新工科理念下水利工程制圖課程教學改革研究

摘要：新工科理念的興起催生了對工程教育的全面革新。在這個背景下，水利水電工程專業需適應當今工程技術不斷演進的態勢，加強對實際工程制圖的教學內容和方法的審視和調整。本文旨在探討如何整合先進教學技術、實踐經驗和理論知識，打造更為適應新時代需求的水利工程制圖課程。通過對教學內容的精心設計和教學方法的創新，旨在培養學生創新能力和解決實際工程問題的綜合能力，以適應日益復雜的工程挑戰。這一教學改革旨在為未來工程師的培養提供更全面、更貼近實際的教育體系。

關鍵詞：新工科；水利工程制圖；教學設計；教學實踐

1概述

近年來，為了更好地發展國家建設事業，教育部大力推進新工科建設，形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，并發布《關于開展新工科研究與實踐的通知》《關于推薦新工科研究與實踐項目的通知》，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經驗，助力高等教育強國建設［1］。新工科理念強調工程教育應注重跨學科合作、實踐性教育和工程倫理等方面，這與傳統的水利水電工程專業培養模式存在一定的差異。在經濟全球化和社會信息化浪潮下，新興產業和新興技術如雨后春筍般不斷涌現，而新工科建設正是基于此背景而提出的，既能滿足國家戰略和地區發展的實際需求，也可適應新一輪科技革命和產業變革趨勢。

水利水電事業是社會發展的基礎性事業，支撐著一個國家的工農業生產和人們的日常能源需求［2］。為了更好地發展水利水電事業，水利水電工程專業應運而生。水利水電工程學科是一門專門研究水的運動分布規律及其與水工建筑物的相互作用的學科，具有理論科學與技術科學雙重特性，需要理論結合實際，才可以實現學科更好地發展［3］。為適應安徽省水利水電行業產業的發展，安徽建筑大學土木工程學院設立了水利水電工程專業，該專業于2022年開始招生，專業發展歷史相對較短。因此，更需要借鑒傳統的水利水電工程專業基本需求，同時也要契合當前工程教育行業的新工科要求，主動對接和聚焦國家鄉村振興戰略對水利水電專業人才培養的更高要求，強調學生職業能力和職業道德的有效融合，才能實現學科的發展。

水利工程制圖源自傳統的建筑工程制圖和土木工程制圖，逐漸融合水利工程專業制圖而成。這門課程涵蓋繪圖基礎、畫法幾何以及計算機繪圖等重要內容。然而，隨著教育理念的更新和工程領域的快速演變，水利工程制圖課程的教學模式亟須改革與更新。本文將以新工科為背景，不僅著眼于水利工程制圖課程教學的現狀，更致力提出創新性的教學改革方法。除了更新教學觀念、豐富教學內容、創新教學模式和推進線上線下混合式教學改革之外，還將加入對實踐性教學的探討。新工科理念鼓勵跨學科融合和實踐應用，因此，本文還將探討如何將水利工程制圖課程與實際工程實踐結合，引入實踐案例、行業項目以及工程考察，以培養學生的實踐能力和解決問題的能力。同時，針對新工科理念的教育方法，將探討如何引入先進的技術工具和信息化手段，以提升學生的創新意識和實踐能力。通過這些方法，希望能夠為水利工程制圖課程的教學改革提供更具前瞻性和可操作性的建議，以滿足現代工程領域對工程師綜合能力和實踐技能的需求。

2新工科理念對水利工程專業的影響

2.1跨學科合作

新工科理念強調學科間的交叉融合，這對于水利水電工程專業而言意義重大。為了更好地應對現代工程領域的挑戰，水利工程制圖課程需要積極融入跨學科元素，并與其他工程學科展開更深層次的合作。跨學科合作不僅僅是簡單地知識分享和交流，而是一種深度整合各工程學科知識、技能和經驗的過程。這樣的合作不僅能夠讓學生超越單一學科的理解，更能夠培養其綜合素養和解決復雜工程問題的能力。通過融合其他工程學科的理念，學生將不僅能夠汲取水利工程領域的專業知識，還能夠獲取到多工程學科運用的知識體系和框架。這種跨學科框架不僅有助于學生解決水利工程領域擴展或新領域問題，同時也為他們獨立思考和解決工程難題提供了支持。

此外，在新工科理念的引領下，通過跨學科合作培養出來的學生擁有更加完善的知識體系。這將為他們未來在跨學科工作實踐中做出更全面、更具前瞻性的貢獻奠定堅實基礎。

2.2實踐性教育

新工科背景下土木工程學科建設需要相關課程按照新時代國家戰略對人才培養的需求，總結教學中存在的問題，有針對性地進行改革［4］。在新工科的背景下，高校應該強調實際問題的解決和實驗室實踐，將行業內的新工藝、新技術、新材料等引入教學活動中，讓學生可以更好地與學科接觸，實現寓教于實踐；改進水利工程制圖課程的實驗內容，使學生能夠將理論知識應用到實際工程項目中，增加學生的學科認同感、自豪感，培養學科興趣，激發學生對于專業的興趣以及學習的積極性。同時，水利工程制圖是實踐性和理論性相結合的課程，對課程的實踐性提出了很高的要求。由于專業實踐性的薄弱，造成了學生后續實習時在識圖、繪圖、制圖方面的薄弱，并且對本專業的認同感不強，后續留在實習單位繼續工作的學生寥寥無幾，使得用人單位剛教會學生的實踐基礎就實習期結束，愿意留下的學生較少，來年用人單位和高校的合作意愿和合作實習學生數量也就大大減少。長此以往，對水利專業的教學也行成了巨大的阻撓。因此，在新工科實踐性和科學性的影響下，對水利工程制圖課程進行改革顯得尤為重要。這樣的改革不僅是為了適應行業的變化和工程實踐的需求，更是為了保證學生在實踐中能夠更好地應用所學，提高實踐技能，增強對專業的認同感，并且增進學校與用人單位之間的合作與交流，為學生未來的工作提供更廣闊的發展空間。

2.3工程倫理

新工科形勢下的水利工程發展應該注重工程倫理和社會責任，水利水電工程專業也應強化倫理教育，培養學生的社會責任感。水是生命之源、生命存在的根本，人們的日常生活也離不開水資源。自然存在的水并不完全符合人類的需要，人類想利用水就必須建設相應的水利設施，但是水利設施的建設與使用的過程中必然伴隨著生態環境的破壞，無論是生態方面造成的環境污染、生物層面造成當地食物鏈改變，生物多樣性銳減，還是對于地質方面造成的河床淤積。伴隨著新工科以及可持續發展的提出，人們也越發重視水利工程的工程倫理和社會責任。所以對于學生在水利方面的自然倫理意識，以及保護生態環境的社會責任方面的教育不僅可以更好地讓學生獲得對于水利工程可持續發展的理解，更可以促進多樣化、科學化的水利工程建設的發展，在學習工程倫理的同時提高學生對于水利環境可持續的思考，激發學生對于水利科學發展的興趣，從而自發地去深挖解決水利倫理問題，讓水利教學進展得更加順利。

3水利工程制圖課程教學改革

3.1課程內容更新

重新審視課程內容，引入新的制圖工具和技術，例如計算機輔助設計軟件，以更好地迎合工程實踐的迅速演變。在水利工程制圖教學中，我們需要更深入地思考如何提升工程師所需的實際應用技能和理論知識。這意味著不僅是教授如何使用新的制圖工具，還包括改善水利工程制圖教學內容，使之更符合實際工程應用的需求。除此之外，還需要著重強調工程圖的閱讀能力和規范制圖的技能，以及加強學生的計算機繪圖和手繪能力的培養。

教育的另一個方面則是引導學生拓展對水利工程制圖發展前沿的理解，加深其對倫理道德問題的認識。這包括對行業標準和規范的理解，以及對新技術、新工具引發的可能倫理問題的思考。教育不僅僅是傳授知識，更是塑造專業工程師的品質和價值觀。因此，在水利工程制圖課程中，提升學生的道德素養和對未來水利工程發展的倫理責任感同樣重要。這種全面的培養將為學生將來在工程實踐中更好地應對多樣化挑戰和問題提供有力支持。

3.2融合跨學科

將跨學科內容融入課程，例如，環境保護方面以及可持續發展理論等，培養學生的綜合素養，增加學生在多學科方面的理解。在未來5年或10年間，水利水電行業將面對新的發展和挑戰，清潔能源、安全飲水、新型農村產業化等將對水利水電工程專業人才培養提出新的要求和標準，專業課程建設也必須適應這種新的變化［5］。高校應采用跨學科融合，而跨學科融合可以通過在課程內容中穿插可持續發展的相關內容，比如，讓學生繪制相應建筑物圖紙時講述有關水工建筑物的作用、危害以及現有的解決方法。這種通過水工建筑的相關圖紙與可持續發展相結合的方式可以更好地讓學生獨立掌握多學科的知識并在未來運用到相應的建筑物當中，或者將實踐精神、工程倫理、社會主義核心價值觀等元素與制圖知識點有機融合。例如，在課程中介紹我國宏偉的水利工程如三峽工程、小浪底工程以及南水北調時，引導學生樹立民族自豪感和專業歸屬感，培養學生的愛國主義精神及家國情懷。不同于以往的多學科的非融合，將水利工程制圖與其他有關的學科課程相融合可以讓學生更好地掌握并運用有關內容。

3.3實踐性教學

增加實踐性教學環節，如實地考察、工程案例分析等，使學生能夠親身體驗工程實踐。由于水工建筑物相關結構的多樣性，相應地下水流結構的不確定性，使得該門課程更加適應于半實踐、半理論的教學模式。安徽建筑大學的水利水電工程雖然創立較晚，但在水利工程制圖的課程教學中大膽采用了線上線下混合式的教學方法，理論教學部分采用現代化信息的教學方式，利用多媒體課件、動畫以及視頻結合實際工程案例來進行教學，同時在教學進度允許的情況下，充分運用校內外資源（校外相關水工建筑及施工現場）帶領學生參觀學習并繪制對應的水工建筑圖，學校也應加強與相關施工單位、設計單位等用人單位建立深度合作關系，讓學生在實踐的過程中可以實際觀摩相關建筑設計圖的全貌，并且加強創新平臺的搭建以及創新教學的投入。組織學生參加全國大學生水利創新設計大賽，激勵學生通過創新競賽全面激發自我能力并提升學生的學科創新性。鼓勵學生參加大學生創新創業項目或參與教師科研項目，借此增加學生實踐研究的機會，提高實踐研究能力，深化課程理論知識與實際工程的聯系［6］。

3.4項目合作

鼓勵學生積極參與教師的工程項目合作，以實踐工程項目為契機培養學生的團隊合作能力和溝通技巧。除此之外，也鼓勵學生積極參與教師的科研項目或創新創業項目，通過集體性的團隊研究，讓學生提前接觸工程中的團隊協作，了解各自的角色，并預先學習水利工程可能運用到的相關軟件。在課堂教學中，針對較為困難、復雜的工程制圖內容，可以采用小組討論合作的方式進行解決。學生分組合作，共同思考問題，這樣的分組方式不僅能夠激發學生更積極的參與度和興趣，更能夠促進他們解決水利制圖難題的能力。在小組交流中，學生可以互相彌補知識上的不足，鞏固已有的知識，并加深對學科的理解。此外，學生參與教師工程項目合作和科研項目不僅是為了加深對理論的了解，更是為了讓他們在實踐中得到鍛煉，提高實踐能力和團隊協作技能。這種經驗不僅為學生未來的工作和職業發展提供了支持，也為他們在水利工程領域的專業發展打下了堅實的基礎。

3.5倫理教育

引入倫理教育內容，讓學生深刻理解工程倫理的重要性。黨的十九大提出“加快生態文明建設”實現人與自然和諧發展，“堅持陸海統籌、加快建設海洋強國”等發展目標以及發展理念。為此，從科學理論、關鍵技術及人才培養等方面支撐國家生態文明建設，踐行“綠水青山就是金山銀山”的重要理念［7］就是當今亟待解決的問題。而對于水利工程在施工過程中所造成環境污染、生物鏈的破壞以及生物多樣性的減少這些問題的解決也是迫在眉睫，學校在開展水文與水資源污染課程的同時，教師在教學課程中加入相關工程倫理的講解，可以讓學生更好地理解并在未來的工程實例中運用，也可以進一步健全學科體系、優化學科課程的結構，實現多方面人才的培養。

4結論

在新工科理念的指引下，水利水電工程專業對水利工程制圖課程進行教學改革顯得尤為必要。這種改革不僅是為了迎合工程領域的變革，更是為了培養具備更全面、更具創新性和社會責任感的工程師。

（1）更新課程內容是改革的重要一環。這不僅包括引入最新技術、工具和方法，更應該緊密關注工程實踐的需求，確保學生在學習過程中緊跟時代潮流。

（2）融合跨學科元素也是改革的關鍵之一。水利工程制圖不再只是獨立的學科，而是與其他工程學科相互融合，以培養學生的綜合能力和跨領域的思維。

（3）強化實踐性教學和倫理教育也是教學改革的重點。學生需要通過實踐項目，深入了解工程實踐，培養團隊合作和問題解決能力。同時，倫理教育也是必不可少的，讓學生具備社會責任感和道德觀念，引導他們在工程實踐中做出正確的決策。

這些改革舉措的目標是培養未來的工程師，他們不僅具備優秀的專業技能，更具備創新精神、團隊合作能力和對社會責任的認識。通過這樣的改革，我們將能夠更好地滿足現代工程領域對高素質工程師的需求，為行業發展和社會進步做出更大的貢獻。

參考文獻：

［1］趙鑫，黃余剛.“新工科”背景下高職類智能制造類學生人才培養探究［J］.科學與財富，2019（31）：1.

［2］肖藝莘.水利水電工程英語翻譯技巧及特點分析——評《水利水電類專業英語》［J］.水資源保護，2021，37（04）：174.

［3］林晗蕾，李學玲.新工科背景下本科高校學科基礎課程建設研究與實踐——以土木工程制圖課程教學為例［J］.延邊教育學院學報，2023，37（01）：120122+130.

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［5］符鮮，仇振杰.新時代下水利水電工程專業教學實踐改革探索［J］.科教導刊電子版，2020（12）：123124.

［6］方娟，羅愛忠，陳昌祿，等.新工科理念下水利水電工程專業土力學課程教學改革［J］.創新創業理論研究與實踐，2023，6（10）：5356.

［7］辛卓航，葉磊，劉海星，等.生態文明建設背景下傳統工科發展模式探討——以水利工程學科為例［J］.高教學刊，2021，7（15）：8487.

基金項目：安徽建筑大學（校級）教學研究項目“基于學科競賽的水利水電工程專業學生創新能力培養模式研究”（2023jy29）；安徽省高等學校省級質量工程一流教材建設項目“道路勘測設計”（2021yljc030）；安徽省高等學校省級質量工程重點項目“工程經濟與管理”（2023jyxm1280）；安徽建筑大學（校級）課程思政示范課程“結構設計原理課程思政”（2022kcsz06）

*通訊作者：黃凱（1994—），男，漢族，安徽舒城人，博士，講師，研究方向：水土巖石。