基于協同育人的水務工程專業實踐教學體系探索

張婧 趙夢蝶 韓宇平

摘 要：為適應水務工程專業對學生實踐能力的高要求，本研究基于當前水務工程專業實踐教學體系現狀，以華北水利水電大學水務工程專業實踐教學體系為例，從構建課程設計教學體系、課內實踐與實驗實踐教學體系、創新能力培養及校外實踐基地建設模式等幾個方面，探索水務工程專業實踐教學體系改革，以提升水務工程專業人才創新能力和實踐技能的培養效果。

關鍵詞：協同育人；水務工程；實踐教學；探索

協同育人是指在協同理論的基礎上，圍繞同一育人目標，多因素、多主體共同作用，相互補充配合齊心協力運作，從而達到協同育人目的。協同育人關鍵在于協同，主旨在于育人，是我國高等教育推動社會發展的重要改革舉措。實踐教學具有問題探討、深度體驗和批判反思的基本特征，一般包括課程實踐或實驗、實習實訓、畢業論文（設計）、社會實踐等。實踐教學作為高校本科教學的重要組成部分，是培養學生實踐能力和創新思維的重要環節。水務工程專業旨在培養具有創新精神和實踐能力，能夠從事區域涉水事務一體化管理的水務工程領域高素質專門人才和拔尖人才。構建科學合理的實踐教學體系，是培養水務類高質量拔尖創新人才的要求。

目前，有很多學者開展了產教融合協同育人背景下不同專業實踐教學改革方面的研究。沈利民等對協同育人機制下高校實習實踐模式進行了探索，提出了“四項協作”協同育人框架規劃，指出政府、高校和企業圍繞育人機制建立、合作頂層設計、實踐平臺開發和產教內容融合開展合作，突破了傳統的高校單方面管理的實習實踐教學模式。牛秋林從實踐教學大綱、優化實踐教學方法和建立全過程課程考核體系三個方面闡述了課程設計實踐教學改革、提升人才培養質量的思路和方法。李杰系統分析了創新創業教育協同育人中政府、高校、企業及學生存在的問題，從政府主導、高校主責、企業主體、學生主角四個方面分析了相應策略。

水務工程專業的實踐教學目標是使學生能夠將水務工程專業基礎知識及專業基本技能，綜合應用于水利、水務、生態環境、市政等相關復雜工程問題的解決方案中，具備獨立的研究分析能力和工程實踐能力。隨著國內水利行業的發展，水務工程專業人才的培養質量需要進一步提升。因此，課題組基于目前水務工程專業實踐教學體系的突出矛盾，聚焦水務工程專業協同育人相關研究，探討當前協同育人背景下的水務工程專業實踐教學體系改革，以提高水務工程類專業人才的培養質量。

一、水務工程專業實踐教學體系現狀

目前的水務工程專業課程體系一般分為三大模塊，即通識教育、專業教育和拓展教育。實踐教學體系包括課內實踐和實驗（如城市水系綜合治理）、課程設計（如城市水利工程、工程水文學、水務規劃與管理等）、專業認識實習、測量實習、畢業實習及畢業論文（設計）等。

在專業教育模塊中主要設置了水務規劃與管理、城市水系綜合治理、城市水利工程、工程水文學、水泵與泵站、水務工程施工、地下水水文學、水處理工程等，以幫助學生初步認識水務工程專業的特點和研究方向。同時，以此為基礎配置了課內實踐和實驗、課程設計實踐、專業認識實習實踐課程，以提高學生的創新和實踐能力，為大四學年畢業實習和畢業論文（設計）的順利開展打牢基礎。在拓展教育模塊中設置了專業英語、水務工程概論、生態及景觀設計工程概論及工程造價等，以拓寬學生的認識范圍。畢業實習和畢業論文（設計）兩項綜合能力培養環節，對學生大學期間學習掌握的專業知識進行綜合性應用和實踐，以提高學生處理水務工程規劃、設計、施工、管理等實際問題的實踐能力。

水務工程專業課程設計基本設置在大三至大四學年的各個學期，是實踐教學體系的重要組成部分。目前，課程設計類實踐教學選題偏少，如水務規劃與管理方面，一般集中在水的取用、凈化與供水及污水的處理等。同時，課程設計過程模板化，雖然可以提升學生理論理解和計算能力，但學生解決水務工程及水生態環境復雜工程問題的能力得不到提升，缺乏對復雜方案的創新設計，難以體現學生的差異化設計理念。此外，課程設計學時較短，一般是2周，僅夠學生完成理論計算、圖紙繪制和設計說明書撰寫，沒有多余時間進行方案創新探索，影響了學生的自主學習和創新能力的培養。

部分專業核心課程課內實踐學時偏少，一般為8學時。因此，課內實踐只能在校內完成，與真實場景差異較大，影響了學生獨立研究和工程實踐能力的提升。此外，水務工程實驗教學以基礎課和專業課為主要實驗內容，體現不出水務工程實驗多學科多專業交叉的綜合性特點，且通常現有的實驗儀器設備不夠，可能導致學生無法有效開展實驗。

校企協同育人的平臺不夠完善。在學生實習或實訓的過程中，企業通常只為學生提供參觀的機會，讓學生在參觀的過程中為學生進行講解。同時，企業在人才培養方案及教學大綱的制定、評價體系的建立等方面參與較少，校企合作面窄、層次淺。

二、基于協同育人理念的實踐教學體系探索

（一）課程設計教學方法探索

水務工程專業工程性強，對應課程設計多。一般包括城市排水管網和水處理構筑物設計，飲用水處理工藝系統的不同處理單元的設計計算，給水處理廠的主體構筑物、輔助設施、計量設備及水廠總體規劃等。課程設計的內容突出應用性及實踐性，注重培養學生在水務工程規劃、設計、施工、管理等領域中的綜合能力與素質。

華北水利水電大學水務工程專業基于協同育人理念，以產學研合作為基礎，與企業聯合開設城市水利工程、水處理工程、水務規劃與管理等課程。在開課之前邀請相關企業專家講授該門課程涉及的實際工程問題，并將問題設置為課題，加強選題策劃，布置課程設計任務，延長課程設計周期，保證學生有足夠的時間開展自主設計。同時，與企業聯合制定考評機制，要求學生定期開展匯報，并考核評價。

（二）課內實踐實驗方法探索

利用自身科研優勢與企業合作，借助云端網絡化和虛擬現實技術等，開發情景式體驗、交互式教學、問題鏈引導、反思式練習、探究式實踐的虛擬仿真實驗實踐教學系統。華北水利水電大學在探索現代信息技術與教育教學的深度融合方面，大力推動互聯網、大數據、虛擬現實等現代技術在實踐教學中的應用，開發建設了線上平臺和資源，有力推動了實踐教學工作的開展。比如，水務工程專業核心課程之一的城市水系綜合治理課程的課內實踐，與企業和科研院所合作，開發河道變遷與綜合治理虛擬仿真的實踐教學系統。該教學系統有效解決了學生在河道變遷、水系治理及水生態修復教學中無法進行實地環境考察或考察不完全的問題，幫助學生更深入地了解河道變遷與綜合治理的內涵與特點，節約了成本與時間。該系統可讓學生觀看黃河河道變遷過程、體驗黃河洪水災害、感受人民治黃成就，培養學生的工匠意識，幫助學生樹立正確的“三觀”。同時，可以建立三維河道長期變遷模擬以及水系治理與水生態修復交互的實踐項目，使學生在多維信息環境中身臨其境，從而收到“不用身臨其境，勝似身臨其境，以虛補實”的教學效果。學生可以多次進行野外虛擬實習，如不同地區河道變遷認識實習、黃河特色文化認識實習、不同特征條件下河道治理實習等，提高實踐能力。此外，現實中河道污染事件環境問題復雜多變，難以將具有極大不確定性的突發河道污染事故應急處置納入常規實踐教學體系。該教學系統可以提供不同特征的河道水系，如羽狀、樹枝狀、扇形、平行狀及格子狀等，并且可以設置各河道的具體參數，如河長、縱比降、河網密度、橫斷面、縱斷面等，以及河道存在的問題，如水量減少、水體富營養化、水生態失衡等，學生設置參數后，可以進行河道治理實踐。該教學系統以真實的河道治理案例為原型，將現實場景虛擬化，將治理過程精細化，旨在培養學生的河道治理與生態修復能力，消除現場實踐的安全隱患。由于不受場地限制，每個學生都可以獨立完成實踐內容，增加了學生的實踐機會，實驗室操作空間有限、成本過高、配給不足等問題也得到了有效解決。

（三）學生創新能力培養模式探索

本科生科研訓練，可以有效培養學生的創新能力。郭卉等調查發現，是否參與科研極大程度影響著學生的專業知識掌握情況、分析解決問題能力及創新意識的培養等。持續參與科研活動有助于提升學生的創新能力。鼓勵學生參與科研課題，掌握科學研究方法，是有效促進學生創新能力提升的重要途徑之一。目前，各高校比較注重研究性學習，為鼓勵學生參加科研項目，部分高校已經將研究課程納入課程體系，將其作為素質教育選修課或創新學分選修課，促使學生獲得研究課程學分。比如，清華大學為學生提供早期參與科研實踐、接受引導性基礎研究訓練的機會，使學生體驗完整的科研過程，掌握科研基本技能，培養科研興趣。

華北水利水電大學積極探索創新型本科人才培養模式改革，落實《華北水利水電大學“汪胡楨實驗班”實施辦法》。“汪胡楨實驗班”培養模式以“3+1+2”為基本框架，3年本科階段的基礎知識和專業知識學習，1年碩士公共基礎課程學習和本科階段的實踐能力訓練，2年碩士專業課程學習和專業實踐環節以及學位論文階段。從大二開始，學校為學生一對一配備科研導師，發揮名師引領作用。導師負責指導學生專業學習和生產實踐訓練，依托實驗班所在學科專業的重點實驗室及與科研院聯合共建的科研平臺，為學生開展科研活動創造條件，強化學生的創新意識和終身學習能力。華北水利水電大學與多個科研院所建立長期合作關系，且水資源學院擁有海河（河南）科技研究中心科研平臺，為提升學生實踐創新能力提供了良好的支撐基礎。

（四）協同共建實踐育人平臺模式探索

實踐基地建設是構建協同育人平臺的重要組成部分。華北水利水電大學根據專業人才培養目標，不斷加強校外實踐教學基地建設，將實踐基地打造成學生成長和教師鍛煉的平臺，提升學生和教師的實踐能力，實現產教融合協同育人。比如，學校與廣西右江水利開發有限責任公司簽訂戰略合作框架協議，雙方在人才聯合培養、建立實習實訓基地、設立青年教師培訓基地、建立博士后流動站等方面，構建長期穩定的合作交流及協同創新平臺。此外，華北水利水電大學水務工程專業已建成包括陸渾水庫、大藤峽水利樞紐、葛洲壩水利樞紐、五龍口污水處理廠等多個實踐教學基地。

協同育人平臺以真實的工程項目為導向，實施教學與工程項目交叉融合的實踐教學體系。將學生的認知及畢業實習、創新創業訓練和畢業論文（設計）等內容融入具體的協同育人平臺項目中，并形成大學生創新訓練項目和畢業設計選題，注重學生工程實踐能力的綜合培養，促進協同育人機制的常態化運行。

協同育人平臺需要不斷推進實踐教學體系改革，不斷完善實踐教學大綱，強化實踐教學隊伍建設，形成實踐育人合力。比如，傳統的畢業實習和畢業論文（設計）培養方案制定及過程的監督管理多由高校校內教師及教務處主導，這種培養模式難以提升學生校外實習效果，因此需要建立有效的實踐教學培養模式體系。由高校教師、行業專家及企業工程師構成實踐教學委員會，參考教學大綱、教學目標達成度等，制定培養方案、評價指標及考核制度等，客觀評價實踐教學效果，協同提升學生的實踐能力。在新版華北水利水電大學水務工程專業人才培養方案修訂工作過程中，成立了校外專家不少于總人數1/3的培養方案制定工作小組。經充分調研其他高校的情況，聽取企業、行業專家的意見，開展專業培養目標和課程體系合理性評價、畢業生跟蹤反饋和社會評價，確定專業培養目標和畢業要求，明確課程與畢業要求指標點的合理支撐關系，重點解決當前實踐教學體系欠完善等問題。新的培養方案根據企業與行業專家建議，增加了實踐教學學時與學分，完善了實踐課程的教學大綱、評價指標及考核方式等。

三、結語

開展產學合作協同育人是當前高等教育發展的新趨勢。實踐教學是教學理論聯系實際，提升學生創新與實踐能力的重要途徑。通過分析水務專業實踐教學現狀，以華北水利水電大學水務工程專業在實踐教學體系方面的建設為例，對水務工程專業課程設計實踐教學、課內實踐實驗、學生創新能力培養、協同共建實踐育人平臺等方面進行了探索，為水務工程專業實踐教學體系的完善提供一定的參考依據。

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