和人才培養(yǎng)做出了重要貢獻。給排水專業(yè)是一個具有很強的實踐性要求和很廣的實際工程運用度的工科專業(yè)，給水管網(wǎng)系統(tǒng)是其中最重要的專業(yè)課之一。在高校給排水專業(yè)的教學中，給水管網(wǎng)作為專業(yè)學習的核心內容之一，目前已經(jīng)具備了完善的理論知識體系，實際工作中給水管網(wǎng)平差理論及計算在給水管網(wǎng)優(yōu)化、智慧水務中有十分重要的意義。而給水管網(wǎng)的設計、計算、平差、校核等內容都是學生學習的重點和難點，課本上抽象的概念難以理解，需要實驗教學來輔助理解，如“水力學”“工程力學”等專業(yè)基礎課及“建筑給水排水工程”“水質工程學”等專業(yè)課程都有實驗課輔助理解相關的理論。由于給水管網(wǎng)管線較長，成環(huán)復雜，占地面積大，無法在室內搭建模型等，國內大多數(shù)高校都缺少關于管網(wǎng)平差的實驗教學環(huán)節(jié)，對于需要較強動手能力與實際具體理解的學科來說，會讓學生難以在客觀層面上理解，從而更難運用在實際工作中及在實際工作中存在理解不透徹的問題。因此，開展“高校給水管網(wǎng)實驗教學的現(xiàn)狀調查及對策研究”，了解高校對給水管網(wǎng)實驗的需求，并提出相應的對策，有十分重要的現(xiàn)實意義。

一、研究目的、研究對象和研究方法

（一）研究目的

截至2019年底，全國高校有187個給排水專業(yè)辦學點，給排水專業(yè)全國每年招生及畢業(yè)生人數(shù)均達到了1.1萬人左右，在校生人數(shù)達到了4萬余人[1]。給水排水專業(yè)是一個具有很強的實踐性要求和很廣實際工程運用度的工科專業(yè)，給水管網(wǎng)系統(tǒng)是其中最重要的專業(yè)課之一。實驗教學對給水管網(wǎng)課程具有非常重要的作用，有助于學生理解管網(wǎng)平差理論。通過本次調研，全面了解全國高校關于給水管網(wǎng)的實驗教學的基本情況，根據(jù)調查數(shù)據(jù)進行深層分析，提出相關對策，擬提出建設一套基于共享教育的給水管網(wǎng)綜合實驗平臺（簡稱共享管網(wǎng)平臺），開展給水管網(wǎng)及與之相關的實驗（如水泵、水力學、自控等），使同學們更易理解管網(wǎng)平差理論，更能理解給水管網(wǎng)的系統(tǒng)性。結合“互聯(lián)網(wǎng)+”模式，實現(xiàn)共享教育及遠程課堂實驗，實現(xiàn)教育資源有效利用及知識的即時理解掌握等，以解決目前高校給水管網(wǎng)實驗教學的難題。

（二）研究對象

教師問卷抽樣調查對象為全國本科高校給排水專業(yè)“給水管網(wǎng)”課程任課教師，參與答卷的高校有79所，占全國給排水科學與工程專業(yè)辦學點高校數(shù)的42%，其中雙一流大學9所（原985高校4所，原211高校1所），一般本科高校65所，三本高校5所，問卷樣本具有很好的代表性。

（三）研究方法

文獻研究法：通過查閱給水管網(wǎng)實驗教學等方面的文獻，為問卷的編制、論文的撰寫做了理論準備工作。針對所獲取的大量文獻資料及問卷所得資料，緊密結合研究的問題，采取一系列邏輯方法，進行多角度、多方面的考查與分析。

問卷調查法：由桂林理工大學、華北水利水電大學、重慶大學、吉林建筑科技學院等數(shù)名“給水管網(wǎng)系統(tǒng)”課程及相關課程的教師討論設計了一份教師問卷，用問卷調查法進行研究。教師問卷主要從教師實驗教學能力、實驗室條件、學校重視程度等方面進行調查。問卷的發(fā)放與收集利用“問卷星”平臺完成，本次調查發(fā)放問卷114份，收回問卷114份，其中有效問卷114份[2]。

統(tǒng)計分析法：根據(jù)問卷調查獲得的數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計、分析，獲得與給水管網(wǎng)實驗教學相關的可靠的結論和應對策略。

二、調查結果與分析

（一）給水管網(wǎng)平差理論在智慧水務中重要性的調查研究

65.79%的教師認為給水管網(wǎng)平差理論的工程應用[管網(wǎng)建模，數(shù)據(jù)采集（SCADA系統(tǒng)），優(yōu)化調度（節(jié)能調度、事故調度），控制漏損等]在智慧水務升級中非常重要。32.46%的教師認為其在智慧水務升級中重要。僅有1.75%的教師認為其在智慧水務升級中重要性一般。