依托學(xué)科競賽培養(yǎng)水文與水資源工程專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力

肖柏青

（安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院　安徽淮南　232001）

全國大學(xué)生水利創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽是國家級(jí)的水利學(xué)科競賽，該大賽由中國水利教育協(xié)會(huì)、教育部高等學(xué)校水利類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主辦，意在貫徹落實(shí)《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》要求，強(qiáng)化實(shí)踐育人環(huán)節(jié)，為我國水利事業(yè)建設(shè)和發(fā)展培養(yǎng)一批創(chuàng)新型人才。自2009年全國大學(xué)生水利創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽開賽以來，參賽高校和參賽人數(shù)在逐屆增加，從第一屆30所參賽院校85項(xiàng)參賽作品到2017年第五屆84所參賽院校212項(xiàng)參賽作品，表明該大賽得到了越來越多高校和大學(xué)生的積極響應(yīng)。水利學(xué)科競賽是培養(yǎng)水利類本科大學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新實(shí)踐能力的一個(gè)有效途徑[1-2]。如何依托水利學(xué)科競賽來培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力？筆者認(rèn)為可以從作品選題、課題開展和課程教學(xué)三個(gè)方面發(fā)力。

一、注重作品選題，激發(fā)創(chuàng)新欲望

隊(duì)伍的參賽作品能否在眾多的競爭對(duì)手中脫穎而出關(guān)鍵是看作品的選題。在水利創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中選一個(gè)好的課題非常重要，它很大程度上決定了這個(gè)作品能走多遠(yuǎn)。一個(gè)好的選題，才有可能取得好的成績，也容易激發(fā)學(xué)生的研究興趣和創(chuàng)新欲望，學(xué)生們從校級(jí)初賽到全國決賽一路走來，在長時(shí)間的摸索中提升了創(chuàng)新實(shí)踐能力。

參加競賽的學(xué)生以二三年級(jí)為主，他們對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握和理解仍舊停留在比較低的層次上，要他們把所學(xué)專業(yè)知識(shí)提高到一個(gè)創(chuàng)新的高度確實(shí)很有難度，他們可能只能在往屆的作品基礎(chǔ)上提出一個(gè)類似的想法，創(chuàng)新性不高，因此，競賽的選題工作很大程度上由指導(dǎo)教師把關(guān)，選題也是對(duì)指導(dǎo)教師科研和學(xué)識(shí)水平的一次考察和衡量。在水力學(xué)研究領(lǐng)域，目前的主流研究方向包含了需要急需解決的工程問題，都可以作為很好的作品選題。例如，高壩泄洪霧化問題研究。高壩泄洪的高速水流會(huì)產(chǎn)生霧化降雨，對(duì)工程安全、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活均構(gòu)成一定的威脅與影響，泄洪霧化成為目前水利水電建設(shè)中備受關(guān)注的熱點(diǎn)問題，但目前還沒有很有效的工程措施來減緩泄洪霧化的出現(xiàn)。因此，可以以此為題，設(shè)計(jì)一種減緩泄洪霧化的裝置來參賽。

二、引導(dǎo)課題開展，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

創(chuàng)新能力從何而來呢？Krathwohl等人提出的學(xué)習(xí)過程金字塔結(jié)構(gòu)較好地回答了這一問題：了解必要的知識(shí)是基礎(chǔ)，再進(jìn)一步理解、應(yīng)用并分析評(píng)估這些知識(shí)，這樣，才能獲得相應(yīng)的創(chuàng)新能力[3]。一門大學(xué)專業(yè)課的上課時(shí)間較短，在這很有限的時(shí)間里絕大多數(shù)學(xué)生只是簡單地記住了知識(shí)，很少去理解和應(yīng)用這些知識(shí)，因此很難獲得相應(yīng)的創(chuàng)新能力。學(xué)生組隊(duì)參加水利學(xué)科競賽，獲得了應(yīng)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的機(jī)會(huì)，只要正確引導(dǎo)就能很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

大學(xué)生水利創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽重在創(chuàng)新，參賽作品的課題研究關(guān)鍵是運(yùn)用創(chuàng)新措施解決實(shí)際工程問題。課題研究不只是參賽學(xué)生的事情，完全交給學(xué)生來完成是不現(xiàn)實(shí)的，老師需要引導(dǎo)學(xué)生來學(xué)習(xí)很多知識(shí)，研讀一些文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，更需要引導(dǎo)學(xué)生抓住問題的本質(zhì)來思考解決問題的方法，在真正理解相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上才能有所創(chuàng)新。2016年筆者指導(dǎo)五個(gè)水文專業(yè)學(xué)生計(jì)劃設(shè)計(jì)一個(gè)彎道排沙裝置來解決灌區(qū)引水渠道的泥沙淤積問題。這個(gè)彎道排沙裝置需要用到彎道水流有關(guān)知識(shí)，而彎道水流是水文專業(yè)基礎(chǔ)課程《水力學(xué)》和《河流動(dòng)力學(xué)》中的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，但是大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)了這兩門課程以后只是了解了彎道水流的水沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而沒有理解彎道水沙運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在機(jī)理。考慮到學(xué)生的現(xiàn)實(shí)情況，筆者先從水流流速垂線分布與彎道離心力的關(guān)系講解彎道環(huán)流的產(chǎn)生機(jī)理，讓學(xué)生能真正理解彎道水流，再讓學(xué)生在理論的指導(dǎo)下不斷改進(jìn)作品。經(jīng)過這些過程，學(xué)生不但更好地掌握了相關(guān)知識(shí)，而且培養(yǎng)和提高了其創(chuàng)新能力。在創(chuàng)新實(shí)踐中，學(xué)生提出的一些改進(jìn)措施有時(shí)看起來簡單又幼稚，但是卻有著意想不到的好效果。因此，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，最關(guān)鍵的是需要將課堂上學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，面對(duì)實(shí)際問題，大膽想象，小心求證，最終提出新的解決問題方案。

三、以賽促教，改革課程教學(xué)

水利事業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)和發(fā)展離不開大量具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的水利類專業(yè)人才。隨著科技的發(fā)展，以水文信息的人工采集、人工整編和紙質(zhì)傳播為特征的傳統(tǒng)水文正在向現(xiàn)代化水文轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代水文在數(shù)據(jù)的采集、傳遞、處理、儲(chǔ)存、展示方面都吸收了大量高新技術(shù)。在這樣的新形勢下，我們高校在培養(yǎng)水文專業(yè)大學(xué)生時(shí)培養(yǎng)目標(biāo)必須和水文現(xiàn)代化建設(shè)的要求相協(xié)調(diào)[4]。水文專業(yè)的人才培養(yǎng)怎么做到與現(xiàn)代化水文工作要求相協(xié)調(diào)？筆者認(rèn)為，水利創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽是一個(gè)很好的著力點(diǎn)和切入點(diǎn)。大量的參賽作品創(chuàng)新性地將高新技術(shù)融入到水利建設(shè)和涉水類社會(huì)服務(wù)中，很好地反映了時(shí)代特征。例如，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的作品“污水實(shí)時(shí)監(jiān)測無線傳輸預(yù)警系統(tǒng)”，南昌工程學(xué)院的作品“高精度智能蒸發(fā)測量儀”，河海大學(xué)的作品“微信水下探測機(jī)器人”，華中科技大學(xué)的作品“基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室大棚智能灌溉管理系統(tǒng)”，西藏大學(xué)的作品“泥石流臨險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)”，等等。學(xué)生為了將自動(dòng)化控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用到參賽作品中，作為學(xué)習(xí)大量相關(guān)知識(shí)，需要掌握現(xiàn)代化技術(shù)的新型水利人才打下了良好的基礎(chǔ)。我們在日常教學(xué)中可以借鑒這種訓(xùn)練模式，在相關(guān)課程中加入這些參賽作品的講解，并讓學(xué)生完成一個(gè)與之類似的作品，促進(jìn)對(duì)這些現(xiàn)代化技術(shù)的掌握。通過課程實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生們認(rèn)識(shí)了這些高新技術(shù)，并有機(jī)會(huì)嘗試應(yīng)用高新技術(shù)來解決實(shí)際問題，進(jìn)而能夠獲得相關(guān)的創(chuàng)新能力。

通過參加水利學(xué)科競賽和將學(xué)科競賽引入課程教學(xué)，水文與水資源工程專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力得到鍛煉和提高，通過理論與實(shí)踐結(jié)合，提高了水文專業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)，水利學(xué)科競賽成為培養(yǎng)能夠適應(yīng)現(xiàn)代化水文建設(shè)的高素質(zhì)水文人才的重要途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁珠玉,樊利,周勝靈,以科技競賽為載體培養(yǎng)工科學(xué)生創(chuàng)新能力[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012,37(4):205-208.

[2]孫守國,蔣曉輝.培養(yǎng)水文與水資源工程專業(yè)應(yīng)用型人才的思考[J].長春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2008,9(3):81-82.

[3]Krathwohl,D.R.A Revision of Bloom's Taxonomy:An Overview[J].TheoryIntoPractice,2002,41(4):212-218.

[4]莫淑紅,宋孝玉,黃領(lǐng)梅.新形勢下水文與水資源工程專業(yè)人才培養(yǎng)保障體系探究[J].中國電力教育,2014(5):61-63.