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水工建筑物教学模式改革探索

时间:2022-04-12 09:44:26 浏览次数:

摘要:水工建筑物课程是水利水电工程专业的一门非常重要的专业必修课。本文阐述了目前该门课程存在的一些问题,并提出相应的改革理念及思路,以期提高该门课程的教学效果。

关键词:水工建筑物;教学现状;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)14-0140-02

“水工建筑物”是贵州大学水利水电工程专业的一门专业必修课,在水利水电专业人才的培养过程中起到了非常重要的作用。该课程较系统地介绍了水利枢纽的整体布置及水工建筑物的构造特点、工作原理、适用条件等,对典型水工建筑物的设计理论和设计方法进行探讨。本课程的任务是,使学生了解各种水工建筑物的设计理论和方法,了解各种水工建筑物的布置原则和在水利枢纽中的相互关系,通过授课、实习(包括认识实习和毕业实习)、课程设计等环节,使学生学会运用所学知识解决实际工程问题,再配合其他相关专业课程的学习,为今后从事水工建筑物的设计、施工、管理、运行等工作打下扎实的基础。

一、教学现状

(一)教学内容多,教学学时短[1]

随着教学改革的进行,专业课的课时在压缩,该门课程由原来的90学时压缩为现在的80学时,教学内容也相应的进行了压缩。现在授课内容是从所用教材里挑选了部分进行教学,包括三大坝型(重力坝、拱坝和土石坝)、溢洪道和水工隧洞等水工建筑物的设计计算。

(二)教学模式陈旧

采取的是传统的填鸭式教学模式,这种模式抑制了学生的学习主动性和积极性,抹杀了学生的学习兴趣。并且该门课是实践性极强的一门课,应该让学生在实践中学,实践中用。

(三)不重视课程设计的实践性教学环节

课程设计实践教学环节学时较少,仅为2.5周(包括两次课程设计),在这么短的时间内是没法把我们布置的课程设计内容做好的,每次的课程设计都是匆匆结束,学生最终所交的成果较粗糙,没有达到设计好水工建筑物的要求。

二、教学改革理念及思路

(一)调整教学内容

根据水工建筑物课程内容的特点、贵州省地域特点及当前的水利建设形势,调整教学内容。水工建筑物包括的内容很多,如:三大坝型(重力坝、拱坝和土石坝)、各类水闸、钢闸门、渠系建筑物、船闸等等。通过该门课程的学习,不可能要求学生掌握每一种建筑物的设计计算方法,只有根据当前的水利发展形势及当地的地域特色选择部分建筑物进行详细教学。如根据贵州的地域特点,早年是重力坝和拱坝修建较多,我们的教学内容也偏重于重力坝和拱坝的设计。但是随着近几年水利建设的发展,因为地质条件的原因,很多工程偏向于修建面板堆石坝(属土石坝),势必要求我们对教学内容也进行改革,授课内容可能就要偏重于土石坝部分,特别是面板堆石坝部分。

教学内容还希望从课程体系中全面考虑,如:堰流计算、消能设计等应该在水力学中讲解,钢闸门应该在水工钢结构课程中讲解,土石坝的边坡稳定应该在土力学课程里讲解,做到专业课和专业基础课的完美衔接,以充分利用教学时间,避免重复教学,。

(二)采用多种教学方法

1.提高现有的教学课件,丰富教学内容。水工建筑物有别于其他建筑物,主要体现在工作条件复杂、施工艰巨、工程造型复杂及没有可复制性等方面。而且水工建筑物是复杂的空间结构,结构很抽象,需要学生具有丰富的空间想象力,光靠简单的教学模式,学生没法系统地掌握各个水工建筑物的结构组成、设计原理和设计方法。在教学过程中,需要充分利用多媒体教学手段,通過图片、动画及视频等高科技手段,让学生能直观地看到各个水工建筑物的立体模型,化抽象为具体,给学生感性认识,提高学生的学习积极性;

2.运用大型计算软件进行教学,提高学生的学习积极性。水工建筑物中计算量大,有些内容是没法用手工计算完成的,需要借助大型计算机软件,如重力坝的计算,用手算也可以计算出结果,但是你一旦调整坝体参数,那计算又得重新开始,如果借助计算机软件,就算借助最基本的EXCEL都可以将我们的计算大大地简化,坝体参数调整后计算结果就自动算出。如拱坝的计算,如果用手工计算,算一种最简单的方案就需要很长时间,如果借助软件进行计算,仅需要几秒钟。借助大型计算软件,不仅可以节省时间,也为学生毕业后进入设计单位打下坚实的基础;

3.进行现场教学。带学生到工地现场进行教学。水工建筑物是结构较复杂的空间结构,仅仅靠图片和图纸来学习的话,就需要学生具有丰富的想象力。如果能带学生到现场亲眼目睹建筑物进行现场教学,就会很直观地看到我们建筑物的各个结构组成,特别是一些细部构造就会更清晰,让学生对水工建筑物的构成有了直观的了解,学生学起来就更轻松,对课程设计的进行也有很大的帮助。

4.开展专题讲座。结合当前的水利发展形势,课外邀请一些专家给学生进行专题讲座,让学生了解当前的水工建筑物发展情况,学习新技术、新方法、新观点等。

(三)解决重理论轻实践教学环节的问题

1.实习与教学结合。水工建筑物是一种复杂的结构,水工建筑物的施工工期长,短时间的实习(如认识实习和毕业实习)效果不好,现场实习应该与教学结合起来效果更佳,可以借助教学录像给同学们展示水工建筑物的施工过程,同时可以通过参观教学模型,结合教学模型讲解水工建筑物的各个部分,给学生增强直观认识。

2.开展实验教学。可以开展简单的水工结构模型试验,如重力坝的剖面模型,并且测量重力坝的应力应变,使学生对坝体的结构及工作原理有更加深刻的认识。

3.强化课程设计[2]。水工建筑物课程设计是与教学配套的一项实践性教学环节,也是非常重要的教学实践环节。通过课程设计,能使学生更进一步地掌握重力坝的设计过程及计算过程,深入理解重力坝的受力原理等等,巩固学生的基础理论,提升学生的设计思想及工程素质,对学生的教育起到了不可替代的作用。

但是课程设计中存在些问题,如学生缺乏对实际工程的理解,比较迷茫和困惑,不知道怎么开始,缺乏对规范的理解和重视,没有查找规范的习惯,还有制图不规范等等。

基于以上的问题,课程设计应该形成一整套设计任务书,包括详细的设计流程、制图要求、写作格式、图纸规范、参考资料等等,进行详细说明;同时向学生展示往届学生的优秀作品,并对其点评。加强学生对制图规范、说明书等的了解,为学生以后所从事的工作打好基础。

(四)解决成绩评定方式单一的问题

改变以往传统的期末考试成绩评定方式。采用过程考核和期末考试结合的形式,最终的成绩由该两部分组成,第一部分采用闭卷考试的形式,主要考查学生对基本理论知识的掌握情况,占总成绩的60%;第二部分考核主要为平时表现,主要考核学生对知识的灵活运用,应用基础知识解决具体问题的能力。通过详细记录学生平时的出勤、作业完成情况及课堂回答问题的表现进行考核,每项的比例分配为:上课出勤情况占10%,课堂回答问题情况占10%,大作业占20%,共占40%。

三、结论[3]

水工建筑物是一门实践性很强的课程,利用丰富的多媒体教学与传统的教学方法相结合,可以大大地提高教学效果,提高学生的学习积极性,发挥学生的主观能动性,学习效果会更好。同时与实际工程相结合,加大实践教学力度,重视课程设计,提高学生对各个水工建筑物的感性认识,提高学生的主动性和创造性,课程设计中鼓励学生加入自己的设计思路和思想,从而提高该门课程的教学质量。

理论教学与实践紧密结合,让学生在实践中学,实践中用。让他们在学校就提前接触实际工程设计,从而提高专业认知水平,为今后进入工作单位打好坚实的基础。

参考文献:

[1]曹邱琳.“水工建筑物”课程教学模式研究[J].课程教材改革,2013,266(7):137-138.

[2]唐欣薇,谭茶生.“水工建筑物课程设计”教学方法研究[J].中国建设教育,2016,112(2):72-74.

[3]林继镛.水工建筑物[M].北京:中国水利水电出版社,2009.

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