提高水电站毕业设计质量的探索与实践

提高水电站毕业设计质量的探索与实践摘要：在总结多年工作的基础上，分析了目前新疆农业大学水利与土木工程学院水利水电工程专业水电站毕业设计教学工作中遇到的问题，并从选题、指导和各种能力的培养等方面介绍了采取的措施、取得的效果和改进建议。关键词：水电站；毕业设计；选题；指导；效果评价作者简介：塔义尔・肉孜（1961-），男，维吾尔族，新疆和田人，新疆农业大学水利与土木工程学院，副教授；刘丰（1957-），男，陕西大荔人，新疆农业大学水利与土木工程学院，副教授。（新疆乌鲁木齐830052）基金项目：本文系新疆水利水电工程重点学科资助（20101202）的研究成果。中图分类号：G642.477     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）10-0120-02第11页共11页 水电站毕业设计是水利水电工程专业本科实践性教学中的一个重要环节，它不仅是对学生在校期间所学专业知识的一次全面检验、总结提高，同时也是学生走向社会之前对同学进行一次比较系统的基本训练。通过毕业设计进一步培养学生检索文献和应用文献的能力、独立获取知识完成任务的能力、分析和解决问题的能力及创新精神和创新能力、协作能力。学会应用工程“规范”，用“规范”的语言书写工程设计报告、绘制工程图纸。初步建立工程师的思维方式，从学生身份向工程师的身份转变。从1952年新疆农业大学建校以来，水利水电工程专业水电站毕业设计教学始终坚持走教学结合生产实践的道路，承接实际工程任务，让学生以“助理工程师”的身份参与设计，不仅较好地完成了设计任务，得到“真刀实枪”的锻炼，毕业设计质量高，毕业生受到用人单位好评，为尽快成为新疆水利战线的骨干起到了积极作用。但是，从20世纪90年代起，由于设计市场的改变，这种“真题真做”的毕业设计模式不得已而改变。我们也尝试过将学生派到设计院、研究所、工程局、实验室等单位参与实际工作完成毕业设计的方法，但由于这些单位的设计（或实验研究）任务往往与学校安排的毕业设计时间段不协调，分工细，仅个别学生可以参与局部工程的设计，大部分学生只能充当绘图员（或实验员）的角色，学生得不到系统的设计锻炼，效果不佳。所以不得不采用已建或在建工程的资料，在校完成毕业设计。第11页共11页 进入21世纪后，大学开始大规模扩招，毕业设计师生比一度达到1∶20左右。同时面临毕业设计教学与学生就业相冲突、与研究生复试相冲突、有效设计时间不足等矛盾，造成日常管理工作困难，导致了毕业设计质量有所下滑。毕业设计教学环节成了过程难管理、质量难控制的一项工作。因此，我们及时总结了经验教训，采取了注重选题质量、工作时间前移、加强过程管理、将设计师请进学校参与指导和答辩等有效对策，使新疆农业大学水利与土木工程学院的水电站毕业设计质量有了较大幅度的提高。一、毕业设计选题正确恰当地选好设计题目是做好毕业设计的前提。“真题真做”而且时间安排充裕的情况诚然是一种较理想的模式。[1]目前，在实现这种模式有困难的情况下，主要采用的选题原则有三个。1.选题与地区水电站工程在建或前期规划项目相结合，规模与在建或前期规划项目相适应，且具有代表性20世纪90年代以前，新疆水电站规模主要以小水电为主，1990～2000年间提升到中小型。进入21世纪后，新疆实行能源开发战略，吸引了一些国内大型电力和能源企业开发新疆水能资源。水电站的建设步入了大开发、大发展的时代。目前在建项目15项，正在进行前期工作的拟建项目有15项，装机规模从10MW至1100MW不等，类型齐全。为选题紧跟时代步伐，从小型到中型、过渡到大型水电站的选题成为可能。来源于实际，尚在施工、尚未开工或处于规划阶段的水电站工程内容具有特色，形式具有代表性，工作量适中，资料齐备，都可以选用。这样做有利于培养学生承担实际任务的责任感和解决实际问题的积极性，激发创新意识，同时学生毕业后可尽快进入角色。2.选题要结合地区特点第11页共11页 新疆农业大学水利与土木工程学院的毕业生就业立足于新疆，对新疆水电站建设和运行中遇到的特殊问题也应在选题中反映。新疆地处欧亚大陆腹地，干旱寒冷是本地区的突出特点，冰害、冻害和泥沙危害是新疆水电站的突出问题。新疆几代水利水电工作者经过潜心研究和工程实践，已总结和积累了一些目前教科书及规范中没有的新技术，如用于防冰冻动力渠道的输冰运行、结冰盖运行经验、地下水参混防冻结技术等，又如用于解决泥沙危害的“排沙漏斗”、“环中环”及“排沙蜗管”等技术，都已得到推广应用。这些新技术、新方法在毕业设计中接触应用不仅可以拓宽毕业设计内容，有利于学生知识面的拓展，有利于设计内容的深入，也有利于学生创新能力的培养。3.可结合教师承担的科研课题选题可选择教师正在进行研究的科研项目，精选部分内容作为专题研究，要求同学完成该专题任务或完成课题实验，提交一篇质量较高的研究论文，也是一种行之有效的方法。[1]尤其对于已考上研究生的同学，可以获得科学研究基本方法的初步训练，增强科学思维能力和动手能力，提前进入研究生角色，为即将开始的研究生学习打下一定的基础。实践证明，这些对提高研究生的科研能力比较有效。但在执行过程中也出现了一些问题，如选题过难、内容过深或计算工作量过多、科研成分较低等。学生接到课题后，前者无所适从，不能独立完成，后者客观上成了教师完成任务的“劳动力”，完成的论文质量不高，缺乏新意。所以，一定要注意选题的深度和广度，严格把握论文标准和质量。二、毕业设计的指导第11页共11页 如前所述，目前毕业设计环节遇到了与学生就业、研究生复试相冲突及存在有效时间不足、教师指导学生数偏多等问题。在这种情况下，时间的充分利用和合理安排、过程的强化管理、教师的个人素质及责任心是保证毕业设计质量的关键因素，必须高度重视。1.合理安排时间2006年开始，毕业设计完成时间提前到了6月1日，比之前提前了一个月。水电站课程设计教学任务就必须提前到第7学期末完成。在水电站课程理论教学结束后，紧接着安排水电站课程设计，课程设计结束后就分毕业设计组，同时把毕业设计任务书和文献检索任务布置下去。这样做，一是可以在课程设计阶段就把有关水电站设计的参考书籍、资料借到手；二是通过课程设计的锻炼，学生已具备了一定的水电站设计概念，在此基础上可利用五周的寒假时间充分阅读相关资料，熟悉、理解和明确毕业设计任务。同时有针对性地收集、检索相关文献资料，写好文献检索报告。2.强化过程管理第11页共11页 精心组织和严格管理是毕业设计的保障。经过2006年本科教学水平评估的洗礼，新疆农业大学的毕业设计管理制度和其他同类高校一样，已经形成了一套完整且“标准化”的管理制度。如果不折不扣地执行，可以保证毕业设计的质量。但如何解决好制度和现实的矛盾是一项很难的工作。就拿毕业设计的时间和就业相冲突这一问题来说，对于新疆农业大学这样一所处于经济相对落后的西部地区的高校，办学经费主要靠政府生均拨款和学费收入。各学院的招生指标直接与学生一次性就业率挂钩，学生的数量与办学经费、教师的待遇息息相关。在这种现实情况下，提高毕业生的就业率和提高毕业设计的质量同等重要。从3月到6月，平均每周都有3场左右的各级各类的招聘会，已经考上研究生和找到工作的学生可以安心做毕业设计，但工作未落实的只能场场去碰运气，指导教师也只好准假。强化过程管理就是要采取有效措施缓解各种与毕业设计相冲突的矛盾。我们的做法是，把毕业设计最终成绩与平时成绩挂钩，分阶段考核。首先把设计时间按内容分成水文资料分析、水能计算、装机容量方案比选确定、水轮发电机组及辅助设备选择、总体布置（含方案比选）、专题设计、CAD制图、整理设计报告等几个阶段，每个阶段都有必须完成的期限，分阶段按时考核任务完成的情况，给出各阶段成绩（及格和不及格），规定只有2/3以上阶段成绩达到及格才可获得答辩资格。获得答辩资格的学生还要接受由聘请的设总和教师组成的答辩考核组检验，答辩通过方能毕业。过不了这两关，即便是已经落实了工作单位的学生也不能毕业，决不例外。这项措施我们已执行了5年，效果很好。每年每组都有1～2名不重视毕业设计的学生拿不到毕业证，对下一届学生的触动很大。所以同学们就要白天的损失晚上补，平时的损失周末补，才能把找工作和去面试而损失的时间补上，按时完成任务。第11页共11页 对于指导教师，我们要求一是要严格考勤和请销假制度，二是每天必须保证至少有两小时时间去教室答疑指导，三是教师对所带小组的学生公布手机号码，随时解答学生的问题，把定时定点指导改为全时段全方位指导。这样规定虽然加重了教师的负担，但也可充分体现“以学生为本”的教育理念，得到了教师们的认可。3.聘请设计院的高工参与指导毕业设计水电站设计内容涉及到水能、地质、水工、机电、建筑等较多专业知识，所以指导教师的思想境界、科研能力、设计能力、知识面、实践经验和教学经验的丰富与否与指导毕业设计的质量直接相关。师资力量不足，指导学生人数偏多，教学任务繁重，承担和参与研究设计的课题有限是一些西部高校存在的普遍性现实问题。要求每一位指导教师都完全具备上述能力是不现实的。所以我们采取聘请我区水利水电勘测设计院（甲级）相关专业的高工、设总在毕业设计各阶段（除制图和报告整理阶段）都参与毕业设计指导，向同学们介绍工程情况、设计要点，使同学们有直接参与实际工程设计的感受，可学到书本上学不到的东西。同时指导教师与这些高工设总们共同讨论、交流、研究，对丰富教师的知识面、提高设计水平和设计能力都有益处，相得益彰。通过四年的实践，教师和学生们普遍认为这是现阶段指导水电站毕业设计的一种成功的办法。三、设计质量的评价高质量地完成水电站毕业设计任务，使每一位同学都得到工程师基本素质的锻炼，是毕业设计的目的。具体来说就是检索文献和应用文献的能力、独立获取知识完成任务能力及分析、解决问题能力、创新能力、团队合作能力得到培养和提高。1.检索文献和应用文献的能力第11页共11页 文献检索报告应看收集到的资料是否涵盖国内外最新研究成果，要看所针对的具体课题有无定性定量的分析内容，要看从技术、经济、环境影响、施工条件和后期运行管理等诸多因素综合考虑，得出针对设计任务的方案比选建议。2.独立获取知识完成任务的能力设计工作中，收集的相关资料是否齐备，是否能将各种教科书、工具书、专业文献及相关设计规范的内容融会贯通，灵活应用。设计（含专题研究）工作是否独立完成；设计成果是否严格按照生产要求和现行规范的规定完成；质量和数量是否达到任务规定的深度和广度。3.分析、解决问题能力要看学生是否初步掌握了水电站设计原则、方法和步骤；能否灵活运用所学知识较系统地分析遇到的问题，找准关键因素；对所选用的计算方法、公式、选择的各种相关参数、边界条件等有无定性分析和必要的比选；选用的论据是否充分、正确；采用的工程措施是否能满足常规和特殊性技术经济要求，满足地区性特殊环境条件所提出的特殊要求；具有正确的设计思想。4.创新能力第11页共11页 要求学生在较短的毕业设计过程中有原创性的创新成果是不现实的。但设计中对某一个具体问题是否提出自己的独到见解，是否采用较新的技术（如气垫式调压塔、无衬砌隧道、新型材料、最新排沙、排冰、防冻、抗磨损等）、较领先的设计方法也可以认为是创新点。指导教师应大力提倡和鼓励学生尝试在设计中采用。虽然有些新技术或方法不够成熟，也可能无规范可依据，但只要敢于尝试，借签已建工程的成功经验，也是可以做好设计的。另外，有无创新点要作为评定设计成绩的一个重要因素。我们规定无创新点不能参评优秀毕业设计。这项规定的提出对提高学生的科学思维、激发同学的积极性和创造性都有明显的益处。实践中得到了参与毕业答辩的高工和设总们的好评，个别同学也因此被设计和科研单位看中，找到了工作。5.团队合作能力第11页共11页 团队精神、合作能力目前愈加被用人单位所看重。[3]因此团队精神和协作能力培养也是毕业设计的一项重要任务。目前水利与土木工程学院的现状是，一名指导教师带一个设计小组，学生人数14～16人（因扩招、教师短缺、引进人才困难造成）。同小组的学生中有学习成绩、能力、民族之分，基础参差不齐。比如，最典型的问题就是民族学生的基础相对较弱。造成这一现象的原因一是录取时分数线低（150～200分）；二是民考民的学生入校后有一年的汉语预科学习，数理学习的连贯性中断，一年内把高中的数学和物理知识基本遗忘；三是汉语水平有限，接受汉语授课时的理解能力、知识的消化能力及知识的拓展能力不及汉族学生等。导致他们毕业时的水平存在差距，进而影响到了少数民族学生的就业。毕业设计正是提高学生技术能力的大好时机，也是提高团队合作能力的有力载体。为此，我们采用民汉学生混合编组，充分利用指导教师和“尖子”学生的帮带作用，按同题目、同标准的要求完成毕业设计。分组时，在学生自己选组（水工或水电）的基础上，结合学生的学习成绩作适当调整，保证每一个设计组都有3～4名“尖子”（学习成绩突出、能力强或已考上研究生）学生，再将设计组的学生民汉搭配，分成3～4个小团队，由“尖子”学生任组长，以团队的形式完成基础性的设计任务。进入专题设计阶段时，则要求每个人都要独立完成任务。指导教师要一对一指导，“尖子”学生也充当“助理”角色，帮助基础较差的学生。设计过程中，团队成员共同学习、讨论、研究，在教师的指引下强帮弱、汉帮民，相互支持，互相协作。实践证实，这种方式对培养学生的团队合作能力有很大的益处。另外，民族学生的学习积极性和学习能力、汉语写作、汉语会话、汉语交流的能力得到了锻炼和提高。同样，汉族学生的团队精神、合作能力得到了培养。民汉同学在设计工作中相互交流、相互了解，增进了理解、友谊和团结。这一点对在新疆工作的学生来说显得更加重要，作用不言而喻。四、结论影响水电站毕业设计质量的因素很多，我国各省区的经济发展、社会进步水平也存在着一定的差距，各地高校所面临的问题和困难也不尽相同，而且随着时代的发展还会出现新的问题。只要紧密结合自己的区情、校情，不断总结经验教训，适时改进应对措施，强化这一实践环节的教学和管理，相信水电站毕业设计的质量一定可以得到保障。参考文献：[1]张师华.水电站毕业设计的选题和指导[J].电力高等教育,1995,(1):60-71.第11页共11页 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