基于校企合作的“水工建筑物”教學改革探索

梁麗青,嚴學剛,唐中得

（1.吉林農業科技學院,吉林 吉林 132000; 2.吉林市水利水電勘測設計研究院,吉林 吉林 132000）

0 引言

本科教育中課程改革與創新是持續發展的，是新時代教育的任務。2018年6月21日陳寶生部長在新時代全國高等學校本科教育工作會議上發表講話，提出教育要在內涵上下功夫，提升課程質量，“金課”“水課”成為熱詞。高校教育建設更注重課程內容的更新、課堂質量的變化、課程方法的融合和創新。因此，我校對于課程改革付諸行動，尤其對專業核心課程的打造非常重視。“水工建筑物”是水利水電工程的一門專業核心課程，課程具有非常明顯的專業特色，內容分塊化，對其他課程融合性高，實踐性高。但因課程對基礎課程的融合性高，要求學生基礎扎實，按照傳統授課較為枯燥，沒有充分發揮實踐能力，基礎薄弱的同學聽課效果不佳。因此，對“水工建筑物”進行改革十分必要，改革的整體目標是課程內容的更新：增加實踐環節、增加校企聯合授課、增加仿真內容；改變傳統的課堂講授方式，形成線上線下教學相結合的教學方式。通過改革，按照應用人才培養要求，改善學生枯燥的上課感受，知識深入淺出，鍛煉學生的創新思維、提升學生實踐能力，強化學生自主思考能力。

1 “水工建筑物”課程設計思路

通過對水利水電建筑工程專業的崗位核心能力進行分析，發現水工建筑物課程在專業學習領域中占有重要地位，是其他學習領域的基礎。通過對水利水電工程建設崗位群的典型工作任務的分析，結合該課程講述的涵蓋水利工程設計、施工、運行管理的主要知識點與技能要求，因此教學的職業崗位主要定位為“設計員”“施工員”“運行管理員”等幾個方向。根據“設計員”“施工員”“運行管理員”等職業標準來制定課程教學大綱，明確教學內容，并依據認知及職業成長規律，按照“從簡單到復雜，從新手到專家”的方式以及知識、技能的先后次序，引入相關職業技能標準，設計專業學習領域。基于“設計員”“施工員”“運行管理員”的職業能力分析，水工建筑物課程的任務是培養思想素質過硬的“會識圖、會繪圖、重設計、懂管理”的一線高技能工程勘測設計人才[1]。

1.1 課程內容設計思路

經過多輪改革，課程進行模塊化教學，知識點設為問題驅動式。將理論課程與實驗課程緊密結合，學完設計理論，立即進入實驗。與企業合作，學習相關設計案例，從設計案例中提取實驗項目，實驗模擬實踐的設計類工作，給出實例項目資料，讓學生充當設計師，學生根據理論知識整理設計思路，參考網絡平臺給出的資料，獨立或者分組，并在最后選人進行簡單闡述，實現理實一體化教學。具體設計如表1。

1.2 訓練項目設計

理實一體教學中，實踐教學設計結合模塊化教學，融入仿真教學和校企合作案例。具體設計見表2。

表2 理實一體教學實驗課教學設計

目前培養方案實訓為2周，實訓設計主要如下：

和企業教師合作，開發企業真實案例，獲得基礎資料，為學生提供重力壩、土石壩兩種壩型的基礎資料，學生選擇一種，結合其施工、管理等方面設計該水工建筑物，包括設計說明書和圖紙繪制。

1.3 課程思政設計

挖掘課程思政包括三個方面：工程案例、經典故事、著名人物。

課程負責人對課程思政有一定的經驗，且積累一定素材。建設過程中根據隨實事和新政策更新案例、故事、任務等。

緒論部分引入我國水資源概況和未來發展趨勢，引入節水的理念，并遞進到可持續發展對“自強不息、薪火相傳”的社會主義核心價值觀的體現。我國水利水電工程的建設可以介紹古代的都江堰和京杭運河，現代的大國重器三峽工程和南水北調工程，增強民族自豪感和愛國意義情懷；在此基礎上介紹鄭守仁院士為三峽工程和祖國的水利事業奉獻一生的事跡，號召學生們學習他兢兢業業、勤勤懇懇的工作態度，篳路藍縷、開拓進取的奮斗精神[2]。

蓄水樞紐的水工建筑物在介紹三峽工程的多個“世界之最”和“世界最高拱壩”的同時，也介紹了建筑物的穩定、應力和可靠度的計算方法和評價標準，并聯系緒論中水工建筑物失事后果嚴重的特點，在增強民族自豪感的同時，強調水利設計工作的創新和責任擔當，引導同學們要嚴謹認真，以“杜微慎防”的思維從事水利工作。

引水樞紐的水工建筑物水閘部分可以通過水閘的功能引入濛洼蓄洪區人民的王家壩精神，這是一種舍小家、為大家的顧全大局精神；不畏艱險、不怕困難的自強不息精神；軍民團結、干群同心的同舟共濟精神；尊重規律、綜合防治的科學治水精神。

通航建筑物部分結合水利實訓大廳模型介紹三峽雙線五級船閘和升船機的建設難度和創新過魚建筑物引入生態水利、生態魚道建設、人與自然和諧相處等生態文明建設理念，對加強生態文明教育具有重要意義，有助于引導學生樹立保護和建設美好生態環境的觀念[2]。

1.4 教學方法設計

（1）探究式教學：教學內容以問題形式拋出，引導學生明確學習目標，探索問題知識。學生自主探索實驗設計方法，每個人選擇參數不一樣，結果不一樣。

（2）項目驅動式教學：實驗和實習均來自企業或者工程案例，經過開發成為適合學生的教學項目，下發任務，驅動學生主動探索項目設計。

（3）仿真演練：包括水工建筑物模型仿真和土石壩滲流破壞仿真兩方面。

1）水工建筑物模型仿真演示：利用實訓大廳五級樞紐，模擬重力壩、土石壩、水閘等過水建筑物的地形地質條件、工程布置、設計重點。

2）土石壩滲流破壞仿真演練：采用視頻或者實操的形式，制作土石壩模型，并注水直到土石壩潰壩，讓學生觀察土石壩潰壩過程，總結土石壩失穩的特點，從而分析穩定分析方法。

1.5 教學手段設計

教學手段主要采用線上+線下混合式教學。

（1）線上教學：主要采用農苑在線和學習通，目前已創建水工建筑物課程，提供章節ppt、拓展規范等，并實行3輪。過去教學重線下輕線上，線上今后建設方向：

1）優化章節資源，包括章節細化，資源多樣化。

2）錄制知識點小視頻放到線上自學：如難理解的應力分析推導。

3）拓展關聯課程知識點：如土石壩滲流分析用到土力學實驗，團隊教土力學知識的教師建設該部分教學資源作為拓展知識點。

（2）線下教學：主要采用多媒體授課。初步計劃邀請企業教師共同帶實習或者講授2學時實踐技術，邀請團隊其他教師將前修課程融合到水工建筑物，講授該部分知識點，如設計水力學部分的消能措施。

1.6 課程考核設計

考核改革設計點：主要集中在期末考核。

（1）期末考試引入工程實例試題：以論述方式出現，以工程實例為基礎，分析該工程知識點，培養學生應用能力。

（2）期末成績引入非標準答案考試和應用考試：以綜合題的形式推行非標準答案考試，讓學生根據自身積累，融合課程內容和前修考試，啟發學生思維、激發智慧、培養創新能力。試卷在論述題中加入與實踐結合緊密的題目，題目緊密結合水利行業發展，學生答題自由，如“說出你熟悉的1座國內大壩和1座國外大壩（重力壩、拱壩、土石壩中任意選擇一個），并根據所學簡述該壩型的工作原理及優缺點”，讓學生結合實際和自己所學課程答題。

2 課程特色

特色1：理實一體項目化教學：打破理論與實踐脫節的現象，將理論和實踐結合起來，每學完部分理論，隨之進入該部分實踐設計。在理論教學中多引入典型水工建筑物實例，以啟發教學為主，邏輯教學為輔。與企業教師合作，結合企業工程案例設計實踐項目，在實習過程中引入小型工程項目基礎資料，學生分組模擬設計類工作。

特色2：模塊化教學：將課程整體分為三個模塊（混凝土重力壩模塊、土石壩模塊、水閘模塊）每學完一個模塊，對應一個實驗教學環節，使課程教學更為緊湊，使學生在知識體系上更為清晰。

特色3：結合網絡平臺進行線上+線下混合式教學。水工建筑物已經在網上建課，逐步完善教學，利用網絡平臺將不能夠在課堂呈現的部分或者知識難點教學轉化為網絡教學，并通過網絡平臺發布mooc小視頻、學習任務、參考資料等，方便學生課下學習。

特色4：仿真教學。采用實訓大廳五級模型進行仿真模擬，利用三維建模仿真結構或者實驗、實訓建模仿真建筑物運行過程。

3 課程實踐評價總結

從課程內容實踐改革分析：

學生對于企業老師講解的土石壩滲流分析軟件應用印象深刻，大大提升了實習設計的效率。另外同學們普遍反映課程學時少，缺少練習。通過問卷調查發現，學生對課堂評價基本滿意，尤其對于互動情況，評價較好，但也有部分同學表示上課內容偏枯燥。

從期末考試改革分析：

通過卷面成績可以看出，學生成績基本成正態分布，集中在七八十分較多，九十分以上同學占總數約四分之一，成績分布較為合理。不排除因疫情線上授課的影響。

4 結語

在當前新工科背景下[3]，課程改革有校企合作、學科融合、“互聯網+”、虛擬仿真等方向。水利水電工程專業核心課程“水工建筑物”要從理論向應用類課程轉變，首先優化校企合作方式和內容。針對當前時間和內容的沖突、實踐教學和理論教學的沖突，課程采用模塊化教學，每個模塊配以實驗，實驗融入仿真教學、模型教學等方式增加教學直觀性和實踐性。同時邀請企業教師授課，建設校企合作的教學團隊，從而提升學生的專業技術水平和專業素養，為學生畢業后從事相關工作打下基礎。