[学术视界]“新工科”背景下水利类专业实践教学模式探索

陈红 张洁 李均熙 陈林

摘要：“新工科”背景下实践教学在水利类专业学生探索工程本质、解决实际问题的综合素质培养中发挥着举足轻重的作用。在分析当前水利类专业实践教学中存在的问题的基础上，提出“产—学—研—用”一体化实践教学模式，解决传统实践教学中存在的制约问题，提升教学质量。该实践模式有效响应新工科教学理念，利于实践教学效果的提升。

关键词：新工科;实践教学;水利类;人才培养

“新工科”以培养未来多元化、创新型卓越工程人才为目标，具有战略性、创新性、系统性和开放性的特征。[1-4]不同类型的高校，“新工科”建设的实践与探索各具特色。水利类专业是实践性很强的工科专业，行业特色要求其培养的学生具有良好的实践操作能力与创新意识，因此，实践教学在水利类专业学生培养中发挥着举足轻重的作用。

实践教学要求学生能把所掌握的理论知识融会贯通于实践中，是培养学生应用能力和创新意识、实现素质教育和创新人才培养目标的重要环节。[5-7]然而，受多方面因素影响，实践教学存在诸多问题，对学生实践能力的培养有待提升。就水利类专业而言，当前社会经济快速发展，行业企业根据发展需要提出所需人才应具备的专业技能，而高校传统课程内容、教材体系、学习方式等因更新周期等原因尚未跟上时代节奏;此外，各高校在实践教学中推行的创新教育、科研训练等，受知识结构、实践平台等制约，亦难真正适应工程应用的需求。如何在实践教学过程中，构建“产—学—研—用”一体化融合的实践教学体系，提升“新工科”形势下水利人才培养标准，成为水利类专业当前迫切需要解决的关键问题。[8]

一、实践教学存在的主要问题

水利类专业具有技术性高、实践性强的特点。随着社会经济的发展，水利工程建设水平的不断提高，现代水利对水利人才的培养提出了更高的要求，[9-11]需要更多具有创新精神与实践能力的学生，实践教学的重要性日益凸显，但在传统的實践教学中存在亟待改善的一些问题。

（一）实践教学内容与工程实际脱节

水利类专业学生的实践教学内容虽然很多，包括课程设计、认识实习、毕业实习、毕业设计等，但产学研用结合不密切，多数实践教学只停留在“学”的基础上，脱离科研与生产，所形成的社会服务功能较弱。以课程设计为例，通常课程设计的选题由指导教师确定，但由于教师所掌握的工程资料有限，选题往往重复利用，甚至使用超过10年，有些陈旧的设计内容与当前新形势下的工程实践脱节。此外，学生在设计中不接触实际工程，所获得的现场参数指标较少，难以做到因地制宜，仅按照设计任务书生搬硬套，设计成果不能满足实际工程需求。

（二）工程现场实践教学效果差强人意

水利类专业实践教学环节中实习所占学分比例大，因行业特色学生需要进入到水利工程现场开展实习。众所周知，水利工程或相关实习基地多处于偏远地区。为保障实习的顺利进行，指导教师需要多方协调，从实习内容到学生衣食住行均要做详细安排。在施工现场，面对各种大型机械以及作业现场，学生的安全问题尤为重要，无形中加大了实习组织工作的压力和难度，指导教师的精力很大一部分花费在安全保障上，而实践教学退位于其次。实习单位出于安全因素或其他方面的考虑，对学生前来实习积极性不高，使得现场实习被走马观花的观摩所替代，降低了实践教学的效果。

（三）实践教学师资队伍相对薄弱

实践指导教师自身的业务能力和综合素质与实践教学质量密切相关，对于学生能否保质保量完成实践教学内容亦关系重大。这就要求实践教师自身对水利工程设计等有较深厚的功底和丰富的实践经验。当前实践教学中，青年教师所占比例较高，其中大多数从学校毕业后直接走上教学岗位，缺乏工程实践经历与经验，实际操作能力不强，对所在行业的专业技能的了解与掌握相对较少，因此，在实践教学的指导中存在短板，难以激发学生对实践教学的兴趣，影响创新意识和实践能力在实践教学环节中的培养。

二、实践教学改革的探索

（一）实践教学与科学研究相结合

高水平科研成果的积累是推动实践教学发展的动力。通常，教师的科研项目是学科的前沿，或是针对某一具体工程或应用，是对某项专业问题的创新性研究。为了提高实践教学的时效性与应用性，可将科研项目融入实践教学环节。教师在完成自身科研任务的同时，可根据学生的知识储备及操作能力设计适合学生的实践教学内容，使实践教学内容具有前沿性、系统性，对学生工程实践和创新能力的培养起到积极作用。[12]

此外，在条件允许的情况下，积极鼓励支持学生参与科学研究，帮助学生培养创新意识、实践能力，提升综合素质。激励学生积极参加大学生创新创业训练，鼓励教师担任创新训练的指导老师，在科研项目中对实践训练进行指导，促使形成学习创新的氛围。

（二）推进校企共享实践教学资源

新工科背景下，建立和谐的校企资源共享机制，真正达到实践教学的目的，应该是“请进来”和“走出去”相结合，[13-15]建立协同育人的实践平台促进创新技能培养。无论是仪器设备、文献资料，还是科研平台、科技力量，高校、科研院所及企业均拥有自己的特色资源。建立资源共享平台，必将大大提升水利类专业人才培养的软硬件水平，在资源利用及人才培养上收到突出效果。通过与大型水利工程单位建设共享实验室或科研平台，充分利用行业企业资源，共建、共享实践教学基地，承担学生实践教学任务，可增强学生对实际工程的了解，加强理论联系实际，增加学生学习的自主性。

（三）打造多元化实践教学师资队伍

师资队伍的水平决定着人才培养质量的高低，加强师资队伍建设，可提高实践教学质量。高校内部要加强对骨干教师的培养，提升其业务素质及学术科研水平;要着力提升校内师资的工程实践经验，选派教师到水利行业单位学习。此外，从行业企业及相关科研院所聘请实践经验丰富的专家，尤其是校外基地的技术骨干充实到实践教学的师资队伍中。通过此举，既加强了校企联合，又可通过行业企业专家将行业发展及需求的相关信息及时地在实践教学中呈现，有助于提高实践教学内容的应用性及时效性，激发学生的专业学习兴趣。

三、“产—学—研—用”一体化实践教学体系的构建

水利类专业“产—学—研—用”一体化实践教学模式主要采用行业、高校、科研机构相结合的方法来进行，改进创新型人才培养机制，实现“紧扣行业、厚实教学、提升研究、强化应用”的实践环节培养目标。行业、学校、科研机构相互配合，发挥各自优势，在实践教学中体现出综合优势。该模式有效响应“新工科”教学理念，重视培养学生的实践能力与创新意识，可充分利用学校与企业、科研单位等多种不同教学环境和教学资源以及在人才培养方面的各自优势，整合水利土木专业实践教学资源，将科研实验与教学实践有机结合，助力学生实践创新能力提升。改变传统重专业特色轻交叉融合、重科研轻教学、重理论授课轻实践教学、重独立建设轻开放共享等状况，通过社会调研、综合类比、人才培养成效分析、实践單位长期反馈等多种研究手段，强化“厚基础、强实践、严过程、求创新”的人才培养过程，探索学科融合，提升学生的整体工程综合能力和创新实践能力，培养行业急需的现代工程建设高素质技术人才。（如图1）

该模式可从根本上解决学校实践教育与社会需求脱节的问题，缩小学校人才培养与用人单位人才需求之间的差距，有利于学生实践知识、能力的综合提高，在当前形势下，可提升人才培养的适用性，增强学生的社会竞争力。

（一）建立“工程需求实时反馈+学科前沿预先引导”的产教融合机制

与行业重点企业、重要科研单位建立校企联盟，共同建立产教融合机制，实时跟踪一些工程需求和最新科研成果，将需求转化为教学目标、将成果转化为教学资源;引进行业专家作为指导教师，同时选派校内实践指导教师深入行业、企业学习，积累实际工程经验，引导“产—学”的深入融合。

（二）建立“课程内容动态调整+实践平台交叉融合”的实践教学体系

在专业人才培养方案中增设工程前沿、科技导论等创新类课程，配合教学大纲动态调整机制，保证课程内容的先进性，支持和鼓励校内教师与企业共同编写实践指导书;鼓励教师将科研项目与实践教学相结合，加强校内实验实践平台的交叉融合，拓展校外实习实践基地的规模，保证实践教学平台和教学资源的先进性，确保“产—学”融合有效落地实施。

图2为河闸物理模型实验照片，该实验主要用于研究河道建闸工程对水流、泥沙运动的影响，模型可为水利工程、土木工程、航道工程等多专业学生提供实践学习，提升学生对工程的系统性认识。工程位于潮汐河段，水流、泥沙运动极其复杂，将该模型与“水工建筑物”“河流动力学” 等课程教学结合，让学生参与该科研项目，充分认识工程建设涉及的技术问题，提升学生工程技术水平。实践表明，参与项目的本科生均获大学生创新项目支持，相应研究成果表明学生知识面得到了较大拓展。

（三）建立“一线需求推动+一流技术牵引”的大学生创新研究项目资源库

大学生创新训练计划作为实践教学中重要的一环，在提高水利类学生实践能力和创新意识中起到重要作用。针对大学生创新训练计划，围绕行业特色，发挥校企联盟作用，建立一批从实际工程需求出发、由企业主导的备选项目;跟踪校内校外最新科研成果，培育一批技术引领、市场广阔的创新创业备选项目;鼓励和支持立足需求、面向应用的项目冲击“挑战杯”“创青春”等高端竞赛，激起“研—用”融合的大风向。

四、结语

实践教学是水利类专业培养高素质工程技术人才的重要环节，是提高学生实践能力、综合素质和创新意识的重要保障。“新工科”背景下，水利类专业应积极探索构建适应时代发展及行业需求的实践教学模式，培养出具有创新精神与实践能力的优秀水利人才，推进人才培养和水利行业的进一步发展。

参考文献：

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[2]胡永生.新工科背景下校企合作人才培养模式改革研究[J].西南师范大学学报：自然科学版，2019（9）.

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[14]陈鑫，张兄武，蔡新江，等.工科大学生创新能力培养的项目教学法探索与实践——以土木工程专业为例[J].实验室研究与探索，2019（9）.

[15]张晓花，朱陈松，朱昌平，等.基于布迪厄实践理论的新工科实践教学体系构建及评价研究[J].实验室研究与探索，2019（11）.

责任编辑：冯志军

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2021/10/02