水利水能規劃課程教學改革初探

　　摘 要： 基于水利水能規劃及課程設計歷年授課經驗，作者通過分析思考，指出課程授課及課程設計等理論教學和實踐教學環節中出現的問題，并提出相應的對策和改革方案，以增強改革教學效果，提升教學質量。
　　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?；谝酝慕虒W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?。?，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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　?。?］劉瑋.關于多媒體教學與教改創新的思考［J］.內蒙古科技與經濟，2004，（8）：49-50.
　　
　　基金項目：西北農林科技大學2011年教學改革項目（JY1102061）。