轉型形勢下高校《水電站》課程教學改革與研究

劉喜峰　張瑞　崔德芹

摘 要：以吉林農業科技學院為例，結合教育部關于地方本科高校轉型發展的指導意見，分析、研究了水利水電工程專業的《水電站》課程，根據該課程的特點提出了新形勢下吉林農業科技學院課程教學應滿足的要求。針對《水電站》教學中存在的問題，分別從理論教學、實踐教學和考核方式三方面展開論述，并提出了相關的教學改革措施，使其與現行執業資格考試和行業需求接軌，以期為其他高校同類專業的課程建設提供參考，同時，也為培養應用技術型人才作準備。

關鍵詞：《水電站》課程；理論教學；實踐教學；轉型改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.123

教育部2014年工作要點的提出意味著我國高等教育將進入新的調整期，推進地方本科高校轉型發展會對我國高等教育改革發展的全局產生深遠影響。因此，吉林農業科技學院積極響應、深入貫徹落實高教強省戰略，全面實施轉型發展，努力將自己建設成為特色鮮明的應用技術型大學。學校的基本定位會涉及到眾學科和專業，甚至是課程的轉變和調整。在此形勢下，結合各用人單位對水利水電工程專業人才培養的意見和建議，將《水電站》課程納入先期教學改革目標，對該課程的理論教學、實踐教學和課程考核方式等進行一系列改革和創新，形成一套完整、系統的教學模式。

《水電站》是水利水電工程專業的核心課程，也是主要專業課之一。該課程包含的內容多，學習過程中會涉及很多專業基礎課的知識，比如《水力學》《材料力學》《結構力學》等，還有專業課《水工建筑物》和《水利工程施工》，知識面很廣，實踐性強，并且具有一定的交叉性。另外，在水利水電工程專業培養方案中，該課程是僅有的一門將水利與水電結合在一起的課程，其他課程都只重視水利方面的知識講解。所以，在牢固掌握其他課程內容的基礎上，為了讓學生更好地運用水電知識，不與實際情況脫軌，為將來從事水電站運行管理、施工和調度等工作打下堅實的基礎，該課程的教學改革顯得尤為重要。

1 《水電站》課程特點和轉型要求

《水電站》是一門與工程實際情況貼合度較高的課程。該課程對學生基礎知識的掌握度和綜合應用能力有很高的要求。學習這門課程，學生不僅要掌握水輪機和水電站建筑物的基本概念、原理特點，還要熟知相關規范，能夠著手各建筑物的設計，并將各設計數據合理、規范地反映到工程圖紙上。而在學校轉型發展的形勢下，對學生綜合應用能力的培養更加重要。

1.1 課程特點

水電站是水、機、電的綜合體，是將水能轉變為電能的設備和建筑物的總體。因此，這門課程教學包括三大部分內容，即水電站輸水系統、水輪機和廠房。在輸水系統中，主要介紹進水建筑物、輸水建筑物、平水建筑物等的構造和特點，尤其是壓力管道和調壓室中的水力計算和設計，各建筑物的設計均需嚴格遵守有關的水利規范；在水輪機部分將介紹水輪機的類型、構造和工作原理，重點講解水輪機的特性和選型方面的內容；廠房部分主要講述各類廠房的布置設計。在水電站初步設計中，這三部分內容缺一不可，應繪制出與各部分相對應的工程圖紙。基于上述教學內容，《水電站》課程具有知識點多、實物圖片多、設計計算公式多、規范復雜、涉及眾多基礎知識、學習難度大、對學生綜合能力要求高的特點。

1.2 轉型要求

《水電站》作為一門專業課，結合課程特點和學校的轉型發展路徑，為了實現應用技術型人才的培養目標，如何設置授課內容，采取什么樣的授課方式可以讓學生掌握更多內容，讓學生有光明的就業前景，畢業后在該行業中迅速適應并發揮重要作用，是亟待解決的問題。因此，在學校轉型發展期間，針對專業人才培養目標，課程教學應側重以下幾方面。

1.2.1 教學內容與執業資格考試掛鉤

學生作為未來的水利水電工程從業人員，勢必會有一種學習方向，就是考取建造師執業資格證和注冊土木工程師（水利水電工程）執業資格證等。盡管在校期間不滿足考試條件，但學生可以提前學習相關內容，一旦條件滿足，便可取得相應證書，為個人從事工程活動和在企業提升資質提供依據。但是，多數高校并不重視此類資格考試。水利水電行業執業資格考試的試題會涉及水電站方面的知識，而且偏重于實踐，以實際工程為案例，考核的就是學生解決實際問題的能力。目前，各大高校《水電站》教學方式也僅僅是按照教材講解分節知識點，尚未開啟系統的專業知識案例部分。因此，教師在教學過程中，應多注意知識點的偏移，做好行業儲備人才的培養工作。在轉型形勢下，各高校陸續引進、任用“雙師型”教師，有此類教師的參與，會使得學生的學習效果事半功倍。

1.2.2 注重實踐能力的培養

《水電站》是一門綜合性課程，其實踐教學主要是培養、提高學生的實踐能力，具體表現為幫助學生通過工程師的基本技能和專業技能訓練，培養工程思維能力、工程設計能力和解決工程實際問題的能力，按照相關標準和規范完成水輪機和水電站建筑物的初步設計，并繪制工程圖紙，為學生將來從事水利行業設計、施工、運行管理和科研方面的工作奠定基礎。但是，以往的教學內容過于偏重理論知識，不重視實踐教學，讓學生認為“學”與“做”無關，所以，學生畢業后適應工作的能力差，與行業用人單位的要求脫節。在轉型形勢下，學校必須要培養學生的實踐能力，讓他們能夠學以致用。

1.2.3 與其他課程的交叉教學

一個水電站樞紐包括樞紐建筑物、發電建筑物和發電設備等。樞紐建筑物在《水工建筑物》課程中講授，發電建筑物和發電設備的水利機械部分在《水電站》課程中講授，而發電設備的電氣部分在機電工程類專業開設的課程中講授。鑒于此，為了使學生能夠連貫學習，不影響課程設計和畢業設計，電氣部分知識不應與教學內容徹底脫節，所以，要盡量聘請機電類有經驗的教師講授若干學時。另外，在介紹各發電建筑物部件時，教師可以結合英語教學，為下學期的專業英語教學作鋪墊，也為從事科研工作的學生查閱外文文獻打下基礎。

1.2.4 引入先進技術

部分學生畢業后將從事水電站運行管理方面的工作，所以，為了確保水電站能夠長期穩定、高效地運行，減少水電站運行管理值班人員的數量，改善勞動條件，實現實時管理，很多水電站已經采用計算機監控系統。因此，教師在講解《水電站》課程時，可以利用2～4學時或以開展講座的形式為學生介紹先進的水電站計算機監控技術，讓他們了解水電站的信息化和自動化程度。

2 教學中存在的問題

過去《水電站》課程多采用傳統的“以教材為中心，以課堂為中心，以教師為中心”的教學模式。當前，《水電站》教學中主要存在以下問題：①理論教學方面存在學時不足的問題。因為課程內容多，在轉型形勢下，理論學時一再被壓縮，所以，教師要想在有限的學時內講完內容并讓學生聽懂是有一定難度的，而且學生學起來也比較難，不易掌握。另外，不管教學所選用的《水電站》教材是哪一版，都存在內容老化的問題，缺少水電站建設的發展動態。從當前水電站的發展情況來看，建設的中小型水電站比較多，但教材中少有介紹。同時，課堂上多以教師講為主，學生聽為輔，教學方法不能隨著教學內容而調整；教學內容的凝練度和精講度不到位；多媒體課件中動畫效果較少也是學生提不起學習興趣的原因之一。②課程實踐環節重復性大，缺乏創新。《水電站》課程的實踐環節采用課程設計結合參觀實習的方式。課程設計集中安排在1周內，相關內容在教材中并未涉及，課程設計題目大多也不是真實的案例，而且并非一人一題，重復性極大。在設計過程中也存在許多問題，比如圖紙繪制不規范，圖紙中的數據與設計計算部分無法準確對應，各種理論概念混淆，廠區布置方案不合理等；而在參觀實習中，大多時候學生也僅僅是參觀，聽聽電站負責人的介紹，參觀完畢后寫的實習報告雷同度極高，報告內容描述工程概況居多，而自身領悟與課程教學內容的聯系比較少。③考核方式太單一。通常情況下，都是以試卷形式來考核學生對知識點的掌握情況，導致學生只注重考前復習，死記硬背，這考的是他們的記憶力，反映不出他們的理解力和解決實際問題的能力。另外，現存考試模式與執業資格考試模式脫軌，執業資格考試中考的是對知識的理解和運用，涉及到公式、規范類的題目居多，而教師在出題時，因為需要考慮及格率或卷面成績正態分布等問題，反倒會避開一些公式復雜的題目，這樣會在先期給學生產生錯誤導向，讓他們認為這部分知識不重要，造成知識點的缺失。

3 適應轉型發展的教學改革措施

針對學生在學習《水電站》課程中存在的問題，結合學校轉型發展的要求，現有針對性地從以下3個方面提出改革措施。

3.1 理論教學

理論教學分別從教材、多媒體課件、教學內容、教學方法和手段4個方面展開。

3.1.1 教材

教學內容的安排依賴于教材，它是以教材為中心展開的。針對教材內容老化的情況，學校可以自編教材，或在現用教材（劉啟釗，胡明，著，《水電站》，中國水利水電出版社，2014）的基礎上及時為學生補充學習資料，尤其是執業資格考試中涉及到的內容、目前水電站的發展動態及趨向、水資源開發規劃相關的國家政策、設計規范及手冊等，目的就是讓學生學習到更新、更實用的知識。

3.1.2 多媒體課件

《水電站》課程中包括各類建筑物和水利機械的內容，教師要想向學生介紹各部件的組成及其細部構造，就要采用一些有效的教學輔助工具來幫助學生形成空間概念。應用網絡技術可以使CAI課件成為多媒體教學的熱點。CAI課件可以直觀地對比、展示二維、三維圖像，使學生對空洞的教學內容有更形象的認識，同時，也可在PPT中引入虛擬現實技術，通過鼠標操作從不同視角展示各部件，加深學生的印象。因為學生覺得圖片、動畫等比較新穎、有趣，所以，采用現代化的教學手段——CAI課件，可以優化課堂教學效果。

3.1.3 教學內容

《水電站》課程的教學內容豐富，但是，理論學時被壓縮。教師要想在有限的學時內教懂、教會、教好學生，就要凝練和優化教學內容——精講重點、難點內容，對于學生容易領悟的部分，以作業的形式要求學生自學完成，同時，教師還要在授課過程中適當增加一些具有地域特色的知識。比如，我校學生多為吉林省內的，因此，在授課過程中，可以將省內水電站，比如豐滿、紅石、白山電站作為典型工程案例，實行案例教學。在教學過程中，教師應給出重要專業名詞和專業術語的英文名稱，適當添加發電設備電氣部分和計算機監控技術的內容，適時邀請校外知名專家或高級工程師來校作專題報告，為學生普及最新工程建設動態，水電站設計的新理論、新技術，科學實驗研究的前沿成果等。

3.1.4 教學方法和手段

課程的教學方法不是一成不變的，應隨著教學內容的不同而及時調整。在緒論部分，可以多引入課程發展趨勢和教師自己的科學研究工作進展，引導學生查文獻，追蹤國內外最新研究動向，并要求學生將其研究成果以PPT形式匯報給大家，鼓勵學生嘗試寫綜述類小論文；在水輪機部分，可采用SOLIDWORKS等軟件制作三維模型；在水電站輸水系統部分，可以結合水工建筑物方面的知識點，對比講授，啟發學生的思維，培養他們融會貫通的能力；對于廠房部分，可制作3D MAX動畫，并錄制現場實習的影像，使教學內容更加形象、生動，從而取得較好的效果。 3.2 實踐教學

過去，實踐教學一直不被重視，在轉型發展形勢下，高校積極轉變教學思路，致力于增加實踐學時數，使理論教學與實踐教學相輔相成。因為我校水工大廳尚未建成，學生沒有親身體驗、參與相關課程試驗——水力發電模擬試驗、水擊試驗、調壓室水位波動試驗等。鑒于此，在條件允許的情況下，學生可以先通過CAI網上教學實驗課件預習、復習，寫試驗報告。課程設計部分是實踐教學環節中很重要的一部分，所以，教師應對學生進行分組，每一組有自己的設計題目、設計任務書和設計指導書，教師要給出學生每天完成的工作量，同時，要在當天課程設計結束前做好檢查工作。同一組成員可共同探討，互相合作，但是，必須保證有自己獨立完成的部分。設計后安排答辯，教師要及時指出學生設計中出現的問題和CAD圖紙中不合理的地方。現場實習部分不僅可以豐富課堂教學內容，還有助于鞏固理論知識。在此過程中，可以聘請工程實踐經驗豐富的工程師、實習基地的工程技術人員聯合任課教師一起帶隊，每位帶隊人員負責若干名學生。在實習開始前，要做好動員工作，為學生安排好任務，讓學生帶著任務在參觀時邊思考邊提問。實習結束后，實習報告中務必要寫出心得體會和自己對水利工程建設的領悟。

3.3 考核方式

《水電站》課程的傳統考核題目（名詞解釋、填空、選擇、判斷、簡答、論述和計算）應結合課程設計和現場實習遇到的問題來檢驗學生是否真正掌握相應的實踐內容知識點，同時，課程考核可以模仿執業資格考試，在傳統出題模式的基礎上，增加一種題型，即案例分析。從實際工程案例或執業資格考試試題庫中抽出一道題，配以一系列的問題來考察學生對知識點的掌握度和他們學以致用的能力。這種考核方式符合學校的教育目標，并且與國家考試形式掛鉤，可以充分調動學生的積極性，讓學生在答卷中學會分析問題，并能有效解決問題，為他們畢業后的工作奠定基礎。

4 結論

本文結合《水電站》課程的特點，指出轉型期高校《水電站》課程教學應滿足的要求，針對現階段教學中存在的問題提出相關改革措施，使學生獲得水電站的設計原理、方法和運行管理等理論知識，培養他們解決實際工程問題的能力。這樣做，經過相關考核后，他們就能與執業資格人員接軌，畢業后便可成為動手能力強、適應能力快的應用技術型人才。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕