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自然资源学是地理类专业的一门主干课程,主要内容包括自然资源概念、性质、特点及其基本理论与方法,还探讨人与自然资源关系、资源经济学及资源开发与可持续利用关系等丰富内容,具有显著的综合性、理论性及实践性的特点。实践性教学是提高学生学习兴趣,加深对基本概念、基本理论及基本原理的理解,培养学生应用基本知识分析问题、解决问题的能力,锻炼学生用专业理论思考问题,是实现师生互动、教学相长的重要平台,有助于提高教学质量和教学效果。
华北水利水电学院是一所特色鲜明的水利院校,因水而生,缘水而成,特殊的历史铸就了华北水利水电学院“情系水利,自强不息”的办学精神。自然资源学课程主要安排在资源环境与城乡规划管理专业,使用的教材是蔡运龙编著的《自然资源学原理》,学时为64学时,全部为理论教学,没有安排集中的实践性环节。经过五年来的探索,根据自然资源学学科特点和教学内容,精心设计自然资源学的实践教学环节,紧紧围绕自然资源学的基本概念、基本原理和基础理论,构建具有水利院校特色的实践教学模式,实现理论与教学的完美结合。这种教学模式突出了水、电等自然资源,充分体现自然资源学的基础性、时代性和实践性,结合水利行业的重大工程项目,反映行业的难点和前沿。学生将自然资源学理论应用于水利行业,能够熟练地掌握基本知识,熟悉基本技能,为后续的学习和工作打下良好的基础,在以后的工作中能够根据资源条件,应用基本知识进行准确的专业判断。坚持利用学生毕业实习参与工程项目建设和毕业论文(设计)真题真做等活动,训练学生的动手能力,精心凝练和设计一批有深度、有目标、有乐趣的自然资源学实践环节。实践性教学激发了学生的学习兴趣,培养学生应用理论分析解决实际问题的能力,培养学生创造性思维能力,提高了教学质量和教学效果,为学生创造一个开放、自由的学习环境。华北水利水电学院自然资源学的实践教学包括:案例分析、课外实践、毕业实习和毕业设计。
一、案例分析
案例分析作为实践性教学的重要手段,有利于提高学生学习兴趣,有助于锻炼学生实践能力。经验丰富的老师把自己在水资源实践中的经验加以总结,制成充满实践性和挑战性的案例,利用课堂教学时间让学生根据所学知识进行评判,培养学生工程实践能力和判断能力。这种教学方式充满趣味性和挑战性,对学生基础知识掌握程度要求较高,深受学生的欢迎和喜爱。招投标和项目计划是项目实施的重要阶段,老师将自己制定的投标书和项目计划改动后,发给学生。将每个班分成5-6组,学生先在组内讨论,指出投标书和项目计划的错误和不足,并根据项目情况制定技术方案,修改投标书和项目计划,由学生模拟评标、投标,相互打分作为平时考核成绩的一部分。学生对这样的模拟过程十分欢迎,理论学习中模糊或不懂的概念、原理,在模拟的过程中得到了正确的理解。
现在的大学生思想活跃、信息来源广,在案例分析教学过程中紧跟水利行业方面发生的重大事件,有利于提高学生的学习兴趣。南水北调中线工程是我国重大的水利工程,干线全长1432km,一期工程年均调水规模95亿m3,是解决黄淮海平原尤其是京津、华北平原缺水的重大基础设施。中线工程干线线路从郑州市穿过黄河,是学生讨论的热点话题。老师在介绍南水北调中线基本情况后,每10个学生分成一组,让学生根据自然资源的基本属性讨论水资源的基本属性,探讨工程建设过程和工程运行后可能产生的效益和作用,对水源地和汉江下游地区社会经济发展的影响,应用资源经济学相关知识讨论水资源的供求关系、价值及价格、水资源利用中的投入与产出关系。学生在讨论后,积极发言,受水地和水源地的学生关于资源补偿问题的讨论尤其热烈,大家从水资源的价值、属性、权属出发,引用书中的概念、理论及原理支撑自己的观点。最后,老师总结大家的发言,讲解目前学术界关于水资源的价值与价格、水权交易等研究现状和主要观点及其研究的难点,为同学们以后的学习、研究及工作做了基础的准备。
二、课外实践
课外实践活动有助于学生接触社会、接触实际,通过亲身实践活动,加深对专业知识和理论的理解和掌握,弥补课堂教学的不足,因此,学校每年在寒暑假安排了大量的社会实践活动。社会实践活动的开展,为资源环境与城乡规划管理学生开创了一个很好的平台,为自然资源学的教学实践活动创造了机会。一部分学生参与自主实践活动,另一部分学生参与到老师的课题中。在寒暑假,让学生根据自然资源学的基本概念、基本原理和基础理论,自主设计实践活动。自主设计实践活动,尝试对实践方法进行改进,为后续的研究工作或职业生涯做了较好的准备,并为实践教学不断注入新内容,创新教学实践机制,实践教学成为学科发展的创新源。
实用性强、表现学科前沿、提高学生动手能力的课外实践活动深受学生欢迎,利用假期时间,让学生参与到老师的科研课题中。2007年十余名学生参与到土地整治项目中,学生通过走访、调查、测量,掌握项目区土地资源利用的现状。学生白天走访、调查、测量,晚上整理资料、绘图,一个月干下来,学生变黑变瘦了,但也学到了很多知识,加深了对土地资源的基本属性、基本知识的理解。2008年24名学生参与到水资源项目中,项目区分成8个子区,学生被分成8组,每组由1名老师带队,1组负责1个子区的水资源调查、采样。学生走遍了子区的每一条小溪,每天要行走20km,晚上整理资料、绘图。通过这样的课外实践活动,加深了学生对基本知识的理解,培养了学生从事科学研究素质,锻炼了学生的工作能力。
三、毕业实习和毕业论文(设计)
毕业实习是高校人才培养中不可缺少的实践性教学环节,是学生理论联系实际、提高解决现实问题的能力的重要环节。毕业论文(设计)是高校本科生教学中培养学生实践能力的重要环节。对于学生综合素质以及创新能力的培养发挥着重要的作用。毕业论文(设计)质量的好坏直接反映着高校人才培养质量以及教育教学水平,是高校教学质量评估的重要内容。同时,毕业论文(设计)环节是学生走向社会的最后一课,是学生就业之前综合培训的一个阶段,对于学生自身就业水平的提高十分重要。我校毕业实习时间为4周,毕业论文(设计)时间为12周。由于毕业论文(设计)是真题真做,这就要求学生真正的参与到工程实践中。资源环境与城乡规划管理专业的毕业论文(设计)课题主要集中在新农村规划、资源环境、水资源规划、土地规划、旅游规划、市政工程规划等几个方面,每个方面都以自然资源学为基础,是自然资源学实践性教学的重要环节。
毕业生在第七学期期末分配到各个指导老师名下,指导老师根据学生的实际情况安排毕业实习和毕业论文(设计)。有工作单位的学生,指导老师一般会鼓励他们到工作单位实习,毕业论文(设计)课题与工作单位的实际工作相结合,在征得学院批准后,用人单位指定一名具有中级职称以上的专业技术人员担任毕业生的指导教师,负责指导学生。学生在答辩前,必须出示由用人单位指导老师的评定意见,评定合格者方能参加毕业答辩。毕业答辩时邀请校外指导教师一起进行毕业答辩和成绩评定。这样的学生一到单位就能很快适应工作环境,进入工作状态,深受用人单位的欢迎。“下得去,吃得苦,留得住,用得上”是用人单位对我校毕业生的评价。考研的学生,如果考的是本校,就直接把他分配想考的导师,考上的学生跟着导师做课题,没考上的学生由指导老师负责安排学生到设计院或工程单位实习,毕业论文(设计)课题与工作单位的实际工程相结合。如果考的是外校,一般根据学生考研的方向,把学生分配给从事相同或相近方向研究的指导老师,由指导老师负责安排学生到设计院或工程单位实习,毕业论文(设计)课题是根据实习单位提供的资料,回学校由指导老师指定毕业设计。年轻教师与外面单位联系不紧密,安排学生实习有困难,他们的学生可由学院统一安排到实习基地实习。
四、结论
1.自然资源学是资源环境与城乡规划管理的理论基础,具有显著的综合性、理论性及实践性的特点。水利院校的自然资源学实践教学模式,应根据水利院校的特点及办学思想,精心设计自然资源学的实践教学环节,充分体现自然资源学的基础性、时代性和实践性,结合水利行业的重大工程项目,反映行业的难点和前沿,使学生能够熟练地掌握基本知识,熟悉基本技能,应用基本知识进行准确的专业判断。
2.实践性教学模式的探索与创新,有利于提高学生自然资源学的学习兴趣,有助于锻炼学生实践能力,使学生成为“下得去,吃得苦,留得住,用得上”的有用人才。
参考文献:
[1]蔡运龙. 自然资源学原理[M].北京:科学出版社,2007.
[2]邓琳,杜楠楠,董龙丹.《自然资源学》教学中培养学生创造性思维[J].齐齐哈尔大学学报,2007,23(6):77-79.
[3]朱海风. 在办学实践中把树立科学发展观同加强党的先进性建设紧密结合起来[J].华北水利水电学院学报(社科版),2007,23(3):1-6.
[4]顾文权,邵东国,黄显峰等. 水资源优化配置多目标风险分析方法研究[J].水利学报, 2008,39(3):339-345.
[5]龚建龙. 结合专业进行毕业实习的改革[J].实验室研究与探索,2007,26(11):103-105.
[6]居荣,鞠勇,唐小波. 毕业设计环节教学实践与探索[J].农机化研究,2005(3):255-256.
一、水利工程征地移民监理的概念
水利工程征地移民监理,是指在水利工程建设征地移民活动中,征地移民监理单位接受业主或有关单位的委托和授权,依据国家批准的工程移民文件、法律法规及有关合同、协议、责任等合法文件而进行的监督管理活动。
水利工程征地移民监理旨在实现移民活动的目标,根据委托方的要求,监理的工作范围和内容,既可以是全方位、全过程监理,也可以是阶段性的监理,还可以是具有某种特殊目的的专项监理。免费论文参考网。
二、水利工程征地移民监理服务的主要内容与主要工作
1、水利工程征地移民监理服务的主要内容包括:个人补偿费的按时足额兑现、土地补偿费的有效使用;农村移民居民点建设、农村移民基础设施建设;农村移民生产安置措施落实和生产项目的实施;集镇搬迁建设;专业项目的恢复建设;移民按计划搬迁安置;附着物清除进度;征地移民实施过程中档案资料(包括音像)收集;参与征地移民实施方案的制定;配合审计和检查;临时用地复垦实施;参加征地移民各阶段验收等。
2、水利工程征地移民监理服务的主要工作
(1)水利工程征地移民实施进度控制方面
1)根据工程进度的总体要求,审核实施方案提交的总进度计划、阶段计划和详细的年度工作计划,并提出控制性进度目标和实施计划,督促实施方采取切实措施,实现合同的工期目标要求。当实施进度发生较大偏差时,及时向发包人提出调整控制性进度计划意见,经发包人批准后,完成进度计划的调整。
2)对实施方编制的征地移民实施方案和有关问题提出审核意见。
3)根据批准的征地移民实施计划和专业项目恢复建设方案,对各类移民安置项目的实施进度进行监控。重点控制农村移民村庄和散迁户的基础设施建设及建房进度;农村移民生产用地拨付和生产开发的实施进度;移民安置区专业项目建设实施进度;集镇迁建实施进度。及时向发包人反映征地移民计划的执行情况。
4)对勘测定界单位征地界桩埋设进度进行控制。
(2)水利工程征地移民质量控制方面
1)协助发包人审查实施方提交的征地移民实施方案和质量保证体系,并监督实施。
2)按照移民安置的综合质量目标控制移民安置实施质量;检查移民安置有关工程质量的监理和监督工作;综合检测移民安置质量及生产、生活水平,并做出总体评价。
3)对移民安置工程实施情况进行监督检查,不符合要求的要及时责令整改。对移民安置工作中存在突出问题和发生重大事件及时报告,在进行必要的调查后,提交专题报告。
4)对征地界桩埋设质量数量进行控制,向发包人提交专题报告。
5)参与各阶段的专项验收和移民安置验收,并提交各相应阶段的监理报告,移民工程竣工验收时,提交《征地移民监理质量评估报告》。
(3)水利工程征地移民投资控制方面
1)监督征地移民补偿资金的拨付、使用。分项检查项目资金使用及资金分配公告情况;定点抽查移民个人补偿费的兑现。
2)协助发包人审查征地移民超出概算部分项目内容。
3)督促征地移民补偿资金按计划及时到位,检查资金的使用情况,监督实施方按审定的规模、标准和投资进行实施。
4)参与移民安置规划设计成果审核以及漏项、设计方案变更等审查,提出监理意见。免费论文参考网。
(4)监理信息管理制度
对水利工程征地移民专业项目和移民安置工程建设信息进行收集、整理,定期编制移民监理工作报告,及时上报重大问题。免费论文参考网。应在发包人要求的时间内向发包人提交征地移民监理实施细则和合同条款中规定的文件资料。
(5)合同的管理
协助发包人组织各项移民工程合同的签订,并在合同实施过程中管理合同,包括合同管理、会议管理、支付款项、合同变更、违约、索赔及风险分担、合同争议协调等。
(6)集镇和专业项目的恢复建设
全面管理集镇和专业项目承建合同,就实施方选择的分包商资格及分包项目进行审查批准;协助或代表发包人答复实施方提出的建议和意见;宏观控制各集镇和专业项目恢复建设实施进度、质量和造价,进行安全监督检查;主持监理合同授权范围内集镇和专业项目恢复建设各方协调工作;参与集镇和专业项目恢复建设的验收工作。
三、水利工程征地移民监理的外部协调
水利工程征地移民项目系统与外部的关系,主要是发包人与外部单位的合同关系,因此,水利工程征地移民与外部关系的协调内容,主要是相互配合,界定各方的权利、职责和义务,共同保证工程移民项目建设目标的实现。
在与外部关系的协调过程中,水利工程征地移民监理协调工作的内容、方法和手段在不同的阶段也各不相同。根据工程实际情况,水利工程征地移民监理的介入主要是在征地移民工作的实施过程中。
1、进度问题的协调
进度问题的协调内容有两个方面:一个方面是地面附着物清除进度的协调,另一个方面是征地移民资金发放进度协调。对地面附着物清除进度的协调,实践证明,有两项协调工作很有效:一是与发包人共同商定以及网络计划,并制定具体的实施计划,作为衡量工程进度的依据;二是设立奖励机制,调动地方政府或工程办事机构工作的积极性。
2、合同争议的协调
在水利征地移民监理协调中,合同争议的协调主要体现在单项移民工程建设过程中,对单项移民工程诸如专项迁建合同纠纷、临时用地复垦合同纠纷等,首先应协调解决,协调不成时才向合同管理机关申请调解或仲裁。对仲裁决定不服时,可在收到裁决书15日内诉请人民法院审判决定。
3、与设计单位关系的协调
在水利工程征地移民工作中,设计单位负责工程影响人口和实物等指标的认定、区域环境容量的分析和移民规划的编制等一系列工作。与设计单位保持良好的工作联系是十分必要的。协调好与设计单位的工作关系,能够为征地移民实施提供良好的技术环境,在征地移民实施中能够对移民安置规划编制的前提、环境容量制约因素、规划所使用的政策、规范标准等依据和规划的目标等情况有一个全面客观的了解。能够在移民安置中有的放矢,减少盲目性和少走不必要的弯路。协调的方法有进行设计交底、召开工作例会和文件往来等。
4、其他关系的协调
水利工程征地移民资金收支一般都需要依靠各级银行及其业务网点进行,移民资金按进度拨付需要银行的配合。因此,有必要在征地移民实施初期对资金的拨付条件、标准和方式与银行进行协调;在外业调查开始时间和进行过程中以及界桩埋设的时间,需要与勘测定界单位进行协调。
【参考文献】1、左平,苏青,龚银辉.水利水电工程移民监理与检测评估〔M〕.郑州:黄河水利出版社,2004
―、农业水利工程专业认证培养目标
按照石河子大学要求,每四年一次进行培养目标的达成度评价,同时对培养目标进行全面修订,在四年的实施过程中可进行微调,评价与修订过程由学院、大学两级机构组织专家评审,同时着重邀请行业和企业专家参与。经对照工程教育认证标准,农业水利工程专业学生主要学习农业水利工程基本理论和基本技能,掌握水利工程设计方法、科学研究方法及施工管理的基本能力,具备农业水利工程的勘测、规划、设计、施工、管理等基本技能。二、结合认证标准,完善专业课程体系
1.课程设置
农业水利工程专业课程由学校根据培养目标与办学特色自主设置,能支持培养目标的达成,课程体系设计由农业水利工程专业资深教师完成,有企业和行业专家参与,包括人文社会科学类课程、数学与自然科学类课程、工程基础类课程、专业基础类课程、专业类课程等课程计60余门课。其中,人文社会科学类通识教育课程占总学分的16.7%,学生在从事农业水利工程设计时能够考虑法律、伦理、经济、环境等各种制约因素;符合本专业培养目标的工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程占总学分的29.8%,工程基础类课程和专业基础类课程应能体现数学和自然科学在本专业应用能力培养,专业类课程应能体现系统设计和实现能力的培养。
2.实践环节
实践环节包括课程实验与实习、课程设计、专业认识实习、专业生产实习、毕业设计(论文)及其他实践环节等,其中毕业设计(论文)不少于12周,课程实验8〜16学时,课程设计一般安排1~2周。实践教学体系结构包含课程实践教学、专业实践教学和毕业实践教学三部分。课程实验包括物理实验、水力学实验、土力学实验、测量学实验、电工学实验、材料力学实验、建筑材料实验、灌溉排水工程学实验、水工模型实验、节水灌溉实验、水工钢筋混凝土结构实验等;课程实习包括测量实习、水文实习、水文地质实习;课程设计包括水文学及水利计算课程设计、灌溉排水工程学课程设计、水工混凝土结构课程设计、水土保持学课程设计、节水灌溉技术课程设计、水工建筑物课程设计等;专业实习包括认识实习、生产实习。
还包括其他实践环节,如:工程技能训练、科技方法训练、科技创新活动、公益劳动、社会实践,结构模型制作大赛、全国周培源大学生力学竞赛、大学生创新创业实验计划等。
3.毕业设计(论文)
工程实践与毕业设计(论文)占总学分的16.7%,毕业设计(论文)选题90%以上结合本专业的工程实际问题,培养学生的工程意识、协作精神以及综合应用所学知识解决实际问题的能力。
(1)选题。毕业设计或毕业论文题目以所学农业水利工程知识为基础,同时结合生产科研项目开展,进行综合训练;也进行涉及本专业的有关研究热点进行专题研究,主要分为5个方向:农业水利工程规划与设计、节水灌溉技术设计、灌区水利工程设计、灌区水利工程管理与施工组织设计、专业相关热点问题研究(论文)。
(2)内容。由水利工程系负责组织毕业设计的选题论证、文献调查、技术调查、设计或实验、结果分析、写作、绘图、结题答辩等,使学生各方面得到全面锻炼,并培养学生的工程意识和创新意识。
(3)指导与评价。毕业设计(论文)的相关材料,包括设计选题指南、设计任务书、设计开题报告,反映指导教师指导与管理过程的材料:指导教师、评阅教师、答辩记录等齐全。结合生产项目进行的毕业设计(论文),由教师与新疆天业节水有限公司、兵团设计院一分院、石河子市天兴设计院等企业专家共同指导,答辩时有兵团设计院一分院、石河子市天兴设计院、新疆天业节水有限公司等企业专家参加。
三、农业水利工程专业实践平台建设
为了满足农业水利工程专业实践教学的需要,学院在校内及校外相关企业建立了专门的专业教学实习、实践教学基地,先后与新疆天业节水灌溉股份有限公司、中国长江三峡集团公司三峡培训中心、新疆生产建设兵团勘测规划设计研究院、新疆兵团建设工程(集团)有限责任公司等设计、施工、监理单位签订了长期的合作协议。目前形成了灌溉工程实习基地、水文实习教学基地、蓄水引水工程实习基地、科研试验实习基地、水管单位实习基地、设计单位实习基地等10多个实习基地,每年可容纳200人左右学生进行课程实习、认识实习、生产实习、毕业实习等。
四、教学管理和质量保障体系
按照“以人为本、全程保障、以评促建、提升内涵”的原则,农业水利工程专业建立教学过程质量监控机制,学院主管教学领导负责,由水利工程系进行课程的教学大纲、考试大纲、教材、教案、讲稿审定,同时对课堂理论教学、课程实验、实践等环节进行质量考核。农业水利工程专业课程体系设置每4年进行一次调整,每年进行微调;教学质量评价由大学教务处和学院组织实施,分为学生评教、大学督导评教和教师同行评教,每学期评教1次。统筹协调教学管理,抓标准、抓评估、抓建设,构建了教学评价与管理并行的质量保障运行机制。
1.教学质量体系
科学构建了目标与过程并重的本科教学质量监控体系,该体系由目标、组织、管理、评价反馈、保障五个子系统组成闭环,通过校院两级管理、两级督导、校院系三级保障模式有效运行,形成良性循环,对各教学环节提供了全面质量监控和质量保障。建立年度考核制度,形成保障本科教学质量的长效机制。学校实行二级教学管理模式以来,坚持对各院系本科教学工作实施年度考评,形成了保障本科教学质量的长效机制。
2生态水利工程
从学科发展角度看,现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学,水利工程规划设计主要对象是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法,促进水利工程学与生态学的交叉融合,用以改进和完善水利工程的规划及设计理论,形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。
3生态水利工程的规划设计原则
3.1工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一项综合性工程,在河流综合治理中既要满足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求,也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时,必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河势变化规律,保证河流修复工程的耐久性。
对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握,生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外,充分利用河流生态系统自我恢复规律,是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
3.2提高河流形态的空间异质性原则
一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造了多样的小生境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动,特别是大规模治河工程的建设,造成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后,就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估,建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统(GIS)是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上,确定环境因子与生物因子的相关关系,必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括:调查单个生物因子的基本需求,评估各种生物因子的相互关系和制约条件,对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中,识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子,在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。
3.3生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择,也就是说某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源和合适的环境条件。
将自组织原理应用于生态水利工程时,生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计,建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中,建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同,生态工程设计是一种“指导性”的设计,或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明,人工与自然力的贡献各占一半。
传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时,要求工程师必须放弃控制自然界的动机,树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富,实现人与自然的和谐。需要强调的是,地球上没有两条相同的河流,每一条河流的特点都是各不相同的。因此,每一项生态水利工程必须因地制宜,充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值,寻求最佳的生态工程方案。
自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子,也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时,需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度,防止生物入侵。
3.4景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低,而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划?首先,水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起,形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分,形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时,需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次,必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点,这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者,河流生态系统是一个开放的系统,与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环,一条河流的生态修复活动不可能是孤立的,还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后,河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出,湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备,同时进行长期的监测和管理。
3.5反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。从长时间尺度看,自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看,生态系统的演替,即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间,期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后,就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展,可能出现多种可能性。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法,而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法,一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较,一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。
在反馈调整式设计过程中,提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与,通过对话、协商,以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合,提高设计的科学性。
论文关键词:生态水利工程设计原则
论文摘要:阐述水利工程与水域生态的关系,介绍了生态水利规划的基本原则:工程安全性与经济性原则;提高河流形态的空间异质性原则;生态系统自设计与自我恢复原则;景观尺度与整体修复原则;反馈和调整设计原则。
参考文献:
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引言
水文及水利水电规划是高等学校及中等专业学校水利水电工程建筑专业(简称水工专业)重要的专业技术课之一。它除直接分析确定水利水电工程的规模指标(如正常蓄水位、装机容量等)和效益指标(如保证出力、发电量等)、工程安全和造价外,还要为水利水电工程的设计、施工及运行管理等提供正确合理的基本设计数据。据此不难看出,本课程在水工专业培养目标(从事水利水电工程勘测、规划、设计、施工及运行管理的专业技术人才)中的重要地位和作用,因而,它是水工专业必修课之一。
但从我院教学实践来看,水工专业的学生似乎并不看重该课程。通过调查发现,大部分水工专业的学生,只对相关的力学及建筑材料、建筑结构、水工建筑物、水电站和水利工程施工等课程感兴趣,而对水文及水利水电规划课程则学习积极性低,学习效果差。一般都是等到学习水工建筑物、水电站和水利工程施工课程时才认识到水文及水利水电规划课程的重要性,结果因基础不牢而捉襟见肘。再深人一层分析,造成这种教学被动局面的根本原因,一方面固然有学生认识上的问题,但另一方面,也可以说是更重要的方面,还在于课程自身存在的课程名称、教学内容及其教材编排等问题。
因此,本文试从水文及水利水电规划课程的名称、教学内容及其编排等方面进行探讨,以树立本课程的“规划”形象,提高学生学习的积极性,使本课程的教学更好地服务于专业培养目标。
1课程的合并及合并后的课程名称问题
1.1课程的合并
在高等学校水工专业的课程中,1981年以前本课程原名称为“水文及水利水电规划”,与其相应的第一轮高校统编教材是(工程水文学)(上册)和(水利水电规划)(下册)。1982年12月,原水电部在南京召开高等学校水利水电类专业教材编审委员会正副主任扩大会议,会议在审定各专业的教学计划时,一致同意将(工程水文学)和(水利水电规划)分开设课,并将后者改称为(水利水能规划)。同时,会上讨论(1983一1987教材编审出版规划)(即第二轮统编教材出版规划)时,同意将第一轮教材下册修订再版,作为水工专业(水利水能规划)课程的统编教材(该教材1986年11月由水利水电出版社出版)。
在中等专业学校水工专业课程中,本课程1992年以前合称为“工程水文学”,第一版(工程水文学)教材是1979年由水利水电出版社出版的,1986年12月出版的第二版(工程水文学)教材,在第一版的基础上作了较大修改,并增加了水库调度一章。从1992年开始,中等专业学校水工专业也相应地将其分为(工程水文学)和(水利水电规划)两门课,并由水利水电出版社分别于1992年和1994年出版了第三版(工程水文学)教材和由东北水利水电专科学校朱伯俊主编的(水利水电规划》教材。
综上所述,无论是在高等学校还是在中等专业学校,水文及水利水电规划课程都经历了由合到分的变革。根据新制定的高等学校专业目录,笔者认为,以课程合并改革为重点的新一轮的课程设置改革,必将在中、高等学校全面展开,因此,本课程的合并也势在必行。事实上,关于工程水文学与水利水能(电)规划课程的再次合并,早在1995年实行“五天工作制”时已经开始,只不过它是一种形式上的简单合并,虽然达到了压缩本课程教学时数的目的,但就我院水工专业近几年本课程的实际教学效果来看,对本课程教学质量的提高,作用不是很大。因此,有必要对本课程进行实质性的合并、重组。
再者,针对性强和实践能力强是职业技术教育最突出的特点,根据我院起草的《高等职业技术教育水利水电工程建筑专业教学计划),课程结构由过去的基础课、专业基础课、专业课这三段式变为公共课和专门课两块式;理论教学时数与实践性教学时数之比为1:078(要求1:1),本课程教学时数仅有70学时。因此,不可能再将工程水文学和水利水能规划分开设置为两门课,即使从教学计划角度来看也有合并的必要。
将工程水文学和水利水能规划合并,不仅是必要的,而且是可行的。可以从它们的教学任务和目的来分析。工程水文学的教学任务是使学生具有水文学的基本知识,了解水文观测的一般方法,并能搜集有关水文资料进行分析计算。即使学生具有从事中小型水利水电工程规划设计的水文计算能力,为确定水利水电工程规模和施工及运行管理规程提供所需的水文数据能力。水利水能(电)规划的教学任务则是在掌握河流水文情况的基础上,根据水文计算成果和国民经济各部门的综合利用要求,分析确定水库的兴利库容和供水效益,确定水电站的发电效益指标和反映水库水电站规模的主要参数—正常蓄水位、死水位和装机容量等,以及通过防洪调节分析确定水库的防洪特征水位和库容、溢洪道尺寸等。总之,使学生在学习工程水文学的基础上,进一步学习水利水电工程规划的基本知识、基本理论,初步掌握水利水能计算和规划的方法,为其毕业后从事水利工作打下基础。从上述分析不难看出,工程水文学知识是进行水利水能规划的基础,将两者合并是切实可行的。
1.2合并后的课程名称
关于合并后的课程名称,笔者认为可将其称为(水利水电工程规划)。这可以从本专业的培养目标和本课程的教学任务两方面加以论证。首先,从水工专业的培养目标来看,由于学生毕业后主要从事水利水电工程的勘测、规划、设计、施工和运行管理等专业技术工作,因此,参照水利工程施工、水工建筑物、水电站等专业课,将水利水电工程规划作为水工专业的一门专业课的名称是合适的。再说,水利水电工程的规划,主要是水库及水电站基本参数的选择,它关系到工程的规模和效益的大小、工程的安全和造价等问题,而且对从事水利水电工程设计、施工和管理等的工程技术人员来说,必须掌握一定的水电规划知识。因此,将(水利水电工程规划)作为(工程水文学)与(水利水能(电)规划)合并重组后的课程教材名称是恰当的。
2(水利水电工程规划)教学内容的界定
2.1界定依据
(水利水电工程规划)课程的教学内容原则上应该包含(工程水文学)和(水利水能(电)规划)两门课程的教学内容,但由于水利水电工程建设周期长、工程投资大,需要国民经济各方面协作配合的环节多,影响面广,系统性强,水利水电工程建设必须严格按勘测、设计、施工和管理的基本建设程序分阶段进行,因此,(水利水电工程规划)课程的教学内容,还应根据水利水电工程建设与规划有关的各个阶段对规划的具体要求而确定。
江河流域规划是水利水电工程建设的前提。它是在勘测和调查所得的流域社会经济情况、地形资料、河流水文资料及地质资料的基础上,对江河上特定河段以及地区的水资源进行综合利用规划,并经过各种方案的技术、经济论证比较,确定总体规划布局及河流梯级开发方案,提出实施程序及近期兴建的水利水电工程。
可行性研究是在经过审查批准的江河流域规划基础上,对推荐的建设工程项目,从技术、经济和建设条件等方面论证研究其可行性,以保证技术上安全可靠,经济上合理、能用较小投资获得较大效益。可行性研究阶段中的设计工作可以粗略一些,但对工程规模、经济效益、开发的迫切性以及技术力量的落实等问题,必须论证清楚。
初步设计是根据批准的可行性研究报告的有关工程规划对工程进行总体布置,选定主要建筑物型式和控制性尺寸,如选定合理的坝址、坝线和坝型,通过比较,选定最优的枢纽布置方案、水库的各种特征水位和库容,选择电站的装机容量、机组型号。水利水电工程管理阶段的任务是随时掌握水利水电工程中各种水工建筑物的运行情况,发现并消除隐患,确保工程安全;有计划地蓄水、泄水以及合理调度用水,充分发挥工程的综合效益;通过养护和修理使工程经常处于良好的工作状态,延长工程的使用年限,根据国民经济发展的需要,对工程进行改建或扩建,使之发挥更大的经济效益。所以水利水电工程的管理不仅是工程管理部门的工作,也是规划设计部门的工作。
2.2《水利水电工程规划》的教学内容
从上述水利水电工程建设各阶段的情况来看,(水利水电工程规划)课程的教学内容应包括:江河流域规划—水资源的综合利用、河流与流域、水利枢纽与梯级开发、水文资料的收集与分析;水库规划—水库地形特性、水库的特征水位和库容、水库水量损失及淤积、淹没、浸没等问题,用水特性与用水资料,设计保证率与设计标准,设计年径流量、年输沙量和设计洪水分析推求,兴利库容和防洪库容的计算,水库死水位、正常蓄水位和防洪特征水位的选择确定;水电站水能规划—水能利用原理与开发方式,水能计算,电力系统负荷图与容量组成,水电站装机容量及运行方式确定;施工导流规划—施工导流标准,施工设计洪水与施工水文预报;水库调度规划—水库防洪调度图、灌溉调度图和发电调度图编制等等。
3关于(水利水电工程规划)教材编排问题
3.1《工程水文学》与(水利水能(电)规划)教材体系
教材质量直接影响课程教学效果。《水利水电工程规划)教材应紧密结合专业要求,打破(工程水文学)和(水利水能(电)规划)的教材体系,通过删节、补充和调整,建立新的教材体系。为此,首先要了解清楚(工程水文学)和(水利水能(电)规划)的教学内容编排情况。(工程水文学》教材是以水循环及径流形成过程、水文统计的基本知识与方法、设计年径流及设计洪水的推求、降雨径流分析、水文预报等为主要内容;同时扼要讲述水文测验及水文资料收集、河流泥沙等方面的知识。高等学校教材是按以学时编写的,全书共十二章,依次为绪论、水循环及径流形成、水文测验及水文资料收集、水文统计的基本知识及方法、年径流分析与计算、由流量资料推求设计洪水、降雨径流分析、由暴雨资料推求设计洪水、小流域设计洪水计算、可能最大暴雨与洪水、河流泥沙计算、水文预报。中等专业学校教材除无水文预报一章外,其它内容与高等学校教材基本一样,只是将可能最大暴雨与洪水、降雨径流分析分别并人小流域设计洪水计算和由暴雨资料推求设计洪水两章中,因而全书只有九章。
(水利水能规划)是按42学时编写的,全书包括绪论、水资源的综合利用、兴利调节、洪水调节、水能计算及水电站在电力系统中的运行方式、水利水能经济计算、水电站及水库的主要参数选择、水库群的水利水能计算、水库调度等八章。(水利水电规划)则是按54学时编写的,全书分为绪论、水利水电规划所需的基本资料、水库兴利调节计算、水库防洪调节计算、水能计算、电力系统中的水电站主要参数选择、水库调度等六章。
3.2(水利水电工程规划)教材编排建议
根据(水利水电工程规划)课程的教学内容和教学任务的要求,其教材的编排既要有利于教学,又要有利于学生对水利水电工程建设程序的认知。据此,笔者试提出(水利水电工程规划)课程教材的编排建议如下:
3.2.1绪论含我国的水资源及利用,我国水利水电建设的成就与展望,水利水电工程的规划程序,水利水电工程规划的教学内容和任务。
3.2.2水资源综合利用规划含水资源的综合利用与水利事业,河流与流域,与江河流域规划。
3.2.3河流水文含水文学与水文测站,降水的观测与流域平均降雨量计算,蒸发与下渗,径流的形成及表示方法,水文循环和水量平衡,江河水位、流量、泥沙观测及资料整理,水文资料的收集来源。
3.2.4(水利水电工程规划)所需的基本资料含径流调节,水库兴利调节分类,水库调洪作用,设计保证率与用水资料,防洪设计标准分类、选择,泄流方式及泄洪资料,水库地形特性,水库的特征水位和库容,水库的淤积淹没和浸没等。
3.2.5水文资料统计分析方法含统计分析的任务和方法,现行水文频率计算方法—适线法,相关分析方法。
3.2.6设计年径流推求含年径流及其变化特性,具有长期、短期和缺乏实测径流资料时设计年径流量及其年内分配推求方法。
3.2.7设计洪水推求含由流量资料推求设计洪水,由暴雨资料推求设计洪水,小流域设计洪水推求,可能最大洪水推求简介。
3.2.8水库兴利规划含兴利计算原理,死水位的确定.年调节水库兴利库容和调节流量的计算,多年调节水库兴利库容 的计算简介。
3.2.9水库防洪规划含调洪计算原理,无闸门控制的水库调洪计算方法(列表,试算法、半图解法、简化三角形法),有闸门控制的水库调洪计算方法。
3.2.10水电站水能规划含水能计算的内容和方法,无调节、日调节和年调节水电站的保证出力、保证电能计算,多年平均年发电量的计算。
3.2.11水库及水电站主要参数的选择含电力系统的负荷与容量组成,水电站装机容量的选择,以发电为主的水库特征水位的选择。
3.2.12施工导流规划含施工导流标准,施工设计洪水推求,施工水文预报。
3.2.13水库调度规划含水库调度的意义,水库的兴利调度图、防洪调度图和发电调度图的编制方法,水库的优化调度简介。
参考文献
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②周之豪、沈甘源、施熙灿、李惕先.水利水能规划.水利电力出版社,1986
近年来随着社会经济的发展和城市现代化进程的加快,对城市的水利工程建设提出了新要求和内容,除满足防洪安全的要求外,还要提出改善和美化环境的要求。使城市环境得到保护、保持生态平衡、市民生活更趋舒适。城市水利工程建设应该主动适应这种需求,逐步实现从传统工程水利向资源水利、生态水利的转变,注重水利工程的景观和美学要求,要用新理念进行规划设计。
一、水利工程景观设计的发展与需求
20世纪90年代,随着社会经济的不断进步和发展,在城市现代化建设中对于改善水域环境的要求不断提高。以改善水域环境和生态系统为主要目标的“城市环境水利工程”建设,成为水利现代化建设的重要内容。按照现代城市的功能,对流经市区的河流归纳起来有两类要求:①对河中水流的要求是:水质清洁、生物多样性、生机盎然和优美的水面景观。②对滨河带的要求是:能反映本地独特历史、文化、风俗的滨河景观;能提供一充满鲜花、有人工景点、公园化的休闲、娱乐、体育活动空间;能营造一充满文化、艺术、科学气氛,具有现代气息、人水关系协调、引人胜、便于人水亲近的滨河带。
人们提出这些要求是社会进步的体现,也是社会经济发展的必然。水利建设者应当适应这种趋势,满足社会的要求。在水利工程的规划、设计、施工等方面进行调整和完善,注入更多的人文、艺术、科学和现代气息,注重工程的环境效益和美学效益。从这个角度来说,现代水利可以称之为“大水利”,即“通过流域的综合整治与管理,使水系的资源功能、环境功能、生态功能都得到完全地发挥,使全流域的安全性、舒适性(包括对生物而言的舒适性)都不断改善,并支持流域实现可持续发展。”
水利工程,改造山河、兴利除害、综合开发、合理利用、积极保护、科学管理水资源,使之更好的服从人们的意志,更好地为人类造福,这不仅改变了自然界中天然水流的形态,也改变了周围的自然环境和社会环境.国内外的大量实践都表明,许多水利工程不仅发挥了它们正常的工程效益,而且也越来越显示它们的环境效益,成为一种新颖的,十分引人注目的旅游资源,在发展旅游业方面发挥了重要的作用,作出了重要的贡献。开发水利工程旅游,已经成为水资源利用的一个重要方面。在生态经济环境水利阶段,人们普遍关注环境与生态问题,普遍重视资源开发与环境保护、生态保护的协调发展。在这样的前提下,强调水利工程建筑物的环境功能和美学价值,己成为国际、国内在水利工程设计方面的新趋势。
二、水利工程景观设计的原则
2.1技术与美学相结合的原则
水利工程建筑物和枢纽布局不能单纯追求美学效果,它首先要实现工程的基本功能,并满足技术优化的要求.即使是城市环境美化水利工程,其基本要求是保证工程的安全、稳定、技术可行和经济合理等。因此,水利工程的美学设计必须首先满足工程的技术、经济要求,并在此基础上对景观构成元素进行美学调整。技术美是水利工程的美学基础。
2.2生态环境(改善)保护原则
从生态学角度来说,河流是生态环境中能量转换和生物活动的廊道,为生态环境敏感区域。在河道上修建水利工程,一方面在一定程度上会破坏河流生态环境、打破生态系统的平衡;另一方面,水利工程能改善河流的水质,提高河流的自净能力。尽管河流生态系统有自我恢复的能力,恢复期与河流生态生命力有关,但不能百分百的恢复,有些河流的生态甚至完全不能恢复。因此,水利工程建设应注意对周边环境以及流域的生态进行保护,不应以生态的破坏、环境的退化为代价。注重环境和生态的保护是水利工程景观(美学)设计应遵循的原则之一。
2.3强调个性和创新的原则
水利工程常常因其独特性和大空间的跨越带来景观特质和震撼的效果,给人留下深刻的映象,具有地标的意义。要发挥水利工程景观特点,必须在设计中注重水工建筑物的个性发挥,注重建筑物的布局和色彩方面的创新。同时,也要注重与周围环境(如:城市建筑)的和谐,综合考虑工程所在地区的地域性、文化性、整体性等方面的因素。
三、水利工程景观规划策略
3.1沿河绿地
滨水环境的总体构思应尽可能扩大沿河绿地,形成较为连续性绿化带,用绿色来勾画古城的轮廓,延续城市文脉。同时,以良好的绿色空间,优化环境景观质量,体现现代化城市的新形象。
3.2闸坝结合,扩展沿河水面。
规划河道可修建彩色橡胶坝,泵房外观可按风景区房屋标准设计,橡胶坝的主要功能是增加蓄水面积,以形成水面,形成人工湖美景。水边设置亲水步道、平台、桥梁、滨水建筑物等,供游人欣赏水面景色。
通过新建湿地连通闸向人工湿地定期供水,以增加水面及绿地面积,改善和美化生态环境、给市民和游人提供良好的视觉效果。同时可为生态化污水净化技术的引进提供良好的试验场所。
3.3生态护堤
可规划采取自然土质岸坡、自然缓坡、植树、植草等生态工程护堤,既防止水土流失,又为水生植物的生长、水生动物的繁育、两栖动物的栖息繁衍活动创造条件。对于河岸边坡较陡的地方,采用木桩、木框加毛块石等工程措施,这种护工程既能稳定河床,又能改善生态和美化环境,避免了混凝土工程带来的负面作用。在应用草皮、木桩护坡时也可以运用土工编织物,袋内灌泥土、粗沙及草籽的混合物,既抗冲刷,又能长出绿草。有利于堤防保护和生态环境的改善。
3.4绿化树种及花草
沿河绿化树种,以合欢、国槐、银杏、杨树、柳树等乔木为骨干树种,以桂花、雪松、紫薇、黄杨球、桃树等灌木和牡丹、月季、三叶草、金边书带草、马尼拉草坪等花草为主要植被,形成多种类、多层次生态群落。
参考文献
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一.引言
随着现代科学技术的发展,计算机技术及辅助设施CAD技术的广泛应用,数字化测绘技术已经较为成熟的应用于建筑、交通和水利工程中。数字化测绘技术随着计算机技术、网络技术、测量仪器智能化及测绘制图软件的自动化等相关先进的技术的应用,给水利工程中的测绘工程带来了较多有利之处。
二.数字化测绘的优势。
数字化测绘是利用计算机对地形空间的相关数据进行自动处理,完成数字地图的绘制,有特别需要时,可以利用数控绘图仪来绘制所需要的专题地图或地形图。数字化测绘以传统的白纸测图为基础,在全站仪、计算机输入输出设备硬件、计算机绘图软件的支持下,利用数字字库技术和计算机图形处理方法,将野外数据采集到内业,并完成制图。数字化测绘技术通过数据输入、数据处理和数据输出三大部分的功能,实现了测绘制图的自动化、智能化。同传统测绘技术相比,数字化测绘具有以下优势:
1.图形测绘更准确。
利用数字化测绘技术将所采集的地形、地物、地貌等相关数据、信息转化为数字形式,通过数据传输端口输入计算机,经过计算机图形处理软件和测绘软件进行处理,产生内容非常丰富的电子地图。数字地图是地理信息系统(GIS)的重要信息来源,存贮较为方便。在现代地形测绘技术中,数字化测绘已发展成为利用掌上电脑即PPA在现场完成数据采集及数据处理、成图。传统的经纬测绘和白纸绘图,产生的平面位置及其他信息的误差较大,而利用数字化测绘就似乎,测绘点精度非常高,从原始数据采集到成图过程中,精度无任何变化,保证了成图的质量。
2.提高了测绘效率。
数字化测绘是现代GIS数据采集的重要手段,实现了勘测设计一体化、数据采集处理一体化、数据更新和管理智能化。同传统的经纬仪配合平板的测图方法相比,数字化测绘技术的效率高出许多。在通视良好的情况下,利用全站仪以建站点为圆心进行观测,一站可以测量1公里范围内的地形图。正常情况下,传统的经纬测绘法采用白纸绘图法,一个作业组一天仅能测量200个地形点,而利用数字化测绘技术,可以测量400各地物点,甚至更多。数字化测绘技术大大提高了测绘的效率,也缩短了成图的时间。
三.数字化测绘在水利工程中的应用。
1.GPS测绘技术在水利工程中的应用。
授时与测距导航系统及全球定位系统(Navigation System Timing and Ranging/Global positioning System-NAVSTAR/GPS),通常简称为“全球定位系统”,即GPS。GPS是以人造卫星组网为基础的无线电导航定位系统。利用设置在地面或运动载体上的专用接收机,接收卫星发射的无线电信号实现导航定位。它是根据美国国防部1973年12月批准的国防导航卫星计划而建设的。它是由三个部分组成的,分别为空间卫星、地面控制系统、用户的接受处理装置。GPS具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点,也恰巧是这样的特点才使得对水利工程的测量可以向外扩展延伸。GPS和多波束测深系统相结合,是形成深水底地形测绘的新手段。
水利工程的选址一般多在地形较为复杂的河谷沟壑之处,工程周边地表植被覆盖较多,测绘时通视条件较差,而又缺乏相关国家控制点,采用传统光学仪器进行控制测量的难度较大。利用GPS卫星定位系统较好的解决了此类问题,由于GPS测量不受气候条件、地形、测量时间的影响和限制,能够及时准确的完成控制测量和数据采集工作,能大幅度减少或免做像控点,既有效减少了测绘的工作量,同时又较大程度的提高了测绘的工作效率。
2.RS遥感技术在水利工程中的应用。
遥感技术RS(Remote Sensing)是在航空摄影测量的基础上,随着空间技术、电子技术和地球科学的发展而发展起来的,它的主要特点是:从以飞机为主要运载工具的航空遥感,发展到以人造卫星为主要运载工具的航天遥感;它超越了人眼所能感受到的可见光的限制,延伸了人的感官;它能快速、及时地监测环境的动态变化;它涉及天文、地学、生物学等科学领域,广泛吸取了电子、激光、全息、测绘等多项技术的先进成果;遥感是运用物理手段、数学方法和地学规律的现代化综合性探测技术。遥感,主要是从远距离、高空或外层空间的平台上,利用可见光、红外线、微波等探测器,通过扫描、摄影来传递信息和处理信息,从而识别地面物质的性质和运动状态。由于RS技术具有时效性、数据综合性、经济性等特点各种大的、小的比例尺地形图都可以快速的利用其影像来获取水利工程的基本地形图。利用RS遥感技术直接进行水利工程的流域规划,可以根据像片来直接判读流域的地形特点和地质构造,便于合理选择水利工程的坝址,对确定水库淹没、浸润及坍塌的范围有较好作用,同时对库区搬迁、经济赔偿及淹没损失等确定具有参考作用。
3.地理信息系统GIS(Geographic Information System)在水利工程中的应用。
地理信息系统是利用计算机存贮、处理地理信息的一种技术与工具,是一种在计算机软、硬件支持下,把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标,以一定格式和分类编码输入、处理、存贮、输出,以满足应用需要的人-机交互信息系统。它通过对多要素数据的操作和综合分析,方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出,满足各应用领域或研究工作的需要,地理信息系统是现代水利工程数字化测绘的重要技术支持和测绘平台。
4.数字化测绘在水利工程中的应用领域。
(1)点位测设。水利工程中施工测量的基本任务是要测设点位,既要求对已知长度、高程、角度和坐标的测设,在大中型水利工程中,都需要对施工区域内进行布设施工控制网,之后利用网内控制点作为基础进行施工放样。利用GPS技术能大大减少施工控制网中的过渡控制点,既节省了成本,有提高了效率。
(2)计算水库库容。传统计算水库的库容时,都是采用手工计算,工作量非常大,而且容易出错,计算精度也较差。通过利用数字化地形图,加大了采集点的密度,同时也提高了面积计算的精度。可以插绘等高线,提高库容计算的精度,能快速计算书库的容量,便于实现水库的自动化管理。
(3)水力资源管理。
水力资源管理利用遥感技术为检测手段,利用GIS地理信息系统作为管理平台,通过RS技术和GIS技术能够客观、快速、经济的为大中型水利工程提供地理、环境、地质及水文等相关信息,是水利工程选址、工程规划及设计和施工管理的重要分析工具。
四.结束语:
数字化测绘技术在很大程度上提高了水利工程测绘的水平,提高了测绘精度,确保地形图准确可靠。现代测绘技术的应用,先进测绘仪器和测量技术及测绘方法,为水利工程的建设和管理提供了可靠依据。
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论文摘要:随着社会的进步,人们对生活环境的要求也在提高,水利工程建设历史上给人以"傻、大、黑、粗"的形象也随着科学的进步正在向生态水利、生态工程上发展,且很多地区已经取得了很大的成效。人们认识到水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响。这主要表现在以下两个方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形态直线化,河道横断面几何规则化,河床材料的硬质化。二是自然河流的非连续化,包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化,筑堤引起侧向的水流联通性的破坏。从保护生态环境的高度,充分认识这种负面作用,积极采取工程措施和生物措施对于受损河流生态系统予以必要的补偿,维护水域生态系统的功能,是流域生态建设的重要任务之一。
1堤防工程生态技术必要性
随着科学进步,人们认识到水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响。这主要表现在以下两个方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形态直线化,河道横断面几何规则化,河床材料的硬质化。二是自然河流的非连续化,包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化,筑堤引起侧向的水流联通性的破坏。从保护生态环境的高度,充分认识这种负面作用,积极采取工程措施和生物措施对于受损河流生态系统予以必要的补偿,维护水域生态系统的功能,是流域生态建设的重要任务之一。
近年来,各地在进行防洪工程建设和河流整治工程中,已经采取了一些新技术和新材料加强河流的生态建设。比如生态型护坡技术,堤防绿化措施等。但是这些技术经验还缺乏系统的总结,也迫切需要有关技术规范和技术导则的指导,使之更具科学性和规范化。
2生态化建设的建议
2.1有关防洪工程规划的原则。工程经济效益和环境效益分析方面应加强,权衡满足人的需求的经济效益与环境效益之间的关系,即进行工程项目经济技术及生态环境效益评估,改变现行的单一经济技术评估指标体系。以往的治河工程着眼于河流本身,往往忽略了河流湖泊与岸上生态系统的有机联系,忽视了河流周围的生物群落的存在,也常常忽视了整治后原有生物群落的恢复。因此,在进行防洪工程的规划时,应明确河流与其上下游、左右岸的生物群落处于一个完整的生态系统中。建议按照“河流生态廊道”的范围,进行统一规划、设计和建设。在平时的设计当中除说明需进行常规的水文、地质的测量勘察外,还要补充加强相关范围的生态系统调查的要求,重点是生物群落(动物、植物)的历史与现状调查,对特定的生物群落与水体的相互依存的关系有明确的认识。
2.2堤线布置及堤型选择河流形态的多样化是生物物种多样化的前提之一,河流形态的规则化、均一化,会在不同程度上对生物多样性造成影响。因此,针对有关条款,建议补充或强调以下要点:在堤线布置原则中,补充说明应尽可能保留江河湖泊的自然形态,保留或恢复其蜿蜒性或分汊散乱状态,即保留或恢复湿地、河湾、急流和浅滩。在确定堤防间距时,遵循宜宽则宽的原则,要处理好行洪和生态保护要求与土地开发利用之间的矛盾,河槽和河漫滩不仅要能满足设计洪水行洪要求,还要保持一定的浅滩宽度和植被空间,为生物的生长发育提供栖息地,发挥河流的自净化功能。堤型的选择原则除满足工程渗透稳定和滑动稳定等安全条件外,还应结合生态保护或恢复技术要求,尽量采用当地材料和缓坡,为植被生长创造条件,保持河流的侧向联通性。
2.3河流断面设计。自然河流的纵、横断面也显示出多样性的变化,浅滩与深潭相间。因此设计规范中应提出河道尽量要做到河床的非平坦化,采用非规则断面。避免因规则断面而导致流场的均一化,增加与生物的亲和力,并有助于与自然风景相协调。与上述设计相对应,需要推广使用一些与非规则断面有关的水力学计算方法和配套的实用工具或计算机软件包。
2.4岸坡防护。在河流整治工程中,对生态系统冲击最大的因素是水陆交错带的岸坡防护结构。水陆交错带是水域中植物繁茂发育地,为动物的觅食、栖息、产卵、避难所,也是陆生、水生动植物的生活迁移区,至关重要。因此,岸坡防护工程的设计应从强调人与自然和谐的生态建设要求出发,采用与周围自然景观协调的结构形式,在满足工程安全的前提下,确保生态和景观的护岸形式多种多样。在典型的岸坡防护结构中,可尽量使用具有良好反滤和垫层结构的堆石,多孔混凝土构件和自然材质制成的柔性结构,尽可能避免使用硬质不透水材料,如混凝土、浆砌块石等,为植物生长,及鱼类、两栖类动物和昆虫的栖息与繁殖创造条件。
2.5景观建设。城市水域整治的景观建设中,可以强调注意保留江河湖泊天然的美学价值,避免将水流置于过多的亭台楼阁等混凝土与砌石形成的人工环境之中。水利工程设施要造成一种人与自然亲近的环境,现代的城市景观设计,应更多注重生物栖息地建设。水利工程还应为公众广泛参与和对儿童进行水环境保护教育创造良好条件。如水生态公园等。
2.6工程施工。在工程施工中,建议强调施工期对生物栖息地进行保护和恢复,避开动植物发育期进行施工。对特殊区域的物种,在施工期要采取其它辅助保护措施,如它处养育等。取料场开挖后应进行适当处理,以满足美观和环境方面的要求,要求合理设置排水、平整地形和改善有利于植被生长的条件。料场区应进行植被恢复,与周围景观相一致。
水利水能规划(含课程设计)是我国大部分水利类本科专业设置的一门专业基础课[1],在西北农林科技大学,该课程涉及水资源与环境工程、农田水利工程、水利水电工程、热能与动力工程等多个专业。该课程根据国民经济发展对开发利用水资源提出的实际要求,以及水资源本身的特点和客观情况,依据《中华人民共和国水法》的规定,讲授如何经济合理地综合治理河流,综合开发水资源,确定水利水电工程的合理开发方式,开发规模和可以获得的效益,以及拟定水利水电工程的运用方式,等等。课程内容有兴利调节计算、洪水调节计算、水能计算等三大部分。该课程的讲授需在学生完成《工程水文学》、《水文学原理》、《水力学》等课程的基础上进行[2―4]。
本课程的培养目标为,使学生在掌握工程水文内容的基础上,学习水利水能规划的基本理论、基本知识,初步掌握这方面的分析计算方法,使学生毕业后,经过一段生产实践的锻炼能参加这方面的工作。课堂讲授32学时,课程设计为1周。如何在短学时的情况下使学生掌握水利水能规划的相关内容,这是我们在历年教学中重点探讨的问题。基于以往的教学经验,我特提出以下改革思路。
一、在课堂讲授中,采用传统方法结合多媒体教学提高教学质量。
我校在2008版本科课程设置中,为强化学生实践能力,缩短了专业课程的学习时间,水利水能规划课程的学时由以往的36学时减少为32学时。为了充分反映该课程主要内容,在规定学时内完成主要内容的讲解过程,可运用多媒体教学来缓解目前教学学时较短的不足,多媒体教学较纯板书教学而言,在有限的时间内能讲授更丰富的内容。
多媒体教学能够充分利用网络资源和动态展示的优势,具有画面多、信息量大、直观性强的特点。在水利水能规划课堂讲授过程中,采用多媒体进行教学,对于不易理解的内容,以色彩丰富而且直观的图片、表格和图示进行讲解,能够使学生易于理解和消化吸收相关知识。如水库特征水位的讲授,以图形展示,逐个讲解,使得学生充分理解各特征水位,以及对应的特征库容。又如对于洪灾的讲解,充分利用网络资源和对特定地区洪水视频来展示洪灾的凶猛和危险性,使得学生对于理解洪水灾害有更深刻的印象。此外,当讲授水电站能量转换过程时,以“图解+视频文件+动画”的形式,可将水电站发电过程形象地展示出来。
多媒体教学可以减少信息在大脑中从形象到抽象、再由抽象到形象的加工转换过程,能充分传达教学意图。但相比较而言,多媒体教学由于在相同时间内能使教师传授比传统教学更多的知识,因此对于学生来说,需要投入更多的时间预习,而且在课堂讲授时间内,需要加倍集中精力,以期消化和吸收当次课堂知识。因此学生进行充分预习、精力集中和课后复习成为必要的环节。为了使学生及时消化和巩固知识,一方面,教师需要及时在课后布置一定量的作业,另一方面,可以在每次授新课之前,用5分钟左右的时间快速复习上次讲授的要点,以便起到承上启下的作用。
在运用Powerpoint制作讲义的过程中,通过添加大量的图片、短片、动画等来吸引学生的注意力,同时将多媒体教学与传统教学、启发式教学、视听强化教学等其他教学方式有机结合起来,例如对一些基本公式的推导,采用传统式教学;而对于水力发电、径流调节计算、洪水调节计算、水能计算等的基本原理、基本方法和基本步骤,可以利用多媒体或网络技术清晰地演示给学生,使学生全面、直观地了解这些内容的原理、方法、作业程序,最终形成一个清晰的逻辑概念,这样不仅可以拓宽学生的视野,引导学生学习和思维的过程,同时也可以充分调动学生学习的积极性和主动性,使学生从被“灌输”的状态,进入“互动”的学习状态;使学生参与教学,由被动地位转为主动地位,在创造和想象的空间里,发现知识、理解知识、掌握知识。在此基础上,学生通过课下深入学习,能够加深对问题的理解,并不断和同学、老师讨论交流,从而巩固相关知识[5―6]。
二、增加实践环节,加强学生水利计算和水能规划的基础理论和动手能力。
水利水能规划课程设置了课程设计,历时一周。课程设计的主要内容,应使学生在掌握基本理论的基础上,进一步通过实际工程案例的计算分析,深入理解该课程的应用价值和功能,即在课程设计中,提供相关工程实例的水文、泥沙、地质、水能及工程地点等基本资料,将理论知识融会贯通,灵活体现在实际工程分析中。主要内容是依据经水文分析计算后提供的设计年径流、设计洪水、泥沙特征等成果,按照工程设计标准,通过兴利调节计算、水能计算和调洪计算等,分析确定水资源利用工程的规模,并为水资源利用工程的调度运行提供相应的特征参数。通过课程设计,学生可将课堂上学到的理论知识应用于工程实践,全面掌握水文分析与计算的原理、方法;了解水库电站设计中水文分析及水能计算部分的基本程序,训练学生的知识运用能力与实际动手能力;同时还可以使学生把看似不连贯的知识点融会贯通,从而对本课程在工程实践中的应用有所了解。
课程设计以西北某河流多年径流特征为基本数据,考虑蒸发和渗漏损失,以年调节水电站为例,分析水库的死水位、防洪限制水位、正常蓄水位、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位及相应的特征库容,进行兴利调节计算、防洪调节计算及水能计算,最终确定水电站的动能参数和水库的特征参数。理论方面的基本要求是理解兴利调节计算、水能计算及调洪计算的主要步骤。在实际操作中,水库工程的设计方案中涉及不同特征水位的选取,课程设计中根据实际工程案例需要考虑不同的情况,如正常蓄水位与防洪限制水位的关系(依据实际条件选取),确定死库容需要考虑的主要因素(泥沙淤积等),兴利调节计算中需考虑库水面蒸发等因素并计入损失进行计算,水能计算过程中是否能在规定条件下计算出保证出力,水电站实际机型的选用需套用定型机组而不是直接选取计算的理论值,调洪计算需考虑不同的设计标准等。课程设计的内容需给学生充分思考的空间,其计算结果可允许有一定变化,这与授课时完成作业有所不同,因此在课程设计的完成过程中,学生既深化了课堂知识,又初步掌握了实际工程设计的基本步骤,学会了动脑灵活解决问题。
本课程的实践环节和水文实习融合在一起,通常在每年暑期进行为时1周的认识实习和3周的综合实习,其中有若干天时间用于了解和调查河流的水文情势,并了解水电站发电基本设备构成及发电程序,使学生对于课程内容在实际中的应用有一定程度的认识。此外,还可通过和教研室经验较丰富的教师交流,改进教学方法,提高学生对课程的学习兴趣。
三、增加本科生及早接触和参与研究项目的机会。
我校多年来组织本科生积极申报“挑战杯大学生科技竞赛”、“大学生科技创新性实验计划项目”,区分为重点项目和一般项目,资助额度几千元不等,国家层面上也有相关科技创新项目方面的资助。善于观察、积极思考、喜欢探索的学生往往在指导老师的帮助和指点下获得项目的资助,从而开展相关的调查、试验和研究,对于培养大学生从事初步的研究工作和独立的创新性思维具有很好的鼓励和推动作用。虽然我院以往对于该项目的获批额度不大,但近年来对于教师指导学生参与科技创新活动,以及大学生发表学术论文等都有积极的鼓励措施,如学院承担大学生发表学术论文的版面费,在学生的学期综合测评中给予加分,等等,为推动大学生参与科研项目和进行科技创新活动营造了良好的学术氛围。
我校目前对个别专业的本科生实行了“2+2”复合培养模式,即在大学期间,前两年集中加强基础知识、基本理论、基本技能、外语能力、综合素质的培养,以强化基础,拓宽知识面;后两年实行导师制,在学生学习相关专业知识和技能的同时,参与指导教师从事的科研或工程设计工作。选择导师后,对于学生参与具体的工程项目或科研工作具有积极的推动作用,有利于学生直接参与相关研究,并对如何具体应用专业知识有良好的正面作用。该模式适宜大力推广到其他专业和高校。
四、结语
针对《水利水能规划》课程课时少、课程设计改革等方面的问题,我们提出在多媒体教学中进行改革和增强教学效果的措施,以及课程设计中应使学生重点掌握的问题,提倡学生在本科阶段参与实际的工程实践和科学研究,为培养高水平本科毕业生打下基础。本文的相关内容可为今后的教学提供一定的参考。
参考文献:
[1]周之豪,沈曾源,施熙灿等.水利水能规划[M].北京:中国水利水电出版社,1996.
[2]王维第主编.水电站工程水文[M].南京:河海大学出版社,1995.
[3]陈惠源,万俊主编.水资源开发利用[M].武汉:武汉大学出版社,2001.
[4]余铭正,孟宪生合编.水电规划与管理[M].北京:水利电力出版社,1994.
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2011)14-0295-02
本科毕业设计是大学生四年学习成果的总结和体现,也是大学生走向社会前一次重要的专业排练和预演。毕业设计质量不仅反映了一名大学生的综合素质和多方面能力,也是一所高校教学成果和办学水平的直接展现,理应在高校的教育教学中给予充分的重视。东北农业大学农业水利专业前身是1958年东北农学院在土地规划系创办的农田水利工程专业,发展至今已经为社会培养了千名以上的农业水利人才[1]。目前,我校农业水利专业的毕业设计安排在四年级第二学期,每年3月初左右开始,至6月上、中旬组织答辩并完成论文提交等工作,期间历时约13周。随着高校招生规模的不断扩大和教育体制改革的不断推进,本科毕业设计中存在的一些问题也日益突显。结合所从事的专业教学实践,笔者对目前农业水利专业毕业设计中存在的一些问题进行分析,并探讨毕业设计的一些发展模式。
一、农业水利专业毕业设计现状分析
(一)影响毕业设计的主要因素
1.学生对毕业设计的认识不足
当代大学生正经历与以往时代不同的机遇和挑战,尤其在当前强大的就业压力下,大学生从入学就开始关注就业、外语计算机过级、考研、考公务员等一系列问题。在时间方面,毕业设计往往与考研(准备及等待录取结果)、毕业求职等交织在一起,使得学生在思想上并没有把毕业设计放在应有的地位,他们把精力更多地投入在学习、跑招聘会和人才市场上。存在观望、等待、抄袭、“都能通过”等侥幸心理的学生大有人在,尤其是就业(或硕士研究)方向与专业不对口的学生,存在“毕业设计无用”的心理,放松了对自己的要求。
2.指导教师工作压力较大
由于各层次的专业教师一般均担负着一定的教学和科研任务,大多数中青年教师还面临着晋职称等诸多方面的压力,在课堂教学、发表学术论文、申请或实施科研项目等方面需要投入大量的时间和精力。这些因素导致了教师无暇顾及所指导学生毕业设计工作的窘况,也是导致毕业设计质量出现下滑的客观原因之一。
3.毕业设计不易选题
在毕业设计选题方面存在难易(内容)、宽窄(范围)、长短(周期)等多方面的矛盾和困难。内容较难、范围较宽、周期较长的题目,学生不易按时完成;反之,又达不到毕业设计的预期效果。教师承担的项目一般不易分离出较独立完整、适合毕业设计的短期研究内容,学生也很难在数月内熟悉项目研究的研究背景、研究方法和研究内容,从而全身心地投入到项目研究中,因而一般只能做些简单的辅助工作。结合工程实际进行毕业设计可以收到较好的效果,然而教师能接触到的实际水利工程设计项目并不多,毕业设计题目一般要求不重复,要有所发展和创新,这无疑给题目的拟定增加了难度。
4.毕业设计经费投入较少
农业水利专业学生在毕业设计过程中涉及的各种开支主要有:实习期间的交通费用、购买各种资料(图书、数据等)和试验原料的费用、打(复)印、出图及印刷费用等。目前,我校本科毕业设计经费为50元,很难满足各项开支需要,直接影响了学生按计划完成毕业设计的质量。
二、学生综合能力不足的典型表现
(一)对专业知识的融会贯通能力
从历次修订和执行的本科教学计划看,农业水利专业以往和当前开设的课程,足以满足学生毕业后继续学习、工作和基本科研所需,关键问题是学生是否真正掌握了所学的知专业识并能灵活地对其进行综合运用,能否在大学专业教育的基础上主动加强知识储备和拓展专业实践技能。毕业设计内容一般不局限于一门课程或一本教材,这就要求学生具有较强的对专业知识的融会贯通能力,能够综合运用所学的专业知识分析并解决实际问题。然而,即使在学习成绩好,或者已经被确认录取为研究生的学生当中,具备这种能力的学生并不多见,“学习好”基本等同于“课程考试成绩较高”,而不能代表学生的专业实践能力强。
(二)主动学习和独立工作的能力
在四年大学生活中,掌握最基本的文献检索方法并利用便利的校园网查阅文献的学生并不多,甚至一部分学生从来没有查过文献,需要专业文献时仅在网上搜索一些网页文件,复制粘贴一下便草草了事。指导教师详细布置好的设计任务,学生不知道如何入手,需要老师事无巨细地指导;对于大多数学生而言,试验方案的制定,数据的观测、收集及分析处理等能力均为空白。由于缺乏学习的主动性和查阅分析文献资料的能力,让学生独立开展研究、独立完成课题几乎是不可能的。此外,当前大学生普遍缺乏密切配合及团结协作的精神,指导教师布置的设计任务,有时需要小组集体完成,然而小组成员往往存在观望、等待和依赖他人的心理,相互推托,不愿主动承担任务和责任。
(三)计算机应用能力
农业水利专业开设的计算机类课程较多,一般包括计算机应用基础(如Microsoft Office系列)、编程语言(如Microsoft Visual Basic)、绘图软件(如AUTO CAD)等。从专业实践应用的角度看,无论对于学习或工作,开设的这些课程和课时量已足够,并且这些软件完全可以在短期内自学并逐步提高熟练程度。但令人遗憾的是,虽然配备个人电脑的学生为数不少,但学生在基本的Word编辑排版、Excel绘图及公式计算、简单的程序编制、CAD制图出图等方面的熟练程度远不及网络聊天和电脑游戏。
(四)文字及口头表述能力
在毕业设计过程中,学生提交的毕业论文和相关的文字材料层次不清,语句不通,详略不得当,标点符号乱用,错字别字常见。在与教师的沟通以及最后的毕业答辩过程中,学生的口头表述能力明显不足,不善于应用专业词汇表达专业研究内容。
二、农业水利专业毕业设计发展模式
(一)知识脉络的传承
从农业水利专业阶段教学的角度看,学生的专业学习主要体现在对不同课程的学习方面:在大一学年主要学习公共课,对专业的认识比较模糊;从大二学年开始进入基础课和专业课的学习阶段;至大四学年第一学期期末,学生基本修完教学计划开设的所有课程。在此期间虽然学生对专业有了一定的了解和认识,但更多的情况是在每学期的课程学习后,很快转入到新学期的课程学习中,缺乏对专业知识的系统梳理。
毕业设计往往针对较完整的项目,可能涉及“农田水利学”、“水工建筑物”、“水力学”、“钢筋混凝土”、“水利工程概预算”、“水泵”等多门课程知识,然而,在这些课程的独立授课过程中,不可能完全传达涉及的其它课程的所有知识。课程设计虽然可以部分地解决这个问题,但课程设计主要是针对一门课程知识的运用。因此,从提高学生对专业知识融会贯通的角度看,需要专业任课教师间的密切配合,尤其要突出强调本门课程在专业教学计划中的地位、应用范畴以及与其他课程的前后衔接关系,重点解决好专业知识脉络的传承问题。
(二)与专业对口单位的协作
为提高毕业设计质量,解决学生毕业与工作衔接的一系列问题,除依靠全院教师的言传身教外,还可以加强与农业水利专业对口单位(如:黑龙江省水利水电勘测设计研究院、黑龙江农垦勘测设计研究院、哈尔滨市水利规划设计研究院、黑龙江省水利科学研究院等)的协作,通过邀请工程师、专家、学者等到学院作报告或现场指导,将大四学生直接派往设计部门或其他生产实践部门参加实际项目等方式,开展多方面的沟通和配合,使学生的毕业设计选题结合生产实际[1]。这样,不仅可以提高学生对学科和专业的认识,使学生提前进入工作状态,还可以及时了解对口单位的人员需求信息,提高学生的就业意识,同时对教师工作也是一种交流和促进。
(三)本科的导师制
实行本科导师制,可以使学生有更长的时间参与指导教师的科研项目,而指导教师也有了比较稳定的助手。对于有课题和项目而无助手的中青年教师而言,导师制无疑是一个很好的机会[2]。结合我校农业水利专业阶段教学的实际,可以考虑学生从大三学年开始,利用课余时间积极参与到教师的科研课题中来,在近一年半的时间里,通过协助教师和学长查阅资料、开展试验、撰写材料等逐渐提炼毕业设计题目和研究内容,从容地完成毕业设计。这不仅有利于拓宽学生的知识面,培养学生的动手、动脑和科研创新等多方面能力,也可以大大提高毕业生的综合素质和竞争能力。
结语
由于学生在本科阶段提高的专业技能程度有限、专业学习和专业应用脱节的现象较严重,导致毕业设计过程中存在一些问题,致使教师不得不在短期内对指导学生的专业知识、电脑、应用文写作等技能进行“拔苗助长”式的短期培训。通过知识脉络的良好传承、加强与对口单位的协作以及本科导师制等方式,有望促进毕业设计质量的大幅提升。此外,还可以通过定期举办计算机应用技能和应用文写作等方面的比赛活动、加大学校经费投入等方面促进毕业设计的良性发展。