工程教育專業認證背景下“水文學”課程教學改革的探索與實踐

董穎 吳喜軍

[摘要]高校傳統的人才培養模式使學生普遍缺乏工程實踐和創新能力，與企業的實際需求存在較大差異，對此，通過工程教育專業認證提高教學質量是一個有效的解決途徑。本文以榆林學院給排水科學與工程專業的“水文學”課程教學為例，分析目前的教學現狀及存在的問題，探討工程教育專業認證背景下新的教學模式。該模式從用多樣的教學形式激發學生學習興趣、合理選擇教學內容、增加實習教學環節、增設計算機實驗項目、開設大學生創新創業訓練計劃項目等五個方面進行改革與實踐，激發學生的學習興趣，提高了教學質量，可為其他課程的教學改革提供參考。

[關鍵詞]工程教育認證水文學教學改革給排水科學與工程

基金項目：榆林學院重點教學改革項目（項目編號：JG1612）;榆林市產學研合作項目（項目編號：2016CXY-02）;榆林學院教學改革項目（項目編號：JG1836）。

現階段我國教育改革處在關鍵時期，教育部一直強調工程教育的重要性，先后開展了專業認證、“卓越工程師”培養、大學生創新計劃、“2011計劃”等相關項目。目前，專業認證對工程教育發展的促進作用已在很大程度上得到了證實[1]，我國在2013年6月順利加入《華盛頓協議》，成為準會員國，我國工程教育國際化邁出了堅實的一步。

強化學生的工程實踐能力，提升創新能力，提高工程教育質量，探索現實可行的工程人才培養模式是培養高素質應用型人才的重要環節[2]，也是我國工程教育專業認證的核心與關鍵[3]。本文以榆林學院給排水科學與工程專業的“水文學”課程教學為例，分析目前的教學現狀及存在的問題，探討工程教育專業認證背景下新的教學模式，并提出若干教學改革辦法，以提高教育教學質量，改善教學效果。

“水文學”課程教學現狀分析

近年來，在工程教育專業認證的推動下，榆林學院在“水文學”課程教學方面進行了改革與探索，以培養應用型人才為根本，在長期發展中逐步形成了有自身特色的課程教學體系，但在教學中仍存在一些問題，主要表現在以下幾個方面。

1.學生學習興趣不高

“水文學”課程綜合性強，涉及范圍廣，內容多且復雜抽象，水文分析過程繁瑣耗時，有很多概念性、零散性知識。教師以課堂講授為主，仍采取以教師為中心的傳統教學模式。學生不易理解知識點，感覺枯燥無味，學習目的不明確，沒有求知欲望，因內容較多，常通過死記硬背應付考試。這些均導致學生學習積極性不高，學習效果不夠明顯。

2.缺少實踐教學環節

“水文學”課程常存在內容多、課時少等問題，榆林學院給排水科學與工程專業的“水文學”課僅安排了32個理論學時，且沒有安排實踐學時。因此，學生對所學知識理解不夠深入，大多停留在理論層面，不會動手操作。學生普遍缺乏工程實踐和創新能力，與企業的實際需求存在較大差異。事實上，“水文學”課程是一門實踐性較強的課程，比如水文資料的觀測，水文數據的收集、分析與計算，頻率曲線的繪制等，均需要通過一定的實踐去鞏固理論知識，掌握常規觀測儀器的使用方法，獲得水文分析與計算的基本技能。

3.創新能力不足

“水文學”課程中有多處需要進行水文數據的分析與計算，而目前，學生依然采用傳統的計算方法，工作量大且精確程度不高，還沒有意識到計算機在數據處理與作圖中的便利性。學生應用軟件進行數據分析與處理的能力普遍較差，缺乏創新能力。

“水文學”課程教學改革探索

“水文學”是給排水科學與工程專業的一門核心課程，其主要任務是使學生了解水文現象的基本特點，掌握水文學的基本理論，學會水文分析計算的方法，熟悉水文資料的搜集、整理與應用，為其將來從事專業工作解決水文問題打下良好的基礎。榆林學院在工程教育專業認證標準指導下，緊扣學科及社會發展需要，從以下五個方面進行了改革與實踐，取得了明顯成效。

1.以多樣的教學形式激發學生學習興趣

（1）啟發式教學

以熟悉的自然現象為例，通過問題引發學生思考、分析，培養學生的探究能力。比如在講到產流過程時，提問學生：“降雨后，操場經常會形成積水，但是過了幾天，如果不再下雨的話，積水又不見了，這些水到哪里去了呢？”通過提問的方式引導學生自主學習和自主探究。

（2）討論式教學

教師增加課堂討論環節，提出問題讓學生分組討論。如在講到人類活動對河川徑流的影響時，讓學生分組討論城市化的發展對徑流形成的影響，或者討論“君不見黃河之水天上來，奔流到海不復還”這句古詩描述的自然現象的正確性，以此吸引學生的注意力，提高學生的學習積極性與主動性。

（3）情景式教學

把抽象的內容制作成圖片、動畫、視頻進行講解，利用多媒體設備創設情景。可借助多媒體技術動畫模擬暴雨洪水的形成過程，形象地展示降雨、下滲、坡地漫流、河槽集流，一直到雨水全部流經流域出口斷面的整個過程，使學生獲得感性的認識。

（4）任務驅動式教學

列舉大量水文學工程設計實例進行案例教學，通過對工程案例的分析、計算，不僅能鞏固所學知識，還可以使學生意識到“水文學”課程的重要性。

2.合理選擇教學內容

“水文學”課程存在課時少、內容多、概念抽象、不易理解等特點，需精簡教材內容。如水文統計的基本概念、頻率與概率等內容在“概率論與數理統計”課程中部分已經提前接觸過，可以適當刪減，只需列舉一些水文學領域的實例加深對相關概念的理解即可。而在講解傳統水文分析計算方法時，可以增加國內外的新技術、新方法，以豐富教學內容。

3.增加實習教學環節

實踐教學是工程教育中的一個重要環節，“水文學”課程增設實習教學環節的根本目的是加深學生對理論知識的理解，掌握常規儀器的使用方法和操作技能，培養學生的實踐能力和創新能力。

學院去年積極聯系陜西省佳縣佳蘆河申家灣水文站作為學生的實習基地，組織學生進行了為期一天的參觀實習。參觀水文站已整編好的水文觀測資料，邀請水文站的工作人員為學生介紹水文站的日常工作;學習各河川水文要素的觀測過程（水位觀測、流量測量、泥沙測量），掌握流速儀、自記雨量計、自記水位計等各種觀測儀器的使用方法。同時，教師還引導學生參觀了榆林市氣象站，使學生了解降水資料的整理與觀測方法。

在“水文學”課程中增設實習教學環節，既幫助學生更好地將理論聯系實際，又極大地發揮了學生的主觀能動性，拓展學生的專業素質，培養學生的工程素養和工程意識。

4.增設計算機實驗項目

“水文學”課程教學中穿插有多個工程案例分析計算，水文分析計算過程大多比較復雜，用傳統方法計算存在繁瑣耗時等問題。據此學院在“水文學”課程教學中增設了計算機實驗項目，用計算機軟件進行水文分析計算。引導學生用Excel、Matlab等軟件處理水文數據;用SPSS軟件推求暴雨強度公式;用ArcGIS軟件提取流域邊界線;以三維地形展示流域、計算流域面積及河長;用Surfer軟件的等值線圖功能推求流域多年平均年徑流深。軟件操作不僅加快了分析計算的速度，還激發了學生的創新思維和學習興趣，提高了學生使用專業軟件解決水文學問題的能力。

5.開設大學生創新創業訓練計劃項目

學院在課外開設有關水文學領域的大學生創新創業訓練計劃項目[4]，如結合有關河道徑流的科研課題，在不同季節組織學生到榆溪河監測不同斷面處的水位、流速、流量等水文要素，并進行有關分析與計算。該做法豐富了第二課堂的內容，加深了學生對水文相關知識的理解，促進了學生對知識的遷移。

結語

工程教育專業認證是推進我國工程師注冊制度的前提，是提高我國培養高質量工程師的重要手段，是我國高等教育質量保障體系的重要組成部分。在工程教育專業認證背景下，榆林學院的給排水科學與工程專業嘗試開放辦學，在“水文學”課程教學實踐中緊扣“綜合性強、涉及范圍廣、內容多且復雜抽象、實踐性強、統計分析量大”等特點，構建新的專業人才培養模式。從用多樣的教學形式激發學生學習興趣、合理選擇教學內容、增加實習教學環節、增設計算機實驗項目、開設大學生創新創業訓練計劃項目等五個方面進行改革與實踐，激發了學生的學習興趣，提高了教學質量，實現了培養具有創新精神、現代工程意識和工程實踐能力的高素質人才目標。

參考文獻：

[1]瞿振元：《推動高等工程教育向更高水平邁進》，《高等工程教育研究》2017年第1期，第12-16頁。

[2]姜理英、陳浚：《工程教育專業認證背景下環境工程專業教學改革探析》，《浙江工業大學學報》（社會科學版）2014年第13卷第3期，第256-260頁。

[3]韓鳳霞、鄭軍：《基于工程教育專業認證的工程訓練教學的改革》，《實驗技術與管理》2015年第32卷第10期，第178-181頁。

[4]王景才、黃紅虎、方紅遠：《高等院校水文與水資源工程專業水文學原理課程教學探索》，《高等建筑教育》2015年第24卷第6期，第97-101頁。

作者單位：榆林學院建筑工程學院陜西榆林