新工科背景下給排水科學與工程專業教學模式探索與實踐

張 磊，劉 春，張 靜，劉艷芳，岳 琳，周石磊，羅 曉

（河北科技大學，河北 石家莊 050000）

1.引言

為主動應對新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025”等一系列國家戰略，2017年2月以來，教育部積極推進“新工科”建設，發布《關于開展新工科研究與實踐的通知》、《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》等文件，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經驗，助力高等教育強國建設。在“新工科”形勢下，該專業應當將區域經濟發展水平、社會對該領域專業人才的需求為基礎，基于學生自身的辦學條件與辦學優勢，將“卓越工程師”作為人才培育理念，將應用型人才作為教育目標，轉變教學思想、變革教學方式，為社會輸送高素質的具有較高實踐水平的綜合型人才。

2.新工科的基本內涵

新工科（Emerging Engineering Education）是在立德樹人根本任務的引領下，為有效應對新科技革命和產業變革帶來的變化二提出的塑造未來的建設理念，是以繼承與創新、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。根據新工科的基本內涵可以發現，新工科的“新”體現在三個層面：理念新，主要強調積極應對變化，引領新時代下的創新，實現對新時代下工程教育理念創新，教育結構和教育體系創新；人才培養需求的變化。新時代下，產業變革與發展對人才的需求呈現多樣化的發展趨勢，而新工科則是迎合產業對人才結構的新需求，更加側重多元化人才培養結構，更加注重面向未來工程人才培養質量要求，更加注重基于國際標準和我國重大戰略需求及發展實際培育人才；新工科的途徑在繼承基礎上呈現出創新、交叉、融合等趨勢，即根植于我們的歷史積淀和傳統優勢，面向未來全面改革創新。

3.新工科背景下給排水科學與工程專業教學模式的構建建議

在新工科背景下，高校給排水科學與工程專業應深入挖掘該領域的人才需求，依托高校的辦學特色和專業優勢，以“卓越工程師”作為人才培育理念，對排水科學與工程專業教學模式探索和思考。具體如下：

3.1 遵循給排水人才培養需求，合理優化專業教學內容

給排水科學與工程專業課程機制在建立過程中將該專業的發展需求作為基礎，將社會對人才知識與技能方面的要求作為主導，將學校辦學特點、人才培育特色、生源、學生就業率等因素作為立足點，遵照知識能力與實踐能力并重的原則，在教學開展過程中注重專業知識教學與實踐技能教學的科學融合，不但注重專業知識教育，同時也注重文化素養教育，并且注重學生學習能力、知識應用能力、創新能力的培育。因此，應當遵循給排水人才培養需求，合理優化專業教學內容。具體如下：

對接給水排水行業人才培養需求。依據自身的辦學特色與社會對給排水科學工程專業人才的要求，深入分析本行業發展趨勢，通過和企業之間進行充分的溝通交流與合作，了解企業對人才的具體需求，調整人才培育方式、修訂給排水科學與工程專業課程機制，且構建長效發展體系。學校應當基于人才培育目標、辦學原則、辦學特色，構建與國家經濟建設需求、社會發展需求以及學生個體成長需求相一致的人才培育計劃與課程機制，且將專業人才所需要具備的理論知識都劃入課程機制范疇，為培育應用型人才奠定牢固的課程機制基礎。如圖1所以：

圖1 給水排水專業人才培養需求

合理優化專業教學內容。在社會發展速度增快，各行各業蓬勃發展的形勢下，給排水科學與工程專業的教學內容應當展現行業發展特征與趨勢，特別是要體現行業對人才的新需求，高校應當及時將專業人才所需要具備的專業知識納入課程機制，依據社會發展情況及時調整與優化教學大綱。不但如此，高校還應當注重給排水科學與工程專業所用教材的編寫，為教學活動的順利開展、教學成效的提升創造優良條件。

3.2 構建理論與實踐一體化的專業教學體系

新工科背景下，需要高校培育既擁有理論知識、有具有較高創新能力與實踐能力的應用型人才，因此高校應當注重實踐教學、創新教學在專業課程教學中的比例，變革當前過于注重理論知識的教學方式。具體如下：

靈活采用合適的教學方法，有序開展專業理論教學。高校排水科學與工程專業學生必須掌握的基礎理論知識，包括：水力學、工程力學、水文學和水文地質學、水處理生物學、水分析化學、泵與泵站；掌握工程制圖、工程測量的基本知識和技能；熟悉電工、電子學和自動控制的基本知識。在理論教學搬庫，可以采用案例教學法、翻轉課堂教學法等教學方法，突出學生的主動性，調動起學生參與的積極性，并借助具體而真實的案例來引導學生加深對內容的理解。

優化專業課程實踐教學體系，突出培育學生的工程能力。新工科背景下，在給水排水科學與工程專業課程教學中，應當突出實踐教學的重要性，基于“卓越人才”培育的實際需求，合理地優化實踐教學體系。具體而言：第一，充分利用數字虛擬技術等打造高仿真的給水排水科學與工程專業實訓教學系統，為給水排水科學與工程專業學生參與實訓教學提供支持。第二，以小組為單位有序組織實驗教學，培養和提升學生的實驗能力。為提升學生實操水平，將學生小組的人數控制在四人以下，并且盡可能延長實驗室對學生開放的時間。實驗前，專業教師應當將實驗計劃書編寫完畢，由學生以小組為單位進行探討和論證，繼而開展實驗。實驗過程中，要求學生做好相應的實驗報告，嚴格遵守實驗室操作規范，培養學生良好科研實驗習慣。實驗后，要求各個小組以書面形式總結實驗進行情況，以增強實驗教學管控。第三，可將科研和實訓教學相結合，利用科研活動培育學生的創新意識，提升其創新水平。例如，以校企合作提供的實習基地為平臺，以科研項目為任務驅動，引導學生將理論知識運用于解決問題的具體實踐，有意識地培養學生的創新精神，有針對性地提升學生實踐水平。

3.3 構建完善的給水排水科學與工程專業的教學考核

新工科背景下，為確保給水排水科學與工程專業的人才培養質量，必須構建起完善的教學考核體系，即包括日常考核、課程考核以及畢業考核三個環節。如圖2所示：

圖2 給水排水科學與工程專業的教學考核體系構成圖

日常考核環節。在日常考核環節，側重評價對理論課程掌握程度，學習態度以及基本操作技能的掌握情況等。在日常考核中，應做好學生各課程學習情況的準確記錄。學生日常考核的成績主要由學生的日常表現，課程作業的完成情況、學習態度以及課程參與度等多項指標根據不同權重最終確定。

課程設計考核。通過具體項目的完成情況來反饋和評價學生的專業成長情況。例如，借助課程設計評價學生實踐能力的提升情況。課程設計是提升學生實踐水平的一個主要環節，是高校教學成效最直觀的體現。每個課程設計都有相對應的教學大綱，并且依據教學大綱的要求編制設計指導書、課程設計任務書。為確保課程設計達到預期目標，在一個學期的教學工作進行到一半的時候，教師可將指導書與任務書發到學生手中，然而每名學生的任務書都是不同的。每名學生都有和自身學習水平相一致的任務書，在任務書完成過程中，教師可進行恰當的指導。學生課程設計成果通常包含兩個部分，分別是設計圖與計算說明書，教師可依據教學目標對學生的課程設計成果進行打分，并將分數填寫在學校統一印制的表格中。

畢業考核環節。新工科背景下，可根據工程教育質量認證的標準來對給排水科學與工程專業的畢業設計考核環節予以優化，建立起基于畢業設計工作手冊和累積式成績管理方法的全過程管理策略，反饋學生個體的學習成效，提升本科生畢業設計質量。通過多角度多層面實現對給排水科學與工程專業學生畢業設計考核環節的規范化管理，通過畢業設計全過程質量管理體系保證畢業設計質量。其中，選題環節側重結合專業實際，避免理論性過強，并依托良機審核機制確保選題質量；開題檢察環節側重可行性論證；中期檢查環節形成對學生畢業設計進度的有效監督；生產實習環節校內外雙導師對學生實踐能力的綜合評價；畢業論文審查環節側重對論文整體情況的把控和評審；答辯環節側重對畢業設計的全面評估

4.結語

排水科學與工程專業是高校工程教育的重要構成部分。在新工科背景下，高校必須要深入地挖掘給排水行業領域的人才需求，依托高校的辦學特色和給排水科學與工程專業的教育資源和教師隊伍優勢，以培養“卓越人才”為人才培養理念，合理優化專業教學內容，構建理論與實踐一體化的專業教學體系，完善教學考核體系等，培育較強創新意識、較高創新水平、較強實踐能力的復合型應用人才，滿足新時代下行業人才的現實需求。