基于“新工科”理念的水務工程人才培養模式的探索和實踐

程香菊 王兆禮 黃國如

[摘 要] 當前，我國水利事業正由傳統水利向現代水利轉變，本文基于“新工科”理念，結合“海綿城市”“一帶一路”“黑臭水體治理”“河長制”“粵港澳大灣區”等國家發展戰略，從“培養目標”“課程設置”“實踐教學”“師資隊伍建設”等幾個方面，在現有水利水電工程、給水排水工程、環境工程、水文與水資源工程等培養方案基礎上，摸索而成新的水務工程人才培養模式。新的培養模式著重體現水資源一體化管理和可持續利用新理念，更加符合國家和粵港澳大灣區涉水基礎設施建設的人才需求。

[關鍵詞] 水務工程;人才培養;新工科;教學改革

“新工科”這一概念自2016年提出以來，有了“復旦共識”和“天大行動”，明確了“新工科”思路的內涵，即以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才[1，2]。黨的十八大以來，習近平總書記就治水多次發表重要講話，闡明了治水、興水的重大意義，深入剖析了我國水安全新老問題交織的嚴峻形勢，明確提出了“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的新時期水利工作方針。國家“十三五”規劃當中，提出全面建設節水型社會、健全水利發展體制機制、完善水利基礎設施網絡、保護和修復水生態環境等規劃任務，切實做好規劃組織實施工作。當前，涉及全國七大流域的全面水功能區劃開始實施，控制河流納污總量、減輕河流污染的管理工作正在加強，水生態系統保護與修復正在成為水利工作的新焦點;需水管理悄然實施，經濟產業結構迅速向節水方向調整。結合“海綿城市”“一帶一路”“黑臭水體治理”“河長制”“粵港澳大灣區”等國家發展戰略，隨著國家以及粵港澳大灣區水務工程建設投入的不斷增加，社會對基于“新工科”理念的水務工程專業人才，特別是本科及以上學歷人才的需求將會更加迫切。

這一系列觀念上、工作方針上的巨大變化，將會對水利高等教育人才培養帶來深刻而持久的影響，所以，高等教育水利類專業設置也應作出相應調整，將過去工程水利以設計、施工、管理為主，拓展到對水資源的開發、利用、管理，以及對水環境的保護及水污染等方面，也就是拓展到生態水利、資源水利、民生水利。因此，我校的水務工程人才培養模式是在現有水利水電工程、給水排水工程、環境工程、水文與水資源工程基礎上摸索而成新的融合，但并不是上述專業的簡單疊加，而是著重體現水資源一體化管理和可持續利用的新理念，新的培養模式更加符合國家和粵港澳大灣區涉水基礎設施建設的人才需求。

鑒于此，本文將從培養目標、課程設置、實踐教學、師資隊伍建設等方面，探索和闡述新工科背景下水務工程人才的培養模式。

一、培養目標的確定

新工科人才要擁有“?！焙汀巴ā钡哪芰?。“?！敝傅氖窃趯I領域中的能力，包括理論分析能力、理解能力、設計能力以及動手能力等?！巴ā敝傅氖强缥幕涣鳒贤芰?、創新能力以及國際競爭能力等。因此，針對水務工程領域的人才培養目標，必須更新固有的理念，不能拘泥于水利樞紐、攔河大壩、泄洪建筑物、水電站廠房、船閘等的設計、施工、運行維護和安全保障，而是需要拓寬思路，認清現代水利已經成為一個跨學科專業，信息技術、系統理論、管理科學、生態環境科學等在本學科中扮演著越來越重要的角色，許多新的分支學科如生態水工、環境水利、城市生態水文等不斷涌現出來。培養出來的人才需要具備解決水資源短缺、能源短缺、洪澇災害、水環境修復、水土流失等水問題，真正能促進人與自然和諧相處。

“授人以魚不如授人以漁”，在水務工程人才培養目標上，除了培養復合型創新人才外，最重要的是要確保學生擁有快速學習能力。因為新經濟的發展是一個動態過程，要不斷地推陳出新，因而應當從互聯網發展、新技術創新、大數據應用等入手，著力培養學生的核心能力，即快速學習新事物的能力。

簡言之，我們將培養適應新時期現代化建設發展需要，德、智、體、美、勞全面發展，既掌握涉水基礎設施的規劃、設計、建設和管理專業知識，又具備解決我國水資源利用、水生態環境保護、水災害防治與水安全保障中復雜問題的基本能力，還具有家國情懷和全球視野的“三創型”（創新、創造、創業）人才。

二、課程設置

從2019年起，我校將進行大類招生，水務工程方向的學生將歸入土木工程大類招生，這意味著學生入學后的第一學年要在“大土木”框架下進行通識教育，讓學生初步了解土木學科平臺的專業知識模塊體系框架，因此，必須對專業課程知識結構和課程體系進行整體優化，刪除一些趨于淘汰、不符合發展形勢的課程，以“必需、夠用”為度。因此，將開設科技前沿專題和部分創新課程，以培養學生的創新精神和實踐能力為核心，堅持學—研—產一體化培養模式，根據現代水利類專業內涵對課程進行拓展，根據社會需求向交叉與復合學科方向發展，以現代水利人才需求為導向進行培養方向的調整。

在制定課程設置之前，我們也與同類高校的培養方案進行了比較，如表1所示。從這些高校的主干課程可以看出，主要還是基于傳統水利工程而開設的。鑒于此，我校將在保持我校水利水電工程傳統的基礎上，適當拓展專業邊界，著力向水資源、水環境、水生態、水景觀等方向發展，以適應新時代發展的需要，制訂的課程如1—13所示。

1.主干課程：水力學、土力學、材料力學、結構力學、水工鋼筋混凝土結構、工程水文學、水工建筑物、水務規劃與管理、水務工程施工、水工建筑物、給水排水工程、水生態環境工程。

2.特色課程：城市水文與海綿城市、水災害防治、水利信息化與智慧水務。

3.跨學科課程：建議選擇人工智能、大數據、云計算或管理類、經濟類跨學科課程，不少于2個學分。

4.全英教學課程：水力學（Ⅰ）、海岸工程。

5.雙語教學課程：土力學、水生態環境工程、遙感與地理信息技術。

6.研究型課程：工程管理IT技術、水利信息化與智慧水務、水工建筑物生命健康智能評估、水利大數據技術及應用。

7.新生研討課：城市發展與水、能源與可持續發展。

8.專題研討課：水問題論壇。

9.校企合作課：水利事業發展及個人職業規劃講座、認識實習、工程地質實習、畢業實習、畢業設計。

10.專題設計課：水工鋼筋混凝土結構課程設計、水務規劃與管理課程設計、水務工程施工課程設計、水工建筑物課程設計、給水排水工程課程設計、工程水文學課程設計、水泵與泵站課程設計。

11.創新實踐課程：環境與生態水利學實驗。

12.創業教育課程：水利事業發展及個人職業規劃講座。

13.MOOC：大學計算機基礎、城市規劃原理、小白學機器學習。

課程設置的特色主要體現在：（1）為適應工程水利向資源水利、環境水利、生態水利轉變，新增設水生態環境工程（必修，24學時）、水景觀工程規劃與設計（選修，16學時）、河道整治水利計算（選修，16學時）;（2）面向大灣區涉水工程實際，增設水泵與泵站（必修，24學時）、給水排水工程（必修，24學時）、城市水文與智慧海綿（必修，24學時）、水災害防治（16學時）、城市規劃原理（24學時）、工程項目管理與BIM（24學時）;（3）面向大數據技術、人工智能技術與智慧水務，增設水利信息化與智慧水務（24學時）、地理信息技術（選修，24學時）、AI與水文預報（選修，16學時）。

大學四年，總的學時和學分如表2所示，其中總學分數為170，總學時數為2424，必修課為137.5學分，選修課為32.5學分。學生除了取得專業教學計劃規定學分的同時，還應結合個人興趣適當參加課外人文素質教育活動，學分累計不少于2個學分。另外，還必須參加國家或廣東省創新創業訓練計劃、學校學生研究計劃（SRP）或各類課外創新能力培養活動（如學科競賽、學術講座等）等，學分累計不少于4個學分。

三、實踐教學的設置

實踐教學是學校培養學生實踐和科研能力等綜合素質的重要環節，是新工科人才培養素質教育不可分割的重要內容。因此，水務工程專業需要有走出校園促發展的戰略，需要加強協同辦學的力度，與行業企業協同育人，構筑產學研合作教育模式，深化校企合作，產學合作教育逐步實現由“工學交替”向“工學交融”轉變，提升學生的工程實踐能力和創新創業能力。

構建精準的實踐教學體系、構筑實踐教學實訓平臺，是水務工程專業培養新工科人才的重要步驟。因此，教學計劃的調整、教學內容的補充、實驗室建設、實訓中心的搭建等方面，都是一個有機的整體，力爭形成一個連續性、貫穿學生學習生涯的實踐教學體系并形成有效的質量監控機制。我校地處廣州五山區域，廣東省水利廳、廣東省水科院、廣東省水利勘測設計院、珠江水利科學委員會、珠江水利科學研究院等水利部門都在華工方圓2km范圍內，我們充分利用這一得天獨厚的地理優勢，多與實踐用人單位交流、互訪，建立教學實踐基地。由此，我校學生既可以利用暑假、寒假、畢業設計期間去實習或課程實習，我們亦可邀請水利部門的資深工程師站上講臺，給學生們分享和傳授實際工程的寶貴經驗。

四、師資隊伍建設

為更好地執行培養過程，保證教學質量，在水務工程課程師資隊伍建設方面需要制訂長遠規劃。以往在引進人才時，主要偏向于引進水利工程專業的人才。為適應國家建設需要，在以后的人才引進中，選擇的專業需要更廣，比如市政工程、環境工程、園林景觀、生態學、人工智能等專業的優秀人才都可以適當引入。同時，多鼓勵教師出去深造，增強教師的國際視野，活躍授課的思維，不定期舉行教學研討會，形成吸引人才、穩定人才和激勵人才的良好氛圍。

我校作為“雙一流”A類建設的高校，培養的目標是高水平、高素質人才，應鼓勵本科生參與科研工作，為進一步攻讀碩士、博士打好堅實的科研基礎。為提升學生的科研素質，在水務工程專業學生的培養上，每位教師都應盡可能地指導學生，使其以掛靠科研項目的方式從事科研工作，把學生的科研積極性調動起來。

五、結語

本文對我校水務工程人才培養模式的探索不再拘泥于以往的水利工程傳統教育方法，而是推陳出新，融合了“新工科”理念，結合了“大土木工程”背景，與時代的發展和需求緊密聯系在一起，探索出一套較為完善的水務工程人才培養模式。

參考文獻

[1]林健.引領高等教育改革的新工科建設[J].中國高等教育，2017（Z2）：13-14.

[2]鐘登.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[3]文竹青，聶春龍，何少華.土木工程大類人才培養模式在我校的探索和實踐[J].當代教育實踐與教學研究，2015（6）：148-149.