基于工程教育認證的水利水電工程導論課程教學改革

胡宇祥，殷 飛，李 娜，蘇燕清

（吉林農(nóng)業(yè)科技學院 機械與土木工程學院，吉林 吉林 132101）

近年來，工程教育專業(yè)認證成了高校評估工程教育質(zhì)量和培訓課程質(zhì)量的一個重要準則，國內(nèi)眾多院校也在相繼開展辦理工程教育專業(yè)認證，由《華盛頓協(xié)議》所指出，工程教育旨在將本科生造就成綜合能力較強且具備解決復雜工程問題的工程師。工程教育專業(yè)認證的核心目的是要提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和畢業(yè)生的綜合能力，符合國際標準。在學生方面，高校教師發(fā)揮更多的導向作用，引導學生融會貫通知識，提高綜合素質(zhì)和業(yè)務(wù)素質(zhì)尤為關(guān)鍵。

工程認證是中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會根據(jù)工程教育認證標準，對本科工程教育專業(yè)人員進行的專項認證。獲得國際認可工程師的一個重要前提，是工程項目研究生學位需經(jīng)認證協(xié)會認可，其方可按照《華盛頓協(xié)議》得到其他組織的認可。根據(jù)工程教育認證所擬定的畢業(yè)生標準，其需要具備12 個不同方面的能力要求，即工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)的解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程和社會、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、專業(yè)規(guī)范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習。

吉林農(nóng)業(yè)科技學院是一所應用型地方本科高校，水利水電工程專業(yè)2011 年招生，專業(yè)旨在培養(yǎng)應用型高素質(zhì)人才。專業(yè)在按照工程教育標準建設(shè)過程中，存在著以理科教育的方式培養(yǎng)工程師的現(xiàn)象。因此，工程教育的大背景下，原有的課程體系已難以支撐新時期工程教育課程定位、教學內(nèi)容、教學方法和評估方法方面的需求。

水利水電工程導論課程是學生進入大學的第一門專業(yè)課，是水利水電工程專業(yè)的啟蒙課程。本課程的質(zhì)量將直接影響學生對水利水電工程專業(yè)的理解，與學生今后的興趣培養(yǎng)、專業(yè)學習息息相關(guān)。在教學過程中，教師應該讓學生充分了解課程教學目標、具體內(nèi)容和專業(yè)要求，從而讓學生構(gòu)建初步專業(yè)的認知體系，進而推動學生積極完成4 年的學術(shù)研究，在一定程度上為今后從事水利及相關(guān)專業(yè)工作打下結(jié)實基礎(chǔ)。

因此，對于一些抽象的知識，有必要根據(jù)知識架構(gòu)調(diào)整教學方法，盡可能以簡介明了的言語，幫助學生更好吸納課程知識，提高課程的教學質(zhì)量，以延伸學生綜合知識面，輔佐學生養(yǎng)成自主學習及創(chuàng)新實踐能力，以滿足認證要求。顯而易見，改革水利工程導論課程的考核方式勢在必行。本文以吉林農(nóng)業(yè)科技學院水利水電工程導論課程為研究對象，從課程目標、教學改革和考核方式等方面進行一系列探索與實踐。

一、課程設(shè)計

（一）課程目標設(shè)計

基于課程特點和課程內(nèi)容，可將水利水電工程導論課程分成以下4 個課程目標。

課程目標1：能夠了解水利工程領(lǐng)域的發(fā)展歷史及相關(guān)行業(yè)發(fā)展狀況；了解水利水電工程專業(yè)及其水利工程學科，認識科學在水利工程中的作用。

課程目標2：能了解水利工程對社會發(fā)展、文化傳承以及公共安全的影響；了解工程倫理，正確認識水利工程師的職責與挑戰(zhàn)。

課程目標3：了解并掌握文獻查閱方法、科技交流的常用方式與規(guī)范，能通過書面報告和口頭陳述交流解決方案、過程和成果。

課程目標4：了解水利工程設(shè)計、施工、管理全周期的基本流程，培養(yǎng)認識和發(fā)現(xiàn)工程問題、尋求并論證工程問題解決方案、協(xié)作解決工程問題及交流項目研究成果的能力，構(gòu)建自身工程意識。

課程目標與畢業(yè)要求的關(guān)系如下。

目標1 和2 可以培養(yǎng)挖掘?qū)W生洞察及分析問題的能力，也就是用專業(yè)知識和數(shù)學模型的方法來分析水利系統(tǒng)或設(shè)備，并利用專業(yè)知識來分析事故原因，有利于設(shè)計或改善水利工程。

目標3 能夠發(fā)散思維，在水利工程設(shè)計、施工、管理等各個領(lǐng)域?qū)ふ业綇碗s工程問題的多個解決方案，并且能夠找到通過文獻研究可行的替代方案，進而運用工程基本原理深究影響工程進程的因素，最終推出工程改進方案。

目標4 引導學生練就自主及終身學習能力，即培養(yǎng)學生積極學習的意識，以匹配持續(xù)適應發(fā)展的能力。

（二）課程教學內(nèi)容設(shè)計

1.知識目標

水利水電工程專業(yè)所選定的水利水電工程導論專業(yè)基礎(chǔ)課，是依照普通高等學校水利水電工程專業(yè)培養(yǎng)目標及畢業(yè)生基本要求和培養(yǎng)方案選定的，課程主要包括水工建筑物、水利工程施工及農(nóng)業(yè)水利工程等內(nèi)容，含括從事水利工程必須具備的基本知識。通過學習，希望能使對水利感興趣的受眾更進一步了解水利，使志向在于水利事業(yè)的高考考生秉持初心報考水利，已邁入水利圈的學子們更熱衷于水利。

通過本門課程學習能夠了解水資源特點，我國水資源、水能資源狀況；能夠掌握常見水工建筑物的組成、工作原理及特點；能夠掌握擋水建筑物的概念、特點和分類。不同擋水建筑物的主要區(qū)別；能夠掌握泄水建筑物的作用，泄水建筑物的分類；能夠掌握渠系建筑物的分類，配水建筑物的種類及作用，交叉建筑物的種類及作用，聯(lián)接建筑物的種類及作用；能夠掌握灌排制度與灌水技術(shù)，灌排渠系的布置；能夠掌握水能開發(fā)及水電站類型，水電站主要設(shè)備，水電站建筑物，水電站廠區(qū)布置方式；能夠掌握洪水及防洪措施，河道整治工程，分洪工程，防汛搶險方法；能夠了解水利工程建設(shè)基本程序，包括施工、設(shè)計、建設(shè)管理的程序和內(nèi)容。

2.能力目標

（1）專業(yè)能力。學生能夠在工程設(shè)計與施工中運用相關(guān)知識進行水利水電工程的布置與管理；通過農(nóng)業(yè)水利工程的學習，掌握灌溉制度的制定和灌溉渠系的規(guī)劃布置；通過防洪治河工程的學習，能夠提出防洪治河的基本措施和防汛搶險的方法；通過水利工程施工的學習，掌握施工方案和方法的制定。

（2）通用能力。每一次課后，通過在線學習平臺發(fā)布自學內(nèi)容，指導學生自己閱讀，通過作業(yè)或提問的方式檢查學生閱讀情況，培養(yǎng)學生讀書自學與持續(xù)學習能力；讓學生分組，自選家鄉(xiāng)具體工程實例、水患、水利變化為題，協(xié)作分工，收集材料、制作PPT、上交材料，通過匯報方式檢查學生準備情況，培養(yǎng)學生合作溝通能力；通過課內(nèi)實驗，使學生認識農(nóng)田水利、水利水電工程主要建筑物，了解主要功能，培養(yǎng)學生觀察理解與分析解決問題能力；結(jié)課后，每一位學生提交一份課程論文，可以家鄉(xiāng)具體工程實例、水患、水利變化為題，鍛煉學生使用辦公軟件以及資料收集、歸納處理能力。

3.思政目標

為了提高我國公民的整體素質(zhì)，有關(guān)部門特別關(guān)注大學生的理想政治教育。為緊跟國家時代步伐，在水利水電工程導論課程教學內(nèi)容中引入了思想政治道德教育的教育實例，引導學生在大學學習的能力、學習水利類專業(yè)的良好、積極的心態(tài)；對本行業(yè)、所修讀專業(yè)具有比較客觀、全面、發(fā)展性的觀念；對“水利”的內(nèi)涵有深刻的認識，并樹立作為水利人的職業(yè)責任感；能夠思考并規(guī)劃自己的大學成長及初步的職業(yè)未來；建立水利工程的初步概念，使自己由水利工程的外行變成準內(nèi)行，為以后的專業(yè)學習奠定基礎(chǔ)，幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀。（1）政治素質(zhì)。通過都江堰、三峽工程等古今卓越水利工程介紹，激起學生的民族自豪感，更熱愛祖國，倡導水利人為公、為民，致力于改善、調(diào)節(jié)水資源的分配與利用，造福人民，自覺傳承與創(chuàng)新新時代水利事業(yè)。（2）思想素質(zhì)。通過張光斗、錢正英等中國水利科學家的故事和對事業(yè)的貢獻等知識的學習，引導學生對本行業(yè)、所修讀專業(yè)具有比較客觀、全面、發(fā)展性的觀念，擁有在大學學習水利類專業(yè)的良好、積極的心態(tài)。（3）職業(yè)素質(zhì)。學習標準設(shè)計規(guī)范，行業(yè)準則，讓學生對“水利”的內(nèi)涵有充分的認識，建立水利工作人員的專業(yè)責任，提倡水利人員追求大公無私精神，禁止逾越黨的紀律和國家法律的底線，始終保持清純干凈的形象。（4）道德素質(zhì)。通過實驗內(nèi)容，傳遞出水利是艱苦行業(yè)，堅守與擔當是水利人特有的品質(zhì)，讓學生了解，能夠思考并規(guī)劃自己的大學成長及初步的職業(yè)未來，勉勵水利人員踴躍投身水利改革戰(zhàn)場，認真履行職責，克服困難，勵志在平凡的崗位成就自我。

（三）實驗項目設(shè)計

工程教育重在實踐，在導論課程中設(shè)置課內(nèi)實驗環(huán)節(jié)有助于培養(yǎng)學生的工程意識，加深對工程和工程師責任的理解，初步培養(yǎng)工程素養(yǎng)。實驗項目的設(shè)計既要考慮學生對基礎(chǔ)知識和能力的需求，又要具有服務(wù)后續(xù)課程的引領(lǐng)性。設(shè)計2 個實驗項目：農(nóng)業(yè)水利工程建筑物認知；水利水電工程建筑物認知。通過一學期課堂理論學習，能使學生認識常見的水工建筑物，可以拼裝水壩、水電站、水輪機等模型。實驗項目具有開放性，能給學生更多自主探究的空間。學校建有水利土綜合實驗大廳，能提供場地、技術(shù)及實驗條件支持。

二、教學指導

（一）學法指導

1.請學生課前預習，課上聽講、記筆記、參與師生討論、回答問題、獨立完成作業(yè)，課后自主復習，課后讀文獻寫課程報告。

2.請學生通過對不同水工構(gòu)筑物的應用及相關(guān)構(gòu)筑物的功能、特點和分類的研究，了解水利工程是如何促進國民經(jīng)濟發(fā)展的。深入了解水利工程各分部所涉及的工程及認識每個水利建設(shè)期，感受工程、結(jié)構(gòu)、力學之美。

3.請學生通過學習各種水工建筑物如何開發(fā)利用水資源，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)和分析工程問題的初步能力，為自己的專業(yè)領(lǐng)域（水文、水利、港口航運、農(nóng)業(yè)水利、水利工程）打下必要的基礎(chǔ)。

4.請學生了解水利工程在調(diào)節(jié)水資源方面的巨大作用，以及影響實際工程的一些負面因素，如自然因素和可持續(xù)發(fā)展，從實際問題中學習解決辦法，培養(yǎng)學生初步解決與環(huán)境有關(guān)的實際工程問題和可持續(xù)發(fā)展能力。

5.請學生通過查閱文獻獲知水利工程的新領(lǐng)域、新成果和新進展，知道水利工程新知識、新技術(shù)，以及與其他學科相互交叉、滲透、融合的特點，并寫出相應的課程報告。

（二）教法指導

1.授課過程中，需讓學生認識水利行業(yè)在目前社會上的地位以及古往今來我國在興修水利方面取得的顯著成果，以激起學生們對水利行業(yè)的熱愛；同時讓學生明確本課程和他們目前正在學習的專業(yè)，以便加重未來同學們在專業(yè)課程學習和工作中的地位，增加學生對課程本身的認識與了解。

2.在授課的過程中凡是涉及到基本概念和專業(yè)術(shù)語的，為能夠讓同學們更好地吸收知識，教師應使用直白簡易的語言描述，同時，設(shè)置問題供同學們討論，以此加強與同學們的互動環(huán)節(jié)，帶動課堂氛圍。在解釋課堂中的重點和難點時，可以充分利用多媒體和視頻演示。

3.在授課的過程中教學內(nèi)容需融入實際工程案例。課程結(jié)合相關(guān)水利工程的視頻資料，如：三峽、南水北調(diào)、都江堰等，可在增強學生感性認識的同時，讓同學們更加全面地了解建筑的結(jié)構(gòu)、施工組織設(shè)計問題、興利效益問題、移民問題等水利工程會遇到的實際問題。

4.為確保水利工程導論課程能按計劃實施且順利完成相關(guān)教學任務(wù)，教師需要掌握下列相關(guān)工程類的基礎(chǔ)知識，包括但不限于：土力學、水力學、工程測量學、結(jié)構(gòu)力學和材料力學。還需要掌握專業(yè)課程工程水文及水利計算、水利工程施工、水泵與水電站、灌溉排水工程的知識，同時工程管理的實踐經(jīng)驗也是十分必要的。只有儲備大量的專業(yè)知識用以提高教學水平，才能完成水利工程導論的教學任務(wù)。

5.為了提高學生的學習能力和效率，模塊化的教育要求教育內(nèi)容選擇適當突出重點。學生通過組織課前作業(yè)、推薦典型案例、分組學習資料、深入討論理解水工結(jié)構(gòu)工作原理等方式，優(yōu)化完善學生知識體系。

三、考核方式與成績評定辦法

（一）考核方式

1.本大綱的教學內(nèi)容、知識目標和核心能力目標是課程考核的重要依據(jù)。

2.平時成績：占課程考核成績的40%，平時成績包括出勤、課堂表現(xiàn)及作業(yè)。

3.期末成績：占課程考核成績的60%，期末考試采用無紙化考核方案。無紙化考試基于優(yōu)化題庫資源。考試通過試卷隨機分組生成電子試題，及時生成考試成績，集試卷生成、機考、評分生成于一體的新型多元化考試管理，具有公正、靈活、隨機、便捷等特點。通過無紙化考試的探索，可促進教師課堂教學方法、手段的改革；學生可隨時利用手機移動端進行考試模擬訓練，便于及時掌握所學內(nèi)容，提高學習效果。無紙化考試題型均為選擇題，對于傳統(tǒng)考試中的基本問答題、論述題部分，教師可通過知識要點形式提供選項。試題庫試題數(shù)量達到800 道，無紙化電子試卷每次組題100 分，其中單選、多選和不定項選擇的比例由命題教師根據(jù)課程性質(zhì)與特點確定。試題庫命題依然遵循教學大綱的教學目標、重點與難點進行，必須符合課程標準的要求，體現(xiàn)課程的基本要點，內(nèi)容正確，題意準確，體現(xiàn)對“基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)技能”的考核要求。

（二）課程目標達成度評價方法

課程成績評定準則見表1。

表1 考核方式在各課程目標中的比例

課程目標達成度評價方法如下：

1.課程某分目標達成度

2.課程總目標達成度

課程評價周期為一年一評估，目標值被設(shè)置為0.7，利用成績分析法進行評價，結(jié)果用于后續(xù)課程改進。

（三）改進措施

1.推出持續(xù)跟進整改制度

成立課程實時跟進整改小組，需由相應課程組負責人去組織執(zhí)行并實時監(jiān)督跟進整改進程，需根據(jù)課程已知的達成度評價結(jié)果，深入探究并明確問題所在，提出與之相匹配的改進措施，最后需呈現(xiàn)為文檔結(jié)果報告。

2.本課程實時改進方法

平時成績優(yōu)化模式：對于學生學習的情況，任課教師需統(tǒng)計學生平時成績考核指標兩周一匯報，如若出現(xiàn)部分同學平時成績較差的情況，則需要在教學中加強相應的教學管理，適當調(diào)整具體目標實施計劃，并做好課程計劃更改記錄，積累優(yōu)化措施。

期末考試考核機制則為任課教師對相應的期末考試試卷中學生各題的得分情況進行統(tǒng)計并分析，得出的統(tǒng)計結(jié)果用于對相應課程的整體分析研究，并有計劃、有選擇性地在下一級的學生中不斷進行改進。

3.本課程持續(xù)改進措施

對于同學平時成績的考核，計劃通過采取學習討論互動、成立學習小組、與學生交談、相應的加強訓練題目難度并增加訓練的頻次、改革教學方法與手段等措施改進。

針對期末考試考核，研究學生考試問題所在，結(jié)合分析結(jié)果在薄弱環(huán)節(jié)進行教學方法與手段的改進，加強目標題目的訓練以及對重修、新開課學生強化輔導答疑等措施，實現(xiàn)課程的持續(xù)改進。

四、結(jié)束語

本文通過對工程教育認證標準信息挖掘，結(jié)合本專業(yè)實際認證自評工作，重構(gòu)了水利水電工程導論課程內(nèi)容體系，并給出了具體實施與考核建議。明確了培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求的內(nèi)涵和達成途徑，以及學習指導、考核要求等工程教育認證標準中明確要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在課程目標上，通過學生學習成果的反饋，在教學手段、內(nèi)容、評價方法等方面持續(xù)改進，建立了相應的理論與實踐結(jié)合的教學制度。在專業(yè)認證標準改革下引入水利水電工程專業(yè)，教學模式已趨于成熟。課程考核注重過程性評價，加強學生實踐創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。課程達成度計算結(jié)果達到了0.80，可為未來革新提供可靠的保證。