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关键词:给排水科学与工程;实习环节;计算机仿真
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)08-0241-02
给排水科学与工程专业的实习环节主要分为三个阶段:一是认识实习,主要采取给排水工程参观的形式进行,学生通过对给排水工程的认识和了解,初步建立起对本专业的总体印象;二是生产实习,学生结合已学水质工程学、建筑给排水、水工艺设备基础等课程的基本原理,与工程实际联系起来,进一步加深对所学知识的理解;三是毕业实习,学生结合自己的毕设选题,针对性地进行实际工程参观实习,为顺利进行毕设打下基础。但一直以来,实习环节中存在着实习经费不充足、用人单位不愿接待、现场只能看不能摸等问题,致使实习效果不够理想。为此,我们针对以上问题采取了一系列的改革措施,以提高实习教学质量。
一、合理做好实习环节的时间安排
认识实习安排在专业课开课之前进行,学生通过一周的实际水厂参观,对给排水工程建立了感性认识,对专业建立了总体印象,为学习专业课打下基础。生产实习则安排在学完专业课之后,时间为四周,采取现场蹲点和校内仿真实验室进行实训操作相结合的方式。此时学生已从课本上掌握了水质工程学、建筑给排水、水工艺设备基础等课程的基本原理,实习中能将所学知识与工程实际联系起来,加深了对所学知识的理解。毕业实习阶段安排在大四下学期毕业设计过程中进行,共两周,学生根据自己的毕设选题有针对性地开展实际工程参观实习。实践证明:对实习三个阶段的时间安排是合理的,满足了不同阶段实习的具体要求。
二、采取集中与分散相结合的实习方式
给排水科学与工程专业中的认识实习、生产实习集中由实习指导教师带队统一实习,而毕业实习环节,学生可以按照自己的毕设题目要求选择合适的单位进行实习,也可根据拟就业单位的要求选择适合的毕设题目,再在该单位完成实习。即学生可根据自身的特点和实际情况自己联系实习单位并选择合适的岗位进行实习,从而完成分散式实习方式。同时学校也提供由实习老师带队的集中实习,完成有些学生找不到合适的实习单位的毕业实习的教学要求。这种集中与分散相结合的实习方式受到了学生的欢迎和支持,调动了学生的积极主动性,增强了学生的动手能力,符合给排水科学与工程专业培养应用性人才的要求。
三、建立稳定的实习基地
建立稳定的实习基地是保证实践教学环节及教学质量的关键。近年来我们与武汉市余家头自来水厂、白沙洲水厂、龙王嘴污水处理厂、沙湖污水处理厂以及长沙污水培训中心等多家单位建立了友好协作关系,为开展实践教学活动提供了良好的条件。
四、聘请生产一线的工程师担任实习现场指导老师,并举办专题技术讲座,开拓学生视野。
学生通过专业课的学习,掌握了给排水专业理论知识,但缺乏对实际现场的了解。因此实习期间我们专门聘请工程经验丰富的技术人员担任现场指导和举办专题技术讲座。在工程现场,技术人员在讲解构筑物或设备的同时,还会给学生演示一部分实际现场操作,如格栅除污机的手动开启、关闭等运行过程,使学生将所学的专业知识融入到工程实践中。在专题技术讲座中,工程师对学生讲授实际工程中所遇到的一些问题和处理方式,而这些实际问题往往在书本上学不到。因此学生听起来也非常认真,极大的开拓了学生的视野,收到了良好的实习效果。通过以上措施,能使学生进一步了解目前技术发展的现状和趋势,感受到本专业工作岗位的要求,对学生毕业后顺利进行相关岗位的工作起到衔接的作用。
五、建立系统完善的实习教学管理体系
1.修订实纲,完善实习教学评分系统。重新修订了实习教学大纲(包括认识实习、生产实习和毕业实纲)及任务指导书。让学生人手一册。完善了实习教学评分系统,即按照学生考勤、现场表现、仿真实习得分及提交的现场实习报告综合给予评分。分数不及格不允许参加毕业答辩。这一评分方式极大的调动了学生的学习主动性,力争在每个环节做到最好。
2.注重实习指导教师素质培养,保证实习质量。每次实习都是派出责任心强、具有较强专业知识和实际现场经验的高素质教师作为实习带队教师,并采取“老带青”的办法,即老教师带一位年轻教师共同指导实习,既保证了实习质量也培养了缺乏实际经验的年轻教师。
六、建立校内实习实训基地——水质工程仿真室
除了到固定的校外实习基地实习外,我们还建立了校内实习实训基地——水质工程仿真室。因为在实际工程现场实习,虽然能使学生理论与实践相结合,收获较大,但仍然存在以下问题:即水处理工艺设备正处于运行状态,构筑物中充满了水,学生无法看到构筑物内部结构;同时,水厂的心脏—集控室对工艺流程的控制学生也是只能看不能摸的。这些问题的存在极大地影响了实习效果。为此,我们专门建立了水质工程仿真室,作为校内实习实训基地,这是对本专业实习环节的有力补充。在去实际现场实习前,安排学生进入仿真室进行为期一周的仿真练习,为真正的现场实习打下基础。现场实习结束后,学生若还有不清楚的地方,可以随时到校内仿真室练习,仿真室是一直对学生开放的并有专门的教师进行指导。水质工程仿真室计算机系统中安装了两套软件,一个是北京东方仿真公司与广州大学联合开发的《给排水处理仿真教学软件》[1],该软件模拟了真实的水厂运行工艺,在学生实习训练中发挥了较大的作用。实训内容包括城市自来水厂、V型滤池、污水处理水工段、污水处理泥工段、初沉池工段和消化池工段等操作单元,学生可根据计算机的提示,输入参数,操作设备,监测工艺运行的指标和变化曲线,进行人机交互式交流,以完成各个操作单元的练习。软件中还设置了涵盖自来水厂、污水厂可能出现的各种紧急故障现象培训项目,如城市自来水厂单元有:管网余氯低,一级泵站1号泵出现故障,源水pH值低等。面对这些工艺运行中突然出现的意外情况,学生可参考各种提示进行操作,逐步探索解决问题的思路和方法。总之,对于软件中各种培训项目,学生可深入探究,刷新重来,在机上反复操作,直到熟练掌握。最后学生可随机抽取试卷回答相关问题,问题提交到教师站给予评分。虽然这一软件培训内容全面,但仍存在不足:即各工艺构筑物都是平面图,缺乏立体直观的效果。因此,我们在仿真室计算机系统中安装了另一个仿真软件,这一软件是本课题组依托湖北省教改项目《基于VR技术的工科虚拟课堂研究》自行研发的水处理工艺三维软件,软件中包含给水厂、污水厂三维场景、各处理工艺构筑物的三维图,学生可通过反复观看三维图,了解构筑物内部构造,弥补了在实习现场看不到构筑物内部结构的不足。通过一周的实训操作,学生对于给水和污水处理工艺的分析判断能力、逻辑思维能力、解决问题能力和综合应用能力得到了明显的提高。两个软件的仿真训练再结合为期三周的现场蹲点,实习效果大大提高。
七、仿真实习与现场实习相结合的教学效果
实践表明,通过仿真实习教学与现场实习的结合,收到了很好的教学效果。与简单的现场实习相比,两者结合的实习方式有下列几方面的作用:
1.进一步提高学生实习的主动性和积极性。计算机仿真以其独有的技术和效果,使学生在模拟的生产过程环境中,通过对各个阀门、开关、设备的操作,通过对各工艺参数进行全面的调节和控制,通过对各种事故现象的认识,可对城市水处理系统的多变性和复杂性形成深刻的感性认识。同时,学生看到的各工艺构筑物都是三维可视的。在水厂虚拟场景中,随着鼠标的移动,学生仿佛漫步在水厂中,有身临其境的感觉。这一仿真系统的训练使学生感到直观生动,极大地调动了学习兴趣,始终处于良好的、积极主动的学习状态。在接下来的现场实习中,学生有仿真实习打下的基础,更能带着问题针对性实习,实习效果大大提高。
2.提高学生的综合能力。由于仿真系统是依据真实的生产过程开发的,即整个工艺流程,工艺参数的变化以及系统的运行状态与真实过程一样。学生在训练过程中,通过反复操作,一方面可将所学的理论知识与实践结合起来,另一方面也可以进行思维的训练。面对真实的工艺流程,学生必须树立全局的观念,用系统全面的观点对整体工艺的操作方案及可能出现的各种事故进行预先分析,才能保证顺利操作。另外,在操作过程中,学生还可以针对出现的问题,利用所学的知识,通过探索各种参数最佳值及相互影响,寻求到解决问题的途径。这一思维的训练极大地提高了学生分析问题、解决问题的综合能力。
通过以上一系列改革措施,实习效果大大提高。尤其通过我们几年来对仿真系统在实习教学中的应用,已经证明,在给排水科学与工程专业的实习环节中采用计算机仿真手段与现场实习相结合,对提高教学质量有非常明显的效果,学生的学习积极性和综合能力都得到较大的提高。
参考文献:
[1]邓曼适.《给排水处理仿真教学软件》在职业教育中的应用探索[J].职教研究,2006,(4):156-157.
03级给水排水 陈聪艺 03123003
通过在给水排水专业三年的学习,我已经对给水工程、排水工程、水工程施工、水泵与水泵站、建筑给水排水工程等方面的知识有了较系统全面深入的把握,在此基础上学院安排我们在暑假7月10号至8月6号之间在一下三个地方实习:厦门校区建设工地、华侨大学校区给水管网改造和泉州泉南自来水有限公司。期间通过现场参观、听报告、看施工图纸、向工地领导、工程技术人员的请教以及同学间的讨论交流,对本专业的认识从理性认识上升到感性认识。
一、工程概况:
厦门校区建设工地位于厦门集美区,紧挨着集美大道,交通便利。校区总建设面积为80万平方米,计划总投资20亿元人民币。其中第一期(XX年)建设用地1160亩,建设校舍总面积30.9万平方米,总投资8.3亿元;第二期(2010年)建设用地840亩,校舍建设总面积30.4万平方米,总投资8.1亿元;远期建设面积20万平方米。我们到厦门刚实习时的工程进度大致如下:综合教学楼群工程、学生公寓一期工程、学生餐厅一期工程、学术交流中心都已经建设完成,内部设施正在安装中,图书馆一期工程正在加紧建设中,中水处理构筑物的设备间刚拆掉模板、1#污水处理池正在拆模、2#污水处理池的混凝土正在养护中,校区内的排水管网、消防管网正在紧锣密鼓的进行中,校区内的小桥、桥墩也刚在浇注中。总体上说,厦门校区的整体建设工程是完成前的赶工阶段。
华侨大学校区给水管网改造是对华大西区的改造,是为适应校园发展的需要。整个工程是采用人力劳作为主,机械化程度很低。从挖沟,下管再到回填土都是人工完成的。
泉州泉南自来水厂有限公司,是一家自动化程度相当高的水厂。我们到此主要是学习水厂的管理制度, 水厂的水处理工艺。
二、实习内容:
1、厦门校区建设工地:
由于厦门校区正在加紧赶工建设,工程种类多,我们可以学到很多有关本专业的工程施工方法。因工程量较大,有多个施工队负责施工,我可以从学到同一工程的不同种施工方法,这是实习的一大收获。现将在厦门校区建设工地的实习收获做如下叙述:
(1)土方工程施工:
①、沟槽、基坑开挖:
a、土方开挖前的准备工作
为方便工程的正常开展和保证施工的安全运行,施工方在土方开挖前做了以下工作:一是、拆除了施工区内有碍施工的障碍物;二是修建临时的供水、供电管线及设施;三是利用已搭建的临时工棚、仓库。
b、定位放线
定位放线是采用水准仪和经纬仪来实现的。在测定后用石灰粉在要开挖的地面上做上记号,以提高机械开挖时的效率,达到缩短工期的效果。
c、沟槽、基坑开挖
在确定好边坡系数后,就可以开挖了。本工程采用反铲单斗挖土机挖掘。此法具有操作灵活,挖土、卸土可在地面作业的特点,可以开挖停机面以下的土壤,不需设置进出口通道。我见到挖土机是在沟侧开挖,也就是挖土机沿沟槽一侧直线移动挖土。我认为这种方法能将土弃于距沟边较远处,可供回填使用,但稳定性较差,且不好控制边坡。
当挖槽达到一定深度或到地下水位以上时,要开始设支撑,然后逐层开挖逐层支设。但是综合教学楼群工程旁的化粪池基坑,因为没有设支撑,在下大雨后发生的塌方。这是必须引起注意的,这不但影响工程进度,而且容易造成工程事故。
②、土方回填:
a、回填前的准备工作
在回填土方前应先清除填方基底上的杂物、淤泥和积水等。我所见到的土方回填并没有这样做,比如中水处理构筑物在回填时就没将基坑中的水抽走,没将水的漂浮物清理掉,也没将掉入基坑中的部分模板拿走。这么做将严重影响回填效果。但有一点施工方做的非常好,为了防止土方回填时,尖硬物质把涂在中水处理构筑物外壁的沥青防水层破坏,在外壁上面铺上一层白色泡沫,以前是在外壁用砖砌的。
b、土方回填
土方回填要符合设计要求,以保证填方的强度和稳定性。所以在回填土要严格控制含水量。根据土料的含水量与最优含水量的关系,采用相应的措施。土料的含水量低于最优含水量时,要洒水湿润;大于则要晾晒。如果土料不符合回填土的质量要求就要更换土料,以保证回填的质量。
c、压实填土
填土要符合以下要求:密实度要求,含水量控制,铺土厚度和压实遍数。中水处理构筑物在回填土时,不但没有作好回填前的准备工作,而且在回填压实方面也没做到位,只是将土料回填到基坑中,等回填土到达地面时,用挖土机碾过而已。(中水处理构筑物深4米,地下室形式)。按规定应逐层压实,大约回填20~30厘米,要碾压4~5次,这样才能达到设计要求。
(2)、钢筋混凝土工程:
①、混凝土施工:
a、混凝土的搅拌
混凝土的搅拌分:人工搅拌和机械搅拌两种。其中机械搅拌又分为自落式和强制式两种。我在校区建设工地所见到的都是自落式搅拌。混凝土的搅拌要注意以下的情况;机械搅拌混凝土前,先加水空转几分钟,等筒壁充分湿润后将水倒掉,再开始正式搅拌。还有搅拌第一盘时,石头要减半加入,以消除筒壁的黏结而造成的砂浆损失。严禁改变配合比,严禁私自加减水量。
b、混凝土的运输
混凝土的运输要满足以下的基本要求:要保持混凝土的均匀性,不产生严重的离析现象;要满足规定的流动性;要保证混凝土在初凝前浇入模板内并振捣完。由于要满足以上要求,在施工现场内用手推车运送时要将道路整平;购买商品混凝土时,用混凝土搅拌运输车运送时,运输车要边走边搅拌。校区的钢筋混凝土桥板是用商品混凝土,由于施工组织的不合理,混凝土搅拌运输车有时在工地等待很长时间,再加上气温高,蒸发快,混凝土的坍落度严重不足,这将严重影响混凝土的质量。
c、混凝土的浇注
混凝土的浇注要严格控制厚度,要注意分层离析;当混凝土的自由倾落高度超过2米时,要采用串筒等缓冲件(桥墩的浇注就是采用此方法);浇注要连续进行,以保证构筑物的强度和整体性。
d、混凝土的振捣
混凝土的振捣有人工振捣和机械振捣两种。机械振捣是最常见的,都用机械振捣。除制作试件采用人工振捣外,常见的机械振捣有插入式振捣棒、平板式振捣器和附着式振捣器等。无论采用哪种振捣方法,都必须做到振捣到位,否则将影响浇注质量。比如,中水处理构筑物的部分混凝土浇注时就没有振捣到位,有的地方出现了麻面和露筋的现象。
e、混凝土的养护
混凝土养护的目的是为了保证水泥水化反应正常进行,为混凝土的硬化创造必需的湿度、温度条件,防止水分过早蒸发,确保施工质量。常见的养护方法是自然养护法中的湿养护,我在实习地所见到的均是自然养护的湿养护。其方法是在浇注完的混凝土表面上,覆盖湿的砂、麻袋等,并根据施工时的气温情况适时浇水。
②、混凝土质量控制:
a、混凝土试块抗渗实验
抗渗试件做6个为一组,试件一般要在同等条件下养护28天后进行实验。
b、 满水实验
凡是用以贮水的构筑物,都要进行满水实验。满水实验即是在实验前向池内注水,后观察是否出现漏水现象。中水处理构筑物在做满水实验时,遇到了无充足的水来做实验,如果做外渗实验又怕构筑物抗浮不够和边坡产生滑坡现象,最后决定暂不做实验先回填土,等适当的时机再做实验。这样做是不符合规定的,将出现返工的现象,拖延工期。
(3)、室内外给排水管道施工:
①、室内给排水管道施工:
a、消防管道
室内消防管道的安装主要是消火栓和自动喷淋系统。由于施工方不同,我学到了两种消防管道的连接方法:一种是卡箍连接,即将两根消防镀锌钢管的管口对正后,在上面套上橡胶圈,最后用卡箍卡住,锁紧卡箍两边的螺栓;一种是螺纹连接,即在开有螺纹的两根根消防镀锌钢管的管口处,缠绕聚四氟乙烯密封带,再用内开螺纹的外接,最后旋紧。