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摘要：

水力學(xué)與橋涵水文課程是交通土建專業(yè)本科生的一門必不可少的專業(yè)基礎(chǔ)課。結(jié)合多年的教學(xué)實踐，通過對課程設(shè)置、教學(xué)環(huán)節(jié)的組織、考核標(biāo)準(zhǔn)的制定等三方面的分析，提出了一些提高課程教學(xué)效果的措施和建議，如水力學(xué)與橋涵水文合并開課、教學(xué)緊密結(jié)合工程實際、正確運用現(xiàn)代化教學(xué)手段、合理組織教學(xué)過程、完善考核標(biāo)準(zhǔn)等。教學(xué)實踐表明，以上措施，有助于改善專業(yè)考查課教學(xué)方法枯燥、學(xué)生學(xué)習(xí)被動和課程考核方式單一的現(xiàn)狀，有利于提高課程教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。研究成果也適用于大土木類其他專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)實踐。

關(guān)鍵詞：水力學(xué)與橋涵水文課程；教學(xué)研究；課程教學(xué)；教學(xué)實踐；考核標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號：G6420；TV3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：

10052909（2017）01011904

水力學(xué)與橋涵水文課程是交通土建專業(yè)本科生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程教學(xué)旨在使學(xué)生掌握必要的橋涵水文學(xué)的基本概念、理論、計算方法，并能應(yīng)用這些知識解決實際工程問題，如合理選定橋位、推求設(shè)計流量、孔徑計算與墩臺沖刷深度計算等，為以后從事道路與橋梁工程設(shè)計、施工等相關(guān)工作打下必要的基礎(chǔ)[1-2]。該課程涵蓋的專業(yè)知識豐富，教學(xué)難度大。課程一般設(shè)置在土木工程專業(yè)交通土建方向第5學(xué)期，性質(zhì)為選修課，教學(xué)計劃為48學(xué)時。在學(xué)生沒有任何“水文水力計算”基礎(chǔ)的前提下，如何給交通土建方向的學(xué)生講授這門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，并保障課程教學(xué)效果？筆者根據(jù)對該課程多年教學(xué)實踐的探索，從課程設(shè)置、教學(xué)環(huán)節(jié)、考核標(biāo)準(zhǔn)制定等三方面，具體探討提升課程教學(xué)效果的一些措施。

一、課程設(shè)置

水力學(xué)和橋涵水文在學(xué)科方面雖然各自都較獨立，但在理論應(yīng)用方面卻關(guān)系密切[3]。水力學(xué)是橋涵水文的理論基礎(chǔ)，內(nèi)容包括水靜力學(xué)、水動力學(xué)、明渠水流、水流運動規(guī)律等；橋涵水文講述的是水力學(xué)基本理論在道路與橋梁工程水文計算中的應(yīng)用，主要內(nèi)容為橋位選擇、設(shè)計流量推求、孔徑布置、橋梁墩臺沖刷計算等。過去由于各種原因，一些院校僅選擇開設(shè)水力學(xué)課程或橋涵水文課程，不會同時開設(shè)這兩門課。橋涵水文計算是橋涵布設(shè)與結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要依

據(jù)，橋面高程、孔徑大小、基礎(chǔ)埋置深度等參數(shù)均需要橋涵水文專業(yè)知識，僅開設(shè)水力學(xué)課程對人才的知識結(jié)構(gòu)是非常不利的。而僅開設(shè)橋涵水文課程，雖然看起來學(xué)生也能解決工程應(yīng)用問題，但由于對水力學(xué)基本原理缺乏一定深度的認(rèn)知，學(xué)習(xí)橋涵水文知識難度加大，工程應(yīng)用時也會因為一知半解而出現(xiàn)問題。因此，水力學(xué)和橋涵水文兩門課程是有機的整體，均需設(shè)置。

對水力學(xué)課程和橋涵水文課程，以前很多院校是將其分開設(shè)置的。水力學(xué)課程開設(shè)在第3或第4學(xué)期，是大土木學(xué)科必修的理論基礎(chǔ)課。橋涵水文課程則開設(shè)在第5、第6或第7學(xué)期，是交通土建專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。目前將兩門課程合并設(shè)置的原因：一方面，教材的一致性難以保證，學(xué)習(xí)時間間隔較大，不便于教與學(xué)；另一方面，當(dāng)前高等院校教學(xué)改革的趨勢是優(yōu)化課程體系，打破課程間的壁壘，進(jìn)行課程的重組和整合[4]。因而，無論是從水力學(xué)和橋涵水文本身知識體系的聯(lián)系，還是從教學(xué)改革的導(dǎo)向及有利于教與學(xué)的角度來看，將“水力學(xué)與橋涵水文”作為一門課程比分開設(shè)置要好得多，這也是目前的大趨勢。在此背景下，鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院交通工程專業(yè)在2012年制定的培養(yǎng)計劃中，明確將水力學(xué)和橋涵水文作為一門課程來安排教學(xué)。具體課時安排見表1。

二、 教學(xué)環(huán)節(jié)

合并后的水力學(xué)與橋涵水文課程，其教學(xué)大綱及課程內(nèi)容并未減少，要求也未降低，但總學(xué)時卻減少了不少。為達(dá)到較好的教學(xué)效果，要求教師在教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)組織上作較大的改進(jìn)，提高課堂教學(xué)效率，充分調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動性。

首先，水力學(xué)與橋涵水文課程是一門工程實踐性很強的課程，授課過程中教師一定要結(jié)合工程實際，大量應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。要將在學(xué)生眼中還是抽象概念的知識點具體到工程實踐中，并通過圖片或視頻等形式呈現(xiàn)出來，提高課堂講授效率。如：結(jié)合一橋梁圖示，幫助

學(xué)生明白，

在工程設(shè)計時需要確定的橋面高度孔徑大小、墩臺最小埋置深度等，都需要通過課程知識來解決，可見課程內(nèi)容的重要性；結(jié)合淺基橋梁圖片，啟發(fā)學(xué)生了解合理的基礎(chǔ)埋置深度的重要性；結(jié)合鄭州市域九座黃河大橋分布圖，分析橋位選擇的原則等。化抽象為具體，通過工程需要尋找解決辦法，目的性強，相比純理論講授，更易調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

其次，在課堂教學(xué)中應(yīng)采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式。該課程知識點多，理論部分比較抽象、枯燥，采用傳統(tǒng)板書式的課堂教學(xué)方式，很多重要內(nèi)容學(xué)生難以理解，學(xué)習(xí)效率低。多媒體教學(xué)可以通過巧妙的構(gòu)思、生動的畫面、形象的演示，使實際工程結(jié)構(gòu)的呈現(xiàn)更清晰直觀，易于學(xué)生理解和掌握，提高課堂教學(xué)效率。山區(qū)河流和平原區(qū)河流的水流特征、不同河段的橋位選擇和孔徑布置要求、適線法計算時理論頻率曲線與經(jīng)驗頻率曲線的對比、橋面最低高程的影響因素、墩臺沖刷的理論推導(dǎo)圖示及墩形、導(dǎo)流堤和丁壩的設(shè)置及其形式和小橋涵的水流計算及進(jìn)出水口的處理等，這些內(nèi)容建議采用多媒體教學(xué)手段授課。雖然多媒體教學(xué)方式好處很多，但在重要計算公式的推導(dǎo)部分還是建議采用板書方式效果會更好，因為在板書的過程中，可以給學(xué)生充分的思考時間，更利于學(xué)生接受理解。如：明渠均勻流水力計算、流量計算、小橋和涵洞孔徑計算等。隨著計算機的普及，教師應(yīng)有意識地培養(yǎng)學(xué)生使用計算機解決課程有關(guān)問題的能力。如：習(xí)題課時，借助AutoCAD、EXCEL、自編程序等，將相關(guān)分析、數(shù)理統(tǒng)計法流量計算、孔徑布置、最低橋面高程和沖刷深度計算等橋涵水文計算，在多媒體上按步驟一步步地推導(dǎo)。多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)方式的結(jié)合，既能直觀、方便地完成教學(xué)任務(wù)，又有助于培養(yǎng)學(xué)生利用現(xiàn)有手段解決問題的能力，減少手算麻煩和易錯的弊端?？傊?，根據(jù)授課內(nèi)容的不同，合理選擇多媒體課件、黑板板書和現(xiàn)有計算機輔助計算軟件等，有側(cè)重地講解知識。

最后，重視教學(xué)內(nèi)容的組織與設(shè)計。水力學(xué)與橋涵水文課程知識點橫跨多個學(xué)科，專業(yè)知識豐富，教學(xué)難度大。本著服務(wù)于道路與橋梁工程應(yīng)用研究為目標(biāo)，在課堂教學(xué)中要突出橋涵水文知識和橋涵水文設(shè)計技能的講授，根據(jù)工程應(yīng)用研究需要具體設(shè)置教學(xué)內(nèi)容的難度、深度和廣度，不必面面俱到。如水力學(xué)部分重點詳細(xì)講解明渠水流、水靜力學(xué)、水動力學(xué)、水流阻力和水頭損失

等；橋涵水文部分重點講解水文統(tǒng)計法、設(shè)計流量計算、孔徑計算、橋梁墩臺沖刷計算等，一般性介紹河川徑流、橋位勘測和橋位選擇、小橋涵孔徑計算，簡單介紹調(diào)治構(gòu)造物，

要求學(xué)生課下自學(xué)海洋水文和橋梁水工模型試驗。在上述基本原則下合理分配講授學(xué)時。講授順序按照便于理解與應(yīng)用的目標(biāo)設(shè)置，部分知識點可將水力學(xué)和橋涵水文知識融合在一起講解，結(jié)合河流的水流狀態(tài)，講解相應(yīng)的水力學(xué)計算理論，如明渠均勻流的水力特征和基本公式、明渠非均勻流的水力特征和基本公式、復(fù)式斷面明渠均勻流的水力計算、謝才公式的推導(dǎo)及其應(yīng)用等。也可將復(fù)式斷面明渠均勻流水力計算與歷史洪水流量計算一起介紹。還可將臨界水深、臨界底坡、水躍、水跌與小橋涵孔徑計算合并講解。

三、考核標(biāo)準(zhǔn)的制定

除教學(xué)環(huán)節(jié)外，考核標(biāo)準(zhǔn)制定得是否合理和學(xué)習(xí)效果也有著密切關(guān)系。一般選修課傳統(tǒng)的考核方式有考查和考試兩種。采用考查方式考核，學(xué)生會對相關(guān)選題有相對全面的了解，能夠接觸到新的研究成果，但對課程整個知識體系的掌控可能較弱。采用考試方式考核，目前標(biāo)準(zhǔn)化考題客觀題多，主觀性、綜合性試題少，雖然能給出相對客觀的評判，但對學(xué)生綜合運用知識解決實際問題能力的考核力度不夠。目前考試改革的大方向[5]是順應(yīng)新時代要求，建立以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力為核心的綜合評價體系，既要有標(biāo)準(zhǔn)化考試，又要有非考試性測評；要增加主觀題的分量，重視綜合運用能力的考核；鼓勵學(xué)生參與教學(xué)、工程實踐和科研工作，并給予相應(yīng)的加分獎勵等。

結(jié)合以上考試改革方向，筆者認(rèn)為該課程考核可采取如下一些措施：

第一，設(shè)置平時表現(xiàn)考核環(huán)節(jié)（占20%），包括課堂表現(xiàn)（占10%）和平時作業(yè)（占10%）。加強對學(xué)生平時表現(xiàn)的考核，有利于督促學(xué)生學(xué)習(xí)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。具體內(nèi)容有出勤情況、課堂活躍程度（課堂搶答、學(xué)生提問等）、作業(yè)完成質(zhì)量等。

第二，卷面考核環(huán)節(jié)（占50%）。在考試題型的設(shè)計上，減少客觀題分值，加大問答題、計算題、論述題比重，特別是增加一些綜合性試題。如計算一座中小橋梁的設(shè)計流量需要搜集哪些資料？這類問題既綜合考核了相關(guān)知識點，又與工程實際緊密結(jié)合，能有效培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。

第三，加強對課程設(shè)計環(huán)節(jié)的考核（占30%）。課程設(shè)計是學(xué)生與工程實際接觸的橋梁，缺少課程設(shè)計必將影響日后學(xué)生對水文問題的認(rèn)識與處理，因此，對課程設(shè)計環(huán)節(jié)必須加以重視，嚴(yán)格考核。需要注意的是，要避免像傳統(tǒng)課程設(shè)計那樣集中在學(xué)期末（時間緊）和室內(nèi)統(tǒng)一進(jìn)行（枯燥乏味），既有課外實踐環(huán)節(jié)，又有內(nèi)業(yè)處理環(huán)節(jié)。具體做法：事先選定橋位，組織學(xué)生現(xiàn)場勘測河床斷面、水面坡度，收集流域水文參數(shù)、河道糙率系數(shù)、歷史洪水流量資料，調(diào)查歷史特大洪水情況，了解河床基本狀況等；要求學(xué)生3～5人一組完成橋位的設(shè)計流量計算、孔徑布置、橋面高程確定、沖刷計算等基本的水文計算。通過分析對比，最終選擇合理的計算結(jié)果作為設(shè)計依據(jù)，盡量做到與實際工程分析計算相同。推薦學(xué)生借助AutoCAD、EXCEL、自編程序等完成計算，不推薦使用商業(yè)水文計算軟件，因為作為初學(xué)者需要掌握將基本理論應(yīng)用于工程實際的方法。

第四，在理論與實踐應(yīng)用方面有創(chuàng)新成果和獨到見解的，應(yīng)給予加分獎勵。

四、結(jié)語

從課程設(shè)置、教學(xué)環(huán)節(jié)、考核標(biāo)準(zhǔn)制定等三方面，探討了提升水力學(xué)與橋涵水文課程教學(xué)效果的一些具體措施。一是將水力學(xué)和橋涵水文作為一門課程來教學(xué)，而不是作為兩門課分開來安排教學(xué)。二是在教學(xué)環(huán)節(jié)，結(jié)合實際工程授課，采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段合理組織教學(xué)活動，有助于提高課堂教學(xué)效率，發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動性。三是制定合理的考核措施，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決實際問題的能力。從近幾年的教學(xué)實踐來看，課堂教學(xué)氛圍活躍，80%左右的學(xué)生卷面考核成績優(yōu)良，在平時作業(yè)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計的水文計算等環(huán)節(jié)，大部分學(xué)生能夠保質(zhì)保量順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

可見，采取上述措施能使學(xué)生牢固掌握

知識點，并具有解決實際問題的能力，教學(xué)效果良好。參考文獻(xiàn)：

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[5]周富春，楊斌，涂忠仁.“水力學(xué)與橋涵水文”教學(xué)改革探討[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報：社科版，2003，3（增刊）：57-58.

Abstract：

Hydraulics and hydrology of bridge and culvert course is an essentialprofessional basic coursefor undergraduates majoring in traffic and civil engineering. In order to exploreitsteaching effect as an elective course，some effective teaching strategieswere discussedcombined with years of teaching practice and the analysis of curricula arrangement， teaching organizationand assessment standards. Some measures and suggestionsto improve the teaching effect of this course were put forward： combining hydraulics course with hydrology of bridge and culvert course， close integration with engineering practice， correct use ofmodern teaching means， reasonable teaching process organization， perfecting assessment standards， and so on. Teachingpractice showedthat the above measures and suggestionswere effective， and the condition of boring teaching method， passive learning and assessment standardssingleness had been changed. So it is helpful to improve the teaching effect of this course and cultivate comprehensive ability of students.Research results arealsoapplicabletoteaching practice of professional basic courses opened in civil engineering.

Keywords： hydraulics and hydrology of bridge and culvert； teaching research； course teaching； teaching practice； assessment standards

（編輯王宣）