水利水電畢業論文

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水利水電畢業論文范文第1篇

1.1畢業設計團隊的組建

1.1.1教師團隊的構建團隊培養模式下指導教師團隊的構建是保證教學質量、實現培養目標的前提和基礎.不同于傳統單一畢業設計指導方式，基于團隊培養的水利類畢業設計指導模式轉變為團隊指導，即由多名水利類專業教師組成教師團隊對學生進行指導，有利于實現師資的整合與共享.指導教師團隊的組建，應根據選題的類型采取不同的組建方式，一般可采取以下方式進行：（1）科研團隊建設比較成熟的院校可選擇以科研課題組為畢業設計指導團隊；（2）校企合作比較密切的院?？刹捎糜尚人惛鲗I教師和校外企業導師組成的畢業設計指導團隊；（3）科研團隊尚未形成青年教師居多的新興本科院校可由科研興趣或科研方向相近、不同專業背景的教師組成畢業設計指導團隊.指導教師團隊一般由2-3名不同的學科專長教師構成，以達到優勢互補；同時確定1名負責人，負責人由責任心強、專業業務素質高的教師擔任，并由其負責組織協調團隊內指導教師及優質教學資源的使用.在構建教師團隊的同時，也要注重青年教師的培養，通過“以老帶新”激勵青年教師積極投身生產實踐，增加工程實踐經驗，進而完善教師梯隊建設.鑒于我校為新升本科院校，青年教師占的比重較大，且尚未形成科研團隊，故采用后一種方式組團.

1.1.2學生團隊的構建學生團隊是水利類專業畢業設計團隊培養模式的重要組成部分.學生團隊的組建，可采取以下方式進行：（1）以教師科研團隊為背景的畢設團隊，該種模式下先由學生自愿報名，然后由指導教師團隊再從中選擇符合條件的學生進入設計團隊；（2）以賽制項目團隊及科研訓練等課外科技活動團隊為背景組建畢設團隊，如學校立項的科研訓練計劃、省級大學生創新創業計劃、大學生挑戰杯等，以這些課外科技活動項目構建的團隊組建畢業設計團隊；（3）以學生研究興趣為基礎的自組團隊，學生選擇團隊成員，自己聯系指導教師，自己構思項目整體研究思路，該模式下學生參與程度最廣的.水利類畢業設計團隊一般由水利水電工程、水文與水資源工程、農業水利工程等多學科多專業組成，學生設計團隊具體構成需根據項目內容及項目工作量來確定，可以同專業，也可以跨專業、跨學科組建團隊，同時安排溝通能力好、責任心強的學生為作為團隊負責人，負責整個項目的協調.由于學校水平及學生能力限制，我校水利類專業畢業設計團隊組建一般是采用前面兩種方式進行.

1.2團隊畢業設計的選題畢業設計課題的選擇是畢業設計教學的關鍵環節，直接關系到團隊畢業設計的最終效果.好的選題應具有綜合性、應用性與創新性，不僅能最大限度地調動學生自主學習的熱情，也能較全面的提升學生專業能力.在進行團隊畢業設計選題時要做好總課題與子課題的設計工作，每個子課題既要符合學校關于畢業設計選題所做的要求，同時各子課題之間要有密切聯系，使得以團隊畢業設計選題工作較傳統方式要求更高，難度更大.團隊畢業設計的選題一般可采取以下方式進行：（1）以教師在研或剛結題的科研課題作為畢業設計選題的來源，設計出團隊畢業設計選題，這樣一方面可以保證團隊畢業設計課題的新穎度，同時又能較好地反映各學科的前沿技術；（2）以賽制項目及科研訓練等課外科技活動項目作為畢業設計選題的來源，設計出團隊畢業設計選題，課外科技活動的可持續性、綜合性強的特點，能調動學生興趣、充分發揮主體作用，也有利于學生創新能力和團隊精神的培養；（3）以與地方施工單位或設計院所合作的實際工程項目作為畢業設計選題的來源，這種選題面向實踐項目，有利于提高學生的工程實踐能力；（4）由教師根據生產實際自擬畢業設計課題，該類課題一般多為校企合作的水利工程設計，如水庫工程初步設計、中小河流治理工程等.在具體選題時，應根據學生的畢業去向有針對性定制相應課題，同時優化畢業設計課題內容.

1.3團隊畢業設計的過程管理與傳統畢業設計一樣，團隊畢業設計其過程一般可分為三個階段，即畢設前期階段、畢設中期階段和畢設后期階段.團隊畢業設計需對每一階段提出具體的任務和要求：（1）畢設前期階段，以查閱國內外相關文獻、熟悉課題研究背景為主，總課題負責人組織團隊成員進行研討學習，明確總課題與子課題的關系；分課題的指導教師按要求布置并詳細講解畢設任務，同時要求學生通過集中討論的形式深入研讀學習（.2）畢設中期階段，團隊安排專門指導教師定期檢查并督促各個子課題的研究進度，學生要定期匯報工作進展；學生每天做好工作日志，同時，指導教師對工作日志給出評語；團隊成員要定期進行討論，尤其是對畢業設計過程中遇到的問題要共同討論，提出問題的解決方案，對仍不能解決的問題，由相應的指導教師以畢業設計講堂的形式進行專題講解畢設后期階段，指導教師要督促學生按照學校要求認真撰寫畢業設計論文，期間可安排一場科技論文寫作講座，以更好指導學生撰寫科技論文；撰寫完論文后，先交具體指導教師進行審閱，再由評閱教師評閱，只有指導教師和評閱教師都認可后，才能參加答辯.

1.4團隊畢業設計的成績考核團隊畢業設計模式中，學生成績的評定既要考慮學生個人的貢獻和工作水平，又要兼顧學生在團隊中的協調配合能力和團隊整體工作質量[3].因此，在團隊畢業設計中，學生成績由平時成績、團隊協作成績、評閱成績及答辯成績4部分組成.團隊畢業設計平時成績根據該學生在畢業設計期間的學習態度、紀律、獨立思考、創新能力及解決問題的能力進行評價，并由具體指導教師給予評分；團隊協作成績主要由指導教師團隊根據學生日常匯報、平時討論情況、中期評估對學生的團隊協作能力進行評價；論文評閱成績包括由指導老師對學生畢業設計完成情況和質量進行評價給予評分，以及由不同評閱老師給出評閱成績；答辯成績由答辯教師根據團隊成員在答辯過程中的表現給予成績.上述四方面成績按一定比例加權得出該學生的綜合成績.

2水利類專業團隊畢業設計的實踐

南昌工程學院是一所水利特色鮮明、以工為主的應用型地方本科院校，培養的人才既要體現寬口徑、厚基礎的特點，又要體現應用型的特色.其下屬水利與生態工程學院擁有水利水電工程、水文與水資源工程、農業水利工程、水土保持及荒漠化治理等四個水利相關專業.我校配置完善的專業群為開展水利類專業團隊培養模式提供了良好的外部條件.

筆者在多年本科生畢業設計指導過程中，一直鼓勵學生以團隊形式完成畢業設計，不論是本專業的課題，還是跨專業的課題.在此過程中每人負責課題中的一部分，由于課題之間的聯系，在做畢設過程中，學生為完成畢設，就需要主動交流、互相討論，相互協作.以筆者所帶的水利類跨專業團隊為例，為了能使畢業設計課題更科學，指導教師團隊在第7學期初就開始進行畢業設計選題工作.經過多次討論，最終確定畢業設計團隊的題目為“留金壩水利樞紐工程初步設計”，該課題來自工程實踐.然后，將大題目拆分為兩個子課題，分別為“留金壩水利樞紐工程初步設計—水工設計”、“留金壩水利樞紐工程初步設計———水文水利計算”.同時為方便學生選擇，在各子課題下標明難易程度和具體指導教師.通過雙向選擇，最終組建了學生團隊.該團隊共有9名學生，3名學生來自水文與水資源工程專業（簡稱水文組），6名學生來自水利水電工程專業（簡稱水工組）；團隊指導教師有2人，由一名水文與水資源工程專業教師和一名水利水電工程專業教師組成，其中，水利水電工程專業教師是該項目的負責人.水文與水資源工程專業老師具體指導3個學生，其課題主要任務是通過對留金壩壩址處歷史流量資料進行設計洪水及調洪演算，得到留金壩水庫設計洪水位及校核洪水位，為水工組壩體設計計算提供數據支撐，除此之外，水文組還需自行編程，實現水文計算程序化.一名水利水電工程專業教師指導6個學生，其課題主要是通過水文組計算出的設計洪水位數據進行壩體設計，包括壩線、壩型的選擇、樞紐布置方案比較、溢流壩的剖面設計、非溢流壩的剖面設計、細部構造設計等.由于本次團隊畢業設計項目工程大、涉及的專業多，在畢業設計的各個環節，團隊都安排指導教師進行指導，如查閱文獻、熟悉課題研究背景、專題講解、撰寫畢業論文及畢設答辯等；同時，為督促學生畢設進度，要求學生每周做好工作日志，指導教師每周一對周工作日志給出評語，并現場就畢設做的情況進行提問，檢查學生掌握情況，平時通過見面、發郵件或QQ進行指導，解決畢設過程中碰到的問題.通過團隊各專業師生團結合作及相互配合，最終該團隊較好地完成了畢業設計任務，其中，4人畢業設計成績獲優秀，5人獲良好.通過這種基于團隊培養模式的水利類專業本科畢業設計指導法，一方面培養了學生的團隊合作精神，學生團隊協作能力得到了較好的鍛煉，另一方面，也拓展了學生的知識面；同時，通過這種團隊培養模式，也鍛煉了團隊中的年青教師，使青年教師指導水平得到較大提升.總得來說，本次畢業設計取得了很好的效果，受到學生的普遍歡迎.

3結語

水利水電畢業論文范文第2篇

關鍵詞：水利水電工程；畢業設計；教改

作者簡介：孟艷秋（1971-），女，河南商丘人，長沙理工大學水利工程學院，講師；張貴金（1964-），男，湖南慈利人，長沙理工大學水利工程學院，教授。（湖南　長沙　410114）

基金項目：本文系長沙理工大學教學改革研究項目（項目編號：CN1005）的研究成果。

中圖分類號：G642.477?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）33-0071-03

當今社會對應用型優秀人才的需求越來越高，為適應這一發展需求，獨立學院將應用型本科人才作為其培養目標，目的是培養具備較強實踐動手能力的應用型人才。教學過程中，實踐教學和理論教學在水利水電工程專業教學中處于同等重要的地位。本科生畢業設計無疑在整個實踐教學環節中占有相當大的比重，是對學生能力的全面訓練和提高，是培養學生溝通、協調、合作等綜合素質的有效途徑，對啟迪學生思維、綜合運用知識和技能解決實際問題發揮著重要作用。畢業設計不僅為今后從事水利水電工程及相關專業的規劃、設計、施工、管理及科研等工作打下良好的基礎，同時也是衡量高等學校教育質量和辦學效益的重要評價內容之一。

一、畢業設計教學中存在的問題

隨著高校擴招和畢業生就業壓力的不斷增大，傳統的畢業設計模式逐漸難以適應社會對人才培養的需求。[1]

1.設計課題與社會需求不適應

畢業設計選題形式相對單一，相關單位和學生參與畢業設計選題的機會相對較少。一般是由教師選擇畢業設計題目，雖然大部分課題源自設計院的真題，但有時并未考慮部分單位特別是學生簽約設計單位的真正需求，也影響了學生的自主學習熱情和創造力。

2.學生實習周期與崗位需求不適應

本科學生畢業后，需要一年左右的時間完成工作實習期。而當今的社會需求要求學生與技術人員的轉化周期要盡量縮短。

3.畢業設計的考核與市場需求不適應

傳統的畢業設計考核僅停留在校內，是否滿足市場需求無從考證。畢業設計反映現實的教學水平、教學目的、社會需求變化及個性發展，具有顯著的時代特征。為適應市場需求，需在現有的基礎上進行創新，這是涉及到學校、社會、學生等方方面面的系統工程。

二、畢業設計教改研究與實踐

針對社會需求及應用型人才培養目標，以水利水電工程專業為例，探索畢業設計不同的培養模式，嘗試從以下幾個方面進行研究與實踐。

1.畢業設計選題

改變以往由指導教師指定選題的單一模式，以強化工程意識，培養工程實踐能力為目的，讓教師、單位和學生都參與到畢業設計選題中，根據水利水電工程專業的特點并結合學生特長、興趣、能力及發展方向，加以指導與建議，既鍛煉了學生的工程實踐能力和綜合素質，又服務于學生簽約單位。

（1）畢業設計為企業服務。水利水電工程專業畢業設計，不僅要求獨立鉆研，同時強調要有團隊精神；不僅鼓勵創新，更強調熟練掌握設計規范，善于參考標準圖集和同類設計。因此，水利水電工程專業畢業設計應該根據題目的性質和教師指導學生的人數進行選題，可以“一人一題”，也可以多人合作一題，以實現“真題真做”。

畢業設計選題階段，依據水利水電工程專業人才培養方案，選拔學生到專業對口的設計院、科研院所等單位進行畢業設計，以企業為主導，企業、學校、學生三方共同討論確定畢業設計選題。[2]畢業設計選題來自相關企業的設計任務。通過“實戰”操練，極大地激發了學生的責任感和創造性，提高了學生分析和解決實際問題的能力。

（2）畢業設計為學生簽約單位服務。學生在選擇自己的畢業設計課題前，往往已與就業單位簽約。部分學生簽約單位的生產或科研任務較重，或從盡快讓畢業生適應今后工作崗位的目的出發，急需學生參與其生產課題或盡早到簽約單位實習。

畢業設計選題應堅持與生產實際相結合。學生簽約單位為了解決實際問題或考察學生的實際操作能力，結合在研的實際課題，提出一些設計方案讓學生解決。學生可結合自己的專長和興趣，選擇作為自己畢業設計的題目。有些單位雖未具體要求，但部分學生希望自己的畢業設計題目與將來的工作密切相關。這樣，簽約單位、校內指導教師及學生結合實際情況，可以聯合提出畢業設計選題。一方面，讓簽約單位參與到畢業設計選題，以便于考察學生并解決工程實際問題。另一方面，讓學生參與到畢業設計選題，使其既發揮了自己的主觀能動性，又能很快適應今后的工作崗位。另外，校內指導教師要結合本專業培養目標，既保證專業基本要求，又考慮簽約單位及學生實際情況，綜合選定畢業設計題目。

（3）畢業設計與教師科研項目相結合。部分畢業設計選題來自教師的科研或生產課題。加強科研訓練，讓學生較早參與教師科研工作，以增強學生對實際工程的感性認識，提高學生實踐動手能力。

讓學生參與本專業的科研項目，根據專業培養目標對科研項目進行認真細致的篩選或分割，充分考慮其綜合性、針對性、典型性和先進性，既要求全面的基礎訓練，又要側重于培養某一方面深入解決技術問題的能力。這樣既有利于學生鞏固和應用所學的知識，培養綜合解決問題的能力，又有利于他們加深拓寬某方面的專門知識。一般選拔基礎理論扎實、鉆研精神強的學生承擔，同時指導教師加強指導和把關。[3]

特別是對于部分想繼續深造的學生，選題不一定要局限于工程設計，可結合教師的科研課題及學生未來的研究方向，就課題中的某個子項目進行深入研究，最后可以以畢業論文的形式提交最終的畢業設計成果。

（4）參與教學課件的開發。計算機輔助教學在現代教學方式中逐漸推廣普及，它直觀形象、生動有趣、信息量大，能充分發揮優秀教師的作用，具有傳統教學方式不可比擬的優勢。通過讓個別學生參與教學課件的開發，不但使學生對基礎理論、專業知識和計算機技術有了全面的、更深一層的理解和認識，而且通過學生對課件的擴充和完善，將之真正引入課堂教學，無疑是一項有益的、具有探索性的嘗試。從水利水電工程專業人才培養目標和培養方案出發，目前此類做法并未作為學生畢業設計的主要成果，僅作為畢業設計的一種補充和探索性嘗試。

2.畢業設計進程控制

（1）提前開始畢業設計。水利水電工程專業學生畢業設計一般安排在第八學期，此時，學生畢業設計與部分學生考研復試及求職就業存在矛盾。部分已聯系好簽約單位的學生，認為已找好工作，此時也對畢業設計缺乏熱情。

提前布置安排學生做畢業設計可以緩解沖突，使畢業設計時間彈性化，讓學生有更多的時間和精力投入到畢業設計中。

1）實施方案。通過調整時間，充分利用第六或第七學期及寒假期間，提前布置安排畢業設計任務，緩解后期考研復試或求職與畢業設計之間的沖突問題。

2）實施辦法。可能的情況下，在第六或第七學期以專題講座、查閱資料調研、指導學生完成專題研究或文獻綜述等形式，使學生熟悉課題，提前介入畢業設計，充分做好畢業設計的準備工作。

提前安排布置畢業設計任務，給學生下達畢業設計任務書。指導學生畢業設計需要準備的基礎及專業知識、設計規范等參考資料及相關注意事項，讓學生在假期前及寒假期間進行知識準備、資料收集與整理及設計方案構思等，要求開學時提交外文翻譯、文獻綜述及開題報告。畢業設計安排及考核可參見表1。[4]

表1　畢業設計安排及考核

階段 對應學期 工作內容 工作時間 考核方式 指導教師

第一階段 第六或第七學期 查閱資料、

知識積累 課余時間 文獻綜述 校內導師

第二階段 第七學期 結合課題實習調研，制定開題方案 課余時間 文獻綜述、外文翻譯、開題報告 校內導師

第三階段 第八學期 畢業實習，深入研究畢業設計 全部時間 畢業設計及答辯 校內或校內外導師

3）實施效果。通過教改實踐，將畢業設計工作時間前置，讓學生有更充裕的時間做好畢業設計準備工作，在第八學期以飽滿的熱情和精力投入到整個畢業設計工作中，收到了良好的效果。

（2）校企雙方聯合指導。水利水電工程專業將畢業設計與生產實踐相結合。畢業設計選題結合設計單位在研項目。有條件的學生，可自己聯系設計單位或由指導教師推薦。充分利用學校和企業兩種不同的教育環境和教學資源為畢業設計服務。將部分學生畢業設計“教室”由學校轉到水利水電工程設計科研院所。學生以一名“準員工”的身份，參與實際工程設計和研究課題，由設計單位經驗豐富的工程師擔任學生校外指導教師，校內外指導教師聯合指導學生畢業設計。企業委派的校外指導教師，在畢業設計期間與學生長期共同工作，主要負責理論與實際操作指導；學校安排校內指導教師，定期或不定期地深入企業進行指導，主要負責溝通和理論指導。學生不僅在水電設計單位結合工程項目實際“真題真做”完成了畢業設計，同時以“準員工”的身份提前進行了一次真實工作經歷的鍛煉，利于增強學生的事業心、責任感、工作能力，為今后較快適應工作崗位創造了有利條件。

將學生畢業設計“教室”由學校轉到設計單位，不僅加強了與設計科研單位的溝通與交流，同時，設計科研單位帶來的創新性和實踐性較強的課題，對提高學生進行畢業設計的積極性，培養其綜合應用與創新能力都有很大的促進作用。

校企聯合真正體現了理論與實踐相結合的教育方針，從根本上實踐了“應用型人才”培養目標的要求。實踐證明，對提高學生畢業設計質量，提升學生全面素質大有裨益。

（3）畢業實習與畢業設計一體化。水利水電工程專業學生畢業實習一般安排在第八學期的前三周。學生通過畢業實習，從理論到實際較為系統地了解了水利工程的規劃、設計及施工等各個階段的要求、設計的原則、方法等，加深了對相關內容的理解。通過接觸課堂以外的實踐知識，加深了解社會對本專業的需求，培養獨立進行資料收集和解決問題的能力，并開闊眼界及思路，為畢業設計和今后的工作打下良好的基礎，同時增進從事水電建設事業的自豪感和責任感。作為一個重要的實踐教學環節，是學生進行畢業設計的重要基礎。

考慮到部分學生要到簽約單位進行畢業實習，并在單位“真槍實戰”完成畢業設計，因此嘗試將畢業實習與畢業設計一體化。首先，時間上不必拘泥于開學前三周，根據實際需要，甚至可提前至寒假期間，一直貫穿于整個第八學期。其次，也不必雷同于校內三周集中實習的內容，可根據單位具體情況及設計課題的需要，由校內外指導教師靈活安排實習內容，或將部分校內實習內容與校外實習相結合，更有助于畢業設計課題的高效高質完成及學生綜合能力的鍛煉與提高。簽約單位和學生達到了“雙贏”，得到他們的一致認同。

學生在單位實習與設計，學習的積極性更高，他們感到學有所用，利用實踐的機會有意識地鍛煉自己的綜合素質和創新思維能力，樂于實踐，在實踐中不斷運用自身所學的專業理論知識，親身感受企業所面臨的挑戰與機遇。通過在單位工程實踐，學生可以在現場近距離的向工程技術人員學習專業技術知識和技能，在運用中深刻理解并創造性地應用所學專業理論知識，逐步樹立工程意識。[5]通過近一學期的畢業實習與畢業設計，學生已基本適應了工作崗位，從而縮短了崗位適應期，可盡快進入角色，為步入工作崗位打下了堅實的基礎。校外畢業實習與設計不僅能收到與校內設計同樣的效果，而且學生在此過程中得到了鍛煉，增長了才干。過程的探索是學生追尋知識、構建知識和享受知識的過程，而非簡單的復制知識，它遠比結果更重要。[6]艱辛探索的過程也是自身素質不斷提高的過程，更加符合創新精神和綜合實踐性強的應用型人才培養目標。

（4）多種方式靈活指導。根據不同選題，綜合學校、單位和學生等各方面的要求，可采用校內教師指定課題、校內完成；校內教師指定課題，校外實習單位完成；校外選題，校內完成及校外選題，校外完成等不同的方式。

依據不同情況，指導教師與學生一起擬定具體進程安排、內容結構等，制定靈活合理的輔導方法與手段。條件成熟時，將畢業實習與畢業設計一體化，校企合作雙方聯合指導。

在設計過程中遇到的問題，采取現場調研與專題講座、輔導答疑相結合的方式解決。理論與實踐緊密結合，增強了工程的感性認識，學生易于理解和接受。

畢業設計指導方式靈活多樣，除見面交流、電話答疑外，還充分利用了計算機網絡進行過程指導。畢業設計小組建立網絡交流QQ群，學生可以隨時提問，教師隨時答疑，且可資源共享，一些重要電子規范類參考書及主要問題、通知要求等也可以及時暢通交流。計算機網絡QQ、Email等工具，使畢業設計指導及答疑方便快捷。

對在水電設計單位結合工程項目實際“真題真做”完成畢業設計，由校企雙方聯合指導的部分學生，校內指導教師要與校外設計學生及校外指導教師多溝通、交流，及時了解學生畢業設計進展情況，發現問題及時解決，使學生既受到實際工程真實訓練，又能達到本專業培養目標的要求。

3.畢業設計考評

對在校外畢業設計的學生，采用較科學、客觀的畢業設計考評標準。

（1）學校制度保障。嚴格按照學校有關畢業設計管理制度和管理辦法的要求，由指導教師、評閱教師、答辯委員會進行質量監控。院系結合水利水電工程專業的特點將畢業設計過程按階段細化，針對不同階段，對教師和學生分別提出明確要求。建立有效的畢業設計管理制度和管理辦法，并以全面檢查、個別抽查等方式，使畢業設計的質量從制度上得到有效保證。

（2）單位評價。從用人單位和學生的角度出發，使用人單位和學生真正介入畢業設計過程，參與設計選題，嘗試將部分學生的畢業設計由學校教室轉到“設計院”，設計課題采用設計單位現有的真題，實行“雙導師”制，校外導師和校內導師對學生的設計內容、安排及過程管理、考核評價進行聯合指導，借助網絡、通訊等靈活多樣的輔導方式與手段，結合學生對課題的投入程度、出勤、單位同事的評價及最終成果等考評。目的是縮短學生與單位之間的距離，盡快完成“角色轉換”，一方面使工程實踐訓練和工程思維訓練有機結合，鍛煉了學生的工程實戰能力、團隊協作能力、創新能力和人際交流能力，激發了學生自主學習、自主創新的熱情，同時又能為社會生產直接提供服務，創造自身的勞動價值，體現了學校應用型人才培養的目標。

（3）校外導師參與。培養大學生的綜合素質是畢業設計的目的所在，更是學校“應用型人才”培養目標的要求。同時，學生素質的提高，又促進了畢業設計質量的提高。通過校企聯合，在企業進行畢業設計，以實踐結合理論，有利于完善學生的知識結構，同時培養了大學生的自學能力、分析和解決問題的能力、團隊協作能力以及創新能力等，這些能力的提高，都體現了學?！皯眯腿瞬拧迸囵B目標及培養卓越工程師的要求。

對在校外單位實習并完成畢業設計的部分學生，實行校內外導師聯合指導的“雙導師”制，主要由校外指導教師負責學生的實踐指導。學生畢業設計成績的評定由學校和實習單位共同參與，校內外指導教師結合學生在校外實習單位的評價意見、平時檢查情況、完成設計成果情況、評閱教師評閱意見及答辯委員會答辯情況等綜合評定。

三、結語

在推進高等教育事業改革的進程中，畢業設計改革是一項復雜而艱巨的工作。本文以水利水電工程專業為例，對基于應用型人才培養的畢業設計從選題、進程安排、輔導方法與手段、考核評定等方面作了相關研究，探索了畢業設計新模式，對提高畢業設計質量，培養應用型人才，促進教育質量和辦學效益具有一定的現實意義。

1.基于工程實際的設計選題多元化

畢業設計選題中，考慮將學校、用人單位及學生三者有機結合，充分調動各方面的積極性，讓單位和學生也參與到畢業設計選題中，拓寬了選題的范圍，更有利于應用型人才的培養，提高學生的就業競爭力。

2.設計成果的多角度考評

部分畢業設計由“教室”轉到“單位”，畢業設計管理更具有靈活性。畢業設計考評更科學、客觀、合理。

畢業設計沒有一成不變的模式，只有在教學實踐中不斷探索，才能找出適合本專業培養目標，體現專業特色的教學模式。

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水利水電畢業論文范文第3篇

要想提高小學作文水平首先就要從教學方法和教學思想下手。本篇例舉了關于小學作文教學論文參考文獻的范例來展示參考文獻的寫作規范格式，幫助大家更好的學習參考文獻的寫作方法。

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[7]袁勇；云瑞江；；初中生課外閱讀狀況調查[J]；安陽師范學院學報；2005年06期

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水利水電畢業論文范文第4篇

關鍵詞：液壓；鑿巖機；設計研究；建議

中圖分類號：TD421.2 文獻標識碼：C

Abstract： The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China， enumerates major arguments in some related papers， points out the imperative problems， and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.

Keywords： hydraulic； rock drill； design & research； opinion

1 我國液壓鑿巖機設計研究歷史回顧

我國液壓鑿巖機的研制起步非常早，距今已近50年。我國液壓鑿巖機技術研究也很早，二十世紀七十年代，我國長沙礦冶研究院等就翻譯了大量國外液壓鑿巖機專利和論文，七十年代后期，我國作者撰寫了大量液壓鑿巖機的技術論文，直到現在，關于液壓鑿巖機的論文與專利仍然不斷出現在各類期刊與網絡上。

我國液壓鑿巖機設計研究方面的論文，有博士論文，碩士論文，學士論文，有期刊論文，也有網絡論文，在整個液壓鑿巖機技術論文中，占據了很大一部分。

估計有20個高等學校（其中包括3所師范大學）和近10個研究院所的作者發表過液壓鑿巖機技術論文，其中大部分是關于液壓鑿巖機設計研究方面的論文。專利文獻更是與液壓鑿巖機結構設計有關?？梢?，液壓鑿巖機設計研究在我國并非冷門。

我國液壓鑿巖機的技術論文與設計研究論文大量產出。與此形成鮮明對比，我國液壓鑿巖機產品發展很緩慢，獨立開發的產品，很少能在市場站住腳。

2 我國液壓鑿巖機文獻的分類

2.1 研究型論文

2.1.1 設計計算型論文

此類論文數量多。

設計計算型論文包括了仿真計算，優化設計，活塞間隙優化設計，蓄能器設計優化，換向閥設計優化，活塞緩沖設計，釬尾緩沖設計，沖擊頻率調節方法等等。

博士、碩士、學士的論文幾乎全部屬于此類。高校與研究院所作者的論文大都屬于此類。此類論文數量多。

2.1.2 實驗研究型論文

實驗研究型論文包括實驗方法介紹，實驗設備和儀器介紹，實驗項目介紹，測試結果與測試曲線分析，誤差分析等等。

此類論文中介紹實驗原理與實驗方法的較多。專門介紹液壓鑿巖機測試結果與曲線，并且進行分析的論文較少，大多散見于設計計算論文中，作為計算正確性的證明。

高校與研究院所作者有些論文屬于此類，此類論文數量不多。

2.1.3 材料熱處理研究型論文

材料熱處理研究型論文包括活塞、釬尾的選材與熱處理，銅套的選材等等。關于活塞、釬尾的選材與熱處理的論文較多，關于其他零件的論文數量少。

2.1.4 加工工藝型論文

加工工藝型論文包括鑿巖機主要零件的機加工的設備，工裝夾具，量具與測量方法，工序與工藝步驟，怎樣保證尺寸精度與位置精度，等等，大概是技術保密的原因，此類論文數量極少。

2.2 綜述型論文

2.2.1 產品品種型號綜述型論文

產品品種型號綜述型論文包括當時國內外液壓鑿巖機產品的廠家，系列，型號，主要性能參數等等。

此類論文數量較多，但大多是介紹阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機產品，介紹國內產品的較少。

2.2.2 產品歷史發展綜述型論文

產品歷史發展綜述型論文包括介紹國內外液壓鑿巖機歷史發展，產品型號推出的年代，市場情況等等， 此類論文數量不多，但大多是介紹蒙特貝塔、阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機產品歷史，介紹國內產品歷史的較少。

2.2.3 產品技術綜述型論文

產品技術綜述型論文包括液壓鑿巖機結構類型，技術進展，等等。此類論文數量少而且內容重復較多。

2.2.4 產品市場調研分析指導型論文

產品市場調研分析指導型論文包括當時國內使用的液壓鑿巖機產品的主要型號，市場保有量，年銷售量與銷售額，備件銷售量與銷售額，市場的細分，將來市場的趨勢預測，市場對液壓鑿巖機的性能與技術要求。

此類論文很重要，對于國家的產業政策和企業的產品規劃指導意義很大。

此類論文數量極少，幾乎沒有，倒是在網絡上各種市場調查公司的廣告不少，只提供提綱，具體內容要付費才能提供。

由于我國缺乏市場液壓鑿巖機產品銷售數據統計，要寫出高可信度的此類論文，必然要花費巨大的人力財力，只靠個人或一個單位的力量難以完成，最好有行業組織與行政力量的參與。

2.3 使用維修型論文

2.3.1 產品使用方法型論文

產品操作方法型論文包括鑿巖機沖擊壓力，旋轉壓力，推進壓力的優化匹配，鉆頭直徑與旋轉速度的匹配，操作方法等等。

此類論文數量不多，有北京科技大學高瀾慶教授等的論文“液壓鑿巖機主要工作參數對鑿巖速度影響的試驗研究”，有廣東省水利水電第二工程局梁明華論文“液壓鑿巖機旋轉速度與鑿孔直徑的關系” [1]，是鑿巖機使用實踐總結，指導意義更大。

2.3.1 產品維修與故障分析型論文

產品維修與故障分析型論文多數為水電工程局、鐵路隧道工程局的技術人員所寫。此類論文來源于生產實踐，言之有物，參考價值很大，數量不多，列舉如下：

煤科總院北京建井所黃園月、李耀武、郭孝先“液壓鑿巖機的故障分析與防治”；

廣東省水利水電第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液壓鑿巖機工作原理及常見故障處理” [2]；

廣東水電二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7鉆機使用中易出現的問題與改進” [3]；

李強“Atlas 1838型鑿巖機六種常見故障的排除”[4]；

張兆欽“COP1238鑿巖機技術特點及使用維護” [5]；

田華軍“HL500型液壓鑿巖機的日常維護保養” [6]。

2.4 產品介紹型論文

2.4.1 產品性能介紹型論文

產品性能介紹型論文多為介紹阿特拉斯、山特維克公司產品的論文，也有少量介紹國內海卓公司產品，樂清采礦機械廠的液壓鑿巖機產品的論文。

2.4.2 市場應用報道型論文

國外作者關于液壓鑿巖機市場應用報道型論文很多，國內此類論文數量很少，有少量關于YYT26支腿式液壓鑿巖機工程案例，使用成本效益分析的報道。

2.5 專利文獻

最近的十幾年關于鑿巖機械的專利有六十多件，大都是液壓鑿巖機械的結構設計方面的專利。尚未見到有重大影響，或產生效益的專利。

3 我國液壓鑿巖機技術研究的不足

3.1 鑿巖機文獻的五多五少現象

通過對我國液壓鑿巖機文獻的分析，我們發現有五多五少現象。

（1） 設計論文多，實驗與工藝論文少；

（2） 研究論文多，使用維修論文少；

（3） 性能介紹型論文多，市場應用報道型論文少；

（4） 歷史發展綜述論文多，市場調研分析指導型論文少；

（5） 專利多，影響小。

3.2 缺少學術交流討論

我國大概有20多年沒有開過全國性液壓鑿巖機技術方面的交流會或研討會。

我們眾多的論文作者，都是在自說自話，沒有交流，沒有討論，更沒有爭論。論文提出的論點，基本沒有人跟進，進行理論與實踐兩個方面的證明或證偽，或補充，只是不加評價的引用。

我懷疑，很少有人認真閱讀這眾多的論文，如果不是博士生，碩士生，大學生因為做畢業論文的需要，閱讀的人就更少了。我國關于液壓鑿巖機論文的影響力實在有限。

3.3 設計理論研究與產品生產脫節

我國大概可稱得上液壓鑿巖機設計研究論文數量大國，但是我國自行開發的液壓鑿巖機產品多數從市場上消失，現在還能在市場上站住腳，有一定銷售量的產品，多數為1980年代技術引進的產品。這種情況至少說明我們的設計研究和產品生產是脫節的，或者說明我們的設計理論還不成熟，還要不斷改進。

4 我國液壓鑿巖機設計理論的主要論點

4.1 關于鑿巖機沖擊機構設計理論

4.1.1 三段法理論

認為活塞往復運動一個周期是由活塞回程加速、回程減速、沖程加速三個階段組成的。4.1.2 設計變量理論

將一個無量綱數稱為設計變量，這個無量綱數可以是：

（1） 沖程時間與活塞運動周期之比；

（2） 活塞回程加速度與沖程加速度之比；

（3） 活塞行程與可能最大行程之比；

（4） 活塞后腔受壓面積與前腔受壓面積之比，很明顯，第四個無量綱數最直觀，最易檢驗。

4.1.3 優化設計理論

根據以下5個設計目標，求得一個最佳設計變量。

（1） 蓄能器容積變化的最大值最??；

（2） 蓄能器隔膜震動次數最??；

（3） 能量利用效率最高；

（4） 沖程時，最大瞬時流量最??；

（5） 回程時，最大瞬時流量最小。

4.2 關于換向閥設計理論

4.2.1 換向閥中位正開口理論

換向閥在中位時，換向閥的高壓窗口與低壓窗口都有微小開啟，叫正開口。認為正開口有益于沖擊機構性能改善。主張應該采用正開口。

4.2.2 換向閥最優行程理論

換向閥行程的選取受到閥口通流面積，換向時間與閥耗油量三重制約，存在一個優化點。

4.3 關于蓄能器設計理論

4.3.1 高壓蓄能器與活塞運動的最佳耦合理論

蓄能器的蓄油與排油量不僅與蓄能器的容積有關，而且與系統的工作頻率有關，如果蓄能器固有頻率選擇不合適，即使加大蓄能器容積，也不能增大蓄能器的蓄油與排油量。

在蓄能器結構參數固定，鑿巖機進油壓力確定的情況下，可以改變蓄能器充氣壓力來改變諧振頻率，使得系統處于最佳工作狀態。

這個理論是極有理論研究價值與學術價值的，是一個動態的理論，是北京科技大學首先進行研究的，可惜無人跟進，這方面的論文太少。

4.3.2 蓄能器一次振動理論

在活塞運動一個周期內，蓄能器隔膜只有一次振動。這個理論已經包含在第4.1.2小節的優化設計理論中了，這是一個靜態的理論。

4.4 關于信號孔位置

4.4.1 活塞回程換向信號孔位置的計算

這個理論是由北京科技大學與中南大學提出的，這是極其重要的計算，缺了這個計算公式，無法進行鑿巖機的圖紙設計。

4.4.2 活塞沖程換向信號孔位置的確定

這個理論是由北京科技大學與中南大學提出的，這也是極其重要的計算。既不能換向太早，使得撞擊釬尾時，活塞已經被減速，也不能換向太晚，造成活塞二次打擊釬尾。

4.5 釬尾反彈緩沖動力計算

研究這個理論的有浙江大學張新等人，廣東工業大學機電工程學院劉智等人，中南大學機電工程學院趙宏強等人，楊國平等人，難能可貴的是，張新做了實驗研究，有實驗曲線圖。

4.6 其他理論

（1）活塞密封間隙與長度優化理論；

（2） 活塞空打緩沖結構計算；

（3） 沖擊頻率無級調節自動換擋理論。

以上3種理論均有，就不一一論述了。

5 我國液壓鑿巖機設計研究亟待解決的問題

5.1 換向閥的結構尺寸問題

（1） 換向閥中位負開口的優缺點分析；

（2） 最優負開口量的計算與實驗驗證；

（3） 換向閥最優行程理論與實驗驗證。

5.2 活塞與缸體結構尺寸問題

（1） 活塞前后腔面積的確定及優化；

（2） 活塞回程換向信號孔位置的確定；

（3） 最優沖程換向信號孔位置計算與實驗驗證。

5.3 蓄能器與活塞運動的最佳耦合理論

研究蓄能器隔膜的動態頻率響應，蓄能器最佳充氣壓力的計算。

5.4 釬尾反彈緩沖系統動力計算與實驗驗證

不但研究緩沖機構本身，進行靜力學計算，更要研究釬尾反彈緩沖系統的動態響應，將緩沖機構，釬具與緩沖液壓油路作為一個系統，研究緩沖活塞的頻率響應，緩沖液壓系統是否能有效吸收釬尾反彈的能量，又是否能迅速將釬頭重新抵緊巖石。

5.5 鑿巖機反打系統動力計算

既要研究反打機構本身，進行靜力學計算。更要將反打機構與反打液壓油路作為一個系統，研究反打活塞的位移，運動速度與沖擊能量。

5.6 零件的氣蝕與腐蝕問題

（1）活塞前后腔氣蝕問題的計算與解決方法；

（2）鑿巖機殼體聯接平面點蝕的原因與預防。

6 我國液壓鑿巖機設計研究的學術建議

6.1 反求法

對國外高端液壓鑿巖機結構尺寸的分析，用反求法研究鑿巖機沖擊機構的設計計算公式與方法。反求法基本屬于歸納法，反求法需要統計多臺高端液壓鑿巖機的結構尺寸，統計數據越多，代數計算公式越接近實際，設計指導作用越大。這方面的工作似乎還沒有人去做。

6.2 驗證法

將我們國內的設計理論，如用最佳設計變量理論，換向閥最優行程理論，蓄能器設計理論，分析國外高端液壓鑿巖機的結構尺寸、充氣壓力等參數，檢驗是否符合我們的理論。如果大致符合，則驗證了我們理論的正確性，如果相差很大，則要尋找原因。

6.3 代數計算公式研究

6.3.1 液壓鑿巖機設計研究方法的分類

理論分析與公式計算，實驗研究，計算機數值仿真是鑿巖機設計研究的三駕馬車。

三段法，最佳設計變量等屬于理論分析計算。

理論分析與公式計算是鑿巖機設計研究的基礎，是實驗研究與數值計算的的基礎與指導。

6.3.2 液壓鑿巖機代數設計計算公式的建立

公式計算必須將鑿巖機的物理（實際）模型簡化為力學模型，再進一步簡化為數學模型，再簡化為代數公式。簡化必須是合理的，不能與力學模型有大的矛盾和沖突。

在不斷的簡化中，必然有失真，這時就要用經驗系數去校正。這方面我們還有許多工作要做，對每一結構類型的鑿巖機，都可以研究出一套基本通用的計算公式。

6.3.3 液壓鑿巖機代數設計計算公式的輸入輸出

代數公式計算輸入的是沖擊能，沖擊頻率，沖擊末速度，進油壓力， 輸出的是活塞質量，活塞前后受壓面積，活塞行程，信號孔位置，閥的結構尺寸，閥行程，開口量，鑿巖機進油流量等等。

6.4 強化實驗研究

6.4.1 液壓鑿巖機實驗的分類

在理論分析指導下的實驗研究是必不可少的，我們的力學模型，數學模型是否正確，簡化是否合理，都需要實驗驗證。數值仿真計算就更需要實驗驗證了。

這里所說的實驗主要是鑿巖機內部機理實驗，也可是型式實驗，而不是出廠實驗。

6.4.2 液壓鑿巖機實驗的規范

實驗的各種條件，包括樣機，液壓系統，測量方法，儀器儀表，都應該是明確的，實驗的結果應該是真實的，可重復的，重復實驗的誤差應該進行分析。實驗的時間、地點與參加人應該注明。

6.5 數值計算研究

6.5.1 數值計算的定義

數值計算就是虛擬樣機技術，因此數學模型要盡可能逼近力學模型與物理模型，數值計算需要輸入的數據很多，需要詳細的鑿巖機圖紙數據，否則不能稱之為虛擬樣機。

數值計算又叫動態仿真，我國在數值計算方面的論文太多了。有基于AMESim的仿真，基于Simulink的動態仿真，基于MATLAB的計算機仿真，準勻加速度法仿真計算，鍵合圖方法仿真，等等。

6.5.2 液壓鑿巖機數值計算輸入輸出的基本要求

沖擊機構數值計算中，進油流量必須是輸入值，而壓力是輸出值。

數值計算輸出結果不能僅僅是沖擊能，沖擊頻率等，必須能輸出活塞運動速度、位移，換向閥的速度、位移，活塞前后腔壓力的曲線。并且能夠描述出液壓油的空化與氣蝕現象。

數值計算的結果曲線應該用實驗曲線驗證，未經實驗驗證的仿真計算是不可信的。

數值計算的結果應該是真實的，不能弄虛作假，其他人也可以重復運行程序。

6.5.3 液壓鑿巖機數值計算程序的基本要求

數值計算的程序應該模塊化，數值計算需要花費大量的精力與時間，不是一個人短時間能夠完成的，因此數值計算的程序應該模塊化，可以由一組人員分工，進行編寫。

數值計算程序應該界面友好，參數的改變，應在界面中進行，而不應在程序中進行。

數值計算的模型與程序應該是持續改進的，和所有的計算機軟件一樣，應該有版本號。液壓鑿巖機數值計算程序應該通用工具化，不要搞成專用工具。不能只有作者自己用，換一個人就不能用。

6.5.3 液壓鑿巖機數值計算程序的難點

虛擬樣機技術是一項浩繁的工程，但是并不是遙不可及。內燃機的燃燒過程，牽涉到化學，燃燒學，熱學，力學，都可以做到數值仿真，并且在發動機設計中起到重要作用。沖擊機構的數值仿真也一定能做到，但是這要求有一個精干的團隊和一個好的實驗條件。

數值計算程序都是針對某一個特定的圖紙的，因此通用性較差。不要指望適合于單腔回油的鑿巖機，也能適合非單腔回油的鑿巖機。也不要指望適合于芯閥結構的鑿巖機，也能適合套閥結構的鑿巖機。這也是數值計算應用的一個難點。我們至少應該做到，對某一相同結構類型的液壓鑿巖機，具有通用性。

7 我國液壓鑿巖機設計研究的政策建議

7.1 以企業為主體，產學研結合

過去幾十年，我國液壓鑿巖機設計研究是以高校和研究所為主體的，和企業產品開發聯系較少。事實證明，我國液壓鑿巖機設計研究進步不大，只有以有實力的大企業為主體，廠學研結合，學校與研究所自己不搞產品生產，只為社會和企業提供知識與技術，各自發揮自己的優勢，才是我國液壓鑿巖機技術與產品的發展道路。

7.2 以行業協會為主體，組織技術交流

與鑿巖機的生產、使用有關的行業有鑿巖機械氣動工具、煤炭、礦山、鐵路、水電、冶金等等，在1980年代，礦山機械行業組織過液壓鑿巖機技術交流會， 1990年代初期， 煤炭建井行業組織過液壓鑿巖機技術交流會。

8 結語

（1）對我國液壓鑿巖機研究文獻進行了分類，5大類，13個小類；

（2）分析了我國液壓鑿巖機技術研究的不足，3個方面的不足；

（3）列舉了我國液壓鑿巖機設計理論的主要觀點，6大類，13個觀點；

（4）列舉了我國液壓鑿巖機設計中亟待解決的5大類共11個問題；

（5）提出了我國液壓鑿巖機設計研究的5條學術建議；

（6）提出了我國液壓鑿巖機設計研究的2條政策建議。

參考文獻：

[1] 梁明華.液壓鑿巖機旋轉速度與鑿巖直徑的關系[J].工程機械，2001，32（6）.

[2]何雄彬.HDl35A和COPl238ME型液壓鑿巖機工作原理及常見故障處理[J].廣東水利水電，2001（8）.

[3] 李同明.阿特拉斯ROCD7鉆機使用中易出現的問題與改進[J].四川水利，2004（3）.

[4] 李強.Atlas 1838型鑿巖機六種常見故障的排除[J].工程機械，2005，36（3）.

水利水電畢業論文范文第5篇

關鍵詞：明渠流；實驗裝置；創新性實驗；實驗平臺；旋轉式；水槽

中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：16721683（2015）05100803

Development and application of comprehensive experiment platform for rotatable open channel flow

RONG Guiwen，YUAN Yue，XIAO Baiqing，XU Guangquan

（College of Earth and Environment，Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，China）

Abstract：In order to cultivate the innovative ability of college students and overcome the disadvantages in the experiment device of single open channel flow，such as simple experiment content，occupation of large area，and high cost，a comprehensive experiment platform for rotatable open channel flow was developed based on the conventional hydraulic experiment apparatus and basic principle of fluid flow.The experiment platform used the rotatable method to integrate different open channel flow experiments，which can meet the demand of conducting various conventional open channel flow experiments in the same platform，and the demand of modern teaching including the comprehensive，designed，and innovative training plans.The platform has the advantages of perfect design，complete function，and convenient reestablishment，which is of important significance for the cultivation of innovative talents with water conservancy major.

Key words：open channel flow；experiment device；innovative experiment；experiment platform；rotatable mode；flume

天然河道、人工渠道以及水流未充滿全斷面的管道中的水流都屬于明渠流[1]，明渠流是水力學研究的重要內容。水力學實驗在水力學學科發展中占有很重要的地位，是整個水力學理論教學不可替代的環節[23]。然而目前高等學校的水力學實驗教學仍存在諸多與現代高等教育理念不相適應之處，例如實驗平臺不完善、功能單一，一個實驗裝置只能滿足一類實驗需要，實驗多為演示性、驗證性實驗，缺乏新意，很難激發學生自主學習與創新的興趣，不利于培養學生的創新意識和創新能力[4]。同時，現有的明渠流實驗裝置存在設備體積大、占用實驗室面積多、成本高的不足，致使配置的實驗裝置臺套數都較少，尤其是高校擴招后，傳統的明渠實驗裝置難以滿足實驗教學和創新能力培養的需要，嚴重影響工科高校水力學的實驗教學和創新驅動[5]。

本文在研究傳統水力學實驗裝置和流體運動基本原理的基礎上，采用旋轉方式創造性地將多種水力學明渠試驗集為一身，自主研發了一套旋轉式明渠流綜合實驗平臺。該實驗平臺能夠滿足學生在同一實驗平臺上進行多種常規水力學和流體力學實驗的需求，能夠滿足高校創新創業訓練計劃等現代教學的要求。

1 綜合實驗平臺

1.1 實驗平臺設計思路

長期以來，受傳統觀念等方面的限制，水力學實驗大多以單一的驗證性實驗為主，綜合設計性實驗幾乎沒有，實驗教學缺乏靈活性[6]。為了促進高等學校轉變教育思想觀念，改革人才培養模式，強化創新創業能力訓練，增強高校學生的創新能力和在創新基礎上的創業能力，培養適應創新型國家建設需要的高水平創新人才，高校要高度重視大學生創新創業訓練計劃對推動人才培養模式改革的重要意義，重視大學生創新創業訓練計劃實施的條件建設[7]。本文設計了一種旋轉式明渠流綜合實驗平臺，將傳統的多種實驗明渠水槽和回水槽通過旋轉軸和弧形固定翼連接構成平臺的旋轉明渠系統，旋轉軸通過兩端支架支撐，旋轉明渠系統主體為四個對稱的旋轉明渠水槽和四個對稱的旋轉明渠回水槽，旋轉明渠回水槽設置在槽底與旋轉軸之間。同時，綜合實驗平臺設計有水箱和固定明渠系統。裝置的特殊設計能夠實現了在一個水箱、一個固定明渠系統和一個旋轉明渠系統組成的實驗平臺上開展多種明渠流實驗的目的，不僅節約水泵和水箱，而且節省實驗占地面積和空間，符合我國資源節約型社會建設要求。

1.2 實驗平臺結構

旋轉式明渠流綜合實驗平臺由水箱、固定明渠系統和旋轉明渠系統三部分組成，見圖1。

1旋轉明渠水槽；2明渠水槽底床；3水槽固定翼；4明渠回水槽進口；4明渠回水槽出口（三角量水堰）；5旋轉軸；6升降閥；7支架；8水泵；9壓力管道；10刻度尺；11儲水箱；12消能罩；13溢水回流管；14溢水過渡箱；15支架；16螺紋桿；17擋板滑動槽；18有機玻璃擋板；19穩水箱（源頭）；20梯形水流出口；21固定明渠水槽；22水槽銜接縫（卡槽）；23活動水位測針；24測針滑動架。

圖1 實驗平臺結構立體圖

Fig.1 Stereogram of experiment platform

水箱為兩層、三箱結構，包括下層的儲水箱、上層的穩水箱和溢流箱，在儲水箱靠近固定明渠水槽一側的壁面上設有三角量水堰，三角量水堰與固定明渠回水槽出水口連通，在穩水箱靠近固定明渠水槽一側的壁面上設有梯形出水口，儲水箱和穩水箱通過壓力管連通，壓力管上設有抽水泵，儲水箱和溢流箱通過溢水回流孔連通，穩水箱和溢流箱之間通過在擋板活動槽中活動的溢流板分隔，明渠中的流量通過旋轉螺紋桿調節溢流板高度來控制。

固定明渠系統位于水箱和旋轉明渠水槽之間，由固定明渠水槽、固定明渠回水槽構成，固定明渠水槽位于固定明渠回水槽正上方，固定明渠水槽截面為梯形，固定明渠回水槽截面為弧形，固定明渠水槽的進水口一端連接固定在穩水箱的梯形出水口，固定明渠回水槽出水口與儲水箱上的三角量水堰連通。

旋轉明渠系統主體為四個對稱的旋轉明渠水槽和四個對稱的旋轉明渠回水槽。如圖2所示，相鄰的明渠水槽和明渠回水槽之間通過30°弧形固定翼和旋轉軸連接，旋轉明渠回水槽設置在槽底與旋轉軸之間，旋轉軸兩端通過支架支撐。明渠水槽和明渠回水槽之間是明渠試驗水槽底床，每個明渠水槽的槽底末端均設置有許多出水孔，出水孔與明渠回水槽進口相通，在明渠水槽和明渠回水槽右端設有擋水板。在旋轉明渠系統靠近固定明渠系統的一端設有用于密封銜接的橡皮圈和卡扣。旋轉明渠系統每次旋轉90°后，其中一個旋轉明渠水槽恰好與固定明渠水槽完全吻合，明渠通過橡皮圈和卡扣密封銜接后連接為一個整體，相應的回水槽也連接為一整體，并與水箱相通組成一個可循環系統。旋轉明渠水槽底坡可調節1°～5°，不同的旋轉明渠水槽中設置不同類型的水工建筑物。旋轉明渠上的活動水位測針用來測量明渠中的水位。通過儲水箱外壁的刻度尺讀數和三角量水堰流公式[8]計算明渠水流流量。

圖2 旋轉明渠橫截面

Fig.2 Cross section of rotatable open channel

1.3 實驗平臺功能

1.3.1 開展常規明渠流實驗

利用該綜合實驗平臺提供的水箱、固定明渠系統和旋轉明渠系統，學生在此實驗平臺上進行簡單改裝，即可完成常規性明渠流實驗和測量實驗[5，911]。

在水力學中，把頂部溢流的泄水建筑物稱為堰，過堰的水流，當沒有受到閘門控制時為堰流。堰流的特點是水流的上方為僅受重力作用而降落的連續變化的光滑曲面，水流的下方受到堰體型的控制。堰流的過流能力與堰的體型有很大的關系，不同體型的堰，其堰上水流的形態也不同。在某一條旋轉明渠水槽中分批設置不同體型的薄壁堰、實用堰和寬頂堰，能夠開展矩形薄壁堰流實驗、三角形薄壁堰流實驗、曲線型實用堰流實驗、折線型實用堰流實驗、寬頂堰流實驗以及寬頂堰的堰頂水深實驗。

在水利工程中，為控制過堰流量，常在堰頂安裝閘門，當過堰的水流受到閘門控制時為閘孔出流。閘孔出流的特點是水流上方受閘門控制形成不連續變化的曲面，水流下方受到堰體型的控制。影響閘孔過流能力的主要因素不僅有堰的體型，還有閘門的型式和控制方式。為了觀察閘孔出流現象，可以在另一條旋轉明渠水槽中分批設置平板閘門和弧形閘門，開展平板閘門流量實驗、弧形閘門流量實驗。

圓柱繞流問題是研究流體繞物體流動的典型水動力學問題。通過實驗測量實際流體繞圓柱流動時的表面壓強分布規律，能夠更好地幫助學生理解圓柱繞流中的前后駐點、最小壓強點、壓強系數特征，觀察圓柱后部發生的流動分離現象。在第三條旋轉明渠水槽中設置不同數量、不同布局的圓柱，可以開展圓柱繞流實驗。

水躍和水跌是明渠非均勻流中常見的急流與緩流過度的急變流。當明渠中的水流由急流過渡到緩流時，會產生一種水面突然躍起、劇烈旋滾的水躍現象，常發生于泄水建筑物的下游；當處于緩流狀態的明渠水流遇到陡坡或突然擴大的渠道斷面時，水面會迅速降落產生一種由緩流向急流過渡的水跌現象。在第四條旋轉明渠水槽設置潛壩或跌坎，觀察明渠的水躍和水跌現象。

1.3.2 開展設計性明渠流實驗

實驗設計訓練是培養學生創新精神、創新能力和創新思維的有效手段，該綜合實驗平臺具有開展水力學相關的設計性、創新性明渠流實驗的功能。如，在旋轉明渠系統中，布置模型沙進行泥沙推移（跳躍、滾動、滑動）運動和懸移運動等觀察實驗和量測實驗[12]，設置丁壩、順壩或鎖壩開展水工整治建筑物附近流場、自由水面變化和紊動現象等觀察實驗[13]，布置水草開展植被水流運動特性實驗[14，15]，增加消能工開展底流消能、挑流消能和面流消能等消能演示實驗[16]，修改溢流堰剖面形狀開展壩體優化等探索性實驗，在明渠水槽中布置彎道開展彎道水流運動綜合實驗 [17]。學生通過自行設計、改造和加工模型，能夠激發自身的主動性、積極性和創造性，能夠從自身所長與興趣出發，積極參與實驗實踐活動，在探索、研究、創新的實踐訓練過程中，提出自己的觀點與見解。

2 實驗平臺使用模式與實踐

2.1 實驗平臺使用模式

在綜合實驗平臺的使用過程中，堅持“開放式、啟發式”實驗模式，最大限度地發揮學生的主動性、能動性和創造性，促進學生主動探索性學習，提高學生的學習興趣。實驗平臺的使用模式可歸納如下。（1）使用前，教師提出實驗目的和要求，學生自行擬定實驗方案、設計實驗思路。這一階段注重培養學生的獨立思考能力和創新設計能力。（2）使用中，學生獨立摸索實驗平臺水箱、固定明渠系統和旋轉明渠系統各組成部件的功能和使用方法，根據擬定的實驗方案、實驗思路親自動手實施，必要時，允許學生自己制作、改裝相應的部件進行探索性實驗。這一階段注重培養學生的動手能力和實踐能力。（3） 使用后，學生獨立從實驗數據和實驗現象中分析相關實驗的水動力特性，查閱國內外相關實驗資料，撰寫實驗報告，并做實驗成果匯報。這一階段注重培養學生的分析能力和表達能力。對有創新性的實驗成果，教師鼓勵和指導學生撰寫學術論文，在學術刊物上發表或在學術會議上交流。

2.2 實驗平臺應用實踐

綜合實驗平臺建成以來，先后開展了一系列的綜合性、設計性和創新性實驗研究，取得了非常理想的教學成果。許多師生在此實驗平臺上進行了“曲線型實用堰剖面設計實驗”、“折線型實用堰剖面設計實驗”、“平板閘門流量實驗”、“弧形閘門流量實驗”和“明渠水躍和水跌實驗”等自主創新性實驗，完成了多篇畢業設計和畢業論文。目前，學生正在該實驗平臺上進行智能化操作的探索研究。

3 結語

本文介紹了由水箱、固定明渠系統和旋轉明渠系統組成的旋轉式明渠流綜合實驗平臺，通過旋轉和對接方式將不同的明渠水槽及相應的明渠回水槽與同一個固定明渠系統貫通，實現了僅在一個水箱、一個水泵提供水源的前提下進行一系列明渠水流自主創新設計實驗研究的目的，克服了傳統明渠流實驗裝置功能單一、占地面積大、建設成本高等缺點，為水力學傳統基礎實驗教學向綜合設計性實驗教學轉變提供了新思路。具有系統靈活、改造方便、水資源節約、功能強大和適應性強等特點，有重要的實用價值及推廣應用前景。

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