土地整治工程專業(yè)工程水文學課程教學改革探索

［摘 要］隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施及生態(tài)文明建設的推進，土地整治工程專業(yè)應運而生，目前已有16所高校開設了該專業(yè)，但該專業(yè)辦學體系仍處于探索和完善的階段。工程水文學是研究水文現象的一般規(guī)律及其在涉水工程上應用的一門學科，它在土地綜合整治的知識結構中占有重要地位。如何通過教學改革使工程水文學課程教學滿足該專業(yè)人才培養(yǎng)要求，是目前亟須解決的問題。文章以山西農業(yè)大學土地整治工程專業(yè)工程水文學課程為研究對象，基于當前課程教學中存在的問題，通過重建教學目標、重塑教學內容、構建線上線下混合式教學模式、優(yōu)化教學過程與方法、深化課程考核，對課程教學改革進行探索，以期為土地整治工程專業(yè)工程水文學課程教學適應性改革提供參考。

［關鍵詞］工程水文學；土地整治工程；教學改革

［中圖分類號］G642.0 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）18-0056-05

土地整治是對低效利用、不合理利用和未利用的土地進行治理，通過山、水、路、林、村的綜合整治，提高土地利用率的活動[1]。隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施和生態(tài)文明建設的推進，我國土地整治行業(yè)發(fā)展迅速，土地整治工程專業(yè)應運而生。2017 年，教育部正式將“農業(yè)工程”一級學科下的土地整治工程專業(yè)納入新一輪高校教育規(guī)劃中，以推動專業(yè)和行業(yè)發(fā)展[2]。該專業(yè)是一個典型的多學科交叉、實踐性強的新工科專業(yè)，以山水林田湖草沙生命共同體理念為指導，融合工程學、資源學、土壤學、生態(tài)學及管理學等學科，培養(yǎng)學生從事土地規(guī)劃設計、工程勘測和施工管理的能力[3]，研究內容涵蓋耕地及高標準農田整治、礦區(qū)土地復墾、城市建設用地整治、山水林田湖草沙生態(tài)修復等[4-5]。目前，全國已有16所高校開設了土地整治工程專業(yè)（主要為農林類高校），但該專業(yè)辦學體系尚不成熟，仍處于探索和完善的階段。

工程水文學課程是針對各種涉水工程的性質和需求，將水文學的基本理論和方法應用于工程規(guī)劃設計、施工建設及運行管理的一門課程[6]，它是水利、交通、環(huán)境、資源、地理、農業(yè)等專業(yè)普遍開設的重要專業(yè)基礎課，涉及內容繁多，教師在課程教學過程中既要注重基本原理的介紹，又要注重培養(yǎng)學生的實踐應用能力[7-8]。山西農業(yè)大學是全國第三批獲得教育部審批通過開辦土地整治工程專業(yè)的高校之一[9-10]。隨著山水林田湖草沙生命共同體理念的深入，為了讓學生掌握水文水資源領域的相關知識與技能，山西農業(yè)大學將工程水文學設置為該專業(yè)的專業(yè)必修課程。但傳統(tǒng)的工程水文學課程主要是面向水利類等專業(yè)的學生，土地整治工程專業(yè)對該課程在教學目標、教學內容、教學模式、課程考核等方面的要求與其他專業(yè)均有所差異。此外，目前工程水文學課程存在實踐環(huán)節(jié)薄弱、教學手段和課程考核方式單一、學生參與度較低等問題。因此，如何通過教學改革使課程教學滿足土地整治工程專業(yè)人才培養(yǎng)要求是目前亟須解決的問題。

基于此，本研究以山西農業(yè)大學土地整治工程專業(yè)工程水文學課程為研究對象，圍繞土地整治工程專業(yè)培養(yǎng)方案，以學生為中心，以行業(yè)需求為出發(fā)點，反向設計教學目標、教學內容、教學模式、教學過程與方法、課程考核方式等，旨在提高課程教學質量，培養(yǎng)出符合行業(yè)需求的土地整治工程專業(yè)人才。

一、工程水文學課程教學存在的問題

以山西農業(yè)大學土地整治工程專業(yè)為例，目前工程水文學課程的教學主要存在以下4個問題。

（一）不同專業(yè)的培養(yǎng)要求有所差異

土地整治工程專業(yè)開設該課程旨在讓學生掌握基礎的水文知識，并具備將這些知識應用于灌溉排水設計、水土保持設計等方面的能力，而對水利類專業(yè)開設該課程要求學生掌握的部分知識點如產匯流理論、水文預報等無須過多涉及，因此，亟須根據土地整治工程專業(yè)的培養(yǎng)要求制定本專業(yè)的工程水文學課程教學體系（包括教學內容、教學大綱等）。

（二）學生的學習興趣不高

以課堂為中心、多媒體教學和板書相結合的傳統(tǒng)教學模式，不利于學生多渠道掌握知識，導致學生學習主動性不強。教師在授課過程中多采用單一的講授式、灌輸式授課方法，學生處于被動接收知識的狀態(tài)，這種以教師為中心的教學不利于培養(yǎng)學生的學習興趣和主動思考的能力，因此，亟須改革教學模式和方法，讓教師不再唱“獨角戲”，讓學生成為“焦點”。

（三）課程考核評價方式單一

課程成績一般由平時成績和期末成績組成，但是平時成績的構成較為單一，未能真正體現學生的知識掌握水平。此外，傳統(tǒng)的考核評價方式主要是教師對學生進行考核，教師較少通過收集學生對課程的評價反饋來改進教學過程、提升教學質量。因此，亟須優(yōu)化課程考核評價方式，全過程掌握學生的學習情況。

（四）實踐教學環(huán)節(jié)薄弱

工程水文學課程知識比較抽象，內容繁雜，僅靠書本知識講授會導致學生的知識理解停留在理論層面，缺乏知識應用能力，使理論與工程實踐相脫節(jié)，這與土地整治工程專業(yè)對人才培養(yǎng)的實際需求（工程實踐應用能力培養(yǎng)）存在較大出入。因此，亟須通過強化案例教學和項目化教學等方式，構建實踐教學體系，增強學生的工程實踐應用能力。

二、工程水文學課程教學改革路徑

根據以上問題分析，工程水文學課程主要從教學目標、教學內容、教學模式、教學過程與方法和課程考核5個方面進行課程教學改革。

（一）重建教學目標

結合本?！耙粤⒌聵淙藶楦荆詮娹r興農為己任，致力建設成為國內一流、國際有影響、地域特色鮮明的高水平研究應用型大學”的辦學定位和本專業(yè)“具有扎實的專業(yè)知識”“具備分析土地整治復雜工程問題、解決問題的能力”“具有國際視野和創(chuàng)新能力、工程職業(yè)素質和社會責任感”等人才培養(yǎng)要求，工程水文學課程設定了知識、能力、素質3方面目標。

1.知識目標

使學生了解河流與流域的相關知識，掌握水循環(huán)過程及水量平衡原理，理解水文過程中降水、蒸散發(fā)、下滲及徑流等過程，并掌握水文統(tǒng)計原理及方法，為后續(xù)課程學習夯實知識基礎。

2.能力目標

使學生具備應用水文學原理和方法解決涉水工程特別是土地整治工程問題的能力，具有較強的工程實踐能力和適應行業(yè)發(fā)展的能力。

3.素質目標

結合社會主義核心價值觀和生態(tài)文明建設需求，厚植“三農”情懷，激發(fā)學生的專業(yè)使命感、社會責任感和愛國主義精神，培養(yǎng)科學嚴謹、實事求是、精益求精的新工科人才。

（二）重塑教學內容

目前工程水文學課程教材內容共包括10章，主要面向水利類專業(yè)學生而設計，內容較為繁雜。土地整治工程專業(yè)對部分水文理論知識要求不高，但對工程實踐應用能力要求較高。因此，本課程按照“以行業(yè)需求定教學內容”的思路，對教材內容進行裂變重構，壓縮非土地整治工程的部分內容（例如水文預報、水文信息采集與處理、產匯流理論等），增加工程實踐應用內容，形成工程水文學及其學科前沿、水循環(huán)過程與水平衡原理、水文統(tǒng)計、設計年徑流分析計算、設計洪水分析計算和典型土地整治工程水文計算六大教學內容，構建水文學基本原理、水文學基本方法和水文學工程應用三大教學模塊，實現從教材體系到教學體系的轉變。

為了培養(yǎng)學生的工程實踐應用能力，工程水文學課程還塑造了“三模塊”實踐教學體系：理論聯(lián)系實踐、課程設計和工程實訓。理論聯(lián)系實踐是指在日常的理論教學中大量地引入實踐案例，將理論知識與實踐案例緊密聯(lián)系起來，不僅要讓學生了解到水文學的基本原理與方法，而且要讓學生掌握如何應用這些理論知識；課程設計是指針對水文學工程應用的教學模塊，分別進行實踐案例設計，鼓勵學生學習軟件操作，提高學生運用適當方法解決相關問題的能力；工程實訓是指依托土地整治工程專業(yè)的綜合實習，讓學生現場參觀學習河川地綜合整治、河道整治與修復工程、汾河濕地修復工程等土地整治項目，對學生進行實戰(zhàn)演練，讓學生以團隊形式參與并在教師指導下完成整體項目設計，培養(yǎng)學生的綜合應用能力。

此外，基于工程水文學課程教學內容，深入挖掘課程思政元素，將思政教育潛移默化地融入教學內容，實現思政育人目的（如表1所示）。

（三）構建線上線下混合式教學模式

本課程構建了“線下課堂教學+學習通線上輔助教學+智慧樹線上資源學習+工程實踐訓練”的線上線下混合式教學模式，既能體現教師在課堂教學過程中的主導性，又能使學生通過多種形式和渠道獲取知識、增強記憶、加深理解，充分調動學生的積極性和主動性，提高學生的學習興趣，具體如下：

1.線下課堂教學

在線下課堂教學中，開展“回顧提問+學生講解作業(yè)+線下精講+翻轉課堂+總結提煉”等教學環(huán)節(jié)。

2.學習通線上輔助教學

自建學習通線上課程，在整個教學過程中穿插融合“上課簽到+提問+搶答+討論+課后作業(yè)布置和批閱”等教學環(huán)節(jié)，實現線上輔助教學功能。

3.智慧樹線上資源學習

線上開放的國家精品課程提供了優(yōu)質且豐富的教學內容。教師引領學生學習智慧樹平臺河海大學工程水文學課程等線上資源，主要是在課前引領學生學習課程視頻資源并參與小節(jié)測驗。

4.工程實踐訓練

采用課程設計與工程實訓相結合的混合式實踐教學方式。

（四）優(yōu)化教學過程與方法

工程水文學課程將線上線下混合式教學有機地融入教學全過程。在課前，教師引領學生學習智慧樹平臺上的線上課程資源，初步了解課程知識內容，激發(fā)學生的學習興趣，學生也可以通過學習通自建線上平臺進行討論或者向教師提問；在課中，通過知識回顧、線下精講、翻轉課堂、總結提煉等環(huán)節(jié)，穿插融合線上的上課簽到、點名提問、搶答提問等教學方式，充分發(fā)揮線上線下混合式教學的優(yōu)勢；在課后，教師在學習通線上平臺上發(fā)布作業(yè)，鼓勵學生通過學習通平臺、班級群或者直接與教師線下溝通進行交流反饋，反映學生的學習情況，最終達到讓學生主動參與教學過程的目的。

在教學方法改革上，本課程以調動學生學習積極性和主動性為中心，主要采用以下4種教學方法開展教學活動。

1.啟發(fā)式教學

以學生熟悉的自然現象或生活感知為例，通過問題引發(fā)學生思考，培養(yǎng)學生的探究能力。如在講到產流過程時，拋出發(fā)散性思考問題：“大家都知道，降水是河道徑流的主要來源，但有的河流在沒有降水的時候還是有水的，這些水到底是從哪兒來的呢？”

2.翻轉討論式教學

提出問題，讓學生分組討論。如在講到人類活動對河川徑流的影響時，讓學生分組討論土地整治工程對徑流形成的影響，或者在課前給學生安排某一學習內容（例如黃河源頭的確認），讓學生分組查閱文獻資料，完成PPT制作并在課堂上與師生分享他們的觀點，這樣既培養(yǎng)了學生的學習熱情，又讓學生成為課堂教學的主體，收獲成就感。

3.案例式教學

大量地引入實踐案例，將理論知識與實踐案例緊密聯(lián)系起來。如在介紹設計洪水及防洪標準時，以長江三峽防洪設計標準的若干爭議問題為例，引入本節(jié)課學習內容，即防洪標準、設計洪水的概念，這樣不僅能幫助學生鞏固所學知識，而且能增強學生的學習興趣。

4.框圖歸納式教學

采用框圖法對章節(jié)內容進行歸納總結，可以讓零散的知識變得有層次和有邏輯，便于學生記憶和理解。

（五）深化課程考核

本課程采用過程性考核和結果性考核相結合的方法，從課前預習、課堂表現、課后知識掌握及運用3個方面對學生進行考核。其中，課前預習的考核通過線上課程學習和測試的方式進行；課堂表現的考核綜合考慮出勤、提問搶答和翻轉討論等；課后知識掌握及運用的考核包括課后作業(yè)、實踐報告、期末考試等。學生課程成績具體考核方式和權重如下：

1.線上課程學習（智慧樹平臺學習，占總成績的5%，按學習進度和測驗成績計算，線上考核）

2.簽到（學習通平臺簽到，占總成績的5%，共5次簽到，一次缺勤扣1分，線上考核）

3.課堂表現（占總成績的10%，提問搶答4%+小組討論和匯報6%，線下考核）

4.課后作業(yè)（學習通平臺發(fā)布，占總成績的10%，線上考核）

5.實踐報告（學習通平臺發(fā)布，占總成績的10%，線上考核）

6.期末考試（加大計算題、開放題的占比，占總成績的60%，線下考核）

此外，本課程還采用師生互評的考核方式，在每學期課程結束后，通過發(fā)放調查問卷，收集學生對本課程教學中存在的問題的看法及建議，從而持續(xù)性優(yōu)化教學過程，提升教學質量。

三、結語

工程水文學在農業(yè)水土工程、水土保持、生態(tài)恢復等方面有重要應用，是土地整治工程專業(yè)學生需掌握的核心專業(yè)基礎知識。本研究以山西農業(yè)大學土地整治工程專業(yè)為例，通過重建教學目標、重塑教學內容、構建線上線下混合式教學模式、優(yōu)化教學過程與方法、深化課程考核，持續(xù)性改進工程水文課程教學體系，旨在提高課程教學質量，培養(yǎng)出符合行業(yè)需求的土地整治工程專業(yè)人才。

［ 參 考 文 獻 ］

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［責任編輯：周侯辰］