关于本科“航道整治”方向毕业设计教改的思考

胡江 兰艳萍 陈阳

【摘 要】结合近年来教育教学发展对培养本科学生的新要求，以及近年来《航道整治》学科在科研和工程实践方面的发展趋势，对本科毕业生“航道整治”方向毕业设计的教改进行了探讨。在毕业设计中，适当结合工程的科研项目，引入数值模拟手段，并强化学生的多媒体汇报，将有助于增强学生的兴趣、拓宽知识面，真正培养学生发现问题和解决问题的能力。

【关键词】本科 航道整治 毕业设计

对于港航工程专业的本科学生来说，航道整治方向的毕业设计为多数学生毕业走上工作岗位之前必须经历的一个重要阶段。而在这个阶段，学生在毕业设计指导老师的帮助下，将综合运用以前所学的各门课程知识，对某一个航道整治工程进行设计，包括滩险特性分析、设计水位和流量计算、整治水位和流量计算、航道范围布置、整治线宽度计算及布置、整治建筑物设计及整治效果分析等等。毕业设计将使学生对以前所学书本知识有个综合的理解、运用，同时也能让学生对航道整治工程设计过程有一个较为全面的了解，以使学生尽快适应工作需要。典型的航道碍航滩险及整治方案布置如图1所示。

图1 典型的航道碍航滩险及整治方案设计

1 “航道整治”毕业设计的一般模式

在该门课程毕业设计的一般模式下，学生主要采用在打印出的图纸上对滩险进行一些分析，发现滩险存在的问题，然后通过水文学、水力学及泥沙运动力学中的一些公式计算确定整治的基本参数，然后在图上绘出整治方案并进行整治建筑物的设计、计算工程量，再剖一些断面进行整治后的水力计算来校核整治效果，最后打印两张大图，并在毕业答辩环节做个简单的介绍即算完成任务。

在一般的模式下，可以加深学生对书本知识的理解，同时也能让学生对航道整治工程设计过程有一个较为全面的了解。但是，随着目前科研手段和教育手段的发展，现有的模式在人才培养方面存在一些不足：

（1）对滩险碍航和实施整治工程的机理不清楚

学生在进行某个滩险的整治设计时，仅能从老师那里或者是自己从图上分析得知浅滩的碍航地点，但是却很难知道形成这种滩险的真正原因是什么，应该如何彻底改变形成滩险的要素；至于急滩、险滩等，则更难分析清楚。

（2）采用的手段不能跟上现代科学的发展，费时、费力且精度不高，与目前的实际情况脱节

目前，书本上以及规范上采用的手段均是传统的、通用方法，在设计过程中，学生将花大量的时间去读图、去试算，而且最终获得的结果精度较差。而在实际工作中，这些已经属于落后的方法，实际指导意义不大。

（3）设计的表现效果较差

传统的设计思路中，多采用平面二维图形来描述滩情和整治方案。这种成果的表现方法，一是不直观，很难直接从图上一眼看出设计河段滩险及航道的形态，需要非常专业的人士仔细分析图上数据才能获得相关信息；二是图形不美观，设计图上布满各种等高线、地形数据、设计方案轮廓线，多数设计图都显得杂乱。

（4）毕业答辩效果较差

以本专业为例，以往在毕业答辩时，多采用学生在讲台上讲解为主，类似于传统的老师站讲台式的教学。由于学生缺乏系统训练，所以很难在短时间内把问题阐述清楚，对学生的汇报能力训练较弱。

2 “航道整治”毕业设计教改的思路

针对上述传统的毕业设计指导方法存在的一些缺陷，提出了如下几方面的教改思路。

（1）在毕业设计过程中引入试验研究部分

针对多数的内河航道整治工程来说，均进行过模型试验或是水槽概化试验，以研究滩险的演变以及工程方案的效果。因此在毕业设计时，针对选用的工程，首先应将该滩险的模型试验成果中的滩险演变及碍航特性部分对学生进行详细介绍，并要求学生做类似的分析；若有条件的，应对学生开放该部分试验，让其通过模型试验弄清滩险的演变特点；若无开展模型试验的条件，可在航道整治水槽内进行概化试验，让学生熟悉类似滩险的演变特性、泥沙和水流运动特性，真正理解和掌握知识书本理论知识。

（2）在本科生的毕业设计中引入二、三维数学模型方法

大量研究证明，经验证的二、三维水流数学模型在模拟水流运动方面具有较高的精度，而且时效性较好，在毕业设计中引入二、三维的数学模型，对工程前后该河段的水流进行数值模拟，根据结果调整航道整治工程方案，锻炼了学生的基本技能、拓宽了知识面，丰富了设计报告内容。

（3）三维的河道滩险地形及整治方案布置图的绘制

引入Matlab、SMS等软件，将原二维的CAD平面地形图转化为三维地形图，并在上面布置方案、航道边界等等，使得航道、滩险、深槽等等都能直观的表现出来，大幅提升成果的表现力（如图2所示），也增强学生在报告编写方面的能力。

图2 同一河段地形及设计方案布置的二维和三维效果对比

（4）答辩环节中引入PPT汇报

在计算机技术广泛得到应用的现代社会，采用PPT进行项目的成果汇报已经非常普遍。对于PPT汇报成果，要求汇报人能够在短时间内结合PPT将自己的研究内容、取得的成果等清晰、完整的展现出来，因此在学校里面就应该大力培养学生的这种能力，毕业设计环节是最好的锻炼机会。作者在指导毕业设计过程中，并不会每天去点名，只要求每周一上午，每个学生将自己上个星期的工作内容、取得的成果、存在的问题以及本周将开展的工作均采用PPT进行简要汇报，而且对PPT的版面均进行要求和指导，逐渐锻炼使其汇报过程思路清晰。在最后的答辩环节，全部采用该方式将自己的毕业设计报告展示出来，取得了较好的效果，同时学生得到锻炼，走上工作岗位以后该能力马上可以得到体现，对学生的以后发展也有重要的作用。

3 结论

在分析“航道整治”专业传统的毕业设计指导模式优缺点的基础上，本文提出几种教育改革的思路及可实际操作的方法，不但能提升学生毕业设计的质量，同时大大拓宽了学生的知识结构，增强了学生的多种能力，也帮助学生提前适应工作岗位。

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