關于本科“航道整治”方向畢業設計教改的思考

胡江 蘭艷萍 陳陽

【摘 要】結合近年來教育教學發展對培養本科學生的新要求，以及近年來《航道整治》學科在科研和工程實踐方面的發展趨勢，對本科畢業生“航道整治”方向畢業設計的教改進行了探討。在畢業設計中，適當結合工程的科研項目，引入數值模擬手段，并強化學生的多媒體匯報，將有助于增強學生的興趣、拓寬知識面，真正培養學生發現問題和解決問題的能力。

【關鍵詞】本科 航道整治 畢業設計

對于港航工程專業的本科學生來說，航道整治方向的畢業設計為多數學生畢業走上工作崗位之前必須經歷的一個重要階段。而在這個階段，學生在畢業設計指導老師的幫助下，將綜合運用以前所學的各門課程知識，對某一個航道整治工程進行設計，包括灘險特性分析、設計水位和流量計算、整治水位和流量計算、航道范圍布置、整治線寬度計算及布置、整治建筑物設計及整治效果分析等等。畢業設計將使學生對以前所學書本知識有個綜合的理解、運用，同時也能讓學生對航道整治工程設計過程有一個較為全面的了解，以使學生盡快適應工作需要。典型的航道礙航灘險及整治方案布置如圖1所示。

圖1 典型的航道礙航灘險及整治方案設計

1 “航道整治”畢業設計的一般模式

在該門課程畢業設計的一般模式下，學生主要采用在打印出的圖紙上對灘險進行一些分析，發現灘險存在的問題，然后通過水文學、水力學及泥沙運動力學中的一些公式計算確定整治的基本參數，然后在圖上繪出整治方案并進行整治建筑物的設計、計算工程量，再剖一些斷面進行整治后的水力計算來校核整治效果，最后打印兩張大圖，并在畢業答辯環節做個簡單的介紹即算完成任務。

在一般的模式下，可以加深學生對書本知識的理解，同時也能讓學生對航道整治工程設計過程有一個較為全面的了解。但是，隨著目前科研手段和教育手段的發展，現有的模式在人才培養方面存在一些不足：

（1）對灘險礙航和實施整治工程的機理不清楚

學生在進行某個灘險的整治設計時，僅能從老師那里或者是自己從圖上分析得知淺灘的礙航地點，但是卻很難知道形成這種灘險的真正原因是什么，應該如何徹底改變形成灘險的要素；至于急灘、險灘等，則更難分析清楚。

（2）采用的手段不能跟上現代科學的發展，費時、費力且精度不高，與目前的實際情況脫節

目前，書本上以及規范上采用的手段均是傳統的、通用方法，在設計過程中，學生將花大量的時間去讀圖、去試算，而且最終獲得的結果精度較差。而在實際工作中，這些已經屬于落后的方法，實際指導意義不大。

（3）設計的表現效果較差

傳統的設計思路中，多采用平面二維圖形來描述灘情和整治方案。這種成果的表現方法，一是不直觀，很難直接從圖上一眼看出設計河段灘險及航道的形態，需要非常專業的人士仔細分析圖上數據才能獲得相關信息；二是圖形不美觀，設計圖上布滿各種等高線、地形數據、設計方案輪廓線，多數設計圖都顯得雜亂。

（4）畢業答辯效果較差

以本專業為例，以往在畢業答辯時，多采用學生在講臺上講解為主，類似于傳統的老師站講臺式的教學。由于學生缺乏系統訓練，所以很難在短時間內把問題闡述清楚，對學生的匯報能力訓練較弱。

2 “航道整治”畢業設計教改的思路

針對上述傳統的畢業設計指導方法存在的一些缺陷，提出了如下幾方面的教改思路。

（1）在畢業設計過程中引入試驗研究部分

針對多數的內河航道整治工程來說，均進行過模型試驗或是水槽概化試驗，以研究灘險的演變以及工程方案的效果。因此在畢業設計時，針對選用的工程，首先應將該灘險的模型試驗成果中的灘險演變及礙航特性部分對學生進行詳細介紹，并要求學生做類似的分析；若有條件的，應對學生開放該部分試驗，讓其通過模型試驗弄清灘險的演變特點；若無開展模型試驗的條件，可在航道整治水槽內進行概化試驗，讓學生熟悉類似灘險的演變特性、泥沙和水流運動特性，真正理解和掌握知識書本理論知識。

（2）在本科生的畢業設計中引入二、三維數學模型方法

大量研究證明，經驗證的二、三維水流數學模型在模擬水流運動方面具有較高的精度，而且時效性較好，在畢業設計中引入二、三維的數學模型，對工程前后該河段的水流進行數值模擬，根據結果調整航道整治工程方案，鍛煉了學生的基本技能、拓寬了知識面，豐富了設計報告內容。

（3）三維的河道灘險地形及整治方案布置圖的繪制

引入Matlab、SMS等軟件，將原二維的CAD平面地形圖轉化為三維地形圖，并在上面布置方案、航道邊界等等，使得航道、灘險、深槽等等都能直觀的表現出來，大幅提升成果的表現力（如圖2所示），也增強學生在報告編寫方面的能力。

圖2 同一河段地形及設計方案布置的二維和三維效果對比

（4）答辯環節中引入PPT匯報

在計算機技術廣泛得到應用的現代社會，采用PPT進行項目的成果匯報已經非常普遍。對于PPT匯報成果，要求匯報人能夠在短時間內結合PPT將自己的研究內容、取得的成果等清晰、完整的展現出來，因此在學校里面就應該大力培養學生的這種能力，畢業設計環節是最好的鍛煉機會。作者在指導畢業設計過程中，并不會每天去點名，只要求每周一上午，每個學生將自己上個星期的工作內容、取得的成果、存在的問題以及本周將開展的工作均采用PPT進行簡要匯報，而且對PPT的版面均進行要求和指導，逐漸鍛煉使其匯報過程思路清晰。在最后的答辯環節，全部采用該方式將自己的畢業設計報告展示出來，取得了較好的效果，同時學生得到鍛煉，走上工作崗位以后該能力馬上可以得到體現，對學生的以后發展也有重要的作用。

3 結論

在分析“航道整治”專業傳統的畢業設計指導模式優缺點的基礎上，本文提出幾種教育改革的思路及可實際操作的方法，不但能提升學生畢業設計的質量，同時大大拓寬了學生的知識結構，增強了學生的多種能力，也幫助學生提前適應工作崗位。

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