地方農業院校農業水利工程專業實踐教學改革研究與實踐
——以江西農業大學為例*

李海峰，陳文波，2，劉士余，李保同

（1.江西農業大學 國土資源與環境學院，江西 南昌 330045；2.江西農業大學 教學質量監督與評估中心，江西 南昌 330045）

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》中指出：實施“卓越工程師教育培養計劃”是提升高等教育質量的主要措施之一，對提高工程人才培養質量、促進工程教育和工程師的國際互認具有重要意義，同時該項目也是為了培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才。“卓越工程師教育培養計劃”的實施遵循“行業指導、校企合作、分類實施、形式多樣、追求卓越”的原則，“卓越工程師教育培養計劃”人才培養的基本思想總結來看是強化大學生的專業技術能力、工程思辨能力和職業發展能力，促進其綜合素質提升。地方農業院校作為農業人才培養的主要陣地，應當在了解社會對人才需求及能力要求的基礎上，客觀理性地分析自身的辦學定位，不忘初心地做好本科人才培養工作，積極探索農業水利工程專業卓越工程人才的培養途徑，尋求高質量工程技術人才培養的有效方式。實踐教學體系作為農業水利工程專業人才培養的一個重要組成部分，對學生工程實踐能力的培養與提高起著至關重要的作用，對其進行研究刻不容緩。

1 地方農業院校農業水利工程專業實踐教學改革的必要性

隨著我國經濟和科技的高速發展，單純以水利工程為依托的農業水利工程專業畢業生實踐操作能力差，知識綜合運用能力和對實際問題解決能力不強的弊病已初見端倪，因此，農業水利工程專業實踐教學改革引起了國內高校的普遍重視，并得到了不同程度的加強和深化[1-5]。農業水利工程專業必須跳出原有的框架，構建完備的實踐課程體系與實踐教學模式，逐漸轉變到重工程實踐、懂技術、強能力的卓越工程師培養渠道上來，以適應對應用型工程人才培養的要求。這既是社會經濟、科技發展的要求，也是教育發展的要求，也利于更加合理地調整高等教育的結構。在新形勢下，地方農業院校為更好地服務現代綠色生態農業的發展，也需要培育大批具有科研創新能力和綜合工程實踐能力的卓越實踐型農業水利工程專業人才。

2 江西農業大學農業水利工程專業實踐教學改革的有利條件

江西農業大學農業水利工程專業于2014年獲批江西省“卓越工程師教育培養計劃”項目，為該專業實踐教學改革研究提供了堅實的基礎。該專業通過多年的建設與發展，已初步形成了農田灌溉工程與節水技術、水土保持與工程、農田整治工程規劃與設計等3個穩定的研究及人才培養方向。目前，在人才隊伍建設、教學實驗條件、教學實習基地建設以及社會服務方面都取得了較為豐碩的成果，在推進實踐教學改革研究過程中提供了有力的支撐。

3 江西農業大學農業水利工程專業實踐教學改革的主要內容

3.1 全面梳理農業水利工程專業實踐教學研究進展，明確農業水利工程專業實踐教學研究的主要方向

實踐教學是農業水利工程專業人才培養必不可少的重要環節，對培養學生動手能力與創新能力、提高教學質量有著重要的作用。結合對西北農林科技大學、西安理工大學、石河子大學、南昌工程學院等高校農業水利工程專業的調研，采用文獻計量分析方法對我國農業水利工程專業實驗教學研究特征進行綜合分析，揭示當前農業水利工程專業實踐類教學研究的現狀，明確農業水利工程專業實踐教學研究的主要方向。

3.2 基于“卓越計劃”視角，改革農業水利工程專業人才培養方案，構建更加完備的課程體系

按照“卓越計劃”人才培養所需“知識、能力和素質”的要求，通過改進專業主干課程設置、調整專業選修課組成及調整實踐教學課程等方式修訂《農業水利工程專業人才培養方案》，構建以通識教育為基礎，農業水利工程專業課程為核心，兼顧農學和生態學為特征的課程體系。

3.3 按照“卓越計劃”通用標準，構建層次分明、前后銜接的實踐教學體系

按照標準進行人才培養是國際工程教育的通行做法，教育部和中國工程院發布了“卓越計劃”通用標準。“卓越計劃”人才培養標準由通用標準、行業標準以及學校標準三個層面構成。江西農業大學是一所以農為基礎、以生物技術為特色的大學，在農業與生物背景下的農業水利工程專業實踐教學模式需跳出綜合性大學和工科院校以工程為主體的框架，尋求一種兼顧農業科學和生態學為特征的全新模式，以適應社會對應用型工程人才的需要。因此，以三層標準引導為要領，以綜合素質與實踐能力引導為主線，構建4年學制連續并前后銜接的實踐教學體系。

4 改革措施與成效

通過文獻計量分析可知，農業水利工程專業實踐教學研究的主要方向包括實踐教學體系完善、強化專業課程設計、實驗教學改革等[6]。江西農業大學農業水利工程專業圍繞這幾個方向實施了相關的改革措施并取得了一定的成效。

4.1 改革措施

（1）按照“卓越計劃”人才培養所需“知識、能力和素質”的要求，修訂了《農業水利工程專業人才培養方案》，構建了以通識教育為基礎，農業水利工程專業課程為核心，兼顧農學和生態學為特征的課程體系。

對照“卓越計劃”的國家、行業和學校標準的要求，重新建立了農業水利工程專業課程體系。從以灌排工程和水利工程為主的課程體系，向兼顧農業與生態類（如土壤學與農作學、農業面源污染防控理論與技術、水生態工程學、水土保持原理與技術）為特征的課程體系轉型[7]，構建了由通識教育課程和專業教育課程這兩大模塊所組成的課程體系，將人文素質教育、創新能力訓練等綜合教育納入培養計劃，為應用復合型人才培養奠定了基礎[8]。相對于原來的培養方案，修訂后的培養方案在課程設置上做了較大改動，集中表現在：改進專業主干課程設置。將與考研聯系緊密的課程確定為專業主干課程，其構成為“2+6”模式，“2”指大學英語和馬克思主義基本原理，“6”指六門重要專業基礎課程和專業課程，包括水力學、工程水文學、灌溉排水工程學、水利工程施工、水工建筑物、水泵及水泵站；調整專業選修課組成。將一些與農業水利工程專業關聯度高的課程納入專業選修課，如土地整理、農業氣象學、水土保持工程學等；調整實踐教學課程。增加一些動手操作能力和實踐性強的課程的教學實習和課程設計，如工程水文學課程設計、水工鋼筋混凝土結構課程設計、水利計算課程設計、水土保持工程學實習等，有效地避免了實踐內容的重復設置。

（2）采取反向設計、正向實施的方法，以課程實驗為基礎，課程實習、設計和畢業論文（設計）為主線，以野外考察、社會實踐、工程訓練和科技研發等為拓展，以科技創新訓練項目為載體，社會服務項目為紐帶，構建了“三層次、七模塊”前后銜接的實踐教學體系。

基礎實踐教學層。該層次由一、二年級所安排的社會實踐和基礎實驗2個模塊組成。社會實踐模塊：以區域水系、耕地分布現狀、農村生態環境特征等為主要認知內容，通過野外考察、地理國情調查、知識競賽等形式開展社會實踐活動，提高學生對農業水利工程專業性質的認識，為后續的專業課程學習奠定基礎[8]。基礎實驗模塊：在保留課程必要的驗證性實驗的基礎上，加大綜合性實驗比例，嘗試開設設計性和創新性實驗，使學生獲取扎實的基礎知識和較強的操作技能。譬如對農田蒸散發的設計性實驗教學，學生在老師的指導下自行設計實驗并制作蒸發器，測定蒸散發并分析實驗結果。考核方式一改以往基于實驗報告給予成績的做法，而將實驗成績改為由平時實驗成績、實驗報告成績和創新實驗成績3部分組成。依據預習報告、出勤率、實驗態度、實驗操作規范和實驗結果分析給定平時實驗成績。結合實驗記錄、實驗內容完成情況及思考題回答情況、實驗報告總質量等量化實驗報告成績。根據實驗的設計、對實驗數據的分析及對基礎理論運用等評定創新實驗成績。通過設計性試驗教學，大大地提高了學生的創新能力、動手能力、團隊合作能力、分析問題以及解決問題的能力[9]。

專業實踐教學層。該層次包括二、三、四年級所安排的專業實驗和課程設計2個模塊。專業實驗模塊：整合優化課程內容，開設4個綜合實驗課程（工程測量與制圖類專業綜合實驗Ⅰ課程、農業水土工程類專業綜合實驗Ⅱ課程、力學及材料類專業綜合實驗Ⅲ課程、水利工程建設及施工類專業綜合實驗Ⅳ課程）。課程設計模塊：以多課程聯合設計為主線，訓練學生綜合運用工程水文學-水資源規劃及利用-水工建筑物-灌溉與排水工程學-土地整理學和生態農業規劃等課程知識，參與一個完整的水資源開發利用的設計過程。從某一區域產流匯流和降雨量計算、設計洪水過程線的推求（工程水文學課程）開始，經過興利調節和防洪調節及水庫特征水位（水資源規劃及利用課程）計算，完成大壩等建筑物設計（水工建筑物課程），根據地形地貌和高標準農田設計要求布設水泵站和灌排水水渠（水泵及水泵站和土地整理學等課程），達到“實戰化”課程設計訓練的效果[8]。綜合實踐模塊：依托校內外實踐基地，通過生產勞動和頂崗實踐，培養學生從農業水利工程設計、施工到監理、管理為一體的綜合實踐能力[8]。

實踐應用教學層。該層次由三、四年級所安排的創新實踐和畢業設計（論文）2個模塊構成。創新實踐模塊：依托校內開放實驗室和校外實踐基地，以學生科技創新課題、科研訓練計劃、學科專業競賽項目和實習過程中發現的科技問題為主要實踐內容，在校內外老師的指導下開展科技創新實踐，培養學生分析問題、解決問題的能力和創新的能力。例如結合每年的國家級“大學生創新創業訓練計劃”及中國科學院組織的“科教結合協同育人行動計劃”等科技創新項目，根據項目類型及所依托的單位，由3-5個學生成立一個課題研究小組，選擇校內專業老師和校外企業工程師或研究員作為指導老師，并在老師的指導下，結合行業需求，自主完成項目選題、研究方案的撰寫以及課題的申報的工作，在開展創新性的實驗。通過科技創新項目的實施，學生的科研創新能力和專業知識的應用能力得到提升。畢業設計（論文）模塊：強化指導老師對學生選題和過程的指導，突出畢業設計（論文）的實戰性和工程性。首先，從高標準農田建設、水土保持規劃及工程設計等實踐性強、多學科交叉的橫向課題中，梳理工程性強、內容新穎的選題供學生選擇，通過畢業設計培養學生實踐能力；其次，指導教師將與農業水利工程相關的縱向科研項目，合理地分解成若干個難度適中的小課題供學生選擇，培養學生的創新能力；再次，企業把當前運營過程中需要解決的技術問題適當轉化為畢業設計（論文）課題供學生選擇，培養學生解決實際問題的能力；最后，學生從自己就業單位的實際需求出發，圍繞即將踏入的工作崗位確定課題進行研發，培養學生的綜合實踐能力[8]。

（3）堅持以研究促教學，打造優秀教學團隊，創新教學方式與方法，構建了“以學生為主體，以教師為指導”的啟發引導式教學模式。

引導教學團隊成員堅持“以研究促教學”的原則，積極進行科研探索，將科研優勢轉化為專業教學上的強大推動力。通過科研項目和科研實踐顯著提升團隊的教學水平和創新意識。同時，鼓勵教師參與校內外教學研討活動，以開闊教學視野，拓寬教法渠道，形成特色專業人才培養方案、教學計劃、課程體系、教學大綱。實行“走出去”與“請進來”相結合、“校內培養”與“校外培養”相結合、“長期培養與短期培養”相結合的培養方式，對本專業的教師，特別是青年教師進行培訓，不斷提高教師對教學前沿成果的了解并吸取國內外有益的教學經驗，建設一支師德高尚、業務精湛的優秀教師隊伍。江西農業大學農業水利工程系自2016年以來先后從日本愛媛大學、西北農林科技大學、揚州大學引進農業水利工程相關專業博士3人，從武漢大學、河海大學引進水文水資源方向碩士2人充實了專任教師隊伍。2017-2018年本專業有2位青年教師分別前往加拿大和美國的知名高校從事訪問學者研究工作，在學習農業水利工程科技前沿的同時，也帶回了先進的教學方法。專業教師在教學過程中形成“以老帶新、交互聽課、共同提高”的幫扶機制，讓教學水平高、學術造詣高的優秀教師引領教學團隊，定期開展示范教學及培訓。從行業、企業、科研院所聘請具有一批豐富實踐經驗的專業人員和管理人員擔任兼職教師，如先后聘請了南昌大學、江西省灌溉試驗中心站、江西省土地開發整理中心的專業人員分別承擔了水工建筑物、水泵與水泵站、工程地質與水文地質等專業課程的教學實習實踐任務，或擔任本科生聯合指導老師，承擔學生專業培養、畢業設計及校外實習實踐等指導任務。按照雙向選擇的原則，對學生實施指導老師負責制。導師面向學生開展全面、系統和相對前沿的專業技術教育，幫助學生了解所學專業，掌握學習方法，培養獨立思考能力。利用課余時間帶領學生到校內外實習實踐基地觀摩學習、頂崗操作，并指導學生從事科研活動和社會實踐。同時，充分發揮自身社會資源優勢，為學生在就業創業、升學深造以及出國留學等方面提供指導和幫助。

結合專業課程群組（學科基礎課程群組、力學結構課程群組、農業用水課程群組及水利工程課程群組）課程理論教學，以農業水利工程項目實踐為內容，開展以綜合型和創新型實驗項目為主的“4+4”循環實踐教學。第一年第一循環：進行第一層次——農業水利工程專業基礎技能訓練，了解、認識、描述水利工程的功能要求和內部結構。第二年第二循環：進行第二層次——農業水利工程專業專項能力訓練，掌握水利水電工程建設中相關工程地質水文地質的問題、工程水文過程的特點以及材料和結構性能。第三年第三循環，進行第三層次——農業水利工程專業工程應用能力訓練，掌握工程規劃、設計、施工、組織和控制方法。第四年第四循環：進行第四層次——農業水利工程專業綜合能力訓練，包括課程設計、具體工程實習和畢業設計等。“4+4”循環教學模式克服了由于課程銜接不緊密降低了學生學習興趣，理論與實踐課程分設導致學生理論聯系實際能力不足的缺點。

為了提高專業主干課程的教學質量，改變學生吸收知識點困難的現狀，改進并完善了核心課程的教學方法。如基于ADDIE教學設計模型，將水利工程施工課程教學劃分為“分析，設計，開發，實施，評價”等5個階段，對課程進行了教學設計，幫助學生掌握基本的水利工程建設施工程序、方法以及施工機械的選用[10]。同時，項目驅動教學法也被嘗試應用于灌溉排水工程學課程的教學過程中，該方法將灌排工程建設管理的一線工作為導向，將課程中有關的理論知識按照一定的規律分配到各個項目中，讓學生在完成項目的同時，有效地提高對灌溉排水工程相關知識的學習和掌握，并能積極促進學生的自主學習能力、創新能力、思考能力和實踐動手能力以及其他綜合能力的提高[11]。此外，以班級微信群、QQ群、超星學習通、雨課堂等為載體，分享課件資源與視頻資源，交流專業知識，加強第二課堂的建設，并引導學生參與老師的互動，以調動學生的積極性，培養學生的專業興趣，鞏固專業思想，激發探索熱情，提升創新能力。

（4）以水利工程學科聯盟為抓手，以國內外知名學者及工程師的講座為窗口，搭建學生實踐技能培養綜合平臺，提升學生職業發展能力，培養、拓寬農業水利工程人才國際化視野。

作為江西省水利學科聯盟成員單位之一，江西農業大學農業水利工程系通過對外溝通與合作，加強與聯盟成員江西省水利科學研究院、江西省水土保持科學研究院、江西省水利規劃設計院、江西省環境保護科學研究院等的聯系，聯合建立創新人才培養基地，創立高校與科研院所、行業、企業聯合培養人才的新機制，以個性化“訂單式”人才培養的方式造就卓越工程人才，從而突破工程師培養的“校園圍墻”。通過整合學校、學院及江西省水利工程學科聯盟單位實驗平臺資源，逐步改善我校農業水利工程專業實踐教學環境，建立具備培養卓越工程人才的“綜合型實踐教學”平臺。首先是結合學校一院一樓搬遷及實驗室分配工作，通過采購及資源調配等方式完善本學科教學實驗室的儀器設備，使本學科的實驗室能較好地滿足新的實踐教學要求；其次是大力加強校內教學實踐基地建設，提升了現有“農業水利工程綜合實訓基地”“土地整治教學實踐基地”條件，并結合本專業發展趨勢，組建新教學實踐基地。最后是鞏固現有校外教學實踐基地的基礎上，新增3-5個校外基地。以企事業單位為依托，安排學生到企業進行認知、觀摩和頂崗實習。由企事業單位配備經驗豐富的工程技術人員擔任學生在其單位學習階段的指導教師，根據聯合培養方案，落實學生在其單位學習期間的各項教學安排，提供必要的實訓、實習場所與設備，指導學生進行實踐操作。在條件允許的情況下，接收學生參與企事業單位的技術創新和項目研究等。

此外，通過江西省水利學科聯盟內部高水平學術報告、參與導師科研項目、申報聯盟學生創新項目及科技創新大賽等形式，營造濃厚的學術氛圍和開放、平等交流的氛圍，激發了學生的求知欲和創新愿望。近5年來，先后邀請了加拿大麥吉爾大學、加拿大魁北克省農業部、日本愛媛大學的教授前來學校開展講座，為師生們介紹農業水利工程領域的科學前沿以及國外高校農業工程教育特點，并分享了學生申請國外留學的途徑與方法，培養并拓寬了學生的國際化視野。此外還邀請了江西省水利廳、江西省土地開發整理中心的教授級高工到學校來講學，從“防洪防害，向水要利，人水和諧”等方面為農業水利工程專業學生介紹了水利的理念、特色、利弊、發展、改革以及前景，提升學生職業發展能力。

4.2 實施成效

通過農業水利工程專業實踐教學體系和實踐教學環節的合理構建，以及校內外實踐教學基地與科研平臺的建設，有力地促進了教師“教”與學生“學”、教學與生產實際和教學與科學研究的良性結合，使學生的專業技術能力、工程思辨能力、職業發展能力和科研創新能力穩步提高，提高了農業水利工程專業畢業生的就業競爭能力。具體表現在以下幾點。

4.2.1 學生綜合素質不斷提高，實踐能力明顯增強

農業水利工程專業實踐教學改革后，學生更加注重參與工程項目及科研課題的實踐，能夠靈活運用專業知識和技術解決畢業設計（論文）過程中遇到的問題，且畢業設計（論文）質量明顯提高。如首屆（2017屆）畢業生設計（論文）僅獲學院級優秀畢業設計（論文），而2018屆以后的畢業生獲得校級優秀畢業設計（論文）數量在逐年增加。隨著農業水利工程實踐教學體系的構建，本專業學生積極主動聯系校內外的老師及相關高校及科研院所，參與申報大學生創新創業計劃項目，參加暑期優秀大學生夏令營等活動，融入到科研課題及工程項目的實施過程中，學生的科研創新能力穩步提高。如2015級學生申報的中國科學院大學生創新實踐訓練計劃項目獲立項資助（資助經費1.3萬元），因其在項目實施過程中的優秀表現，榮獲2017年度中國科學院大學生獎學金。此外，學生考研升學率大幅提高，農業水利工程專業2017屆、2018屆、2019屆、2020屆、2021屆畢業生考研升學率分別為22%、41.3%、26.4%、44.4%、55.8%，錄取 985、211、“雙一流”等高水平大學的學生數量逐年增加。本專業學生就業率亦穩步增長，進入水利水電工程行業國企單位就業的人數逐年增加，如2019屆畢業生進入中國水利水電第六工程局等國企的人數達18人，占就業人數的44.12%。畢業的學生大都成為行業技術骨干，有許多學生走上了領導崗位，多年來年來深受用人單位及社會的好評。

4.2.2 教師教學能力不斷提升，業務能力不斷提高

通過農業水利工程專業實踐類課程教學改革與實踐，教師的教學、科研水平都得到了較大提升。在教學方面，青年教師的教學水平逐步提高，教學質量評估結果連年優秀，其中有6人次獲得青年教師教學風采大賽、課程思政教學大賽一、二等獎，有多門由青年教師任教的課程獲批“線上線下”混合金課和教學思政示范課程。在教研方面，據統計，5年來農業水利工程專業相關教師申報立項省級教改課題2項，獲得江西省教學成果獎1項，江西農業大學教學成果獎4項，發表教改論文10余篇。在科研方面，成功申報立項國家自然科學基金2項，省自然科學基金2項，承擔規劃類、設計類、評價類的現代農業節水技術與水土保持地方服務性項目20余項，發表論文30余篇，形成了一支“學歷高、能力強、效果好”的優秀教學團隊。