肖柏青

（安徽理工大學(xué) 地球與環(huán)境學(xué)院，安徽 淮南232001）

水利工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是水利類專業(yè)本科教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是完善學(xué)生知識(shí)體系，并將課堂理論轉(zhuǎn)化為應(yīng)用實(shí)踐的重要過程［1］。安徽理工大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)在第四學(xué)期最后幾周安排了2周的水利工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，該實(shí)習(xí)是該專業(yè)學(xué)生在學(xué)完“水文學(xué)原理”、“水力學(xué)”和“水利工程概論”等專業(yè)基礎(chǔ)課后開展的一次野外實(shí)踐教學(xué)，目的是通過該實(shí)習(xí)提高學(xué)生對(duì)水利和水文專業(yè)領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。它既是對(duì)已學(xué)的課堂理論知識(shí)學(xué)習(xí)的補(bǔ)充、深化和檢驗(yàn)，也為將要學(xué)的“水文預(yù)報(bào)”、“水文水利計(jì)算”和“水信息技術(shù)”等專業(yè)核心課程提供必要的感性認(rèn)識(shí)和前期準(zhǔn)備，為后期的專業(yè)理論學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，還能培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和基本技能分析和解決實(shí)際問題的能力，因此，該實(shí)習(xí)是水文與水資源工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)計(jì)劃中重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，高質(zhì)量完成本次實(shí)習(xí)教學(xué)，對(duì)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義［2］。

一、面臨的困境

目前，國內(nèi)高校水利類專業(yè)在開展水利工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)時(shí)普遍采用實(shí)習(xí)基地參觀、教師或工作人員講解介紹的教學(xué)形式［3］。這種認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)教學(xué)模式對(duì)指導(dǎo)教師來說容易組織實(shí)施，學(xué)生也容易完成實(shí)習(xí)報(bào)告，然而這種實(shí)習(xí)模式，學(xué)生在實(shí)習(xí)時(shí)是走馬觀花，難以將看到的水利工程與所學(xué)的專業(yè)知識(shí)聯(lián)系起來，教學(xué)效果大打折扣；另一方面，實(shí)習(xí)單位現(xiàn)場(chǎng)講解的工作人員不了解學(xué)生的理論基礎(chǔ)，也不清楚不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)側(cè)重方向，導(dǎo)致學(xué)生經(jīng)常對(duì)講解內(nèi)容不能理解，或是講解的內(nèi)容對(duì)該專業(yè)學(xué)生的知識(shí)體系沒有多大用處。實(shí)習(xí)時(shí)相當(dāng)一部分學(xué)生抱著戶外旅游的心態(tài)參觀多個(gè)水利工程，記錄了一些零散的數(shù)據(jù)，然后回到學(xué)校東抄西拼完成實(shí)習(xí)報(bào)告。這樣的實(shí)習(xí)讓學(xué)生只是看到了各種水利工程的外觀，沒有真正發(fā)揮水利工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)在水文與水資源工程專業(yè)教育中的作用，也不能較好地培養(yǎng)該專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。因此，水利工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)中走馬觀花式實(shí)習(xí)形式已不能滿足高質(zhì)量水文人才培養(yǎng)的要求，亟需深化教學(xué)改革，積極探索新的實(shí)習(xí)教學(xué)模式［4］。

二、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)

課堂教學(xué)是為學(xué)生構(gòu)建專業(yè)理論的知識(shí)框架，實(shí)踐教學(xué)則是理論知識(shí)的應(yīng)用，兩者需要相互聯(lián)系，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式是一種以某個(gè)任務(wù)為中心展開學(xué)習(xí)，促使學(xué)生主動(dòng)思考和運(yùn)用理論知識(shí)解決任務(wù)的教學(xué)模式，該教學(xué)模式在一些實(shí)踐教學(xué)中被證實(shí)能夠有效提高教學(xué)質(zhì)量［5-6］。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式能夠幫助學(xué)生增強(qiáng)對(duì)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握，同時(shí)也給實(shí)習(xí)教學(xué)提出了新的要求。為了在水利工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)中有效利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，我們需要把握以下幾點(diǎn)原則。

（一）結(jié)合學(xué)生知識(shí)體系和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，精心設(shè)計(jì)任務(wù)

水文與水資源工程專業(yè)學(xué)生需要解決水利工程中規(guī)劃、勘測(cè)、設(shè)計(jì)和管理等各個(gè)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的水文水資源問題，因此針對(duì)該專業(yè)的水利工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)不僅僅要了解某個(gè)水利工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，更關(guān)鍵的是要以水利工程為切入點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。根據(jù)學(xué)生已學(xué)的專業(yè)課程和將要學(xué)習(xí)的核心課程，設(shè)計(jì)多個(gè)任務(wù)，根據(jù)任務(wù)確定要去哪些水利工程或?qū)嵙?xí)基地開展實(shí)習(xí)教學(xué)活動(dòng)。

（二）以解決實(shí)際問題為主線

在實(shí)習(xí)教學(xué)中強(qiáng)調(diào)實(shí)際問題與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，著力使學(xué)生系統(tǒng)地掌握任務(wù)涉及部分的基本原理、基本方法等基礎(chǔ)性知識(shí)并加強(qiáng)動(dòng)手能力，達(dá)到學(xué)以致用的目的。在完成任務(wù)的過程中促使學(xué)生理解相關(guān)理論的工程應(yīng)用背景和適用條件，不斷開拓學(xué)生的視野和思路。

（三）堅(jiān)持啟發(fā)式教學(xué)方法

專業(yè)課的課堂教學(xué)常常拋開實(shí)際問題，直接拿來概念，搭上公式和定律，追求建起一個(gè)漂亮的知識(shí)構(gòu)架。可是面對(duì)實(shí)際問題時(shí)，學(xué)生茫然，即使有的任務(wù)看起來很簡單，學(xué)生還是問題百出。為解決這一問題，我們注意加強(qiáng)小組分組討論及師生互動(dòng)等環(huán)節(jié)，教師主導(dǎo)開展深入的討論，引導(dǎo)學(xué)生將某個(gè)任務(wù)分解成幾個(gè)子任務(wù)，使學(xué)生對(duì)解決任務(wù)的全過程有更為深入的思考和理解。

三、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的實(shí)施

下面以幾個(gè)實(shí)例介紹任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式在水利工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)中的具體實(shí)施。

任務(wù)一：試從流域水量平衡原理出發(fā)確定老龍眼水庫是否存在地下泉水的匯入。

老龍眼水庫位于淮南市城區(qū)，是舜耕山半山腰上的一個(gè)小型水庫，面積約10萬平方米，水庫對(duì)應(yīng)的集水面積較小，水庫背靠的舜耕山風(fēng)景區(qū)交通便利，適合學(xué)生徒步考察。該任務(wù)可分為以下幾個(gè)子任務(wù)：（1）實(shí)地考察水庫集水區(qū)的分水嶺位置，結(jié)合衛(wèi)星地圖量測(cè)計(jì)算該集水區(qū)的面積；（2）利用集水區(qū)面積、淮南市多年平均年降雨量、徑流系數(shù)、水庫面積等資料計(jì)算進(jìn)入或流出水庫的降雨徑流量、蒸發(fā)損失量和滲漏損失量；（3）根據(jù)流域水量平衡原理估算地下泉水的匯入量。該任務(wù)需要學(xué)生理解和應(yīng)用“水文學(xué)原理”課程中的流域特征、坡地徑流和水量平衡等重要知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也為學(xué)生今后學(xué)習(xí)“水文預(yù)報(bào)”中的降雨徑流預(yù)報(bào)提供感性認(rèn)識(shí)。

任務(wù)二：采用CAD繪制橫排頭樞紐工程的平面結(jié)構(gòu)圖。

橫排頭樞紐工程為淠史杭灌區(qū)淠河渠首，位于六安市裕安區(qū)，樞紐工程由進(jìn)水閘、沖沙閘、溢流閘、土壩及船閘五部分組成，樞紐中各水工建筑物布置緊湊，便于量測(cè)。該任務(wù)包括現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和室內(nèi)繪圖兩部分，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量以平面測(cè)量為主，包括距離測(cè)量和平面角測(cè)量。為了限制誤差的累積和傳播，保證測(cè)圖的精度，先在測(cè)量區(qū)域選擇幾個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行控制測(cè)量，再進(jìn)行碎步測(cè)量，得到各個(gè)水工建筑物的平面尺寸和相對(duì)位置分布。室內(nèi)繪圖是采用CAD軟件將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果在電腦上繪制成圖，這部分任務(wù)主要是訓(xùn)練學(xué)生在建立圖層、直線和圓弧的繪制、尺寸標(biāo)注、圖框和標(biāo)題欄的添加等方面的繪圖技巧。該任務(wù)既能幫助學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)各個(gè)水工建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在整個(gè)樞紐工程的作用，又能很好地訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手測(cè)量能力和計(jì)算機(jī)制圖能力。

任務(wù)三：估算將軍山渡槽內(nèi)水流的水力坡度和水流流量。

將軍山渡槽地處江淮分水嶺之間，是淠史杭灌區(qū)杭淠分干渠與張母橋河的交叉建筑物，該渡槽全長894米，寬7米，是目前全國最長的渡槽。該任務(wù)需要學(xué)生在只有測(cè)量距離和時(shí)間的簡單工具條件下利用“水力學(xué)”所學(xué)知識(shí)來間接推求水流的水力坡度和流量。學(xué)生以5至6人為一個(gè)小組，每個(gè)小組進(jìn)行內(nèi)部分工，在渡槽的上游斷面和下游斷面測(cè)量斷面水深和斷面面積，然后利用水面漂浮物采用浮標(biāo)法測(cè)量渡槽水流的流速，再套用相關(guān)水力學(xué)公式計(jì)算出水流的水力坡度和流量。任務(wù)完成過程中相當(dāng)一部分學(xué)生直接根據(jù)上、下游水深來計(jì)算水力坡度，指導(dǎo)教師對(duì)這一錯(cuò)誤行為進(jìn)行了及時(shí)糾正，并結(jié)合將軍山渡槽當(dāng)場(chǎng)講解均勻流、漸變流、急流、緩流、水力坡度和糙率等重要概念在實(shí)際中的應(yīng)用，啟發(fā)學(xué)生理解水力學(xué)中要引入這些概念的原因。該任務(wù)既幫助學(xué)生提升了對(duì)“水力學(xué)”理論知識(shí)的理解，也為大三開設(shè)的“水信息技術(shù)”課程的學(xué)習(xí)打下了很好的鋪墊。

任務(wù)四：響洪甸水庫的壩高是如何確定的？

響洪甸水庫是淮河支流西淠河上的一座大型水庫，位于安徽省六安市金寨縣，水庫大壩是我國自行設(shè)計(jì)和施工的第一座等半徑同圓心混凝土重力拱壩，最大壩高87.5米。該任務(wù)幫助學(xué)生了解水文行業(yè)的核心業(yè)務(wù)，水文水利計(jì)算工作與水庫工程設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。指導(dǎo)教師以水庫大壩高度的設(shè)計(jì)為引領(lǐng)，介紹壩高與水庫的設(shè)計(jì)洪水位之間關(guān)系，進(jìn)而講解設(shè)計(jì)洪水位是如何得到的，重點(diǎn)介紹設(shè)計(jì)洪水位與流域降雨徑流之間的關(guān)系，然后引導(dǎo)學(xué)生在參觀中思考水庫設(shè)計(jì)洪水位、正常蓄水位等相關(guān)參數(shù)在壩頂高程、水庫溢洪道頂部高程等建筑物中的體現(xiàn)，要求學(xué)生自行查閱相關(guān)資料，完成該任務(wù)所提出的問題。該任務(wù)在體現(xiàn)“水利工程概論”課程有關(guān)知識(shí)的同時(shí)，從應(yīng)用的角度介紹了設(shè)計(jì)洪水位的概念，與后面的課程“水文水利計(jì)算”部分內(nèi)容相互呼應(yīng)，起到了很好的承上啟下的作用。

四、結(jié)語

提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量是工科生培養(yǎng)的關(guān)鍵，水利認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是水文與水資源工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)的一個(gè)重要組成部分。經(jīng)過幾年的不斷探索和實(shí)踐，建立了針對(duì)這一實(shí)習(xí)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，在實(shí)習(xí)過程中不僅要讓學(xué)生用眼看，還要學(xué)生動(dòng)手測(cè)量和制圖，更需要學(xué)生動(dòng)腦去思考解決問題，以學(xué)生為中心，使得學(xué)生課堂學(xué)到的“死”知識(shí)變成能夠應(yīng)用到工程實(shí)際的“活”知識(shí)。該教學(xué)模式極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)質(zhì)量得到了明顯的提升，在提高學(xué)生的專業(yè)能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力等方面取得了良好的教學(xué)效果。