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摘要：结合精品课程建设目标及内容要求，对水利水电工程专业的专业核心课程“水电站”，从课程内容、教学方法与手段、教学资源等各个教学环节进行改革与建设。教学实践表明，这对于培养学生的创新意识和能力、提高学生分析问题解决问题的综合能力效果显著。
关键词：水电站;教学改革;精品课程建设
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0078-03
“水电站”课程是水利水电工程专业的核心主干课之一，是一门包含固体、流体、机械、电气设备等课程理论知识单元同时又包含实验、实习、课程设计等实践教学环节的综合性专业主干课。
郑州大学“水电站”课程2008年被评为河南省精品课程;其所属专业——“水利水电工程”于1959创建，是郑州大学最早的工科专业之一，是河南省首批名牌专业（2005年），是国家首批第二类特色专业（2007年）;其所属学科——“水利工程”具有一级博士学位授予权和博士后流动站。
本文结合精品课程建设目标及内容要求，水利水电工程专业的专业核心课程，从课堂教学、实验、实习、课程设计、专题拓展讲座等各个教学环节对“水电站”课程进行改革与建设。
一、课程体系建设
“水电站”是一门包含固体、流体、机械、电气设备、制图等理论知识、同时又与工程实际密切结合的综合性课程。结合课程特点，对水电站课程体系、教材建设以及教学内容与教学手段的改革进行系统研究，建立了“课堂理论教学+实验教学+实习+课程设计+专题拓展”等模块式课程新体系，如图1所示。
通过理论课程学习，使学生掌握水轮机类型、结构组成、工作原理、特性和选型，水电站的典型布置、水电站进水口、渠道及隧洞、压力管道、调压室工作原理、适用条件，输水系统建筑物的水力计算和结构设计方法，引水式地面厂房和其他类型厂房的布置设计、类型选择、荷载的确定及其结构设计原理等知识。使学生初步掌握有关水电站建筑物的基本设计方法。
配合课堂理论教学讲授进度，适时进行课程实验，增加学生的感性认识、动手能力和创新意识，使学生加深理解和掌握水电站的主要组成部分、水力发电的演变过程和产生的各种水力现象，巩固所学的理论知识。
通过课程设计，进一步巩固和加深厂房部分的理论知识，使学生了解水电站厂房设计的步骤和方法，培养和提高学生独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力。
在课程实习中，通过请专业设计人员作水电站枢纽建筑物设计的专题报告，参观已有、在建等典型的大中型水电站枢纽工程，从理论到实际，较为系统地了解水利工程特别是水电站枢纽的规划、设计以及工程施工各个阶段的要求、设计的原则、使用的方法，体会理论在设计中的运用。通过对已建工程设计的学习，吸取其经验教训，收集工程中使用的成功和先进的施工技术，学习优秀的设计方法，为毕业设计和今后的工作打下良好的基础。
在专题拓展教学环节中，依托课程组主讲教师的专业研究方向和研究成果，配合课堂教学，理论联系实际，组织各方向2～3次课程讲座，向学生介绍国内外特别是学生熟悉的授课教师的专业最新研究成果和发展动态、在建或筹备中的典型工程实例，鼓励学生积极参与课堂讨论，既扩大学生的知识面又使教学内容更加新颖，形成基本理论和最新科研成果、最新工程实例相结合的创新思维教学方法，激发学生的创新意识和参与创新活动的积极性，为学生明确今后的工作或研究方向奠定基础。
二、教学方法改革
重视探究性学习、研究性学习，体现以学生为主体的教育理念。通过灵活运用多种先进的教学方法，有效调动学生的积极性，促进学生积极思考，提高学生的创新学习能力，让学生不仅掌握本课程的基本理论和解决问题的基本方法，并能够独立地从事水利水电工程规划、设计、施工、监理和科研工作，成为水利工程及相关专业的复合型、创新型人才。
结合课程特点，灵活运用多种先进的教学方法。
1.课堂教学
① 采用启发式、互动式教学方法，提高学生主动思考的能力。
② 采用板书、多媒体、录像、教学模型、挂图、照片等相结合的教学形式，使课堂信息量大，重点突出，生动有趣，激发学生学习兴趣，提高教学效果。
③ 开展课堂讨论，发挥学生在教学活动中的主导地位。
④ 开放式课后思考题和习题，促使学生学会利用文献资料和图书进行拓宽式学习、及时追踪相关的国内外最新研究动向和工程建设进展，以激发学生的主动学习潜能。
⑤ 逐步加大双语教学内容比例，目前重要的专业名词和术语均采用中英文书写，使学生在学习课程的过程中，熟悉一些专业词汇。
⑥ 科研与教学结合，鼓励学生参加科研，增强他们的动手能力、协作能力和创新能力。
如水电站类型部分，让学生在课外查阅国内外最近的已建和在建典型水电站相关资料，鼓励学生积极参与课堂教学，既扩大学生的知识面又使教学内容更加新颖。
水电站课程中有大量的经验公式和经验系数，如进水口高程确定、水击和调压室水力计算等，这些经验公式和经验系数光靠严密的理论推导是得不出来的，它们需要借助于相应的模型试验和边界假定而得到。在这部分内容的讲解中，不能简单地只让学生记住这些经验公式和系数，而是要向学生详细地介绍为什么要进行如此的边界假定和模型试验，让学生学到在处理复杂的问题时，学会如何去抓住主干而忽略细小枝节;同时，要让学生了解到同一条件在不同问题中可能会由主干变为枝节，或由枝节变为主干。这样，在专业课教学中培养学生的发散思维，使学生在分析问题和解决问题时，由一条思路扩散到多条思路，由单项思维扩展到立体思维，从而形成创新性思维模式。
另外，水电站课程中有部分结构复杂、无法用已有方法解决的内容。要解决这类问题，就涉及到许多超过学生所学课程范围的相关知识和本专业方向的学科新成果和新动向。在以往的教学中，考虑到学生知识范围所限，对这类问题基本上只作简单介绍，一带而过，让学生在将来需要时去查专著。进行专业课教学改革后，发现此类内容正是培养学生创新意识的最有利条件。因此，在对这类内容的讲解中，要向学生讲述问题的特殊性所在、最原始的解决方法，并特别侧重介绍随着本专业及相关学科相应新成果的发展，这类问题解决方法的相应改进。如水电站厂房水下大块体混凝土结构，它不能归属于梁、板、柱等構件。最初是把它简化成厚板按弹性体进行计算，计算的误差较大。随着有限元的发展，开始用简单的弹性有限元来计算，而后又引入了非线性有限元等方法，这些计算方法的改进，使该类构件的计算分析越来越接近问题的实际情况;最后还要让学生明白，现有的最新计算方法并不是完美无缺的。目前许多本专业的学者正致力于该类问题的进一步研究，以期得到更好的解决方法。通过该类内容的学习，把本学科及相关学科的最新研究成果、新思想、新趋势及时地传授给学生，特别是结合教学内容把教师正在进行的科研项目和成果及时介绍给学生，从而引导学生形成探索未知的思想，激发起学生的创新意识，提高学生的创新学习能力。 2.实践教学
①实验教学。常规实验和创新性实验相结合，采取学生自行设计、分小组实验，每6～8人一组，配备1名实验指导教师，以此提高学生的科研意识和动手能力。
②实习。采用以专业教师带队集中组织统一实习，实习基地工程技术人员和带队教师共同指导的方式。实习环节教师和学生的比例约为1：20，保证每位学生充足的实习时间，注重培养学生的创新能力。实习成绩根据实习现场面试、实习报告和实习单位评价等方面进行综合评定。
③课程设计。采取多题选择、手工绘图与计算机辅助绘图相结合、开放式设计等措施，巩固学生的基本技能和现代设计手段。
三、教学资源建设
形成了一套完整的纸质教材、电子辅助教材和网络课程相结合的立体化教材教辅体系。
1.教材建设
课程组自2003年开始，根据高等学校水利水电类专业《水电站》教学大纲和水利水电工程最新的各种标准和规范，结合长期从事水利水电专业教学、生产实践及科学研究的经验，先后编写了两部《水电站》教材。
课程配套实验教材均为自编教材。结合教学内容和最新科研成果，不断更新实验教材，目前在原有实验内容基础上还完成了部分开放性创新性实验内容，实验教材配套齐全，能满足教学需要。
为提高学生的自主学习能力和研究性学习能力，结合各章节教学内容，均开列并提供相关的教材、专著、文献和从相关设计科研单位收集到的最新资料;同时采用开发和购置相结合的方法，提供多种版本电子教材、多媒体课件、幻灯片等现代化教学技术和手段辅助教学。
课程组还相继编著出版了《水电站建筑物设计参考资料》、《水利水电工程概论》、《水力学》等系列教材。
2.信息技术辅助教学手段建设
课程组自2004年开始，在河南省高校21世纪网络课程建设工程资助下，开发了《水电站》多媒体教学课件。开发的课件中包含了大量工程实景图片、动画视频和动手作业习题，可用于水电站课程的课堂教学或课外自学，可有效地激发学生的学习兴趣、培养学生的创新意识和创新能力。该课件已通过省级教学成果鉴定，获2007年省信息技术优秀成果一等奖。
同时还相继开发完成了《认识实习》网络课件、具有水利水电专业特色的《文献检索》多媒体教学课件以及水力机械教学录像片等。这些信息技术辅助教学资源，可以有效解决目前《水电站》课程学时少、讲授内容多、课程讲授需要与实际工程密切结合等问题，促进学生理解和掌握课本知识，提高教学效果;还可以解决教学经费紧张、教学辅助设备（挂图、模型及幻灯等）更新慢、实习经费紧张、实习工地危险等问题，同时也为该课程的远程教学提供了基础。
应用多媒体辅助教学手段，教师能够充分利用课堂上的时间，形象再现国内外典型的水电站工程实例图并形象展现厂房布置的三维空间关系等，促进学生理解和掌握课本知识，提高教学效果。
近年来的使用表明，适当应用《水电站》课程多媒体辅助教学系统是提高教学质量和培养学生创新能力的有效途径和重要手段。
3.网络教学资源建设
2006年，水电站课程网站开通运行，经过多年的建设，网络教学资源内容丰富、功能比较齐全、运行良好，并能有效共享，在教学中发挥了重要作用。该网站教学资源将不断更新动态。
4.实践性教学资源建设
多方筹措资金加大实验教学投入，自行设计制作与购置相结合，更新了实验教学设备，设计开发了相应开放性创新性实验，为培养学生的创新意识和创新能力提供了平台。
拥有7个相对固定的校外实习基地，并能满足教学需要，其中南湾水库、河南省水利第一工程局、河南省水利第二工程局等3个实习基地已签订协议书并以学校名义挂牌。能够进行开放式教学且效果明显。
四、考核方式及效果
建立了课堂教学与教学管理及成绩评定方法改革相结合的开放式教学模式，采取出勤率、作业、实验、期末考试成绩有机结合的综合成绩评价体系，使“融传授知识、能力培养、素质教育于一体”得以体现并取得显著成效。
课程考试方法和考核成绩综合评价办法在开课之初向学生公布。总的思路是逐步增大平时学习成绩（出勤率、作业、实验、课堂讨论）比重，目前平时成绩占20%-30%，期末考试成绩占80%-70%，采用平时成绩与期末考试成绩相结合，综合评定学生的学习效果。课程考试成绩采用百分制。
课程设计成绩是依据学生设计过程表现、图纸和设计说明书的质量等各方面综合评定的，分为优、良、中、及格和不及格五个等级。
培养的学生近2年平均考研录取率达34.5%、平均就业率为96.8%。近两年在全国大学生英语竞赛和大學生数学建模竞赛中获省级以上奖励10项，其中国家级奖励9项;获得国家专利2项。
参考文献：
[1]韩菊红，李平先，郭进军.依托科研项目培养创新型人才[J].现代教育通讯，2007，（3）：112-113.
[2]赖旭，伍鹤皋，龚国芝.《水电站》课程多媒体软件设计[J].武汉水利电力大学学报，2000，33（6）：53-56.
（责任编辑：刘翠枝）
关键词：水电站;教学改革;精品课程建设
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0078-03
“水电站”课程是水利水电工程专业的核心主干课之一，是一门包含固体、流体、机械、电气设备等课程理论知识单元同时又包含实验、实习、课程设计等实践教学环节的综合性专业主干课。
郑州大学“水电站”课程2008年被评为河南省精品课程;其所属专业——“水利水电工程”于1959创建，是郑州大学最早的工科专业之一，是河南省首批名牌专业（2005年），是国家首批第二类特色专业（2007年）;其所属学科——“水利工程”具有一级博士学位授予权和博士后流动站。
本文结合精品课程建设目标及内容要求，水利水电工程专业的专业核心课程，从课堂教学、实验、实习、课程设计、专题拓展讲座等各个教学环节对“水电站”课程进行改革与建设。
一、课程体系建设
“水电站”是一门包含固体、流体、机械、电气设备、制图等理论知识、同时又与工程实际密切结合的综合性课程。结合课程特点，对水电站课程体系、教材建设以及教学内容与教学手段的改革进行系统研究，建立了“课堂理论教学+实验教学+实习+课程设计+专题拓展”等模块式课程新体系，如图1所示。
通过理论课程学习，使学生掌握水轮机类型、结构组成、工作原理、特性和选型，水电站的典型布置、水电站进水口、渠道及隧洞、压力管道、调压室工作原理、适用条件，输水系统建筑物的水力计算和结构设计方法，引水式地面厂房和其他类型厂房的布置设计、类型选择、荷载的确定及其结构设计原理等知识。使学生初步掌握有关水电站建筑物的基本设计方法。
配合课堂理论教学讲授进度，适时进行课程实验，增加学生的感性认识、动手能力和创新意识，使学生加深理解和掌握水电站的主要组成部分、水力发电的演变过程和产生的各种水力现象，巩固所学的理论知识。
通过课程设计，进一步巩固和加深厂房部分的理论知识，使学生了解水电站厂房设计的步骤和方法，培养和提高学生独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力。
在课程实习中，通过请专业设计人员作水电站枢纽建筑物设计的专题报告，参观已有、在建等典型的大中型水电站枢纽工程，从理论到实际，较为系统地了解水利工程特别是水电站枢纽的规划、设计以及工程施工各个阶段的要求、设计的原则、使用的方法，体会理论在设计中的运用。通过对已建工程设计的学习，吸取其经验教训，收集工程中使用的成功和先进的施工技术，学习优秀的设计方法，为毕业设计和今后的工作打下良好的基础。
在专题拓展教学环节中，依托课程组主讲教师的专业研究方向和研究成果，配合课堂教学，理论联系实际，组织各方向2～3次课程讲座，向学生介绍国内外特别是学生熟悉的授课教师的专业最新研究成果和发展动态、在建或筹备中的典型工程实例，鼓励学生积极参与课堂讨论，既扩大学生的知识面又使教学内容更加新颖，形成基本理论和最新科研成果、最新工程实例相结合的创新思维教学方法，激发学生的创新意识和参与创新活动的积极性，为学生明确今后的工作或研究方向奠定基础。
二、教学方法改革
重视探究性学习、研究性学习，体现以学生为主体的教育理念。通过灵活运用多种先进的教学方法，有效调动学生的积极性，促进学生积极思考，提高学生的创新学习能力，让学生不仅掌握本课程的基本理论和解决问题的基本方法，并能够独立地从事水利水电工程规划、设计、施工、监理和科研工作，成为水利工程及相关专业的复合型、创新型人才。
结合课程特点，灵活运用多种先进的教学方法。
1.课堂教学
① 采用启发式、互动式教学方法，提高学生主动思考的能力。
② 采用板书、多媒体、录像、教学模型、挂图、照片等相结合的教学形式，使课堂信息量大，重点突出，生动有趣，激发学生学习兴趣，提高教学效果。
③ 开展课堂讨论，发挥学生在教学活动中的主导地位。
④ 开放式课后思考题和习题，促使学生学会利用文献资料和图书进行拓宽式学习、及时追踪相关的国内外最新研究动向和工程建设进展，以激发学生的主动学习潜能。
⑤ 逐步加大双语教学内容比例，目前重要的专业名词和术语均采用中英文书写，使学生在学习课程的过程中，熟悉一些专业词汇。
⑥ 科研与教学结合，鼓励学生参加科研，增强他们的动手能力、协作能力和创新能力。
如水电站类型部分，让学生在课外查阅国内外最近的已建和在建典型水电站相关资料，鼓励学生积极参与课堂教学，既扩大学生的知识面又使教学内容更加新颖。
水电站课程中有大量的经验公式和经验系数，如进水口高程确定、水击和调压室水力计算等，这些经验公式和经验系数光靠严密的理论推导是得不出来的，它们需要借助于相应的模型试验和边界假定而得到。在这部分内容的讲解中，不能简单地只让学生记住这些经验公式和系数，而是要向学生详细地介绍为什么要进行如此的边界假定和模型试验，让学生学到在处理复杂的问题时，学会如何去抓住主干而忽略细小枝节;同时，要让学生了解到同一条件在不同问题中可能会由主干变为枝节，或由枝节变为主干。这样，在专业课教学中培养学生的发散思维，使学生在分析问题和解决问题时，由一条思路扩散到多条思路，由单项思维扩展到立体思维，从而形成创新性思维模式。
另外，水电站课程中有部分结构复杂、无法用已有方法解决的内容。要解决这类问题，就涉及到许多超过学生所学课程范围的相关知识和本专业方向的学科新成果和新动向。在以往的教学中，考虑到学生知识范围所限，对这类问题基本上只作简单介绍，一带而过，让学生在将来需要时去查专著。进行专业课教学改革后，发现此类内容正是培养学生创新意识的最有利条件。因此，在对这类内容的讲解中，要向学生讲述问题的特殊性所在、最原始的解决方法，并特别侧重介绍随着本专业及相关学科相应新成果的发展，这类问题解决方法的相应改进。如水电站厂房水下大块体混凝土结构，它不能归属于梁、板、柱等構件。最初是把它简化成厚板按弹性体进行计算，计算的误差较大。随着有限元的发展，开始用简单的弹性有限元来计算，而后又引入了非线性有限元等方法，这些计算方法的改进，使该类构件的计算分析越来越接近问题的实际情况;最后还要让学生明白，现有的最新计算方法并不是完美无缺的。目前许多本专业的学者正致力于该类问题的进一步研究，以期得到更好的解决方法。通过该类内容的学习，把本学科及相关学科的最新研究成果、新思想、新趋势及时地传授给学生，特别是结合教学内容把教师正在进行的科研项目和成果及时介绍给学生，从而引导学生形成探索未知的思想，激发起学生的创新意识，提高学生的创新学习能力。 2.实践教学
①实验教学。常规实验和创新性实验相结合，采取学生自行设计、分小组实验，每6～8人一组，配备1名实验指导教师，以此提高学生的科研意识和动手能力。
②实习。采用以专业教师带队集中组织统一实习，实习基地工程技术人员和带队教师共同指导的方式。实习环节教师和学生的比例约为1：20，保证每位学生充足的实习时间，注重培养学生的创新能力。实习成绩根据实习现场面试、实习报告和实习单位评价等方面进行综合评定。
③课程设计。采取多题选择、手工绘图与计算机辅助绘图相结合、开放式设计等措施，巩固学生的基本技能和现代设计手段。
三、教学资源建设
形成了一套完整的纸质教材、电子辅助教材和网络课程相结合的立体化教材教辅体系。
1.教材建设
课程组自2003年开始，根据高等学校水利水电类专业《水电站》教学大纲和水利水电工程最新的各种标准和规范，结合长期从事水利水电专业教学、生产实践及科学研究的经验，先后编写了两部《水电站》教材。
课程配套实验教材均为自编教材。结合教学内容和最新科研成果，不断更新实验教材，目前在原有实验内容基础上还完成了部分开放性创新性实验内容，实验教材配套齐全，能满足教学需要。
为提高学生的自主学习能力和研究性学习能力，结合各章节教学内容，均开列并提供相关的教材、专著、文献和从相关设计科研单位收集到的最新资料;同时采用开发和购置相结合的方法，提供多种版本电子教材、多媒体课件、幻灯片等现代化教学技术和手段辅助教学。
课程组还相继编著出版了《水电站建筑物设计参考资料》、《水利水电工程概论》、《水力学》等系列教材。
2.信息技术辅助教学手段建设
课程组自2004年开始，在河南省高校21世纪网络课程建设工程资助下，开发了《水电站》多媒体教学课件。开发的课件中包含了大量工程实景图片、动画视频和动手作业习题，可用于水电站课程的课堂教学或课外自学，可有效地激发学生的学习兴趣、培养学生的创新意识和创新能力。该课件已通过省级教学成果鉴定，获2007年省信息技术优秀成果一等奖。
同时还相继开发完成了《认识实习》网络课件、具有水利水电专业特色的《文献检索》多媒体教学课件以及水力机械教学录像片等。这些信息技术辅助教学资源，可以有效解决目前《水电站》课程学时少、讲授内容多、课程讲授需要与实际工程密切结合等问题，促进学生理解和掌握课本知识，提高教学效果;还可以解决教学经费紧张、教学辅助设备（挂图、模型及幻灯等）更新慢、实习经费紧张、实习工地危险等问题，同时也为该课程的远程教学提供了基础。
应用多媒体辅助教学手段，教师能够充分利用课堂上的时间，形象再现国内外典型的水电站工程实例图并形象展现厂房布置的三维空间关系等，促进学生理解和掌握课本知识，提高教学效果。
近年来的使用表明，适当应用《水电站》课程多媒体辅助教学系统是提高教学质量和培养学生创新能力的有效途径和重要手段。
3.网络教学资源建设
2006年，水电站课程网站开通运行，经过多年的建设，网络教学资源内容丰富、功能比较齐全、运行良好，并能有效共享，在教学中发挥了重要作用。该网站教学资源将不断更新动态。
4.实践性教学资源建设
多方筹措资金加大实验教学投入，自行设计制作与购置相结合，更新了实验教学设备，设计开发了相应开放性创新性实验，为培养学生的创新意识和创新能力提供了平台。
拥有7个相对固定的校外实习基地，并能满足教学需要，其中南湾水库、河南省水利第一工程局、河南省水利第二工程局等3个实习基地已签订协议书并以学校名义挂牌。能够进行开放式教学且效果明显。
四、考核方式及效果
建立了课堂教学与教学管理及成绩评定方法改革相结合的开放式教学模式，采取出勤率、作业、实验、期末考试成绩有机结合的综合成绩评价体系，使“融传授知识、能力培养、素质教育于一体”得以体现并取得显著成效。
课程考试方法和考核成绩综合评价办法在开课之初向学生公布。总的思路是逐步增大平时学习成绩（出勤率、作业、实验、课堂讨论）比重，目前平时成绩占20%-30%，期末考试成绩占80%-70%，采用平时成绩与期末考试成绩相结合，综合评定学生的学习效果。课程考试成绩采用百分制。
课程设计成绩是依据学生设计过程表现、图纸和设计说明书的质量等各方面综合评定的，分为优、良、中、及格和不及格五个等级。
培养的学生近2年平均考研录取率达34.5%、平均就业率为96.8%。近两年在全国大学生英语竞赛和大學生数学建模竞赛中获省级以上奖励10项，其中国家级奖励9项;获得国家专利2项。
参考文献：
[1]韩菊红，李平先，郭进军.依托科研项目培养创新型人才[J].现代教育通讯，2007，（3）：112-113.
[2]赖旭，伍鹤皋，龚国芝.《水电站》课程多媒体软件设计[J].武汉水利电力大学学报，2000，33（6）：53-56.
（责任编辑：刘翠枝）