“水工建筑物”课程教学模式研究

摘要：以培养应用性水利类人才，提高学生学习效率为目的，分析了“水工建筑物”课程中存在的问题，探讨了“水工建筑物”教学模式改革的方法，从教学内容、教学方法、实践性教学环节和学生成绩评定等方面系统地研究了“水工建筑物”教学模式。

关键词：水工建筑物；教学模式；评价模型

作者简介：曹邱林（1965-），男，江苏南通人，扬州大学水利科学与工程学院，副教授。（江苏 扬州 225009）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0137-02

“水工建筑物”是水利水电工程、农业水利工程等水利类专业的一门专业必修课程，是综合性很强的课程，它需要在学习“三大力学”、“水工钢筋混凝土结构学”、“水工钢结构”、“水力学”、“土力学”等专业基础课程的基础上，系统地掌握水工建筑物布置型式选择和体型选择、各种水工建筑物工作特点、工作原理、计算方法和设计方法。该课程涉及内容广、专业性很强，很多学生在学习过程中不能很好地融会贯通，难以把握知识要点，感觉枯燥，因此教师在教学过程中如何穿插其他课程的内容，系统地讲授本课程的知识，突出教学重点，提高学生的学习兴趣，培养学生综合运用知识的能力和独立工作的创新能力，直接关系到学生专业素质的养成以及在工作岗位上适应实际工程的能力。因此，对该课程教学模式探索具有十分重要的意义。

一、“水工建筑物”课程教学现状

“水工建筑物”课程教学中存在的问题主要表现在以下几个方面。

1.教学内容多，教学时间短

随着教学改革的进展，专业课教学学时越来越短，就扬州大学教学实践来看，“水工建筑物”教学学时从开始的90学时减为75学时，再减为60学时，到现在只有48学时，而新型建筑物越来越多，这就造成了教学内容和教学时间的矛盾，教师无法将各种建筑物的主要内容完整地介绍给学生。

2.教学模式陈旧

传统的填鸭式教学模式抑制了学生学习的积极性、主动性，阻碍了学生独立思考问题、分析问题的能力，从而影响了学生实践创新能力的培养。

3.教学环节存在问题

主要表现在课程体系与教学要求不相适应，有的专业培养方案安排的课程教学体系无法与教学要求相匹配，如水工建筑物中水工闸门目前工程上大多数是应用钢闸门，这就要求学生在校学习期间利用“水工建筑物”这门课掌握水工钢闸门的设计计算，而水工钢闸门设计必须掌握钢结构的基本理论、计算方法。而有的专业课程体系有“水工钢结构”，但教学课时很少，甚至就不开设这门专业基础课，这就使专业课教师无法对水工钢闸门进行较为系统地讲解。还有课程体系安排时没有与课程教学融为一体，教学内容缺乏整体优化，课程间部分内容要么脱节，要么重复过多，学生综合运用科学知识、分析问题、解决问题的能力无法得到提高。

4.学生对水利专业发展历史和前沿动态缺乏了解

学生的学习往往是被动接受，不知道自己要学什么、学了有何用处、如何去学，这样无法发挥学生的主观能动性，学习效果不佳。

二、“水工建筑物”教学模式改革措施

1.教学内容的改革

由于培养计划对“水工建筑物”课程教学学时的压缩必须对教学内容进行改革，水工建筑物包括的建筑物类型很多，如：各类大坝、各类水闸、地下洞室、船闸、渠系建筑物等等。通过“水工建筑物”这一门课程的学习，无法要求学生掌握各种建筑物的设计计算方法，必须根据学生就业趋势和当地的实际情况有侧重地讲解相关建筑物。扬州大学的经验是根据江苏等地水网发达的特点，较多地讲解水闸、土坝等建筑物的内容，而对适用于高山峡谷地带的建筑物只介绍一些基本相关概念和基本原理。

改革教学内容不单纯考虑“水工建筑物”这一门课程，而应从课程体系中课程安排上系统地考虑，各课程相互衔接，不必过多地重复。如“水工建筑物”中闸孔计算、消能设计、渗流计算的算法尽可能放到“水力学”中讲解，同样可将边坡稳定这部分内容与“土力学”课程相协调，尽量减少重复。总之作为专业课必须与专业基础课程相协调，优化课程体系，充分利用有限的教学时间，给学生介绍较多的内容，让学生尽量掌握较为全面、前沿的水工建筑物知识，为今后的工作打下良好的基础。

2.改革教学方法

随着信息化的发展，“水工建筑物”教学不应再采取过去那套填鸭式教学办法，而应积极利用现代化教学方法提高教学效果。

（1）采用多媒体教学，丰富教学内容。“水工建筑物”有别于其他土木工程建筑物，它的特点是工作条件复杂、施工建造艰巨、设计造型独特、工程兴建影响巨大。针对这些特点，在教学过程中应给学生足够的感性认识，单靠在黑板上讲解往往是不够的，而且水工建筑物是一个空间结构，结构复杂，内容抽象，要掌握各种水工建筑物的工作原理、工作特点、设计原理和设计方法，学生必须有丰富的空间想象能力。如何去培养学生这方面能力，课程教学过程中，有必要充分利用多媒体教学，通过图片、动画、音像等手段，直观地展示各种建筑物的设计原理、结构形式、受力过程、破坏机理，给学生以感性认识，化抽象为具体，提高学生的学习积极性。同时建立课程网络教学平台，将授课的课件、教学大纲、教学图片、动画、视频、习题和思考题等列于网络教学平台，学生可以随时阅读观看，大大提高教学质量。

多媒体教学可以提高教学效率，增强学生的感性认识，但课堂教学不能一味地依赖多媒体，而忽视基本原理的讲解、计算公式地推导，从作者的教学经验来看，“水工建筑物”中相关公式必须在黑板上一步步推导，学生才能很好地掌握，否则用多媒体一带而过，学生不能掌握其实质。

（2）运用大型计算软件教学，提高学生学习积极性。“水工建筑物”教学内容多、计算量大，很多问题靠手工计算解决不了，教学过程中可通过大型计算软件教学建立仿真模型，直观显示建筑物在荷载作用下结构变形状态、破坏过程，使学生直观地认识水工建筑物，提高学习的积极性，学生学会大型计算软件的应用，可以大大减小计算工作量，为今后工作特别是从事设计工作打下良好基础。

（3）开展专题讲座，培养学生的综合创新能力。“水工建筑物”内容繁多，有的内容比较专业又比较重要，而课时有限。教师可以结合自己的科研成果，利用讲座的形式，不占教学学时，注意联系学术前沿的新成果、新业绩、新观点、新突破，向学生传授最先进的知识、最前卫的观点、最科学的方法，引导学生尽快进入学科前沿。“水工建筑物”课程知识更新速度迅速，讲解过程中可以结合工程向学生讲述，以拓宽学生视野，培养其综合创新能力。

3.实践性教学环节的改革

（1）实习与课程教学的整和。水工建筑物结构复杂，大型水工建筑物施工工期长，短时间的现场实践效果不佳，现场实习应与课程教学有机地结合起来才能得到较好的教学效果。笔者的经验是利用教学录像给学生介绍建筑物的施工全过程和相关组成部分的作用，再利用实体教学模型给学生予以讲解，让学生结合认识实习、生产实习等环节感受工程现场实习气氛，增加学生的感性认识。如“水工建筑物”中很重要的一个组成部分“止水”，课程中介绍止水的形式、作用以及在图纸上的表达方式，然后利用模型介绍止水如何施工、如何工作，到现场实习时要求学生自己去搞清楚止水部位，止水是如何施工、如何工作的。

（2）课程设计与毕业设计的改革。“水工建筑物”课程设计时间比较短，不能对水工建筑物进行全面的设计，只是对水工建筑物一部分进行计算分析，对总体布置进行分析，而较为全面地对水工建筑物进行设计只有依靠毕业设计，笔者认为作为水利类专业学生，毕业设计应安排一个学期进行，这样可以参与建筑物从规模设计、消能设计、渗流分析到结构设计的整个过程，从而对水工建筑物设计有个全面的了解。毕业设计过程中要求学生学会搜索资料、查阅规范，掌握分析问题解决问题的方法，充分利用所学知识和计算软件对水工建筑物进行全过程计算分析，学会工程图的绘制，设计使学生对水工建筑物的认识在深度和广度上得到扩展。

4.构建学生学习成绩的评价系统

改革学生学习成绩评定方法，突出综合能力考核，建立形式多样反映学生综合素质的考核方式，替代以往单一的考试成绩评定课程学习成绩的方法，多方面全方位地评价学生。“水工建筑物”课程学生成绩评价系统，可以考虑多层次的评价模型，除学习成绩外还可考虑两个方向因素“基础能力”和“实践性能力”，而“基础能力”又可以考虑课堂表现、考试成绩和平时作业三个因素，而“实践性能力”主要考虑课程设计和教学实验中的“计算分析能力”、“绘图能力”和“实验或课程设计报告写作能力”三个因素，各因素的权重选择根据实际情况采取一定的方法进行确定，最后根据层次分析法计算每一学生的最终成绩。

三、结语

“水工建筑物”是一门实践性很强的课程，利用多媒体结合传统教学的方法可提高教学效果，理论教学同时必须与工程相结合，增加实践性环节，加大实践性环节教学力度以提高学生对水工建筑物的感性认识水平，提高其学习的积极性、主动性和创造性，从而提高“水工建筑物”课程教学质量。

参考文献：

[1]曹邱林.水利水电工程专业毕业设计质量控制与成绩评定方法研究[J].中国电力教育，2010，（30）.

[2]曹邱林.在毕业设计中提高学生计算分析能力的探讨――仪水利水电工程专业为例[J].高等建筑教育，2011，（4）.

[3]李海涛.桥梁工程系统化新型教学模式研究[J].高等建筑教育，