農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)初探

劉桂杰

遼寧生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院 遼寧沈陽 110122

在我國計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)快速發(fā)展，規(guī)模、影響力不斷擴(kuò)大過程中，水利工程工作迎來前所未有的發(fā)展契機(jī)。將各種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)引用于水利工作當(dāng)中，將傳統(tǒng)水利工程的工藝與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合起來，摒棄了傳統(tǒng)水利工程建設(shè)耗費(fèi)人力、精力、財(cái)力的缺點(diǎn)，能夠更加及時(shí)精確高效地采集旱情、汛情、水環(huán)境和水利工程等水利信息，并且直接通過計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而對(duì)水利工程進(jìn)行更好的監(jiān)測和管理，實(shí)現(xiàn)水利工程和計(jì)算機(jī)技術(shù)多學(xué)科的完美融合。不僅大幅提升水利工程建設(shè)的質(zhì)量和效果，而且加快了水利工程建設(shè)工作的完成速度

1 教學(xué)過程中存在的問題

1.1 學(xué)生無法靈活應(yīng)用

所學(xué)知識(shí)解決具體工程問題?！皬椥粤W(xué)”的授課對(duì)象是水利水電工程專業(yè)大三的學(xué)生，此時(shí)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了“材料力學(xué)”，掌握了力學(xué)的基本概念?！安牧狭W(xué)”的相關(guān)控制方程是建立在大量假設(shè)基礎(chǔ)之上的，方程建立過程及方程形式均比較簡單；“彈性力學(xué)”的內(nèi)容則擯棄了材料力學(xué)中的假設(shè)，需要建立大量的微分方程并求解，包括三套方程和兩類邊界條件，求解方法也較多且求解過程繁瑣，如應(yīng)力法、位移法及有限元法等，理論性較強(qiáng)，公式推導(dǎo)復(fù)雜。“彈性力學(xué)”這門課程的特點(diǎn)使得大多數(shù)水利水電工程專業(yè)的學(xué)生感覺內(nèi)容枯燥、學(xué)習(xí)強(qiáng)度大。盡管在當(dāng)前的“彈性力學(xué)”教學(xué)實(shí)踐中提出了新的教學(xué)方法，合理規(guī)劃了教學(xué)內(nèi)容，并采用了現(xiàn)代化的教學(xué)手段，但對(duì)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果的提升方面仍顯不足。學(xué)生即使理解了課堂講述的內(nèi)容，卻無法將理論知識(shí)和待解決的具體水利水電工程的結(jié)構(gòu)問題聯(lián)系起來，無法做到活學(xué)活用，特別是無法針對(duì)水工結(jié)構(gòu)中存在的問題建立合理的彈性力學(xué)模型并求解，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

1.2 與其他力學(xué)課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的對(duì)比分析不足

“彈性力學(xué)”和“材料力學(xué)”兩門力學(xué)課程有區(qū)別也有聯(lián)系。由于彈性力學(xué)課程的內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少，導(dǎo)致教師在課堂上將主要精力放在彈性力學(xué)知識(shí)的講解上，而對(duì)所研究的對(duì)象、分析方法及相關(guān)解答與材料力學(xué)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的對(duì)比分析較少，導(dǎo)致學(xué)生在后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)時(shí)，遇到具體的工程問題不知用哪種力學(xué)解法更合適，不利于綜合能力的培養(yǎng)。

2 農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)方案

2.1 優(yōu)化教學(xué)方案

在優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃方面，我校注重復(fù)合創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。公司技術(shù)專家受邀參加計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培訓(xùn)計(jì)劃的制定，對(duì)與IT有關(guān)的專業(yè)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行全面調(diào)整，大膽探索教學(xué)改革的新思路。加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的比例，建立一系列課程設(shè)計(jì)，提高課堂實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)分率；添加課外練習(xí)鏈接，與課內(nèi)練習(xí)時(shí)間的比率為1：1，將記錄在課程的正常成績中；延長學(xué)生在公司實(shí)習(xí)的時(shí)間，以便當(dāng)場了解本書。該專業(yè)在水利領(lǐng)域的應(yīng)用，使學(xué)生可以快速將專業(yè)知識(shí)與企業(yè)的產(chǎn)品研究相結(jié)合，并提高通過雙補(bǔ)習(xí)系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2.2 加強(qiáng)“彈性力學(xué)”與相關(guān)課程知識(shí)體系的對(duì)比

彈性力學(xué)是水利水電工程專業(yè)學(xué)生分析具體水工問題的一種有效力學(xué)工具，在分析各種水工建筑物及水電站時(shí)比材料力學(xué)的解答更加精確。在教學(xué)過程中，加強(qiáng)“彈性力學(xué)”與“材料力學(xué)”相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的比較，以及引導(dǎo)學(xué)生了解彈性力學(xué)如何為水工建筑物和水電站等專業(yè)課程服務(wù)，讓學(xué)生更加重視彈性力學(xué)這門課程，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣。譬如在水工建筑物中，目前對(duì)大壩獨(dú)立壩段的理論分析仍然采用的是材料力學(xué)方法，材料力學(xué)方法采用的是平截面假設(shè)和縱向纖維互不擠壓的假設(shè)，未考慮縱向的擠壓應(yīng)力，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果和實(shí)際情況誤差較大；彈性力學(xué)方法則拋棄了這兩個(gè)假設(shè)，從微元體的出發(fā)建立控制方程，即平衡微分方程、幾何方程和物理方程，并依據(jù)邊界情況建立應(yīng)力邊界條件和位移邊界條件，比材料力學(xué)的解答更精確。大壩內(nèi)分布著不同的廊道系統(tǒng)，為有孔結(jié)構(gòu)，有孔結(jié)構(gòu)與無孔結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布有著明顯的不同，材料力學(xué)仍然假設(shè)應(yīng)力為沿孔邊均勻分布，誤差較大，而彈性力學(xué)的計(jì)算結(jié)果表明在孔邊發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，拉應(yīng)力明顯增大，更加符合實(shí)際情況，因此對(duì)于有孔結(jié)構(gòu)應(yīng)用彈性力學(xué)理論更加精確。

2.3 優(yōu)化教學(xué)方法

學(xué)校建立了互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)，通過在線教室，在線問答和點(diǎn)播課件實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。例如，翻轉(zhuǎn)教室被引入理論教學(xué)中，我們將翻轉(zhuǎn)教室應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在確保用電安全的前提下，教師將把部分任務(wù)分配給參加翻轉(zhuǎn)教室的學(xué)生，而學(xué)生則是學(xué)習(xí)的主體。學(xué)生在課外時(shí)間使用獨(dú)立的分析，探索，練習(xí)，提問，創(chuàng)造和其他方法來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。將這些結(jié)果和任務(wù)教給實(shí)驗(yàn)班的其他學(xué)生和老師。實(shí)驗(yàn)老師根據(jù)課程建立了微信“問答”。在課堂上或?qū)嶒?yàn)室開放期間，學(xué)生可以通過這種方式在計(jì)算機(jī)上提問時(shí)問老師，老師可以及時(shí)回答學(xué)生的問題。微信群組的建立避免了學(xué)生陷入困境的情況。害怕在課堂上問或沒有時(shí)間問問題。同時(shí)，教師可以在實(shí)驗(yàn)班上解釋一些代表性問題并鞏固知識(shí)點(diǎn)。該企業(yè)被用作第二課堂，并進(jìn)行認(rèn)知實(shí)習(xí)，假期練習(xí)，在教學(xué)實(shí)習(xí)基地中安排了部分課程設(shè)計(jì)，同時(shí)聘請外籍教師進(jìn)行教學(xué)，加強(qiáng)了雙語教學(xué)。

3 結(jié)語

隨著水利信息化等領(lǐng)域的逐步發(fā)展，高等學(xué)校應(yīng)培養(yǎng)能夠適應(yīng)社會(huì)環(huán)境的大學(xué)生，引導(dǎo)他們將專業(yè)理論知識(shí)，創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力與社會(huì)需求相結(jié)合。按照進(jìn)步與科學(xué)，自主與創(chuàng)新相結(jié)合的原則，各高校要不斷更新教學(xué)觀念，勇于嘗試新的教學(xué)方法，通過改革探索更多的科學(xué)教學(xué)方法，以取得更好的教學(xué)效果，不斷提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，為社會(huì)培養(yǎng)了高素質(zhì)的復(fù)合創(chuàng)新人才。