《工程水文及水利计算》互动式教学与实践.doc
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1、工程水文及水利计算互动式教学与实践 随着信息技术的普及,计算机及网络对学生学习产生了双面影响,也给教学带来了很多新问题。本文从工程水文及水利计算课程特点入手,在教学内容、方法及方式等方面对其课程设计进行了改革尝试,提出了互动式教学方法。实践表明,这种方法对发挥学生学习主动性,培养学生的实践能力和创新能力起到了很好的效果。 一、引言 传统教学手段的一个很大问题是在集体教学中,学生个体的差异往往被忽视,在整齐划一的要求下,学生缺乏鲜明的个性、独立的人格和创造的活力。而随着计算机网络的普及,一方面为学生提供了高效的自主学习环境,另一方面也为学生提供了“偷懒”的方便。因此,如何发挥网络环境的长处,真正
2、让每个学生投入到课程学习过程中,是广大教师面临的问题。 工程水文及水利计算课程是水利类专业的专业基础课。课程设计则是培养学生运用所学理论知识解决实际问题的重要环节,也是实现培养目标的重要手段。通过课程设计,学生将对课程整体内容有更深入的理解,其作用和重要性不言而喻1。利用计算机网络实现集体的“教”与个别的“学”相结合的互动式教学方式,非常适合工科相关课程设计的教学2。本文从实践上对工程水文及水利计算课程设计的教学改革进行探讨,研究互动式教学的新方法。 二、课程特点与情景设计 1.本课程的特点。工程水文及水利计算是由工程水文与水利计算两部分组成。相对而言,前者是基础,后者为应用,前者为后者提供计
3、算的依据,两者紧密联系。本课程具有以下特点(1)内容承上启下,紧密联系。在水利工程规划设计阶段,根据业主设计要求,工程水文一般要提供以下设计依据一是分析年径流资料,提供规划设计所需的来水资料;二是提供满足工程设计标准的设计洪水资料。水利计算一般包括兴利计算、水能计算、调洪计算三大内容。利用来水资料,通过兴利计算确定水利工程满足用户需求的兴利规模;在此基础上,再通过水能计算确定水能资源得到充分利用的水电站规模;利用设计洪水资料,通过调洪计算确定防洪特征水位;最终确定水利工程规模(方案)。(2)计算精度可高可低,结论一致。在水利工程规划设计阶段,对计算精度本身要求不高。此外,确定工程规模也是由多种
4、因素综合考虑的结果,只要方法正确,计算无误,最后的结果是趋于一致的。(3)计算方法可繁可简,按需选择。根据收集到的水文资料情况,在工程水文部分介绍了不同的水文计算方法。在水利计算部分对应以上三大内容,有简化方法,如典型年时历列表法、等流量法、半图解法;也有较复杂的方法,如长系列模拟法、等出力法、解析法等。 2.课程设计的情景。从上分析可知,水利工程设计规模是水利计算的计算结果,水利计算是根据工程水文提供的水文资料进行计算的,工程水文则是依据用户要求提供水文资料的。显然,用户要求不同,工程设计规模就不同。因此,可选取三个控制指标用户的保证流量、设计保证率、防洪设计标准。根据提供的基础资料,对这三
5、个指标设置几个可行的等级,这样就可以组合出用户不同要求的设计情景,以满足课程设计时一人一个设计的需要。 在课程设计内容的选择上,以年调节水库为典型工程,以实际工程设计资料为基础,提炼设计内容。做好以下准备工作(1)统一提供基础资料。包括流域概况、长系列径流资料、洪水资料、水利工程特征曲线资料等。为了避免设计内容的年年重复,还可以在保持流域多年平均流量不变的条件下,对实际流域的水文资料进行缩放处理,再替换原水文资料。(2)前后内容无缝衔接。设计保证率不同,选择的径流资料不同;保证流量不同,确定的兴利库容不同;在统一计算的死水位条件下,正常高水位不同。防洪限制水位涉及到防洪与兴利协调问题,可以发挥
6、学生的主观能动性,满足设计结果合理性的要求即可。这时要注意调洪计算时采用的泄洪能力曲线,要调整泄洪设施底坎高程的位置,以保证兴利计算与调洪计算无缝衔接。(3)独立编写程序。对计算比较复杂的部分,要求学生自己动手编程计算,以锻炼计算机编程的能力。(4)设计报告书标准化。工程设计要有科学的态度,严谨的作风。强调报告书要结构合理、引用无误、结果正确、排版规范。可以给学生提供参考样板,有助于他们系统化掌握设计工作的原则、方法和流程。 三、教”与“学”相结合 1.互动式“教”与“学”。利用计算机网络进行互动式教学,极大地改变了课堂教学的方式,从以“教”为主转变为以“导”为主,对教师也提出了更高的要求,教
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