水利水能規(guī)劃課程教學(xué)改革初探

　　摘 要： 基于水利水能規(guī)劃及課程設(shè)計(jì)歷年授課經(jīng)驗(yàn)，作者通過分析思考，指出課程授課及課程設(shè)計(jì)等理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題，并提出相應(yīng)的對(duì)策和改革方案，以增強(qiáng)改革教學(xué)效果，提升教學(xué)質(zhì)量。
　　關(guān)鍵詞： 西北農(nóng)林科技大學(xué) 水利水能規(guī)劃 改革思路
　　
　　水利水能規(guī)劃（含課程設(shè)計(jì)）是我國大部分水利類本科專業(yè)設(shè)置的一門專業(yè)基礎(chǔ)課［１］，在西北農(nóng)林科技大學(xué)，該課程涉及水資源與環(huán)境工程、農(nóng)田水利工程、水利水電工程、熱能與動(dòng)力工程等多個(gè)專業(yè)。該課程根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)開發(fā)利用水資源提出的實(shí)際要求，以及水資源本身的特點(diǎn)和客觀情況，依據(jù)《中華人民共和國水法》的規(guī)定，講授如何經(jīng)濟(jì)合理地綜合治理河流，綜合開發(fā)水資源，確定水利水電工程的合理開發(fā)方式，開發(fā)規(guī)模和可以獲得的效益，以及擬定水利水電工程的運(yùn)用方式，等等。課程內(nèi)容有興利調(diào)節(jié)計(jì)算、洪水調(diào)節(jié)計(jì)算、水能計(jì)算等三大部分。該課程的講授需在學(xué)生完成《工程水文學(xué)》、《水文學(xué)原理》、《水力學(xué)》等課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行［2—4］。
　　本課程的培養(yǎng)目標(biāo)為，使學(xué)生在掌握工程水文內(nèi)容的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)水利水能規(guī)劃的基本理論、基本知識(shí)，初步掌握這方面的分析計(jì)算方法，使學(xué)生畢業(yè)后，經(jīng)過一段生產(chǎn)實(shí)踐的鍛煉能參加這方面的工作。課堂講授32學(xué)時(shí)，課程設(shè)計(jì)為1周。如何在短學(xué)時(shí)的情況下使學(xué)生掌握水利水能規(guī)劃的相關(guān)內(nèi)容，這是我們?cè)跉v年教學(xué)中重點(diǎn)探討的問題?；谝酝慕虒W(xué)經(jīng)驗(yàn)，我特提出以下改革思路。
　　一、在課堂講授中，采用傳統(tǒng)方法結(jié)合多媒體教學(xué)提高教學(xué)質(zhì)量。
　　我校在2008版本科課程設(shè)置中，為強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力，縮短了專業(yè)課程的學(xué)習(xí)時(shí)間，水利水能規(guī)劃課程的學(xué)時(shí)由以往的36學(xué)時(shí)減少為32學(xué)時(shí)。為了充分反映該課程主要內(nèi)容，在規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)完成主要內(nèi)容的講解過程，可運(yùn)用多媒體教學(xué)來緩解目前教學(xué)學(xué)時(shí)較短的不足，多媒體教學(xué)較純板書教學(xué)而言，在有限的時(shí)間內(nèi)能講授更豐富的內(nèi)容。
　　多媒體教學(xué)能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和動(dòng)態(tài)展示的優(yōu)勢，具有畫面多、信息量大、直觀性強(qiáng)的特點(diǎn)。在水利水能規(guī)劃課堂講授過程中，采用多媒體進(jìn)行教學(xué)，對(duì)于不易理解的內(nèi)容，以色彩豐富而且直觀的圖片、表格和圖示進(jìn)行講解，能夠使學(xué)生易于理解和消化吸收相關(guān)知識(shí)。如水庫特征水位的講授，以圖形展示，逐個(gè)講解，使得學(xué)生充分理解各特征水位，以及對(duì)應(yīng)的特征庫容。又如對(duì)于洪災(zāi)的講解，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和對(duì)特定地區(qū)洪水視頻來展示洪災(zāi)的兇猛和危險(xiǎn)性，使得學(xué)生對(duì)于理解洪水災(zāi)害有更深刻的印象。此外，當(dāng)講授水電站能量轉(zhuǎn)換過程時(shí)，以“圖解+視頻文件+動(dòng)畫”的形式，可將水電站發(fā)電過程形象地展示出來。
　　多媒體教學(xué)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(zhuǎn)換過程，能充分傳達(dá)教學(xué)意圖。但相比較而言，多媒體教學(xué)由于在相同時(shí)間內(nèi)能使教師傳授比傳統(tǒng)教學(xué)更多的知識(shí)，因此對(duì)于學(xué)生來說，需要投入更多的時(shí)間預(yù)習(xí)，而且在課堂講授時(shí)間內(nèi)，需要加倍集中精力，以期消化和吸收當(dāng)次課堂知識(shí)。因此學(xué)生進(jìn)行充分預(yù)習(xí)、精力集中和課后復(fù)習(xí)成為必要的環(huán)節(jié)。為了使學(xué)生及時(shí)消化和鞏固知識(shí)，一方面，教師需要及時(shí)在課后布置一定量的作業(yè)，另一方面，可以在每次授新課之前，用5分鐘左右的時(shí)間快速復(fù)習(xí)上次講授的要點(diǎn)，以便起到承上啟下的作用。
　　在運(yùn)用Powerpoint制作講義的過程中，通過添加大量的圖片、短片、動(dòng)畫等來吸引學(xué)生的注意力，同時(shí)將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)、視聽強(qiáng)化教學(xué)等其他教學(xué)方式有機(jī)結(jié)合起來，例如對(duì)一些基本公式的推導(dǎo)，采用傳統(tǒng)式教學(xué)；而對(duì)于水力發(fā)電、徑流調(diào)節(jié)計(jì)算、洪水調(diào)節(jié)計(jì)算、水能計(jì)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)清晰地演示給學(xué)生，使學(xué)生全面、直觀地了解這些內(nèi)容的原理、方法、作業(yè)程序，最終形成一個(gè)清晰的邏輯概念，這樣不僅可以拓寬學(xué)生的視野，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和思維的過程，同時(shí)也可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生從被“灌輸”的狀態(tài)，進(jìn)入“互動(dòng)”的學(xué)習(xí)狀態(tài)；使學(xué)生參與教學(xué)，由被動(dòng)地位轉(zhuǎn)為主動(dòng)地位，在創(chuàng)造和想象的空間里，發(fā)現(xiàn)知識(shí)、理解知識(shí)、掌握知識(shí)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生通過課下深入學(xué)習(xí)，能夠加深對(duì)問題的理解，并不斷和同學(xué)、老師討論交流，從而鞏固相關(guān)知識(shí)［5—6］。
　　二、增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生水利計(jì)算和水能規(guī)劃的基礎(chǔ)理論和動(dòng)手能力。
　　水利水能規(guī)劃課程設(shè)置了課程設(shè)計(jì)，歷時(shí)一周。課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，應(yīng)使學(xué)生在掌握基本理論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過實(shí)際工程案例的計(jì)算分析，深入理解該課程的應(yīng)用價(jià)值和功能，即在課程設(shè)計(jì)中，提供相關(guān)工程實(shí)例的水文、泥沙、地質(zhì)、水能及工程地點(diǎn)等基本資料，將理論知識(shí)融會(huì)貫通，靈活體現(xiàn)在實(shí)際工程分析中。主要內(nèi)容是依據(jù)經(jīng)水文分析計(jì)算后提供的設(shè)計(jì)年徑流、設(shè)計(jì)洪水、泥沙特征等成果，按照工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，通過興利調(diào)節(jié)計(jì)算、水能計(jì)算和調(diào)洪計(jì)算等，分析確定水資源利用工程的規(guī)模，并為水資源利用工程的調(diào)度運(yùn)行提供相應(yīng)的特征參數(shù)。通過課程設(shè)計(jì)，學(xué)生可將課堂上學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)踐，全面掌握水文分析與計(jì)算的原理、方法；了解水庫電站設(shè)計(jì)中水文分析及水能計(jì)算部分的基本程序，訓(xùn)練學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力與實(shí)際動(dòng)手能力；同時(shí)還可以使學(xué)生把看似不連貫的知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通，從而對(duì)本課程在工程實(shí)踐中的應(yīng)用有所了解。
　　課程設(shè)計(jì)以西北某河流多年徑流特征為基本數(shù)據(jù)，考慮蒸發(fā)和滲漏損失，以年調(diào)節(jié)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(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位及相應(yīng)的特征庫容，進(jìn)行興利調(diào)節(jié)計(jì)算、防洪調(diào)節(jié)計(jì)算及水能計(jì)算，最終確定水電站的動(dòng)能參數(shù)和水庫的特征參數(shù)。理論方面的基本要求是理解興利調(diào)節(jié)計(jì)算、水能計(jì)算及調(diào)洪計(jì)算的主要步驟。在實(shí)際操作中，水庫工程的設(shè)計(jì)方案中涉及不同特征水位的選取，課程設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)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(guān)系（依據(jù)實(shí)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(diào)節(jié)計(jì)算中需考慮庫水面蒸發(fā)等因素并計(jì)入損失進(jìn)行計(jì)算，水能計(jì)算過程中是否能在規(guī)定條件下計(jì)算出保證出力，水電站實(shí)際機(jī)型的選用需套用定型機(jī)組而不是直接選取計(jì)算的理論值，調(diào)洪計(jì)算需考慮不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等。課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容需給學(xué)生充分思考的空間，其計(jì)算結(jié)果可允許有一定變化，這與授課時(shí)完成作業(yè)有所不同，因此在課程設(shè)計(jì)的完成過程中，學(xué)生既深化了課堂知識(shí)，又初步掌握了實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本步驟，學(xué)會(huì)了動(dòng)腦靈活解決問題。
　　本課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)和水文實(shí)習(xí)融合在一起，通常在每年暑期進(jìn)行為時(shí)1周的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和3周的綜合實(shí)習(xí)，其中有若干天時(shí)間用于了解和調(diào)查河流的水文情勢，并了解水電站發(fā)電基本設(shè)備構(gòu)成及發(fā)電程序，使學(xué)生對(duì)于課程內(nèi)容在實(shí)際中的應(yīng)用有一定程度的認(rèn)識(shí)。此外，還可通過和教研室經(jīng)驗(yàn)較豐富的教師交流，改進(jìn)教學(xué)方法，提高學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。
　　三、增加本科生及早接觸和參與研究項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。
　　我校多年來組織本科生積極申報(bào)“挑戰(zhàn)杯大學(xué)生科技競賽”、“大學(xué)生科技創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目”，區(qū)分為重點(diǎn)項(xiàng)目和一般項(xiàng)目，資助額度幾千元不等，國家層面上也有相關(guān)科技創(chuàng)新項(xiàng)目方面的資助。善于觀察、積極思考、喜歡探索的學(xué)生往往在指導(dǎo)老師的幫助和指點(diǎn)下獲得項(xiàng)目的資助，從而開展相關(guān)的調(diào)查、試驗(yàn)和研究，對(duì)于培養(yǎng)大學(xué)生從事初步的研究工作和獨(dú)立的創(chuàng)新性思維具有很好的鼓勵(lì)和推動(dòng)作用。雖然我院以往對(duì)于該項(xiàng)目的獲批額度不大，但近年來對(duì)于教師指導(dǎo)學(xué)生參與科技創(chuàng)新活動(dòng)，以及大學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文等都有積極的鼓勵(lì)措施，如學(xué)院承擔(dān)大學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文的版面費(fèi)，在學(xué)生的學(xué)期綜合測評(píng)中給予加分，等等，為推動(dòng)大學(xué)生參與科研項(xiàng)目和進(jìn)行科技創(chuàng)新活動(dòng)營造了良好的學(xué)術(shù)氛圍。
　　我校目前對(duì)個(gè)別專業(yè)的本科生實(shí)行了“2+2”復(fù)合培養(yǎng)模式，即在大學(xué)期間，前兩年集中加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論、基本技能、外語能力、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，以強(qiáng)化基礎(chǔ)，拓寬知識(shí)面；后兩年實(shí)行導(dǎo)師制，在學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)和技能的同時(shí)，參與指導(dǎo)教師從事的科研或工程設(shè)計(jì)工作。選擇導(dǎo)師后，對(duì)于學(xué)生參與具體的工程項(xiàng)目或科研工作具有積極的推動(dòng)作用，有利于學(xué)生直接參與相關(guān)研究，并對(duì)如何具體應(yīng)用專業(yè)知識(shí)有良好的正面作用。該模式適宜大力推廣到其他專業(yè)和高校。
　　四、結(jié)語
　　針對(duì)《水利水能規(guī)劃》課程課時(shí)少、課程設(shè)計(jì)改革等方面的問題，我們提出在多媒體教學(xué)中進(jìn)行改革和增強(qiáng)教學(xué)效果的措施，以及課程設(shè)計(jì)中應(yīng)使學(xué)生重點(diǎn)掌握的問題，提倡學(xué)生在本科階段參與實(shí)際的工程實(shí)踐和科學(xué)研究，為培養(yǎng)高水平本科畢業(yè)生打下基礎(chǔ)。本文的相關(guān)內(nèi)容可為今后的教學(xué)提供一定的參考。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　?。?］周之豪，沈曾源，施熙燦等.水利水能規(guī)劃［M］.北京：中國水利水電出版社，1996.
　?。?］王維第主編.水電站工程水文［M］.南京：河海大學(xué)出版社，1995.
　　［3］陳惠源，萬俊主編.水資源開發(fā)利用［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2001.
　　［4］余銘正，孟憲生合編.水電規(guī)劃與管理［M］.北京：水利電力出版社，1994.
　?。?］向友珍.“工程水文與水利計(jì)算”課程教學(xué)方法改革探索［J］.高等教育研究，2005，（3）：37-38.
　?。?］劉瑋.關(guān)于多媒體教學(xué)與教改創(chuàng)新的思考［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2004，（8）：49-50.
　　
　　基金項(xiàng)目：西北農(nóng)林科技大學(xué)2011年教學(xué)改革項(xiàng)目（JY1102061）。