基于應用型創新人才培養的“橋涵水文”課程教學改革研究

喻 鵬，余 烈

（東莞理工學院生態環境與建筑工程學院 廣東 東莞 523808）

土木工程是一個歷史悠久的傳統工科學科，在技術革命和經濟發展的沖擊下，傳統學科也謀求在新形勢下的自我轉型升級。在“新工科”建設的背景下，土木工程在大數據、云計算、人工智能、區塊鏈、虛擬現實等相關技術的驅動下進行了自我革新，形成了多個交叉學科的新方向，如智能建造等。同時，“新工科”建設對土木工程專業人才的培養提出了新的要求，未來行業對復合型、交叉型卓越工程師的需求量會成倍增加，土木工程學科需要培養更多的應用型創新型人才。

橋涵水文是針對土木工程路橋專業或者道路橋梁與渡河工程等工程專業學生開設的一門專業核心基礎課，是路橋專業人才培養的重要環節，其教學內容涉及水力學、橋梁工程、基礎工程等多門學科知識。通過該課程的學習，學生能夠掌握橋梁水力計算、水文特征等基本理論，并用于解決橋梁工程設計建造等復雜工程實際問題，是培養一名合格路橋工程師的必要課程。

東莞理工學院作為東莞市一所年輕的普通本科高校，其發展歷程較短，學校很多學科和專業體系的建設還不夠完善。根據國家、區域科技和產業發展需求，學校目前重點打造智能制造、綠色低碳、創新服務三大學科專業集群。目標到2025年，要建成一流的應用型人才培養體系。因此，需要對“橋涵水文”課程進行一系列的教學改革研究，滿足“新工科”建設的基本要求，以學生為中心，結合國家需求和廣東省與東莞市地方特色設計課程體系，夯實基礎、注重工程實踐，提升學生的工程創新和應用能力。

1 課程現狀問題分析

以東莞理工學院土木工程系路橋專業“橋涵水文”課程為例，首先介紹該課程的基本情況。按照目前路橋專業人才培養方案的設定，一般在第七學期將“橋涵水文”課程作為專業選修課開設，教學計劃為24學時，1.5個學分。課程教學內容和學時安排可參看表1。

表1 橋涵水文課時安排

筆者基于多年“橋涵水文”課程的教學情況，從課程設置、教學手段、教學方法等方面進行一些探討：

①課程類別設置不合理。橋涵水文課程教學內容包含橋位選擇、橋孔布設、橋面高程的計算、橋梁基礎最大沖刷深度的計算等，這些課程內容是路橋專業學生在后期開展橋梁畢業設計所需的基礎知識，也是畢業生應具備的基本素養。而路橋專業目前的人才培養方案將該課程的課程類別設置為專業選修課，多個學期都因選修人數不足20人而取消了該課程的開設（教務處規定選修人數高于20人才能開課）。而在國內其他兄弟院?；蛘咄聊緩娦?，橋涵水文課程在人才培養方案中都是作為專業必修基礎課設置的。

②課程體系設置不完善。橋涵水文課程內容涉及水力學、基礎工程、橋梁工程等多學科的知識內容。筆者在講授該課程時，發現學生完全沒有水力學和橋梁工程的基本概念，導致學生無法理解課程內容中的知識點。調研發現，路橋專業人才培養方案中工程流體力學的課程類別也為專業選修課，且沒有學生選修該門課程，因此學生都沒有研修流體相關的基礎知識。

③教學手段和方法不豐富。橋涵水文課程內容中理論概念較多，比較抽象，且課時少。采用傳統講授的方式很難讓學生深入理解其基本概念。比如在講授橋梁墩臺沖刷一章時，橋梁基礎周圍局部沖刷過程中產生的旋渦現象，河流繞流橋墩時發生的流動分離和再附現象，學生很難理解和想象到實際的物理過程。而學校目前又缺乏相應的流體試驗條件，不能讓學生通過試驗來加深理解。

④教學實踐基地缺乏。橋涵水文是一門實踐性很強的課程，比如講授洪水調查、防洪評價章節時，這些章節的教學內容都涉及行業內的實際工作內容，單純的案例教學無法讓學生真實了解到行業的全貌。目前路橋專業沒有和橋涵水文課程相關的教學實踐基地來幫助學生深入行業一線去進行學習。

2 課程改革與創新

2.1 構建完善的課程體系

依據“橋涵水文”課程內容在整個學科體系中的重要性，再結合對國內其他兄弟院校該課程的調研情況，應考慮將該課程在路橋專業的人才培養方案中設置為專業必修課。此外，考慮到水力學和橋涵水文課程知識點的關聯度比較大，應考慮增加橋涵水文的教學課時，將水力學和橋涵水文合并為一門“水力學與橋涵水文”課程，更有利于路橋專業學生對課程的理解和學習。在構建基于應用型創新人才培養的課程體系時，建議增加一周以任務為導向的橋涵水文課程設計，通過一周的實踐性課程設計，更好地幫助學生加深對課程基礎理論知識的理解和應用，提升學生對復雜工程問題的分析、設計和制訂解決方案的能力。

2.2 建立產學研協同育人實踐基地

土木工程是一門實踐性很強的工科學科，本科教育應突出工程應用的人才培養特色。夯實基礎，注重實踐，構建基于應用型創新人才培養的實踐教學體系。該體系從基礎理論出發，由淺入深，結合實際的工程應用去拓展分析解決工程實際問題的能力。此外，加強產學研融合。根據路橋專業人才培養目標，和東莞航道事務中心等政府、企事業單位建立聯系，聯合培養學生，定期組織學生在東莞東江等水域進行實地調研，聘請一線的工程人員現場為學生講授工程實踐過程，產學融合，協同育人，著力打造橋涵水文高水平實踐基地。

2.3 打造“線上+線下”的混合式教學方法

為了更好地調動學生學習的積極性，激發學生個體學習的欲望和動力，讓學生從被動學習向主動想學轉變，考慮充分利用現代信息化手段，著力打造“線上+線下”的混合式教學方法。課程將按照課前、課中和課后三個環節來設計教學內容。

課前：首先通過“優學院”平臺建立線上課程，將班級學生納入線上教學班級中。在每次課的前一周，通過線上平臺上傳一些課程相關的影音視頻和參考書籍等電子資料。也可以設置一些跟課程相關的中國大學MOOC或者校內其他老師制作的SPOC課程，讓學生通過各自的客戶端開展課前預習。教師可以通過平臺提供的完成度數據，掌控學生課前預習的進度和情況。考慮到學生可能通過電腦掛機等方式應付完成老師布置的課前任務，我們在平臺建立了一個小型的預習題庫，學生在學完布置的預習內容之后，平臺會隨機分配給每位學生五道題目（每位學生分配的題目是隨機的，不重復的），學生預習完后需要完成隨機任務才能獲取相應的預習分數。

課中：在上課過程中，通過“優學院”平臺手機端，可以隨時通過平臺發起簽到，老師隨時掌握學生的到課率情況；此外，還可以通過平臺跟學生進行一些線上的互動，比如針對重要的知識考點發布一些選擇題，隨堂考查學生對知識點的了解情況；針對某些問題發起投票，讓持不同觀點的學生闡述觀點進行辯論；還可以發布一些主題，通過翻轉課堂，讓學生來主導課堂，跟大家分享自己的一些見解和看法。

課后：課堂教學結束后，線上發布一些討論題和作業，加強和鞏固學生對課堂內容的理解；也可以讓學生在討論帖中發布自己的疑問，老師線上進行答疑；此外，討論帖應多關注學生的興趣，以興趣帶動學習，讓學生對課程知識自主進行凝練和提升。

2.4 注重思政元素的融入

2019年，習近平總書記在學校思想政治理論課教師座談會上指出，“思政課是落實立德樹人根本任務的關鍵課程，辦好思想政治理論課關鍵在教師，關鍵在發揮教師的積極性、主動性、創造性?！盵1]因此，對于“橋涵水文”這類專業課程，主要考慮將工程倫理道德的建立和培養作為課程中思政元素的融入點。在“橋涵水文”課程教學大綱中，考慮融入一些與工程倫理道德相關的熱點前沿案例，引導學生進行思考和討論，讓學生能夠自主意識到工程倫理道德及專業技術知識的重要性。下面列舉兩個思政元素融入課程的案例進行簡要說明。

2.5 改革課程考核方式

目前，土木工程專業需要獲得住建部的專業認證。基于課程專業認證的基本要求，再結合課程體系和混合式教學方法的建設情況，對該課程的考核方式進行改革。目前國內大學教育考試改革的方向在與國際化接軌，從傳統的應試教育向能力教育轉變。考慮將標準化和非標準化試題相結合，且增加主觀題和綜合性試題的比重，出題的目標更注重測評學生的綜合能力。同時，結合線上教學的情況，線上學習部分的成績也將納入總評成績當中。

3 結語

在新工科建設的背景下，基于應用型創新人才培養的“橋涵水文”混合式教學改革在構建完善課程體系、建立產學研協同育人實踐基地、打造“線上+線下”的混合式教學方法、注重思政元素融入和改革課程考核方式等五個方面進行了一系列的大膽探索和實踐，取得了良好的教學效果，學生的學習主觀能動性得到了積極的改善，工程應用和創新能力得到了穩步提升。當然課程的提升遠不是一朝一夕的工作，在后續的教學過程中也將持續改進。