水利水電工程導論精選(九篇)
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第1篇：水利水電工程導論范文
【摘要】 建基面 巖體質量分類 地質參數
水利水電工程攔河拱壩要求壩基和壩肩巖體具有足夠的堅固性和穩定性，拱壩作用在拱座上的力主要有軸向推力（切向力）、水平推力（徑向力）和豎向力。拱壩對壩基要求有足夠的剛度和抗滑穩定安全度。拱壩工程地質勘察，要查明壩址區工程地質條件，進行壩基巖體工程地質分類，提出各類巖體的物理力學參數，并對壩基工程地質條件作出評價。下面就拱壩壩基建基面選擇、壩基巖體質量分類、壩基巖體地質參數選擇和壩基主要工程地質問題評價等方面提出個人看法。
一 建基面選擇
建基面的選擇，影響因素較多，既有壩基巖體工程條件的因素，又有上部結構的因素，既有技術因素又有投資因素。建基面的選擇直接關系到壩基開挖量和壩體工程量、施工期及大壩安全等。
早些時候傳統的建基面選擇，要求壩基開挖至微風化~新鮮，壩基深開挖帶來了高邊坡、應力釋放和巖體松馳等一系列問題，造成增大工程投資和延長工期。工程實踐表明，對巖體自然狀態的破壞程度越大，帶來的巖體工程問題也越多。近幾年來，壩基巖體的利用有著長足的發展，隨著壩工設計的技術進步、工程地質界對壩基巖體的認識不斷深入和基礎處理的水平不斷提高，壩基開挖由深到淺，注意充分利用壩基巖體。
拱壩壩基巖體變形主要分為整體變形和剪切變形，整體變形的表征參數為壩基剛度Idf=Ed/Ef（Ed為壩體變形模量，Ef為壩基巖體變形模量），壩基剛度Idf越大，壩基巖體變形越小，壩基巖體穩定性越好。但是，壩基剛度以Idf1為宜，若剛度過大，反而造成拱端和梁底的應力緊張，壩體變形增大。因此，拱壩壩基開挖沒有必要追求深開挖，以適度為好。拱壩壩基整體性變形的另一控制條件是拱座要有足夠的嵌入深度，以滿足拱座整體穩定。
拱壩壩基巖體的剪切變形問題，也就是壩肩巖體穩定問題，主要受地質結構面發育程度、分布特征及其組合切割影響，尤其是軟弱結構面性狀差，抗剪強度低，影響最為突出。結構面發育程度影響壩基巖體的完整性，影響壩基剛度。結構面的分布特征及性狀，影響壩基（肩）巖體滑動的可能和壩基（肩）巖體抗滑穩定安全系數。受結構面切割影響，完整性差的巖體和局部發育的軟弱結構面可以通過工程處理加以利用。
通過以上分析認為，巖石單軸飽和極限抗壓強度大于60MPa的堅硬巖類，壩高小于70m的拱壩，在滿足拱座嵌入深度的情況下（尤其是壩高1/2以下拱座）,拱壩壩基可以座落在弱風化巖體上，1/2壩高以下壩基以弱風化中下部巖體為宜，1/2壩高以上壩基以弱風化中上部巖體為宜。
二 壩基巖體質量分類
1.GB50218-94推薦分類
GB50218-94《工程巖體分級標準》中考慮巖石的堅硬程度和巖體完整程度，利用巖石單軸飽和極限抗壓強度Rc和巖體完整性系數Kv確定巖體基體質量指標BQ，計算式為BQ=90+3Rc+250Kv，巖體基本質量分級定量標準為：I級BQ550,Ⅱ級BQ=550～451，Ⅲ級BQ=450～351，Ⅳ級BQ=350～251，Ⅴ級BQ250。
侵入巖類絕大部分巖石單軸飽和極限抗壓強度Rc在80～120MPa，平均值100 MPa；較破碎巖體完整性系數Kv在0.15 ～0.35，平均值0.25。根據公式BQ=90+3Rc+250Kv計算BQ值為452.5，屬Ⅱ級巖體，存在巖體完整性系數與巖體分級不對應的矛盾。再如軟質巖中的泥巖，假設Rc=20MPa，Kv=0.6，那么BQ值為300，存在較完整體屬Ⅳ級巖體，而且軟巖和較軟巖做為壩基巖體適宜性差，更不用說做為拱壩壩基。因此，拱壩壩基巖體質量分類采用本標準，不太適宜。
2.GB50287-99推薦分類
GB50287-99《水利水電工程地質勘察規范》附錄L壩基巖體工程地質分類中，根據巖石飽和極限抗壓強度Rb把巖石(體)分為A類（硬質巖Rb>60MPa）、B類（中硬巖Rb=60-30MPa）和C類(軟質巖Rb
Ⅰ類巖體：由硬質巖組成AⅠ類,巖體完整，強度高，抗滑、抗變形能力強，屬優良壩基。
Ⅱ類巖體：由硬質巖組成的AⅡ類和中硬巖組成的BII類巖體。AⅡ類巖體較完整，強度高，軟弱結構面不控制巖體穩定。BⅡ類巖體結構特征同AⅡ類。Ⅱ類巖體的抗滑、抗變形能力均較強，屬良好的壩基。
Ⅲ類巖體：由硬質巖組成的AⅢ類、中硬巖組成的BⅢ類和軟巖組成的CⅢ類。AⅢ類巖體較完整，局部完整性差，強度較高，抗滑、抗變形能力在一定程度上受結構面控制；BIII類巖體較完整，有一定強度,抗滑、抗變形能力受結構面和巖體強度控制；CⅢ類巖體完整，抗滑、抗變形能力受巖體強度控制。Ⅲ類巖體質量中等，做為壩基巖體需進行專門工程處理，尤其是BⅢ類和CⅢ類巖體的承載力和強度需視工程情況進行論證。
Ⅳ類巖體：由完整性差~較破碎的硬質巖組成的AⅣ類、中硬巖組成的BⅣ類和完整性差的軟巖組成的CⅣ類。Ⅳ類巖體質量差，AⅣ類和BⅣ類巖體抗滑、抗變形能力明顯受結構面控制，需進行專門工程處理。
Ⅴ類巖體：巖體結構松散，強度低,質量極差。
該巖體質量分類標準適用于大中型工程、壩高大于70m的混凝土壩。由于壩基巖體的變形性能和抗滑穩定條件，不僅與壩基工程地質條件有關，還與大壩的類型和工程特點有關，因此，各大壩工程的巖體質量分類可根據各工程的具體工程地質條件參照使用。
3.拱壩壩基巖體質量分類建議
本文針對拱壩壩基肩巖體荷重特點和壩(肩)巖體的變形特性，以GB50287-99規范中的分類為基礎，以巖石單軸飽和極限抗壓強度Rb>60MPa的堅硬巖類為代表(Rb>45MPa的中硬巖類視工程情況參考使用)，根據巖體結構、巖體完整性、結構面發育程度、結構面分布和軟弱結構面存在情況，把拱壩壩基巖體質量分成五類，見表2-1
三 地質參數選擇
拱壩應力計算需要地質師提供壩基巖體彈性模量Es、變形模量Eo和泊松比μ，驗算壩基應力條件需提供壩基巖體承載力，壩基和壩肩抗滑穩定計算時需要提供混凝土與巖體及巖體抗剪斷強度。這些地質參數的取值在GB50287-99《水利水電工程地質勘察規范》中附錄D之D.0.3條作出了相關的規定，但工程前期勘察階段和中小型工程勘察過程中，往往壩基巖體力學參數試驗資料不足，因此，本文就拱壩壩基巖體幾個常用的地質參數提出如下建議：
彈性模量Es：取巖塊進行室內試驗測定E50值是容易做到的，而且一些參考資料上也是容易查找的，以E50為基準值，Ⅰ類巖體Es=（0.8~0.9）E50，Ⅱ類巖體Es=（0.6~0.8）E50，Ⅲ類巖體Es=（0.3~0.5）E50，Ⅳ類巖體Es=（0.1~0.3）E50，Ⅴ類巖體Es=（0.1~0.05）E50
變形模量Eo：Ⅰ類巖體Eo=（0.7~0.8）E50，Ⅱ類巖體Eo=（0.4~0.6）E50，Ⅲ類巖體Eo=（0.2~0.4）E50，Ⅳ類巖體Eo=（0.05~0.2）E50，Ⅴ類巖體Eo=（0.1~0.05）E50
泊松比μ：Ⅰ類巖體μ=0.15~0.20，Ⅱ類巖體μ=0.20~0.25，Ⅲ類巖體μ=0.25~0.30，Ⅳ類巖體μ=0.30~0.40，Ⅴ類巖體μ=0.40~0.50
承載力fk：以巖石單軸飽和極限抗壓強度Rb為基準值，Ⅰ類巖體fk=0.2Rb，Ⅱ類巖體fk=(0.2~0.1) Rb，Ⅲ類巖體fk=(0.1~0.06) Rb，Ⅳ類巖體fk=(0.07~0.05) Rb，Ⅴ類巖體fk=0.05Rb
混凝土與巖體抗剪斷強度、巖體抗剪斷強度及結構面、軟弱層和斷層的抗剪斷強度建議參考GB50287-99《水利水電工程地質勘察規范》附錄D之表D.0.3壩基巖體力學參數和表D.0.5結構面、軟弱層和斷層的抗剪斷強度，針對各拱壩工程的具體特點和工程地質條件參照選取。
四 壩基主要工程地質問題評價
壩工建筑物對壩基的要求有三個核心問題：一是壩基所承受的荷載作用下不會發生滑動失穩，而且還應有必要的抗滑穩定安全度；二是在各項荷載作用下，壩基各部位的應力及變形值要在許可的范圍內，避免產生過大的局部應力集中和嚴重的不均勻變位，影響壩基和大壩的安全；三是壩基在滲透水的長期作用下，要能保持壩基巖體在力學和化學性質上的穩定，滲漏和滲透壓力都要控制在允許的范圍內，因此，圍繞這些問題，拱壩壩基主要工程地質問題包括壩基壓縮變形、壩基滲漏及滲透變形和壩基抗滑穩定等問題。
壩基壓縮變形問題，主要根據壩基巖體強度、巖體風化特征、巖體結構類型和軟弱結構面的發育情況及其分布特征做出分析和評價，若壩基巖體中存在抗變形能力差的緩傾角夾層、陡傾角斷層和風化、卸荷破碎帶，要提出必要的工程處理措施建議。
壩基滲漏及滲透變形問題，主要根據壩基巖體的巖性類型、巖體風化狀態、結構面發育程度、分布特性及其性狀和地下水發育情況等，評價壩基巖體的透水性及其滲漏通道，并提出相應的工程處理措施建議。
壩肩巖體抗滑穩定問題，主要根據巖體強度、巖體結構、巖體完整性、結構面發育程度等巖體質量分類相關的因素，結合軟弱結構面的分布特征及其性狀、組合切割關系等進行分析和評價，提供壩基巖體及結構面、軟弱層和斷層抗剪斷強度，進行壩肩巖體抗滑穩定計算，并提出相應的工程處理措施建議。
五 結語
1.隨著壩工設計的技術進步、對壩基巖體的認識不斷深入和基礎處理水平的不斷提高，拱壩在滿足嵌入深度情況下，建基面可以座落在弱風化巖體上。
2.拱壩壩基巖體質量分類是壩基（肩）巖體穩定性分析和評價的基礎,是合理地進行地質參數選擇的依據，也是壩基巖體加固設計和施工的依據。
3.拱壩對壩基的變形、滲漏和穩定三大要求，是拱壩工程地質勘察的核心內容和重要任務，也是拱壩壩基主要工程地質問題分析與評價的關鍵所在。
參考文獻
[1] 崔政權《系統工程地質導論》 水利電力出版社，1992
第2篇：水利水電工程導論范文
水工隧洞一般都有過水要求，加上其復雜的地質條件，因此正確的進行圍巖分類后采取相應的支護措施將對保證隧洞穩定性起決定性的作用。圍巖分類是一類非線性的綜合判定問題，用人工神經網絡方法來判別水工隧洞圍巖類別是一種新的嘗試和新的方法。
1．圍巖分類的判定依據
水工隧洞圍巖工程地質分類應以控制圍巖穩定的巖石強度、巖體完整程度、張開度、地下水力狀態和主要結構面產狀等五項因素綜合評分為依據，圍巖強度應力比為限定依據，見表1。
表1圍巖工程地質分類依據
指標名稱評價因素
巖石強度（A1）采用巖塊的單軸抗壓強度（MPa）
巖體完整程度（A2）采用完整性系數Kv
張開度（A3）考慮結構面的連續性、粗糙度和充填物
地下水狀態（A4）考慮地下水的發育程度，用單位洞長單位時間的涌水量
主要結構面產狀（A5）采用結構面走向與洞軸線的夾角
以上五個因素是控制圍巖穩定性的主要因素，圍巖的分類標準見表2。
表2圍巖工程地質分類標準
評價因素圍巖類別
Ⅰ（穩定）Ⅱ（基本穩定）Ⅲ（局部穩定性差）Ⅳ（不穩定）Ⅴ（極不穩定）
A1（MPa）>200100~20050~10025~50<25
A20.9~1.00.75~0.90.5~0.750.25~0.5<0.25
A3（mm）<0.50.5~11~33~5>5
A4(L/min·10m)<2525~5050~100100~125>125
A5(o)90~7575~6060~4545~30<30
2.水工隧洞圍巖分類的人工神經網絡模型
神經網絡系統是由大量的、簡單的處理單元廣泛的互相連接而形成的復雜的網絡系統。人工神經網絡模型最基本的有兩大類：一類是以Hopfield網絡模型為代表的反饋型模型，它具有非線性和動態性；另一類是以多層感知器為基礎的前饋模型。其中BP(BackPropagation)網絡是目前應用最廣泛的多層前饋神經網絡模型。本文采用BP網絡模型。
2．1BP神經網絡模型及其算法
BP神經網絡由輸入層、隱含層和輸出層三層感知器組成，每層由若干個神經元組成。輸入層接受信息，傳入到隱含層，經過作用函數后，再把隱結點的輸出信號傳到輸出層輸出結果。節點的作用函數選用Sigmoid函數，即：
（1）
BP神經網絡采用誤差逆傳播反學習算法。學習過程由正向傳播和反向傳播組成。在正向傳播過程中，輸入信號由輸入層經隱含層處理后傳向輸出層，每一層神經元的狀態只影響下一層神經元的狀態。如果在輸出層得不到一個期望的輸出，則轉向反傳播，將輸出信號的誤差按原來的連接通路返回，通過修改各層神經元的權值，使得誤差信號最小，得到合適的網絡連接權后，便可對新的樣本進行識別。BP網絡學習過程具體步驟如下：
（1）初始化，設置網絡結構，賦初始權值；
（2）為網絡提供一組學習樣本，包括M個樣本對（），輸入向量，輸出向量，n、m分別為輸入層和輸出層神經元個數，；
（3）對每個學習樣本P進行（4）~（8）；
（4）逐層正向計算網絡各節點的實際輸出：
(2)
其中，為神經元i、j之間的權值；為前層第i個神經元的實際輸出，為式（1）給出的函數；
（5）計算網絡輸出誤差：
第P個樣本的輸出誤差為(3)
其中，，分別為輸出層第j個神經元的期望輸出和實際輸出。
網絡總誤差為；(4)
（6）當E小于允許誤差或達到指定迭代次數時，學習過程結束，否則進行誤差逆向傳播，轉向（7）；
（7）逆向逐層計算網絡各節點誤差：
對于輸出層，(5)
對于隱含層，(6)
其中代表后層第個神經元。
（8）修正網絡連接權：，其中為學習次數，為學習因子，值越大，產生的振蕩越大。通常在權值修正公式中加入一個勢態項，變成：
(7)
其中，a稱為勢態因子，它決定上次學習的權值變化對本次權值更新的影響程度。
2．2圍巖分類的BP模型
在以表2中數據為基礎進行網絡訓練前，須對表中指標作如下處理：Ⅰ、Ⅴ類對應的指標取其界限值或平均值；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類對應的指標取其平均值。作上述處理后，可以得到網絡訓練模型的5個學習樣本，如表3。
表3圍巖類別識別模型的學習樣本
類別樣本類別A1A2A3A4A5
P1Ⅰ2000.950.52582.5
P2Ⅱ1500.8250.7537.567.5
P3Ⅲ750.62527552.5
P4Ⅳ37.50.3754112.537.5
P5Ⅴ250.25512530
以上表中5個類別樣本作為神經網絡的學習樣本，在輸入層和隱含層各設置一個特殊單元作為閾值單元，其值設為1。模型結構如下圖1所示。
圖1圍巖類別分類的BP網絡模型
設圍巖類別為P1、P2、P3、P4、P5這5個類別樣本的預期輸出矢量，各分量定義為
網絡訓練時，當所有樣本在網絡輸出節點的實際輸出與網絡期望輸出之間的最大誤差小于預先給定的常數，即時學習結束。
網絡經過15000次訓練，每個樣本的網絡輸出與期望輸出最大誤差為0.2，絕大部分在0.1之內。應用訓練后的BP模型劃分新的圍巖類別樣本，等判定圍巖類別樣本W經網絡變換后輸出O與各期望輸出比較，設，。
如果，則，，即隧洞圍巖類別樣本屬于級。
3．沙灣隧洞的圍巖分類應用實例
東深供水改造工程沙灣隧洞位于深圳市北東面內15公理處，區域地勢東高西低。工程區域周圍沉積巖、巖漿巖和變質巖三大巖類均有出露。隧洞線路地帶分布的地層，除洞口溝谷部位為第四系松散堆積層外，其余均為侏羅系中統塘夏群碎屑巖，基本為單斜構造，但末端因受深圳斷裂帶影響，巖層產狀較為紊亂，地質條件復雜多變。
隧洞開挖后，測得三種圍巖地段的力學性質和環境條件，取三個樣本為a、b、c。用BP人工神經網絡判定該工程隧洞圍巖類別。
根據水利水電工程地質勘察規范，隧洞圍巖類別分為5級：Ⅰ（穩定）、Ⅱ（基本穩定）、Ⅲ（局部穩定性差）、Ⅳ（不穩定）、Ⅴ（極不穩定）。對照學習樣本各特征變量，用訓練好的BP模型對a、b、c三個樣本進行判定，其結果見表4。
表4沙灣隧洞三組樣本實測指標與圍巖類別判定結果
指標名稱實測指標值
abc
巖石強度（A1）2845100
巖體完整程度（A2）0.220.50.55
張開度（A3）341
地下水狀態（A4）1208025
主要結構面產狀（A5）305060
圍巖類別判定結果ⅤⅣⅢ
4．結論
水工隧洞圍巖類別判定，不僅影響因素多，而且具有很大的模糊性和不確定性。人工神經網絡是一門新興的交叉學科，它具有聯想、記憶功能和判別識別的模糊性等優點，用它來進行圍巖類別分類，不需對輸入輸出指標的關系作任何假設，這種關系是神經網絡從實例中自適應學習而獲得的，大大減少了人為因素的影響，省去了事后的經驗判斷。實踐證明，它在理論和應用上都是可行的和有實際意義的。
參考文獻
第3篇：水利水電工程導論范文
(一)教育目標
工程教育應當以培養工程師為己任。教育目標應該體現培養什么樣的工程人才，今后能夠從事的職業或崗位等內容。教育目標是對人才培養使命或教育目的的分類型、分層次的規定。6所研究型大學的人才培養使命大多用“高素質”“拔尖創新”“高級專門”以及“高層次”“創新型”“復合型”等詞匯來修飾;但C大學的學校人才培養使命相對具體。關于專業教育目標，6所大學主要關注知識基礎和畢業后能夠從事的職業和崗位類型，較少關注其他方面的內容。這實質上是將人才培養的重點放在知識和做事的層面。
(二)預期學習結果
教育目標和預期學習結果是課程改革的“指南針”。預期學習結果是對教育目標的細化，使之達到可操作、可實施的程度。預期學習結果反映了學生在畢業時期望的和所能達到的學習水準，它常常與學生掌握的知識、具備的技能和態度有關。6所大學工程教育的預期學習結果在知識、技能和態度這3個維度設置上大體一致。但不同學校設計的預期學習結果內涵也有差異。例如，A大學和E大學在知識要求中將經濟管理知識單列;C大學特別強調工具性知識和社會發展及相關領域知識。我國大學對工程專業中“知識”要求的趨同性，說明自然科學知識的基礎性得到了重視，但技術知識的分化、交叉與快速變化的特性沒有受重視，工程科學知識沒有很好地被重視。究其原因，可能是我國高校對工程的本質和工程實踐的時代特性沒有精準地把握。又如，關于學習結果的技能要求，C大學獨樹一幟，將終身學習能力、工程實踐能力、解決問題能力、創新能力以及交流、協調、合作與競爭能力納入其中。關于態度要求，6所大學的表述非常泛化，還停留在精神、思想、素養、意識層面。可見，我國大學對工程專業中“技能”和“態度”的要求，還需更關注21世紀工程師職業新形象和工程實踐新特征對培養學生能力和素質的影響。
(三)課程結構
課程結構是課程設計的重要內容，它是連接教育目標和最終學習結果的橋梁。課程結構包含課程類別、內容、學分比例、選課性質等要素。由于我國大學課程模塊劃分沒有統一標準，為規范統計口徑，本研究將課程類別分為以下7類:(1)通識通選課程，包括政治、軍事理論課，外語、體育和計算機工具類課程以及學校單獨設置的通識教育課程模塊;(2)自然科學課程，指數學、物理、化學類課程;(3)學科技術基礎課程，指大類學科基礎課、學科平臺課、技術基礎知識課或專業基礎課;(4)專業課程，是指直接針對本專業的專業主干課、專業核心課;(5)專業方向課，是指單獨劃專業分類的課程，包括分組方向選修、分模塊選修、分課程群選修等;(6)集中實踐環節，是指對立于課堂教學的一類課程，不包括具體課程涵蓋的實驗、研討和課外自學，但包括一門課程結束之后的課程設計;(7)單獨設置的跨學科選修課。數據分析表明，6所學校課程學分總數從160～208不等;通識通選課總學分數超過40的學校有5所;自然科學課程學分平均為26;學科技術基礎課學分從21.5～54，集中實踐環節學分從14～45不等，這兩類課程學分配置差異較大，說明課程學分設置被學校認識的重要程度有差異。各類課程占總學分的比例有所不同。如果按某類課程的學分數占本專業總學分的比例超過20%這一標準來衡量，6所學校的通識通選課比例全部超過該標準，學科技術基礎課比例有5所學校超過該標準，集中實踐環節有3所學校超過該標準。自然科學課程和專業課程的學分比例均低于總學分的20%。關于專業方向課和跨學科選修課，分別有3所和2所大學單獨設置了該類型。自然科學類課程所占總學分比例變化不大，全距R=6.2;學科技術課程占總學分比例有波動，全距R=16.8，上異常值為30.2%，下異常值為13.4%;集中實踐環節的下異常值為B大學的8.8%。上述數據表明，不同學校對不同類型課程的重要性程度認識不同。數據統計分析結果還說明了專業課程(學科技術基礎、專業課、專業方向和跨學科課程)中必修與選修的學分配置情況。從選修課程學分占總學分比例來看，比例最高的是B大學，選修學分高達32;比例最小的是C大學，選修學分低至7;這說明這兩所大學對選修課程的功能和學生學習選擇的靈活性，有著不同的理解和做法。其余4所大學選修課程比例大體相同。如果單從選修門數的絕對值來圖2專業課程選修與必修門數看，A大學高居榜首，其值為51;C大學最少，其值為8;選修課提供門數有下異常值，為C大學的8。絕對值只表明量的多少，要說明學生選課的自由度，還要考察可選門數與應選學分的比值。該比值越高，表明單位學分可選門數越多。從表3可以看出，D大學和A大學提供的選修門數與學分之比較高，可以推論，其學生的選課自由度可能較高。B大學和E大學提供的選修門數與學分之比較低，其學生的選課自由度可能較低。
(四)實踐環節
工程專業的課程計劃中，實踐環節的設計對工程教育尤為重要。從6所大學課程計劃的集中實踐環節設置看，集中實踐環節的學分數占總學分的比例有一定的差距，最低8.7%，最高24.4%。集中實踐環節的類別按出現的頻率由高到低依次是:認知實踐、畢業設計論文、軍訓、課程設計、各類實習、綜合項目設計。值得指出的是，“綜合項目設計”本應是工程教育實踐環節的重要內容。但遺憾的是，無論從學分設置(4～5學分)還是采用學校(3所)來看，均沒有凸顯該類實踐環節應有的地位。富有個性化的是，A大學設置了大學生科研項目訓練(2學分)，旨在為學生提供課外科學研究、接觸教授的機會。C大學設置了創新拓展項目(2學分)，旨在鼓勵學生積極參加校內實驗室、教學基地、創新實踐的學習活動。C大學還要求參加“卓越工程師教育培養計劃”的工程專業必須建立學校與企業培養聯合體。這代表著工程教育課程改革在實踐環節方面的創新。
(五)學習經驗與評價
關于學習經驗，我國高校的課程計劃大多沒有專門規定。在課程計劃中反映的學習經驗，主要體現在不同類型課程與教學的要求中，個別大學還規定了課程內部各教學環節的學時要求。例如，A大學的課程計劃規定，每個專業必須有2門雙語教學的課程和2門研究型教學的課程(Seminar);每門課程的學時由5部分組成:授課、實驗、討論、上機和課外學時，各門課程可根據具體情況有側重地設計相應環節。又如，C大學人才培養方案規定，為了實現人才培養的知識、能力與人格標準的要求，采用小班化教學、分小組學習、項目作業以及討論式、案例式和做中學的學習方法。再如，F大學水利水電工程專業開設了“Project課程”，即項目課程，旨在為學生提供項目設計經驗，培養工程設計能力;學生還可參加學校組織的“大學生科研訓練”項目，獲取科學研究的學習經驗。上述教學要求為學生學習工程提供了一定的經驗。學習評價在課程計劃中反映的程度總體不高。從6所學校人才培養方案中捕捉到的關于學習評價方式，大致可歸結為2類。第一類是“簡化”模式，以E大學為典型。在課程計劃中有一項“考核分配”的要求，規定了所列課程是“考試”或“考察”，僅此而已。第二類是“對應”模式，以C大學為典型。C大學除了在課程計劃中表明考核方式外，還對成績評價方法進行了限定，要求評價方法與專業培養目標中的“知識、能力與人格”要求相對應。例如，對“數學或邏輯學的基礎知識”，其評價方法是“數理知識通過課程期中、期末考試并考慮平時成績、實驗報告等綜合評價”;對“與人合作共事的能力”，評價方法為“若干專業課實行小班化、討論式、案例式、做中學、大作業以及通過面試和筆試等方式綜合評價學生成績”。C大學的學習評價模式緊扣學習預期結果，其改革的先進性和政策力度值得借鑒。
二、討論
上述研究結果呈現了案例大學工程教育課程現狀的教育目標、預期學習結果、課程結構、實踐環節、學習經驗與評價等關鍵要素。從靜態的課程設計角度進一步考察課程現狀與工程實踐的契合度，深入探討這些現狀背后隱藏的問題并揭示其潛在成因，是本研究關注的另一重要問題。
(一)課程現狀與工程實踐的契合度
從課程設計的角度分析課程現狀與工程實踐的契合度，可以看出我國高等工程教育課程與工程實踐的關聯度不高，具體表現在以下方面。其一，從教育目標來看，無論是學校人才培養使命還是專業教育目標，大多沒有體現面向實踐的工程教育愿景。案例大學均是具有良好工程教育聲譽的研究型大學，理應肩負培養國家新型工業化戰略所需工程師的使命。但其教育目標的表述，并沒有突出培養工程人才這一重點。其二，從學習結果來看，知識、技能和態度之間是分離關系，沒有體現工程實踐的整合能力觀。雖然知識要求面較廣，但沒有與工程實踐相聯系;技能要求還只是一般本科生所應達到的通用標準，沒有體現“工程師”的能力特質;態度要求更是泛泛而談，不易操作和評價。其三，從課程結構來看，總學分數和學分比例設置不合理。首先，總學分數偏高，這意味著課內學時太多，限制了學生自主學習時間，可能會遏制學生工程創新能力的培養;其次，各類課程學分比例設置不合理，理論課程過多，實踐課程偏少，實踐內涵不夠豐富。這些現狀與工程教育的實踐特性這一本質屬性的要求相差甚遠。其四，從學習經驗和評價來看，教學方法還是以講授為主，學習經驗的設計僅停留在研討課、雙語課等形式層面，遠沒有觸及工程實踐的本質。學習評價仍以“考試”或“考察”為主，從現行課程計劃中幾乎看不出改革與前進的步伐。唯一例外的是C大學提出采取不同的形式、與能力標準相對應進行學習評價，但這只是一個嘗試，實施效果要拭目以待。
(二)課程現狀隱含的問題及成因
我國工程教育課程偏離工程實踐、與工程實踐的契合度不高，這一現象背后隱含的問題頗多。若從靜態的課程設計視角審視問題，我國高等工程教育課程的主要矛盾表現在課程目標和課程結構兩個方面。一方面，課程目標脫離工業需求。本研究所揭示的我國本科工程教育課程目標呈現趨同化特點，各校之間“相互借鑒”表述空泛，針對性和個性化不強。同時，課程目標還呈現智性化特點，過分重視學科知識的掌握，忽視解決工程問題能力的培養，斷失了工業界需求這一“活水源頭”。工程教育課程目標的制定應當緊緊圍繞工程師在企業環境中工作所需的知識、技能和態度。我國工程教育課程目標的內涵沒有很好地吸納工業界對工程師特質的訴求，課程目標的制定過程也沒有充分考慮工業界企業雇主的參與，似乎只在學校內部“閉門造車”，脫離工業企業和工程實踐的需求。另一方面，課程結構分離工程能力。研究表明，我國工程教育課程結構存在明顯的學科壁壘，仍以學科知識為導向劃分課程結構。按照嚴謹的知識體系劃分課程結構的弊端是，在獲得知識體系完備性的同時，犧牲了學科交叉的機會，而跨學科思維是工程師解決問題的重要思維。可見，課程結構的分離表現在兩個層面:一是學科知識和實踐能力的分離，兩者缺乏必要的聯結;二是學科課程之間的分離，各類知識缺乏滲透和有機聯系。上述工程教育課程問題應當引起人們的反思。我國從20世紀80年代開始，一直在探索工程教育課程改革的新路，為何改革從未間斷但問題仍很嚴重?究其根源，筆者認為這與我國高校工程教育課程改革缺乏工程觀、人才觀和課程觀的指導有關。工程教育若不皈依工程本質、面向當代工程實踐，如何談及培養未來的工程師?過度科學化的課程割裂了工程實踐的整體特性，而建立在“大工程觀”基礎上的“整體工程觀”是指導工程教育課程改革的哲學思想。
三、結論與建議
