時間:2023-03-24 15:44:21
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水文與水資源工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
摘要:論文通過總結分析水文與水資源工程專業英語教學中面臨的問題,并提出解決問題的思路和方法。分析的成果可為提高水文與水資源工程專業外語的教學質量提供參考。
關鍵詞:水文與水資源;專業外語;教學方法
一、引言
水文水資源工程專業外語是大學水文水資源工程專業的一門主要專業英語課程。該門課程通過介紹水文過程、水資源時空分布特征、主要水力學過程、統計分析方法和水生態及水環境等部分,從而解釋專業詞匯、特殊語法和翻譯表達。本課程的目的是讓學生掌握本學科常見的專業詞匯,鍛煉其閱讀和翻譯外文文獻及專業資料的能力,簡單地可以用英語交流本專業的基本原理和現象。本文將根據《水文與水資源專業外語》課程的教學實踐,分析目前該專業外語教學所存在的問題,并針對這些問題探討課程教學的改進方法。
二、水文與水資源工程專業外語教學存在的問題
1.專業詞匯量大、學生不易掌握。水文與水資源工程專業涉及多門交叉學科,要求掌握的專業基礎詞匯量較大。這些課程要求專業詞匯覆蓋水文過程、水資源學、統計學、運籌學、水力學、地下水科學、農林生態、資源環境、地理氣象等學科,從而導致需要掌握的專業詞匯量大(超過2000個),不利于學生短期掌握。事實上,即便是準備過托福和雅思考試的同學,所涉及的相關專業詞匯量也較少。因為出國留學考試更多的傾向于地理、氣象氣候、資源環境、生態等公共學科,而對于本專業非常核心的水文學、水資源學、規劃管理及水力學方面的詞匯涉及較少。因此,怎樣優化核心詞匯,為學生減負是水文與水資源工程本科階段專業英語教學的關鍵問題之一。2.專業英語和大學公共英語差異顯著。專業英語的最重要內容之一是掌握和專業相關的核心詞匯,并兼顧翻譯和寫作。對于本科階段教育而言,掌握詞匯是最重要的工作。但是,受傳統英語教學的影響,學生習慣了以語法、聽力、閱讀為重點,導致在專業英語的學習過程中重點不明確,方法不正確。從語法結構上看,專業英語教材的語法結構相對簡單,從而達到容易讀懂、傳授知識的目的。這也導致在專業英語的課堂上,缺乏了傳統的語法考點、聽力的基本句型和人物關系、閱讀關鍵句型和結構分析等所謂的考試重點,導致學生容易在課堂教學過程中忽視了掌握專業詞匯的關鍵作用。3.教學模式與課堂互動。由于專業外語教師多為所在學科的教師承擔。雖然專業教師具備完整的知識體系,但缺乏教授外語的經驗,教學模式傳統。傳統授課模式以教師為核心,上課內容通常是將教材翻譯為中文,以訓練學生的翻譯和閱讀能力為主。這種傳統的“填鴨式”教學方式只能授以“魚”而不能授之以“漁”。學生缺乏主觀能動性,繼而慢慢失去學習興趣。此外,學生學習專業外語目的也不明確,不能切實體會該門課程在日后文獻閱讀過程中的重要性。這樣勢必導致學生對專業外語學習缺乏主動性,在課堂上表現異常低調,不愿出聲,埋頭苦讀,氣氛非常沉悶,缺乏積極性。因而,怎樣豐富課堂教學模式,跳出傳統的填鴨式、死記硬背式,并從課堂中積極和學生互動、收到反饋信息,是水文與水資源工程專業英語課程教學中的又一個關鍵問題。4.課程考核方式與成績評定。依據培養大綱,大多數院校(包括我校)水文與水資源工程專業外語課程屬于專業選修課,通常以考查形式完成課程考核,因此許多同學對該課程的重視程度不夠。通常考核方式采用開卷答題、外文論著章節翻譯等方式,這種較隨意和簡單的考查方式,進一步造成學生對專業外語課程的忽視。專業英語課程成績的評定,受學生即將畢業等因素的影響,可能產生輕松易過的問題。該課程多開設在大三下學期或大四上學期,為不影響同學的順利畢業,往往盡量讓其通過。盡管課程成績的評定包含有平時成績和期末成績,但在平時成績的評定方面只要其缺課不是太多,分數就較高;而期末的開卷材料中隨便交一個材料,基本便可順利通過。
三、水文與水資源工程專業外語教學幾點建議
1.優化課程素材,強化課程重點。優化課程素材是教學內容改革的關鍵之一。針對水文與水資源專業英語詞匯量大、學科分散的問題,從以下幾個方面進行優化。首先應根據水文與水資源工程專業英語詞匯的使用頻率進行優選。專業英語主要應用于專業文獻的閱讀、翻譯和寫作等方面,而科研論文的寫作(如SCI期刊)多以水文過程為主,水資源次之,水生態與水環境再次之的順序。因而在教學的課程中應側重水文過程的專業詞匯教授,對主要水文過程的英文表達需要熟練掌握;對于水資源及其時空分布特征的專業詞匯表達,也是教授的重要內容;對于水生態、水環境、統計分析、水力學模型的英文表達則了解即可。2.改進教授方法、豐富教學手段。改革教學方法的指導思想是在教學過程中充分發揮教師的主導作用,并全面體現學生的主體地位,同時提高學生的積極性。因而教學方法的重點應是學生實際能力的提高,以下幾種方式可供參考。小組分組討論方式。本校水文與水資源工程專業學生一般40人左右,可分為5-8組。由授課老師按照教學內容提出問題,小組成員進行資料查詢和討論,最后由小組成員推薦人選代表回答問題。各個小組的回答可相互對比、互補、總結。這樣既能發揮學生的學習積極性,也同時提高了教學質量。充分利用多媒體資源,增加學習趣味性。在課題上可適當播放一些水文與水資源工程相關的學術報告演講、新聞報道,尤其近年來國內外各地的洪旱災害視頻。除增加學生對專業外語聽力和表達能力外,同時也了解了國內外相關領域的關注問題,擴大學生的知識面。3.考核形式多元化、考核標準系統化。課程考核是檢驗教學成果的重要方式,通常以平時成績和期末成績兩部分來考核。平時成績的考核應充分注重課堂學習的質量。傳統考核方式通常以課堂考勤和習題作業為主,而往往忽略了課堂學習的質,即上課的認真程度。因而在考核平時成績時,有必要將課堂學習的質納入考核范圍,并降低課堂出勤在成績中所占的權重。課堂學習的質可通過檢查每一堂課的課堂筆記、課堂問題的回答、討論課的報告和參與的發言等方面綜合進行考核。期末考試的成績應體現在專業詞匯、短語的掌握、專業文獻的翻譯(英譯漢、漢譯英)等方面。其中翻譯部分可分配每個學生不同外文文獻的章節以避免抄襲。此外,由于專業外語的特殊性,期末考試的成績也可增加面試的考核方式。考核指標體系是客觀評價學習結果的關鍵。鑒于專業英語和其他專業課程的差異性,建議其考核指標體系包括平時成績、現場閱讀翻譯和卷面成績三部分構成。三者的權重系數建議分別為30%、40%和30%。其中平時成績分為課堂出勤率、課后作業、課堂小組討論的積極性等方面。并且降低出勤率所占平時成績的權重,建議為20%-30%,即總分數的6%-9%。現場的閱讀翻譯可采用兩種方法進行考核:一種在課堂上對學生進行隨機抽查,通過其閱讀和翻譯的水平進行評判;另一種則為在期末統一安排,由老師或教研組確定題庫,同學依次抽簽對問題進行分析和闡述,依據結果由考核老師或考核組現場給出成績。期末考試建議采用統一閉卷或開卷形式,其目的是防止部分同學利用翻譯軟件進行。4.提高教師水平、提高考核要求。在專業外語師資力量方面,對于多數非部屬高校而言,直接引進的留學歸國人員十分欠缺,尤其是經濟發展水平相對落后的西部地區。對于這一問題,可通過引進國外相關水文水資源專業技術人才、鼓勵在崗教師出國進修、組織教師去其他相關院校、相關專業調研的方式解決。這些方式既加強了本專業的師資力量,同時也學習了國內外的相關教學經驗,擴展了教師的視野。對于考核的要求方面,任課教師應嚴把質量關,改變學生輕松過關的情況。既強化過程評價、教學質量評價,同時更應該避免因大四即將畢業而送的“人情分”。
四、結論
綜上所述,水文與水資源工程專業外語在教學的過程中面臨著詞匯量大、教授方式傳統、考核模式及指標單一,且作為選修課、學生臨近畢業而面臨著學生不上心、教師要求不嚴格等問題。針對這些問題,可通過優化題材、強化重點,改進教授方法與手段,考核形式多元化、考核標準系統化和提高教師水平、嚴格考核要求等途徑解決,從而提高水文與水資源工程專業外語的教學質量。
1.1畢業設計團隊的組建
1.1.1教師團隊的構建團隊培養模式下指導教師團隊的構建是保證教學質量、實現培養目標的前提和基礎.不同于傳統單一畢業設計指導方式,基于團隊培養的水利類畢業設計指導模式轉變為團隊指導,即由多名水利類專業教師組成教師團隊對學生進行指導,有利于實現師資的整合與共享.指導教師團隊的組建,應根據選題的類型采取不同的組建方式,一般可采取以下方式進行:(1)科研團隊建設比較成熟的院校可選擇以科研課題組為畢業設計指導團隊;(2)校企合作比較密切的院校可采用由校內水利類各專業教師和校外企業導師組成的畢業設計指導團隊;(3)科研團隊尚未形成青年教師居多的新興本科院校可由科研興趣或科研方向相近、不同專業背景的教師組成畢業設計指導團隊.指導教師團隊一般由2-3名不同的學科專長教師構成,以達到優勢互補;同時確定1名負責人,負責人由責任心強、專業業務素質高的教師擔任,并由其負責組織協調團隊內指導教師及優質教學資源的使用.在構建教師團隊的同時,也要注重青年教師的培養,通過“以老帶新”激勵青年教師積極投身生產實踐,增加工程實踐經驗,進而完善教師梯隊建設.鑒于我校為新升本科院校,青年教師占的比重較大,且尚未形成科研團隊,故采用后一種方式組團.
1.1.2學生團隊的構建學生團隊是水利類專業畢業設計團隊培養模式的重要組成部分.學生團隊的組建,可采取以下方式進行:(1)以教師科研團隊為背景的畢設團隊,該種模式下先由學生自愿報名,然后由指導教師團隊再從中選擇符合條件的學生進入設計團隊;(2)以賽制項目團隊及科研訓練等課外科技活動團隊為背景組建畢設團隊,如學校立項的科研訓練計劃、省級大學生創新創業計劃、大學生挑戰杯等,以這些課外科技活動項目構建的團隊組建畢業設計團隊;(3)以學生研究興趣為基礎的自組團隊,學生選擇團隊成員,自己聯系指導教師,自己構思項目整體研究思路,該模式下學生參與程度最廣的.水利類畢業設計團隊一般由水利水電工程、水文與水資源工程、農業水利工程等多學科多專業組成,學生設計團隊具體構成需根據項目內容及項目工作量來確定,可以同專業,也可以跨專業、跨學科組建團隊,同時安排溝通能力好、責任心強的學生為作為團隊負責人,負責整個項目的協調.由于學校水平及學生能力限制,我校水利類專業畢業設計團隊組建一般是采用前面兩種方式進行.
1.2團隊畢業設計的選題畢業設計課題的選擇是畢業設計教學的關鍵環節,直接關系到團隊畢業設計的最終效果.好的選題應具有綜合性、應用性與創新性,不僅能最大限度地調動學生自主學習的熱情,也能較全面的提升學生專業能力.在進行團隊畢業設計選題時要做好總課題與子課題的設計工作,每個子課題既要符合學校關于畢業設計選題所做的要求,同時各子課題之間要有密切聯系,使得以團隊畢業設計選題工作較傳統方式要求更高,難度更大.團隊畢業設計的選題一般可采取以下方式進行:(1)以教師在研或剛結題的科研課題作為畢業設計選題的來源,設計出團隊畢業設計選題,這樣一方面可以保證團隊畢業設計課題的新穎度,同時又能較好地反映各學科的前沿技術;(2)以賽制項目及科研訓練等課外科技活動項目作為畢業設計選題的來源,設計出團隊畢業設計選題,課外科技活動的可持續性、綜合性強的特點,能調動學生興趣、充分發揮主體作用,也有利于學生創新能力和團隊精神的培養;(3)以與地方施工單位或設計院所合作的實際工程項目作為畢業設計選題的來源,這種選題面向實踐項目,有利于提高學生的工程實踐能力;(4)由教師根據生產實際自擬畢業設計課題,該類課題一般多為校企合作的水利工程設計,如水庫工程初步設計、中小河流治理工程等.在具體選題時,應根據學生的畢業去向有針對性定制相應課題,同時優化畢業設計課題內容.
1.3團隊畢業設計的過程管理與傳統畢業設計一樣,團隊畢業設計其過程一般可分為三個階段,即畢設前期階段、畢設中期階段和畢設后期階段.團隊畢業設計需對每一階段提出具體的任務和要求:(1)畢設前期階段,以查閱國內外相關文獻、熟悉課題研究背景為主,總課題負責人組織團隊成員進行研討學習,明確總課題與子課題的關系;分課題的指導教師按要求布置并詳細講解畢設任務,同時要求學生通過集中討論的形式深入研讀學習(.2)畢設中期階段,團隊安排專門指導教師定期檢查并督促各個子課題的研究進度,學生要定期匯報工作進展;學生每天做好工作日志,同時,指導教師對工作日志給出評語;團隊成員要定期進行討論,尤其是對畢業設計過程中遇到的問題要共同討論,提出問題的解決方案,對仍不能解決的問題,由相應的指導教師以畢業設計講堂的形式進行專題講解畢設后期階段,指導教師要督促學生按照學校要求認真撰寫畢業設計論文,期間可安排一場科技論文寫作講座,以更好指導學生撰寫科技論文;撰寫完論文后,先交具體指導教師進行審閱,再由評閱教師評閱,只有指導教師和評閱教師都認可后,才能參加答辯.
1.4團隊畢業設計的成績考核團隊畢業設計模式中,學生成績的評定既要考慮學生個人的貢獻和工作水平,又要兼顧學生在團隊中的協調配合能力和團隊整體工作質量[3].因此,在團隊畢業設計中,學生成績由平時成績、團隊協作成績、評閱成績及答辯成績4部分組成.團隊畢業設計平時成績根據該學生在畢業設計期間的學習態度、紀律、獨立思考、創新能力及解決問題的能力進行評價,并由具體指導教師給予評分;團隊協作成績主要由指導教師團隊根據學生日常匯報、平時討論情況、中期評估對學生的團隊協作能力進行評價;論文評閱成績包括由指導老師對學生畢業設計完成情況和質量進行評價給予評分,以及由不同評閱老師給出評閱成績;答辯成績由答辯教師根據團隊成員在答辯過程中的表現給予成績.上述四方面成績按一定比例加權得出該學生的綜合成績.
2水利類專業團隊畢業設計的實踐
南昌工程學院是一所水利特色鮮明、以工為主的應用型地方本科院校,培養的人才既要體現寬口徑、厚基礎的特點,又要體現應用型的特色.其下屬水利與生態工程學院擁有水利水電工程、水文與水資源工程、農業水利工程、水土保持及荒漠化治理等四個水利相關專業.我校配置完善的專業群為開展水利類專業團隊培養模式提供了良好的外部條件.
筆者在多年本科生畢業設計指導過程中,一直鼓勵學生以團隊形式完成畢業設計,不論是本專業的課題,還是跨專業的課題.在此過程中每人負責課題中的一部分,由于課題之間的聯系,在做畢設過程中,學生為完成畢設,就需要主動交流、互相討論,相互協作.以筆者所帶的水利類跨專業團隊為例,為了能使畢業設計課題更科學,指導教師團隊在第7學期初就開始進行畢業設計選題工作.經過多次討論,最終確定畢業設計團隊的題目為“留金壩水利樞紐工程初步設計”,該課題來自工程實踐.然后,將大題目拆分為兩個子課題,分別為“留金壩水利樞紐工程初步設計—水工設計”、“留金壩水利樞紐工程初步設計———水文水利計算”.同時為方便學生選擇,在各子課題下標明難易程度和具體指導教師.通過雙向選擇,最終組建了學生團隊.該團隊共有9名學生,3名學生來自水文與水資源工程專業(簡稱水文組),6名學生來自水利水電工程專業(簡稱水工組);團隊指導教師有2人,由一名水文與水資源工程專業教師和一名水利水電工程專業教師組成,其中,水利水電工程專業教師是該項目的負責人.水文與水資源工程專業老師具體指導3個學生,其課題主要任務是通過對留金壩壩址處歷史流量資料進行設計洪水及調洪演算,得到留金壩水庫設計洪水位及校核洪水位,為水工組壩體設計計算提供數據支撐,除此之外,水文組還需自行編程,實現水文計算程序化.一名水利水電工程專業教師指導6個學生,其課題主要是通過水文組計算出的設計洪水位數據進行壩體設計,包括壩線、壩型的選擇、樞紐布置方案比較、溢流壩的剖面設計、非溢流壩的剖面設計、細部構造設計等.由于本次團隊畢業設計項目工程大、涉及的專業多,在畢業設計的各個環節,團隊都安排指導教師進行指導,如查閱文獻、熟悉課題研究背景、專題講解、撰寫畢業論文及畢設答辯等;同時,為督促學生畢設進度,要求學生每周做好工作日志,指導教師每周一對周工作日志給出評語,并現場就畢設做的情況進行提問,檢查學生掌握情況,平時通過見面、發郵件或QQ進行指導,解決畢設過程中碰到的問題.通過團隊各專業師生團結合作及相互配合,最終該團隊較好地完成了畢業設計任務,其中,4人畢業設計成績獲優秀,5人獲良好.通過這種基于團隊培養模式的水利類專業本科畢業設計指導法,一方面培養了學生的團隊合作精神,學生團隊協作能力得到了較好的鍛煉,另一方面,也拓展了學生的知識面;同時,通過這種團隊培養模式,也鍛煉了團隊中的年青教師,使青年教師指導水平得到較大提升.總得來說,本次畢業設計取得了很好的效果,受到學生的普遍歡迎.
3結語
摘要:本文在理解工程教育認證內涵的基礎上開展了進程式課程教學的探討。以水文學原理課程為例,分析了課堂教學存在的問題,建議從課堂教學、實踐教學、現代化技術的引入和達成度評價等方面開展進程式課程教學,及時反饋教學質量持續改進,并提出了改進方向。
關鍵詞:工程教育認證;進程式課程教學;水文學原理
一、工程教育認證的重要性
工程教育認證源于國際本科工程學位互認協議———華盛頓協議,該協議對簽約成員國本科工程學歷資格互認,畢業生被其他簽約國視為獲得從事工程工作的學術資格,通過工程教育認證是該學術資格的基本要求[1]。工程教育認證的核心是以學生為中心,遵循成果導向(OutcomeBasedEducation,簡稱OBE)理念,通過系統的教學環節,使學生滿足畢業要求,并能夠針對教學過程中存在的問題有理有據的持續改進,使得專業教育能夠良性發展。
二、課程教學存在的問題
課程教學是現階段本科教育最重要的環節之一,每一門課程的達成度最終決定整個培養體系畢業要求的達成度。同時,持續改進也必須融會貫通到每門課程中,在課程教學中通過課堂教學、實踐教學、測試和作業等各個環節的持續改進,從而使課程教學滿足達成度要求。水文學原理是水文與水資源工程專業的核心課程之一,是眾多后續專業課程的先修基礎課。水文學原理主要分為兩大部分:(1)水文循環的概念及其環節,主要講述自然界水體的循環過程和流域水量平衡方程的構建以及水循環各要素的基本理論與方法。(2)產匯流理論,分別講述單點產匯流機理、洪水演算和流域產匯流計算[2]。由此可見,水文學原理課程具有很強的基礎性和綜合性,是水文預報、水文分析與計算、流域水文模擬和水資源評價等課程的基礎。同時,該課程內容寬泛,概念和理論繁多[3],傳統的課堂教學過程中容易出現諸多問題,主要體現在以下方面。1.課程基礎理論多,課堂教學和學習過程易乏味,且部分概念抽象難于理解。如基質勢是包氣帶中土水勢的重要組成部分,由于水的表面張力大,在土壤中具有毛管作用而產生。學生通過基礎知識的積累和課堂講述,能很快理解毛管力,但是對于基質勢總為負值常難以理解。2.課程知識覆蓋面廣,學生在學習過程中容易抓不住重點。由于該課程涉及水文循環各要素的概念、產生條件和計算方法等,又包含產匯流理論和洪水演算等復雜過程的概化和計算,并且眾多的知識點是后續課程的基礎,造成該課程需要掌握的內容多、綜合性強[4]。3.傳統的課堂教學以教師為主導,學生被動接受學習。隨著專業的發展,培養方案涉及的課程日益細化,水文學原理的內容偏理論和基礎,課堂教學過程不同于水文測驗學、水環境保護等課程具有眾多的現場實習和動手操作,也不同于水文預報、水文分析與計算等課程具有統一的內容體系和課程設計,更不同于水資源規劃與評價等特色課程具有很強的應用性,使得水文學原理的教學過程更多的是內容講述,進而使工科學生缺乏學習動力。4.學科前沿引入不足,現代化教學方法急需成熟化。正如前文所述,水文學原理知識點眾多、覆蓋面廣且綜合性強,涉及的學科前沿比比皆是,雖在課堂教學中會盡量補充,但受于課時的限制僅能點到為止,缺少英文教材和文獻的引入。另一方面,現代化教學手段在本課程的教學中尤為重要,而目前的教學手段一般為多媒體教學結合板書,急需將GIS、網頁課堂、APP等現代化流行技術成熟系統應用到課程教學中。
三、進程式課程教學的探索
工程教育認證需要課程教學有明確的質量要求,通過教學環節、過程監控和質量評價促進畢業要求的達成,同時要定期進行教學質量的評價。為此,課程教學必須融入實習實踐、平時測試、團隊研討等教學環節,并將測試成績、信息反饋等過程監控通過現代化方式及時反饋,開展進程式教學才能更好的滿足認證要求。水文學原理作為水文與水資源工程專業的核心理論課程,承擔著工程知識、研究、溝通、終身學習等畢業要求的達成度評價任務,針對以上分析的課程教學存在的問題,提出以下探索性措施。1.豐富課堂教學內容,增加進程式教學效果測驗。針對水文學原理理論基礎多、知識覆蓋面廣的特點,采用學生自主學習和教師重點講解并行的方式開展課堂教學。學生自主學習采用課堂研討的形式,針對水文循環要素的各環節,分組查閱資料,形成不同方向研究進展的綜述,開展課堂宣講和提問,既增強了學生的文獻查閱能力,拓寬了專業知識面,又鍛煉了表達能力、組織能力和團隊協作能力,同時培養了學生利用各類工具解決實際問題的能力。教師重點講解抽象理論、公式推導等難點,結合我校智能巡課回放系統,使學生能夠有效針對自己的不足進行學習。另外,增加教學影像和儀器展示,鞏固基礎教學內容的認識和應用。2.構建實踐教學體系,鞏固進程式教學效果。在課堂教學扎實理論學習的基礎上,結合水文與水資源工程專業的特點,構建完整的實踐教學體系,充分利用校園內河流等水體進行認識實習,鼓勵學生主動開展水文要素的探索性實驗,以此為基礎組織學生全面申請參與大學生科研訓練計劃,培養學生撰寫學術論文和申請專利的能力;結合學院整體工作計劃,實施個性化、全覆蓋的本科生導師制,在完成課程學習的同時為本科畢業論文階段的學習夯實基礎,結合花園口水文站生產實習,將理論基礎綜合運用到生產實際中,鞏固課程教學成果。3.加強先進工具和現代技術的應用,實現進程式教學成果的應用。工程教育的著力點是培養學生應用基礎理論解決復雜工程問題的能力,使其能夠迅速適應工程類工作的需要,并在五年內拓展上升空間。為此,課堂教學需避免純書本講述,切實增加工程案例和軟件操作等教學內容,使學生掌握先進的工具和技術方法。如利用ArcGIS軟件讓學生掌握空間數據的展示、插值等方法,進一步將水文循環要素的處理和產匯流過程的模擬在SWAT流域水文模型中實現,在增強學生學習興趣的同時,培養應用先進軟件工具解決實際復雜問題的動手能力和科研能力。4.推進多樣化課程考核和達成度評價,反饋進程式教學質量。課程達成度評價是工程教育認證畢業要求達成度評價的基礎,多樣化的考核方式也是學生學習效果檢驗的重要方法。需要用知識、能力和協作并重的綜合評價方式取代傳統的、單一的課程結課考試,采用靈活多樣的開放性的定性和定量相結合的評價方法,增加平時成績、隨堂測驗、專題研討和答辯、團隊協作等考核內容,同時鼓勵課堂提問加分。課程教學的持續改進是提升教學質量的保證,教學過程要及時反饋教學效果和學生建議,采用實時操作工具,如校園教學評價APP、教學網頁調查和智能巡課回放系統等,結合結課問卷調查和QQ投票等方式,鼓勵學生和同行教師參與課堂教學效果反饋,增進交流與溝通,從而有效的進行針對性的持續改進。
四、結語
隨著工程教育理念的發展,培養學生處理復雜工程問題的綜合能力是教學的目標,需要以工程教育認證為契機,開展進程式課程教學。針對我校水文學原理課程教學存在的問題,需要增加校內水文實踐場地建設以加強課程教學的實踐條件,同時建設理論習題庫和實踐數據庫,使學生在具備扎實理論的基礎上,開展科研訓練,提高應用能力和科研能力的要求,以滿足工程教育認證的要求。
關鍵詞:水文水資源;信息化;建設管理
中圖分類號:C93文獻標識碼: A
1.我國水文水資源信息化建設管理的現狀
1.1水文信息資料的整編和存儲
自從上個世紀70年展以來,水文水資源信息化系統已經開始全面運用了TQD16型計算機技術、VAX小型機技術以及微機技術進行水文數據的整編與存儲。現階段,已經深入發展到了運用客戶機/服務器的模式進行信息和數據處理工作,并且已經初步建成了水文水資源的數據信息庫,研究開發了一大批信息服務以及洪水預報調度等軟件技術系統。
1.2 水文信息遙測系統
我國很多地區已經全面建立水文水資源信息化建設管理中心,有效地實現了區域水文水資源的信息自動采集與傳輸,已經初步改變了國內比較傳統水文水資源的觀測途徑與方法。
1.3 洪水預報及監督調度系統
在國內現階段已經全面建成水情遙測系統,水情工作人員應用遙測技術,通過對計算機技術的控制,從而實現了從雨情水情的信息采集、傳輸、搜集、處理、監視一直到聯機的洪水預報以及監督,真正提高了洪水的預報以及水庫調度的科學化管理程度。
2.水文水資源信息化建設管理的基本思路
2.1水資源管理系統的基本組成
水文水資源管理系統的建立主要依靠數學模型、仿真模擬與計算機網絡共同完成,對水資源管理中的各種信息進行采集,于可視化角度下,實施灌區的調度工程,在每個分水樞紐中,都可以實現自動化監控,以采集信息為依據,管理者可以迅速做出正確決策,促進管理水平與水資源調度效率的提升
2.2 數據收集系統
數據收集技術系統是國內水文水資源信息化建設管理的基礎。因此我們一定要緊緊抓住現階段國家防汛指揮系統中建設管理的大好機遇,努力地按照國內現行“基層測站至國家防總中的信息傳輸時間小于30分鐘”的明確要求,力爭去進一步改變過去以往的水文測報形式以及運行模式。水資源的水位觀測、雨量觀測工作還要逐步采用自記遠傳水位計以及固態存儲的遙測雨量計等方式進行觀測。
2.3數據、信息傳輸網絡
建立依托郵電公網為基礎的水文水資源信息傳輸網絡,使自動采集的水文水資源基礎數據通過端站和分中心,進入省水文計算機網絡,要保證信息的可靠性、準確性、及時性和唯一性。同時還應該滿足防汛指揮、水資源管理及配置、水質及水土保持監測等對通信網功能的要求。如數據、圖像、聲音、視頻等。提高實時水文信息的處理精度和速度。
2.4數據存儲、處理以及檢索服務技術
我國的水文水資源信息一般是通過自動采集或者信息化的處理工作后,其信息與數據量將呈現為海量的,其存儲功能主要依賴于其分布式存儲系統之中,各種不同的信息數據庫則均需要以字段編碼形式并且按照一定的表結構有效組織在一起,最終形成了水文水資源信息數據系統。
2.5洪水預報決策支持系統
通過衛星獲取高質量的影像,配合遙感(RS)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)平臺,建立洪水預報信息的自動分析處理、預報參數的過濾計算、預報方案的優選比較、專家經驗的整合參考、預報成果的綜合分析、洪澇災害的初步分析預測、預報結果的綜合輸出及檢驗分析等洪水預報決策支持系統,以提高洪水預報的精度和預見期。。
2.6枯水期的徑流預報技術
現階段,美國國家氣象局已經組織和開發的“河流水情的預報與統計系統”,這項技術可以有效地提供了國內中長期(旬、月、季節)中的水文水情概率預報情況,能夠比較好地幫助技術人員掌握和了解水資源的變化情況。因此我國應該積極借鑒國外的先進經驗,努力、積極地開展國內枯水期徑流的預報與研究工作,并且盡量將其作為現階段水資源綜合管理的核心內容進行建設。
2.7蓄滯洪區洪水演進系統
由于3S和數字高程模型(DEM)技術的日漸成熟,傳統的洪水演進技術正在向兩個方向發展:一個是在二維數字化地形圖上疊加各種水文要素、經濟社會及生態信息,借助數字高程模型(DEM)和遙感影像圖形成三維可視化模型,進行三維量測和分析模擬。另一個是直接建立三維數字模型,綜合地表達流域水文要素和各種地理實體的空間分布。
2.8墑情監測服務系統
墑情監測預測系統的建設目標是利用遙感、水文、氣象、農業等信息,采用多種方法,進行合理選擇,通過綜合判斷,估算各類干旱指數及其綜合指數,形成標準化的墑情監測預測業務流程,建成業務運行系統,以圖表和統計數據的形式按日、旬、月、季等不同時段輸出,反映旱情實況和未來短期旱情發展變化的信息,進行全省及地方的旱情監測預測,為指導抗旱、水利建設、水資源調配、農業生產等提供科學依據和決策支持。
3.加強水文水資源監測的幾點措施
3.1加強對水文監測工作人員的培訓
水文監測要想更好地服務水利工作及社會經濟發展,采用先進技術(例如固態存儲、超聲波水位計、計算機網絡等)是很有必要的,這就要求加強對水文監測工作人員的培訓,既要重視對理論知識的培訓,而且要強化業務技能的培訓。
3.2促使資料的整理與測驗工作的相協調發展。
在當前的信息化時代下,都是利用計算機來實現對水文資料的整編,同時也存在一系列問題,如對無法實現對原始資料的檢查、流域內測點的一致性的排查等,這樣就易出現河流上下流水流的偏差。因此,提高水文資料的質量顯得尤為重要,這樣才能夠實現與水文檢測工作的協調發展。
3.3提高水文水資源監測的服務意識。
從而就要求水文水資源的工作人員要充分認識到自身工作的職責,樹立起服務意識,實現對水文信息的社會化和公開化,真正將水文資源作為社會中的一項公共資源供社會公眾參考、使用,切實發揮水文資源對于促進我國經濟發展的作用。也就是說,通過對利用水文水資源監測的信息來更好地為社會經濟建設服務,為實現經濟的可持續發展提供必要的決策依據。
總之,水文水資源管理的信息化建設有利于提高水資源的管理效率,同時,也可以使水資源利用率得到提升,水資源能夠實現最大化限度的利用,建立健全水文水資源信息共享體系是今后一段時間內水文建設重要的工作內容,尤其是對水資源監測數據管理平臺的開發和利用,可以利用信息技術與網絡優勢實現資源共享,需要在實踐中不斷探索經驗,不斷更新,力爭開發更多、更好的系統提高數據分析的準確性,減少工作人員的工作量,獲取準確的數據為水文建筑、環境預測等工作的順利開展提供必要的基礎保障。
參考文獻
[1]胡四一.全面實施國家水資源監控能力建設項目 全力提升水利信息化整體水平――在全國水利信息化工作座談會暨國家水資源監控能力建設項目建設管理工作會議上的講話[J].水利信息化,2012(06).
論文關鍵詞:水電學科;實驗教學;改革方案
重視和提高實驗教學質量,不僅成為高等教育可持續健康發展的內在需要,而且也成為全社會關注的焦點問題。高校實驗室作為人才培養、科學研究的重要基地,在培養具有創新精神和實踐能力的高素質專門人才方面,正越來越發揮著不可替代的作用。隨著高等教育管理體制改革不斷推進,高等教育的跨越式發展以及社會對培養高素質創新型人才提出新要求,教學實驗室建設工作目前顯得滯后,需要理順體制,強化管理,加強隊伍建設,深化實驗教學改革,以適應社會對培養創新人才的需要。
華北電力大學一貫重視實踐教學,多年來形成了以“重實踐,強能力”為培養目標的實踐教學理念。以培養“基礎扎實、知識面寬、素質高,具有一定的創新能力、較強的實踐能力和良好的發展潛力的高級專門人才”為整體人才培養目標;堅持以學生為本,把“知識傳授、能力培養、素質提高、協調發展”的教育理念貫徹到教學的各個方面;通過保證實踐教學時間,嚴格實踐教學管理,做到計劃落實、經費落實、場所落實和考核落實,使重視實踐教學真正落到實處;在學校制訂的“十一五”規劃中,明確提出了“要進一步加強實踐基地和實驗教學平臺建設,促進工程實踐和實驗教學體系的整體優化”,加強實驗教學改革。
21世紀水資源變成一種寶貴的稀缺資源,水資源問題已不僅僅是資源問題,更成為關系到國家經濟、社會可持續發展和長治久安的重大戰略問題。同時,開發清潔、可再生的水電能源已成為我國能源工業的重點發展方向,西部開發和西電東送戰略的實施為我國水電工程建設帶來了前所未有的發展機遇。水電能源開局將進一步向西南和西北的大江大河高山峽谷轉移,工程規模在逐步加大,從而需要高精度的仿真分析來解決工程中出現的實際問題。水電學科的實驗教學工作也必須與時俱進。
一、改善實驗設備
水電學科是華北電力大學的新建學科,目前有水利水電工程專業和水文水資源專業。針對水電學科目前軟硬件環境較為薄弱的實際情況,學校近幾年投入大量資金來建設水電學科實驗室。按照學科規劃和“十一五”規劃,水電學科實驗室一直本著高起點、高水平、高利用率的原則進行建設。目前水電學科共建實驗室12個,基本上能滿足水利水電工程和水文水資源工程兩個本科專業實驗教學需求,功能齊備,軟硬件資源配置合理,為水電學科提供了實踐教學基地與全方位開放式的創新平臺。大型物理模型有水工建筑物模型、水電站模型和水文沙盤模型,能夠模擬實際的水電工程運行過程,有利于學生建立工程的總體概念,已經成為相關課程教學的重要組成部分。水文氣象室外實觀測點有校內水文氣象室外觀測園、校內人工河和雁翅水文站。校內水文氣象室外觀測園不僅給學生提供了水文氣象要素測量的場所,還可以為師生進行水文氣象研究提供長系列水文氣象數據。水文氣象室外觀測園中安裝了自動蒸發站和DVIS自動氣象站,可以把水文氣象數據通過無線傳輸傳到室內,在室內就可以查詢到任何時段的數據。水安全與水情自動測報實驗室安裝有水安全與水情自動測報系統,可以把校內人工河、雁翅水文站和校內氣象站的水情、氣象數據傳輸到室內;并在人工河旁邊設有液晶演示屏,顯示校內人工河、雁翅水文站和校內氣象站的水情和氣象數據。其他基礎實驗室近幾年也新購了一批儀器,實驗設備得到了完善。實驗設備的完善為實驗教學的順利進行打好了基礎,為學生進行創新搭建了平臺。
二、不斷優化、完善實驗教學體系、內容、方法、手段
水電中心在改革過程中逐步形成了“始終堅持理論與實踐并重,能力培養與素質提高并行,基礎實驗與專業實驗、創新設計、科學研究有機結合,創造以學生為本的人文環境,堅持把知識傳授、能力提高、素質培養貫穿于實驗教學始終的教學理念”,構建了具有鮮明電力特色的四年不間斷的可再生能源實驗實踐教學體系,并不斷加以完善。建立了以能力培養為主線,從專業基礎到專業再到綜合、創新,采取“分層次、多模塊相互銜接”的科學系統的實驗教學體系;實驗教學與理論教學既有機結合又相對獨立,適應不同類型學生的需求。
水電中心不斷更新實驗教學計劃,不斷完善和更新基礎實驗。在“水利學”一級學科的基礎上展開各門課程的實驗,并把實驗分為基礎實驗、設計實驗和創新實驗。基礎實驗為課堂內實驗,有課時,是為設計實驗和創新實驗服務;而設計實驗和創新實驗是基礎實驗的延伸。
水電中心歷來重視實驗教學方法和手段的改革,逐漸形成了特色鮮明的實驗教學方法和手段。
1.先進信息技術為實驗方法與手段創新提供了空間
實驗中心在實驗教學中廣泛應用現代化教育技術,特別是運用現代直觀教具進行教學,比如:多媒體教學、仿真技術、計算機網絡教學等手段。開設流域模擬實驗、水電站水庫調度實驗室、水工模擬實驗等,學生的實驗熱情廣泛提高,同時提高了教學質量和效率。
2.在實驗教學中實現了從“以教師為主”到“以學生為主”的轉變
實驗中心革新實驗方法,增加綜合性和設計性實驗的比重,鼓勵學生自己動手、獨立思考,教師只作為引導者和協助者。鼓勵學生自己設計實驗內容,實驗室提供設備、場景,讓學生在自己設計的實驗項目中探索知識的運用效果、體會知識如何轉化為能力,增強了學生的學習動力。
3.實驗中努力鍛煉學生的團隊協作能力
綜合和設計實驗將學生分組進行實驗,要求小組成員以團隊的方式進行整個實驗,共同去發現問題、分析問題、制定實驗方案、組織實施。在各組競爭過程中,培養學生的團隊意識,鍛煉團隊協作能力。這種能力對學生以后參加工作,甚至整個人生都是極為重要的。
三、調動學生的積極性,鼓勵學生創新
傳統的教育理念的特點是注重理論教學,在實驗教學中注重向學生傳輸理論知識,強調實驗的精確性,只要實驗步驟正確,實驗結果合理就算實驗圓滿結束。這樣學生只能死記課本知識,興趣得不到發揮,動手能力差,創新意識得不到激發。每次實驗的步驟都是學生按照老師講解的實驗步驟進行,連實驗儀器怎么使用也必須有老師示范。做實驗本來是一件有趣的事,結果到最后變成學生應付了事。有些學生甚至在做實驗時什么也不干,等著回去抄襲同組學生的實驗報告。在這種實驗教學模式下培養的學生必然缺乏創新意識和實踐能力,走入社會后很難適應社會的發展。
水電中心在實驗教學改革中堅持以學生為主體、教師為主導、實驗技術人員為主力,以傳授知識、培養能力、提高素質、注重創新為核心,著重培養學生的工程實踐能力、綜合素質和創新精神,適應我國可再生能源發展對全新實踐型、創新型人才的需求。進行基礎試驗時,先讓學生預習實驗報告,研究怎么使用實驗儀器,怎么做實驗,老師只是在旁邊起指導作用;這樣既發揮了學生實驗的積極性,又有利于發現問題,從而加深了對實驗項目的理解。鼓勵學生進行創新活動,加強學生創新活動的指導,安排從博士生導師到青年博士等各個層次的教師參與學生創新活動的指導,從制度上保證指導教師的數量和水平,同時兼顧特長學生的個性發展。對于創新實驗項目,鼓勵學生自由組合、自主設計創新性實驗項目,項目選題要思路新穎、目標明確、具有創新性和探索性,在專業實驗老師的指導下和經費資助下,學生自主組織實施完成創新性實驗項目研究。今年學校水電實驗中心的創新實驗項目有“圖形處理器(GPU)在水文數值模擬中的應用”、“三維數字流域模擬的處理”、“三峽工程與極端天氣災害以及當地水體生態環境的相關性研究”、“三峽工程對生態的影響評估”、“三峽水庫運行模式及抗旱預警機制研究”、“區域水資源系統安全閾值分析”、“水循環驅動下的濕地生態演化研究”、“基于虛擬現實的流域電子沙盤設計與制作”。
在創新性實驗項目的實施過程中,學生的自主學習能力、查閱文獻能力、分析和解決問題能力、運用知識能力、動手能力等得到了鍛煉和提高,團隊協作精神顯著增強。
四、改革實驗教學考核方法,建立多元化的實驗考核體系
實驗教學中心積極探索實驗考核方法的改革,根據實驗教學的特點,從有利于激發學生實驗興趣和主觀能動性、提高實驗能力為目的,確定實驗考核方式。建立了一套多元化的實驗考核辦法,根據不同層次采取不同考核辦法。
根據學生的實驗情況、學習態度、實驗報告質量、實驗結果分析,由實驗指導教師進行綜合評價,給出成績,實驗成績按優、良、中、及格、不及格五個檔次計入。
對于課內實驗,按照期末總成績的10%計入,采取平時成績與操作考試、期末筆試成績相結合的考核辦法。平時成績以實驗操作、實驗能力、實驗結果及實驗報告為依據。鼓勵學生在實驗中有所創新,對于有創見的學生可適當加分,實驗成績不及格應予重修。實驗成績要登記、建檔,避免了以往考核基本知識的單一性和考核基本操作的片面性,促進學生自覺地進行自身能力的培養。
對于單獨開設的綜合設計型實驗,單獨計學分。采用“目標+環節+報告”的考核方式。學生綜合與設計實驗能力應包括資料收集與分析整理、方案設計、數據分析、報告撰寫等全過程,因此,實驗考核應分項進行,統籌兼顧實驗過程、實驗結果與實驗報告。
五、完善實驗室管理機制
關鍵詞: 西北農林科技大學 水利水能規劃 改革思路
水利水能規劃(含課程設計)是我國大部分水利類本科專業設置的一門專業基礎課[1],在西北農林科技大學,該課程涉及水資源與環境工程、農田水利工程、水利水電工程、熱能與動力工程等多個專業。該課程根據國民經濟發展對開發利用水資源提出的實際要求,以及水資源本身的特點和客觀情況,依據《中華人民共和國水法》的規定,講授如何經濟合理地綜合治理河流,綜合開發水資源,確定水利水電工程的合理開發方式,開發規模和可以獲得的效益,以及擬定水利水電工程的運用方式,等等。課程內容有興利調節計算、洪水調節計算、水能計算等三大部分。該課程的講授需在學生完成《工程水文學》、《水文學原理》、《水力學》等課程的基礎上進行[2―4]。
本課程的培養目標為,使學生在掌握工程水文內容的基礎上,學習水利水能規劃的基本理論、基本知識,初步掌握這方面的分析計算方法,使學生畢業后,經過一段生產實踐的鍛煉能參加這方面的工作。課堂講授32學時,課程設計為1周。如何在短學時的情況下使學生掌握水利水能規劃的相關內容,這是我們在歷年教學中重點探討的問題。基于以往的教學經驗,我特提出以下改革思路。
一、在課堂講授中,采用傳統方法結合多媒體教學提高教學質量。
我校在2008版本科課程設置中,為強化學生實踐能力,縮短了專業課程的學習時間,水利水能規劃課程的學時由以往的36學時減少為32學時。為了充分反映該課程主要內容,在規定學時內完成主要內容的講解過程,可運用多媒體教學來緩解目前教學學時較短的不足,多媒體教學較純板書教學而言,在有限的時間內能講授更豐富的內容。
多媒體教學能夠充分利用網絡資源和動態展示的優勢,具有畫面多、信息量大、直觀性強的特點。在水利水能規劃課堂講授過程中,采用多媒體進行教學,對于不易理解的內容,以色彩豐富而且直觀的圖片、表格和圖示進行講解,能夠使學生易于理解和消化吸收相關知識。如水庫特征水位的講授,以圖形展示,逐個講解,使得學生充分理解各特征水位,以及對應的特征庫容。又如對于洪災的講解,充分利用網絡資源和對特定地區洪水視頻來展示洪災的兇猛和危險性,使得學生對于理解洪水災害有更深刻的印象。此外,當講授水電站能量轉換過程時,以“圖解+視頻文件+動畫”的形式,可將水電站發電過程形象地展示出來。
多媒體教學可以減少信息在大腦中從形象到抽象、再由抽象到形象的加工轉換過程,能充分傳達教學意圖。但相比較而言,多媒體教學由于在相同時間內能使教師傳授比傳統教學更多的知識,因此對于學生來說,需要投入更多的時間預習,而且在課堂講授時間內,需要加倍集中精力,以期消化和吸收當次課堂知識。因此學生進行充分預習、精力集中和課后復習成為必要的環節。為了使學生及時消化和鞏固知識,一方面,教師需要及時在課后布置一定量的作業,另一方面,可以在每次授新課之前,用5分鐘左右的時間快速復習上次講授的要點,以便起到承上啟下的作用。
在運用Powerpoint制作講義的過程中,通過添加大量的圖片、短片、動畫等來吸引學生的注意力,同時將多媒體教學與傳統教學、啟發式教學、視聽強化教學等其他教學方式有機結合起來,例如對一些基本公式的推導,采用傳統式教學;而對于水力發電、徑流調節計算、洪水調節計算、水能計算等的基本原理、基本方法和基本步驟,可以利用多媒體或網絡技術清晰地演示給學生,使學生全面、直觀地了解這些內容的原理、方法、作業程序,最終形成一個清晰的邏輯概念,這樣不僅可以拓寬學生的視野,引導學生學習和思維的過程,同時也可以充分調動學生學習的積極性和主動性,使學生從被“灌輸”的狀態,進入“互動”的學習狀態;使學生參與教學,由被動地位轉為主動地位,在創造和想象的空間里,發現知識、理解知識、掌握知識。在此基礎上,學生通過課下深入學習,能夠加深對問題的理解,并不斷和同學、老師討論交流,從而鞏固相關知識[5―6]。
二、增加實踐環節,加強學生水利計算和水能規劃的基礎理論和動手能力。
水利水能規劃課程設置了課程設計,歷時一周。課程設計的主要內容,應使學生在掌握基本理論的基礎上,進一步通過實際工程案例的計算分析,深入理解該課程的應用價值和功能,即在課程設計中,提供相關工程實例的水文、泥沙、地質、水能及工程地點等基本資料,將理論知識融會貫通,靈活體現在實際工程分析中。主要內容是依據經水文分析計算后提供的設計年徑流、設計洪水、泥沙特征等成果,按照工程設計標準,通過興利調節計算、水能計算和調洪計算等,分析確定水資源利用工程的規模,并為水資源利用工程的調度運行提供相應的特征參數。通過課程設計,學生可將課堂上學到的理論知識應用于工程實踐,全面掌握水文分析與計算的原理、方法;了解水庫電站設計中水文分析及水能計算部分的基本程序,訓練學生的知識運用能力與實際動手能力;同時還可以使學生把看似不連貫的知識點融會貫通,從而對本課程在工程實踐中的應用有所了解。
課程設計以西北某河流多年徑流特征為基本數據,考慮蒸發和滲漏損失,以年調節水電站為例,分析水庫的死水位、防洪限制水位、正常蓄水位、防洪高水位、設計洪水位、校核洪水位及相應的特征庫容,進行興利調節計算、防洪調節計算及水能計算,最終確定水電站的動能參數和水庫的特征參數。理論方面的基本要求是理解興利調節計算、水能計算及調洪計算的主要步驟。在實際操作中,水庫工程的設計方案中涉及不同特征水位的選取,課程設計中根據實際工程案例需要考慮不同的情況,如正常蓄水位與防洪限制水位的關系(依據實際條件選取),確定死庫容需要考慮的主要因素(泥沙淤積等),興利調節計算中需考慮庫水面蒸發等因素并計入損失進行計算,水能計算過程中是否能在規定條件下計算出保證出力,水電站實際機型的選用需套用定型機組而不是直接選取計算的理論值,調洪計算需考慮不同的設計標準等。課程設計的內容需給學生充分思考的空間,其計算結果可允許有一定變化,這與授課時完成作業有所不同,因此在課程設計的完成過程中,學生既深化了課堂知識,又初步掌握了實際工程設計的基本步驟,學會了動腦靈活解決問題。
本課程的實踐環節和水文實習融合在一起,通常在每年暑期進行為時1周的認識實習和3周的綜合實習,其中有若干天時間用于了解和調查河流的水文情勢,并了解水電站發電基本設備構成及發電程序,使學生對于課程內容在實際中的應用有一定程度的認識。此外,還可通過和教研室經驗較豐富的教師交流,改進教學方法,提高學生對課程的學習興趣。
三、增加本科生及早接觸和參與研究項目的機會。
我校多年來組織本科生積極申報“挑戰杯大學生科技競賽”、“大學生科技創新性實驗計劃項目”,區分為重點項目和一般項目,資助額度幾千元不等,國家層面上也有相關科技創新項目方面的資助。善于觀察、積極思考、喜歡探索的學生往往在指導老師的幫助和指點下獲得項目的資助,從而開展相關的調查、試驗和研究,對于培養大學生從事初步的研究工作和獨立的創新性思維具有很好的鼓勵和推動作用。雖然我院以往對于該項目的獲批額度不大,但近年來對于教師指導學生參與科技創新活動,以及大學生發表學術論文等都有積極的鼓勵措施,如學院承擔大學生發表學術論文的版面費,在學生的學期綜合測評中給予加分,等等,為推動大學生參與科研項目和進行科技創新活動營造了良好的學術氛圍。
我校目前對個別專業的本科生實行了“2+2”復合培養模式,即在大學期間,前兩年集中加強基礎知識、基本理論、基本技能、外語能力、綜合素質的培養,以強化基礎,拓寬知識面;后兩年實行導師制,在學生學習相關專業知識和技能的同時,參與指導教師從事的科研或工程設計工作。選擇導師后,對于學生參與具體的工程項目或科研工作具有積極的推動作用,有利于學生直接參與相關研究,并對如何具體應用專業知識有良好的正面作用。該模式適宜大力推廣到其他專業和高校。
四、結語
針對《水利水能規劃》課程課時少、課程設計改革等方面的問題,我們提出在多媒體教學中進行改革和增強教學效果的措施,以及課程設計中應使學生重點掌握的問題,提倡學生在本科階段參與實際的工程實踐和科學研究,為培養高水平本科畢業生打下基礎。本文的相關內容可為今后的教學提供一定的參考。
參考文獻:
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[2]王維第主編.水電站工程水文[M].南京:河海大學出版社,1995.
[3]陳惠源,萬俊主編.水資源開發利用[M].武漢:武漢大學出版社,2001.
[4]余銘正,孟憲生合編.水電規劃與管理[M].北京:水利電力出版社,1994.
[5]向友珍.“工程水文與水利計算”課程教學方法改革探索[J].高等教育研究,2005,(3):37-38.
關鍵詞:地礦特色 水文專業 實踐性教學 改革
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)003-176-02
煤礦特色的水文專業人才,要求將地下水與地表水、水資源開發與礦井防治水緊密結合起來,使之成為有機統一的整體,這就要求水文專業不能僅僅局限于地表水資源,必須和礦井地質礦井水文地質緊密結合。
目前,我國煤礦水害事故頻發,礦井安全任務艱巨,礦井水害是僅次于瓦斯的煤礦第二大災害,其防治變得突出重要。煤礦安全生產要求礦井防治水專業人才必須煤礦特色鮮明,這就要求學校教育與礦井的實際需求緊密結合,不僅要求畢業生知識面廣,而且要適應能力強,更重要的是專業技能扎實。
面對市場的迫切需求,本文探索從實驗教學體系改革、強化課程設計的教學效果、建設完備的實習基地幾個方面,進行實踐教學環節設置與改革的探索,以培養學生具備防治水工程設計、施工、運行、管理等多方面的實際動手能力。
1 實踐教學環節設置
科學合理的教學環節通過專業培養計劃來體現和保證,在專業培養計劃中保證實踐教學環節的系統和規范,并切合煤礦實際需求,具有煤礦的行業特色。實踐環節一般包括課程實驗和實習、課程設計、專業實習等環節。
在化學、物理、水力學、水文地質學、物探等需要借助試驗揭示基本原理的課程中,均安排有適量的實驗課時。在學完相應專業課程以后,在培養計劃中集中安排對應的專業實習,主要是專業認識實習、生產實習和畢業實習,時間分別安排在二、三、四年級。設計類環節分為針對礦井突水進行注漿堵水、礦井疏干排水、水源地的勘查和評價、抽放水試驗等課程性設計和畢業設計等綜合性涉及兩類。另外培養計劃中還安排有參與科研、大學生創業、社會調查、公益勞動等,都有一定的學分要求。
2 實驗教學環節改革
實驗教學是水文專業必不可少的實踐教學環節,一般分為三個層次,即課程演示性實驗教學、綜合驗證性實驗教學和科研項目創新性實驗教學。實驗教學環節改革包括:
2.1 改革實驗課程體系
專業課程的實驗一般安排在對應的理論課講授完以后進行,以驗證性實驗和演示性實驗為主,如水文地質學基礎的達西定律、抽水試驗等。目前普遍存在學生多、指導教師有限、實驗操作時間較難保證等問題,學生的實際動手機會受到一定限制。在特色專業培養計劃中,按照實驗內容的相關性及前后連續性,將幾個單項內容的實驗集中起來,開設成綜合性實驗,既保證了單項內容的實驗時間,又加強知識的綜合和融會貫通,拓寬了學生思維,學生動手能力的培養和訓練得到有效地保證。
2.2 改革實驗教學內容
各單項實驗針對具體章節,不利于學生創新能力的培養,也容易造成儀器的浪費,集中開設時,整合實驗內容,體現綜合性和創新性,如結合實際的煤礦水害問題,識別礦井出水水源,既要有水化學常規分析,又要同位素分析,還要數學模擬,力學推導,要求必須綜合運用理論知識,又要求責任心強,培養了扎實的實驗技能。
2.3 改革實驗教學模式
受設備限制,專業課程演示性實驗較多。由于學生理解接受能力的差異,實驗教學效果有待改善。針對試驗中的不足,我們精心制作多媒體課件,將實驗全過程演示出來,原理是什么,怎么操作,重點、難點是什么,那些地方容易出錯,都一一作剖析。
2.4 完善實驗設備
特色專業培養對實驗設備和儀器提出了更新、更高的要求。為了保證實驗開出率和效果,我們不斷補充和更新實驗設備和儀器。同時還想辦法設計制作部分模型,通過和生產廠家緊密結合,設計制作了河間地塊潛水運動、向斜盆地承壓水運動實驗模型和裝置,直觀展示了達西流實際應用的問題。
2.5 開放性實驗
結合礦井實際需求,并依托教師的科研項目,我們還設計、提供開放性、研究性的實驗。這種研究性實驗為學生積極參與實際的煤礦項目搭建良好的科研平臺,這些措施和辦法,旨在培養學生分析和解決工程實際問題以及創新的能力。
3 課程設計的改革
在課程設計中,我們充分體現礦井水的資源化及水害防治這個煤礦特色。主要內容包括富水區勘查、礦井水綜合利用、水害防治等。
以往,為了方便批閱,一般讓全班就同一個題目開展設計,這樣做存在一定不足,比如內容雷同、形式單一,存在學生相互抄襲的,教學效果難以保證。為此,我們做相應的改革,如對西北某礦水害問題做設計,先將學生進行分組,分別就水源探查、導水構造以及生態需水、水資源保護等內容擬定不同的題目,再指導學生確定設計方案,計算和繪圖等工作量分解到每個小組成員,這樣,整個設計有分工、有合作,較好地讓每個學生得到鍛煉,從而有效改善設計的培養效果。
在選題上,我們結合煤礦井的實際工程項目,采用“真題假做”甚至“真題真做”的形式,理論聯系實踐,充分體現煤礦特色,如東部礦區水資源評價,必須結合礦井水量大、煤泥多,酸性大的特點;西北礦區則體現綠色開采、生態保水的特點;華北型礦區則體現奧灰水的特點等。
在特色水文專業實踐教學中,畢業設計是最重要的實踐教學環節。煤礦企業要求特色專業畢業生能獨力承擔野外調查、鉆探、物探、礦井地質、礦井防治水工作,因此在畢業設計中,必須培養學生的綜合能力,包括分析礦井地質條件、發現礦井防治水中存在的問題并采取針對性處理。在以往的畢業設計中,存在選題雷同、內容相近、實用性不足等問題。我們通過畢業設計選題,解決了這個問題。我們的做法是,由教師從實際的煤礦科研項目中提煉,并考慮到學生的就業方向,從礦井生產中發現問題,凝練畢業設計(論文)題目,保證選題符合煤礦實際,切實要求能夠培養特色專業學生的綜合能力;在選題時,我們實行師生雙向選擇,根據學生的興趣,一人一題,并鼓勵學生到畢業后將要從事工作的煤礦企業,對實際礦井水文地質問題進行深入了解,然后和指導老師一起提煉畢業設計題目和內容。其次嚴格對畢業設計(論文)的管理,畢業實習和設計階段,明確規定各階段的任務,學生在規定的時間內應提交相關的材料,指導教師可以隨時進行抽查,并認真批閱。最后還要完善考核機制,特別要注重對實習過程和設計過程的考核。
4 建設穩定的實習基地
實習基地是實踐教學的關鍵場所,在實踐教學環節中有著不可替代的作用。一個穩定、完備的實習基地不僅教學內容要豐富、代表性要好,還要具備適宜的交通、食宿、安全等條件。
目前,水文專業的實習基地包括校內實習基地和校外實習基地。校內實習基地依托電子、金工和測量等相關專業進行安排;校外實習基地既包括登封、周口店、云臺山等世界地質公園,也包括“產、學、研”合作單位,一般設在地質隊、國土資源部門、水利部門、勘探公司、煤礦等,要求各實習單位高度重視,為學生實習提供便利的生活條件,并由經驗豐富的工程技術人員擔任現場指導老師,學生全程參與工程項目的設計、招投標、施工生產和項目總結鑒定等相關工作。
論文摘要:由于傳統的水利建設理念與現實的矛盾越來越大,各種不合格的水利建設工程嚴重的破壞了我國的生態環境的穩定,洪災、水資源的惡化及缺乏等都影響了我國的可持續發展,為進一步構建人與自然和諧發展的社會需要,在全面認真總結舊水利建設理論好壞的同時,發展新的水利建設理論,全面實現我國水利建設的現代化發展。文章就我國水利現代化發展及我國水利建設新理論的形成展開探討。
隨著近年來強調社會的可持續發展、建設人與自然和諧發展的社會主義社會和保護生物多樣性等多種先進的思想理念,我們在深刻總結傳統的水利建設舊理論的同時,發展新的水利理論,促進我國水利建設的現代化發展,滿足當前我國經濟迅速發展、人們生活水平不斷提高對水資源的需求。本文針對當前我國的水利建設觀念還比較落后,分析我國水利的現代化發展狀況,實現我國水利現代化事業存在哪些需要解決的問題,提出相應的解決對策,以及為適應水利現代化的發展需要,新水利理論應運而生。
1 實現我國水利現代化事業存在的問題及解決措施
1.1 實現我國水利現代化發展事業中存在的問題
目前我國水利建設事業同國際上發達國家先進的水利水平相比,仍有很大的差距,主要體現在管理工作水平相對比較落后,管理人員的選拔不嚴格,管理人員的綜合素質有待提高;受傳統水利建設理論影響,思想觀念仍比較陳舊,河流的斷流、湖泊的干枯等都是因為人類不合理的侵占生態用水導致了生態退化,大量的圍湖造田、森林開墾等人類活動也嚴重地破壞了生態平衡,這些都是由于在觀念上存在局限,傳統的水利建設理論中更多的強調人類自身的發展需要,而忽視了人也是流域生態系統的一分子;與國際上先進的水利建設水平相比,我國仍需要不斷努力提高水利技術裝備水平,采用先進的水系生態修復技術,提高效率。
1.2 采取有效措施促進我國水利現代化的發展
全面實現我國水利事業的現代化發展,首先要制定完善的水利現代化建設計劃方案,做好水利的管理工作,流域管理部門要重視管理人員的選拔工作,提高管理人員的綜合素質,注重人才的培養。規范管理體制,健全水資源管理的法律法規,采用先進的流域管理技術,重視綜合治理流域的管理思路,預防和治理相結合的策略,最終實現流域的可持續發展;這都要求我們轉變思想觀念,回歸自然,人與河流和諧相處,大力宣傳人與流域和諧共處的觀念,使流域生態系統保持穩定和平衡;強化技術規范,大力發展先進的水利技術,更新水利修復設備,不斷提高水利建設施工技術水平,保障水利資金的投入,建立健全的法律法規和政策監督機制,實現我國水利現代化發展。由于當前我國正加快經濟發展,我國水利現代化建設也要滿足社會經濟發展的需要,以防為主、治為輔、防治相結合的策略。根據地域的不同,制定符合當地發展需要的水利現代化計劃方案,分階段綜合治理,提高效率,加大資金的投入,發展我國水利事業,實現人類社會與水域生態系統的和諧共處。
2 我國水利新理論的形成及發展方向
2.1 實現水利現代化發展推動水利新理論的形成
20世紀我們在建設大型水利造福于人類的同時,各種生態環境惡化的現象也越來越明顯,影響人們的正常生活。由于大量的不合格水利工程的建設,流域的水循環系統遭到破壞,出現短路的現象,破壞了地表水的平衡,導致地下水位上升或下降;水庫、堤防等水利工程的建設也影響了水域生態系統的連貫性,導致食物鏈中的某些環節遭到破壞,物種急劇減少,生態系統的穩定性被破壞;防洪工程的建設在杜絕了洪災的情況下,也阻止了洪水泛濫區與河流之間的水循環工程,導致洪泛區的生態活動難以進行;對流域水資源的開發速度超過它的再生速度,過量的開發地下水資源,引起地下水位的下降,造成地表植物的枯萎、地面下沉等嚴重的后果;流域一般都具有自我凈化的能力,但大量污染物的排放超出了環境的自凈能力范圍內,環境的總體質量下降,流域的物質循環受到阻礙。這都要求我國發展新的水利理論,實現我國水利的現代化,維護生態的平衡穩定。
2.2 我國水利新理論的發展
為實現我國水利建設的現代化,水利新理論應運而生,在總結傳統理論優缺點的基礎上,充分體現高科技、現代化的管理思想。傳統的舊水利理論是以改造大自然、加強水利工程建設為主要指導思想,以力學知識作為支撐,在這種思想下的水利建設工程嚴重的破壞了水流域的循環系統。水利新理論在總結傳統理論優缺點的基礎上,綜合考慮社會、經濟、技術和生態等因素對水資源的影響情況,發揮水利在流域可持續性發展過程中重要作用。水利新理論跨出傳統水利理論的局限,將流域觀念提高到一個新的階段,在重視流域的物理特性之外著力分析流域的社會及自然特性。在研究流域的水文規律的基礎上,從天象、地象及生態整體上觀察水域情況。同時,不可忽視人類活動在其中的影響。順應水利現代化發展的需要,水利新理論在綜合分析水域的自然特性、水文狀況以及社會特性,實現流域范圍內的社會可持續發展。
3 總結
21世紀的新社會,人們要求建設現代化的水利工程,在總結傳統的舊水利建設理論優缺點的基礎上,發展水利建設的新理論,平衡國家經濟迅速發展與維護流域生態平衡穩定需要之間的矛盾,實現社會的可持續發展。在水利新理論的指導下,充分體現我國水利事業高科技和現代化的管理思想,實現人和自然的和諧共處,促進社會的可持續發展。
參考文獻
[1] 朱慶元.江蘇水利現代化發展戰略研究[d].河海大學,2001.
論文摘要:中國水利在過去二十多年信息化過程中積累了許多寶貴的經驗。當今計算機、通信、網絡等高新技術的發展為實現中國的“數字水利”提供了堅實的技術基礎和前所未有的發展機會。
一、水利信息化發展分析
水利行業作為一個有著悠久歷史,同時也是信息十分密集的行業,其信息化工作開始于“七五”期間,至今已取得了可喜的成績,但仍存在不少問題。
(一)信息的標準化和規范化工作相對滯后
水利工作的三大任務是防治洪澇災害,解決干旱缺水和治理改善保護水環境。主要表現在未能應用現代信息技術及時為政府和社會公眾提供全方位的信息服務及信息化的質量還不能適應水利現代化的需要。
(二)對信息工作的認識不到位
水利系統的干部和職工對信息化工作的重要性有了一定的認識,但還有一部分員工對信息化工作認識不足,缺乏緊迫感;沒有形成統一的建設機制,水利信息化普及程度還遠遠不夠,甚至部分單位還沒有統一的規劃和明確的發展目標。
(三)水利信息化發展水平不高
當前水利信息化發展水平表現為:(1)從事水利信息化規劃的相關人員對IT技術發展把握不夠深,大量信息化應用建設剛剛完成就成了落后產品。此外,整體性規劃的不完善或實施不利而導致各個系統的兼容性差,信息流不暢,致使信息化的大量投入所建設的僅是一個又一個的“信息孤島”。(2)從事水利信息化產品設計與開發的相關機構對行業應用理解不夠深,造成了水利信息化產品的易用性、實用性差,甚至無法推廣或交付使用。(3)信息化發展的保障條件不足。水利信息系統的建設和管理,本身是一個龐大和復雜的系統工程,但目前在水利系統還沒有形成一套完整的管理制度、管理措施和管理辦法。
二、水利信息化的發展方向
“數字水利”是一個以空間信息為基礎,融合各種水文模型和水利業務的專業化系統平臺,是對真實水文水利過程的數字化重現,它把水活動的自然演變搬進了實驗室和計算機,成為真實水利的虛擬對照體。它是水利信息化的發展方向。
三、水利信息化的實施
(一)數字水利應用系統組成
數字水利應用系統主要由采集層、網絡層、數據層、應用層、表示層、接口層、支撐層七個部分組成。1、采集層。水利信息化系統是建立在信息基礎之上的,而這些信息的獲得需要通過不同手段和措施;這些獲得信息的手段和措施以及相應的采集點就組成了采集層。2、網絡層。網絡層為信息共享和數據傳輸提供基礎,網絡的建設一般根據實際情況采用公網和專網相結合的方式。3、數據層。數據層通過建立所有與水利相關的數據的模型或結構,使應用層能夠更方便、更快捷地獲得各種水利信息,產生各種水利應用。4、應用層。應用層建立在數據層的基礎之上,通過建立各種應用模型如洪水演進模型、排水模型等,提供水利行業的各種應用功能。如水利信息服務、統計分析、虛擬仿真、預報決策等。5、表示層。表示層以瀏覽器為載體,直接向從事水利的各級人員提供其所需要的相關功能或信息服務。6、接口層。接口層通過向各級水利系統提供網絡接口、數據接口和系統接口使各類信息得到充分共享,各級水利系統成為一個有機的整體,最終形成“數字水利”。7、支撐層。支撐層通過相關的標準體系以及最新的技術,保證整個系統安全、穩定、有效的運行。
(二)決策支持系統
根據水利工作的實際情況,水利決策支持系統包括:
1、防汛決策支持系統。防汛決策支持系統的建設是保障防汛抗洪工作有效和科學的前提條件,可以利用遙測數據、遙感圖片等進行相應的暴雨預報、洪水預報、洪水調度等工作,提前為防汛抗洪工作做出指導性的預報、預警措施。洪水不僅是災害,其調度使用已成為水資源研究的新課題,是“資源水利”的重要組成。2、抗旱決策支持系統。抗旱決策支持系統有兩類數據源,一是遙感數據源、另一類是旱情監測站采集的旱情信息數據。抗旱決策支持系統在遙感圖片基礎上,結合相關的計算模型進行計算,可以快速、準確的獲得同一時期內大范圍的土壤含水量信息以提供第一手的輔助決策資料,同時,也可以根據地面旱情固定、流動監測站采集的地下水埋深、土壤含水量、土壤溫濕度等數據,作為區域遙感數據校正的參考。
3、水資源決策支持系統。水資源決策支持系統是在水資源數據庫及地理數據庫的基礎上,采用相關的數學模型進行計算,評價水資源量、預測水資源量、對水資源進行優化管理和科學調度。
4、水環境決策支持系統。水環境決策支持系統是在水環境數據庫及地理數據庫的基礎上,采用相關的數學模型進行計算,評價水質、預測模擬水質變化、計算水環境容量、控制規劃污染物總量。水環境決策支持系統將成為環境管理和環境執法重要依據。
5、水土保持決策支持系統。水土保持決策支持系統是建立在水土流失數據庫和地理數據庫的基礎上,利用水土流失評價及治理數學模型技術,采用智能決策支持系統的思想建立水土流失模型庫,為水土流失的評價及預測提供強大的決策支持。該系統與實時水保監測系統的集成將為保障水土保持治理工程的科學性,并指導水保工程的規劃和實施。
【關鍵詞】河流泥沙運動學;基本理論
河流泥沙學科是一門綜合性的基礎技術學科,研究泥沙在水體中的輸移、懸浮、沖刷、淤積的規律,是水力學科的基礎理論之一,包括了泥沙運動力學、河床演變與整治、工程泥沙、航道與港口治理、水土流失與治理等多方面的內容, 涉及水文學、水力學、地理學、以及環境與生態學、沉積學等多個學科[1]。通過對于河流動力學課程的學習和一系列論文的翻閱,現將河流泥沙運動學基本理論的相應進展做以綜述,由于能力和資料的有限,望老師批評指正。
1.河流泥沙研究的發展歷程
我國河流泥沙研究的歷史可追溯至修建都江堰工程時期,李冰父子通過引用魚嘴分水堤,飛沙堰溢洪道,寶瓶口進水口三大部分和百丈堤、人字堤等附屬工程,科學地解決了岷江的泥沙等問題,消除了水患。今年來,我國的錢寧等老一代科學家通過其不斷努力,逐步完善了理論研究體系,形成了一系列系統的學科,且成功的將這些理論運用到實際工程當中,解決了諸如三峽,小浪底等水利工程的泥沙問題
2.我國河流泥沙研究成果
我國是世界上河流最多的國家之一,有許多源遠流長的大江大河。其中流域面積超過1000平方千米的的河流就有1500多條。我國的水資源具有四大特點:水多、水少、水臟、水混。其中水混即河流中攜帶大量泥沙,導致了水土流失嚴重、河床抬高等一系列嚴重的問題,以黃河最為嚴重,這些問題給我過的水利水電工程建設、河道防洪和沿河道人民的日常生活都帶來了嚴重的影響。由于突出的泥沙問題和資源,我國的泥沙學科發展迅速,取得了巨大成就,研究在世界上也有著極高的地位。
2.1 河流泥沙運動學基本理論
2.1.1泥沙的起動特性
3.結束語
河流泥沙學科是個古老而年輕的學科, 它與水文學、水力學、地貌學、地理學等多種學科相互交叉, 相互滲透, 呈現出蓬勃的生機。河流泥沙運動基本理論則是河流泥沙學科中的重中之重,通過一系列的課堂教學與翻閱資料,我們可以看到我國的河流泥沙學科已經在國際上擁有了極高的地位。本文通過列舉一系列的河流泥沙運動基本理論經驗公式,大致概括了近年來我國老一輩科學家的科研成果,通過這些公式的不斷改善可以看出,通過不斷的經驗積累和理念突破,我國的河流泥沙運動基本理論研究還將擁有更高的提升。
參考文獻:
[1]王光謙. 河流泥沙研究進展[J]. 泥沙研究,2007,02:64-81.
關鍵詞:四層次;實驗教學體系;水利工程;創新;實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)17-0231-02
實驗教學是工科大學人才培養的重要環節,長期以來倍受各方重視。構建適合本校特點的實驗教學體系,將實驗與研究相結合,對開拓學生的思維,提高學生創新實踐能力有至關重要的作用。河海大學的前身可以追溯到1915年創辦的河海工程專門學校,1952年全國高校院系調整時成立華東水利學院,1985年恢復傳統校名。在長期辦學過程中河海大學形成了重視大學生實驗教學的優良傳統。水利工程實驗教學中心成立于2003年,2008年被評為江蘇省首批實驗教學示范中心,2009年被教育部遴選為國家級水利工程實驗教學示范中心。目前該中心面向全校水利、土木類12個專業開設了15門實驗課程。多年來,中心注重實驗教學理念創新,積極探索實驗教學體系改革,以適應新時期經濟社會發展對人才培養的新要求。經過多年探索,中心通過實踐取得一系列成果,在全國起到了示范和輻射作用。本文對近年來中心教學改革尤其是“四層次”實驗教學體系構建背景、過程、內涵、特點及其在實踐中作用進行了凝練總結,并展望未來改革方向,以期為全國相關高校相關專業實驗教學改革提供參考借鑒。
一、“四層次”實驗教學體系的產生背景和過程
上世紀初河海工程專門學校辦學時期,學校就重視實踐教學,在對教師和教學工作的要求中,包括了“廣儲儀器設備,以供學生實驗”,“組織參觀工程以資感發,派遣實習以增閱歷”等內容,但因當時社會環境所限,實驗教學條件極為簡陋;1952年華東水利學院建院,發展到后來的河海大學,直至上世紀90年代末,我校針對不同水利專業分別在不同學院(系)獨立建設專業基礎和專業實驗室,強化基礎實驗教學,實驗室數量大幅度增加,實驗項目也較多,并重視通過建立野外實踐基地擴大學生視野,提高動手能力。但該時期學生實踐能力培養模式依然較單一,層次不夠分明,主要強調實踐技能訓練,而且資源較分散,難以高效利用。本世紀以來,政府和廣大群眾對高教質量要求不斷提高。為適應新形勢要求,2003年學校建立了以水利學科專業教學實驗為主要功能的水利工程實驗教學中心。中心從人才培養體系整體出發,以學生能力培養為核心,樹立“強化工程意識、提高基本技能,注重專業實踐、培養創新能力”的實踐教學理念,2003年初步構建了“水利工程概念訓練、專業基礎實驗、創新實驗、工程實踐”四層次實驗教學體系。實施該“四層次”實驗教學體系,除了強調夯實專業基礎、培養實驗技能外,注重水利工程概念訓練模塊的建設與應用,較大幅度地提高了設計性創新實驗項目比例,并增加到工程基地實踐機會,以提升學生創新與實踐能力。但隨著幾年的實踐,加上我國工程教育國際互認(包括專業認證)工作的不斷推進,大家越來越認識到:應加強學校科技資源(包括學術帶頭人、重大科研和生產科研項目)在實驗教學中的應用,并且需要與企事業、行業要建立更為實質性合作機制,以利于加強學生實際工程訓練,而且工程實踐不能僅局限于水利工程等。在此背景下,我們對2003年構建的實驗教學體系做了完善,2009年提出“工程概念訓練、專業技能實驗、創新設計實驗、工程科研實踐”新的四層次實驗教學體系。三年來實踐表明,該體系更為科學、完整,符合當前改革的發展方向,具有前瞻性。
二、“四層次”實驗教學體系內涵、實施與特點
中心構建的“四層次”實驗教學體系:第一層次是工程概念訓練:通過概念訓練,激發學生對今后學習興趣和探索欲望。第二層次是專業技能實驗:通過掌握儀器設備使用、提高專業實驗水平,培養基本技能。中心下屬的土力學、材料工程、結構檢驗和施工技術實驗室主要負責基礎實驗教學模塊;專業實驗教學模塊則按不同的專業分別由水利水電工程、水文水資源、港航工程和農水實驗室負責。第三層次是創新設計實驗:在國內同類專業中率先建立了專業創新實驗室,創辦了校內“水工創新杯”競賽,乃至后來拓展到全國水利創新設計大賽,為學生開展創新活動提供平臺;通過自制儀器設備、科研成果凝練轉化等途徑增加創新設計性實驗項目比例。第四層次是工程科研訓練:鼓勵學科帶頭人積極參與實驗教學工作,安排高年級主要是四年級大學生參加教師負責的工程規劃、設計和學術前沿項目,特別是科研中實驗性內容,培養學生解決實際問題的能力和增加對學術前沿的了解;中心充分利用校內外優質教學資源為實驗教學服務,通過共建若干個校內外實踐基地,幫助學生開展工程實踐活動,如連云港港航局、淠史杭灌區、中交第三航務工程局有限公司港口航道工程等實踐實驗基地,還有上海市水文總站水文綜合實習基地等。中心突破傳統水利學科專業的界限,統一規劃布局和管理實驗室,推進現代實驗教學技術的應用,加大實驗室開放力度,學生可自主選擇實驗項目。所構建的“四層次”實驗教學體系,強化實驗教學與科學研究緊密結合、數值仿真與模型實驗相結合、校內實驗與校外實踐相結合,對低年級學生開設工程概念訓練課程,對二三年級學生強化專業技能訓練,對高年級學生突出了工程實踐和科學研究能力培養,層次分明,科學合理,較大程度地提高了綜合性、設計性、創新性實驗的比例。
三、“四層次”實驗教學體系實施成效
三年多來,“四層次”實驗教學體系在水利工程實驗教學中心的有效實施和科學應用,研究型教學思想貫穿實驗教學始終,大大提高了學生創新意識和工程實踐能力,取得了一系列創新實踐成果。同時,中心教師通過研究實踐,也取得了令人滿意的成果。
1.學生實踐創新成果豐碩。實驗中心每年服務學生1800多人,實驗時數近8萬,綜合性、設計性、創新性實驗項目比例達到80.5%。近三年承擔校級以上大學生創新性實驗項目220項(其中國家級項目70多項),指導的學生獲省級學科創新競賽獎項60多項,包括全國“挑戰杯”大學生課外科技作品、全國發明展覽會大賽寶鋼青少年發明獎、全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽等。發表核心刊物學術論文78篇,授權專利近百項,比過去有顯著突破。
2.教師教改成果顯著。在“四層次”實踐教學體系實施過程中,教師積極開展教學改革,近三年承擔的教改項目共16項,其中國家級4項,省級4項;取得省級以上教學成果獎35項,發表教學研究論文33篇,自主開發實驗儀器設備10種;從科研成果中凝練出了16個實驗項目,其中12個為設計性、綜合性實驗項目。
3.示范輻射作用突出。①研制開發的部分實驗項目及實驗裝置已被鄭州大學、華北水利水電學院、長春工程學院、南昌工程學院等10多高校采用,獲得好評。“河海大學—中交第三航務工程局有限公司工程實踐教育中心”入選國家級工程實踐教育基地。②承辦多次全國水利學科教學指導委員會各分專業委員會會議,包括水文、水工、港航和農水專業分委員會工作會議,在分委員會上都作了實驗教學及大學生創新培養工作經驗交流,引發強烈反響和共識。2012年還在全國水利類專業教指委會議上介紹中心和相關專業教學改革經驗;由中心發起的全國水利創新設計競賽活動,在全國產生了重要影響,中國高等教學學會周遠清會長和中國水利教育協會周保志會長親臨會場,給予很高評價。③成功承辦全國水利學科不同專業的青年教師講課競賽;2011年舉辦全國水文專業青年教師教學研討班,請中心教師為他們傳授教學經驗和技巧,最新學科發展前沿,產生了很好的示范效應。④積極承擔社會科普義務,為全國水利夏令營提供服務。每年都要為全國的水利夏令營提供參觀服務,2012年有近近百名來自全國著名高校暑期優秀大學生營員參觀本實驗中心的實驗場地。
河海大學水利工程實驗教學中心構建特色明顯的“四層次”水利實驗教學體系,在大大提高大學生創新實踐能力的同時,也鍛煉了實驗中心師資隊伍,提高了教師實驗教學和科學研究能力,并在全國起到了很好示范輻射作用。我們將在實踐中不斷總結提高,進一步完善實驗教學體系,優化整合校內實驗教學資源,深化融合校內科研資源與實驗教學資源,強化學校與企業、行業協同合作等方面繼續作出不懈努力。
參考文獻:
1.西部地區水利科技期刊數量分布
我國現有水利科技期刊共94種,分屬5大類涵蓋13個水利學科,主辦單位所在地分布在25個省、區、市。我國西部12省共有公開出版的水利科技期刊17種,占全國水利科技期刊總量的18%左右。其中,內蒙古1種,陜西8種,甘肅1種,四川3種,云南1種,貴州1種,廣西2種。尚有重慶、新疆、寧夏、、青海沒有公開出版的水利科技期刊。從創刊時間來看《,陜西水利》創刊時間最長,其余期刊大多創辦于20世紀80年代。從出版周期看,季刊4種,雙月刊12種,月刊1種。
2.西部地區水利科技期刊涵蓋學科和主辦單位分布
西部地區水利科技期刊涵蓋學科有水土保持、水力發電、水利建設與管理、水利技術、節水灌溉、防汛抗旱、水文、水利經濟、農田水利等方面,主辦單位主要分為全國或省、自治區、直轄市級科研院所、高等院校、學會、行政主管部門等幾種類型。
3.西部地區水利科技期刊學術水平
分布在陜西省的由中國科學院、水利部水土保持研究所共同主辦的《水土保持學報》、《水土保持通報》、《水土保持研究》三本刊物特色鮮明,學術影響力大,為《中國科學引文數據庫》來源期刊、《中文核心期刊要目總覽》遴選期刊,在全國水土保持領域處于領先水平。而其他省市級學會主辦的期刊或高等院校主辦的期刊影響因子相對較低,目前均未進入中文核心期刊行列。
二、特點及存在的問題
1.陜西省水利科技期刊發展狀況
處于西部地區領先水平。陜西省所屬轄區的水利科技期刊不僅在數量上占絕對優勢,占西部地區總量的近50%,學術影響力也相對較高。中國科學院、水利部水土保持研究所主辦的《水土保持學報》、《水土保持通報》、《水土保持研究》三大水土保持類期刊,成為西部地區典型的較高學術水平期刊代表。其中,《水土保持研究》還開創了大陸和臺灣合辦期刊的先例。西北農林科技大學主辦的《水資源與水工程學報》、《水利與建筑工程學報》得益于雄厚的科技人力資源優勢,影響因子高于西部地區水利科技期刊平均值。
2.科研院所、高等院校主辦的期刊學術影響力高于地方行政主管部門主辦的期刊
眾多國家級或地方級水利工程類科研院所、高等院校,促進了陜西省水利科技期刊的全面發展。除中國科學院、水利部水土保持研究所主辦的三大水土保持類期刊外,陜西省水工程勘察研究院主辦的《地下水》,是我國地下水專業唯一的國內外公開發行的專業性期刊。國家電力公司西北勘測設計研究院主辦的《西北水電》,代表著西北地區水電行業科技進步水平。位于四川的由中國水電顧問集團成都勘測設計研究院主辦的《水電站設計》,主要刊登我國大中型水電工程的設計、科研、監理等方面的論文和實踐經驗,涉及水電站設計的各個專業。位于廣西的由廣西電力工業勘察設計研究院主辦的《紅水河》,利用西南邊陲紅水河10個梯級水電站開發的地緣優勢,突出巖溶地區水電開發特色。由此可以看出,這些代表性期刊都有著明確的期刊定位、特色鮮明。但同時,我們也看到,部分期刊存在著欄目雷同、特色欠缺等不足。
3.水利期刊總體數量偏少,地域分布不均
從統計數據分析可以看出,西部地區公開出版的水利科技期刊總量偏少,地域分布不均,整體學術影響力不高,稿源不足,與地域特色貼得不夠緊密。西部地區水利科技期刊大多創刊于20世紀90年代之前,20多年來,一直沒有新創刊的期刊。1978年創刊的《重慶水利》、1989年創刊的《新疆水利》雖然有著悠久的辦刊歷史,但仍然是內刊出版狀態。
三、推進西部水利科技期刊發展
如何開闊思路,推進西部地區水利科技期刊全面發展?
1.高度重視,調整布局
西部水利事業大發展急需水利科技期刊配合。目前,西部地區水利科技期刊中內刊還占一定比例,如西部地區唯一的直轄市重慶至今無水利科技期刊,西部地區有一些典型的水利行業高職院校,如重慶水利電力職業技術學院、廣西電力職業技術學院、四川水利電力職業技術學院等主辦的具有水利行業特色的期刊也為內刊。筆者建議期刊主辦單位提高刊物學術質量并加快申辦公開期刊,稿源豐富的公開出版期刊應縮短刊期,加快信息和知識傳播速度。
2.立足地方水利特色,明確定位,辦出精品
不同的流域和地區都有各自不同的區域特點,水利工程的多少、江河湖海所占的比例、地域的水資源狀況等相互差異較大,這也決定了地方性水利期刊內容的差異性。西部地區水土資源極不均衡,西北地區水少土多,西南地區水多土少,水利科技期刊必須根據地區水利建設特點和需求做好選題策劃,把握近年來經濟社會發展的主旋律和水利建設特點,立足地方,創辦特色欄目,獨辟蹊徑,拓展視野,全力服務當地水利建設。《四川水利》的“巴蜀河川”欄目,就是立足地方設置的特色欄目。加強水文化建設是推動水利又快又好發展的有力支撐,2012年水利部印發了《水文化建設規劃綱要(2011~2020),要求全面推進水文化建設與研究,水利科技期刊應該適應水利發展需要,科學調整欄目設置。從西北地區來看,流經甘肅、寧夏、陜西三省區的渭水,陜西的漢水,四川的都江堰,重慶的嘉陵江、長江兩江流域,都有著鮮明的流域文化特色,地方行政主管部門主辦的水利科技期刊,可以設置相關水文化研究專欄,向水利行業知名專家、學者約稿,豐富期刊內容,推動水利科技發展。
3.加強東西部交流,提升集團化和專業化辦刊水平