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一、引言
水文水资源工程专业外语是大学水文水资源工程专业的一门主要专业英语课程。该门课程通过介绍水文过程、水资源时空分布特征、主要水力学过程、统计分析方法和水生态及水环境等部分,从而解释专业词汇、特殊语法和翻译表达。本课程的目的是让学生掌握本学科常见的专业词汇,锻炼其阅读和翻译外文文献及专业资料的能力,简单地可以用英语交流本专业的基本原理和现象。本文将根据《水文与水资源专业外语》课程的教学实践,分析目前该专业外语教学所存在的问题,并针对这些问题探讨课程教学的改进方法。
二、水文与水资源工程专业外语教学存在的问题
1.专业词汇量大、学生不易掌握。水文与水资源工程专业涉及多门交叉学科,要求掌握的专业基础词汇量较大。这些课程要求专业词汇覆盖水文过程、水资源学、统计学、运筹学、水力学、地下水科学、农林生态、资源环境、地理气象等学科,从而导致需要掌握的专业词汇量大(超过2000个),不利于学生短期掌握。事实上,即便是准备过托福和雅思考试的同学,所涉及的相关专业词汇量也较少。因为出国留学考试更多的倾向于地理、气象气候、资源环境、生态等公共学科,而对于本专业非常核心的水文学、水资源学、规划管理及水力学方面的词汇涉及较少。因此,怎样优化核心词汇,为学生减负是水文与水资源工程本科阶段专业英语教学的关键问题之一。2.专业英语和大学公共英语差异显著。专业英语的最重要内容之一是掌握和专业相关的核心词汇,并兼顾翻译和写作。对于本科阶段教育而言,掌握词汇是最重要的工作。但是,受传统英语教学的影响,学生习惯了以语法、听力、阅读为重点,导致在专业英语的学习过程中重点不明确,方法不正确。从语法结构上看,专业英语教材的语法结构相对简单,从而达到容易读懂、传授知识的目的。这也导致在专业英语的课堂上,缺乏了传统的语法考点、听力的基本句型和人物关系、阅读关键句型和结构分析等所谓的考试重点,导致学生容易在课堂教学过程中忽视了掌握专业词汇的关键作用。3.教学模式与课堂互动。由于专业外语教师多为所在学科的教师承担。虽然专业教师具备完整的知识体系,但缺乏教授外语的经验,教学模式传统。传统授课模式以教师为核心,上课内容通常是将教材翻译为中文,以训练学生的翻译和阅读能力为主。这种传统的“填鸭式”教学方式只能授以“鱼”而不能授之以“渔”。学生缺乏主观能动性,继而慢慢失去学习兴趣。此外,学生学习专业外语目的也不明确,不能切实体会该门课程在日后文献阅读过程中的重要性。这样势必导致学生对专业外语学习缺乏主动性,在课堂上表现异常低调,不愿出声,埋头苦读,气氛非常沉闷,缺乏积极性。因而,怎样丰富课堂教学模式,跳出传统的填鸭式、死记硬背式,并从课堂中积极和学生互动、收到反馈信息,是水文与水资源工程专业英语课程教学中的又一个关键问题。4.课程考核方式与成绩评定。依据培养大纲,大多数院校(包括我校)水文与水资源工程专业外语课程属于专业选修课,通常以考查形式完成课程考核,因此许多同学对该课程的重视程度不够。通常考核方式采用开卷答题、外文论著章节翻译等方式,这种较随意和简单的考查方式,进一步造成学生对专业外语课程的忽视。专业英语课程成绩的评定,受学生即将毕业等因素的影响,可能产生轻松易过的问题。该课程多开设在大三下学期或大四上学期,为不影响同学的顺利毕业,往往尽量让其通过。尽管课程成绩的评定包含有平时成绩和期末成绩,但在平时成绩的评定方面只要其缺课不是太多,分数就较高;而期末的开卷材料中随便交一个材料,基本便可顺利通过。
三、水文与水资源工程专业外语教学几点建议
1.优化课程素材,强化课程重点。优化课程素材是教学内容改革的关键之一。针对水文与水资源专业英语词汇量大、学科分散的问题,从以下几个方面进行优化。首先应根据水文与水资源工程专业英语词汇的使用频率进行优选。专业英语主要应用于专业文献的阅读、翻译和写作等方面,而科研论文的写作(如SCI期刊)多以水文过程为主,水资源次之,水生态与水环境再次之的顺序。因而在教学的课程中应侧重水文过程的专业词汇教授,对主要水文过程的英文表达需要熟练掌握;对于水资源及其时空分布特征的专业词汇表达,也是教授的重要内容;对于水生态、水环境、统计分析、水力学模型的英文表达则了解即可。2.改进教授方法、丰富教学手段。改革教学方法的指导思想是在教学过程中充分发挥教师的主导作用,并全面体现学生的主体地位,同时提高学生的积极性。因而教学方法的重点应是学生实际能力的提高,以下几种方式可供参考。小组分组讨论方式。本校水文与水资源工程专业学生一般40人左右,可分为5-8组。由授课老师按照教学内容提出问题,小组成员进行资料查询和讨论,最后由小组成员推荐人选代表回答问题。各个小组的回答可相互对比、互补、总结。这样既能发挥学生的学习积极性,也同时提高了教学质量。充分利用多媒体资源,增加学习趣味性。在课题上可适当播放一些水文与水资源工程相关的学术报告演讲、新闻报道,尤其近年来国内外各地的洪旱灾害视频。除增加学生对专业外语听力和表达能力外,同时也了解了国内外相关领域的关注问题,扩大学生的知识面。3.考核形式多元化、考核标准系统化。课程考核是检验教学成果的重要方式,通常以平时成绩和期末成绩两部分来考核。平时成绩的考核应充分注重课堂学习的质量。传统考核方式通常以课堂考勤和习题作业为主,而往往忽略了课堂学习的质,即上课的认真程度。因而在考核平时成绩时,有必要将课堂学习的质纳入考核范围,并降低课堂出勤在成绩中所占的权重。课堂学习的质可通过检查每一堂课的课堂笔记、课堂问题的回答、讨论课的报告和参与的发言等方面综合进行考核。期末考试的成绩应体现在专业词汇、短语的掌握、专业文献的翻译(英译汉、汉译英)等方面。其中翻译部分可分配每个学生不同外文文献的章节以避免抄袭。此外,由于专业外语的特殊性,期末考试的成绩也可增加面试的考核方式。考核指标体系是客观评价学习结果的关键。鉴于专业英语和其他专业课程的差异性,建议其考核指标体系包括平时成绩、现场阅读翻译和卷面成绩三部分构成。三者的权重系数建议分别为30%、40%和30%。其中平时成绩分为课堂出勤率、课后作业、课堂小组讨论的积极性等方面。并且降低出勤率所占平时成绩的权重,建议为20%-30%,即总分数的6%-9%。现场的阅读翻译可采用两种方法进行考核:一种在课堂上对学生进行随机抽查,通过其阅读和翻译的水平进行评判;另一种则为在期末统一安排,由老师或教研组确定题库,同学依次抽签对问题进行分析和阐述,依据结果由考核老师或考核组现场给出成绩。期末考试建议采用统一闭卷或开卷形式,其目的是防止部分同学利用翻译软件进行。4.提高教师水平、提高考核要求。在专业外语师资力量方面,对于多数非部属高校而言,直接引进的留学归国人员十分欠缺,尤其是经济发展水平相对落后的西部地区。对于这一问题,可通过引进国外相关水文水资源专业技术人才、鼓励在岗教师出国进修、组织教师去其他相关院校、相关专业调研的方式解决。这些方式既加强了本专业的师资力量,同时也学习了国内外的相关教学经验,扩展了教师的视野。对于考核的要求方面,任课教师应严把质量关,改变学生轻松过关的情况。既强化过程评价、教学质量评价,同时更应该避免因大四即将毕业而送的“人情分”。
1.1毕业设计团队的组建
1.1.1教师团队的构建团队培养模式下指导教师团队的构建是保证教学质量、实现培养目标的前提和基础.不同于传统单一毕业设计指导方式,基于团队培养的水利类毕业设计指导模式转变为团队指导,即由多名水利类专业教师组成教师团队对学生进行指导,有利于实现师资的整合与共享.指导教师团队的组建,应根据选题的类型采取不同的组建方式,一般可采取以下方式进行:(1)科研团队建设比较成熟的院校可选择以科研课题组为毕业设计指导团队;(2)校企合作比较密切的院校可采用由校内水利类各专业教师和校外企业导师组成的毕业设计指导团队;(3)科研团队尚未形成青年教师居多的新兴本科院校可由科研兴趣或科研方向相近、不同专业背景的教师组成毕业设计指导团队.指导教师团队一般由2-3名不同的学科专长教师构成,以达到优势互补;同时确定1名负责人,负责人由责任心强、专业业务素质高的教师担任,并由其负责组织协调团队内指导教师及优质教学资源的使用.在构建教师团队的同时,也要注重青年教师的培养,通过“以老带新”激励青年教师积极投身生产实践,增加工程实践经验,进而完善教师梯队建设.鉴于我校为新升本科院校,青年教师占的比重较大,且尚未形成科研团队,故采用后一种方式组团.
1.1.2学生团队的构建学生团队是水利类专业毕业设计团队培养模式的重要组成部分.学生团队的组建,可采取以下方式进行:(1)以教师科研团队为背景的毕设团队,该种模式下先由学生自愿报名,然后由指导教师团队再从中选择符合条件的学生进入设计团队;(2)以赛制项目团队及科研训练等课外科技活动团队为背景组建毕设团队,如学校立项的科研训练计划、省级大学生创新创业计划、大学生挑战杯等,以这些课外科技活动项目构建的团队组建毕业设计团队;(3)以学生研究兴趣为基础的自组团队,学生选择团队成员,自己联系指导教师,自己构思项目整体研究思路,该模式下学生参与程度最广的.水利类毕业设计团队一般由水利水电工程、水文与水资源工程、农业水利工程等多学科多专业组成,学生设计团队具体构成需根据项目内容及项目工作量来确定,可以同专业,也可以跨专业、跨学科组建团队,同时安排沟通能力好、责任心强的学生为作为团队负责人,负责整个项目的协调.由于学校水平及学生能力限制,我校水利类专业毕业设计团队组建一般是采用前面两种方式进行.
1.2团队毕业设计的选题毕业设计课题的选择是毕业设计教学的关键环节,直接关系到团队毕业设计的最终效果.好的选题应具有综合性、应用性与创新性,不仅能最大限度地调动学生自主学习的热情,也能较全面的提升学生专业能力.在进行团队毕业设计选题时要做好总课题与子课题的设计工作,每个子课题既要符合学校关于毕业设计选题所做的要求,同时各子课题之间要有密切联系,使得以团队毕业设计选题工作较传统方式要求更高,难度更大.团队毕业设计的选题一般可采取以下方式进行:(1)以教师在研或刚结题的科研课题作为毕业设计选题的来源,设计出团队毕业设计选题,这样一方面可以保证团队毕业设计课题的新颖度,同时又能较好地反映各学科的前沿技术;(2)以赛制项目及科研训练等课外科技活动项目作为毕业设计选题的来源,设计出团队毕业设计选题,课外科技活动的可持续性、综合性强的特点,能调动学生兴趣、充分发挥主体作用,也有利于学生创新能力和团队精神的培养;(3)以与地方施工单位或设计院所合作的实际工程项目作为毕业设计选题的来源,这种选题面向实践项目,有利于提高学生的工程实践能力;(4)由教师根据生产实际自拟毕业设计课题,该类课题一般多为校企合作的水利工程设计,如水库工程初步设计、中小河流治理工程等.在具体选题时,应根据学生的毕业去向有针对性定制相应课题,同时优化毕业设计课题内容.
1.3团队毕业设计的过程管理与传统毕业设计一样,团队毕业设计其过程一般可分为三个阶段,即毕设前期阶段、毕设中期阶段和毕设后期阶段.团队毕业设计需对每一阶段提出具体的任务和要求:(1)毕设前期阶段,以查阅国内外相关文献、熟悉课题研究背景为主,总课题负责人组织团队成员进行研讨学习,明确总课题与子课题的关系;分课题的指导教师按要求布置并详细讲解毕设任务,同时要求学生通过集中讨论的形式深入研读学习(.2)毕设中期阶段,团队安排专门指导教师定期检查并督促各个子课题的研究进度,学生要定期汇报工作进展;学生每天做好工作日志,同时,指导教师对工作日志给出评语;团队成员要定期进行讨论,尤其是对毕业设计过程中遇到的问题要共同讨论,提出问题的解决方案,对仍不能解决的问题,由相应的指导教师以毕业设计讲堂的形式进行专题讲解毕设后期阶段,指导教师要督促学生按照学校要求认真撰写毕业设计论文,期间可安排一场科技论文写作讲座,以更好指导学生撰写科技论文;撰写完论文后,先交具体指导教师进行审阅,再由评阅教师评阅,只有指导教师和评阅教师都认可后,才能参加答辩.
1.4团队毕业设计的成绩考核团队毕业设计模式中,学生成绩的评定既要考虑学生个人的贡献和工作水平,又要兼顾学生在团队中的协调配合能力和团队整体工作质量[3].因此,在团队毕业设计中,学生成绩由平时成绩、团队协作成绩、评阅成绩及答辩成绩4部分组成.团队毕业设计平时成绩根据该学生在毕业设计期间的学习态度、纪律、独立思考、创新能力及解决问题的能力进行评价,并由具体指导教师给予评分;团队协作成绩主要由指导教师团队根据学生日常汇报、平时讨论情况、中期评估对学生的团队协作能力进行评价;论文评阅成绩包括由指导老师对学生毕业设计完成情况和质量进行评价给予评分,以及由不同评阅老师给出评阅成绩;答辩成绩由答辩教师根据团队成员在答辩过程中的表现给予成绩.上述四方面成绩按一定比例加权得出该学生的综合成绩.
2水利类专业团队毕业设计的实践
南昌工程学院是一所水利特色鲜明、以工为主的应用型地方本科院校,培养的人才既要体现宽口径、厚基础的特点,又要体现应用型的特色.其下属水利与生态工程学院拥有水利水电工程、水文与水资源工程、农业水利工程、水土保持及荒漠化治理等四个水利相关专业.我校配置完善的专业群为开展水利类专业团队培养模式提供了良好的外部条件.
笔者在多年本科生毕业设计指导过程中,一直鼓励学生以团队形式完成毕业设计,不论是本专业的课题,还是跨专业的课题.在此过程中每人负责课题中的一部分,由于课题之间的联系,在做毕设过程中,学生为完成毕设,就需要主动交流、互相讨论,相互协作.以笔者所带的水利类跨专业团队为例,为了能使毕业设计课题更科学,指导教师团队在第7学期初就开始进行毕业设计选题工作.经过多次讨论,最终确定毕业设计团队的题目为“留金坝水利枢纽工程初步设计”,该课题来自工程实践.然后,将大题目拆分为两个子课题,分别为“留金坝水利枢纽工程初步设计—水工设计”、“留金坝水利枢纽工程初步设计———水文水利计算”.同时为方便学生选择,在各子课题下标明难易程度和具体指导教师.通过双向选择,最终组建了学生团队.该团队共有9名学生,3名学生来自水文与水资源工程专业(简称水文组),6名学生来自水利水电工程专业(简称水工组);团队指导教师有2人,由一名水文与水资源工程专业教师和一名水利水电工程专业教师组成,其中,水利水电工程专业教师是该项目的负责人.水文与水资源工程专业老师具体指导3个学生,其课题主要任务是通过对留金坝坝址处历史流量资料进行设计洪水及调洪演算,得到留金坝水库设计洪水位及校核洪水位,为水工组坝体设计计算提供数据支撑,除此之外,水文组还需自行编程,实现水文计算程序化.一名水利水电工程专业教师指导6个学生,其课题主要是通过水文组计算出的设计洪水位数据进行坝体设计,包括坝线、坝型的选择、枢纽布置方案比较、溢流坝的剖面设计、非溢流坝的剖面设计、细部构造设计等.由于本次团队毕业设计项目工程大、涉及的专业多,在毕业设计的各个环节,团队都安排指导教师进行指导,如查阅文献、熟悉课题研究背景、专题讲解、撰写毕业论文及毕设答辩等;同时,为督促学生毕设进度,要求学生每周做好工作日志,指导教师每周一对周工作日志给出评语,并现场就毕设做的情况进行提问,检查学生掌握情况,平时通过见面、发邮件或QQ进行指导,解决毕设过程中碰到的问题.通过团队各专业师生团结合作及相互配合,最终该团队较好地完成了毕业设计任务,其中,4人毕业设计成绩获优秀,5人获良好.通过这种基于团队培养模式的水利类专业本科毕业设计指导法,一方面培养了学生的团队合作精神,学生团队协作能力得到了较好的锻炼,另一方面,也拓展了学生的知识面;同时,通过这种团队培养模式,也锻炼了团队中的年青教师,使青年教师指导水平得到较大提升.总得来说,本次毕业设计取得了很好的效果,受到学生的普遍欢迎.
3结语
关键词:工程教育认证;进程式课程教学;水文学原理
一、工程教育认证的重要性
工程教育认证源于国际本科工程学位互认协议———华盛顿协议,该协议对签约成员国本科工程学历资格互认,毕业生被其他签约国视为获得从事工程工作的学术资格,通过工程教育认证是该学术资格的基本要求[1]。工程教育认证的核心是以学生为中心,遵循成果导向(OutcomeBasedEducation,简称OBE)理念,通过系统的教学环节,使学生满足毕业要求,并能够针对教学过程中存在的问题有理有据的持续改进,使得专业教育能够良性发展。
二、课程教学存在的问题
课程教学是现阶段本科教育最重要的环节之一,每一门课程的达成度最终决定整个培养体系毕业要求的达成度。同时,持续改进也必须融会贯通到每门课程中,在课程教学中通过课堂教学、实践教学、测试和作业等各个环节的持续改进,从而使课程教学满足达成度要求。水文学原理是水文与水资源工程专业的核心课程之一,是众多后续专业课程的先修基础课。水文学原理主要分为两大部分:(1)水文循环的概念及其环节,主要讲述自然界水体的循环过程和流域水量平衡方程的构建以及水循环各要素的基本理论与方法。(2)产汇流理论,分别讲述单点产汇流机理、洪水演算和流域产汇流计算[2]。由此可见,水文学原理课程具有很强的基础性和综合性,是水文预报、水文分析与计算、流域水文模拟和水资源评价等课程的基础。同时,该课程内容宽泛,概念和理论繁多[3],传统的课堂教学过程中容易出现诸多问题,主要体现在以下方面。1.课程基础理论多,课堂教学和学习过程易乏味,且部分概念抽象难于理解。如基质势是包气带中土水势的重要组成部分,由于水的表面张力大,在土壤中具有毛管作用而产生。学生通过基础知识的积累和课堂讲述,能很快理解毛管力,但是对于基质势总为负值常难以理解。2.课程知识覆盖面广,学生在学习过程中容易抓不住重点。由于该课程涉及水文循环各要素的概念、产生条件和计算方法等,又包含产汇流理论和洪水演算等复杂过程的概化和计算,并且众多的知识点是后续课程的基础,造成该课程需要掌握的内容多、综合性强[4]。3.传统的课堂教学以教师为主导,学生被动接受学习。随着专业的发展,培养方案涉及的课程日益细化,水文学原理的内容偏理论和基础,课堂教学过程不同于水文测验学、水环境保护等课程具有众多的现场实习和动手操作,也不同于水文预报、水文分析与计算等课程具有统一的内容体系和课程设计,更不同于水资源规划与评价等特色课程具有很强的应用性,使得水文学原理的教学过程更多的是内容讲述,进而使工科学生缺乏学习动力。4.学科前沿引入不足,现代化教学方法急需成熟化。正如前文所述,水文学原理知识点众多、覆盖面广且综合性强,涉及的学科前沿比比皆是,虽在课堂教学中会尽量补充,但受于课时的限制仅能点到为止,缺少英文教材和文献的引入。另一方面,现代化教学手段在本课程的教学中尤为重要,而目前的教学手段一般为多媒体教学结合板书,急需将GIS、网页课堂、APP等现代化流行技术成熟系统应用到课程教学中。
三、进程式课程教学的探索
工程教育认证需要课程教学有明确的质量要求,通过教学环节、过程监控和质量评价促进毕业要求的达成,同时要定期进行教学质量的评价。为此,课程教学必须融入实习实践、平时测试、团队研讨等教学环节,并将测试成绩、信息反馈等过程监控通过现代化方式及时反馈,开展进程式教学才能更好的满足认证要求。水文学原理作为水文与水资源工程专业的核心理论课程,承担着工程知识、研究、沟通、终身学习等毕业要求的达成度评价任务,针对以上分析的课程教学存在的问题,提出以下探索性措施。1.丰富课堂教学内容,增加进程式教学效果测验。针对水文学原理理论基础多、知识覆盖面广的特点,采用学生自主学习和教师重点讲解并行的方式开展课堂教学。学生自主学习采用课堂研讨的形式,针对水文循环要素的各环节,分组查阅资料,形成不同方向研究进展的综述,开展课堂宣讲和提问,既增强了学生的文献查阅能力,拓宽了专业知识面,又锻炼了表达能力、组织能力和团队协作能力,同时培养了学生利用各类工具解决实际问题的能力。教师重点讲解抽象理论、公式推导等难点,结合我校智能巡课回放系统,使学生能够有效针对自己的不足进行学习。另外,增加教学影像和仪器展示,巩固基础教学内容的认识和应用。2.构建实践教学体系,巩固进程式教学效果。在课堂教学扎实理论学习的基础上,结合水文与水资源工程专业的特点,构建完整的实践教学体系,充分利用校园内河流等水体进行认识实习,鼓励学生主动开展水文要素的探索性实验,以此为基础组织学生全面申请参与大学生科研训练计划,培养学生撰写学术论文和申请专利的能力;结合学院整体工作计划,实施个性化、全覆盖的本科生导师制,在完成课程学习的同时为本科毕业论文阶段的学习夯实基础,结合花园口水文站生产实习,将理论基础综合运用到生产实际中,巩固课程教学成果。3.加强先进工具和现代技术的应用,实现进程式教学成果的应用。工程教育的着力点是培养学生应用基础理论解决复杂工程问题的能力,使其能够迅速适应工程类工作的需要,并在五年内拓展上升空间。为此,课堂教学需避免纯书本讲述,切实增加工程案例和软件操作等教学内容,使学生掌握先进的工具和技术方法。如利用ArcGIS软件让学生掌握空间数据的展示、插值等方法,进一步将水文循环要素的处理和产汇流过程的模拟在SWAT流域水文模型中实现,在增强学生学习兴趣的同时,培养应用先进软件工具解决实际复杂问题的动手能力和科研能力。4.推进多样化课程考核和达成度评价,反馈进程式教学质量。课程达成度评价是工程教育认证毕业要求达成度评价的基础,多样化的考核方式也是学生学习效果检验的重要方法。需要用知识、能力和协作并重的综合评价方式取代传统的、单一的课程结课考试,采用灵活多样的开放性的定性和定量相结合的评价方法,增加平时成绩、随堂测验、专题研讨和答辩、团队协作等考核内容,同时鼓励课堂提问加分。课程教学的持续改进是提升教学质量的保证,教学过程要及时反馈教学效果和学生建议,采用实时操作工具,如校园教学评价APP、教学网页调查和智能巡课回放系统等,结合结课问卷调查和QQ投票等方式,鼓励学生和同行教师参与课堂教学效果反馈,增进交流与沟通,从而有效的进行针对性的持续改进。
关键词:水文水资源;信息化;建设管理
中图分类号:C93文献标识码: A
1.我国水文水资源信息化建设管理的现状
1.1水文信息资料的整编和存储
自从上个世纪70年展以来,水文水资源信息化系统已经开始全面运用了TQD16型计算机技术、VAX小型机技术以及微机技术进行水文数据的整编与存储。现阶段,已经深入发展到了运用客户机/服务器的模式进行信息和数据处理工作,并且已经初步建成了水文水资源的数据信息库,研究开发了一大批信息服务以及洪水预报调度等软件技术系统。
1.2 水文信息遥测系统
我国很多地区已经全面建立水文水资源信息化建设管理中心,有效地实现了区域水文水资源的信息自动采集与传输,已经初步改变了国内比较传统水文水资源的观测途径与方法。
1.3 洪水预报及监督调度系统
在国内现阶段已经全面建成水情遥测系统,水情工作人员应用遥测技术,通过对计算机技术的控制,从而实现了从雨情水情的信息采集、传输、搜集、处理、监视一直到联机的洪水预报以及监督,真正提高了洪水的预报以及水库调度的科学化管理程度。
2.水文水资源信息化建设管理的基本思路
2.1水资源管理系统的基本组成
水文水资源管理系统的建立主要依靠数学模型、仿真模拟与计算机网络共同完成,对水资源管理中的各种信息进行采集,于可视化角度下,实施灌区的调度工程,在每个分水枢纽中,都可以实现自动化监控,以采集信息为依据,管理者可以迅速做出正确决策,促进管理水平与水资源调度效率的提升
2.2 数据收集系统
数据收集技术系统是国内水文水资源信息化建设管理的基础。因此我们一定要紧紧抓住现阶段国家防汛指挥系统中建设管理的大好机遇,努力地按照国内现行“基层测站至国家防总中的信息传输时间小于30分钟”的明确要求,力争去进一步改变过去以往的水文测报形式以及运行模式。水资源的水位观测、雨量观测工作还要逐步采用自记远传水位计以及固态存储的遥测雨量计等方式进行观测。
2.3数据、信息传输网络
建立依托邮电公网为基础的水文水资源信息传输网络,使自动采集的水文水资源基础数据通过端站和分中心,进入省水文计算机网络,要保证信息的可靠性、准确性、及时性和唯一性。同时还应该满足防汛指挥、水资源管理及配置、水质及水土保持监测等对通信网功能的要求。如数据、图像、声音、视频等。提高实时水文信息的处理精度和速度。
2.4数据存储、处理以及检索服务技术
我国的水文水资源信息一般是通过自动采集或者信息化的处理工作后,其信息与数据量将呈现为海量的,其存储功能主要依赖于其分布式存储系统之中,各种不同的信息数据库则均需要以字段编码形式并且按照一定的表结构有效组织在一起,最终形成了水文水资源信息数据系统。
2.5洪水预报决策支持系统
通过卫星获取高质量的影像,配合遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)平台,建立洪水预报信息的自动分析处理、预报参数的过滤计算、预报方案的优选比较、专家经验的整合参考、预报成果的综合分析、洪涝灾害的初步分析预测、预报结果的综合输出及检验分析等洪水预报决策支持系统,以提高洪水预报的精度和预见期。。
2.6枯水期的径流预报技术
现阶段,美国国家气象局已经组织和开发的“河流水情的预报与统计系统”,这项技术可以有效地提供了国内中长期(旬、月、季节)中的水文水情概率预报情况,能够比较好地帮助技术人员掌握和了解水资源的变化情况。因此我国应该积极借鉴国外的先进经验,努力、积极地开展国内枯水期径流的预报与研究工作,并且尽量将其作为现阶段水资源综合管理的核心内容进行建设。
2.7蓄滞洪区洪水演进系统
由于3S和数字高程模型(DEM)技术的日渐成熟,传统的洪水演进技术正在向两个方向发展:一个是在二维数字化地形图上叠加各种水文要素、经济社会及生态信息,借助数字高程模型(DEM)和遥感影像图形成三维可视化模型,进行三维量测和分析模拟。另一个是直接建立三维数字模型,综合地表达流域水文要素和各种地理实体的空间分布。
2.8墒情监测服务系统
墒情监测预测系统的建设目标是利用遥感、水文、气象、农业等信息,采用多种方法,进行合理选择,通过综合判断,估算各类干旱指数及其综合指数,形成标准化的墒情监测预测业务流程,建成业务运行系统,以图表和统计数据的形式按日、旬、月、季等不同时段输出,反映旱情实况和未来短期旱情发展变化的信息,进行全省及地方的旱情监测预测,为指导抗旱、水利建设、水资源调配、农业生产等提供科学依据和决策支持。
3.加强水文水资源监测的几点措施
3.1加强对水文监测工作人员的培训
水文监测要想更好地服务水利工作及社会经济发展,采用先进技术(例如固态存储、超声波水位计、计算机网络等)是很有必要的,这就要求加强对水文监测工作人员的培训,既要重视对理论知识的培训,而且要强化业务技能的培训。
3.2促使资料的整理与测验工作的相协调发展。
在当前的信息化时代下,都是利用计算机来实现对水文资料的整编,同时也存在一系列问题,如对无法实现对原始资料的检查、流域内测点的一致性的排查等,这样就易出现河流上下流水流的偏差。因此,提高水文资料的质量显得尤为重要,这样才能够实现与水文检测工作的协调发展。
3.3提高水文水资源监测的服务意识。
从而就要求水文水资源的工作人员要充分认识到自身工作的职责,树立起服务意识,实现对水文信息的社会化和公开化,真正将水文资源作为社会中的一项公共资源供社会公众参考、使用,切实发挥水文资源对于促进我国经济发展的作用。也就是说,通过对利用水文水资源监测的信息来更好地为社会经济建设服务,为实现经济的可持续发展提供必要的决策依据。
总之,水文水资源管理的信息化建设有利于提高水资源的管理效率,同时,也可以使水资源利用率得到提升,水资源能够实现最大化限度的利用,建立健全水文水资源信息共享体系是今后一段时间内水文建设重要的工作内容,尤其是对水资源监测数据管理平台的开发和利用,可以利用信息技术与网络优势实现资源共享,需要在实践中不断探索经验,不断更新,力争开发更多、更好的系统提高数据分析的准确性,减少工作人员的工作量,获取准确的数据为水文建筑、环境预测等工作的顺利开展提供必要的基础保障。
参考文献
[1]胡四一.全面实施国家水资源监控能力建设项目 全力提升水利信息化整体水平――在全国水利信息化工作座谈会暨国家水资源监控能力建设项目建设管理工作会议上的讲话[J].水利信息化,2012(06).
论文关键词:水电学科;实验教学;改革方案
重视和提高实验教学质量,不仅成为高等教育可持续健康发展的内在需要,而且也成为全社会关注的焦点问题。高校实验室作为人才培养、科学研究的重要基地,在培养具有创新精神和实践能力的高素质专门人才方面,正越来越发挥着不可替代的作用。随着高等教育管理体制改革不断推进,高等教育的跨越式发展以及社会对培养高素质创新型人才提出新要求,教学实验室建设工作目前显得滞后,需要理顺体制,强化管理,加强队伍建设,深化实验教学改革,以适应社会对培养创新人才的需要。
华北电力大学一贯重视实践教学,多年来形成了以“重实践,强能力”为培养目标的实践教学理念。以培养“基础扎实、知识面宽、素质高,具有一定的创新能力、较强的实践能力和良好的发展潜力的高级专门人才”为整体人才培养目标;坚持以学生为本,把“知识传授、能力培养、素质提高、协调发展”的教育理念贯彻到教学的各个方面;通过保证实践教学时间,严格实践教学管理,做到计划落实、经费落实、场所落实和考核落实,使重视实践教学真正落到实处;在学校制订的“十一五”规划中,明确提出了“要进一步加强实践基地和实验教学平台建设,促进工程实践和实验教学体系的整体优化”,加强实验教学改革。
21世纪水资源变成一种宝贵的稀缺资源,水资源问题已不仅仅是资源问题,更成为关系到国家经济、社会可持续发展和长治久安的重大战略问题。同时,开发清洁、可再生的水电能源已成为我国能源工业的重点发展方向,西部开发和西电东送战略的实施为我国水电工程建设带来了前所未有的发展机遇。水电能源开局将进一步向西南和西北的大江大河高山峡谷转移,工程规模在逐步加大,从而需要高精度的仿真分析来解决工程中出现的实际问题。水电学科的实验教学工作也必须与时俱进。
一、改善实验设备
水电学科是华北电力大学的新建学科,目前有水利水电工程专业和水文水资源专业。针对水电学科目前软硬件环境较为薄弱的实际情况,学校近几年投入大量资金来建设水电学科实验室。按照学科规划和“十一五”规划,水电学科实验室一直本着高起点、高水平、高利用率的原则进行建设。目前水电学科共建实验室12个,基本上能满足水利水电工程和水文水资源工程两个本科专业实验教学需求,功能齐备,软硬件资源配置合理,为水电学科提供了实践教学基地与全方位开放式的创新平台。大型物理模型有水工建筑物模型、水电站模型和水文沙盘模型,能够模拟实际的水电工程运行过程,有利于学生建立工程的总体概念,已经成为相关课程教学的重要组成部分。水文气象室外实观测点有校内水文气象室外观测园、校内人工河和雁翅水文站。校内水文气象室外观测园不仅给学生提供了水文气象要素测量的场所,还可以为师生进行水文气象研究提供长系列水文气象数据。水文气象室外观测园中安装了自动蒸发站和DVIS自动气象站,可以把水文气象数据通过无线传输传到室内,在室内就可以查询到任何时段的数据。水安全与水情自动测报实验室安装有水安全与水情自动测报系统,可以把校内人工河、雁翅水文站和校内气象站的水情、气象数据传输到室内;并在人工河旁边设有液晶演示屏,显示校内人工河、雁翅水文站和校内气象站的水情和气象数据。其他基础实验室近几年也新购了一批仪器,实验设备得到了完善。实验设备的完善为实验教学的顺利进行打好了基础,为学生进行创新搭建了平台。
二、不断优化、完善实验教学体系、内容、方法、手段
水电中心在改革过程中逐步形成了“始终坚持理论与实践并重,能力培养与素质提高并行,基础实验与专业实验、创新设计、科学研究有机结合,创造以学生为本的人文环境,坚持把知识传授、能力提高、素质培养贯穿于实验教学始终的教学理念”,构建了具有鲜明电力特色的四年不间断的可再生能源实验实践教学体系,并不断加以完善。建立了以能力培养为主线,从专业基础到专业再到综合、创新,采取“分层次、多模块相互衔接”的科学系统的实验教学体系;实验教学与理论教学既有机结合又相对独立,适应不同类型学生的需求。
水电中心不断更新实验教学计划,不断完善和更新基础实验。在“水利学”一级学科的基础上展开各门课程的实验,并把实验分为基础实验、设计实验和创新实验。基础实验为课堂内实验,有课时,是为设计实验和创新实验服务;而设计实验和创新实验是基础实验的延伸。
水电中心历来重视实验教学方法和手段的改革,逐渐形成了特色鲜明的实验教学方法和手段。
1.先进信息技术为实验方法与手段创新提供了空间
实验中心在实验教学中广泛应用现代化教育技术,特别是运用现代直观教具进行教学,比如:多媒体教学、仿真技术、计算机网络教学等手段。开设流域模拟实验、水电站水库调度实验室、水工模拟实验等,学生的实验热情广泛提高,同时提高了教学质量和效率。
2.在实验教学中实现了从“以教师为主”到“以学生为主”的转变
实验中心革新实验方法,增加综合性和设计性实验的比重,鼓励学生自己动手、独立思考,教师只作为引导者和协助者。鼓励学生自己设计实验内容,实验室提供设备、场景,让学生在自己设计的实验项目中探索知识的运用效果、体会知识如何转化为能力,增强了学生的学习动力。
3.实验中努力锻炼学生的团队协作能力
综合和设计实验将学生分组进行实验,要求小组成员以团队的方式进行整个实验,共同去发现问题、分析问题、制定实验方案、组织实施。在各组竞争过程中,培养学生的团队意识,锻炼团队协作能力。这种能力对学生以后参加工作,甚至整个人生都是极为重要的。
三、调动学生的积极性,鼓励学生创新
传统的教育理念的特点是注重理论教学,在实验教学中注重向学生传输理论知识,强调实验的精确性,只要实验步骤正确,实验结果合理就算实验圆满结束。这样学生只能死记课本知识,兴趣得不到发挥,动手能力差,创新意识得不到激发。每次实验的步骤都是学生按照老师讲解的实验步骤进行,连实验仪器怎么使用也必须有老师示范。做实验本来是一件有趣的事,结果到最后变成学生应付了事。有些学生甚至在做实验时什么也不干,等着回去抄袭同组学生的实验报告。在这种实验教学模式下培养的学生必然缺乏创新意识和实践能力,走入社会后很难适应社会的发展。
水电中心在实验教学改革中坚持以学生为主体、教师为主导、实验技术人员为主力,以传授知识、培养能力、提高素质、注重创新为核心,着重培养学生的工程实践能力、综合素质和创新精神,适应我国可再生能源发展对全新实践型、创新型人才的需求。进行基础试验时,先让学生预习实验报告,研究怎么使用实验仪器,怎么做实验,老师只是在旁边起指导作用;这样既发挥了学生实验的积极性,又有利于发现问题,从而加深了对实验项目的理解。鼓励学生进行创新活动,加强学生创新活动的指导,安排从博士生导师到青年博士等各个层次的教师参与学生创新活动的指导,从制度上保证指导教师的数量和水平,同时兼顾特长学生的个性发展。对于创新实验项目,鼓励学生自由组合、自主设计创新性实验项目,项目选题要思路新颖、目标明确、具有创新性和探索性,在专业实验老师的指导下和经费资助下,学生自主组织实施完成创新性实验项目研究。今年学校水电实验中心的创新实验项目有“图形处理器(GPU)在水文数值模拟中的应用”、“三维数字流域模拟的处理”、“三峡工程与极端天气灾害以及当地水体生态环境的相关性研究”、“三峡工程对生态的影响评估”、“三峡水库运行模式及抗旱预警机制研究”、“区域水资源系统安全阈值分析”、“水循环驱动下的湿地生态演化研究”、“基于虚拟现实的流域电子沙盘设计与制作”。
在创新性实验项目的实施过程中,学生的自主学习能力、查阅文献能力、分析和解决问题能力、运用知识能力、动手能力等得到了锻炼和提高,团队协作精神显著增强。
四、改革实验教学考核方法,建立多元化的实验考核体系
实验教学中心积极探索实验考核方法的改革,根据实验教学的特点,从有利于激发学生实验兴趣和主观能动性、提高实验能力为目的,确定实验考核方式。建立了一套多元化的实验考核办法,根据不同层次采取不同考核办法。
根据学生的实验情况、学习态度、实验报告质量、实验结果分析,由实验指导教师进行综合评价,给出成绩,实验成绩按优、良、中、及格、不及格五个档次计入。
对于课内实验,按照期末总成绩的10%计入,采取平时成绩与操作考试、期末笔试成绩相结合的考核办法。平时成绩以实验操作、实验能力、实验结果及实验报告为依据。鼓励学生在实验中有所创新,对于有创见的学生可适当加分,实验成绩不及格应予重修。实验成绩要登记、建档,避免了以往考核基本知识的单一性和考核基本操作的片面性,促进学生自觉地进行自身能力的培养。
对于单独开设的综合设计型实验,单独计学分。采用“目标+环节+报告”的考核方式。学生综合与设计实验能力应包括资料收集与分析整理、方案设计、数据分析、报告撰写等全过程,因此,实验考核应分项进行,统筹兼顾实验过程、实验结果与实验报告。
五、完善实验室管理机制