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  •  科教融合促进本科生创新和实践能力培养:以海绵城市建设研究为例

    仇付国

    (北京建筑大学,北京 100044)

        摘要:目前我国大力推进海绵城市建设,增强城市抵御自然灾害的能力,减少洪涝灾害对城市的影响。在海绵城市的建设中,给排水科学与工程发挥了关键的作用,让城市在面临大规模的降雨时不至于瘫痪,影响城市居民正常工作和生活。面对目前海绵城市建设的需要,如何培养给排水科学与工程专业本科生创新和实践能力,改进教学内容和方法,培养适应海绵城市建设需求的建设人才是教育者需要思考和面对的问题。本文对新形势下给排水工程专业本科生的培养要求和途径进行了思考和分析。

    关键词:海绵城市;给排水科学与工程;科教融合;降雨

    Integration of research and teaching to promote the Undergraduates' innovation and practice ability:taking the Sponge City construction as a case

    QIU Fuguo

     (Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China)

    Abstract: At present, China is powerfully promoting the construction of Sponge City to enhance the capacity to resist natural disasters for cities, reduce the impact of floods on urban daily life. In the construction of Sponge City, water science and engineering plays a key role to keep the cities work properly while they encountering heavy rainstorm. How to cultivate the innovation and practice ability of undergraduates of water science and engineering to meet the need of Sponge City construction is an urgent problem the educators have to tackle. The changes of teaching content and methods of the water science and engineering specialty in the new situation are analyzed.

    Keywords: Sponge City; water science and engineering; integration of research and teaching; rainfall

      海绵城市建设的内容

    海绵城市,是城市降水管理一种新型模式,它是指城市在遭受气候变化和降雨等自然灾害是,能够表现出很强的自我修复能力,抵御一些突发的自然灾害[1]2013 年,习近平总书记在就城镇化建设中指出:“在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑利用自然力量排水,建设自然积存、自然渗透、自然净化的‘海绵城市’”。这就要求我们顺应自然,建设自然。加强对城市成天环境的保护与利用,创造合适生态空间。通过合理地运用雨洪原理,创新形势下的城市给排水工作,让我们合理去利用水资源。把其转化成有利方面,解决城市缺水问题和环境恶化,促进城市健康有序发展,实现发展绿色城市,营造环保人文的新环境。

     二、建设海绵城市对于促进城市发展的重要意义

     (一)海绵城市建设有利于缓解城市缺水问题

    海绵城市,可以起到海绵的作用,对于涵养水源、保护环境起到关键作用。随着城镇化建设的推进,很多城市出现了水资源短缺的问题,这极大影响了城市的发展和社会的稳定,对于建设现代化城市起到极大的阻碍作用。在全国城市当中,多数一线城市开始出现了缺水的现状,尤其在北、天津、河北地区城市缺水问题已经上升为一个关键问题。有关资料显示,在降水中,将近一多半的雨水可以被土壤吸收,一小部分水作为径流水流失走。但是由于城市为公共交通让步,很多地方都是地面硬化,造成大多数水白白流失,极少部分可以被土壤吸收。故而,推进海绵城市建设是可以缓解城市缺水这一问题。通过把水涵养起来转化为地下水供给人们利用,使人们减少缺水对生活的影响。

     (二)海绵城市建设有利于减少城市洪涝灾害

    2016年是近十年来降水最为多的一年,连续几天的特大降雨造成许多城市成为“威尼斯小镇”。出现这种原因,主要是城市排水设施跟不上来,排水无法满足降水造成的危害。这种情况下推进海绵城市建设成为解决这一问题的关键。通过海绵城市建设,它将“排水、渗漏、储存、滞留”等处理降水设施有机的结合在一起,让城市降水不单单通过排水这单一手段来解决,通过综合手段来治理,极大地减轻城市防洪排涝的能力,很大程度的减少城市洪涝灾害的发生。

     (三)海绵城市建设有利于提高城市人文和自然环境

    海绵城市的建设必然需要对城市进行科学的规划和分析,创造出适合城市发展的自然资源和生态环境。这些不仅可以提高城市抵御降水的侵害,同时可以提高城市的自然环境,促进城市发展成自然美丽宜居的环境。同时可以提高城市居民的生活质量,促进城市人民能够享受到海绵城市给生活带来的便利。并且由于地面硬化导致城市地下水位降低,导致地面下降的危险,影响居民的安全生活。同时城市缺少自然资源对气候的净化和吸附,造成空气质量降低和城市温度的显著提高,产生热岛效应。通过海绵城市建设,增加可以增加城市的绿色环境,减少城市污染,创建绿色的城市环境。

     三、海绵城市是科研与教学密切融合的标志

     (一)我们利用给排水的知识和原理,解决城市洪涝和缺水的重大难题

    通常的雨水系统通常是及时、快速的处理城市表面径流,让降水快速的流到出城市,减少降水对城市的危害,但是这种指导思想缺乏对表面径流雨水的利用。通常是扩大城市排水设施建设,增大下水管道的管径,将雨水排放出去,但是这种情况会进一步加剧城市缺水问题[2]。地下水不能得到很好的补给,造成城市用水困难,需要从周边县调水来解决,这就造成水资源的紧张,增加国家公共设施开支。这就需要我们给排水工程的学生开动脑筋,充分利用现学的技术和知识,把城市降雨转变为我们所需要的水资源,通过根据不同地区下垫面特征和土壤性状,采 不同 水收集方式和吸收 ,对中小型降雨实现就地入渗和利用,对 降雨实现 滞留,在滞留后进行延期排放,错开城市排水设施使用的高峰期,缓解城市排水设施的压力。这种模式在新加坡已经开始实现了。新加坡作为著名热带国家,降水量处于世界前列,每天都有数场“说来就来”的瓢泼大雨,但是它极少出现洪涝灾害。因为他们国家设计了雨水收集与城市排水系统共同调节的设施,预先规划后城市排水系统,分布合理的雨水收集和城市排水系统。在遇到暴雨同时加强雨水疏导,建立大型雨水储集设施,来应对特大降水。积极建立地面下渗,让雨水能够迅速被土壤吸收,增加城市地下水的需水量。

      (二)遵循城市规划和自然环境相统一的设计原理,增加城市抵抗风险能力

    从二十世纪开始,欧洲西方国家开始注重绿色基础设施建设。尽管不同国家绿色基础设计建设不尽相同,但是从整体理念上看,都是加强绿地、湿地、公园及雨水贮存渗透设施的建设。在城市开发和土地利用过程中,利用自然环境中植被防御自然灾害和水质净化这一特性,大力实施开展城市储水渗透设施建设和人工湿地的建设。增加城市的植被覆盖率,让城市融入到自然环境当中。海绵城市是我们给排水工程的一种创新,它的实现正是对于给排水的专业知识融合和创新,促进一种新的模式下的城市管理和规划。如何进行科教融合促进本科生创新和实践能力培养,提高本科生的教学,这就需要我们教育工作者所认真考虑的事情。

     三、科教融合促进学生创新和实践能力,需要培养正确的科研态度

    本科教学是本科生中走入社会中的一个重要学习阶段,这就需要我们创新本科教学思路,增加科研促进本科教学的影响力。科研工作是一个自我实现发展的重要手段。科研工作要求我们树立正确的科研态度,不能存在一丝一毫的错误。要求我们统筹兼顾,具备缜密思想,充分考虑需要面临的问题和潜在困难,提前做好打算,让我们能够在实施当中避免重新设计,减少资源和人力物力的浪费,实现设计项目又好又快的发展。 这就要求我们教师将科研态度融入到本科教学当中,充分培养学生的自我思考、自我创新能力,积极去统筹考虑实验设计的原理,保证实验项目能够顺利的开展。

    (一)科教融合促进本科教学,需要积极参与到社会实践中去

    “实践是检验真理的唯一标准”这句话突出强调了实践在验证自己观点和设计是否合理的重要性。我们本科教学对于社会实践这一方面投入的力度不够,学生只能在书本上面学习有关给排水的知识,通过自己假想来设计城市规划,这种模式很不利于学生的发展。因为在书本上和实践上是有一定误差,需要学生童冲考虑一些实际的情况,积极学习如何把知识运用到实践当中去。只有在学生参与到社会实践中去,他们才会真正体会到课本知识的重要性,了解到本科知识是如何在生活中得到运用的。这对于培养学生自主学习能力和促进学习积极性起到很大作用,让学生知道自己为什么要学习,如何正确的去学习,促进他们实践能力的提高。

      () 科研融合促进本科教学,需要创新教师传授知识方法和思路

    本科教学一般都是老师课堂上讲解学生在下面听讲的模式。由于大学上课人数增多,教室面积过大,使学生在课堂上听课效率显著降低,没有认真学习和听解老师所讲解的内容。这就要要去我们教师去创新传授知识的方法和思路,通过丰富有趣的课堂知识,通过视频和PPT向学生展示本节课程所需要掌握的内容。同时要注重学生的兴趣的培养,积极让学生在课堂上发言和提问,及时发现学生不懂的知识和问题。同时要努力让学生上台讲解课程和知识,让学生真正融入到课堂当中,增加学生自信心和学习的热情。

    海绵城市建设是一场重要的城市革命建设,它需要我们给排水工程在海绵城市建设中去发挥重要作用。我们应该积极去发现目前建设海绵城市所需要的知识和能力,创新城市排水的方法和策略,利用我们专业知识和技能,来促进尽快实现海绵城市建设目标。同时建设海绵城市需要多方面的协调配合,海绵城市建设需要多学科、多技术、多部门、多人才来参与的革命,他需要统筹各个平台的工作,使其相互渗透和交融,符合现代城市管理的方向。

    参考文献:

    [1] 刘飞,王岩. 海绵城市建设的难点与技术要点探析[J]. 园林科技,2015,(4.

    [2] 陈华. 关于推进海绵城市建设若干问题的探析[J]. 净水技术,2016,35(1):102-106.

    作者简介:仇付国(1974一),男,山东平邑人,博士,北京建筑大学副教授,研究方向:水处理理论与技术。

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