新工科背景下水工建筑物課程實踐教學(xué)優(yōu)化研究

李軍秀　梁謙　尚國秀

摘? 要：水工建筑物課程是農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)人才培養(yǎng)的專業(yè)核心課程，課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)是直接檢驗本課程教學(xué)效果的重要依據(jù)。在深化高等學(xué)校教育教學(xué)改革背景下，提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力是高校人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略性問題。因此，水工建筑物課程實踐教學(xué)優(yōu)化勢在必行。本文對水工建筑物課程實踐教學(xué)的內(nèi)容和方法開展了改革研究，通過課程內(nèi)容優(yōu)化、課程見習(xí)、必選三課程設(shè)計、水利行業(yè)學(xué)科競賽、企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)等循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，在實踐教學(xué)中取得了良好效果，進(jìn)一步提升了課程教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水工建筑物;課程見習(xí);課程設(shè)計;學(xué)科競賽;生產(chǎn)實習(xí)

中圖分類號：G420? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）43-0143-03

水工建筑物是農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)人才培養(yǎng)核心課程，主要講述各種農(nóng)田水工建筑物的設(shè)計理論和方法，綜合運用水利工程制圖、水力學(xué)、土力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程水文學(xué)、水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理等理論基礎(chǔ)知識，結(jié)合水工建筑物課程實踐環(huán)節(jié)，解決水利工程中水工建筑物的設(shè)計、施工、管理等方面的問題。因此，水工建筑物課程實踐教學(xué)，在農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)人才培養(yǎng)中顯得十分重要，教學(xué)效果將直接影響學(xué)生畢業(yè)后的工作能力。

在普通高等學(xué)校水利類專業(yè)課程中，水工建筑物課程普遍存在重理論輕實踐、教師工程經(jīng)驗缺乏、課程設(shè)計內(nèi)容與實際脫節(jié)、過程管理不嚴(yán)等問題，董玉文[1]針對上述情況，對水工建筑物課程設(shè)計提出了改革措施，通過青年教師下基層，以實際工程為依托，課程設(shè)計命題多樣化、加強(qiáng)課程設(shè)計過程管理、建立綜合考核與評價體系等措施，在有效杜絕抄襲現(xiàn)象、強(qiáng)化工程實踐訓(xùn)練、提高課程設(shè)計教學(xué)質(zhì)量等方面取得良好效果。水工建筑物是一門知識面廣且綜合性強(qiáng)的課程，在課程設(shè)計階段，大多數(shù)學(xué)生不知道從哪里入手、沒有清晰的設(shè)計思路，另外，初次接觸設(shè)計，還存在對參數(shù)選取不確定，導(dǎo)致計算量過大等問題。周青云[2]對水工建筑物綜合設(shè)計性實踐教學(xué)進(jìn)行了改革，通過教學(xué)內(nèi)容改革、更新綜合設(shè)計性實踐教學(xué)資源、充分利用計算軟件教學(xué)、采用水利工程真實項目導(dǎo)向任務(wù)驅(qū)動教學(xué)等措施，使學(xué)生學(xué)會使用基本水工建筑物計算軟件，縮小課堂教學(xué)與工程實踐的距離，取得了較好的教學(xué)效果。

一、水工建筑物課程教學(xué)現(xiàn)狀

長期以來，水工建筑物教學(xué)方法以傳統(tǒng)的理論知識傳授為主，以課堂教學(xué)為主要載體，配以課后習(xí)題及相關(guān)課程設(shè)計模式進(jìn)行，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，過程比較沉悶。主要表現(xiàn)為教師的“教”注重知識傳授，缺乏師生互動和面對面交流;學(xué)生的“學(xué)”習(xí)慣被動接受知識，缺乏獨立思考意識;教學(xué)形式和實踐環(huán)節(jié)比較單一，課程內(nèi)容抽象難懂，不易舉例，課堂氣氛枯燥乏味。這種教學(xué)模式限制了學(xué)生的科學(xué)思維和空間想象，學(xué)生自身對學(xué)科前沿知之甚少，且缺乏專業(yè)工程理念和最新工程技術(shù)的內(nèi)涵，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維和實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

在新工科背景下，對實踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化、改革，提高課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，是重要的教學(xué)研究課題[3]，本文對水工建筑物課程實踐教學(xué)優(yōu)化研究從以下幾方面進(jìn)行。

二、水工建筑物課程實踐教學(xué)優(yōu)化研究內(nèi)容

（一）進(jìn)行模塊化授課

依據(jù)教學(xué)大綱內(nèi)容，分析教材重點、難點，要求學(xué)生掌握重力壩、土石壩、溢洪道、水工隧洞、水閘等基礎(chǔ)知識和基本理論。推動教學(xué)從“教得好”向“學(xué)得好”轉(zhuǎn)變，以促進(jìn)學(xué)生成長成才為目標(biāo)，根據(jù)教學(xué)要求，及時更新教學(xué)內(nèi)容，把國際前沿學(xué)術(shù)發(fā)展，最新研究成果和實踐經(jīng)驗融入課堂教學(xué)。因課制宜選擇授課內(nèi)容，利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有水利樞紐優(yōu)勢，采集具體圖片，以多媒體配合板書進(jìn)行講解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，并根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的信息反饋及時改進(jìn)課堂教學(xué)。對重力壩模塊、土石壩模塊、水閘模塊這三大模塊進(jìn)行重點講授并進(jìn)行課程設(shè)計與實踐，拱壩、岸邊溢洪道、水工隧洞等課時弱化，要求學(xué)生掌握基本知識，參與專業(yè)見習(xí)但不進(jìn)行相關(guān)課程設(shè)計。

（二）組織學(xué)生課程見習(xí)

利用張掖本地現(xiàn)有水工建筑物的優(yōu)勢展開課程見習(xí)。在每一個模塊理論學(xué)習(xí)結(jié)束后，由專業(yè)教師帶隊，利用一天時間進(jìn)行現(xiàn)場課程見習(xí)，對水工建筑物進(jìn)行詳細(xì)講解。讓學(xué)生在重力壩樞紐實踐中，了解壩頂構(gòu)造、擋水壩段、溢流壩段、護(hù)岸、廊道等工程及其功能;在土石壩樞紐實踐中，了解土石壩壩型、壩頂構(gòu)造、馬道、上下游護(hù)坡、溢洪道等工程及其功能;在水閘實踐中，了解閘墩、平面閘門、弧形閘門、閘室構(gòu)造、工作橋等工程及功能。百聞不如一見，解決了教師在課堂上對構(gòu)造的抽象講解，也增強(qiáng)了學(xué)生對不同水工建筑物的深刻理解，很大程度上解決了學(xué)生難以想象水工建筑物的難題。

（三）開展課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)

學(xué)生返回教室，結(jié)合理論和課程見習(xí)，開展相關(guān)課程設(shè)計，教師利用網(wǎng)絡(luò)、教室現(xiàn)場等方式指導(dǎo)學(xué)生及時解決課程設(shè)計中的疑難問題，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，激發(fā)其創(chuàng)新思維，通過準(zhǔn)確識變、科學(xué)應(yīng)變、主動求變，達(dá)到人人皆學(xué)，人人樂學(xué)的效果，完成課程設(shè)計。

（四）運用必選三課程設(shè)計模式

課程設(shè)計由傳統(tǒng)的三選一題目（重力壩、土石壩、水閘）轉(zhuǎn)變?yōu)楸剡x三課程設(shè)計模式，每個模塊教學(xué)實踐結(jié)束后，進(jìn)行模塊設(shè)計，提高學(xué)生動手動腦的能力，提高學(xué)生對不同水工建筑物的具體認(rèn)識和獨特見解。根據(jù)近幾年的教學(xué)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計選題中都喜歡選擇自己曾經(jīng)做過的、頗具興趣和有一定學(xué)習(xí)實踐經(jīng)驗的相關(guān)題目，一般不會選擇沒有做過的題目，因為困難較多，對知識點掌握深度不夠，為此，必選三課程設(shè)計模式為畢業(yè)設(shè)計選題奠定了堅實的基礎(chǔ)[4]。

（五）優(yōu)化課程設(shè)計內(nèi)容

必選三課程設(shè)計如果完整設(shè)計，內(nèi)容較多，要學(xué)生完成就顯得工作量很大。因此，對設(shè)計內(nèi)容要進(jìn)行優(yōu)化。重力壩設(shè)計省去水文調(diào)洪演算計算部分，重點進(jìn)行重力壩剖面設(shè)計、荷載計算、荷載組合、強(qiáng)度和穩(wěn)定計算、溢流壩剖面和消能設(shè)計及計算;地震力計算、地基處理、邊坡處理作為選擇內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生實際能力進(jìn)行選擇。土石壩設(shè)計省去水文調(diào)洪演算及溢洪道設(shè)計，溢洪道構(gòu)造設(shè)計及消能計算以課后習(xí)題進(jìn)行練習(xí)，重點進(jìn)行土石壩剖面設(shè)計、滲流計算、穩(wěn)定計算;土石壩壩基處理、岸坡及兩岸建筑物的連接作為選擇內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生實際能力進(jìn)行選擇設(shè)計。水閘設(shè)計省去水閘的總體布置、水閘結(jié)構(gòu)設(shè)計，重點進(jìn)行水閘水力計算、水閘防滲排水設(shè)計、消能防沖設(shè)計、閘室的布置和構(gòu)造設(shè)計;閘室的穩(wěn)定分析、沉降校核和地基處理、水閘與兩岸的連接建筑作為選擇內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生實際能力進(jìn)行選擇設(shè)計。

（六）堅持以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮水利行業(yè)學(xué)科競賽作用

把激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能作為出發(fā)點和著力點。在水工建筑物課程教學(xué)結(jié)束后，學(xué)生對水工建筑物構(gòu)造和設(shè)計會有獨特見解。在兩屆學(xué)院和全國舉辦的水利創(chuàng)新大賽中，學(xué)生在互動交流中啟迪智慧，迸發(fā)思維的火花，學(xué)科競賽是“苦”與“樂”交織并行，在學(xué)與做之間保持平衡，多讀書，多研討;在多維的探索里尋找創(chuàng)新的方向，積極參與，分工明確，各司其職;同時又互相幫助，集思廣益，鍛煉團(tuán)隊創(chuàng)新精神，培養(yǎng)探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感，還培養(yǎng)了精益求精的大國工匠精神，取得了良好效果。學(xué)生充分利用第二課堂，通過購買材料、制作模型、水利實驗、采集數(shù)據(jù)、整理材料、組織競賽，主動上網(wǎng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，掌握學(xué)科前沿動態(tài)，由“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，全方位提高分析問題、解決問題、溝通協(xié)調(diào)問題等方面的能力，形成“解惑—育人—成才—回饋”的良性循環(huán)，培養(yǎng)學(xué)生自立自強(qiáng)、誠實守信、知恩感恩、勇于擔(dān)當(dāng)?shù)牧己闷焚|(zhì)[5]。

（七）積極開展校企合作

加強(qiáng)專業(yè)實踐技能，鞏固學(xué)生對水工建筑物課程知識的理解和應(yīng)用。以“學(xué)習(xí)交流促發(fā)展，校企合作育新人”為主題，執(zhí)行農(nóng)業(yè)水利工程人才培養(yǎng)方案，在為期42天專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)中，學(xué)生進(jìn)入不同單位進(jìn)行多樣化實習(xí)。在企業(yè)一線現(xiàn)場工程師的帶領(lǐng)下，從各個環(huán)節(jié)進(jìn)行實習(xí)，敢問、敢想、敢做，理論聯(lián)系實際，全面提高學(xué)習(xí)和實踐能力。通過認(rèn)知實習(xí)—理論學(xué)習(xí)—模塊課程見習(xí)—課程設(shè)計—企業(yè)專業(yè)實習(xí)—創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽—畢業(yè)設(shè)計，以實習(xí)—理論—實踐—訓(xùn)練—孵化的人才培養(yǎng)模式，踐行以點帶面、點面結(jié)合、循序善誘、全程覆蓋、分層遞進(jìn)式的培養(yǎng)思路，符合新時代新工科專業(yè)人才的要求。

（八）改革實踐成績評定方式

實踐成績（100）%=課程見習(xí)（20）%+平時答疑（30）%+課程設(shè)計內(nèi)容（50）%，此評定方法可以綜合考查學(xué)生實際能力。

三、水工建筑物課程實踐教學(xué)的亮點

堅持以學(xué)生為中心，遵循教書育人規(guī)律和學(xué)生成長規(guī)律，在授課過程中尋找“觸點”和“融點”，自然和諧生成，不違背規(guī)律，不拔苗助長，教學(xué)方法由“大水漫灌”變?yōu)椤熬珳?zhǔn)滴灌”，通過隱形滲透、緩慢融合的方式，實現(xiàn)理論課程與實踐課程協(xié)同進(jìn)步，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)提升學(xué)習(xí)效果。因此，水工建筑物課程實踐教學(xué)優(yōu)化研究需要突破幾點。

第一，以培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型農(nóng)業(yè)水利工程人才為目標(biāo)，打破傳統(tǒng)教師灌輸型授課，學(xué)生被動接受知識的“教與學(xué)”模式，堅持從同質(zhì)化人才培養(yǎng)向個體化人才培養(yǎng)發(fā)展，將農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合，以創(chuàng)意思維、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)精神培養(yǎng)為導(dǎo)向，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念融入學(xué)生身心素質(zhì)養(yǎng)成的各個階段，實現(xiàn)教育全覆蓋，師生共提高。

第二，課程設(shè)計優(yōu)化，解除原來三選一題目，采用必選三模式，提高學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)，運用老師指導(dǎo)、互相配對、學(xué)生主導(dǎo)的實踐訓(xùn)練方式，給予學(xué)生自由探索、自主發(fā)揮的環(huán)境。結(jié)合學(xué)科前沿發(fā)展動態(tài)，點燃學(xué)生好奇的心靈之火，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，由淺入深，深入淺出，鼓勵學(xué)生多思考，多鉆研，將課程設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新亮點作為水利創(chuàng)新大賽、“挑戰(zhàn)杯”、大學(xué)生科技立項課題等題目，學(xué)校學(xué)院大力支持學(xué)生多方位發(fā)展，給予相關(guān)經(jīng)費支持，訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到全方位提高。

第三，在新時代新工科教育的時代背景下，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，增加模塊課程見習(xí)環(huán)節(jié)，徹底解決學(xué)生對抽象水工建筑物的形象化認(rèn)知想象能力。“紙上覺來終覺淺，絕知此事要躬行”，認(rèn)知見習(xí)時間在大一第二學(xué)期，專業(yè)課還沒開始，學(xué)生進(jìn)行認(rèn)知見習(xí)是對水利樞紐整體的認(rèn)識和了解，真正開始上水工建筑物課程時，學(xué)生對細(xì)部構(gòu)造并不清楚，因此，實施模塊化課程見習(xí)是能最有效地解決課程設(shè)計中具體問題的辦法，耗時短，還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

第四，水工建筑物教學(xué)從單一課堂講授為主，轉(zhuǎn)向與多元化的實踐教學(xué)相結(jié)合的模式。理論教學(xué)有效地指導(dǎo)和引領(lǐng)實踐環(huán)節(jié)，借助大學(xué)生水利創(chuàng)新競賽、互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、挑戰(zhàn)杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)競賽等實踐平臺，讓更多的學(xué)生參與到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽活動中來，以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促創(chuàng)、開拓視野，提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

四、結(jié)語

通過以上對水工建筑物課程實踐教學(xué)優(yōu)化研究，既能夠使課堂理論講授與課外實踐環(huán)節(jié)更好地銜接，又能使不同水平的學(xué)生通過本課程學(xué)習(xí)都有所收獲，提高學(xué)生的獲得感和幸福感，實現(xiàn)思想啟迪和價值引領(lǐng);還能夠使學(xué)生更好地適應(yīng)學(xué)院2019版農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，提升本專業(yè)課程教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 周青云，韓娜娜，孫書洪，等. 基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的水工建筑物綜合設(shè)計[J]. 教育教學(xué)論壇，2016（35）：148-149.

[3] 張萍，王煜，盧曉春. 慕課時代“水工建筑物”課程教學(xué)思考[J]. 課程教學(xué)，2015（03）：88-89.

[4] 梁麗青，殷飛，羅春艷. 模塊化教學(xué)在《水工建筑物》改革中的應(yīng)用研究[J]. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2020（08）：179.

[5] 劉喜峰，梁麗青，胡宇祥. 《水工建筑物》課程實驗實踐教學(xué)的改革與研究[J]. 科技風(fēng)，2019（29）：71.

（薦稿人：肖讓，河西學(xué)院土木工程副院長，副教授）

（責(zé)任編輯：淳潔）

基金項目：2020年河西學(xué)院教學(xué)研究項目“《水工建筑物》課程在農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)人才培養(yǎng)中的探索與實踐”（項目編號：HXXYJY-2020-23）。

作者簡介：李軍秀（1984—），女，碩士，河西學(xué)院土木工程學(xué)院講師，研究方向：水工結(jié)構(gòu);梁謙（1985—），男，碩士，河西學(xué)院土木工程學(xué)院講師，研究方向：水工結(jié)構(gòu);尚國秀（1989—），女，碩士，河西學(xué)院土木工程學(xué)院講師，研究方向：水工結(jié)構(gòu)。