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摘 要：水工建筑物课程教学以专业培养目标和地区需求为依据.课题组以突出寒区工程应用为主线,在合理选择教学内容,整体设计组合教学内容,突出寒区应用等特点；改进教学方法――案例式教学、对比式教学等方面进行了研究取得较好的效果.
关 键 词 ：水工建筑物；寒区特点；教学目标；教学内容；教学方法
中图分类号：642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2013）03-0020-02
“水工建筑物”课程是水利水电工程、农业水利工程等水利类专业的骨干核心课程之一.是应用所学数学、力学、工程结构等各类专业基础课知识阐述水工建筑物设计的基本理论和解决工程实际问题的综合性、实践性很强的专业课,是本科教育阶段实现专业培养目标,完成专业素质,实践能力训练的重要课程之一.“水工建筑物”课程的教学改革应服从并主动地按照专业培养目标、专业人才培养方案计划的要求,不能仅仅从一门课程自身出发,盲目地要求课程完善和系统化,而要从专业总体和全局出发做好水工建筑物课程的教学改革.
一、 水工建筑物课程教学的目标
水工建筑物课程教学应有明确的教学目标,以此要求来组织课程教学.
(一)专业培养目标的要求
课程教学目标要以专业培养目标为依据,应用性本科水利类专业培养目标是：培养能主动适应社会经济发展和社会主义现代化建设要求,德、智、体、美全面发展,具有扎实的专业基础知识,良好的素质和创新精神,掌握水利水电工程设计基本理论、基本知识和基本设计方法,获得工程师的基本训练,能够在水利水电工程勘测、规划、设计、施工、科研、管理等部门工作的复合型、应用型高级工程技术人才.这个培养目标反映了社会经济发展对本科水利类人才的要求,突出了应用性,强调了专业能力和专业素质及创新精神.水工建筑物课程教学对学生掌握水利水电工程规划、设计、施工、科研和管理的专业岗位需要的基本知识和技能起着很重要的作用.其中它以工程设计为主线来完成对专业知识的梳理.因此,水工建筑物的教学应以工程设计应用为主线,加强、加深课程实践性、应用性,同时加强与其他课程教学和实践性教学环节的结合.
(二)地区性需求的要求
我国地域辽阔,是冻土较多的国家.季节性冻土区面积占国土面积50%以上,分布在我国三北地区（东北、西北、华北）.这些地区冬季气候寒冷,最冷地区月平均气温在―3℃以下,冬季地表上层冻结,春季转暖融化.在这些冻土区进行工程建设,修建建筑物时,由于冻土区冻土具有特殊物理力学特性,使此基础上修建建筑物在强度、变形、稳定性方面受到很大影响,会遭到了破坏,不能正常运用.水利工程中的建筑物由于水的作用在该地区破坏最为严重,在实际工程建设中必须要解决这一问题.我国在对冻土的研究上取得了显著成果,提出了水工建筑物抗冻设计的防护措施和要求.作为讲解水工建筑物设计的“水工建筑物”课程教学理应反映地区性的实际需求.适应和满足冻土地区水工建筑物设计的要求.
二、合理选择教学内容,突出应用与寒区特点
(一)水工建筑物课程现状
水工建筑物课程内容庞杂,涉及的各水工建筑物的概念、特点及设计基本理论很多.已形成较完善的学科体系,实践性很强,涉及的知识面广,叙述性内容多,以往传统的水工建筑物课程教学时面面俱到,各种水工建筑物都要讲,内容多,学时少.而且随着教学改革和教学计划的要求学时还在减少,形成了教师难讲、学生难学、学生学后理不出头绪,不知如何运用、如何设计,学生只是死记硬背,不会举一反三.合理的选择和组织教学内容势在必行.
(二)教学要整体设计组合,突出重点
要解决上述矛盾,必须对水工建筑物课程教学进行改革,在教学内容上进行整体设计组合.以本科水利专业培养目标和水利职业标准对知识、能力、素质的要求以及具体的工作内容和需要来选择教学内容.水工建筑物课程的核心是运用水工设计的基本理论、方法,解决水工建筑物的安全性.
目前,水工建筑物课程教学内容大致为两大部分,一部分为水工建筑物的概念、特点、类型、组成、布置、构造等,此部分叙述性内容多；另一部分为水工设计的方法、基本理论、水力计算、防渗计算、结构计算、地基设计及处理等,上述两部分内容是以各水工建筑物为代表一一讲述的,面面俱到.
各水工建筑物设计有它的个性特点也有其设计的共同特点.组织教学内容应突出重点,精简教学内容,抓住典型建筑物举一反三――以重力坝、土坝、水闸这三种建筑物为典型建筑物,重力坝和土坝代表了筑坝材料不同的挡水建筑物,水闸代表了既挡水又泄水的建筑物.它们的设计要点具有典型性,囊括了建筑物设计普遍性的基本理论、基本设计程序和方法.同时,对有关建筑物的相同部分进行整合独立讲授.如建筑物的地基处理,使学生系统了解了水工建筑物在不同地基上的地基处理方法,从各自水工建筑物地基处理的叙述中解脱出来.通过典型建筑物的讲授掌握了水工建筑物完整的设计要点,在解决典型建筑物的基础上,推广应用到所有建筑物上,同时分析其各建筑物间异同点,着力讲清设计的不同点,使学生举一反三,达到事半功倍的效果.
(三)以突出寒区应用为主线,组织教学内容
季节性冻土区的水工建筑物设计、施工必须考虑水工建筑物的抗冻设计,而以往是脱离的.为此,应将水工建筑物抗冻设计措施的内容与水工建筑物课程内容结合起来,以突出寒区应用为主线,将水工建筑物抗冻措施的应用与水工建筑物土坝、重力坝、水闸的设计内容整合起来.土坝、重力坝、水闸的抗冻技术也是水工建筑物抗冻设计的典型,囊括了水工抗冻设计的内容.这样将这三种建筑物的设计（含抗冻设计）整合一起,以寒区水工建筑物设计应用为主线,既包括了一般水工建筑物的设计内容,又讲解了寒区水工建筑物抗冻设计的内容.
三、改进教学方法,培养学生自主学习能力
针对本课程叙述内容较多,实践性强又抽象,教师难讲,学生难学的问题,为加深学生的学习和理解,应改进教学方法,发动和培养学生的自主学习. （一）应用工程案例进行教学
抓住水工建筑物的难点,以案例分析讲解,案例以工程设计应用为主.例如：在水利枢纽布置及土坝设计中,结合实际工程设计进行教学,明确设计如何下手,按照设计的程序步骤,讲清建筑物的布置和方案选择,建筑物间的相互关系,设计的方法等等.通过实例讲解分析,让学生带着问题交流,同时要积累和建设工程实例资料库提供给学生自主学习.资料库包括工程设计报告书、工程设计图纸、工程图片及水工抗冻设计的教材和资料,让同学们课外学习阅读,让同学们自主学习和理解、交流实际工程的案例,加深对水工建筑物设计的认识,基本懂得设计如何下手.
(二)对比式教学
水工建筑物型式多样,均有各自的特点,也有设计的共性特点.为掌握建筑物型式如何选择,要明确各建筑物的异同点,可应用对比式的教学,教学中比较各建筑物的异同点.例如：对挡水建筑物重力坝、土坝,在教学中对比它们在筑坝材料、工作特点、剖面设计稳定、渗流、应力计算、地基处理等方面的异同点,加深对坝型的选择和设计内容、步骤的理解,同时在指导学生案例学习交流中采取比较的方法进行分析,发动同学自主学习工程案例,加深对建筑物设计知识的理解应用和学习的积极性.
四、加强实践创新活动
水工建筑物教学应理论与实践结合,要与实践教学环节――课程设计、实验与创新活动相结合.要使“教、学、做”结合起来,融为一体.教学中鼓励和发动学生结合课程设计、工程设计进行实验和模型制作.创新活动小组先后制作了水闸、水库枢纽模型等.学生通过自己亲手制作模型,对建筑物特点、作用、布置、组成、构造、设计要点等专业知识的理解加深了,实际制作中启发了同学们的创新思维,在积极思考讨论、交流中解决了实际中许多问题,提出了很多创新观点和方法,提高了同学们的动手能力,体验了如何将所学的水工设计理论知识应用到实践中.
水工建筑物教学改革必须坚持与时俱进,适应社会经济发展的需求,适时地将科学技术发展成果结合到教学中,让同学们在“教、学、做”中更自主地学习、学会应用,增强动手能力和创新精神.