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农业水利工程专业综合实验初探

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摘要：

在我国计算机、互联网等信息技术快速发展，规模、影响力不断扩大过程中，水利工程工作迎来前所未有的发展契机。将各种先进的计算机软件、网络数据引用于水利工作当中，将传统水利工程的工艺与现代信息技术结合起来，摒弃了传统水利工程建设耗费人力、精力、财力的缺点，能够更加及时精确高效地采集旱情、汛情、水环境和水利工程等水利信息，并且直接通过计算机对数据进行处理，从而对水利工程进行更好的监测和管理，实现水利工程和计算机技术多学科的完美融合。不仅大幅提升水利工程建设的质量和效果，而且加快了水利工程建设工作的完成速度

1 教学过程中存在的问题

1.1学生无法灵活应用

所学知识解决具体工程问题。“弹性力学”的授课对象是水利水电工程专业大三的学生，此时，学生已经学过了“材料力学”，掌握了力学的基本概念。“材料力学”的相关控制方程是建立在大量假设基础之上的，方程建立过程及方程形式均比较简单；“弹性力学”的内容则摈弃了材料力学中的假设，需要建立大量的微分方程并求解，包括三套方程和两类边界条件，求解方法也较多且求解过程繁琐，如应力法、位移法及有限元法等，理论性较强，公式推导复杂。“弹性力学”这门课程的特点使得大多数水利水电工程专业的学生感觉内容枯燥、学习强度大。尽管在当前的“弹性力学”教学实践中提出了新的教学方法，合理规划了教学内容，并采用了现代化的教学手段，但对教学质量和学习效果的提升方面仍显不足。学生即使理解了课堂讲述的内容，却无法将理论知识和待解决的具体水利水电工程的结构问题联系起来，无法做到活学活用，特别是无法针对水工结构中存在的问题建立合理的弹性力学模型并求解，不利于培养学生的实践能力。

1.2与其他力学课程相关知识点的对比分析不足

“弹性力学”和“材料力学”两门力学课程有区别也有联系。由于弹性力学课程的内容多，学时少，导致教师在课堂上将主要精力放在弹性力学知识的讲解上，而对所研究的对象、分析方法及相关解答与材料力学相关知识点的对比分析较少，导致学生在后续的专业课学习时，遇到具体的工程问题不知用哪种力学解法更合适，不利于综合能力的培养。

2 农业水利工程专业综合实验方案

2.1优化教学方案

在优化教学计划方面，我校注重复合创新人才的培养。公司技术专家受邀参加计算机科学与技术专业人才培训计划的制定，对与IT有关的专业教学计划进行全面调整，大胆探索教学改革的新思路。加强实践环节的比例，建立一系列课程设计，提高课堂实践环节的学分率；添加课外练习链接，与课内练习时间的比率为1：1，将记录在课程的正常成绩中；延长学生在公司实习的时间，以便当场了解本书。该专业在水利领域的应用，使学生可以快速将专业知识与企业的产品研究相结合，并提高通过双补习系统培养学生的实践能力和创新能力。

2.2加强“弹性力学”与相关课程知识体系的对比

弹性力学是水利水电工程专业学生分析具体水工问题的一种有效力学工具，在分析各种水工建筑物及水电站时比材料力学的解答更加精确。在教学过程中，加强“弹性力学”与“材料力学”相关知识点的比较，以及引导学生了解弹性力学如何为水工建筑物和水电站等专业课程服务，让学生更加重视弹性力学这门课程，增强学习的兴趣。譬如在水工建筑物中，目前对大坝独立坝段的理论分析仍然采用的是材料力学方法，材料力学方法采用的是平截面假设和纵向纤维互不挤压的假设，未考虑纵向的挤压应力，导致计算结果和实际情况误差较大；弹性力学方法则抛弃了这两个假设，从微元体的出发建立控制方程，即平衡微分方程、几何方程和物理方程，并依据边界情况建立应力边界条件和位移边界条件，比材料力学的解答更精确。大坝内分布着不同的廊道系统，为有孔结构，有孔结构与无孔结构的应力分布有着明显的不同，材料力学仍然假设应力为沿孔边均匀分布，误差较大，而弹性力学的计算结果表明在孔边发生应力集中现象，拉应力明显增大，更加符合实际情况，因此对于有孔结构应用弹性力学理论更加精确。

2.3优化教学方法

学校建立了互动教学平台，通过在线教室，在线问答和点播课件实现学生的自学，培养学生的自学能力。例如，翻转教室被引入理论教学中，我们将翻转教室应用于实验教学。在确保用电安全的前提下，教师将把部分任务分配给参加翻转教室的学生，而学生则是学习的主体。学生在课外时间使用独立的分析，探索，练习，提问，创造和其他方法来实现学习目标。将这些结果和任务教给实验班的其他学生和老师。实验老师根据课程建立了微信“问答”。在课堂上或实验室开放期间，学生可以通过这种方式在计算机上提问时问老师，老师可以及时回答学生的问题。微信群组的建立避免了学生陷入困境的情况。害怕在课堂上问或没有时间问问题。同时，教师可以在实验班上解释一些代表性问题并巩固知识点。该企业被用作第二课堂，并进行认知实习，假期练习，在教学实习基地中安排了部分课程设计，同时聘请外籍教师进行教学，加强了双语教学。

文章来源：《南方农业》网址: http://www.nfnyzz.cn/qikandaodu/2021/0708/1035.html