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自然資源學是地理類專業的一門主干課程,主要內容包括自然資源概念、性質、特點及其基本理論與方法,還探討人與自然資源關系、資源經濟學及資源開發與可持續利用關系等豐富內容,具有顯著的綜合性、理論性及實踐性的特點。實踐性教學是提高學生學習興趣,加深對基本概念、基本理論及基本原理的理解,培養學生應用基本知識分析問題、解決問題的能力,鍛煉學生用專業理論思考問題,是實現師生互動、教學相長的重要平臺,有助于提高教學質量和教學效果。
華北水利水電學院是一所特色鮮明的水利院校,因水而生,緣水而成,特殊的歷史鑄就了華北水利水電學院“情系水利,自強不息”的辦學精神。自然資源學課程主要安排在資源環境與城鄉規劃管理專業,使用的教材是蔡運龍編著的《自然資源學原理》,學時為64學時,全部為理論教學,沒有安排集中的實踐性環節。經過五年來的探索,根據自然資源學學科特點和教學內容,精心設計自然資源學的實踐教學環節,緊緊圍繞自然資源學的基本概念、基本原理和基礎理論,構建具有水利院校特色的實踐教學模式,實現理論與教學的完美結合。這種教學模式突出了水、電等自然資源,充分體現自然資源學的基礎性、時代性和實踐性,結合水利行業的重大工程項目,反映行業的難點和前沿。學生將自然資源學理論應用于水利行業,能夠熟練地掌握基本知識,熟悉基本技能,為后續的學習和工作打下良好的基礎,在以后的工作中能夠根據資源條件,應用基本知識進行準確的專業判斷。堅持利用學生畢業實習參與工程項目建設和畢業論文(設計)真題真做等活動,訓練學生的動手能力,精心凝練和設計一批有深度、有目標、有樂趣的自然資源學實踐環節。實踐性教學激發了學生的學習興趣,培養學生應用理論分析解決實際問題的能力,培養學生創造性思維能力,提高了教學質量和教學效果,為學生創造一個開放、自由的學習環境。華北水利水電學院自然資源學的實踐教學包括:案例分析、課外實踐、畢業實習和畢業設計。
一、案例分析
案例分析作為實踐性教學的重要手段,有利于提高學生學習興趣,有助于鍛煉學生實踐能力。經驗豐富的老師把自己在水資源實踐中的經驗加以總結,制成充滿實踐性和挑戰性的案例,利用課堂教學時間讓學生根據所學知識進行評判,培養學生工程實踐能力和判斷能力。這種教學方式充滿趣味性和挑戰性,對學生基礎知識掌握程度要求較高,深受學生的歡迎和喜愛。招投標和項目計劃是項目實施的重要階段,老師將自己制定的投標書和項目計劃改動后,發給學生。將每個班分成5-6組,學生先在組內討論,指出投標書和項目計劃的錯誤和不足,并根據項目情況制定技術方案,修改投標書和項目計劃,由學生模擬評標、投標,相互打分作為平時考核成績的一部分。學生對這樣的模擬過程十分歡迎,理論學習中模糊或不懂的概念、原理,在模擬的過程中得到了正確的理解。
現在的大學生思想活躍、信息來源廣,在案例分析教學過程中緊跟水利行業方面發生的重大事件,有利于提高學生的學習興趣。南水北調中線工程是我國重大的水利工程,干線全長1432km,一期工程年均調水規模95億m3,是解決黃淮海平原尤其是京津、華北平原缺水的重大基礎設施。中線工程干線線路從鄭州市穿過黃河,是學生討論的熱點話題。老師在介紹南水北調中線基本情況后,每10個學生分成一組,讓學生根據自然資源的基本屬性討論水資源的基本屬性,探討工程建設過程和工程運行后可能產生的效益和作用,對水源地和漢江下游地區社會經濟發展的影響,應用資源經濟學相關知識討論水資源的供求關系、價值及價格、水資源利用中的投入與產出關系。學生在討論后,積極發言,受水地和水源地的學生關于資源補償問題的討論尤其熱烈,大家從水資源的價值、屬性、權屬出發,引用書中的概念、理論及原理支撐自己的觀點。最后,老師總結大家的發言,講解目前學術界關于水資源的價值與價格、水權交易等研究現狀和主要觀點及其研究的難點,為同學們以后的學習、研究及工作做了基礎的準備。
二、課外實踐
課外實踐活動有助于學生接觸社會、接觸實際,通過親身實踐活動,加深對專業知識和理論的理解和掌握,彌補課堂教學的不足,因此,學校每年在寒暑假安排了大量的社會實踐活動。社會實踐活動的開展,為資源環境與城鄉規劃管理學生開創了一個很好的平臺,為自然資源學的教學實踐活動創造了機會。一部分學生參與自主實踐活動,另一部分學生參與到老師的課題中。在寒暑假,讓學生根據自然資源學的基本概念、基本原理和基礎理論,自主設計實踐活動。自主設計實踐活動,嘗試對實踐方法進行改進,為后續的研究工作或職業生涯做了較好的準備,并為實踐教學不斷注入新內容,創新教學實踐機制,實踐教學成為學科發展的創新源。
實用性強、表現學科前沿、提高學生動手能力的課外實踐活動深受學生歡迎,利用假期時間,讓學生參與到老師的科研課題中。2007年十余名學生參與到土地整治項目中,學生通過走訪、調查、測量,掌握項目區土地資源利用的現狀。學生白天走訪、調查、測量,晚上整理資料、繪圖,一個月干下來,學生變黑變瘦了,但也學到了很多知識,加深了對土地資源的基本屬性、基本知識的理解。2008年24名學生參與到水資源項目中,項目區分成8個子區,學生被分成8組,每組由1名老師帶隊,1組負責1個子區的水資源調查、采樣。學生走遍了子區的每一條小溪,每天要行走20km,晚上整理資料、繪圖。通過這樣的課外實踐活動,加深了學生對基本知識的理解,培養了學生從事科學研究素質,鍛煉了學生的工作能力。
三、畢業實習和畢業論文(設計)
畢業實習是高校人才培養中不可缺少的實踐性教學環節,是學生理論聯系實際、提高解決現實問題的能力的重要環節。畢業論文(設計)是高校本科生教學中培養學生實踐能力的重要環節。對于學生綜合素質以及創新能力的培養發揮著重要的作用。畢業論文(設計)質量的好壞直接反映著高校人才培養質量以及教育教學水平,是高校教學質量評估的重要內容。同時,畢業論文(設計)環節是學生走向社會的最后一課,是學生就業之前綜合培訓的一個階段,對于學生自身就業水平的提高十分重要。我校畢業實習時間為4周,畢業論文(設計)時間為12周。由于畢業論文(設計)是真題真做,這就要求學生真正的參與到工程實踐中。資源環境與城鄉規劃管理專業的畢業論文(設計)課題主要集中在新農村規劃、資源環境、水資源規劃、土地規劃、旅游規劃、市政工程規劃等幾個方面,每個方面都以自然資源學為基礎,是自然資源學實踐性教學的重要環節。
畢業生在第七學期期末分配到各個指導老師名下,指導老師根據學生的實際情況安排畢業實習和畢業論文(設計)。有工作單位的學生,指導老師一般會鼓勵他們到工作單位實習,畢業論文(設計)課題與工作單位的實際工作相結合,在征得學院批準后,用人單位指定一名具有中級職稱以上的專業技術人員擔任畢業生的指導教師,負責指導學生。學生在答辯前,必須出示由用人單位指導老師的評定意見,評定合格者方能參加畢業答辯。畢業答辯時邀請校外指導教師一起進行畢業答辯和成績評定。這樣的學生一到單位就能很快適應工作環境,進入工作狀態,深受用人單位的歡迎。“下得去,吃得苦,留得住,用得上”是用人單位對我校畢業生的評價。考研的學生,如果考的是本校,就直接把他分配想考的導師,考上的學生跟著導師做課題,沒考上的學生由指導老師負責安排學生到設計院或工程單位實習,畢業論文(設計)課題與工作單位的實際工程相結合。如果考的是外校,一般根據學生考研的方向,把學生分配給從事相同或相近方向研究的指導老師,由指導老師負責安排學生到設計院或工程單位實習,畢業論文(設計)課題是根據實習單位提供的資料,回學校由指導老師指定畢業設計。年輕教師與外面單位聯系不緊密,安排學生實習有困難,他們的學生可由學院統一安排到實習基地實習。
四、結論
1.自然資源學是資源環境與城鄉規劃管理的理論基礎,具有顯著的綜合性、理論性及實踐性的特點。水利院校的自然資源學實踐教學模式,應根據水利院校的特點及辦學思想,精心設計自然資源學的實踐教學環節,充分體現自然資源學的基礎性、時代性和實踐性,結合水利行業的重大工程項目,反映行業的難點和前沿,使學生能夠熟練地掌握基本知識,熟悉基本技能,應用基本知識進行準確的專業判斷。
2.實踐性教學模式的探索與創新,有利于提高學生自然資源學的學習興趣,有助于鍛煉學生實踐能力,使學生成為“下得去,吃得苦,留得住,用得上”的有用人才。
參考文獻:
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[3]朱海風. 在辦學實踐中把樹立科學發展觀同加強黨的先進性建設緊密結合起來[J].華北水利水電學院學報(社科版),2007,23(3):1-6.
[4]顧文權,邵東國,黃顯峰等. 水資源優化配置多目標風險分析方法研究[J].水利學報, 2008,39(3):339-345.
[5]龔建龍. 結合專業進行畢業實習的改革[J].實驗室研究與探索,2007,26(11):103-105.
[6]居榮,鞠勇,唐小波. 畢業設計環節教學實踐與探索[J].農機化研究,2005(3):255-256.
一、水利工程征地移民監理的概念
水利工程征地移民監理,是指在水利工程建設征地移民活動中,征地移民監理單位接受業主或有關單位的委托和授權,依據國家批準的工程移民文件、法律法規及有關合同、協議、責任等合法文件而進行的監督管理活動。
水利工程征地移民監理旨在實現移民活動的目標,根據委托方的要求,監理的工作范圍和內容,既可以是全方位、全過程監理,也可以是階段性的監理,還可以是具有某種特殊目的的專項監理。免費論文參考網。
二、水利工程征地移民監理服務的主要內容與主要工作
1、水利工程征地移民監理服務的主要內容包括:個人補償費的按時足額兌現、土地補償費的有效使用;農村移民居民點建設、農村移民基礎設施建設;農村移民生產安置措施落實和生產項目的實施;集鎮搬遷建設;專業項目的恢復建設;移民按計劃搬遷安置;附著物清除進度;征地移民實施過程中檔案資料(包括音像)收集;參與征地移民實施方案的制定;配合審計和檢查;臨時用地復墾實施;參加征地移民各階段驗收等。
2、水利工程征地移民監理服務的主要工作
(1)水利工程征地移民實施進度控制方面
1)根據工程進度的總體要求,審核實施方案提交的總進度計劃、階段計劃和詳細的年度工作計劃,并提出控制性進度目標和實施計劃,督促實施方采取切實措施,實現合同的工期目標要求。當實施進度發生較大偏差時,及時向發包人提出調整控制性進度計劃意見,經發包人批準后,完成進度計劃的調整。
2)對實施方編制的征地移民實施方案和有關問題提出審核意見。
3)根據批準的征地移民實施計劃和專業項目恢復建設方案,對各類移民安置項目的實施進度進行監控。重點控制農村移民村莊和散遷戶的基礎設施建設及建房進度;農村移民生產用地撥付和生產開發的實施進度;移民安置區專業項目建設實施進度;集鎮遷建實施進度。及時向發包人反映征地移民計劃的執行情況。
4)對勘測定界單位征地界樁埋設進度進行控制。
(2)水利工程征地移民質量控制方面
1)協助發包人審查實施方提交的征地移民實施方案和質量保證體系,并監督實施。
2)按照移民安置的綜合質量目標控制移民安置實施質量;檢查移民安置有關工程質量的監理和監督工作;綜合檢測移民安置質量及生產、生活水平,并做出總體評價。
3)對移民安置工程實施情況進行監督檢查,不符合要求的要及時責令整改。對移民安置工作中存在突出問題和發生重大事件及時報告,在進行必要的調查后,提交專題報告。
4)對征地界樁埋設質量數量進行控制,向發包人提交專題報告。
5)參與各階段的專項驗收和移民安置驗收,并提交各相應階段的監理報告,移民工程竣工驗收時,提交《征地移民監理質量評估報告》。
(3)水利工程征地移民投資控制方面
1)監督征地移民補償資金的撥付、使用。分項檢查項目資金使用及資金分配公告情況;定點抽查移民個人補償費的兌現。
2)協助發包人審查征地移民超出概算部分項目內容。
3)督促征地移民補償資金按計劃及時到位,檢查資金的使用情況,監督實施方按審定的規模、標準和投資進行實施。
4)參與移民安置規劃設計成果審核以及漏項、設計方案變更等審查,提出監理意見。免費論文參考網。
(4)監理信息管理制度
對水利工程征地移民專業項目和移民安置工程建設信息進行收集、整理,定期編制移民監理工作報告,及時上報重大問題。免費論文參考網。應在發包人要求的時間內向發包人提交征地移民監理實施細則和合同條款中規定的文件資料。
(5)合同的管理
協助發包人組織各項移民工程合同的簽訂,并在合同實施過程中管理合同,包括合同管理、會議管理、支付款項、合同變更、違約、索賠及風險分擔、合同爭議協調等。
(6)集鎮和專業項目的恢復建設
全面管理集鎮和專業項目承建合同,就實施方選擇的分包商資格及分包項目進行審查批準;協助或代表發包人答復實施方提出的建議和意見;宏觀控制各集鎮和專業項目恢復建設實施進度、質量和造價,進行安全監督檢查;主持監理合同授權范圍內集鎮和專業項目恢復建設各方協調工作;參與集鎮和專業項目恢復建設的驗收工作。
三、水利工程征地移民監理的外部協調
水利工程征地移民項目系統與外部的關系,主要是發包人與外部單位的合同關系,因此,水利工程征地移民與外部關系的協調內容,主要是相互配合,界定各方的權利、職責和義務,共同保證工程移民項目建設目標的實現。
在與外部關系的協調過程中,水利工程征地移民監理協調工作的內容、方法和手段在不同的階段也各不相同。根據工程實際情況,水利工程征地移民監理的介入主要是在征地移民工作的實施過程中。
1、進度問題的協調
進度問題的協調內容有兩個方面:一個方面是地面附著物清除進度的協調,另一個方面是征地移民資金發放進度協調。對地面附著物清除進度的協調,實踐證明,有兩項協調工作很有效:一是與發包人共同商定以及網絡計劃,并制定具體的實施計劃,作為衡量工程進度的依據;二是設立獎勵機制,調動地方政府或工程辦事機構工作的積極性。
2、合同爭議的協調
在水利征地移民監理協調中,合同爭議的協調主要體現在單項移民工程建設過程中,對單項移民工程諸如專項遷建合同糾紛、臨時用地復墾合同糾紛等,首先應協調解決,協調不成時才向合同管理機關申請調解或仲裁。對仲裁決定不服時,可在收到裁決書15日內訴請人民法院審判決定。
3、與設計單位關系的協調
在水利工程征地移民工作中,設計單位負責工程影響人口和實物等指標的認定、區域環境容量的分析和移民規劃的編制等一系列工作。與設計單位保持良好的工作聯系是十分必要的。協調好與設計單位的工作關系,能夠為征地移民實施提供良好的技術環境,在征地移民實施中能夠對移民安置規劃編制的前提、環境容量制約因素、規劃所使用的政策、規范標準等依據和規劃的目標等情況有一個全面客觀的了解。能夠在移民安置中有的放矢,減少盲目性和少走不必要的彎路。協調的方法有進行設計交底、召開工作例會和文件往來等。
4、其他關系的協調
水利工程征地移民資金收支一般都需要依靠各級銀行及其業務網點進行,移民資金按進度撥付需要銀行的配合。因此,有必要在征地移民實施初期對資金的撥付條件、標準和方式與銀行進行協調;在外業調查開始時間和進行過程中以及界樁埋設的時間,需要與勘測定界單位進行協調。
【參考文獻】1、左平,蘇青,龔銀輝.水利水電工程移民監理與檢測評估〔M〕.鄭州:黃河水利出版社,2004
―、農業水利工程專業認證培養目標
按照石河子大學要求,每四年一次進行培養目標的達成度評價,同時對培養目標進行全面修訂,在四年的實施過程中可進行微調,評價與修訂過程由學院、大學兩級機構組織專家評審,同時著重邀請行業和企業專家參與。經對照工程教育認證標準,農業水利工程專業學生主要學習農業水利工程基本理論和基本技能,掌握水利工程設計方法、科學研究方法及施工管理的基本能力,具備農業水利工程的勘測、規劃、設計、施工、管理等基本技能。二、結合認證標準,完善專業課程體系
1.課程設置
農業水利工程專業課程由學校根據培養目標與辦學特色自主設置,能支持培養目標的達成,課程體系設計由農業水利工程專業資深教師完成,有企業和行業專家參與,包括人文社會科學類課程、數學與自然科學類課程、工程基礎類課程、專業基礎類課程、專業類課程等課程計60余門課。其中,人文社會科學類通識教育課程占總學分的16.7%,學生在從事農業水利工程設計時能夠考慮法律、倫理、經濟、環境等各種制約因素;符合本專業培養目標的工程基礎類課程、專業基礎類課程與專業類課程占總學分的29.8%,工程基礎類課程和專業基礎類課程應能體現數學和自然科學在本專業應用能力培養,專業類課程應能體現系統設計和實現能力的培養。
2.實踐環節
實踐環節包括課程實驗與實習、課程設計、專業認識實習、專業生產實習、畢業設計(論文)及其他實踐環節等,其中畢業設計(論文)不少于12周,課程實驗8?16學時,課程設計一般安排1~2周。實踐教學體系結構包含課程實踐教學、專業實踐教學和畢業實踐教學三部分。課程實驗包括物理實驗、水力學實驗、土力學實驗、測量學實驗、電工學實驗、材料力學實驗、建筑材料實驗、灌溉排水工程學實驗、水工模型實驗、節水灌溉實驗、水工鋼筋混凝土結構實驗等;課程實習包括測量實習、水文實習、水文地質實習;課程設計包括水文學及水利計算課程設計、灌溉排水工程學課程設計、水工混凝土結構課程設計、水土保持學課程設計、節水灌溉技術課程設計、水工建筑物課程設計等;專業實習包括認識實習、生產實習。
還包括其他實踐環節,如:工程技能訓練、科技方法訓練、科技創新活動、公益勞動、社會實踐,結構模型制作大賽、全國周培源大學生力學競賽、大學生創新創業實驗計劃等。
3.畢業設計(論文)
工程實踐與畢業設計(論文)占總學分的16.7%,畢業設計(論文)選題90%以上結合本專業的工程實際問題,培養學生的工程意識、協作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力。
(1)選題。畢業設計或畢業論文題目以所學農業水利工程知識為基礎,同時結合生產科研項目開展,進行綜合訓練;也進行涉及本專業的有關研究熱點進行專題研究,主要分為5個方向:農業水利工程規劃與設計、節水灌溉技術設計、灌區水利工程設計、灌區水利工程管理與施工組織設計、專業相關熱點問題研究(論文)。
(2)內容。由水利工程系負責組織畢業設計的選題論證、文獻調查、技術調查、設計或實驗、結果分析、寫作、繪圖、結題答辯等,使學生各方面得到全面鍛煉,并培養學生的工程意識和創新意識。
(3)指導與評價。畢業設計(論文)的相關材料,包括設計選題指南、設計任務書、設計開題報告,反映指導教師指導與管理過程的材料:指導教師、評閱教師、答辯記錄等齊全。結合生產項目進行的畢業設計(論文),由教師與新疆天業節水有限公司、兵團設計院一分院、石河子市天興設計院等企業專家共同指導,答辯時有兵團設計院一分院、石河子市天興設計院、新疆天業節水有限公司等企業專家參加。
三、農業水利工程專業實踐平臺建設
為了滿足農業水利工程專業實踐教學的需要,學院在校內及校外相關企業建立了專門的專業教學實習、實踐教學基地,先后與新疆天業節水灌溉股份有限公司、中國長江三峽集團公司三峽培訓中心、新疆生產建設兵團勘測規劃設計研究院、新疆兵團建設工程(集團)有限責任公司等設計、施工、監理單位簽訂了長期的合作協議。目前形成了灌溉工程實習基地、水文實習教學基地、蓄水引水工程實習基地、科研試驗實習基地、水管單位實習基地、設計單位實習基地等10多個實習基地,每年可容納200人左右學生進行課程實習、認識實習、生產實習、畢業實習等。
四、教學管理和質量保障體系
按照“以人為本、全程保障、以評促建、提升內涵”的原則,農業水利工程專業建立教學過程質量監控機制,學院主管教學領導負責,由水利工程系進行課程的教學大綱、考試大綱、教材、教案、講稿審定,同時對課堂理論教學、課程實驗、實踐等環節進行質量考核。農業水利工程專業課程體系設置每4年進行一次調整,每年進行微調;教學質量評價由大學教務處和學院組織實施,分為學生評教、大學督導評教和教師同行評教,每學期評教1次。統籌協調教學管理,抓標準、抓評估、抓建設,構建了教學評價與管理并行的質量保障運行機制。
1.教學質量體系
科學構建了目標與過程并重的本科教學質量監控體系,該體系由目標、組織、管理、評價反饋、保障五個子系統組成閉環,通過校院兩級管理、兩級督導、校院系三級保障模式有效運行,形成良性循環,對各教學環節提供了全面質量監控和質量保障。建立年度考核制度,形成保障本科教學質量的長效機制。學校實行二級教學管理模式以來,堅持對各院系本科教學工作實施年度考評,形成了保障本科教學質量的長效機制。
2生態水利工程
從學科發展角度看,現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學,水利工程規劃設計主要對象是水文系統,往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學理論及方法,促進水利工程學與生態學的交叉融合,用以改進和完善水利工程的規劃及設計理論,形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。生態水利工程學作為水利工程學的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學。生態水利工程的內涵是:對于新建工程,是指進行傳統水利建設的同時(如治河、防洪工程),兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程,則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復。生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產(生態產業)及環境立法和資源管理一起,成為河流生態建設的主要手段之一。
3生態水利工程的規劃設計原則
3.1工程安全性和經濟性原則
生態水利工程是一項綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發電、航運等需求,也要兼顧生態系統的可持續性。生態水利工程既要符合水利工程學原理,也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律,以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內,能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時,必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動態地研究河勢變化規律,保證河流修復工程的耐久性。
對于生態水利工程的經濟合理性分析,應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握,生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中進行方案比選,更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外,充分利用河流生態系統自我恢復規律,是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。
3.2提高河流形態的空間異質性原則
一個地區的生境空間異質性越高,就意味著創造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環境變得單調,生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化,造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動,特別是大規模治河工程的建設,造成自然河流的渠道化及河流非連續化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態系統的不同程度退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種,生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性,使其符合自然河流的地貌學原理,為生物群落多樣性的恢復創造條件。
在確定河流生態修復目標以后,就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估,建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。遙感技術和地理信息系統(GIS)是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上,確定環境因子與生物因子的相關關系,必要時建立某種數學模型。河流環境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉化、水文周期變化等。研究的內容包括:調查單個生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關系和制約條件,對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分類和評估。在眾多的環境因子中,識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子,在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。
3.3生態系統自設計、自我恢復原則
生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態系統友好的物種,能夠經受自然選擇的考驗,尋找到相應的能源和合適的環境條件。
將自組織原理應用于生態水利工程時,生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計,建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同,生態工程設計是一種“指導性”的設計,或者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結構,從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明,人工與自然力的貢獻各占一半。
傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機,樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富,實現人與自然的和諧。需要強調的是,地球上沒有兩條相同的河流,每一條河流的特點都是各不相同的。因此,每一項生態水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值,尋求最佳的生態工程方案。
自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時,需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度,防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行,而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低,而且成功率也低。整體性是指從生態系統的結構和功能出發,掌握生態系統各個要素間的交互作用,提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法,而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題,也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。
景觀則是指生態學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃?首先,水域生態系統是一個大系統,其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。廣義水文系統又與生物系統交織在一起,形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分,形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時,需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、整體研究。其次,必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點,這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。再者,河流生態系統是一個開放的系統,與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環,一條河流的生態修復活動不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調。最后,河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。河流生態修復是靠時間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備,同時進行長期的監測和管理。
3.5反饋調整式設計原則
生態系統的成長是一個過程,河流修復工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩定性都有所增加和提高,同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看,生態系統的演替,即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間,期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。
生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構,力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后,就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展,可能出現多種可能性。
意識到生態系統和社會系統都不是靜止的,在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替以外,人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法,而是一種反饋調整式的設計方法。是按照“設計—執行(包括管理)—監測—評估—調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中,監測工作是基礎。監測工作包括生物監測和水文觀測。評估的內容是河流生態系統的結構與功能的狀況及發展趨勢。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統的歷史及項目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進行生態修復的河流比較。
在反饋調整式設計過程中,提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與,通過對話、協商,以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合,提高設計的科學性。
論文關鍵詞:生態水利工程設計原則
論文摘要:闡述水利工程與水域生態的關系,介紹了生態水利規劃的基本原則:工程安全性與經濟性原則;提高河流形態的空間異質性原則;生態系統自設計與自我恢復原則;景觀尺度與整體修復原則;反饋和調整設計原則。
參考文獻:
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引言
水文及水利水電規劃是高等學校及中等專業學校水利水電工程建筑專業(簡稱水工專業)重要的專業技術課之一。它除直接分析確定水利水電工程的規模指標(如正常蓄水位、裝機容量等)和效益指標(如保證出力、發電量等)、工程安全和造價外,還要為水利水電工程的設計、施工及運行管理等提供正確合理的基本設計數據。據此不難看出,本課程在水工專業培養目標(從事水利水電工程勘測、規劃、設計、施工及運行管理的專業技術人才)中的重要地位和作用,因而,它是水工專業必修課之一。
但從我院教學實踐來看,水工專業的學生似乎并不看重該課程。通過調查發現,大部分水工專業的學生,只對相關的力學及建筑材料、建筑結構、水工建筑物、水電站和水利工程施工等課程感興趣,而對水文及水利水電規劃課程則學習積極性低,學習效果差。一般都是等到學習水工建筑物、水電站和水利工程施工課程時才認識到水文及水利水電規劃課程的重要性,結果因基礎不牢而捉襟見肘。再深人一層分析,造成這種教學被動局面的根本原因,一方面固然有學生認識上的問題,但另一方面,也可以說是更重要的方面,還在于課程自身存在的課程名稱、教學內容及其教材編排等問題。
因此,本文試從水文及水利水電規劃課程的名稱、教學內容及其編排等方面進行探討,以樹立本課程的“規劃”形象,提高學生學習的積極性,使本課程的教學更好地服務于專業培養目標。
1課程的合并及合并后的課程名稱問題
1.1課程的合并
在高等學校水工專業的課程中,1981年以前本課程原名稱為“水文及水利水電規劃”,與其相應的第一輪高校統編教材是(工程水文學)(上冊)和(水利水電規劃)(下冊)。1982年12月,原水電部在南京召開高等學校水利水電類專業教材編審委員會正副主任擴大會議,會議在審定各專業的教學計劃時,一致同意將(工程水文學)和(水利水電規劃)分開設課,并將后者改稱為(水利水能規劃)。同時,會上討論(1983一1987教材編審出版規劃)(即第二輪統編教材出版規劃)時,同意將第一輪教材下冊修訂再版,作為水工專業(水利水能規劃)課程的統編教材(該教材1986年11月由水利水電出版社出版)。
在中等專業學校水工專業課程中,本課程1992年以前合稱為“工程水文學”,第一版(工程水文學)教材是1979年由水利水電出版社出版的,1986年12月出版的第二版(工程水文學)教材,在第一版的基礎上作了較大修改,并增加了水庫調度一章。從1992年開始,中等專業學校水工專業也相應地將其分為(工程水文學)和(水利水電規劃)兩門課,并由水利水電出版社分別于1992年和1994年出版了第三版(工程水文學)教材和由東北水利水電專科學校朱伯俊主編的(水利水電規劃》教材。
綜上所述,無論是在高等學校還是在中等專業學校,水文及水利水電規劃課程都經歷了由合到分的變革。根據新制定的高等學校專業目錄,筆者認為,以課程合并改革為重點的新一輪的課程設置改革,必將在中、高等學校全面展開,因此,本課程的合并也勢在必行。事實上,關于工程水文學與水利水能(電)規劃課程的再次合并,早在1995年實行“五天工作制”時已經開始,只不過它是一種形式上的簡單合并,雖然達到了壓縮本課程教學時數的目的,但就我院水工專業近幾年本課程的實際教學效果來看,對本課程教學質量的提高,作用不是很大。因此,有必要對本課程進行實質性的合并、重組。
再者,針對性強和實踐能力強是職業技術教育最突出的特點,根據我院起草的《高等職業技術教育水利水電工程建筑專業教學計劃),課程結構由過去的基礎課、專業基礎課、專業課這三段式變為公共課和專門課兩塊式;理論教學時數與實踐性教學時數之比為1:078(要求1:1),本課程教學時數僅有70學時。因此,不可能再將工程水文學和水利水能規劃分開設置為兩門課,即使從教學計劃角度來看也有合并的必要。
將工程水文學和水利水能規劃合并,不僅是必要的,而且是可行的??梢詮乃鼈兊慕虒W任務和目的來分析。工程水文學的教學任務是使學生具有水文學的基本知識,了解水文觀測的一般方法,并能搜集有關水文資料進行分析計算。即使學生具有從事中小型水利水電工程規劃設計的水文計算能力,為確定水利水電工程規模和施工及運行管理規程提供所需的水文數據能力。水利水能(電)規劃的教學任務則是在掌握河流水文情況的基礎上,根據水文計算成果和國民經濟各部門的綜合利用要求,分析確定水庫的興利庫容和供水效益,確定水電站的發電效益指標和反映水庫水電站規模的主要參數—正常蓄水位、死水位和裝機容量等,以及通過防洪調節分析確定水庫的防洪特征水位和庫容、溢洪道尺寸等??傊箤W生在學習工程水文學的基礎上,進一步學習水利水電工程規劃的基本知識、基本理論,初步掌握水利水能計算和規劃的方法,為其畢業后從事水利工作打下基礎。從上述分析不難看出,工程水文學知識是進行水利水能規劃的基礎,將兩者合并是切實可行的。
1.2合并后的課程名稱
關于合并后的課程名稱,筆者認為可將其稱為(水利水電工程規劃)。這可以從本專業的培養目標和本課程的教學任務兩方面加以論證。首先,從水工專業的培養目標來看,由于學生畢業后主要從事水利水電工程的勘測、規劃、設計、施工和運行管理等專業技術工作,因此,參照水利工程施工、水工建筑物、水電站等專業課,將水利水電工程規劃作為水工專業的一門專業課的名稱是合適的。再說,水利水電工程的規劃,主要是水庫及水電站基本參數的選擇,它關系到工程的規模和效益的大小、工程的安全和造價等問題,而且對從事水利水電工程設計、施工和管理等的工程技術人員來說,必須掌握一定的水電規劃知識。因此,將(水利水電工程規劃)作為(工程水文學)與(水利水能(電)規劃)合并重組后的課程教材名稱是恰當的。
2(水利水電工程規劃)教學內容的界定
2.1界定依據
(水利水電工程規劃)課程的教學內容原則上應該包含(工程水文學)和(水利水能(電)規劃)兩門課程的教學內容,但由于水利水電工程建設周期長、工程投資大,需要國民經濟各方面協作配合的環節多,影響面廣,系統性強,水利水電工程建設必須嚴格按勘測、設計、施工和管理的基本建設程序分階段進行,因此,(水利水電工程規劃)課程的教學內容,還應根據水利水電工程建設與規劃有關的各個階段對規劃的具體要求而確定。
江河流域規劃是水利水電工程建設的前提。它是在勘測和調查所得的流域社會經濟情況、地形資料、河流水文資料及地質資料的基礎上,對江河上特定河段以及地區的水資源進行綜合利用規劃,并經過各種方案的技術、經濟論證比較,確定總體規劃布局及河流梯級開發方案,提出實施程序及近期興建的水利水電工程。
可行性研究是在經過審查批準的江河流域規劃基礎上,對推薦的建設工程項目,從技術、經濟和建設條件等方面論證研究其可行性,以保證技術上安全可靠,經濟上合理、能用較小投資獲得較大效益。可行性研究階段中的設計工作可以粗略一些,但對工程規模、經濟效益、開發的迫切性以及技術力量的落實等問題,必須論證清楚。
初步設計是根據批準的可行性研究報告的有關工程規劃對工程進行總體布置,選定主要建筑物型式和控制性尺寸,如選定合理的壩址、壩線和壩型,通過比較,選定最優的樞紐布置方案、水庫的各種特征水位和庫容,選擇電站的裝機容量、機組型號。水利水電工程管理階段的任務是隨時掌握水利水電工程中各種水工建筑物的運行情況,發現并消除隱患,確保工程安全;有計劃地蓄水、泄水以及合理調度用水,充分發揮工程的綜合效益;通過養護和修理使工程經常處于良好的工作狀態,延長工程的使用年限,根據國民經濟發展的需要,對工程進行改建或擴建,使之發揮更大的經濟效益。所以水利水電工程的管理不僅是工程管理部門的工作,也是規劃設計部門的工作。
2.2《水利水電工程規劃》的教學內容
從上述水利水電工程建設各階段的情況來看,(水利水電工程規劃)課程的教學內容應包括:江河流域規劃—水資源的綜合利用、河流與流域、水利樞紐與梯級開發、水文資料的收集與分析;水庫規劃—水庫地形特性、水庫的特征水位和庫容、水庫水量損失及淤積、淹沒、浸沒等問題,用水特性與用水資料,設計保證率與設計標準,設計年徑流量、年輸沙量和設計洪水分析推求,興利庫容和防洪庫容的計算,水庫死水位、正常蓄水位和防洪特征水位的選擇確定;水電站水能規劃—水能利用原理與開發方式,水能計算,電力系統負荷圖與容量組成,水電站裝機容量及運行方式確定;施工導流規劃—施工導流標準,施工設計洪水與施工水文預報;水庫調度規劃—水庫防洪調度圖、灌溉調度圖和發電調度圖編制等等。
3關于(水利水電工程規劃)教材編排問題
3.1《工程水文學》與(水利水能(電)規劃)教材體系
教材質量直接影響課程教學效果?!端姽こ桃巹?教材應緊密結合專業要求,打破(工程水文學)和(水利水能(電)規劃)的教材體系,通過刪節、補充和調整,建立新的教材體系。為此,首先要了解清楚(工程水文學)和(水利水能(電)規劃)的教學內容編排情況。(工程水文學》教材是以水循環及徑流形成過程、水文統計的基本知識與方法、設計年徑流及設計洪水的推求、降雨徑流分析、水文預報等為主要內容;同時扼要講述水文測驗及水文資料收集、河流泥沙等方面的知識。高等學校教材是按以學時編寫的,全書共十二章,依次為緒論、水循環及徑流形成、水文測驗及水文資料收集、水文統計的基本知識及方法、年徑流分析與計算、由流量資料推求設計洪水、降雨徑流分析、由暴雨資料推求設計洪水、小流域設計洪水計算、可能最大暴雨與洪水、河流泥沙計算、水文預報。中等專業學校教材除無水文預報一章外,其它內容與高等學校教材基本一樣,只是將可能最大暴雨與洪水、降雨徑流分析分別并人小流域設計洪水計算和由暴雨資料推求設計洪水兩章中,因而全書只有九章。
(水利水能規劃)是按42學時編寫的,全書包括緒論、水資源的綜合利用、興利調節、洪水調節、水能計算及水電站在電力系統中的運行方式、水利水能經濟計算、水電站及水庫的主要參數選擇、水庫群的水利水能計算、水庫調度等八章。(水利水電規劃)則是按54學時編寫的,全書分為緒論、水利水電規劃所需的基本資料、水庫興利調節計算、水庫防洪調節計算、水能計算、電力系統中的水電站主要參數選擇、水庫調度等六章。
3.2(水利水電工程規劃)教材編排建議
根據(水利水電工程規劃)課程的教學內容和教學任務的要求,其教材的編排既要有利于教學,又要有利于學生對水利水電工程建設程序的認知。據此,筆者試提出(水利水電工程規劃)課程教材的編排建議如下:
3.2.1緒論含我國的水資源及利用,我國水利水電建設的成就與展望,水利水電工程的規劃程序,水利水電工程規劃的教學內容和任務。
3.2.2水資源綜合利用規劃含水資源的綜合利用與水利事業,河流與流域,與江河流域規劃。
3.2.3河流水文含水文學與水文測站,降水的觀測與流域平均降雨量計算,蒸發與下滲,徑流的形成及表示方法,水文循環和水量平衡,江河水位、流量、泥沙觀測及資料整理,水文資料的收集來源。
3.2.4(水利水電工程規劃)所需的基本資料含徑流調節,水庫興利調節分類,水庫調洪作用,設計保證率與用水資料,防洪設計標準分類、選擇,泄流方式及泄洪資料,水庫地形特性,水庫的特征水位和庫容,水庫的淤積淹沒和浸沒等。
3.2.5水文資料統計分析方法含統計分析的任務和方法,現行水文頻率計算方法—適線法,相關分析方法。
3.2.6設計年徑流推求含年徑流及其變化特性,具有長期、短期和缺乏實測徑流資料時設計年徑流量及其年內分配推求方法。
3.2.7設計洪水推求含由流量資料推求設計洪水,由暴雨資料推求設計洪水,小流域設計洪水推求,可能最大洪水推求簡介。
3.2.8水庫興利規劃含興利計算原理,死水位的確定.年調節水庫興利庫容和調節流量的計算,多年調節水庫興利庫容 的計算簡介。
3.2.9水庫防洪規劃含調洪計算原理,無閘門控制的水庫調洪計算方法(列表,試算法、半圖解法、簡化三角形法),有閘門控制的水庫調洪計算方法。
3.2.10水電站水能規劃含水能計算的內容和方法,無調節、日調節和年調節水電站的保證出力、保證電能計算,多年平均年發電量的計算。
3.2.11水庫及水電站主要參數的選擇含電力系統的負荷與容量組成,水電站裝機容量的選擇,以發電為主的水庫特征水位的選擇。
3.2.12施工導流規劃含施工導流標準,施工設計洪水推求,施工水文預報。
3.2.13水庫調度規劃含水庫調度的意義,水庫的興利調度圖、防洪調度圖和發電調度圖的編制方法,水庫的優化調度簡介。
參考文獻
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近年來隨著社會經濟的發展和城市現代化進程的加快,對城市的水利工程建設提出了新要求和內容,除滿足防洪安全的要求外,還要提出改善和美化環境的要求。使城市環境得到保護、保持生態平衡、市民生活更趨舒適。城市水利工程建設應該主動適應這種需求,逐步實現從傳統工程水利向資源水利、生態水利的轉變,注重水利工程的景觀和美學要求,要用新理念進行規劃設計。
一、水利工程景觀設計的發展與需求
20世紀90年代,隨著社會經濟的不斷進步和發展,在城市現代化建設中對于改善水域環境的要求不斷提高。以改善水域環境和生態系統為主要目標的“城市環境水利工程”建設,成為水利現代化建設的重要內容。按照現代城市的功能,對流經市區的河流歸納起來有兩類要求:①對河中水流的要求是:水質清潔、生物多樣性、生機盎然和優美的水面景觀。②對濱河帶的要求是:能反映本地獨特歷史、文化、風俗的濱河景觀;能提供一充滿鮮花、有人工景點、公園化的休閑、娛樂、體育活動空間;能營造一充滿文化、藝術、科學氣氛,具有現代氣息、人水關系協調、引人勝、便于人水親近的濱河帶。
人們提出這些要求是社會進步的體現,也是社會經濟發展的必然。水利建設者應當適應這種趨勢,滿足社會的要求。在水利工程的規劃、設計、施工等方面進行調整和完善,注入更多的人文、藝術、科學和現代氣息,注重工程的環境效益和美學效益。從這個角度來說,現代水利可以稱之為“大水利”,即“通過流域的綜合整治與管理,使水系的資源功能、環境功能、生態功能都得到完全地發揮,使全流域的安全性、舒適性(包括對生物而言的舒適性)都不斷改善,并支持流域實現可持續發展。”
水利工程,改造山河、興利除害、綜合開發、合理利用、積極保護、科學管理水資源,使之更好的服從人們的意志,更好地為人類造福,這不僅改變了自然界中天然水流的形態,也改變了周圍的自然環境和社會環境.國內外的大量實踐都表明,許多水利工程不僅發揮了它們正常的工程效益,而且也越來越顯示它們的環境效益,成為一種新穎的,十分引人注目的旅游資源,在發展旅游業方面發揮了重要的作用,作出了重要的貢獻。開發水利工程旅游,已經成為水資源利用的一個重要方面。在生態經濟環境水利階段,人們普遍關注環境與生態問題,普遍重視資源開發與環境保護、生態保護的協調發展。在這樣的前提下,強調水利工程建筑物的環境功能和美學價值,己成為國際、國內在水利工程設計方面的新趨勢。
二、水利工程景觀設計的原則
2.1技術與美學相結合的原則
水利工程建筑物和樞紐布局不能單純追求美學效果,它首先要實現工程的基本功能,并滿足技術優化的要求.即使是城市環境美化水利工程,其基本要求是保證工程的安全、穩定、技術可行和經濟合理等。因此,水利工程的美學設計必須首先滿足工程的技術、經濟要求,并在此基礎上對景觀構成元素進行美學調整。技術美是水利工程的美學基礎。
2.2生態環境(改善)保護原則
從生態學角度來說,河流是生態環境中能量轉換和生物活動的廊道,為生態環境敏感區域。在河道上修建水利工程,一方面在一定程度上會破壞河流生態環境、打破生態系統的平衡;另一方面,水利工程能改善河流的水質,提高河流的自凈能力。盡管河流生態系統有自我恢復的能力,恢復期與河流生態生命力有關,但不能百分百的恢復,有些河流的生態甚至完全不能恢復。因此,水利工程建設應注意對周邊環境以及流域的生態進行保護,不應以生態的破壞、環境的退化為代價。注重環境和生態的保護是水利工程景觀(美學)設計應遵循的原則之一。
2.3強調個性和創新的原則
水利工程常常因其獨特性和大空間的跨越帶來景觀特質和震撼的效果,給人留下深刻的映象,具有地標的意義。要發揮水利工程景觀特點,必須在設計中注重水工建筑物的個性發揮,注重建筑物的布局和色彩方面的創新。同時,也要注重與周圍環境(如:城市建筑)的和諧,綜合考慮工程所在地區的地域性、文化性、整體性等方面的因素。
三、水利工程景觀規劃策略
3.1沿河綠地
濱水環境的總體構思應盡可能擴大沿河綠地,形成較為連續性綠化帶,用綠色來勾畫古城的輪廓,延續城市文脈。同時,以良好的綠色空間,優化環境景觀質量,體現現代化城市的新形象。
3.2閘壩結合,擴展沿河水面。
規劃河道可修建彩色橡膠壩,泵房外觀可按風景區房屋標準設計,橡膠壩的主要功能是增加蓄水面積,以形成水面,形成人工湖美景。水邊設置親水步道、平臺、橋梁、濱水建筑物等,供游人欣賞水面景色。
通過新建濕地連通閘向人工濕地定期供水,以增加水面及綠地面積,改善和美化生態環境、給市民和游人提供良好的視覺效果。同時可為生態化污水凈化技術的引進提供良好的試驗場所。
3.3生態護堤
可規劃采取自然土質岸坡、自然緩坡、植樹、植草等生態工程護堤,既防止水土流失,又為水生植物的生長、水生動物的繁育、兩棲動物的棲息繁衍活動創造條件。對于河岸邊坡較陡的地方,采用木樁、木框加毛塊石等工程措施,這種護工程既能穩定河床,又能改善生態和美化環境,避免了混凝土工程帶來的負面作用。在應用草皮、木樁護坡時也可以運用土工編織物,袋內灌泥土、粗沙及草籽的混合物,既抗沖刷,又能長出綠草。有利于堤防保護和生態環境的改善。
3.4綠化樹種及花草
沿河綠化樹種,以合歡、國槐、銀杏、楊樹、柳樹等喬木為骨干樹種,以桂花、雪松、紫薇、黃楊球、桃樹等灌木和牡丹、月季、三葉草、金邊書帶草、馬尼拉草坪等花草為主要植被,形成多種類、多層次生態群落。
參考文獻
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一.引言
隨著現代科學技術的發展,計算機技術及輔助設施CAD技術的廣泛應用,數字化測繪技術已經較為成熟的應用于建筑、交通和水利工程中。數字化測繪技術隨著計算機技術、網絡技術、測量儀器智能化及測繪制圖軟件的自動化等相關先進的技術的應用,給水利工程中的測繪工程帶來了較多有利之處。
二.數字化測繪的優勢。
數字化測繪是利用計算機對地形空間的相關數據進行自動處理,完成數字地圖的繪制,有特別需要時,可以利用數控繪圖儀來繪制所需要的專題地圖或地形圖。數字化測繪以傳統的白紙測圖為基礎,在全站儀、計算機輸入輸出設備硬件、計算機繪圖軟件的支持下,利用數字字庫技術和計算機圖形處理方法,將野外數據采集到內業,并完成制圖。數字化測繪技術通過數據輸入、數據處理和數據輸出三大部分的功能,實現了測繪制圖的自動化、智能化。同傳統測繪技術相比,數字化測繪具有以下優勢:
1.圖形測繪更準確。
利用數字化測繪技術將所采集的地形、地物、地貌等相關數據、信息轉化為數字形式,通過數據傳輸端口輸入計算機,經過計算機圖形處理軟件和測繪軟件進行處理,產生內容非常豐富的電子地圖。數字地圖是地理信息系統(GIS)的重要信息來源,存貯較為方便。在現代地形測繪技術中,數字化測繪已發展成為利用掌上電腦即PPA在現場完成數據采集及數據處理、成圖。傳統的經緯測繪和白紙繪圖,產生的平面位置及其他信息的誤差較大,而利用數字化測繪就似乎,測繪點精度非常高,從原始數據采集到成圖過程中,精度無任何變化,保證了成圖的質量。
2.提高了測繪效率。
數字化測繪是現代GIS數據采集的重要手段,實現了勘測設計一體化、數據采集處理一體化、數據更新和管理智能化。同傳統的經緯儀配合平板的測圖方法相比,數字化測繪技術的效率高出許多。在通視良好的情況下,利用全站儀以建站點為圓心進行觀測,一站可以測量1公里范圍內的地形圖。正常情況下,傳統的經緯測繪法采用白紙繪圖法,一個作業組一天僅能測量200個地形點,而利用數字化測繪技術,可以測量400各地物點,甚至更多。數字化測繪技術大大提高了測繪的效率,也縮短了成圖的時間。
三.數字化測繪在水利工程中的應用。
1.GPS測繪技術在水利工程中的應用。
授時與測距導航系統及全球定位系統(Navigation System Timing and Ranging/Global positioning System-NAVSTAR/GPS),通常簡稱為“全球定位系統”,即GPS。GPS是以人造衛星組網為基礎的無線電導航定位系統。利用設置在地面或運動載體上的專用接收機,接收衛星發射的無線電信號實現導航定位。它是根據美國國防部1973年12月批準的國防導航衛星計劃而建設的。它是由三個部分組成的,分別為空間衛星、地面控制系統、用戶的接受處理裝置。GPS具有精度高、速度快、全天候、距離遠等特點,也恰巧是這樣的特點才使得對水利工程的測量可以向外擴展延伸。GPS和多波束測深系統相結合,是形成深水底地形測繪的新手段。
水利工程的選址一般多在地形較為復雜的河谷溝壑之處,工程周邊地表植被覆蓋較多,測繪時通視條件較差,而又缺乏相關國家控制點,采用傳統光學儀器進行控制測量的難度較大。利用GPS衛星定位系統較好的解決了此類問題,由于GPS測量不受氣候條件、地形、測量時間的影響和限制,能夠及時準確的完成控制測量和數據采集工作,能大幅度減少或免做像控點,既有效減少了測繪的工作量,同時又較大程度的提高了測繪的工作效率。
2.RS遙感技術在水利工程中的應用。
遙感技術RS(Remote Sensing)是在航空攝影測量的基礎上,隨著空間技術、電子技術和地球科學的發展而發展起來的,它的主要特點是:從以飛機為主要運載工具的航空遙感,發展到以人造衛星為主要運載工具的航天遙感;它超越了人眼所能感受到的可見光的限制,延伸了人的感官;它能快速、及時地監測環境的動態變化;它涉及天文、地學、生物學等科學領域,廣泛吸取了電子、激光、全息、測繪等多項技術的先進成果;遙感是運用物理手段、數學方法和地學規律的現代化綜合性探測技術。遙感,主要是從遠距離、高空或外層空間的平臺上,利用可見光、紅外線、微波等探測器,通過掃描、攝影來傳遞信息和處理信息,從而識別地面物質的性質和運動狀態。由于RS技術具有時效性、數據綜合性、經濟性等特點各種大的、小的比例尺地形圖都可以快速的利用其影像來獲取水利工程的基本地形圖。利用RS遙感技術直接進行水利工程的流域規劃,可以根據像片來直接判讀流域的地形特點和地質構造,便于合理選擇水利工程的壩址,對確定水庫淹沒、浸潤及坍塌的范圍有較好作用,同時對庫區搬遷、經濟賠償及淹沒損失等確定具有參考作用。
3.地理信息系統GIS(Geographic Information System)在水利工程中的應用。
地理信息系統是利用計算機存貯、處理地理信息的一種技術與工具,是一種在計算機軟、硬件支持下,把各種資源信息和環境參數按空間分布或地理坐標,以一定格式和分類編碼輸入、處理、存貯、輸出,以滿足應用需要的人-機交互信息系統。它通過對多要素數據的操作和綜合分析,方便快速地把所需要的信息以圖形、圖像、數字等多種形式輸出,滿足各應用領域或研究工作的需要,地理信息系統是現代水利工程數字化測繪的重要技術支持和測繪平臺。
4.數字化測繪在水利工程中的應用領域。
(1)點位測設。水利工程中施工測量的基本任務是要測設點位,既要求對已知長度、高程、角度和坐標的測設,在大中型水利工程中,都需要對施工區域內進行布設施工控制網,之后利用網內控制點作為基礎進行施工放樣。利用GPS技術能大大減少施工控制網中的過渡控制點,既節省了成本,有提高了效率。
(2)計算水庫庫容。傳統計算水庫的庫容時,都是采用手工計算,工作量非常大,而且容易出錯,計算精度也較差。通過利用數字化地形圖,加大了采集點的密度,同時也提高了面積計算的精度??梢圆謇L等高線,提高庫容計算的精度,能快速計算書庫的容量,便于實現水庫的自動化管理。
(3)水力資源管理。
水力資源管理利用遙感技術為檢測手段,利用GIS地理信息系統作為管理平臺,通過RS技術和GIS技術能夠客觀、快速、經濟的為大中型水利工程提供地理、環境、地質及水文等相關信息,是水利工程選址、工程規劃及設計和施工管理的重要分析工具。
四.結束語:
數字化測繪技術在很大程度上提高了水利工程測繪的水平,提高了測繪精度,確保地形圖準確可靠。現代測繪技術的應用,先進測繪儀器和測量技術及測繪方法,為水利工程的建設和管理提供了可靠依據。
參考文獻:
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[2]陳運河 數字化測繪技術在渠道改造工程中橫斷面圖的運用 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2012年16期
[3]楊安廣 陳東宇 數字化測繪在水利工程中的應用 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2012年36期
論文摘要:隨著社會的進步,人們對生活環境的要求也在提高,水利工程建設歷史上給人以"傻、大、黑、粗"的形象也隨著科學的進步正在向生態水利、生態工程上發展,且很多地區已經取得了很大的成效。人們認識到水利工程對于河流生態系統可能造成不同程度的負面影響。這主要表現在以下兩個方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形態直線化,河道橫斷面幾何規則化,河床材料的硬質化。二是自然河流的非連續化,包括筑壩導致順水流方向的河流非連續化,筑堤引起側向的水流聯通性的破壞。從保護生態環境的高度,充分認識這種負面作用,積極采取工程措施和生物措施對于受損河流生態系統予以必要的補償,維護水域生態系統的功能,是流域生態建設的重要任務之一。
1堤防工程生態技術必要性
隨著科學進步,人們認識到水利工程對于河流生態系統可能造成不同程度的負面影響。這主要表現在以下兩個方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形態直線化,河道橫斷面幾何規則化,河床材料的硬質化。二是自然河流的非連續化,包括筑壩導致順水流方向的河流非連續化,筑堤引起側向的水流聯通性的破壞。從保護生態環境的高度,充分認識這種負面作用,積極采取工程措施和生物措施對于受損河流生態系統予以必要的補償,維護水域生態系統的功能,是流域生態建設的重要任務之一。
近年來,各地在進行防洪工程建設和河流整治工程中,已經采取了一些新技術和新材料加強河流的生態建設。比如生態型護坡技術,堤防綠化措施等。但是這些技術經驗還缺乏系統的總結,也迫切需要有關技術規范和技術導則的指導,使之更具科學性和規范化。
2生態化建設的建議
2.1有關防洪工程規劃的原則。工程經濟效益和環境效益分析方面應加強,權衡滿足人的需求的經濟效益與環境效益之間的關系,即進行工程項目經濟技術及生態環境效益評估,改變現行的單一經濟技術評估指標體系。以往的治河工程著眼于河流本身,往往忽略了河流湖泊與岸上生態系統的有機聯系,忽視了河流周圍的生物群落的存在,也常常忽視了整治后原有生物群落的恢復。因此,在進行防洪工程的規劃時,應明確河流與其上下游、左右岸的生物群落處于一個完整的生態系統中。建議按照“河流生態廊道”的范圍,進行統一規劃、設計和建設。在平時的設計當中除說明需進行常規的水文、地質的測量勘察外,還要補充加強相關范圍的生態系統調查的要求,重點是生物群落(動物、植物)的歷史與現狀調查,對特定的生物群落與水體的相互依存的關系有明確的認識。
2.2堤線布置及堤型選擇河流形態的多樣化是生物物種多樣化的前提之一,河流形態的規則化、均一化,會在不同程度上對生物多樣性造成影響。因此,針對有關條款,建議補充或強調以下要點:在堤線布置原則中,補充說明應盡可能保留江河湖泊的自然形態,保留或恢復其蜿蜒性或分汊散亂狀態,即保留或恢復濕地、河灣、急流和淺灘。在確定堤防間距時,遵循宜寬則寬的原則,要處理好行洪和生態保護要求與土地開發利用之間的矛盾,河槽和河漫灘不僅要能滿足設計洪水行洪要求,還要保持一定的淺灘寬度和植被空間,為生物的生長發育提供棲息地,發揮河流的自凈化功能。堤型的選擇原則除滿足工程滲透穩定和滑動穩定等安全條件外,還應結合生態保護或恢復技術要求,盡量采用當地材料和緩坡,為植被生長創造條件,保持河流的側向聯通性。
2.3河流斷面設計。自然河流的縱、橫斷面也顯示出多樣性的變化,淺灘與深潭相間。因此設計規范中應提出河道盡量要做到河床的非平坦化,采用非規則斷面。避免因規則斷面而導致流場的均一化,增加與生物的親和力,并有助于與自然風景相協調。與上述設計相對應,需要推廣使用一些與非規則斷面有關的水力學計算方法和配套的實用工具或計算機軟件包。
2.4岸坡防護。在河流整治工程中,對生態系統沖擊最大的因素是水陸交錯帶的岸坡防護結構。水陸交錯帶是水域中植物繁茂發育地,為動物的覓食、棲息、產卵、避難所,也是陸生、水生動植物的生活遷移區,至關重要。因此,岸坡防護工程的設計應從強調人與自然和諧的生態建設要求出發,采用與周圍自然景觀協調的結構形式,在滿足工程安全的前提下,確保生態和景觀的護岸形式多種多樣。在典型的岸坡防護結構中,可盡量使用具有良好反濾和墊層結構的堆石,多孔混凝土構件和自然材質制成的柔性結構,盡可能避免使用硬質不透水材料,如混凝土、漿砌塊石等,為植物生長,及魚類、兩棲類動物和昆蟲的棲息與繁殖創造條件。
2.5景觀建設。城市水域整治的景觀建設中,可以強調注意保留江河湖泊天然的美學價值,避免將水流置于過多的亭臺樓閣等混凝土與砌石形成的人工環境之中。水利工程設施要造成一種人與自然親近的環境,現代的城市景觀設計,應更多注重生物棲息地建設。水利工程還應為公眾廣泛參與和對兒童進行水環境保護教育創造良好條件。如水生態公園等。
2.6工程施工。在工程施工中,建議強調施工期對生物棲息地進行保護和恢復,避開動植物發育期進行施工。對特殊區域的物種,在施工期要采取其它輔助保護措施,如它處養育等。取料場開挖后應進行適當處理,以滿足美觀和環境方面的要求,要求合理設置排水、平整地形和改善有利于植被生長的條件。料場區應進行植被恢復,與周圍景觀相一致。
水利水能規劃(含課程設計)是我國大部分水利類本科專業設置的一門專業基礎課[1],在西北農林科技大學,該課程涉及水資源與環境工程、農田水利工程、水利水電工程、熱能與動力工程等多個專業。該課程根據國民經濟發展對開發利用水資源提出的實際要求,以及水資源本身的特點和客觀情況,依據《中華人民共和國水法》的規定,講授如何經濟合理地綜合治理河流,綜合開發水資源,確定水利水電工程的合理開發方式,開發規模和可以獲得的效益,以及擬定水利水電工程的運用方式,等等。課程內容有興利調節計算、洪水調節計算、水能計算等三大部分。該課程的講授需在學生完成《工程水文學》、《水文學原理》、《水力學》等課程的基礎上進行[2―4]。
本課程的培養目標為,使學生在掌握工程水文內容的基礎上,學習水利水能規劃的基本理論、基本知識,初步掌握這方面的分析計算方法,使學生畢業后,經過一段生產實踐的鍛煉能參加這方面的工作。課堂講授32學時,課程設計為1周。如何在短學時的情況下使學生掌握水利水能規劃的相關內容,這是我們在歷年教學中重點探討的問題?;谝酝慕虒W經驗,我特提出以下改革思路。
一、在課堂講授中,采用傳統方法結合多媒體教學提高教學質量。
我校在2008版本科課程設置中,為強化學生實踐能力,縮短了專業課程的學習時間,水利水能規劃課程的學時由以往的36學時減少為32學時。為了充分反映該課程主要內容,在規定學時內完成主要內容的講解過程,可運用多媒體教學來緩解目前教學學時較短的不足,多媒體教學較純板書教學而言,在有限的時間內能講授更豐富的內容。
多媒體教學能夠充分利用網絡資源和動態展示的優勢,具有畫面多、信息量大、直觀性強的特點。在水利水能規劃課堂講授過程中,采用多媒體進行教學,對于不易理解的內容,以色彩豐富而且直觀的圖片、表格和圖示進行講解,能夠使學生易于理解和消化吸收相關知識。如水庫特征水位的講授,以圖形展示,逐個講解,使得學生充分理解各特征水位,以及對應的特征庫容。又如對于洪災的講解,充分利用網絡資源和對特定地區洪水視頻來展示洪災的兇猛和危險性,使得學生對于理解洪水災害有更深刻的印象。此外,當講授水電站能量轉換過程時,以“圖解+視頻文件+動畫”的形式,可將水電站發電過程形象地展示出來。
多媒體教學可以減少信息在大腦中從形象到抽象、再由抽象到形象的加工轉換過程,能充分傳達教學意圖。但相比較而言,多媒體教學由于在相同時間內能使教師傳授比傳統教學更多的知識,因此對于學生來說,需要投入更多的時間預習,而且在課堂講授時間內,需要加倍集中精力,以期消化和吸收當次課堂知識。因此學生進行充分預習、精力集中和課后復習成為必要的環節。為了使學生及時消化和鞏固知識,一方面,教師需要及時在課后布置一定量的作業,另一方面,可以在每次授新課之前,用5分鐘左右的時間快速復習上次講授的要點,以便起到承上啟下的作用。
在運用Powerpoint制作講義的過程中,通過添加大量的圖片、短片、動畫等來吸引學生的注意力,同時將多媒體教學與傳統教學、啟發式教學、視聽強化教學等其他教學方式有機結合起來,例如對一些基本公式的推導,采用傳統式教學;而對于水力發電、徑流調節計算、洪水調節計算、水能計算等的基本原理、基本方法和基本步驟,可以利用多媒體或網絡技術清晰地演示給學生,使學生全面、直觀地了解這些內容的原理、方法、作業程序,最終形成一個清晰的邏輯概念,這樣不僅可以拓寬學生的視野,引導學生學習和思維的過程,同時也可以充分調動學生學習的積極性和主動性,使學生從被“灌輸”的狀態,進入“互動”的學習狀態;使學生參與教學,由被動地位轉為主動地位,在創造和想象的空間里,發現知識、理解知識、掌握知識。在此基礎上,學生通過課下深入學習,能夠加深對問題的理解,并不斷和同學、老師討論交流,從而鞏固相關知識[5―6]。
二、增加實踐環節,加強學生水利計算和水能規劃的基礎理論和動手能力。
水利水能規劃課程設置了課程設計,歷時一周。課程設計的主要內容,應使學生在掌握基本理論的基礎上,進一步通過實際工程案例的計算分析,深入理解該課程的應用價值和功能,即在課程設計中,提供相關工程實例的水文、泥沙、地質、水能及工程地點等基本資料,將理論知識融會貫通,靈活體現在實際工程分析中。主要內容是依據經水文分析計算后提供的設計年徑流、設計洪水、泥沙特征等成果,按照工程設計標準,通過興利調節計算、水能計算和調洪計算等,分析確定水資源利用工程的規模,并為水資源利用工程的調度運行提供相應的特征參數。通過課程設計,學生可將課堂上學到的理論知識應用于工程實踐,全面掌握水文分析與計算的原理、方法;了解水庫電站設計中水文分析及水能計算部分的基本程序,訓練學生的知識運用能力與實際動手能力;同時還可以使學生把看似不連貫的知識點融會貫通,從而對本課程在工程實踐中的應用有所了解。
課程設計以西北某河流多年徑流特征為基本數據,考慮蒸發和滲漏損失,以年調節水電站為例,分析水庫的死水位、防洪限制水位、正常蓄水位、防洪高水位、設計洪水位、校核洪水位及相應的特征庫容,進行興利調節計算、防洪調節計算及水能計算,最終確定水電站的動能參數和水庫的特征參數。理論方面的基本要求是理解興利調節計算、水能計算及調洪計算的主要步驟。在實際操作中,水庫工程的設計方案中涉及不同特征水位的選取,課程設計中根據實際工程案例需要考慮不同的情況,如正常蓄水位與防洪限制水位的關系(依據實際條件選取),確定死庫容需要考慮的主要因素(泥沙淤積等),興利調節計算中需考慮庫水面蒸發等因素并計入損失進行計算,水能計算過程中是否能在規定條件下計算出保證出力,水電站實際機型的選用需套用定型機組而不是直接選取計算的理論值,調洪計算需考慮不同的設計標準等。課程設計的內容需給學生充分思考的空間,其計算結果可允許有一定變化,這與授課時完成作業有所不同,因此在課程設計的完成過程中,學生既深化了課堂知識,又初步掌握了實際工程設計的基本步驟,學會了動腦靈活解決問題。
本課程的實踐環節和水文實習融合在一起,通常在每年暑期進行為時1周的認識實習和3周的綜合實習,其中有若干天時間用于了解和調查河流的水文情勢,并了解水電站發電基本設備構成及發電程序,使學生對于課程內容在實際中的應用有一定程度的認識。此外,還可通過和教研室經驗較豐富的教師交流,改進教學方法,提高學生對課程的學習興趣。
三、增加本科生及早接觸和參與研究項目的機會。
我校多年來組織本科生積極申報“挑戰杯大學生科技競賽”、“大學生科技創新性實驗計劃項目”,區分為重點項目和一般項目,資助額度幾千元不等,國家層面上也有相關科技創新項目方面的資助。善于觀察、積極思考、喜歡探索的學生往往在指導老師的幫助和指點下獲得項目的資助,從而開展相關的調查、試驗和研究,對于培養大學生從事初步的研究工作和獨立的創新性思維具有很好的鼓勵和推動作用。雖然我院以往對于該項目的獲批額度不大,但近年來對于教師指導學生參與科技創新活動,以及大學生發表學術論文等都有積極的鼓勵措施,如學院承擔大學生發表學術論文的版面費,在學生的學期綜合測評中給予加分,等等,為推動大學生參與科研項目和進行科技創新活動營造了良好的學術氛圍。
我校目前對個別專業的本科生實行了“2+2”復合培養模式,即在大學期間,前兩年集中加強基礎知識、基本理論、基本技能、外語能力、綜合素質的培養,以強化基礎,拓寬知識面;后兩年實行導師制,在學生學習相關專業知識和技能的同時,參與指導教師從事的科研或工程設計工作。選擇導師后,對于學生參與具體的工程項目或科研工作具有積極的推動作用,有利于學生直接參與相關研究,并對如何具體應用專業知識有良好的正面作用。該模式適宜大力推廣到其他專業和高校。
四、結語
針對《水利水能規劃》課程課時少、課程設計改革等方面的問題,我們提出在多媒體教學中進行改革和增強教學效果的措施,以及課程設計中應使學生重點掌握的問題,提倡學生在本科階段參與實際的工程實踐和科學研究,為培養高水平本科畢業生打下基礎。本文的相關內容可為今后的教學提供一定的參考。
參考文獻:
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中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2011)14-0295-02
本科畢業設計是大學生四年學習成果的總結和體現,也是大學生走向社會前一次重要的專業排練和預演。畢業設計質量不僅反映了一名大學生的綜合素質和多方面能力,也是一所高校教學成果和辦學水平的直接展現,理應在高校的教育教學中給予充分的重視。東北農業大學農業水利專業前身是1958年東北農學院在土地規劃系創辦的農田水利工程專業,發展至今已經為社會培養了千名以上的農業水利人才[1]。目前,我校農業水利專業的畢業設計安排在四年級第二學期,每年3月初左右開始,至6月上、中旬組織答辯并完成論文提交等工作,期間歷時約13周。隨著高校招生規模的不斷擴大和教育體制改革的不斷推進,本科畢業設計中存在的一些問題也日益突顯。結合所從事的專業教學實踐,筆者對目前農業水利專業畢業設計中存在的一些問題進行分析,并探討畢業設計的一些發展模式。
一、農業水利專業畢業設計現狀分析
(一)影響畢業設計的主要因素
1.學生對畢業設計的認識不足
當代大學生正經歷與以往時代不同的機遇和挑戰,尤其在當前強大的就業壓力下,大學生從入學就開始關注就業、外語計算機過級、考研、考公務員等一系列問題。在時間方面,畢業設計往往與考研(準備及等待錄取結果)、畢業求職等交織在一起,使得學生在思想上并沒有把畢業設計放在應有的地位,他們把精力更多地投入在學習、跑招聘會和人才市場上。存在觀望、等待、抄襲、“都能通過”等僥幸心理的學生大有人在,尤其是就業(或碩士研究)方向與專業不對口的學生,存在“畢業設計無用”的心理,放松了對自己的要求。
2.指導教師工作壓力較大
由于各層次的專業教師一般均擔負著一定的教學和科研任務,大多數中青年教師還面臨著晉職稱等諸多方面的壓力,在課堂教學、發表學術論文、申請或實施科研項目等方面需要投入大量的時間和精力。這些因素導致了教師無暇顧及所指導學生畢業設計工作的窘況,也是導致畢業設計質量出現下滑的客觀原因之一。
3.畢業設計不易選題
在畢業設計選題方面存在難易(內容)、寬窄(范圍)、長短(周期)等多方面的矛盾和困難。內容較難、范圍較寬、周期較長的題目,學生不易按時完成;反之,又達不到畢業設計的預期效果。教師承擔的項目一般不易分離出較獨立完整、適合畢業設計的短期研究內容,學生也很難在數月內熟悉項目研究的研究背景、研究方法和研究內容,從而全身心地投入到項目研究中,因而一般只能做些簡單的輔助工作。結合工程實際進行畢業設計可以收到較好的效果,然而教師能接觸到的實際水利工程設計項目并不多,畢業設計題目一般要求不重復,要有所發展和創新,這無疑給題目的擬定增加了難度。
4.畢業設計經費投入較少
農業水利專業學生在畢業設計過程中涉及的各種開支主要有:實習期間的交通費用、購買各種資料(圖書、數據等)和試驗原料的費用、打(復)印、出圖及印刷費用等。目前,我校本科畢業設計經費為50元,很難滿足各項開支需要,直接影響了學生按計劃完成畢業設計的質量。
二、學生綜合能力不足的典型表現
(一)對專業知識的融會貫通能力
從歷次修訂和執行的本科教學計劃看,農業水利專業以往和當前開設的課程,足以滿足學生畢業后繼續學習、工作和基本科研所需,關鍵問題是學生是否真正掌握了所學的知專業識并能靈活地對其進行綜合運用,能否在大學專業教育的基礎上主動加強知識儲備和拓展專業實踐技能。畢業設計內容一般不局限于一門課程或一本教材,這就要求學生具有較強的對專業知識的融會貫通能力,能夠綜合運用所學的專業知識分析并解決實際問題。然而,即使在學習成績好,或者已經被確認錄取為研究生的學生當中,具備這種能力的學生并不多見,“學習好”基本等同于“課程考試成績較高”,而不能代表學生的專業實踐能力強。
(二)主動學習和獨立工作的能力
在四年大學生活中,掌握最基本的文獻檢索方法并利用便利的校園網查閱文獻的學生并不多,甚至一部分學生從來沒有查過文獻,需要專業文獻時僅在網上搜索一些網頁文件,復制粘貼一下便草草了事。指導教師詳細布置好的設計任務,學生不知道如何入手,需要老師事無巨細地指導;對于大多數學生而言,試驗方案的制定,數據的觀測、收集及分析處理等能力均為空白。由于缺乏學習的主動性和查閱分析文獻資料的能力,讓學生獨立開展研究、獨立完成課題幾乎是不可能的。此外,當前大學生普遍缺乏密切配合及團結協作的精神,指導教師布置的設計任務,有時需要小組集體完成,然而小組成員往往存在觀望、等待和依賴他人的心理,相互推托,不愿主動承擔任務和責任。
(三)計算機應用能力
農業水利專業開設的計算機類課程較多,一般包括計算機應用基礎(如Microsoft Office系列)、編程語言(如Microsoft Visual Basic)、繪圖軟件(如AUTO CAD)等。從專業實踐應用的角度看,無論對于學習或工作,開設的這些課程和課時量已足夠,并且這些軟件完全可以在短期內自學并逐步提高熟練程度。但令人遺憾的是,雖然配備個人電腦的學生為數不少,但學生在基本的Word編輯排版、Excel繪圖及公式計算、簡單的程序編制、CAD制圖出圖等方面的熟練程度遠不及網絡聊天和電腦游戲。
(四)文字及口頭表述能力
在畢業設計過程中,學生提交的畢業論文和相關的文字材料層次不清,語句不通,詳略不得當,標點符號亂用,錯字別字常見。在與教師的溝通以及最后的畢業答辯過程中,學生的口頭表述能力明顯不足,不善于應用專業詞匯表達專業研究內容。
二、農業水利專業畢業設計發展模式
(一)知識脈絡的傳承
從農業水利專業階段教學的角度看,學生的專業學習主要體現在對不同課程的學習方面:在大一學年主要學習公共課,對專業的認識比較模糊;從大二學年開始進入基礎課和專業課的學習階段;至大四學年第一學期期末,學生基本修完教學計劃開設的所有課程。在此期間雖然學生對專業有了一定的了解和認識,但更多的情況是在每學期的課程學習后,很快轉入到新學期的課程學習中,缺乏對專業知識的系統梳理。
畢業設計往往針對較完整的項目,可能涉及“農田水利學”、“水工建筑物”、“水力學”、“鋼筋混凝土”、“水利工程概預算”、“水泵”等多門課程知識,然而,在這些課程的獨立授課過程中,不可能完全傳達涉及的其它課程的所有知識。課程設計雖然可以部分地解決這個問題,但課程設計主要是針對一門課程知識的運用。因此,從提高學生對專業知識融會貫通的角度看,需要專業任課教師間的密切配合,尤其要突出強調本門課程在專業教學計劃中的地位、應用范疇以及與其他課程的前后銜接關系,重點解決好專業知識脈絡的傳承問題。
(二)與專業對口單位的協作
為提高畢業設計質量,解決學生畢業與工作銜接的一系列問題,除依靠全院教師的言傳身教外,還可以加強與農業水利專業對口單位(如:黑龍江省水利水電勘測設計研究院、黑龍江農墾勘測設計研究院、哈爾濱市水利規劃設計研究院、黑龍江省水利科學研究院等)的協作,通過邀請工程師、專家、學者等到學院作報告或現場指導,將大四學生直接派往設計部門或其他生產實踐部門參加實際項目等方式,開展多方面的溝通和配合,使學生的畢業設計選題結合生產實際[1]。這樣,不僅可以提高學生對學科和專業的認識,使學生提前進入工作狀態,還可以及時了解對口單位的人員需求信息,提高學生的就業意識,同時對教師工作也是一種交流和促進。
(三)本科的導師制
實行本科導師制,可以使學生有更長的時間參與指導教師的科研項目,而指導教師也有了比較穩定的助手。對于有課題和項目而無助手的中青年教師而言,導師制無疑是一個很好的機會[2]。結合我校農業水利專業階段教學的實際,可以考慮學生從大三學年開始,利用課余時間積極參與到教師的科研課題中來,在近一年半的時間里,通過協助教師和學長查閱資料、開展試驗、撰寫材料等逐漸提煉畢業設計題目和研究內容,從容地完成畢業設計。這不僅有利于拓寬學生的知識面,培養學生的動手、動腦和科研創新等多方面能力,也可以大大提高畢業生的綜合素質和競爭能力。
結語
由于學生在本科階段提高的專業技能程度有限、專業學習和專業應用脫節的現象較嚴重,導致畢業設計過程中存在一些問題,致使教師不得不在短期內對指導學生的專業知識、電腦、應用文寫作等技能進行“拔苗助長”式的短期培訓。通過知識脈絡的良好傳承、加強與對口單位的協作以及本科導師制等方式,有望促進畢業設計質量的大幅提升。此外,還可以通過定期舉辦計算機應用技能和應用文寫作等方面的比賽活動、加大學校經費投入等方面促進畢業設計的良性發展。