水利水电工程课程设计范文

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《水利水电工程施工》课程不同于其他一些理论性较强的基础课,具有如下特点:

(1)实践性强。课程涉及大量具体工程的特殊施工机械、复杂施工方法等,学生普遍缺乏工程实践经验,对讲授的内容不容易理解。

(2)知识面广。本课程的学课本内容之外,还涉及到工程测量、建筑材料、工程力学、建筑结构、工程地质与土力学、水力学、水工建筑物、水电站等课程相关内容的运用。

(3)政策性强。本课程的学习涉及到大量国家、地方和行业有关工程规范、规程、标准、法规的运用。

(4)灵活性高。对应一个具体施工过程可以采用不同的施工机械、施工方法,同时一个时期常用的施工机械、方法是与当时的科学技术发展水平和经济水平相适应的,因此本课程的内容必然是灵活的。

2课程结构和教学内容建设

《水利水电工程施工》是我院水利工程类专业的重点建设课程之一,我们无论是在课程内容、授课方式还是在课程体系上都做了一些改革。本课程的内容是非常繁多和杂乱的,章节之间没有严格的逻辑关系。要把所有的内容都讲完,课时即使增大一倍也是不够的,同时也是没有必要的。这就需要对所讲授的内容进行重新组织和安排,做到重点突出、主次分明、逻辑清晰,有针对性地做到一部分内容精讲、一部分内容略讲、一部分内容不讲。如钢筋混凝土工程这几章,由于其在水利工程中的应用范围最广、牵涉的施工工序比较复杂、影响质量因素非常多等特点,是授课的重点和难点,需要精讲;砌体工程这一章节,虽然其应用范围也较广,但其施工工艺相对较为简单,故而对其略讲即可;吊装工程,因其应用范围相对较少,可留给学生自学。从课程内容上继续强化常见工种的学习,要求掌握常见工种的施工工艺、施工机械、质量安全要求,通过这些学习结合施工实习,学生可以取得中级钢筋工或混凝土工职业资格证书;建筑物施工将原来的各单项建筑物施工按类型合并为土石建筑物、混凝土建筑物、地下工程等,将原有各类型建筑物共有的内容合并,重点学习各种类型水工建筑物的施工方法、施工质量安全保证措施等。实践教学内容包括课内施工机械设备演示、施工工种技能训练、施工方案拟定综合练习等,学习施工操作技能及制定施工方案的能力,进一步加强学生对工程施工的理解。

3师资队伍建设

《水利水电工程施工》课程的特点之一是实践性强。可以想象,如果一个教师没有参与过具体的施工过程,而要求其生动地讲出来,那么他所讲的内容必然不丰富、不实用,缺乏吸引力和说服力。我院非常重视这门课程的教师培养,授课教师由三类人员构成,一是大学本科或研究生毕业后直接从教的;二是从施工单位引进中级职称以上的工程技术人员;三是有针对性地聘请施工单位工程技术人员。对前者,我院安排他们在施工单位顶岗实习1～2年,从事工程实践锻炼,并在我院的企业———水源建设监理公司兼职,这样不仅有教学经验,而且有实践经验;对从施工单位引进的中高级工程技术人员,我们着重进行教学方法、教学理念的培训,引导他们如何将具体工程实践与教学工作结合起来,更好地开展教学工作;此外,我们还有针对性地聘请一些工程技术专家给学生作专题报告,激发学生学习的热情。通过这三种方式,我们培养了一批教学经验丰富、能进行具体工程实践的“双师型”骨干教师队伍。他们既熟悉工程实际,又了解毕业生的职业要求与岗位群;既能进行理论教学讲解,又能从事实践教学工作,还能承担一些实际工程的设计与工程监理,产学研紧密结合,有力地促进了教学目标的实现。

4教学方法与手段建设

对于《水利水电工程施工》这样实践性较强的课程,完全依靠课堂的讲授是不够的,还要补充以直观性的教学手段来增强教学效果,提高学生的感性认识。在实践中我们采用了多种教学方法和手段。

4.1采用实物、图片教学

在授课过程中辅助以真实的施工机械、设备、工具、过程的图片以及部分实物或模型,可以增强学生的感性认识。我院建有施工实训中心,有水利水电工程常用施工机械设备。在讲到某一工种的施工时,我们将学生带到施工实训中心进行教学。同时在网上收集资料,给学生展示教师利用各种机会拍摄的施工机械设备、施工现场照片,如爆破钻孔、装药、起爆、钢筋绑扎、组合钢模板拼装、混凝土搅拌、运输、混凝土浇筑、截流施工、隧洞爆破开挖等照片,增强学生对施工过程的认识。

4.2现场参观实习

俗话说:“百闻不如一见。”有关资料表明,现场参观所获得的信息量比在课堂上单纯听讲要大得多,且印象更加深刻,同时现场参观又是一个理论和实践相结合的重要手段。于是我们在授课过程中,注意针对不同的教学内容,结合附近可供参观的建筑工地进行介绍。在专门的施工实习期间,安排学生去在建的水利水电工程施工现场实习,参与各种工种施工,从中熟悉工程的施工方案、施工现场布置、工程施工进度安排等知识,加深学生对水利水电工程施工的认识。

4.3采用多媒体教学

水利水电工程施工是一个相对较长的时间过程,一般短的可能1～2年,长的可能5～8年,更长的甚至十几年都是有可能的。短暂的现场参观不太可能对一个建筑物的施工有一个全面的了解,同时还有一些特殊的施工工艺、施工机械、施工事故案例等平时不容易看到,多媒体教学恰恰可以起到此方面的弥补作用。我们水工教研室结合《水利水电工程施工》精品课程建设,进行了多媒体课件的制作。通过两年多的建设,收集了大量施工图片,制作了施工导流动画,录制了300余分钟的视频。在课堂教学中,通过形象直观的多媒体教学,学生能很好地理解各工种、各种建筑物的施工方法及所采用的施工机械设备;课后学生还可利用网络课程进行复习巩固,扩大了知识面,提高了学习效率。

5考试考核方法建设

根据高职教育的目标定位和课程特点,考试形式应该是灵活多样的。然而,我们以往基本偏重的是卷面考试这一形式。最终的成绩评定则以期末和期中成绩的一定比例综合而成,不注重平时的形成性教学测评。这种考察评价机制,实际上仅仅反映了学生的记忆能力,综合利用所学知识解决工程实际问题的能力无法体现。而且,这种考试形式会造成学生产生“重学轻用”的观念。考试改革的的基本思路是:

(1)考试考核成绩组成

总成绩=基本操作技能40%+基本知识、基本理论、基本施工工艺闭卷考核40%+施工组织、施工方案的讨论及分析10%+网络资源利用、施工新技术的认知报告10%。

(2)实施方案

①模拟实际操作考核结合《水利工程施工》操作性强的特点,在校内施工实训场所模拟实际工程,进行钢筋、模板工种的实际操作,考察学生的知识运用能力和操作技巧。

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关键词：水利水电工程；土石方开挖；可视化设计

Keywords: Water Conservancy and Hydropower Engineering; earthwork excavation; visual design

中图分类号：TV541 文献标识码：A 文章编号：

在水利水电工程的规划设计中，土石方的开挖设计及具体施工是个非常重要的设计及施工处理环节，尤其是面对可利用的土地资源逐渐缩减的社会现实下，土石方开挖中的挖土弃土及借土填方等，均会给水利水电工程的施工建设占用地面积造成较大的影响；并且会因为网格规法缺乏合理性而造成土石方开挖设计误差的增大，使得土石方的实际开挖量与工程设计量上的较大的误差，从而影响到整个水利水电工程的造价及施工进度等。因此，更为优化合理的水利水电工程土石方开挖设计方法非常急需。

水利水电工程土石方开挖可视化设计方法产生背景

在进行水利水电工程的施工建设中，土石方的开挖设计是非常重要的设计及施工环节，在具体的土石方工程中需要进行横纵断面上的测绘、土石方开挖总工程量的计算等工作，以往所采用的较为传统的手工式计算及绘图方法，普遍存在着工作量大、流程长、工作效率低下、计算结果的准确性较低、计算结果与实际开挖工程量相差较大、设计图纸及计算资料等的保存困难等弊端，要想对各种设计方式、施工组织方案等进行全面系统的比较分析，最终实现设计方案的优化较为困难，土石方开挖传统的设计方法已经无法满足现代化的水利水电工程施工建设的现实需求。作为水利水电工程的管理人员及决策者，需要对开挖之后的土石方与水利水电工程的协调适宜关系进行系统的掌握，进行水利水电工程中各个基础性的建筑物之间的布局、面积等进行协调处理，土石方开挖中常规的设计方法并不具有该种功能，使得传统的设计方法更显的不足。

水利水电工程土石方开挖可视化设计方法

1.水利水电工程土石方开挖可视化设计理念

水利水电工程领域内的设计人员就是基于以上考量，进行着土石方开挖设计方法的研究工作，提出土石方可视化开挖理念及具体的设计方法，而该种设计方法是以地理信息系统作为技术平台，对地形进行适当的数字化的处理，组建起数字地面的相关模型，然后以传统的土石方的计算过程进行与数字地面对应模型的结合，进而实现开挖工程量准确性及精准度尽可能大的数值计算，也可以采用以图元布尔的运算操作进行土方开挖工程量的计算，之后计算结果将经由计算机的图形处理技术进行三维处理，进而形成与水利水电工程土石方工程完成之后的实际状况几乎相同布局的三维形态式的仿真图，实现不同的工程项目、不同的开挖部位、不同的断面特征等内容的具体呈现，以期能够为土石方开挖工程提供更为全面可靠的可视化的决策支持信息。

水利水电工程土石方开挖可视化设计方法

在开展水利水电工程的土石方开挖设计中所采用的可视化的设计方法，是建立在现代化的计算机技术、图形图像处理技术、数字化技术及地理信息系统技术等的基础上，设计方法涉及到的较为重点的技术有地形的数字化技术、土石方开挖的数字化技术及三维图形的显示技术。其中地形数值化技术是进行土石方开发的数字化处理及三维图形的显示技术实现的基础；而土石方开挖的数字化的最终实现要以数字地形为基础，对细部开挖所采用的具体的设计及开挖方法；三维图形的显示技术是要将开挖形态所对应的三维仿真图显示在计算机的显示器上，下面就水利水电工程土石方开挖设计方法从地形的数字化技术、土石方开挖的数字化技术及三维图形的显示技术三个方面进行阐述。

地形的数字化技术方法。地形数字化处理是实现土石方开挖可视化设计的首道工序，该阶段多采用数字地面模型，所谓的数字地面模型就是进行地面特性空间描述的由有序数列组成的阵列，是种带有空间位置等特点的地形属性的数字化描述，同时也是实现土石方开挖的数字化处理及工程开挖后的三维仿真的实现基础。在具体的土石方设计工程实践中，在开挖区域内设置的数字地形图的等高线的密度越大，开挖工程量的计算精度就会越高，而断面的形态也会越真实，最终的三维仿真图就会更加的逼真。因此在具体的设计环节中，对于等高线的密度较小的情况，适当的采用内插拟合台的方式进行适合的地形线的生成，此时要重视进行穿插值计算以及穿插值在计算机的图形处理系统中的运行顺序，可以选用的等高线的加密方法有等高线的先行加密法及实时的内插加密法，其中的先行加密法是进行重点关注地形区域的等高线的加密处理，利用传统地形所普遍适用的等高线的加密方法进行先行插值，也就是在将等高线输入到系统前就进行加密；而实施内插法是在等高线的相关信息被输入到计算机系统之后，利用设计好的插值及图形显示方法等，在综合地形数据的显示精度要求后，进行实际所需的等高线密度的实时计算，并最终以三维图形显示。

3.土石方开挖数字化

在地形数字化的基础上，可以利用两种方法来实现土石方开挖的数字化传统的土石方量计算根据地形不同，有横断面近似计算法、分块局部计算法和水平剖面法 各种方法的基本思路都是将开挖区域分成小网格，在网格内将断面近似作为梯形（实质是在小范围内，将起伏不平的地形线处理成直线），并利用下式计算

在实现上述方法时，工作人员都是针对平面等高线图来划分小网格并求出各个网格交点的高程值 由于平面地形图可视性差以及求各网格点高程值的烦琐性，使得这项工作量很大，并且有时会因为网格划分的不合理，而产生较大的误差，增加（或减少）了开挖工程的预算，对工程施工的进度亦会产生影响.结合前面生成的数字地面模型，将划分网格和计算网格点高程值的工作放到 系统平台上处理，可以提高工作的可视性和网格划分的灵活性，从而达到有效地减少体积计算误差的目的 具体的方法是，在三维显示的数字地面模型上，直观地根!据地形的实际起伏程度划分网格大小间距，使同一网格内的地

面基本处于同一高程值附近；利用 系统中的工具，沿网格边线作切割运算，并计算和绘制出切割面的形态图，利用形态图，可以方便地获取各网格点的高程值；然后，结合传统计算公式计算出工程的开挖方量

总结：

土石方开挖可视化设计方法相较于传统的设计方法，直观性及高效性特点非常明显，有效的解决掉传统设计方法的弊端，能够为水利水电工程土石方设计方案的制定提供更为全面、更具可视化的支持信息。

参考文献：

[1]宋凤莲,刘全,邬志.水利水电工程施工土石方调配方法及其应用[J].南水北调与水利科技,2012(01)

[2]钟登华,毛寨汉,朱惠蓉,周锐.水利水电工程土石方开挖可视化设计方法初探[J].水利水电技术,2007(12)

[3]李若铭.水利土石方工程施工质量控制规范整合与汇编[J].工程管理,2011(02)

[4]杨进博,陈新,蒲元威,廖元元,庹金松,寨科,梁博.基于动态规划的土石方调配系统研究与应用[J].西北水电,2012(03)

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关键词:

实践教学;效果调查;课程体系;教学方法;校企合作

实践教学是高等教育教学活动的重要组成部分［1］，也是保障高等教育质量的关键教学环节。实践教学是与理论教学相对应的教学方式［2］，通过对理论教学的验证、补充与拓展，培养学生的实践操作能力、组织管理能力和创新能力。本研究以重庆交通大学水利水电工程本科专业实践教学为例，通过对近几年毕业学生的实践教学效果调查分析，准确把握实践教学效果，明确存在的问题，对进一步完善实践教学体系和提高实践教学水平提出了有针对性的建议。

一、实践教学开展概况

重庆交通大学水利水电工程专业创办于2001年，是重庆市唯一培养水利水电类高级人才的本科专业，2013年入选教育部“卓越工程师教育培养计划”和重庆市本科高校“三特行动计划”特色专业。专业定位紧密围绕国家建设重大需求，瞄准国内外水利水电工程专业教学科研一流大学的发展水平，强化教学科研特色，将本专业建设成为特色鲜明、教学、科研及总体水平达到国内先进的水利水电工程人才培养和科技创新基地。专业特色是注重水利和水运有机结合，把握国家大力发展水利、水运行业的契机，培养水利行业的复合型人才;紧密联系水利行业建设的第一线，注重学生实践能力培养。专业培养目标是培养德、智、体等全面发展，具有扎实的自然科学、人文科学基础，获得工程师的基本训练，掌握水利工程领域及其相关工程领域的专业基本知识和专业技能，知识面宽、能力强、素质高的高级工程技术人才及管理人才，毕业学生能够胜任水利水电工程项目的勘测、设计、施工、管理和应用研究工作［3］。重庆交通大学水利水电工程专业培养方案中的课程类型包括通识教育课、学科专业类基础课和专业课，并安排了相关实践教学。研究认为，实践教学体系有狭义和广义之分，其中狭义实践教学体系是指围绕专业人才培养目标而建立的实践教学体系，包括实验、实习、实训、课程设计、毕业论文或设计、课外科技活动、社会实践等实践教学环节［4－5］。从重庆交通大学水利水电工程专业实践教学体系的构成情况及学分组成来看，实践环节包括实验、实习实践、课程设计和毕业设计(论文)等4个部分，实践环节总学分为32．25分(必修课程)，占培养计划总学分的18．4%，各实践教学环节的学分依次为4．75分、7．5分、8分和12分，占实践环节总学分的比例依次为14．7%、23．3%、24．8%和37．2%，相对较为均衡。

二、调查对象与问卷设计

(一)调查对象

本次问卷调查对象为重庆交通大学水利水电工程专业2010～2015届本科生毕业生，发放问卷400份，回收有效问卷331份，回收率为为83%。调查对象的基本情况:男生253人，比例为76．4%，女生78人，比例为23．6%;在校期间总评成绩前20%、中60%和后20%的分别为122人、178人和31人，各占36．9%、53．8%和9．3%;目前工作单位性质为管理、设计、施工、读研和其它(如自主创业、自由职业等)的分别为23人、65人、160人、58人和25人，各占6．9%、19．6%、48．4%、17．5%和7．6%。同时，问卷调查表还要求被调查人结合近几年的学习工作经历，给出提高水利水电工程专业实践教学效果的建议和意见。

(二)问卷设计

本次问卷调查内容分为实践教学硬件条件、软件条件、效果评价及后期改进四个部分，其中实践教学硬件条件包括课程体系、实践平台和师资力量等，软件条件包括教学方法、实践方式和管理考核等。围绕上述内容，共设计了三类题型，第一类为单项选择题，共10小题，每小题3～4个备选项;第二类为不定项选择题，可单选也可多选，共10小题，每题4～6个备选项;第三类为简答题，共1小题，主要征求对实践教学的意见和建议。

三、调查结果及分析

(一)对实践教学的总体认识与评价

对水利水电工程专业实践教学体系及环节组成的认知方面，表示了解和熟悉的毕业生分别占96．1%和61．9%，说明学生对于实践教学体系构成总体上有较好的认知。对实践教学质量水平及满意度方面，75．2%的毕业生认为我校本专业实践教学质量水平较高，有84．9%的毕业生对本专业实践教学的总体效果感到满意，但也有15．1%的毕业生认为有必要通过进一步的改革来提升实践教学效果。大多数毕业生认为，目前在专业上较缺乏知识应用能力和实践创新能力，因此，加强实践教学，培养在校学生的知识应用能力和实践创新能力非常必要。

(二)实践教学的硬件条件

实践教学内容设置方面，83．3%的毕业生认为现有实践教学体系内容与其工作需求是相适应的，但由于学生毕业后有跨专业甚至跨学科就业现象，仍有16．7%的学生认为本专业实践教学体系内容不太适应目前的工作需求，有必要丰富本专业的实践教学内容。实践教学学时方面，除少数毕业生认为偏多外，75．7%的毕业生认为本专业实践教学学时适宜，有13．6%的毕业生认为课时不足，占总课时的比例应从目前的18．4%提高到25%或以上。实践教学环节方面，大部分毕业生认为印象最深刻、总体效果最好的实践教学环节是毕业设计(论文)，其次为实习实践、课程设计和实验。创新实践方面，有52．9%的毕业生在校期间参加过创新竞赛活动，主要参加的竞赛类型包括全国大学生水利创新设计大赛(28．4%)、全国大学生数学建模竞赛(23．6%)、挑战杯中国创业计划竞赛(23%)和学校举办的各类专业知识竞赛(29%)，说明学生在校期间可参加的创新实践活动较多，但引导力度有待加强，以吸引更多的学生参与其中。科研训练方面，60．7%的毕业生在校期间参加过科研训练，主要参加的训练有学生自主实验(35．6%)、专业教师主持或主研的科研项目(34．7%)、大学生创新训练计划项目(29．6%)和开放基金资助项目(18．4%);今后仍有必要加强科研引导和训练，提升学生的知识创新能力，激发学生的科研兴趣，培养科学研究的初步能力。校内实训平台(如实验室、模型试验中心和校办企业等)是学生实践的良好场所，少数毕业生认为平台开放时间不够灵活、对学生的限制较多、实验条件有待更加完善;实验过程中应增强学生的自主性，培养学生分析问题和解决问题的能力。绝大多数毕业生对我校水利水电工程专业的师资力量具有较高的认可度，同时建议某些实践性非常强的课程内容可聘请校外具有较高理论水平和丰富实践经验的教师讲授。

(三)实践教学的软件条件

实践教学体系实施影响因素方面，73．4%的毕业生认为影响实践教学体系实施质量的关键因素是教学方法，54．1%的毕业生认为是实践方式，34．7%的毕业生认为是管理水平。可见，教学方法和实践方式对实践教学体系的实施质量有重要影响。实践教学方法方面，传统的做法是教师教授如何开展某个具体实践环节，学生按照规定的步骤复演，直至达到预期的实验结果;72．5%的毕业生认为这种方法很难充分调动学生参与实践活动的主动性和积极性，也较难培养学生分析问题和解决问题的能力。实践教学方式方面，70．7%的毕业生认为现有实践教学方式较为单一，今后应进一步加强与校外企业的合作，建立更多的校外实训基地，完善校企联合培养制度，让学生有更多的机会参与企业生产实习，增加理论联系实际的机会。实践教学管理考核方面，64．7%的毕业生认为实践教学组织管理最规范的环节是毕业设计(论文)，87%的毕业生认为今后应重点加强实习实践和课程设计管理。

四、提高实践教学效果的建议

(一)健全实践教学体系

优化实践教学课程设置。受“大土木”传统思想［6］的影响，我校水利水电工程专业的实践教学内容包含了较多的课程实验和课程设计，然而，这些实践环节与理论教学的结合不够紧密，各环节之间的逻辑关系不够明确，尚未形成多层次递进式的实践训练体系。因此，建议进一步理顺实践教学的逻辑主线，优化实践教学课程设置，开展多层次递进式的立体实践教学训练。适当增加实践教学课时。目前，我校水利水电工程专业实践教学的时间大约为27．5周，约占教学总周数的18%。从问卷调查结果来看，虽有75．7%的毕业生认为本专业的实践教学课时适宜，但也有13．6%的毕业生希望能适当增加本专业实践教学学时，使学生获得更多的实践机会。因此，在培养计划制定与完善过程中，可适当考虑这一需求。加强创新实践和科研训练。调查显示，在校期间未参加过创新竞赛活动和科研训练的人数比例分别为47．1%和39．3%，这不利于学生创新能力的提高和科研兴趣的培养，对继续攻读研究生的学生也缺少必要的科研引导与训练。因此，在实践教学体系中应有针对性地强调创新实践和科研训练，使更多学生参与进来，提高其创新能力和实践能力。

(二)加强实践平台建设与开放

实践是工程的本质特征［7］，增加实践教学机会是提高实践教学效果的重要途径。实践平台是开展实践教学的硬件条件和基础保障，加强实习平台基地建设对培养学生的实践能力和创新精神具有重要作用［8］。从问卷调查结果看，今后有必要进一步加强实验平台的建设与开放，建立实验室、实验中心、校办企业和校外实习基地等多种实践平台，增加平台的开放时间，提高开放的灵活度，完善实验设施和条件。同时，要调动学生利用实践平台开展实践教学的积极性，实践过程中要注重发挥学生的主观能动性，培养其分析问题和解决问题的能力。

(三)改进实践教学方法

现有的教学模式主要以教师讲、学生听为主，许多实验教学往往是严格遵照实验大纲去做，甚至连具体的实验步骤和目标结果都固定了，这种实验教学方法很难真正培养学生的知识应用能力和创新能力，达不到实践教学的预期目标。因此，应改进实践教学方法，注重调动学生的参与积极性，通过实践过程培养学生的知识应用能力、问题思考能力和解决能力。此外，结合我校水利水电工程专业学生今后大多进入施工单位的特点，在实践教学过程中要注重强调行业标准和技术规范的应用，使学生能更好地适应将来的工作。

(四)完善校企合作模式

校企合作通常指校企双方以各自的发展和需要为导向，借助对方的条件与资源优势，在平等互惠的基础上开展的合作［9］。校企合作是培养工程应用人才的有效模式，然而受多种因素的影响，目前我校水利水电工程专业的校企合作开展得还不够深入，导致学生校外实习机会不够多，难以真正深入企业开展实践教学活动，实践教学内容与工程实际问题的联系也不够紧密。为此，今后应进一步寻求校企合作机会，完善校企合作模式，达到学校和企业双赢。例如，对实践性很强的“工程测量”“水利工程施工”等课程，学校可尝试聘请企业高级技术人员来讲授，避免课堂教学与实践教学严重脱节，学生也可借此获得深入企业进行相关课程内容实践锻炼的更多机会。

(五)规范实践教学管理和考评制度

建立实践教学体系的评估、考核机制以及管理规章是提高实践教学质量的重要保障［10］。要全面提高实践教学质量，除要重视实践教学体系、平台、方法和模式外，实践教学管理与考评制度的规范与健全至关重要。今后应建立更为完善的实践教学管理体系，进一步规范实践教学活动的开展，做到全程跟踪与考评，确保相关规定的严格执行，从制度上保障实践教学的实施效果。

作者：钟亮 单位：重庆交通大学河海学院

参考文献:

［1］李阳．我国高校本科实践教学及质量保障体系研究［D］．天津:天津大学，2006:12

［2］时伟．论大学实践教学体系［J］．高等教育研究，2013(7):61－64．

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［4］李树林．技术本科教育实践教学体系研究［D］．上海:华东师范大学，2009:5．

［5］郑艳娟，张宇敬，赵秀明．高等专科学校的实践教学体系研究［J］．金融教学与研究，2006(1):54－55．

［6］张弘．卓越土木工程师实践教学体系建设研究［J］．教育与教学研究，2014(5):63－66．

［7］李培根，许晓东，陈国松．我国本科工程教育实践教学问题与原因探析［J］．高等工程教育研究，2012(3):1－6．

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）24-0225-02

水利水电工程（简称水工）专业本科生的培养目标是：基础扎实、能力强、富有创新精神，在水利、水电等部门从事规划、设计、施工、科研和管理方面工作的高级工程技术人才。为实现该培养目标，要求学生必修静力学、动力学、结构力学、水力学、土力学、工程地质、工程测量、工程水文学、工程材料等基础课程，以及水资源规划与利用、水工建筑学等专业课程。然而，如何检验学生能否综合运用这些知识分析并解决实际问题呢？毕业设计无疑是一块重要的试金石，并且毕业设计的选题是重中之重。《拱坝设计》就经常被高等学校的水工专业选为毕业设计的课题，一方面，拱坝是一种经济性和安全性都比较优越的坝型，我国已建或在建了一批世界前列的300m级拱坝[1]；另一方面，拱坝结构复杂，在设计过程中牵涉的知识点多，能将水工专业毕业生所学课程有机结合。因此，《拱坝设计》作为水工专业毕业设计课题不仅具有很好的理论意义，还具有较高的实用价值[2]。但是，在实际过程中学生做毕业设计的时间是有限的，通常为14周，要在14周的时间内让学生综合运用所学知识完成《拱坝设计》，并重点培养他们的独立工作能力、分析和解决问题的能力、创新能力以及绘图和写作实践能力，就得在设计任务书的编制和指导方法上下功夫。笔者结合《拱坝设计》指导过程中的实际情况，在设计任务书的编制和指导方法两个方面分享一些心得体会并提出一些建议。

一、设计任务书的编制方面

1.设计任务要明确且工作量合适。目前《拱坝设计》的设计要求如下[3，4]：对水库进行洪水调节计算，确定坝顶高程及溢洪道孔口尺寸；对可能的方案进行比选，确定枢纽建筑物型式、轮廓尺寸及水利枢纽布置方案；通过比较确定坝的基本剖面与轮廓尺寸，拟定地基处理方案与坝身构造，进行水力、静力计算；对拱坝进行设计：选择建筑物的型式与轮廓尺寸，确定布置方案；拟定细部构造，进行水力、静力计算；决定枢纽的施工导流方案，安排施工的控制性进度。上述可见，目前设计任务不仅包括坝体以及泄水建筑物的轮廓尺寸确定，还包括细部构造的拟定和施工导流方案的选择，在实际的设计过程中，建筑物尺寸确定和细部构造的拟定部分学生们普遍做得较好，而施工导流方案部分则因为时间关系，鲜有做出细致方案者，基本流于泛泛而谈，因此，可把施工导流方案的确定和施工进度安排任务删减。这是笔者在任务书编制方面的建议之一。另外，设计坝体尺寸时，通常是先根据拱冠梁尺寸对坝体轮廓进行初步设计，然后对其进行应力和稳定验算，以便确定最终尺寸，在学生们的实际设计过程中，应力验算环节有的学生采用电算方法，有的采用手算方法。电算法利用计算机程序能够快速得到计算结果，但是具体计算步骤由于学生没有一步一步操作，会造成计算原理的不甚明了；手算法是学生一步一步进行计算的过程，加深了计算过程中概念和原理的理解，但在计算机程序方面的锻炼欠缺。为了既培养学生对基本概念、基本原理的掌握，又提高其计算机语言方面的能力，笔者建议在任务书里明确需要采用电算法和手算法两种方法分别进行验算，这也是笔者在任务书编制方面的第二条建议。

2.原始资料编制要详细具体。拱坝设计通常是设计一座具有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用的大坝，为此需要给出相应的自然地理、工程地质、筑坝材料、库区经济等方面的原始资料，主要包括流域概况、气候特性、水文特性、库区工程地质、坝址处工程地质、砂石料、库区作物种植情况等。目前这些原始资料的编制已较为详细，只是有些图（包括水位―容积关系曲线、水位―流量关系曲线和设计洪水过程线图）的坐标刻度偏于稀疏，致使学生在读图时存在较大误差，从而影响设计工作的顺利进行。根据这一实际情况，笔者建议在任务书所涉及的图形资料制作时可以尽量缩小刻度使得图形更加详细，以方便学生读取数据并减小误差。

二、指导方法方面

1.引导适度重在启发。所谓“师者，传道受业解惑也”，指导教师顾名思义是对学生起指导作用的教师，而具体指导时也存在“度”的问题。设计之初，如果只是给学生下发设计任务，不进行讲解，学生难免会出现“面对原始资料和设计任务，不知如何下手”的情况，这不仅会浪费时间还会使学生产生畏难情绪，不利于设计工作的顺利开展；假如直接告诉学生采用何种方法通过哪些步骤进行设计，又不能充分调动学生的主观能动性，起不到培养学生独立工作能力的作用。只有循循善诱的给学生讲解设计任务和原始资料，使其对拱坝设计有清晰的认识，并激发其兴趣，才能调动学生进行设计的积极性。设计之中，当学生遇到问题时，如果一味地让学生自己思考、钻研，便起不到指导教师的指导作用；相反，只是告诉学生解决问题的办法，问题看似解决了，但学生遇到类似问题时，不一定能很好地解决。正所谓“授之以鱼不如授之以渔”，只有逐步给学生讲明问题的来龙去脉，让学生切实参与其中进行思考，并给予适时地启发，才能使学生不仅学会了如何解决这个问题，更掌握了解决此类问题的方法。比如，针对拱坝设计时泄洪方案的选取问题，首先和学生探讨泄洪方案有哪些，该工程坝址处的地形地质条件如何，初选的泄洪方式是什么，通过这一系列的发问与思考，可以初步设计为坝身泄洪方式，而细化到坝身泄洪的具体形式，还需要引导学生思考是利用表孔还是浅孔，抑或是中孔进行泄洪，这些又需要根据什么确定，使学生在思考之后能自然想到“泄洪量”这一概念，它是由调洪演算得来，用于泄洪设计的一个重要参数，起着贯通前后的作用。那么，思考到这里思路就明朗了：先进行调洪演算求得设计水位下的下泄流量；根据坝址处地形地质条件初选坝身泄洪方式；利用已经求得的下泄流量设计孔口尺寸，并对表孔泄流、中空泄流等方案进行比选，最终确定泄洪方案。综上所述，适度引导和重点启发不仅有助于培养学生的独立工作能力，还能提高其分析问题、解决问题的能力，并激发其创新潜能。因此，笔者建议在拱坝设计时指导教师引导适度、重点启发，这种方法除了能指导学生顺利完成毕业设计，还能在实现水利水电工程专业本科生培养目标方面发挥重要的作用。

2.严格要求重在培养。《拱坝设计》涉及静力学、动力学、结构力学、水力学、土力学、工程地质、工程水文学、工程材料、水资源规划与利用、水工建筑学等课程知识，设计内容不仅包括枢纽建筑物的总体布置、拱坝剖面尺寸设计、泄水建筑物设计等计算内容，还包括设计说明书的编制，以及设计图纸的绘制，所以，拱坝设计是一项艰巨的毕业设计任务。但是，在实际的指导过程中发现：尽管设计任务相对较重，最终学生们还是能够圆满完成了设计任务。笔者认为这与平时对学生的严格要求和重视对学生的培养是分不开的。这里的严格要求主要包括考勤严格、计算严谨、图文规范等方面。学生的出勤率反映了其认真刻苦的程度，所谓天道酬勤，只有脚踏实地付出努力，才有可能收获胜利的果实，尤其是对于普遍认为艰苦的水利行业，艰苦耐劳是一名优秀的水利工作者应有的重要品质。水利工程的设计经常需要“经济性”与“安全性”之间的平衡，只顾经济性可能会导致工程存在不安全的隐患，然而太关注安全性，又有可能造成资源的浪费，使得所设计的工程经济性不够，只有对各种方案进行“经济性”和“安全性”方面的比选，才能寻找出最优方案，而这个过程离不开缜密的思维和严谨的计算，所以严格要求学生计算严谨也有着重要意义。在设计说明书编制时，严格要求学生采用统一、规范的格式，这也是写作实践能力培养的关键内容，而在图形绘制时更应该规范绘制，这样才能方便读者查阅。由上可见，对学生进行严格要求，不仅在于做好《拱坝设计》本身，更重要的是提高了学生的综合素质，有利于将其培养成一名优秀的本科毕业生，进而为社会发展做出重要贡献。

《拱坝设计》对水工专业本科生培养具有重要的理论意义和实际价值，可用于检验并提高水工专业本科生的独立工作能力、分析问题解决问题能力、创新能力以及绘图写作实践能力等方面。然而，由于《拱坝设计》涉及知识点多，设计内容丰富，对于学生和指导教师而言都是一项艰巨的任务。结合《拱坝设计》的指导经历，总结一些心得和建议，希望能为高等学校相关学科的教学指导实践提供一些参考。

参考文献：

[1]陈坤孝，冯继军，戴旭东，等.拱坝技术的研究与应用[M].北京：中国水利水电出版社，2012.