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時(shí)間：2022-01-28 13:31:29
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1前言
建國(guó)以來，福建省進(jìn)行了大規(guī)模的水利水電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。截止2007年末，福建省已建成的以防洪、灌溉為主的水庫(kù)2948座，水閘3724座，有效灌溉面積952.91千公頃，機(jī)電排灌面積153.21千公頃，水利工程供水總量157.56億m3，農(nóng)村小水電總裝機(jī)632.4萬千瓦，修建圍墾灘涂造地128.58萬畝，江海堤防5825.68km[1]；截止2008年8月，全省水電總裝機(jī)達(dá)1025萬千瓦[2]，占全省電源總裝機(jī)2502萬千瓦的40.7%。
建國(guó)以后頭30年，即上世紀(jì)50年代初到70年代末，福建大興水利基本建設(shè)，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，同時(shí)大辦小水電，這個(gè)階段的生產(chǎn)力水平較低，施工設(shè)備簡(jiǎn)陋，主要靠人海戰(zhàn)術(shù)，水利工程施工技術(shù)落后。改革開放以后，特別是“七五”到“九五”期間，福建省迎來水利水電建設(shè)的高峰，全省集中力量構(gòu)建防災(zāi)減災(zāi)五大防御體系，完成了千公里海堤、千公里江堤、千座險(xiǎn)庫(kù)除險(xiǎn)加固，建成了大批水利水電工程。近30年來，福建廣泛推廣和應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備，所以水利工程施工技術(shù)得到長(zhǎng)足的發(fā)展，已逐步形成比較完整的技術(shù)體系，在筑壩技術(shù)、堤防與圍墾工程施工技術(shù)、深軟基礎(chǔ)處理技術(shù)、地下工程施工技術(shù)、土工合成材料的應(yīng)用技術(shù)、水利工程除險(xiǎn)加固、機(jī)電與金屬結(jié)構(gòu)制造安裝技術(shù)、工程施工組織與管理等均提高到一個(gè)新的水平，砌石壩、碾壓混凝土壩等施工技術(shù)均在國(guó)內(nèi)處較高水平，貧膠凝粗粒料筑壩新技術(shù)在施工圍堰中的應(yīng)用為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)[3]。
2我國(guó)水利工程施工學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與目標(biāo)
2.1 我國(guó)水利工程施工學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀
2.1.1 導(dǎo)截流工程。我國(guó)導(dǎo)流工程在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、科研、施工方面已處于國(guó)際先進(jìn)水平。三峽工程三期碾壓混凝土圍堰最高124m，總方量168萬m3，月澆筑強(qiáng)度達(dá)47.6萬m3，建成后蓄水總庫(kù)容達(dá)147億m3，堪稱世界之最[4]。
2.1.2 地下工程。隨著我國(guó)一大批大型水電站、長(zhǎng)距離跨流域調(diào)水工程的建設(shè)，我國(guó)地下工程的開挖技術(shù)、長(zhǎng)隧洞掘進(jìn)機(jī)開挖技術(shù)和極軟巖中的長(zhǎng)隧洞施工技術(shù)在理論和實(shí)踐方面均有很大發(fā)展與突破，其施工技術(shù)水平和科技成果均進(jìn)入世界先進(jìn)水平，某些領(lǐng)域已處世界領(lǐng)先地位。溪洛渡水電站地下廠房斷面尺寸為444.0m×31.8m×76.0m(長(zhǎng)×寬×高)，總開挖量為500萬m3，是當(dāng)今世界上最大的地下洞庫(kù)之一。
2.1.3 土石方（壩）工程。自20世紀(jì)90年代，我國(guó)土石壩工程建設(shè)就呈現(xiàn)出很快的發(fā)展態(tài)勢(shì)，進(jìn)入21世紀(jì)后建設(shè)步伐明顯加快。在建的清江水布埡混凝土面板堆石壩壩高233.0m，是世界上最高的混凝土面板堆石壩，擬建世紀(jì)第二高的礫石土心墻壩，在科研、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)等方面均積累了許多成熟的經(jīng)驗(yàn)。
2.1.4 混凝土工程。通過三峽、小浪底、二灘和萬家寨等工程實(shí)踐，在混凝土骨料、外加劑、補(bǔ)償收縮混凝土、抗沖磨蝕混凝土、塔帶機(jī)混凝土筑壩等方面，技術(shù)上取得創(chuàng)新性的突破，形成了較系統(tǒng)的理論、技術(shù)專著和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過近20年的研究和實(shí)踐，我國(guó)碾壓混凝土筑壩技術(shù)已達(dá)世界先進(jìn)水平，在某些領(lǐng)域已處國(guó)際領(lǐng)先地位。
2.1.5 地基與基礎(chǔ)工程。我國(guó)水利水電建設(shè)地基與基礎(chǔ)工程技術(shù)水平總體上已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平，但在一些重要方面與發(fā)達(dá)國(guó)家甚至國(guó)內(nèi)其他行業(yè)相比還有差距，這是我們今后努力的方向。主要包括：各種地基的基礎(chǔ)處理的基礎(chǔ)工程工法都要向“更高、更難、更好、更快”的方向發(fā)展；應(yīng)加強(qiáng)理論研究，爭(zhēng)取在地基與基礎(chǔ)工程理論上取得突破性成果；大力研制開發(fā)先進(jìn)的地基處理和基礎(chǔ)工程機(jī)械，提高施工的機(jī)械化和自動(dòng)化水平；努力開發(fā)新的工藝方法，降低物耗，提高生產(chǎn)效率；注重施工環(huán)保問題等。
* 第一執(zhí)筆人：曾金水，福建省水利學(xué)會(huì)施工專委會(huì)副主任，福建省水利水電工程局有限公司副總經(jīng)理兼總工程師，教授級(jí)高工。
2.1.6 施工組織設(shè)計(jì)。大規(guī)模的水利建設(shè)實(shí)踐，極大地提升我國(guó)的施工組織設(shè)計(jì)水平，現(xiàn)在的施工組織設(shè)計(jì)正朝著數(shù)字化、可視化、仿真化方向發(fā)展，數(shù)字化設(shè)計(jì)和可視化施工管理也將廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)施工。
2.1.7 施工管理。目前我國(guó)已全面實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目法人責(zé)任制、招標(biāo)投標(biāo)制、建設(shè)監(jiān)理制和合同管理制；水利水電工程質(zhì)量逐步提高，質(zhì)量管理系統(tǒng)有一定的發(fā)展；水利水電工程的安全管理實(shí)現(xiàn)企業(yè)負(fù)責(zé)、行業(yè)管理、國(guó)家和群眾監(jiān)督的施工安全管理體系。但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)工程施工管理水平還有一定的差距。
2.2 我國(guó)水利工程施工學(xué)科發(fā)展目標(biāo)
我國(guó)水利工程施工學(xué)科的發(fā)展目標(biāo)是：提高我國(guó)整體施工技術(shù)和管理水平，開展和倡導(dǎo)水利工程施工技術(shù)、工藝、處理措施以及施工設(shè)備的研究，促進(jìn)水利工程施工新技術(shù)、新工藝和新材料在本行業(yè)的推廣和應(yīng)用，加強(qiáng)施工管理體制方面的研究，依靠科技進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)施工技術(shù)和管理體制的創(chuàng)新，促進(jìn)我國(guó)水利工程施工技術(shù)的發(fā)展。
3福建水利工程施工學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與主要成就
3.1 導(dǎo)截流工程
3.1.1 圍堰工程。上世紀(jì)70年代以前，古田溪梯級(jí)、安砂等工程的施工圍堰采用填石木籠圍堰，上部采用漿砌石或混凝土混合結(jié)構(gòu)允許汛期過水。上世紀(jì)80年代，水東水電站采用低流態(tài)高摻粉煤灰的混凝土拱圍堰；水口二期圍堰采用心墻式土石圍堰，堰體防滲采用塑性混凝土防滲墻和土工膜，水口三期圍堰采用碾壓混凝土新技術(shù)。進(jìn)入新世紀(jì)以來，圍堰防滲技術(shù)又有新發(fā)展，金雞攔河閘重建工程采用沖灌袋護(hù)坡的吹砂圍堰，堰體采用高壓擺噴防滲技術(shù)；尤溪街面下游量水堰（堰高13.54m，總方量0.42萬m3），以及寧德洪口大壩的上游圍堰（堰高35.5m，總方量3.2萬m3）采用貧膠凝粗粒料筑壩新技術(shù)填筑施工圍堰，成功建成中國(guó)第一座高35.5m的貧膠凝粗粒料主圍堰，圍堰建成后經(jīng)受50年一遇超標(biāo)洪水考驗(yàn)（Q=5400m3/s，水位超壩頂8m），圍堰運(yùn)行正常,安全可靠[5]。貧膠粗粒料筑壩新技術(shù)的研究，獲2005年度福建省水利科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。
3.1.2 大江截流工程。早在上世紀(jì)70年代，施工能力低，處于半機(jī)械化狀態(tài)下，我省在九龍江北溪引水橋閘施工中截流設(shè)計(jì)流量為1660 m3／s，采用民船拋投條石及填筑砂堤圍堰閉氣的方法截流，截流堵口時(shí)，流量1200 m3／s、龍口水位差1.33 m、流速4.88 m3/ s，斷流一舉成功，在當(dāng)時(shí)是一大壯舉。進(jìn)入80年代，隨著機(jī)械化水平的不斷提高，我省的截流施工技術(shù)也隨之提高。1989年9月，水口水電站二期圍堰截流，設(shè)計(jì)截流量為1620 m3/ s，采用單戧堤雙向進(jìn)占立堵法，最高拋投強(qiáng)度為3158 m3/h，順利實(shí)現(xiàn)閩江干流大江截流[6]。
3.1.3 圍墾工程堵口截流。長(zhǎng)樂外文武圍墾工程堵口段處于開敞式海域，風(fēng)浪大、水流急、潮差大，為解決粉細(xì)沙地基、大水位差、大庫(kù)容量、高速急流、深水條件下的堵口閉氣難題，改變過去貫用的山土閉氣方法，采用充灌袋吹填沙技術(shù)應(yīng)用于堵口截流閉氣，同時(shí)比傳統(tǒng)的堵口閉氣方案縮短了施工工期45天。充灌袋吹填砂堵口截流閉氣新技術(shù)應(yīng)用，獲2003年度福建省水利科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。
3.2 地下工程
3.2.1 地下廠房。21世紀(jì)以來，福建先后建成了棉花灘、周寧、街面等大型水電站的地下廠房。采用了巖壁吊車梁、系統(tǒng)噴錨支護(hù)等新技術(shù)。棉花灘水電站地下廠房主要洞室尺寸為：主廠房129.5m×21.9m×52.08m(長(zhǎng)×寬×高) ，主變室137m×16m×20.1m，尾水調(diào)壓室87.3m×12.0m×50m，采用預(yù)裂爆破技術(shù)進(jìn)行開挖，施工質(zhì)量好、速度快(主廠房開挖只用16.5個(gè)月時(shí)間，創(chuàng)當(dāng)時(shí)同類規(guī)模主廠房開挖的國(guó)內(nèi)記錄)。
3.2.2 水工隧洞、豎井。福州市第二水源供水工程跨流域引水隧洞控制段，單頭掘進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)3.7km，是國(guó)內(nèi)罕見的小洞徑超長(zhǎng)隧洞，工期緊、強(qiáng)度高、難度大。因有效解決了供氣、光面爆破、通風(fēng)排煙、排水、洞內(nèi)高壓送電、循環(huán)進(jìn)尺等一系列技術(shù)難題，如采用水幕降塵和多級(jí)串接的混合式長(zhǎng)柔性管通風(fēng)技術(shù)，成功解決了超長(zhǎng)單頭掘進(jìn)隧洞的通風(fēng)排煙技術(shù)難題，在單頭掘進(jìn)長(zhǎng)度3.5km時(shí)，月進(jìn)尺仍達(dá)到150m，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)同規(guī)模工程的施工記錄，超長(zhǎng)隧洞高強(qiáng)度施工技術(shù)研究獲2004年度福建省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。穆陽溪梯級(jí)周寧水電站，是一個(gè)高水頭（最大水頭437.2m）、高豎井（高453.25m）、長(zhǎng)隧洞（長(zhǎng)12.352km）、深埋式地下廠房洞室群，地下工程施工難度大，其中豎井總高453.25m，為國(guó)內(nèi)已建同類工程之最[7]，豎井開挖采用LM-200型反井鉆機(jī)進(jìn)行反導(dǎo)井施工技術(shù)，簡(jiǎn)化了施工工藝，掘進(jìn)快、施工安全、開挖質(zhì)量好。
3.3 土石方（壩）工程
3.3.1 吹砂筑堤。福建省在千公里海堤、千公里江堤及圍墾工程的建設(shè)中，在天然砂豐富的個(gè)別地段，采用吹砂筑堤技術(shù)，就地取材，成本低、速度快，又起到疏浚河道的效果。如桔園洲防洪堤、龍洲防洪堤等工程均采用吹砂筑堤技術(shù)。
3.2.2 土石壩施工。上世紀(jì)50年代到80年代，福建省修建的各類大壩中，碾壓式土石壩的數(shù)量最多，以灌溉為主的土石壩數(shù)量超過1900座，主要有均質(zhì)土壩、土石混合壩。土石混合壩的代表作為1973年建成的山美水庫(kù)，壩高76.5m，庫(kù)容6.56億m3，大壩填筑量為160萬m3，因機(jī)械化水平低，主要靠人海戰(zhàn)術(shù)，施工高峰期總?cè)藬?shù)達(dá)2萬多人，經(jīng)歷3年9個(gè)月建成。
3.3.3 混凝土面板堆石壩施工?；炷撩姘宥咽瘔危–FRD）是當(dāng)今世界上壩工發(fā)展的主流之一?！鞍宋濉币詠?，福建省已建和在建的面板堆石壩共有7座，壩高超過100m的有3座，其中街面大壩的堆石體330萬m3，最大壩高126m，大壩填筑工期僅用16個(gè)月[8]，最高月填筑量達(dá)42萬m3?；炷撩姘宸懒鸭夹g(shù)是混凝土面板堆石壩的關(guān)鍵技術(shù)， 1995年萬安溪的混凝土面板防裂技術(shù)獲水利部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，經(jīng)專家鑒定處當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的最高水平。結(jié)合芹山水電站混凝土面板堆石壩建設(shè)，福建省成功研究應(yīng)用了新型復(fù)合GB銅止水結(jié)構(gòu)，取得了良好的效果，總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，獲得2001年度福建省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
3.4 混凝土工程
3.4.1砂石料生產(chǎn)
（1）天然砂石料生產(chǎn)。我省大中型水電站多數(shù)使用天然砂石料，經(jīng)篩分加工成級(jí)配料，如水口、洪口、沙溪口、水東、高砂等。毛料開采采用大斗容挖掘機(jī)，配大噸位自卸車運(yùn)輸，或采用具有較高生產(chǎn)能力的采砂船配自航式駁船運(yùn)輸。如沙溪口水電站所需砂石料采用全盤機(jī)械化，設(shè)計(jì)砂石料系統(tǒng)生產(chǎn)能力為360 t／h，可滿足混凝土月澆筑量5.5萬m3,的要求。水口水電站砂石系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為750 t／h，可滿足高峰期月澆筑混凝土12.4萬m3的需要。
（2）人工砂石料生產(chǎn)。我省人工砂普遍采用干制法生產(chǎn)，大型工程（如棉花灘）采用巴馬克破碎機(jī)(B-9000) 制砂，如坑口、涌溪三級(jí)電站也采用干制法生產(chǎn)人工砂。人工碎石生產(chǎn)系統(tǒng)普遍采用PEF600×900顎式破碎機(jī)初碎、PEF400×600顎式破碎機(jī)中碎，然后用篩分機(jī)篩分成不同粒徑的骨科，生產(chǎn)能力根據(jù)工程需要進(jìn)行配置。如棉花灘水電站大壩混凝土工程量為611550 m3 ，根據(jù)混凝土月高峰澆筑強(qiáng)度為6.0萬m3的需要,選擇生產(chǎn)能力為500 t／h的破碎篩分系統(tǒng)。
3.4.2模板工程
我省混凝土壩施工的模板技術(shù)，在近20年有較快的發(fā)展，鋼模板、竹木膠合板已大量取代木模板，模板的型式也大量采用大型組合模板、滑升模板、翻升模板、懸臂模板及預(yù)制混凝土模板等。如水口水電站大規(guī)模采用輕型組合鋼模板，鋼模板立模率達(dá)95%以上，廣泛采用2.3m×3.0 m的懸臂模板,這種模板使用次數(shù)可達(dá)50次以上，每塊模板吊裝只配4～5人，僅10 min可完成拆裝工序，施工工效高，經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且混凝土表面整齊美觀。棉花灘碾壓混凝土壩施工中，采用斜面可調(diào)式翻升鋼模板，不但解決連續(xù)澆筑、快速上升的問題，還具有懸臂、可微調(diào)傾角、翻升、裝飾等功能，取得較好的效果。
3.4.3混凝土澆筑
（1）混凝土施工機(jī)械化水平。近十幾年來，我省大中型水電工程普遍采用先進(jìn)的混凝土拌和設(shè)備和與之相配套的混凝土運(yùn)輸、澆筑設(shè)備、使混凝土施工達(dá)到較高的機(jī)械化水平。如水口水電站采用3座自動(dòng)化混凝土拌和樓（其生產(chǎn)能力分別為150 m3／h、300 m3／h、112.5 m3／h）, 混凝土運(yùn)輸采用2臺(tái)起重量為30T平移式纜機(jī)配9m3蓄能式混凝土罐(主要用于大壩)及一臺(tái)起重量20T平移式纜機(jī)配6m3蓄能式混凝土罐(主要用于廠房子)，采用CAT38LCP65HP和D31P63平倉(cāng)機(jī)，五棒高頻振搗機(jī)等配套設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了綜合配套機(jī)械化作業(yè)，創(chuàng)造月澆筑混凝土量12.4萬m3、年澆筑混凝土量118萬m3的較好水平, 工程質(zhì)量達(dá)我國(guó)上世紀(jì)90年代建設(shè)的5個(gè)百萬千瓦級(jí)大型水電站的最好水平。
（2） “雙摻”技術(shù)。
① 混凝土的摻合料。壩體混凝土摻粉煤灰，可大量節(jié)約水泥，改善混凝土和易性，增強(qiáng)混凝土密實(shí)性，降低混凝土絕熱溫升，提高抗裂性能等。自1978年以來，我省在大中型水電站施工中大力推廣摻粉煤灰，在常態(tài)混凝土中的摻灰率一般為20%～30%，個(gè)別工程如南一水庫(kù)大壩常規(guī)混凝土中摻灰率達(dá)30%～40%；在碾壓混凝土中摻灰率達(dá)50%～70%，其中：坑口大壩R90100碾壓混凝土的摻灰率達(dá)57.1%，棉花灘大壩R180100碾壓混凝土的摻灰率達(dá)64.7%。
② 混凝土的外加劑。壩體混凝土摻不同類型的外加劑是改善混凝土質(zhì)量和性能、節(jié)約水泥用量和降低成本的有效措施，我省不論是常規(guī)混凝土壩還是碾壓混凝土壩都根據(jù)不同工程項(xiàng)目的不同要求，普遍采用合適的外加劑，如減水劑、緩凝劑、防裂膨脹劑、脫模劑、泵送劑等。
3.4.4碾壓混凝土筑壩
福建的碾壓混凝土筑壩技術(shù)行動(dòng)早、推廣快、技術(shù)領(lǐng)先，經(jīng)過20多年大膽的研究和實(shí)踐，福建碾壓混凝土壩的施工，已形成了較成熟的技術(shù)體系，從砂石料生產(chǎn)到碾壓混凝土配料、拌和、入倉(cāng)方式、碾壓、倉(cāng)面養(yǎng)護(hù)，已形成配套技術(shù)，在國(guó)內(nèi)知名度較高。1986年，福建省建成全國(guó)第一座碾壓混凝土壩――大田坑口，采用高摻粉煤灰，全斷面輾壓，連續(xù)澆筑等工藝，從混凝土開盤算起只花6個(gè)月時(shí)間，建成一座高56.8m的大壩，在當(dāng)時(shí)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平, 1988年“福建坑口碾壓混凝土筑壩技術(shù)”榮獲“國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)”，1990年“福建坑口碾壓混凝土壩施工工藝”榮獲“全國(guó)施工新技術(shù)優(yōu)秀項(xiàng)目”。2000年建成的永定棉花灘2003年榮獲“魯班獎(jiǎng)”。
3.5 砌石壩工程
砌石壩，是采用膠結(jié)材料（主要指砂漿或混凝土），把單個(gè)的石塊砌筑聯(lián)結(jié)在一起而成的一種擋水建筑物。過去，砌石壩的膠結(jié)材料是水泥砂漿，采用人工插搗砌筑；20世紀(jì)60、70年代，在閩、浙兩省砌石壩率先采用一級(jí)配混凝土作為膠結(jié)材料，80年代推廣到二級(jí)配混凝土，并采用機(jī)械振搗。目前，福建省已建的壩高15m以上的各類砌石壩總數(shù)約600座，數(shù)量居全國(guó)之首[9]，其中砌石拱壩的數(shù)量最多，占砌石壩總數(shù)的70%以上，經(jīng)過幾十年的不斷探索與創(chuàng)新，福建省砌石壩設(shè)計(jì)與施工技術(shù)（特別是砌石拱壩）逐漸形成自己的特色，施工技術(shù)在國(guó)內(nèi)處領(lǐng)先地位。自1972年首次采用壩體自身防滲技術(shù)，成功建成仙游東溪砌石雙曲拱壩（壩高57m）以來，福建砌石拱壩的防滲方面一律不設(shè)混凝土防滲面板或心墻，只靠迎水面的深勾縫及砌石體自身防滲[10]。目前，福建已建成并投入使用的壩高大于80m的砌石拱壩有9座（其中黛溪最高，為96.3m），全部采用自身防滲技術(shù)，全部運(yùn)行良好、不滲不漏。
3.6 地基與基礎(chǔ)
3.6.1 基礎(chǔ)灌漿。目前，我省已建壩高超百米大壩有7座，在各種復(fù)雜地基處理過程中，我省的基礎(chǔ)灌漿技術(shù)也得到快速的提高。我省鉆孔設(shè)備從70年代以后使用液壓式回轉(zhuǎn)鉆機(jī)到80年代小口徑鉆機(jī)，鉆具方面以合金及金剛石鉆頭取代鋼砂鉆頭，機(jī)械的自動(dòng)化程度、工作效率和鉆孔質(zhì)量大為提高。灌漿機(jī)也不斷更新?lián)Q代，已能滿足高、中、低壓力的灌漿要求。灌材料主要有水泥、粘土及各種化學(xué)材料（如丙凝、聚脂、水玻璃等）。近十幾年來，灌漿方法主要采用小口徑鉆孔、自上而下分段灌漿法或孔口封閉法；高壓灌漿法；以及GIN灌漿法新技術(shù)；大工程已使用自動(dòng)記錄儀，實(shí)現(xiàn)灌漿施工機(jī)械化、自動(dòng)化。如水口水電站基礎(chǔ)灌漿采用小口徑鉆進(jìn)，孔內(nèi)循環(huán)灌漿技術(shù)；雷公口（壩高86.3m）砌石拱壩巖基復(fù)雜，采用高壓帷幕與固結(jié)灌漿技術(shù)；街面面板壩址基采用GIN灌漿法[11]，解決址基斷層、裂隙發(fā)育，以及存在軟弱夾層的特殊地質(zhì)的防滲問題。
3.6.2 混凝土防滲墻。為解決堤壩基礎(chǔ)的防滲問題，近年來，福建采用了形式多樣的造墻的技術(shù) ，如采用沖擊及反循環(huán)鉆機(jī)配合抓斗造墻，射水法造墻，高噴（旋噴、定噴、擺噴）造墻，深層攪拌樁造墻等施工技術(shù)，采用剛?cè)嵝韵嘟Y(jié)合的新型防滲技術(shù)（即采用單管高壓旋噴防滲墻或射水法防滲墻和鋪土工膜防滲相結(jié)合的新型防滲技術(shù)）。其中最具福建特色的混凝土地下防滲墻施工技術(shù)是射水法造墻技術(shù)，該技術(shù)是福建水利水電科研院自行研制的，目前投入使用的為射水法“三代機(jī)”，可適用于純土質(zhì)、砂質(zhì)、砂土質(zhì)以及粒徑小于100mm的砂卵石地層，最大墻深可達(dá)30m。
3.6.3 深軟地基處理。福建省地處東南沿海地區(qū)，城市防洪工程及圍墾工程大都建在砂基及軟弱基礎(chǔ)上，隨著技術(shù)的發(fā)展，福建江海堤防的基礎(chǔ)處理，廣泛采用深攪法、爆破擠淤置換法、擠壓法、高噴法等方法；圍墾工程的深軟基礎(chǔ)處理，廣泛采用打設(shè)塑料排水板等土工合成材料應(yīng)用的新技術(shù)。如泉州晉江下游岸線整治的堤防工程建設(shè)過程中，根據(jù)不同地段的地質(zhì)條件，分別采用高壓旋噴樁、振沖碎石樁、沉管灌注樁、錨桿靜壓樁（大淮水閘軟基）對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理。如過橋山和白水等大中型圍墾工程軟基處理中采用多項(xiàng)新技術(shù)，即海堤基礎(chǔ)水下插設(shè)塑料排水板；海堤基礎(chǔ)水下鋪設(shè)土工織物和加筋軟體排；實(shí)施海堤施工過程加荷監(jiān)測(cè)和控制，較好地解決了圍墾工程深軟基礎(chǔ)處理的技術(shù)難題，取得良好的效果，其中過橋山圍墾工程已被編錄“中國(guó)圍海工程”工程實(shí)例。圍墾工程深軟基礎(chǔ)處理應(yīng)用研究，獲2003年度福建省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。
3.7 施工組織設(shè)計(jì)
福建省自1988年在水口工程引進(jìn)項(xiàng)目管理軟件P3以來，在一些大中型水利水電工程項(xiàng)目中，逐步推廣應(yīng)用項(xiàng)目管理軟件，以優(yōu)化施工方案，提高了施工組織設(shè)計(jì)水平。目前福建省水利施工中應(yīng)用較多的還有夢(mèng)龍項(xiàng)目管理系統(tǒng)、微軟的project等。網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了進(jìn)度計(jì)劃、資源平衡、網(wǎng)絡(luò)繪圖、成本分析、項(xiàng)目跟蹤等全方位動(dòng)態(tài)管理，能方便地進(jìn)行工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的修改、調(diào)整和工程成本的控制、管理，大大提高大中型工程施工組織與施工管理水平。
3.8 施工管理
福建省水利工程施工質(zhì)量管理水平總體較高，上世紀(jì)70年代的華安水電站、80年代的池潭水電站、90年代的桑園水庫(kù)均獲水利部?jī)?yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)，萬安溪混凝土面板堆石壩及水口水電站工程的施工質(zhì)量均處國(guó)內(nèi)最好水平，2000年建成的永定棉花灘榮獲“魯班獎(jiǎng)”。隨著中國(guó)加入WTO，福建省各水利施工單位陸續(xù)進(jìn)行了ISO9001質(zhì)量管理體系的認(rèn)證；進(jìn)入新世紀(jì)，福建省水利水電工程局有限公司、中國(guó)水利水電第十六工程局有限公司等施工一級(jí)總承包單位，還進(jìn)行職業(yè)健康安全管理體系、環(huán)境管理體系的認(rèn)證，不斷提高工程施工質(zhì)量、安全、環(huán)境管理的總體水平。
4學(xué)科發(fā)展的目標(biāo)與方向
4.1 學(xué)科發(fā)展的目標(biāo)
福建水利工程施工學(xué)科的發(fā)展目標(biāo)，應(yīng)以我國(guó)水利工程施工學(xué)科的發(fā)展目標(biāo)為中心，根據(jù)福建省的具體情況，努力在“四新技術(shù)”的研究、推廣、應(yīng)用方面有新突破，提高我省水利工程施工技術(shù)和管理的整體水平。
4.2 學(xué)科發(fā)展的方向
根據(jù)福建水利工程施工學(xué)科發(fā)展在國(guó)內(nèi)所處的水平，結(jié)合福建省水利“十一五”科技專項(xiàng)規(guī)劃[12]，學(xué)科發(fā)展的方向是：
4.2.1 研究貧膠凝粗粒料筑壩新技術(shù)與新工藝。貧膠凝粗粒料壩是介于混凝土面板堆石壩(CFRD)和碾壓混凝土重力壩(RCC)之間的一種新壩型，具有廣闊的應(yīng)用前景。其顯著的特點(diǎn)是：膠凝材料用量少，對(duì)筑壩材料要求低，壩體和地基受力條件好，是一種環(huán)保性能、力學(xué)和大壩安全性能都很有競(jìng)爭(zhēng)力的新筑壩技術(shù)。近年來，福建省分別在龍巖白沙大壩、寧德洪口大壩及尤溪街面大壩3個(gè)工程的圍堰施工中進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，已取得初步的技術(shù)成果，但該技術(shù)在大壩主體工程的應(yīng)用有待進(jìn)一步研究。
4.2.2 研究長(zhǎng)距跨流域調(diào)水工程關(guān)鍵技術(shù)。閩江“北水南調(diào)”工程長(zhǎng)距離輸水、輸水防滲等方面關(guān)鍵施工技術(shù)問題的研究。
4.2.3 研究海堤堤身、堤基滲漏除險(xiǎn)技術(shù)。根據(jù)福建省千公里海堤不同的地質(zhì)條件及堤身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析堤身滲漏病險(xiǎn)原因，在總結(jié)海堤除險(xiǎn)加固經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究提出適用我省不同類型海堤的可靠、實(shí)用的滲漏除險(xiǎn)技術(shù)，建立我省海堤滲漏除險(xiǎn)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化系列模式。
4.2.4 研究深軟淤泥海堤新堤型關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)深軟淤泥常規(guī)方法筑堤工期長(zhǎng)、投資大、堤身變位大、抗風(fēng)浪能力低等問題，研究一種全新的堤型，即施打兩道預(yù)制混凝土連續(xù)墻，墻頂設(shè)拉結(jié)梁，中央填充土料，形成抗風(fēng)浪強(qiáng)、可快速施工的直立式墻中填土新堤型。重點(diǎn)研究新堤型受力機(jī)理、預(yù)制混凝土墻體結(jié)構(gòu)和施工方法等。
4.2.5 研究爆炸擠淤軟基處理技術(shù)應(yīng)用。爆炸法處理水下軟基技術(shù)在我省海堤、防波堤、護(hù)岸等水利工程中已陸續(xù)采用，研究爆炸擠淤法在圍墾工程軟基處理中的應(yīng)用，重點(diǎn)分析研究其適用條件、施工工藝、質(zhì)量檢測(cè)措施、工程造價(jià)等，以確保工程設(shè)計(jì)、施工順利進(jìn)展。
4.2.6 研究砌石拱壩裂縫成因分析及處理技術(shù)。福建省石料豐富，砌石拱壩一直是我省經(jīng)濟(jì)實(shí)用的主流壩型，建設(shè)的數(shù)量多，壩高也不斷向百米級(jí)突破，但不少砌石拱壩出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，研究砌石拱壩裂縫成因、分布規(guī)律、對(duì)大壩安全運(yùn)行的影響以及裂縫處理技術(shù)措施。
4.2.7 加強(qiáng)工法的開發(fā)創(chuàng)新。工法是以工程為對(duì)象，運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理，把先進(jìn)技術(shù)和科學(xué)管理結(jié)合起來，經(jīng)過工程實(shí)踐形成的綜合配套的先進(jìn)施工方法，服務(wù)對(duì)象是工程，核心是工藝，具有系統(tǒng)性、科學(xué)性、實(shí)用性，它不單純是施工技術(shù)，是企業(yè)管理與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分。加強(qiáng)工法的開發(fā)創(chuàng)新，圍繞工程項(xiàng)目的核心工藝，針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)，不斷革新施工方法，并搞好先進(jìn)工法的推廣和應(yīng)用，以提高施工企業(yè)整體技術(shù)和管理水平 。
5存在問題與建議
5.1 存在問題
自建國(guó)以來，福建省在水利工程施工學(xué)科盡管取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，一些施工技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)較好水平，但與國(guó)內(nèi)其他的水利大省、建筑大省相比仍有較大的差距。具體表現(xiàn)在：
（1）水利工程施工自動(dòng)化、信息化、智能化的水平較低；
（2）新型材料研究少，新型材料推廣與應(yīng)用技術(shù)落后；
（3）原創(chuàng)性新工藝的研究較少；
（4）水利工程施工質(zhì)量、安全、環(huán)境管理的總體水平不高；
（5）水利工程施工隊(duì)伍綜合素質(zhì)不高，專業(yè)化、機(jī)械化水平低，施工技術(shù)積累少，施工工法的開發(fā)創(chuàng)新落后于福建省的其他行業(yè)。
5.2 建議
當(dāng)前，我國(guó)已進(jìn)入全面建設(shè)小康社會(huì)新的歷史時(shí)期，確保福建省的防洪安全、供水安全、糧食安全、生態(tài)安全，著力改善民生，促進(jìn)海西經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展，已經(jīng)對(duì)福建水利建設(shè)提出新的要求。為促進(jìn)福建省水利工程施工學(xué)科的發(fā)展，提出以下幾點(diǎn)建議：
（1）加強(qiáng)水利工程施工自動(dòng)化、信息化、智能化管理的軟硬件建設(shè)。如水利施工企業(yè)必須建立信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部辦公、信息、數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)化，大力推廣應(yīng)用項(xiàng)目管理軟件等。
（2）加大科技投入，結(jié)合項(xiàng)目帶動(dòng)，促進(jìn)新型材料研究與施工的應(yīng)用。
（3）結(jié)合福建省情，重點(diǎn)推進(jìn)貧膠凝粗粒料筑壩新技術(shù)與新工藝的研究，以及深軟淤泥海堤新堤型關(guān)鍵施工技術(shù)的研究。
（4）借鑒其他行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)施工企業(yè)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理，鼓勵(lì)施工企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量管理體系、職業(yè)健康安全管理體系、環(huán)境管理體系的認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理，提高水利工程施工質(zhì)量、安全、環(huán)境管理水平。
（5）加強(qiáng)水利施工隊(duì)伍建設(shè)和人才培養(yǎng)工作，引導(dǎo)現(xiàn)有二、三級(jí)水利水電施工隊(duì)伍向?qū)I(yè)化隊(duì)伍方向發(fā)展，加強(qiáng)水利工程施工工法的開發(fā)力度，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新及技術(shù)積累。
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課題組成員：
1、曾金水，福建省水利學(xué)會(huì)施工專委會(huì)副主任，福建省水利水電工程局有限公司副總經(jīng)理兼總工程師，教授級(jí)高工。
2、堅(jiān)持以人為本，努力營(yíng)造單位的和諧氛圍。堅(jiān)持以人為本，是科學(xué)發(fā)展觀的核心。對(duì)于基層水管單位來說，堅(jiān)持以人為本的理念，可以營(yíng)造和諧的發(fā)展氛圍，為水利事業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。我們江都閘管理所職工較多，職工業(yè)務(wù)素質(zhì)相差大，職工業(yè)務(wù)的專業(yè)又多，平時(shí)矛盾和沖突時(shí)有發(fā)生。要實(shí)現(xiàn)單位的和諧發(fā)展，核心是以人為本。為此，我們認(rèn)為應(yīng)該著重從以下幾方面入手。
首先是倡導(dǎo)文明新風(fēng)，不斷提高職工綜合素質(zhì)。人才是一個(gè)單位健康可持續(xù)發(fā)展的重要保證。我處是“全國(guó)文明單位”，又獲得了全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀，就更應(yīng)該重視對(duì)職工的文明教育和培養(yǎng)。因此，我們應(yīng)當(dāng)在全所范圍內(nèi)大力倡導(dǎo)男女平等、尊老愛幼、互愛互助、見義勇為的社會(huì)風(fēng)尚；在單位內(nèi)部形成人人學(xué)文化、學(xué)業(yè)務(wù)的氛圍，不斷促進(jìn)職工綜合素質(zhì)的提高，從而促進(jìn)單位內(nèi)部的和諧氛圍。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）28-0107-02
水力學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程，在工程中有廣泛的應(yīng)用，如在修筑水壩，開通運(yùn)河和輸水渠道等許多土建工程中，都需要解決一系列水力學(xué)問題。如道路橋涵孔徑的設(shè)計(jì)、鐵路戰(zhàn)場(chǎng)與路基的排水設(shè)計(jì)中均要進(jìn)行大量的水力計(jì)算。在給水排水工程及建筑設(shè)備工程中也要解決一系列水力學(xué)問題。如在室內(nèi)消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，便要計(jì)算消防給水管路中的流量、流速、水壓和水頭損失等一系列水力計(jì)算問題。我校的水力學(xué)課程學(xué)時(shí)有限，主要講授連續(xù)性方程、伯努利方程和動(dòng)量方程等重要方程，覆蓋的知識(shí)面廣、理論性和實(shí)用性強(qiáng)，教師講得費(fèi)勁，學(xué)生不好理解，常出現(xiàn)“聽著懂了，做題時(shí)就出問題”的情況。針對(duì)此現(xiàn)象，筆者從多方面分析了導(dǎo)致水力學(xué)教學(xué)效果不佳的原因。
一、當(dāng)前水力學(xué)教學(xué)存在的問題
（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確
大學(xué)的教育是培養(yǎng)出能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)、具有實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力的人，目前情況下，教師把完整系統(tǒng)的知識(shí)體系講授給學(xué)生，學(xué)生掌握的好壞程度有一部分決定于學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，然而對(duì)新入學(xué)者來說缺乏專人或?qū)ｉT的機(jī)構(gòu)對(duì)他們進(jìn)行專業(yè)指導(dǎo)，他們進(jìn)入大學(xué)的學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)不夠明確，還依然習(xí)慣有高中的“填鴨式”、“老師后面催著”教育模式，學(xué)生的學(xué)習(xí)很被動(dòng)，甚至有的學(xué)生到大四還不知道自己的專業(yè)到底是干啥的，更何況一門兩門專業(yè)課的重要性。沒有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，就不會(huì)有主動(dòng)的學(xué)習(xí)勁頭，教學(xué)效果很難提高。
（二）統(tǒng)編教材的模式化
國(guó)外的大學(xué)課堂氣氛很活躍，學(xué)生們沒有統(tǒng)編教材，只有聽課筆記和自學(xué)搜集的材料，教師講授的內(nèi)容不系統(tǒng)，但講課的過程中教師會(huì)提出一些問題，需要學(xué)生尋找答案，尋找思路，這個(gè)過程也是教與學(xué)的完美結(jié)合，教師既教給了學(xué)生知識(shí)也教給了學(xué)生學(xué)習(xí)方法。而我們課堂教學(xué)就是模式和機(jī)械化的過程，學(xué)生在學(xué)的過程中知識(shí)體系就是以教材為框架，以教材為綱，課下學(xué)生很少積極主動(dòng)地去學(xué)，課堂上教師也是照本宣科，學(xué)生很少做筆記，教師很賣力地講，而臺(tái)下的學(xué)生甚至聽得很痛苦，學(xué)生沒有真正地參與到課堂中來，整個(gè)學(xué)習(xí)的過程很被動(dòng)，缺少學(xué)習(xí)的激情。
（三）課堂教學(xué)的系統(tǒng)化
在長(zhǎng)期的課堂教學(xué)中，師生往往習(xí)慣于“我要你學(xué)”的教學(xué)方式，教師在備課的過程中不斷進(jìn)行教學(xué)積累、教學(xué)反思和教學(xué)總結(jié)，爭(zhēng)取教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)起來，在近年來的考試中發(fā)現(xiàn)部分同學(xué)連最基本的公式都寫不正確，更談不上靈活應(yīng)用了。在這種教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生是教學(xué)的客體，作為好學(xué)生，也只能把教師講課的知識(shí)點(diǎn)誦記于心。所學(xué)的知識(shí)都是教師整理好的模式和套路，“學(xué)會(huì)這部分內(nèi)容，在今后的工作中對(duì)你會(huì)有幫助”，整個(gè)學(xué)習(xí)過程中學(xué)生成了被動(dòng)者，沒有明確目標(biāo)的學(xué)習(xí)過程，在很大的程度上限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，很難使教學(xué)質(zhì)量達(dá)到一個(gè)好的效果。
（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏創(chuàng)新
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的補(bǔ)充。它能加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)以及對(duì)基本概念和基礎(chǔ)理論的理解掌握。目前，我校實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的水力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：液體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)、不可壓縮液體恒定流能量方程實(shí)驗(yàn)、不可壓縮液體動(dòng)量方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)、局部水頭損失實(shí)驗(yàn)、孔口和管嘴出流實(shí)驗(yàn)，以及流譜、水擊、虹吸、堰流等演示實(shí)驗(yàn)。然而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在諸多與現(xiàn)代教學(xué)不適應(yīng)之處，主要表現(xiàn)在：（1）多為驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)課堂教學(xué)已經(jīng)知道實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏新意，不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性；（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)由任課教師與實(shí)驗(yàn)教師準(zhǔn)備，學(xué)生的任務(wù)是照著實(shí)習(xí)指導(dǎo)書上的操作步驟進(jìn)行，學(xué)生缺乏主動(dòng)思考以及對(duì)所學(xué)知識(shí)的消化和重組。就這樣重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)過程也沒有考核指標(biāo)監(jiān)督和評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫和評(píng)閱也是各個(gè)任課教師自己決定，沒有統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，最終實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量沒有保證，浪費(fèi)了人力和物力。
（五）水力學(xué)課程考核存在問題
教師對(duì)水力學(xué)課程的考試目標(biāo)不夠明確，采用任課教師出試卷閉卷考試，甚至有的教師考前給學(xué)生劃重點(diǎn)，內(nèi)容枯燥呆板，缺乏實(shí)用性，考試內(nèi)容不全面，往往局限于課本和教科書，考試內(nèi)容比較重視對(duì)基本概念、基本理論的理解記憶及簡(jiǎn)單的計(jì)算問題，導(dǎo)致試題的覆蓋面過窄，不能全面反映課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，忽視考察學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，失去了考試的實(shí)際意義。通常這種考試往往是名詞解釋、問答題、填空題，客觀性題居多，而與實(shí)際結(jié)合的綜合分析的主觀題試題較少，學(xué)生可能花幾個(gè)小時(shí)強(qiáng)化記憶就能取得優(yōu)良的成績(jī)，而對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用知識(shí)的能力方面卻不能進(jìn)行全面考查，不利于真正地考查學(xué)生對(duì)該課程主要內(nèi)容的掌握。
二、水力學(xué)教學(xué)模式的改革
（一）明確大學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)
培養(yǎng)能夠自主獲取知識(shí)、挑戰(zhàn)知識(shí)、創(chuàng)造知識(shí)的人是大學(xué)教育的最終目標(biāo)。在招生簡(jiǎn)章、入學(xué)教育階段以及基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)階段就要有專職教師引導(dǎo)，講解本專業(yè)的就業(yè)去向以及所學(xué)課程之間的聯(lián)系以及各門功課的重要性，只要學(xué)生有很明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)，就會(huì)積極主動(dòng)地去學(xué)，有了興趣，教學(xué)效果自然會(huì)好。
（二）充分利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性
在今后的教學(xué)中也要提供一些自主的時(shí)間讓學(xué)生自己去找答案，例如，學(xué)完水力學(xué)的前五章內(nèi)容后，給學(xué)生布置一個(gè)噴灌或滴管的管路設(shè)計(jì)，讓學(xué)生通過圖書館以及網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮作用，分析完成一項(xiàng)工程應(yīng)該考慮哪些方面，讓學(xué)生能將理論與實(shí)際相結(jié)合，達(dá)到學(xué)以致用的目的。
（三）以人為本的教育理念在課堂教學(xué)中的應(yīng)用
水力學(xué)的課堂教學(xué)的主要目的除了學(xué)生必須掌握課程的基本理論之外，還要掌握學(xué)習(xí)該類知識(shí)的方法和技巧。在平時(shí)的教學(xué)環(huán)節(jié)中，可以通過課前知識(shí)點(diǎn)的回顧、課堂上相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的回憶以及實(shí)驗(yàn)中對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的討論等多方面深入了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度與學(xué)習(xí)方法上存在的誤區(qū)。由于本校水力學(xué)理論學(xué)時(shí)只有38學(xué)時(shí)，所以討論課僅能占總學(xué)時(shí)的一少部分，講完對(duì)應(yīng)章節(jié)之后對(duì)本章課后重要的習(xí)題，通過布置作業(yè)的方式進(jìn)行本章知識(shí)點(diǎn)的開卷測(cè)試，下次課收上來評(píng)閱并記平時(shí)成績(jī)，為最終的考核提供了參考，目前已經(jīng)給2013級(jí)學(xué)生進(jìn)行了初步的嘗試，學(xué)生每次對(duì)課后題都進(jìn)行認(rèn)真的思考而且必須明白，因?yàn)榻蛔鳂I(yè)以后要抽查一部分同學(xué)對(duì)該題的理解和講題的思考，對(duì)里面涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行討論，加深印象理解對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。本次課堂討論主要是講完第五章有壓管道恒定流的計(jì)算以后，針對(duì)管灌工程問題進(jìn)行討論，要掌握管路的布置、水泵的選擇等問題，教師結(jié)合所學(xué)的知識(shí)提出問題，讓學(xué)生通過查閱圖書、網(wǎng)絡(luò)以及圖書館等方式準(zhǔn)備材料，留給學(xué)生足夠的時(shí)間去思考和準(zhǔn)備，然后下一次課針對(duì)上述問題進(jìn)行了討論。由于每個(gè)學(xué)生都準(zhǔn)備了，對(duì)這個(gè)問題都從自己的角度進(jìn)行了思考和整理，學(xué)生會(huì)集中精力參與到討論中來，不會(huì)輕易地走神。在討論課上，教師引導(dǎo)學(xué)生圍繞重點(diǎn)內(nèi)容展開討論，例如講到管嘴和孔口出流問題時(shí)，提問：在相同的水頭情況下，哪種出水流量大？為什么？首先根據(jù)沿程水頭損失的知識(shí)產(chǎn)生疑問，然后按照問題的出現(xiàn)去分析尋找答案，在自學(xué)基礎(chǔ)上由教師引導(dǎo)的課堂討論式教學(xué)，經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐和不斷完善，應(yīng)該可以取得理想的教學(xué)效果。力學(xué)掌握的好壞有一部分決定于多練，每次課后都要布置幾道作業(yè)題和思考題，通過對(duì)已講授知識(shí)的復(fù)習(xí)加以鞏固，也讓學(xué)生駕馭整個(gè)課堂，有助于學(xué)習(xí)積極性的提高。
（四）調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和授課模式
由于以前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容基本上都是驗(yàn)證性的，不利于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)造性思維能力，為達(dá)到高等教育的目標(biāo)，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上，逐步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)的方式。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)緊緊圍繞水力學(xué)理論，以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力和自主設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；綜合性實(shí)驗(yàn)在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力和開拓進(jìn)取精神。
（五）構(gòu)建評(píng)價(jià)考核體系
1.加強(qiáng)試題庫(kù)建設(shè)?？梢蕴岣呓處煹慕虒W(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新型人才。為此必須注意以下幾個(gè)方面：第一，對(duì)命題教師的要求：命題教師必須是本學(xué)科的專業(yè)人員或者是本行當(dāng)?shù)膶＜?，?duì)本學(xué)科的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容有較高的研究水平，掌握理論考試的方式和方法。第二，考試的目標(biāo)要明確：依據(jù)教學(xué)大綱制定考試大綱。第三，考試題型及結(jié)構(gòu)要合理：試卷要注意考查對(duì)“三基”的掌握情況，試題中的主、客觀試題的比例應(yīng)合理、恰當(dāng)。第四，試卷編制要新穎合理：編制試題試卷要注意闡述的準(zhǔn)確性、嚴(yán)密性，各知識(shí)點(diǎn)布局要合理，難易度要適中。第五，題庫(kù)完成后，必須綜合分析是否符合考試大綱。
2.考核體系的構(gòu)建。目前考核方式就是最后的期末考試，部分同學(xué)可以通過突擊的方式造成成績(jī)表面上合格。為避免此情況，我們可以采用課堂開卷測(cè)試、課堂討論、課堂回答問題、工程案例分析等形式多樣的綜合評(píng)價(jià)考核方式。例如對(duì)要求學(xué)生必須掌握的水力學(xué)的連續(xù)性方程、伯努利方程、動(dòng)量方程中的基本概念、及理論等知識(shí)點(diǎn)，可以采取期末閉卷考試的形式；對(duì)一些考核知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)的多，而且考慮角度多計(jì)算復(fù)雜的問題，比如明渠渠道的設(shè)計(jì)，可以采取課堂討論、工程案例分析等形式考核。
課程教學(xué)改革是個(gè)長(zhǎng)期的、永動(dòng)的課題，而非是一蹴而就的事情，需要不斷探究和嘗試，只要師生共同努力，腳踏實(shí)地地堅(jiān)持下去，我們的改革總會(huì)有成效的。最終會(huì)達(dá)到“轉(zhuǎn)識(shí)成智，知行合一”的目標(biāo)，真正促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。
參考文獻(xiàn)：
[1]黃儒欽.水力學(xué)教程[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2013.
以專業(yè)評(píng)估為契機(jī)，筆者學(xué)校給排水科學(xué)與工程專業(yè)從實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、實(shí)驗(yàn)室管理等方面做了全面改革。文章在涉取實(shí)驗(yàn)室管理工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀，對(duì)如何加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理進(jìn)行了認(rèn)真研究和探索。
1 給排水科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)中心的構(gòu)建
筆者學(xué)校給排水科學(xué)與工程專業(yè)隸屬是市政與測(cè)繪工程學(xué)院，原實(shí)驗(yàn)室僅有水力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、泵站實(shí)驗(yàn)室、建筑給排水綜合實(shí)驗(yàn)室、水處理實(shí)驗(yàn)室等7間實(shí)驗(yàn)室，無水質(zhì)檢測(cè)等精密實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)室條件簡(jiǎn)陋，無通風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)管理人員少。
現(xiàn)根據(jù)專業(yè)評(píng)估的要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了建設(shè)。改革后已初步構(gòu)建市政實(shí)驗(yàn)中心，實(shí)驗(yàn)室專職人員由原來的1人變成3人，新增技術(shù)維修人員1人。增設(shè)水分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、水處理微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室、水質(zhì)檢測(cè)室、開放性實(shí)驗(yàn)室、水處理模擬實(shí)驗(yàn)室等實(shí)驗(yàn)分室，實(shí)驗(yàn)室總面積達(dá)1 230 m2；新增原子吸收分光光度計(jì)、全自動(dòng)孔隙及比表面積分析儀、紫外分光光度計(jì)等水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備，更換并增加了現(xiàn)有的水力學(xué)、水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)等教學(xué)儀器設(shè)備的臺(tái)套數(shù)；設(shè)計(jì)并建設(shè)了實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)。在逐步完善實(shí)驗(yàn)條件的同時(shí)，市政實(shí)驗(yàn)中心形成了統(tǒng)一管理制度，逐漸成為專業(yè)技能培訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合的基地，為保障學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、提高教師和學(xué)生的科研水平提供了有利的資源[5]。
2 實(shí)驗(yàn)課程體系的設(shè)置
原實(shí)驗(yàn)課程體系僅限于實(shí)驗(yàn)課程需要，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一，演示性實(shí)驗(yàn)人數(shù)過多，課時(shí)較短，達(dá)不到教學(xué)目的。為迎接住建部評(píng)估，根據(jù)專業(yè)自身的發(fā)展，結(jié)合專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，構(gòu)建多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，旨在提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和綜合創(chuàng)新素質(zhì)。首先以專業(yè)評(píng)估為依據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中每組學(xué)生人數(shù)進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)每組學(xué)生人數(shù)不超過4人，演示性實(shí)驗(yàn)每組學(xué)生不超?^10人。對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了更新，將常規(guī)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和水質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)融入水處理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中去，如水分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中增加了校園池塘水水質(zhì)指標(biāo)――高錳酸鉀鹽指數(shù)、pH值、溶解氧的測(cè)定。增設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)增加綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由老師提供理論指導(dǎo)，學(xué)生分組自行設(shè)計(jì)水處理的正交實(shí)驗(yàn)，并自行組織時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)過程，最終提交一份包含實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程的完整實(shí)驗(yàn)報(bào)告[6]。
根據(jù)更新后的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，經(jīng)教研室和實(shí)驗(yàn)室討論，對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)大綱進(jìn)行修訂，規(guī)定實(shí)驗(yàn)課程的性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排、實(shí)驗(yàn)教材及相關(guān)的參考書籍等，再由專業(yè)負(fù)責(zé)人進(jìn)行審核批準(zhǔn)后執(zhí)行，并隨時(shí)更新，不斷改進(jìn)，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行。
3 實(shí)驗(yàn)室管理制度的完善
原實(shí)驗(yàn)室由于實(shí)驗(yàn)室人員較少，實(shí)驗(yàn)房間較多，缺乏管理制度，實(shí)驗(yàn)室得不到良好的管理，存在以下問題：耗材賬目不清，耗材領(lǐng)用無登記，藥劑使用量無記錄；實(shí)驗(yàn)室鑰匙未統(tǒng)一管理，進(jìn)出人流量大，存在很大安全隱患；無儀器借用制度，學(xué)生借用儀器沒有專人指導(dǎo)培訓(xùn)，儀器損壞率高；實(shí)驗(yàn)儀器隨處堆放，無專人管理和檢修[7]。現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)期間主要從以下幾個(gè)方面對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了改革。
3.1 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室管理
實(shí)驗(yàn)室管理工作涉及面廣、綜合性強(qiáng)，且較復(fù)雜繁瑣。針對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)，修訂和完善了原有的實(shí)驗(yàn)室管理制度，包括實(shí)驗(yàn)室教學(xué)人員的崗位職責(zé)、儀器采購(gòu)、實(shí)驗(yàn)耗材管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理、資料管理、儀器維修、儀器報(bào)廢、實(shí)驗(yàn)室借用等一系列的管理制度，任務(wù)分工，責(zé)任到人，做到實(shí)驗(yàn)室有人管、有人做、有章循。
3.2 開放性實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)
實(shí)驗(yàn)室開放的目的是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要，是提高實(shí)驗(yàn)室資源共享的需要[8，9]。改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式，把固定時(shí)間、固定班級(jí)、固定內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)課程，改變?yōu)樵谀骋活A(yù)約的時(shí)間段內(nèi)，實(shí)驗(yàn)室全天開放管理，上班時(shí)間實(shí)驗(yàn)室管理人員值班，晚上和周末由老師選派的學(xué)生值班，做到實(shí)驗(yàn)室時(shí)時(shí)有人，實(shí)驗(yàn)儀器隨時(shí)借用，給學(xué)生充分的自由度，激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣與熱情。同時(shí)，學(xué)有余力而且有興趣的學(xué)生可以按照自己的興趣增加教學(xué)計(jì)劃之外的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[10，11]。除學(xué)校的開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、競(jìng)賽類項(xiàng)目以外，學(xué)院設(shè)立開放性實(shí)驗(yàn)基金，鼓勵(lì)有科研興趣的學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過查閱資料和老師指導(dǎo)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并評(píng)選出前幾名，給予獎(jiǎng)勵(lì)，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。
3.3 完善考核制度
由于流體運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，使得流體力學(xué)研究離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)，伯努利方程實(shí)驗(yàn)是高等院校航天工程、能源動(dòng)力工程、水利工程、建筑工程、土木工程等專業(yè)必須學(xué)習(xí)的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)之一。傳統(tǒng)的伯努利方程實(shí)驗(yàn)，存在著一定的弊端：在教師講解后學(xué)生直接做實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)過程的示范教學(xué)及描述缺乏認(rèn)識(shí)，實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題得不到充分的探索和討論，無法體現(xiàn)學(xué)生的思考過程、實(shí)驗(yàn)興趣及創(chuàng)造性思維。而基于虛擬實(shí)驗(yàn)的伯努利方程實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，充分啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、師生交流互動(dòng)，能夠充分利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，提高了實(shí)驗(yàn)的效率，有利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。
1.實(shí)驗(yàn)原理
如圖1所示，在實(shí)驗(yàn)管路中沿管內(nèi)水流方向取n個(gè)過流斷面。
可以列出進(jìn)口斷面（1）至另一斷面（i）的能量方程式
z1+p1r+a1v212g=zi+pir+aiv2i2g+hwi，（i=2，3，…，n）（1）
zi為位置水頭，表示單位質(zhì)量流體所具有的位能；pir稱為壓強(qiáng)水頭，表示單位質(zhì)量流體所具有的壓強(qiáng)勢(shì)能；Hpi=zi+pir為測(cè)壓管水頭，是單位質(zhì)量流體所具有的總勢(shì)能；hwi代表由元斷面（1）到斷面（i）所消耗的能；取動(dòng)能系數(shù)a1=a2=a3=…=an=1，選好基準(zhǔn)面，從已設(shè)置的各斷面的測(cè)壓管中讀出Hpi=zi+pir的值，測(cè)出通過管路的流量，即可計(jì)算出各斷面平均流速vi及速度水頭aiv2i2g，從而得到各斷面測(cè)壓管水頭值和總水頭值。
在同一過流斷面上：均勻流或漸變流斷面流體動(dòng)壓強(qiáng)符合靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律，測(cè)壓管水頭值為常數(shù)。z+pρg=C（2）
在不同過流斷面上：測(cè)壓管水頭不同，z1+p1ρg≠zi+piρg（3）
故z+pρg≠C。
2.特色和創(chuàng)新
2.1添加虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
在傳統(tǒng)的伯努利方程實(shí)驗(yàn)中引入新的實(shí)驗(yàn)元素和活力，即在實(shí)驗(yàn)過程中添加伯努利方程虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。目前虛擬實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用有很多[1-3]，也有一些伯努利方程實(shí)驗(yàn)在仿真方面的研究[4]。由于虛擬實(shí)驗(yàn)具有操作界面直觀、方便快捷、重復(fù)性強(qiáng)、不受時(shí)間或場(chǎng)所的限制，學(xué)生可以按個(gè)人需求，不受時(shí)間、地點(diǎn)約束，反復(fù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程，還可以設(shè)計(jì)出新穎的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。教師鼓勵(lì)學(xué)生參與虛擬實(shí)驗(yàn)的操作和完善，通過網(wǎng)上練習(xí)虛擬實(shí)驗(yàn)，找出有待完善的地方，提出優(yōu)化方案，再指導(dǎo)學(xué)生逐步修改和完善，充分發(fā)揮學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性，有效拓展學(xué)生的想象空間。本實(shí)驗(yàn)為綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過對(duì)學(xué)生多方位的引導(dǎo)，可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的動(dòng)手能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)的寫作能力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的綜合能力的培養(yǎng)。采用虛擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，充分利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使學(xué)生從多角度，以多種方式參與實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，充分鍛煉學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的動(dòng)手能力。
2.2實(shí)驗(yàn)流程圖，如圖2所示
（1）虛擬實(shí)驗(yàn)。做實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生可以先在力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的網(wǎng)站上對(duì)伯努利方程實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作、預(yù)覽實(shí)驗(yàn)過程、掌握實(shí)驗(yàn)原理、鞏固理論知識(shí)，并且可以直觀地體會(huì)做實(shí)驗(yàn)的操作過程、觀察動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等，更重要的是學(xué)生還可以隨時(shí)隨地驗(yàn)證和探索學(xué)習(xí)過程中遇到的疑難問題，對(duì)實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)。虛擬實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)相差無幾，通過適時(shí)觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及測(cè)壓管液面高度的變化規(guī)律，方便模擬出真實(shí)實(shí)驗(yàn)的過程。伯努利方程實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)造良好的仿真實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、師生交流互動(dòng)，激發(fā)了學(xué)生的求知欲和主動(dòng)性，調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，為真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高了實(shí)驗(yàn)的效率。
（2）真實(shí)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行動(dòng)手操作的真實(shí)實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)學(xué)生熟悉操作實(shí)驗(yàn)裝置，例如測(cè)量流速與流量的儀表（畢托管、文丘里流量計(jì)、電磁流量計(jì)等）；啟發(fā)學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)結(jié)合工程實(shí)踐，采用已有的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教具，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，（比如利用流量計(jì)測(cè)試一下實(shí)驗(yàn)室水管的流量、流速等）；引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，以及完成綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。
通過虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)兩個(gè)環(huán)節(jié)的操作訓(xùn)練，有利于學(xué)生更加深刻地理解和掌握課本上的理論知識(shí)。
2.3實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核
伯努利方程實(shí)驗(yàn)的成績(jī)考核由實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、虛擬實(shí)驗(yàn)操作、真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告四部分組成。實(shí)驗(yàn)操作部分由指導(dǎo)教師現(xiàn)場(chǎng)打分，最終通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)方法的確定、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的制定、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析及研究總結(jié)等，可以有效地反映出學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力（包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)技能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、操作動(dòng)手能力和自主創(chuàng)新能力）。
3.實(shí)驗(yàn)成果
置身于多媒體世界中，虛擬實(shí)驗(yàn)使學(xué)生能看到、聽到、感覺到實(shí)驗(yàn)對(duì)象、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大大增加了仿真的形象性與直觀性，從而能夠激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣和主觀能動(dòng)性，提升學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的積極性。由于虛擬實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間、場(chǎng)地的限制，學(xué)生可根據(jù)自己的需要安排學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率。而且虛擬與真實(shí)實(shí)驗(yàn)兩者相結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，切實(shí)保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。伯努利方程實(shí)驗(yàn)是一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，其系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)成果可以為其他流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提供借鑒，引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)方向、探索人才培養(yǎng)模式。一些典型教學(xué)案例的積累，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積淀。成功的案例可以啟發(fā)下屆學(xué)生在此基礎(chǔ)上發(fā)展創(chuàng)新，避免低水平的重復(fù)實(shí)驗(yàn)；失敗的案例可以供學(xué)生借鑒，盡可能避免失敗，少走彎路。
4.結(jié)束語
虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合豐富了流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，綜合利用了多種教學(xué)手段，提升了整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。注重實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)、合理、新穎；實(shí)驗(yàn)手段適當(dāng)、高效先進(jìn)。能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。此外，虛擬實(shí)驗(yàn)促進(jìn)了流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的步伐，建立了流體力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和教學(xué)資料庫(kù)。（作者單位：南昌理工學(xué)院）
參考文獻(xiàn)：
[1]程立英，張志美，等.虛擬實(shí)驗(yàn)在分級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探究[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011.
中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
社會(huì)在進(jìn)步，競(jìng)爭(zhēng)也在日益加強(qiáng)，作為給企業(yè)培養(yǎng)和輸送人才的高等院校怎樣與時(shí)俱進(jìn)，不斷改革，不斷更新，保證向社會(huì)輸送有創(chuàng)新思想和創(chuàng)新能力的高科技人才，這才是高校教學(xué)改革中具有導(dǎo)向性的問題。而高等學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室能否為學(xué)生提供建立創(chuàng)新意識(shí)的平臺(tái)，能否創(chuàng)建一個(gè)學(xué)生的創(chuàng)新想法得以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是關(guān)鍵之所在。①武漢科技大學(xué)給水排水工程實(shí)驗(yàn)中心正是秉承這一理念，分析給水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題，做了大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革工作，取得了較好的效果。
1 給水排水工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題
1.1 專業(yè)課的學(xué)習(xí)重理論輕實(shí)驗(yàn)
給水排水工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)專業(yè)學(xué)習(xí)中占有舉足輕重的地位。一直以來，高校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視絕大部分都表現(xiàn)在口頭上，教學(xué)主管部門、教師和學(xué)生在思想上重理論、輕實(shí)驗(yàn)的的現(xiàn)象普遍存在。具體體現(xiàn)在許多高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還依附在理論教學(xué)之中，既沒有被獨(dú)立設(shè)置一門課程也沒有形成相應(yīng)的教學(xué)體系和學(xué)分。②實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的不是全面提升學(xué)生的綜合能力，而僅僅是為了鞏固已經(jīng)學(xué)過的理論知識(shí)，更沒有上升到以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力為基礎(chǔ)，逐步提高學(xué)生的獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題的能力，最后培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才的高度來。
1.2 專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)設(shè)置較少且相對(duì)獨(dú)立
由于專業(yè)課的課時(shí)有限，實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少，故實(shí)驗(yàn)課開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量也相對(duì)較少。對(duì)于給水排水工程專業(yè)來說，我們以前開設(shè)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是：水力學(xué)實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)，水分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)，水處理微生物實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)及水處理實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)（其中給水8學(xué)時(shí)，排水8學(xué)時(shí)），實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足提高學(xué)生動(dòng)手和創(chuàng)新能力的要求，且實(shí)驗(yàn)課程相互獨(dú)立，未經(jīng)融合，因此學(xué)生對(duì)專業(yè)課的認(rèn)識(shí)只停留在理論加以驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，根本沒有與專業(yè)課之間融會(huì)貫通，達(dá)到一個(gè)質(zhì)的飛躍。
1.3 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的安排不合理
給水排水工程四個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)中，水質(zhì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、水力學(xué)實(shí)驗(yàn)和水處理微生物實(shí)驗(yàn)均為專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，主要培養(yǎng)的是基本實(shí)驗(yàn)技能；水處理實(shí)驗(yàn)主要包括給水處理實(shí)驗(yàn)和排水處理實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)時(shí)有限及實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)備所限制，結(jié)合現(xiàn)有的教學(xué)方式和教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)只能開設(shè)認(rèn)知性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，老師只是一味灌輸，學(xué)生也只是簡(jiǎn)單模仿，沒有進(jìn)行獨(dú)立思考，處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)。③綜合性和創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)很難實(shí)施，由此導(dǎo)致學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力得不到充分發(fā)揮，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)僅僅是課堂理論的再現(xiàn)，沒有自己的思索和創(chuàng)新，很大程度上限制了學(xué)生的積極性和探索性。
1.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏、陳舊
社會(huì)在發(fā)展，科技也日新月異，而高校實(shí)驗(yàn)室普遍由于經(jīng)費(fèi)問題，實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般都過于陳舊且新型設(shè)備嚴(yán)重不足，大多數(shù)還是采用的傳統(tǒng)的分析方法與現(xiàn)實(shí)有很大的差距。實(shí)驗(yàn)室里價(jià)格昂貴的設(shè)備一般數(shù)量較少甚至只有一臺(tái)，有時(shí)根本滿足不了本科生的教學(xué)需要，只能分批分組的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或者進(jìn)行演示性實(shí)驗(yàn)，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，不能很好的鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。
2 改革教學(xué)體系，培養(yǎng)創(chuàng)新能力
2.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念
高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容必須反映本學(xué)科發(fā)展的新方向、新水平，并保持其新穎性和先進(jìn)性，為了改變目前實(shí)驗(yàn)課中過多的老師講解現(xiàn)象，我們本著給水排水工程專業(yè)的特點(diǎn)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的目的，不斷更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，加緊理論聯(lián)系實(shí)際，隨時(shí)更新我們的實(shí)驗(yàn)教案；在專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，我們注重學(xué)生基本原理及基本技能的培訓(xùn)，同時(shí)也配合先進(jìn)的、戶外便攜式的儀器使用，讓學(xué)生更好的與實(shí)際接軌。在新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們不斷增開綜合設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，譬如在水處理實(shí)驗(yàn)中專門增開了兩周的綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課，即老師給定一個(gè)題目，從最初的實(shí)驗(yàn)原理、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的輸出均是學(xué)生自己獨(dú)立完成，老師不再是一味地手把手教學(xué)生實(shí)驗(yàn)，而是在旁加以指點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，讓學(xué)生在不斷推敲，不斷論證的基礎(chǔ)上提高他們獨(dú)立思考，創(chuàng)新思維，綜合設(shè)計(jì)和知識(shí)運(yùn)用能力。同時(shí)，針對(duì)本專業(yè)的情況，我們?cè)诖笏纳蠈W(xué)期專門開設(shè)了一門實(shí)驗(yàn)課即《水處理實(shí)驗(yàn)新技術(shù)》，課堂講解與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，先是利用少課時(shí)講解本專業(yè)近幾年的實(shí)驗(yàn)改革及設(shè)備更新情況，再就是給學(xué)生從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)操作到最后的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行一次系統(tǒng)的培訓(xùn)，讓學(xué)生明白做科研論文所需具備的知識(shí)，然后安排了大量的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，基本都是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本上都包括了水質(zhì)分析，微生物的馴化及污水處理幾門專業(yè)課的知識(shí)，使各專業(yè)課之間有了一個(gè)很好的銜接，達(dá)到融會(huì)貫通的目的。通過幾年的實(shí)踐證明，這次改革收到了比較好的效果，受到了相關(guān)老師和學(xué)生的好評(píng)。
2.2 運(yùn)用多媒體教學(xué)技術(shù)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)
當(dāng)今社會(huì)是個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息化社會(huì)，實(shí)驗(yàn)室也充分利用了多媒體技術(shù)，把實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器的使用、實(shí)驗(yàn)過程等通過PPT或者是錄像、動(dòng)漫等方式做成課件，建立網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，供學(xué)生查閱和使用，創(chuàng)建網(wǎng)上預(yù)約、網(wǎng)上課堂、網(wǎng)上答疑等方面的實(shí)時(shí)互動(dòng)，適時(shí)掌握學(xué)生動(dòng)態(tài)，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)使用效率和教學(xué)效果。
2.3 更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，創(chuàng)造良好實(shí)驗(yàn)環(huán)境
針對(duì)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備過于陳舊的情況，讓學(xué)生與本專業(yè)的先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)接軌，學(xué)校近幾年大力支持了本專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，經(jīng)費(fèi)投入也很大，本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不斷更新，并于2004年12月與建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)一起申請(qǐng)得到“中央與地方共建高等學(xué)校基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室”基金200萬元，于2006年5月被確定為“武漢科技大學(xué)校級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”。同時(shí)在五年之內(nèi)學(xué)校相應(yīng)配套該中心建設(shè)資金100余萬元。中心現(xiàn)擁有建筑面積2180平方米，實(shí)驗(yàn)設(shè)備資產(chǎn)達(dá)450余萬元。該中心的成立后，中心承擔(dān)武漢科技大學(xué)的給水排水工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、土木工程、環(huán)境工程（碩士）、市政工程（碩士）等專業(yè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)及其他實(shí)踐性教學(xué)任務(wù)。另外每年也接待本校理學(xué)院、資源與環(huán)境工程學(xué)院、中南分校相關(guān)專業(yè)學(xué)生來中心做實(shí)驗(yàn)，年接待學(xué)生近1500余人次，年實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作量達(dá)4萬余人時(shí)數(shù)。打破原有給水排水工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室與建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室之間的界限，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備的配置，極大限度地減少實(shí)驗(yàn)室重復(fù)建設(shè)的投入。
2.4 實(shí)施創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，著手培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
本專業(yè)的所有實(shí)驗(yàn)室均為開放型實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室全天免費(fèi)為學(xué)生開放。開放實(shí)驗(yàn)室主要倡導(dǎo)的是學(xué)生的主導(dǎo)地位，強(qiáng)化個(gè)性化教育，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。首先，實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)每門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱除設(shè)置一定的必修實(shí)驗(yàn)外，還有個(gè)性化選修實(shí)驗(yàn)，其難度一般都超出了教學(xué)大綱規(guī)定的難度，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平。其次，學(xué)生有充分的自主權(quán)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)操作均由學(xué)生自主決定；還有，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)提倡學(xué)生相互交流，教師隨時(shí)解決學(xué)生的問題，對(duì)于善于鉆研的學(xué)生，還可以讓學(xué)生跟著本校研究生及有科研課題的老師一起進(jìn)行科研，盡可能的激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，挖掘其創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)其創(chuàng)造才能。
通過近幾年的改革試驗(yàn)，我們已經(jīng)有多項(xiàng)大學(xué)生科技創(chuàng)新作品獲獎(jiǎng)和多篇科研。2007年獲第十屆“挑戰(zhàn)杯”飛利浦全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽三等獎(jiǎng)和湖北省第六屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)；2007-2008年連續(xù)兩年獲西蒙-國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)杯全國(guó)高等院校大學(xué)生綜合布線競(jìng)賽三等獎(jiǎng)兩項(xiàng)；2006年分別獲湖北省高校大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)、第二屆全國(guó)ITAT教育工程就業(yè)技能大賽FLASH動(dòng)畫設(shè)計(jì)中榮獲三等獎(jiǎng)、首屆航天杯職業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)大賽校三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)；學(xué)生在各類雜志上20篇以上。
3 結(jié)束語
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是給水排水工程專業(yè)的重要組成部分，好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能大幅度提高學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。通過近幾年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，本專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力明顯提高，得到了不少用人單位的好評(píng)，適應(yīng)了社會(huì)發(fā)展的需要。但實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的改革，面對(duì)行業(yè)的發(fā)展對(duì)人才的需求，我們改革步伐還應(yīng)更加堅(jiān)定，堅(jiān)持改革與創(chuàng)新同步，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與時(shí)俱進(jìn)，不斷完善，為本專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量和整體教學(xué)水平的提高奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為社會(huì)輸送更高層次的人才。
注釋
佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)起步相對(duì)較晚，是在2005年從資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)(環(huán)保方向）發(fā)展而新成立的本科專業(yè)。依托于原資環(huán)專業(yè)良好的基礎(chǔ)，加上學(xué)校對(duì)新增專業(yè)的重點(diǎn)扶持，環(huán)境工程專業(yè)建設(shè)得到了快速發(fā)展，但是客觀分析當(dāng)前本專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系狀況，仍然存在一些問題。
1.1實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不足，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置不合理
由于受傳統(tǒng)教學(xué)思想的束縛，造成教學(xué)中普遍存在重理論、輕實(shí)踐的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)不足。目前，我校環(huán)境工程專業(yè)開出實(shí)驗(yàn)的課程共計(jì)14門，總實(shí)驗(yàn)為200學(xué)時(shí)，只占總課程學(xué)時(shí)的8%(課內(nèi)總教學(xué)為2500學(xué)時(shí)），而且沒有一門課程能夠獨(dú)立開設(shè)實(shí)驗(yàn)課，全部是跟著理論課教學(xué)走。另外，實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的設(shè)置各自為政，缺乏整體性、系統(tǒng)性，導(dǎo)致部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重復(fù)，制約了學(xué)生的知識(shí)面，如《普通化學(xué)》實(shí)驗(yàn)中的“分析天平使用”與《分析化學(xué)》實(shí)驗(yàn)相應(yīng)內(nèi)容重復(fù)；《儀器分析》實(shí)驗(yàn)中的“用氯離子選擇性電極測(cè)定微量”與《環(huán)境監(jiān)測(cè)》實(shí)驗(yàn)相應(yīng)內(nèi)容重復(fù)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少，而且與社會(huì)服務(wù)、科研、生產(chǎn)第一線脫節(jié)。這樣既不利于提高學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，又不利于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力和解決實(shí)際問題能力。
1.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法基本上是先由指導(dǎo)老師介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理以及所用的儀器設(shè)備，然后學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書規(guī)定的測(cè)試方法、實(shí)驗(yàn)步驟動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，讀取數(shù)據(jù)和得出結(jié)果，最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種照方抓藥的“填鴨式”教學(xué)模式單一，難以發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，導(dǎo)致學(xué)生分析能力差、依賴性強(qiáng)，顯然已不適應(yīng)21世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。
1.3實(shí)驗(yàn)考核制度不完善
實(shí)驗(yàn)課考核的辦法一般是根據(jù)學(xué)生的出勤率和實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)，沒有安排專門的考試，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課不夠重視，容易出現(xiàn)做實(shí)驗(yàn)不積極，抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告等不良現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)課成績(jī)不能全面地反映學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)掌握的程度，學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的高低也很難從課程考核中客觀地反映出來。
1.4實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備臺(tái)（套）數(shù)少
學(xué)校由于辦學(xué)經(jīng)費(fèi)有限和投入不足，造成實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備臺(tái)（套）數(shù)不夠。近年來，雖然學(xué)校對(duì)新增專業(yè)在經(jīng)費(fèi)上有一定的支持，但是力度不夠。學(xué)校僅在2006年投入27萬元、在2007年投入44萬元購(gòu)置了如自由沉降、工業(yè)污水可生化、活性炭吸附、煙氣脫硫脫氮、旋風(fēng)除塵器性能、垃圾焚燒發(fā)電等環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)裝置。由于經(jīng)費(fèi)有限，每種設(shè)備只能購(gòu)置2~3臺(tái)（套），有的甚至是1臺(tái)（套）]，而2008~2010年幾乎沒有經(jīng)費(fèi)投入，造成許多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都要借用原來資環(huán)專業(yè)（環(huán)保方向）的儀器設(shè)備才能開出。由于設(shè)備臺(tái)（套）數(shù)較少，學(xué)生實(shí)驗(yàn)分組只能安排多人一組，這樣無法保證每名同學(xué)都能動(dòng)手操作，有些實(shí)驗(yàn)往往會(huì)出現(xiàn)一人做多人看的現(xiàn)象。因此，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬件配套不足，是導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力差、創(chuàng)新能力弱的一個(gè)重要原因。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的優(yōu)化
所謂實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的優(yōu)化，就是通過選擇、改進(jìn)和整合，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的諸要素包括實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)考核制度、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍等相互有機(jī)匹配，使整體功能達(dá)到最佳狀態(tài)0。為適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需要，我們結(jié)合2010版本科人才培養(yǎng)計(jì)劃的修訂，對(duì)我校環(huán)境工程專業(yè)原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行優(yōu)化，以培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實(shí)踐、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的環(huán)境科學(xué)與工程應(yīng)用型人才。
2.1優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程體系
我們?cè)谛抻喨瞬排囵B(yǎng)計(jì)劃中，把4年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為一個(gè)整體統(tǒng)一考慮。根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)的特點(diǎn)，重新調(diào)整和有機(jī)組合所有實(shí)驗(yàn)課程，構(gòu)建由公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課+學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課+專業(yè)實(shí)驗(yàn)課3個(gè)層次組成的新型實(shí)驗(yàn)課程體系。
原來的課程體系中沒有開設(shè)公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，從而影響了后續(xù)實(shí)驗(yàn)的開展。因此，我們選擇工科各專業(yè)通用的《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》《C語言程序設(shè)計(jì)》開設(shè)實(shí)驗(yàn)，而且獨(dú)立開設(shè)一門實(shí)驗(yàn)課程一《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)B》。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)基本操作技能和基本物理量及物理參數(shù)的測(cè)量技術(shù)。
這是整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程體系中重要的組成部分，它不僅直接影響日后專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)，而且也是學(xué)生進(jìn)一步深造碩士、博士層次的基礎(chǔ)。我們主要開設(shè)《環(huán)境工程微生物學(xué)》《測(cè)量學(xué)》《電子與電工技術(shù)》《水力學(xué)與水泵》《化工原理》等課程實(shí)驗(yàn)，并把原來分散的《普通化學(xué)》《分析化學(xué)》《有機(jī)化學(xué)》《物理化學(xué)》和《儀器分析》5門課程的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化整合，單獨(dú)開設(shè)一門實(shí)驗(yàn)課程一《化學(xué)實(shí)驗(yàn)》，安排80學(xué)時(shí)，把原來《環(huán)境監(jiān)測(cè)》課程中的實(shí)驗(yàn)列出，單獨(dú)開設(shè)24學(xué)時(shí)的《環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)》。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握本專業(yè)的基本實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法，基本技能得到訓(xùn)練。
原來的課程體系中只在《水污染控制工程》《大氣污染控制工程》和《固體廢物處理與處置》開設(shè)實(shí)驗(yàn)，專業(yè)實(shí)驗(yàn)具有難度大、耗時(shí)長(zhǎng)的特點(diǎn)，但卻只安排了20學(xué)時(shí)、8學(xué)時(shí)和4學(xué)時(shí)，明顯不足。因此，我們把《水污染控制工程》《大氣污染控制工程》實(shí)驗(yàn)整合成獨(dú)立開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程一《污染控制工程實(shí)驗(yàn)》，安排48學(xué)時(shí)，并增開8學(xué)時(shí)《物理性污染控制工程》實(shí)驗(yàn)和8學(xué)時(shí)《環(huán)境水文學(xué)》實(shí)驗(yàn)《固體廢物處理與處置》實(shí)驗(yàn)增加到8學(xué)時(shí)。通過學(xué)習(xí)，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)技能，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)去分析問題、解決問題的能力。
以上實(shí)驗(yàn)課程體系總實(shí)驗(yàn)為330學(xué)時(shí)，占總課程學(xué)時(shí)的14%(課內(nèi)總教學(xué)為2372學(xué)時(shí)），比原來增加了130學(xué)時(shí)，提高了6%，而且3個(gè)層次共有4門獨(dú)立開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，形成一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)課程體系。
2.2更新、整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
對(duì)重復(fù)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化，淘汰陳舊落后的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并增設(shè)工程應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)、專業(yè)研究性實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多樣化。
綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)《化學(xué)實(shí)驗(yàn)》增加了與環(huán)境相關(guān)的綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如“自來水總硬度的測(cè)定”“鄰二氮菲分光光度法測(cè)定廢水中微量鐵”，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)專業(yè)的了解，提高實(shí)驗(yàn)興趣。如《環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)》中，“化學(xué)需氧量（CODcr)和生化需氧量（BOD5)的測(cè)定”“空氣中SO。的測(cè)定”，它們?cè)瓉韺儆隍?yàn)證性實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過整合后成為2個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)。此外，還增加1個(gè)選做的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一“校園大氣、水、噪聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)”，要求學(xué)生自己制訂監(jiān)測(cè)方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)線路和選擇實(shí)驗(yàn)儀器，詳細(xì)實(shí)驗(yàn)方案經(jīng)指導(dǎo)老師審定后，方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)，還要認(rèn)真寫出有結(jié)論、有分析評(píng)價(jià)、有心得體會(huì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，極大地提高了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，綜合分析能力、獨(dú)立設(shè)計(jì)能力也得到了充分的鍛煉。
工程應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)環(huán)境工程是工程應(yīng)用型專業(yè)，涉及應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，學(xué)生畢業(yè)后多數(shù)人進(jìn)入污水廠、凈水廠、市政公司、環(huán)保公司、設(shè)計(jì)院等單位從事工程實(shí)際工作。因此，我們積極開設(shè)一些與社會(huì)服務(wù)、科研、實(shí)際工程相結(jié)合的實(shí)用性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如在《污染控制工程實(shí)驗(yàn)》中，將水處理流程的各個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)系起來，形成一個(gè)專業(yè)應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排到校外實(shí)踐基地（某某污水處理廠）去做，要求學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)在污水處理現(xiàn)場(chǎng)親自動(dòng)手采集整個(gè)工藝過程中的水樣和污泥樣，分析測(cè)定進(jìn)水、出水的SS、COD&、BOD5等，觀察污泥樣的微生物，讓學(xué)生充分了解污水處理廠構(gòu)筑物，掌握污水處理過程中工藝參數(shù)的變化規(guī)律以及出現(xiàn)污泥膨脹、水質(zhì)變差等異?，F(xiàn)象所采取的措施。學(xué)生通過對(duì)這些實(shí)際處理工藝的運(yùn)行操作，一方面讓學(xué)生掌握一套完整的污水處理流程，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和解決實(shí)際問題能力；另一方面拉近理論與實(shí)際、學(xué)校與社會(huì)的距離，為企業(yè)培養(yǎng)適用性強(qiáng)的應(yīng)用型人才打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
專業(yè)研究性實(shí)驗(yàn)我校環(huán)境工程專業(yè)目前有教師12名，其中正高職稱2名、glj高職稱6名、中級(jí)職稱4名。他們各自形成了自己穩(wěn)定的研究方向，主要有水污染控制、大氣污染控制、清潔生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)等多個(gè)研究領(lǐng)域，每年承擔(dān)多項(xiàng)各類課題。為了提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的運(yùn)用能力，逐漸培養(yǎng)學(xué)生科研能力，我們結(jié)合專業(yè)教師的科研課題，對(duì)學(xué)生增開一些研究性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如“酸雨時(shí)空分布特征及其影響機(jī)制研究”“機(jī)動(dòng)車污染排放特征及環(huán)境影響的量化研究”“化學(xué)氧化法在有機(jī)工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用研究“土壤重金屬污染及其修復(fù)技術(shù)研究”等，使學(xué)生掌握當(dāng)前科學(xué)研究動(dòng)態(tài)，為大四畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）和日后從事科學(xué)研究做鋪墊。
2.3改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
在對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容更新、整合的同時(shí)，也改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。首先，創(chuàng)立“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的新教學(xué)模式，采用“啟發(fā)式”的教學(xué)方法，老師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生去思考和討論，鼓勵(lì)學(xué)生大膽發(fā)言。同時(shí)，讓學(xué)生帶著問題去實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過思考得到正確的認(rèn)識(shí)和滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其次，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)如CAI、多媒體和網(wǎng)站等進(jìn)行多種方法的教學(xué)，這些方法直觀、圖文并茂、形象生動(dòng)，不僅可增大教學(xué)信息量，縮短課堂教學(xué)時(shí)間[4，而且能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果。如我們完成的學(xué)?！?51工程”項(xiàng)目一《環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)》CAI課件制作，已投入《環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)中，學(xué)生普遍反映較好。另外，創(chuàng)造計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)一些目前尚不具備條件開展的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，以開拓學(xué)生的視野。如將目前國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)、最完整的垃圾處理與處置工藝流程以動(dòng)態(tài)運(yùn)行表現(xiàn)出來，讓學(xué)生形成深刻的感性認(rèn)識(shí)。
2.4完善實(shí)驗(yàn)考核制度
建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)考評(píng)體系和激勵(lì)機(jī)制，采取綜合考核方式，即實(shí)驗(yàn)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)（包括考勤、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、課堂提問）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)考試（包括實(shí)驗(yàn)操作考試、筆試）3部分組成，各部分所占比例分別為20%、30%、50%。對(duì)于課程中的實(shí)驗(yàn)，如《測(cè)量學(xué)》實(shí)驗(yàn)，在期末考試題中增加了實(shí)驗(yàn)題，提高了實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)谡n程總評(píng)成績(jī)中的比重，使實(shí)驗(yàn)的總成績(jī)?cè)谡n程總評(píng)成績(jī)中占30%~40%，與學(xué)時(shí)比基本上一致。對(duì)于獨(dú)立開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，如《化學(xué)實(shí)驗(yàn)》《環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)》和《污染控制工程實(shí)驗(yàn)》，期末單獨(dú)筆試，占實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)的60%，主要考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)理論、基本原理的掌握情況以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、解釋等。獨(dú)立開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，要求單獨(dú)給出實(shí)驗(yàn)總成績(jī)和學(xué)分。這種改革后的實(shí)驗(yàn)考評(píng)體系，不僅能夠全面、客觀、公正地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，而且大大調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自覺性、積極性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
2.5改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件
為了保證學(xué)生學(xué)到先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法，學(xué)校在有限的財(cái)力基礎(chǔ)上加大投入的傾斜度，增添一些新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。如2011年在“國(guó)土資源環(huán)境與旅游研究中心”校級(jí)學(xué)科平臺(tái)建設(shè)中投入了55萬元購(gòu)置設(shè)備，其中有45萬元主要用于購(gòu)置環(huán)境類進(jìn)口大型精密儀器，如ICS-900型離子色譜儀（美國(guó)戴安生產(chǎn)）、Kjeltec8200型凱氏定氮儀（丹麥福斯生產(chǎn)）等，加上原有的紫外光譜儀、原子吸收分光光度計(jì)等大型儀器，除保證科研任務(wù)能順利完成外，可讓學(xué)生接觸到這些先進(jìn)的大型精密儀器設(shè)備，拓寬眼界，增長(zhǎng)知識(shí)。同時(shí)，我們?cè)凇笆濉睂?shí)驗(yàn)室發(fā)展規(guī)劃中，計(jì)劃未來2~3年逐步增加常規(guī)儀器設(shè)備臺(tái)（套）數(shù)，保證每名學(xué)生都能動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。另外，對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行必要的整合和調(diào)整，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)，將功能相同或相近的化學(xué)分析室、儀器分析室、環(huán)境監(jiān)測(cè)室、環(huán)境化學(xué)室合并為環(huán)境分析測(cè)試室，將電教室改造為環(huán)境污染控制室，使課程與課程之間建立橫向聯(lián)系，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室多功能的作用，并改實(shí)驗(yàn)室“封閉式”管理為“開放式”管理，為學(xué)生開展科研活動(dòng)和綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)提供更多的時(shí)間和空間。
Keywords: covering engineering, Curve Numerical flume, mathematical model, Hang Hong
中圖分類號(hào)：TV143+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編碼
1模型案例概況
深圳市布吉河宏達(dá)大廈已經(jīng)完成相應(yīng)河道的覆蓋工程，其位于布吉河上游段，南門墩橋下游，參考圖1-1。本河段進(jìn)口處轉(zhuǎn)彎半徑較小，又有大芬支流從凹岸匯入，水流條件比較復(fù)雜，通過模型實(shí)驗(yàn)和專題計(jì)算對(duì)其進(jìn)行了防洪影響評(píng)估，
本次研究建立平面二維彎道數(shù)值水槽，進(jìn)行數(shù)學(xué)模型研究。通過建立二維彎道數(shù)值水槽研究覆蓋工程對(duì)河道現(xiàn)狀行洪能力的影響以及工程區(qū)局部流態(tài)改善問題，為工程設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。彎道數(shù)值水槽的邊界條件由一維河道恒定流計(jì)算模型提供，即充分發(fā)揮一維模型的快速方便的特點(diǎn)，同時(shí)又能獲得局部平面范圍的細(xì)部信息，為優(yōu)化河道覆蓋工程方案提供科學(xué)依據(jù)。
圖1-1工程“現(xiàn)狀研究覆蓋段”位置
2研究基礎(chǔ)資料
根據(jù)《布吉河上游整治工程可行性研究報(bào)告》[3]，本覆蓋工程布吉河河段流量QP=1%=456m3/s，大芬支流流量QP=1%=158m3/s，相應(yīng)的下游水位HP=1%=4.38m。根據(jù)深圳河辦公室1996年在布吉河的水文測(cè)驗(yàn)資料[4][5]，布吉河最大含沙量13kg/m3，平均2.51kg/m3。
3數(shù)學(xué)模型研究
本次研究的彎道數(shù)值水槽的邊界條件由一維河道恒定流計(jì)算模型提供：即根據(jù)一維圣維南方程組，建立一維河道數(shù)值模型，先進(jìn)行大范圍的一維河道模擬，獲得工程區(qū)的水位流量關(guān)系，再建立平面二維彎道數(shù)值水槽研究工程局部水流問題。這樣做的好處是充分發(fā)揮一維模型的快速方便的特點(diǎn)，同時(shí)又能獲得局部平面范圍的細(xì)部信息。
3.1一維數(shù)學(xué)模型的方程及算法
3.1.1基本方程
連續(xù)性方程： (3-1)
運(yùn)動(dòng)方程： (3-2)
以上圣維南方程組主要針對(duì)非恒定漸變流水流計(jì)算，如果是恒定流，可將圣維南方程組簡(jiǎn)化，其連續(xù)性方程自動(dòng)滿足，運(yùn)動(dòng)方程第2項(xiàng)為0，簡(jiǎn)化后的非均勻漸變流的水位沿流程變化微分方程式為：
(3-3)
3.1.2數(shù)值計(jì)算方法
式（3-3）一般按有限差分離散，即將河道劃分成若干計(jì)算段，每段分別采用離散后的方程計(jì)算，式（3-3）離散后的方程其實(shí)就是不可壓縮流體恒定流能量方程（伯努利方程）。
3.1.3一維模型為二維彎道數(shù)值水槽提供的邊界條件
文獻(xiàn)[3]中已經(jīng)利用該一維河道模型進(jìn)行了一些工程區(qū)不同設(shè)計(jì)流量下的河道水位計(jì)算，根據(jù)其計(jì)算成果取彎道數(shù)值水槽上游布吉河流量QP=1%=456m3/s、大芬支流流量QP=1%=158m3/s，相應(yīng)的下游水位HP=1%=4.38m，工程區(qū)底板平均高程17.9m。
3.2二維數(shù)學(xué)模型的方程及算法
3.2.1基本方程
連續(xù)方程：
（3-5）
動(dòng)量方程：
（3-6）
（3-7）
3.2.2定解條件
（1） 初始條件
（2） 邊界條件
開邊界采用流速邊界：；或采用水位邊界：。式中，、、均為根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料確定的已知量，分別用流速過程或水位過程控制。閉邊界采用不可入條件，即，法向流速為0，n為邊界的外法向。
3.3數(shù)學(xué)模型建立
3.3.1計(jì)算范圍確定及網(wǎng)格剖分
彎道數(shù)值水槽模型計(jì)算域示意見圖3-1，模型采用三角形無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格剖分，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)6666，
三角形單元11574，最大網(wǎng)格步長(zhǎng)約14.5m，最小步長(zhǎng)＜0.2m，工程區(qū)外網(wǎng)格較疏，工程區(qū)附近網(wǎng)格較密（見圖3-2）。
圖3-1彎道數(shù)值水槽主要尺寸（單位：m） 圖3-2 計(jì)算網(wǎng)格示意圖
3.3.2模型驗(yàn)證
彎道數(shù)值水槽能否復(fù)演出與天然相似的流場(chǎng)，關(guān)鍵取決于數(shù)值水槽驗(yàn)證結(jié)果與實(shí)測(cè)資料的吻合程度。本驗(yàn)證實(shí)測(cè)資料引自文獻(xiàn)[7]中的閘前90°彎道水流實(shí)驗(yàn)，借用其實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)二維數(shù)值水槽建立方法進(jìn)行驗(yàn)證。
根據(jù)工程實(shí)際參數(shù)計(jì)算得到整個(gè)計(jì)算區(qū)域流速與水深的數(shù)值解。第5～7斷面上水深、流速的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值比較可知：彎道水流入彎后，凸岸流速稍增而凹岸流速稍減，過了彎頂之后又出現(xiàn)相反的調(diào)整。計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)資料符合較好，表明該模型能夠有效地模擬流線彎曲的復(fù)雜水流的水力特性。
圖3-3計(jì)算網(wǎng)格示意圖
3.4優(yōu)化方案比選
通過彎道數(shù)值水槽模擬不同的工程方案，將其與現(xiàn)狀條件下的水流特征、包括彎道內(nèi)的測(cè)點(diǎn)水位和測(cè)點(diǎn)流速、各涵孔的單寬流量等相比較，以找出對(duì)現(xiàn)狀河道行洪影響最小的方案。邊界條件上游布吉河流量QP=1%=456m3/s、大芬支流流量QP=1%=158m3/s，相應(yīng)的下游水位HP=1%=4.38m。
3.4.1方案介紹
工程區(qū)布置方案考慮以下幾個(gè)：現(xiàn)狀方案、設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方案+導(dǎo)流墩方案、設(shè)計(jì)方案+導(dǎo)流墻方案，如圖3-4～7所示。
3.4.2方案對(duì)比
（1）設(shè)計(jì)方案實(shí)施后，各涵孔的單寬流量均有不同程度的變化，其中5號(hào)涵孔增加較大，最大單寬流量增幅達(dá)到現(xiàn)狀方案條件下的22%，對(duì)防止彎道凸岸泥沙淤積有利。
（2）設(shè)計(jì)方案實(shí)施后，各涵孔的水位也有不同程度的變化，但總體變化很小，最大不超過2.2%，對(duì)現(xiàn)狀河道行洪能力影響甚微。
（3）“設(shè)計(jì)方案+導(dǎo)流墩”對(duì)局部流態(tài)改善較好，其流態(tài)平順，無明顯回流和死水區(qū)（圖3-9），且各涵孔流速較大，有利于彎道內(nèi)泥沙向下游輸移。
4主要結(jié)論
本文通過數(shù)學(xué)模型研究布吉宏達(dá)大廈河段覆蓋工程對(duì)河道行洪的影響及局部工程區(qū)流態(tài)改善問題，得出的結(jié)論主要包括：
（1）本文建立的彎道數(shù)值水槽計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)資料符合較好，表明該模型能夠有效地模擬流線彎曲的復(fù)雜水流的水力特性。
（2）按照河道現(xiàn)狀100年的行洪能力，本文進(jìn)行了工程后的河道行洪能力分析，發(fā)現(xiàn)采取設(shè)計(jì)方案后，有助于歸順彎道水流，各涵孔的水位相對(duì)于工程前變化很小，最大不超過2.2%，對(duì)現(xiàn)狀河道行洪能力影響甚微。另外，設(shè)計(jì)方案實(shí)施后，5號(hào)涵孔流量增加較大，最大流量增幅達(dá)到工程前條件下的22%，對(duì)防止彎道凸岸泥沙淤積有利。
（3）本文利用導(dǎo)流墩改善局部水流流態(tài)，發(fā)現(xiàn)“設(shè)計(jì)方案+導(dǎo)流墩”較優(yōu)：①其流態(tài)平順，無明顯回流和死水區(qū)（圖3-9）；②采用導(dǎo)流墩后，可進(jìn)一步增大5號(hào)涵孔流量，增幅達(dá)到現(xiàn)狀條件下的31%。
參考文獻(xiàn)
深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，《布吉河南門墩河段整治工程水力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)報(bào)告》，1994年7月。
深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，《布吉河宏達(dá)大廈覆蓋工程專題報(bào)告》，2003年。
深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，《布吉河上游整治工程可行性研究報(bào)告》，2008年2月。
陳建湘,徐建秋.深圳河潮流水文特性分析[J]. 長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2006,23(3):19-21.
指服從實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，以培養(yǎng)創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才為宗旨，追求知識(shí)體系的完整。即打破課程間的壁壘，所有的水文氣象實(shí)踐課統(tǒng)一管理、統(tǒng)籌安排，把相關(guān)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)、技術(shù)和方法有機(jī)地組織在一起形成一個(gè)完整的體系。
1.2“三層次”
根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)將實(shí)踐教學(xué)分為基礎(chǔ)性試驗(yàn)、綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次。第一層次，基礎(chǔ)性試驗(yàn)。主要是以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程為主體，掌握基本操作技能為主，培養(yǎng)低年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知能力、動(dòng)手能力。如水力學(xué)實(shí)驗(yàn)中靜水壓強(qiáng)和靜水總壓力的測(cè)量、液流流態(tài)和液流阻力的測(cè)量，水文測(cè)驗(yàn)中的流量、流速、水位等測(cè)量，氣象要素降水、蒸發(fā)的觀測(cè)等。第二層次，綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)。主要是以綜合實(shí)驗(yàn)課程為主體，旨在強(qiáng)化專業(yè)知識(shí)和應(yīng)用技能，培養(yǎng)學(xué)生初步設(shè)計(jì)能力和分析解決問題的能力，常采用啟發(fā)式教學(xué)。如臨近和短時(shí)天氣預(yù)報(bào)實(shí)習(xí)、水文預(yù)報(bào)課程設(shè)計(jì)，水文水資源綜合實(shí)習(xí)等，要求學(xué)生通過所學(xué)的課本知識(shí)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，圍繞著理論、程序技術(shù)和研究思維三個(gè)環(huán)節(jié)展開進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。第三層次，實(shí)踐創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。主要是以創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主體，為設(shè)計(jì)、研發(fā)型實(shí)驗(yàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生自主研究、科研創(chuàng)新能力，常采用開放式教學(xué)。這里主要指高年級(jí)的學(xué)生申請(qǐng)的校級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，在教師指導(dǎo)下的學(xué)生自主文獻(xiàn)檢索、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)過程、總結(jié)和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、撰寫論文等環(huán)節(jié)，充分體現(xiàn)了學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位和教師在教學(xué)活動(dòng)中的主導(dǎo)作用的教學(xué)原則。通過開放式教學(xué)，學(xué)生的實(shí)踐能力得到了鍛煉，創(chuàng)新能力得到了提高，促進(jìn)了創(chuàng)新型和研究型人才的培養(yǎng)。
1.3“多形式”
是指采取基本實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，計(jì)劃內(nèi)學(xué)時(shí)與計(jì)劃外開放實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將實(shí)驗(yàn)操作與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合等，并將室內(nèi)試驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)基地和基礎(chǔ)人才培養(yǎng)基地有機(jī)結(jié)合；在形式上采用講授式、啟發(fā)式、自學(xué)式、開放式等多種形式有機(jī)組合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的最終目的?！耙惑w化、三層次、多形式”實(shí)踐教學(xué)體系的建立，形成了由單一到綜合，由相對(duì)獨(dú)立到有機(jī)融合的一個(gè)完整的實(shí)踐教學(xué)新體系。學(xué)生的能力從實(shí)踐動(dòng)手能力、綜合應(yīng)用能力到科研創(chuàng)新能力得到了全面遞進(jìn)式培養(yǎng)［3-7］。
2“一體化、三層次、多形式”實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)施與管理
2.1優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索多元化的教學(xué)模式
水文氣象學(xué)專業(yè)的課程主要是圍繞水文和氣象交叉學(xué)科的相關(guān)知識(shí)解決國(guó)民生產(chǎn)中的實(shí)際工程問題，因此實(shí)踐教學(xué)是整個(gè)培養(yǎng)計(jì)劃中非常重要的組成部分。根據(jù)實(shí)踐課程規(guī)劃（實(shí)驗(yàn)教材、實(shí)驗(yàn)大綱和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)），優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括以下幾個(gè)方面：第一，優(yōu)化課程體系，突出實(shí)驗(yàn)性教學(xué)。以課程綜合化為突破口，優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容。圍繞加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)，修訂教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱，構(gòu)建新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。第二，多開綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)來提高學(xué)生的獨(dú)立創(chuàng)新、綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)。第三，建立實(shí)訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將網(wǎng)絡(luò)資源和學(xué)習(xí)更好地整合，將新的教學(xué)理念灌輸?shù)綄?shí)際實(shí)踐教學(xué)中?？焖贊M足教學(xué)要求，使實(shí)踐教學(xué)更加優(yōu)化。第四，加強(qiáng)實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)，提高學(xué)生職業(yè)能力。實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)是整個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)的重要組成部分，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)與生產(chǎn)實(shí)踐、社會(huì)服務(wù)、技術(shù)推廣緊密結(jié)合起來，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，加強(qiáng)和實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐的聯(lián)系，同時(shí)可以促進(jìn)教師自身進(jìn)行自我完善，對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行有益補(bǔ)充。多元化的教學(xué)模式［8］主要包括以下幾個(gè)方面：第一，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室模式。在教師指導(dǎo)下，在規(guī)定的時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行集中實(shí)驗(yàn)。這種模式面向的對(duì)象主要是低年級(jí)的學(xué)生，通過參加實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)動(dòng)手操作能力的一種實(shí)踐教學(xué)模式。第二，啟發(fā)式的教學(xué)模式。注重個(gè)性培養(yǎng)和創(chuàng)新思維的訓(xùn)練，鼓勵(lì)學(xué)生開動(dòng)腦筋，提出不同的實(shí)踐方案，培養(yǎng)獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用能力。第三，開放式的教學(xué)模式。主要采用分時(shí)段，分層次的開放。低年級(jí)學(xué)生基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)實(shí)行雙休日集中開放模式，以鞏固知識(shí)和技能為主，有目的地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行提高操作技能的實(shí)驗(yàn)。高年級(jí)學(xué)生以綜合性實(shí)驗(yàn)和研究型實(shí)驗(yàn)為主，綜合性實(shí)驗(yàn)采用研討課的形式進(jìn)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。研究性實(shí)驗(yàn)主要是學(xué)生通過申請(qǐng)學(xué)院、學(xué)校、省級(jí)和國(guó)家級(jí)的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)研究。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下選出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，經(jīng)查閱文獻(xiàn)，擬定實(shí)驗(yàn)方案，中期答辯和結(jié)題匯報(bào)等層層過程，充分利用周末、教學(xué)實(shí)踐周和寒暑假，在開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐并完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過一系列開放的實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)前沿和熱點(diǎn)問題的“提出—研究—解決”的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的思索能力、辨析能力和探索求知精神，從實(shí)踐上探索了基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)的新模式，推動(dòng)了教學(xué)與科研的結(jié)合。第四，以人為本的教學(xué)模式。以自主性為主要特點(diǎn)，充分慮學(xué)生個(gè)人的興趣和特長(zhǎng)，有針對(duì)性和目的地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)研究和社會(huì)實(shí)踐，突出學(xué)生創(chuàng)造性、探索性能力和組織協(xié)調(diào)能力的綜合培養(yǎng)。第五，開放的實(shí)踐教學(xué)基地模式。充分利用社會(huì)資源，建立穩(wěn)定的實(shí)踐教學(xué)基地，進(jìn)一步加強(qiáng)本科學(xué)生在工程實(shí)踐中的分析問題、解決問題的能力。比如學(xué)院與廣西水文局建立了《水文測(cè)驗(yàn)》、《水文水資源綜合實(shí)習(xí)》教學(xué)實(shí)習(xí)基地，與安徽省六安市水文局建立了《水利工程》教學(xué)實(shí)習(xí)基地，與天津市氣象局、河北省氣象局建立了《數(shù)值天氣預(yù)報(bào)》、《臨近和短時(shí)天氣預(yù)報(bào)》實(shí)習(xí)基地。這幾種實(shí)踐教學(xué)模式要有機(jī)配合，促進(jìn)各類實(shí)驗(yàn)資源的互補(bǔ)與共享，最終達(dá)到提高綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)。
2.2優(yōu)化管理，有效利用網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)資源共享
優(yōu)化管理主要通過網(wǎng)絡(luò)化管理來提高實(shí)驗(yàn)室的管理效率［9-10］。主要通過以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)管理：第一，實(shí)行網(wǎng)絡(luò)預(yù)約制度，儀器狀態(tài)實(shí)行網(wǎng)絡(luò)通報(bào)制度，提高了儀器使用的效率，也加強(qiáng)了儀器管理人員的工作責(zé)任心。第二，實(shí)驗(yàn)耗材的購(gòu)買也實(shí)行網(wǎng)絡(luò)管理，購(gòu)買藥品等耗材時(shí)，需要網(wǎng)上申請(qǐng)，經(jīng)管理員批準(zhǔn)后統(tǒng)一采購(gòu)并登記入庫(kù)、登記領(lǐng)用。通過耗材庫(kù)查詢，學(xué)生可以快速、準(zhǔn)確地找到藥品，方便互相調(diào)用，做到資源共享，節(jié)約實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，更能增強(qiáng)學(xué)生的節(jié)約意識(shí)。第三，通過考勤系統(tǒng)提高出勤率。網(wǎng)站考勤功能每天記錄了每位學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室及離開實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間，提高了學(xué)生的組織性和紀(jì)律性。第四，以網(wǎng)站展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果加強(qiáng)學(xué)生的成就感。通過實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站將學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中取得的良好實(shí)驗(yàn)結(jié)果、獲得的獎(jiǎng)勵(lì)、發(fā)表的論文等進(jìn)行展示，給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)展示成績(jī)的平臺(tái)，有助于加強(qiáng)學(xué)生的成就感。網(wǎng)站化管理真實(shí)記錄了學(xué)生完成任務(wù)和教師檢查指導(dǎo)的及時(shí)性，加強(qiáng)了師生的工作責(zé)任心，大大提高了許多環(huán)節(jié)的工作效率。有效利用網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)資源共享。主要包括：第一，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，將其網(wǎng)絡(luò)化和視頻化后，為學(xué)生正確規(guī)范地使用儀器提供了一個(gè)培訓(xùn)的平臺(tái)。通過網(wǎng)絡(luò)資源共享，應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和數(shù)碼技術(shù)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫(kù)，方便學(xué)生了解學(xué)科前沿。學(xué)生在課前通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室觀看實(shí)驗(yàn)視頻，對(duì)將要進(jìn)行的真實(shí)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于瀏覽講義文字。從而提高了實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。第二，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的建立，方便了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展。教師和學(xué)生利用積件庫(kù)中的CAI課件，視頻庫(kù)中的視聽教材，以及校園網(wǎng)上、Internet上的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)互動(dòng)，通過網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)及時(shí)查詢到實(shí)驗(yàn)室的有關(guān)信息和教學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作技術(shù)，下載自己所需要的資料，也可以通過BBS論壇系統(tǒng)參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的討論，使教師和同學(xué)進(jìn)行實(shí)時(shí)網(wǎng)上交流；學(xué)生將自己近期的研究計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及階段結(jié)果及時(shí)上傳到各自的科研文檔中，教師可以直接從網(wǎng)上讀取并進(jìn)行批閱，提出建議，及時(shí)了解某位學(xué)生的情況，從而加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)和管理。
2.3建立科學(xué)的管理及完善的考核體系
制定并逐步完善實(shí)驗(yàn)室的管理制度，進(jìn)行科學(xué)的管理。主要包括：制定工作條例，明確各級(jí)職責(zé)，使實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理逐步規(guī)范；從實(shí)驗(yàn)教材選編、實(shí)驗(yàn)大綱制定（實(shí)驗(yàn)課程的性質(zhì)與任務(wù)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫、課程考核方式、實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定等）和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)多個(gè)環(huán)節(jié)明確目標(biāo)和要求，作為組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)的依據(jù)。建立配套的管理制度，實(shí)施有效的管理，比如建立實(shí)驗(yàn)室的文件資料檔案，定期開展實(shí)驗(yàn)室工作評(píng)估和考評(píng)活動(dòng)；學(xué)習(xí)和借鑒兄弟院校的好的管理模式，充分利用和發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的功能和效益。為提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教材的選編、實(shí)驗(yàn)大綱制定和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)等等教學(xué)環(huán)節(jié)做出明確的規(guī)定。為了最大限度實(shí)現(xiàn)公平性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，將建立一套完整、合理的實(shí)驗(yàn)評(píng)分規(guī)則。為了更好地調(diào)動(dòng)教師的積極性和責(zé)任心，使學(xué)生最大限度地受益，將建立一套合理的教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系。并實(shí)施多樣化的考核模式，它包括平時(shí)考核、實(shí)驗(yàn)理論考核和實(shí)驗(yàn)操作考試。通過學(xué)生和教師兩套評(píng)價(jià)考核體系及多樣化的考核模式有效提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量。
本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校教學(xué)體系的重要組成部分。它在培養(yǎng)具有知識(shí)、能力、技能等綜合素質(zhì)的創(chuàng)新型人才方面有著理論教學(xué)不可替代的作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)及管理為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了重要的平臺(tái)，它為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力和提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量起著全方位的推動(dòng)作用[1]。
水文氣象學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，既是應(yīng)用氣象學(xué)的一個(gè)分支，又是水文學(xué)的重要組成部分。實(shí)踐性強(qiáng)是水文氣象學(xué)基礎(chǔ)系列課程的顯著特點(diǎn)之一，教學(xué)別強(qiáng)調(diào)理論要與實(shí)踐結(jié)合。作為亞洲第一所、世界第二所的水文氣象學(xué)院，國(guó)內(nèi)沒有現(xiàn)成的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可借鑒，只能參考相關(guān)專業(yè)和兄弟院校的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探索一條培養(yǎng)水文氣象復(fù)合人才的教育路子。針對(duì)過往相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以封閉式實(shí)驗(yàn)為主、部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與時(shí)代脫節(jié)、缺少學(xué)科知識(shí)交叉滲透的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)、教師科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的力度不夠、學(xué)生積極性不高等問題，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)為契機(jī)，以“培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”為主線，以培養(yǎng)創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才為目標(biāo)，構(gòu)建了“一體化、三層次、多形式”水文氣象學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系，并在這一基礎(chǔ)體系上進(jìn)行科學(xué)有效的實(shí)施和管理。
1.“一體化、三層次、多形式”實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建
1.1實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建思路。
實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)相輔相成、有機(jī)結(jié)合共同構(gòu)成大學(xué)完整的教學(xué)體系[2]。實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建的總體思路主要包括以下兩個(gè)方面：
首先，要明確目標(biāo)。以“培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”為主線，以培養(yǎng)創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才為目標(biāo)，以強(qiáng)化實(shí)踐能力為核心，以學(xué)生為本，實(shí)施人才標(biāo)準(zhǔn)的多樣性和因材施教、個(gè)性化培養(yǎng)，將實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿于本科實(shí)踐教學(xué)的始終。積極探索高等院校水文氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)規(guī)律，形成專業(yè)特色突出、體系獨(dú)立完整、管理科學(xué)、學(xué)生主體地位突出的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。
其次，要搭建平臺(tái)和優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容。根據(jù)實(shí)踐課程性質(zhì)和內(nèi)容分為基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)（基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)?zāi)K和認(rèn)知實(shí)習(xí)訓(xùn)練模塊）和專業(yè)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)（課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科技競(jìng)賽和創(chuàng)新項(xiàng)目等模塊組成）。根據(jù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)規(guī)律和實(shí)驗(yàn)課程之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，打破課程間的壁壘，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，使課程間的內(nèi)容有機(jī)融合，互相促進(jìn)。培養(yǎng)學(xué)生的基本操作和動(dòng)手能力，專業(yè)拓展和綜合運(yùn)用能力，以及實(shí)踐創(chuàng)新能力。
1.2實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)成。
1.2.1“一體化”。指服從實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，以培養(yǎng)創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才為宗旨，追求知識(shí)體系的完整。即打破課程間的壁壘，所有的水文氣象實(shí)踐課統(tǒng)一管理、統(tǒng)籌安排，把相關(guān)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)、技術(shù)和方法有機(jī)地組織在一起形成一個(gè)完整的體系。
1.2.2“三層次”。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)將實(shí)踐教學(xué)分為基礎(chǔ)性試驗(yàn)、綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次。第一層次，基礎(chǔ)性試驗(yàn)。主要是以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程為主體，掌握基本操作技能為主，培養(yǎng)低年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知能力、動(dòng)手能力。如水力學(xué)實(shí)驗(yàn)中靜水壓強(qiáng)和靜水總壓力的測(cè)量、液流流態(tài)和液流阻力的測(cè)量，水文測(cè)驗(yàn)中的流量、流速、水位等測(cè)量，氣象要素降水、蒸發(fā)的觀測(cè)等。第二層次，綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)。主要是以綜合實(shí)驗(yàn)課程為主體，旨在強(qiáng)化專業(yè)知識(shí)和應(yīng)用技能，培養(yǎng)學(xué)生初步設(shè)計(jì)能力和分析解決問題的能力，常采用啟發(fā)式教學(xué)。如臨近和短時(shí)天氣預(yù)報(bào)實(shí)習(xí)、水文預(yù)報(bào)課程設(shè)計(jì)，水文水資源綜合實(shí)習(xí)等，要求學(xué)生通過所學(xué)的課本知識(shí)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，圍繞著理論、程序技術(shù)和研究思維三個(gè)環(huán)節(jié)展開進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。第三層次，實(shí)踐創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。主要是以創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主體，為設(shè)計(jì)、研發(fā)型實(shí)驗(yàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生自主研究、科研創(chuàng)新能力，常采用開放式教學(xué)。這里主要指高年級(jí)的學(xué)生申請(qǐng)的校級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，在教師指導(dǎo)下的學(xué)生自主文獻(xiàn)檢索、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)過程、總結(jié)和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、撰寫論文等環(huán)節(jié)，充分體現(xiàn)了學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位和教師在教學(xué)活動(dòng)中的主導(dǎo)作用的教學(xué)原則。通過開放式教學(xué)，學(xué)生的實(shí)踐能力得到了鍛煉，創(chuàng)新能力得到了提高，促進(jìn)了創(chuàng)新型和研究型人才的培養(yǎng)。
1.2.3“多形式”是指采取基本實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，計(jì)劃內(nèi)學(xué)時(shí)與計(jì)劃外開放實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將實(shí)驗(yàn)操作與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合等，并將室內(nèi)試驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)基地和基礎(chǔ)人才培養(yǎng)基地有機(jī)結(jié)合；在形式上采用講授式、啟發(fā)式、自學(xué)式、開放式等多種形式有機(jī)組合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的最終目的。
“一體化、三層次、多形式”實(shí)踐教學(xué)體系的建立，形成了由單一到綜合，由相對(duì)獨(dú)立到有機(jī)融合的一個(gè)完整的實(shí)踐教學(xué)新體系。學(xué)生的能力從實(shí)踐動(dòng)手能力、綜合應(yīng)用能力到科研創(chuàng)新能力得到了全面遞進(jìn)式培養(yǎng)[3-7]。
2.“一體化、三層次、多形式”實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)施與管理
2.1優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索多元化的教學(xué)模式。
水文氣象學(xué)專業(yè)的課程主要是圍繞水文和氣象交叉學(xué)科的相關(guān)知識(shí)解決國(guó)民生產(chǎn)中的實(shí)際工程問題，因此實(shí)踐教學(xué)是整個(gè)培養(yǎng)計(jì)劃中非常重要的組成部分。根據(jù)實(shí)踐課程規(guī)劃（實(shí)驗(yàn)教材、實(shí)驗(yàn)大綱和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)），優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括以下幾個(gè)方面：第一，優(yōu)化課程體系，突出實(shí)驗(yàn)性教學(xué)。以課程綜合化為突破口，優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容。圍繞加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)，修訂教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱，構(gòu)建新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。第二，多開綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)來提高學(xué)生的獨(dú)立創(chuàng)新、綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)。第三，建立實(shí)訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將網(wǎng)絡(luò)資源和學(xué)習(xí)更好地整合，將新的教學(xué)理念灌輸?shù)綄?shí)際實(shí)踐教學(xué)中?？焖贊M足教學(xué)要求，使實(shí)踐教學(xué)更加優(yōu)化。第四，加強(qiáng)實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)，提高學(xué)生職業(yè)能力。實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)是整個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)的重要組成部分，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)與生產(chǎn)實(shí)踐、社會(huì)服務(wù)、技術(shù)推廣緊密結(jié)合起來，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，加強(qiáng)和實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐的聯(lián)系，同時(shí)可以促進(jìn)教師自身進(jìn)行自我完善，對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行有益補(bǔ)充。
多元化的教學(xué)模式[8]主要包括以下幾個(gè)方面：第一，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室模式。在教師指導(dǎo)下，在規(guī)定的時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行集中實(shí)驗(yàn)。這種模式面向的對(duì)象主要是低年級(jí)的學(xué)生，通過參加實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)動(dòng)手操作能力的一種實(shí)踐教學(xué)模式。第二，啟發(fā)式的教學(xué)模式。注重個(gè)性培養(yǎng)和創(chuàng)新思維的訓(xùn)練，鼓勵(lì)學(xué)生開動(dòng)腦筋，提出不同的實(shí)踐方案，培養(yǎng)獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用能力。第三，開放式的教學(xué)模式。主要采用分時(shí)段，分層次的開放。低年級(jí)學(xué)生基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)實(shí)行雙休日集中開放模式，以鞏固知識(shí)和技能為主，有目的地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行提高操作技能的實(shí)驗(yàn)。高年級(jí)學(xué)生以綜合性實(shí)驗(yàn)和研究型實(shí)驗(yàn)為主，綜合性實(shí)驗(yàn)采用研討課的形式進(jìn)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。研究性實(shí)驗(yàn)主要是學(xué)生通過申請(qǐng)學(xué)院、學(xué)校、省級(jí)和國(guó)家級(jí)的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)研究。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下選出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，經(jīng)查閱文獻(xiàn)，擬定實(shí)驗(yàn)方案，中期答辯和結(jié)題匯報(bào)等層層過程，充分利用周末、教學(xué)實(shí)踐周和寒暑假，在開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐并完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過一系列開放的實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)前沿和熱點(diǎn)問題的“提出—研究—解決”的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的思索能力、辨析能力和探索求知精神，從實(shí)踐上探索了基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)的新模式，推動(dòng)了教學(xué)與科研的結(jié)合。第四，以人為本的教學(xué)模式。以自主性為主要特點(diǎn)，充分慮學(xué)生個(gè)人的興趣和特長(zhǎng)，有針對(duì)性和目的地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)研究和社會(huì)實(shí)踐，突出學(xué)生創(chuàng)造性、探索性能力和組織協(xié)調(diào)能力的綜合培養(yǎng)。第五，開放的實(shí)踐教學(xué)基地模式。充分利用社會(huì)資源，建立穩(wěn)定的實(shí)踐教學(xué)基地，進(jìn)一步加強(qiáng)本科學(xué)生在工程實(shí)踐中的分析問題、解決問題的能力。比如學(xué)院與廣西水文局建立了《水文測(cè)驗(yàn)》、《水文水資源綜合實(shí)習(xí)》教學(xué)實(shí)習(xí)基地，與安徽省六安市水文局建立了《水利工程》教學(xué)實(shí)習(xí)基地，與天津市氣象局、河北省氣象局建立了《數(shù)值天氣預(yù)報(bào)》、《臨近和短時(shí)天氣預(yù)報(bào)》實(shí)習(xí)基地。這幾種實(shí)踐教學(xué)模式要有機(jī)配合，促進(jìn)各類實(shí)驗(yàn)資源的互補(bǔ)與共享，最終達(dá)到提高綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)。
2.2優(yōu)化管理，有效利用網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)資源共享。
優(yōu)化管理主要通過網(wǎng)絡(luò)化管理來提高實(shí)驗(yàn)室的管理效率[9-10]。主要通過以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)管理：第一，實(shí)行網(wǎng)絡(luò)預(yù)約制度，儀器狀態(tài)實(shí)行網(wǎng)絡(luò)通報(bào)制度，提高了儀器使用的效率，也加強(qiáng)了儀器管理人員的工作責(zé)任心。第二，實(shí)驗(yàn)耗材的購(gòu)買也實(shí)行網(wǎng)絡(luò)管理，購(gòu)買藥品等耗材時(shí)，需要網(wǎng)上申請(qǐng)，經(jīng)管理員批準(zhǔn)后統(tǒng)一采購(gòu)并登記入庫(kù)、登記領(lǐng)用。通過耗材庫(kù)查詢，學(xué)生可以快速、準(zhǔn)確地找到藥品，方便互相調(diào)用，做到資源共享，節(jié)約實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，更能增強(qiáng)學(xué)生的節(jié)約意識(shí)。第三，通過考勤系統(tǒng)提高出勤率。網(wǎng)站考勤功能每天記錄了每位學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室及離開實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間，提高了學(xué)生的組織性和紀(jì)律性。第四，以網(wǎng)站展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果加強(qiáng)學(xué)生的成就感。通過實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站將學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中取得的良好實(shí)驗(yàn)結(jié)果、獲得的獎(jiǎng)勵(lì)、發(fā)表的論文等進(jìn)行展示，給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)展示成績(jī)的平臺(tái)，有助于加強(qiáng)學(xué)生的成就感。網(wǎng)站化管理真實(shí)記錄了學(xué)生完成任務(wù)和教師檢查指導(dǎo)的及時(shí)性，加強(qiáng)了師生的工作責(zé)任心，大大提高了許多環(huán)節(jié)的工作效率。
有效利用網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)資源共享。主要包括：第一，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，將其網(wǎng)絡(luò)化和視頻化后，為學(xué)生正確規(guī)范地使用儀器提供了一個(gè)培訓(xùn)的平臺(tái)。通過網(wǎng)絡(luò)資源共享，應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和數(shù)碼技術(shù)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫(kù)，方便學(xué)生了解學(xué)科前沿。學(xué)生在課前通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室觀看實(shí)驗(yàn)視頻，對(duì)將要進(jìn)行的真實(shí)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于瀏覽講義文字。從而提高了實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。第二，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的建立，方便了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展。教師和學(xué)生利用積件庫(kù)中的CAI課件，視頻庫(kù)中的視聽教材，以及校園網(wǎng)上、Internet上的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)互動(dòng)，通過網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)及時(shí)查詢到實(shí)驗(yàn)室的有關(guān)信息和教學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作技術(shù)，下載自己所需要的資料，也可以通過BBS論壇系統(tǒng)參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的討論，使教師和同學(xué)進(jìn)行實(shí)時(shí)網(wǎng)上交流；學(xué)生將自己近期的研究計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及階段結(jié)果及時(shí)上傳到各自的科研文檔中，教師可以直接從網(wǎng)上讀取并進(jìn)行批閱，提出建議，及時(shí)了解某位學(xué)生的情況，從而加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)和管理。
2.3建立科學(xué)的管理及完善的考核體系。
制定并逐步完善實(shí)驗(yàn)室的管理制度，進(jìn)行科學(xué)的管理。主要包括：制定工作條例，明確各級(jí)職責(zé)，使實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理逐步規(guī)范；從實(shí)驗(yàn)教材選編、實(shí)驗(yàn)大綱制定（實(shí)驗(yàn)課程的性質(zhì)與任務(wù)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫、課程考核方式、實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定等）和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)多個(gè)環(huán)節(jié)明確目標(biāo)和要求，作為組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)的依據(jù)。建立配套的管理制度，實(shí)施有效的管理，比如建立實(shí)驗(yàn)室的文件資料檔案，定期開展實(shí)驗(yàn)室工作評(píng)估和考評(píng)活動(dòng)；學(xué)習(xí)和借鑒兄弟院校的好的管理模式，充分利用和發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的功能和效益。
為提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教材的選編、實(shí)驗(yàn)大綱制定和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)等等教學(xué)環(huán)節(jié)做出明確的規(guī)定。為了最大限度實(shí)現(xiàn)公平性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，將建立一套完整、合理的實(shí)驗(yàn)評(píng)分規(guī)則。為了更好地調(diào)動(dòng)教師的積極性和責(zé)任心，使學(xué)生最大限度地受益，將建立一套合理的教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系。并實(shí)施多樣化的考核模式，它包括平時(shí)考核、實(shí)驗(yàn)理論考核和實(shí)驗(yàn)操作考試。通過學(xué)生和教師兩套評(píng)價(jià)考核體系及多樣化的考核模式有效提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量。
3.結(jié)語
建立一個(gè)科學(xué)完整的實(shí)踐教學(xué)體系是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。水文氣象學(xué)專業(yè)通過借鑒相關(guān)專業(yè)和兄弟院校的經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建了“一體化、三層次、多形式”的水文氣象學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系。并在這個(gè)體系基礎(chǔ)上，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，探索實(shí)施多元化的教學(xué)模式；優(yōu)化管理，有效利用網(wǎng)絡(luò)資源來實(shí)現(xiàn)資源共享；進(jìn)一步進(jìn)行科學(xué)的管理和完善的考核體系。通過實(shí)踐體系的構(gòu)建和實(shí)施管理為學(xué)生搭建一個(gè)進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新能力的平臺(tái)，使學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、分析解決問題綜合能力、創(chuàng)新能力得到訓(xùn)練，整體素質(zhì)得到提高，為新時(shí)期創(chuàng)新型和研究型人才的培養(yǎng)進(jìn)行有益的探索和實(shí)踐。
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