“灌溉排水工程學(xué)”課程改革探索

高恵嫣， 楊路華， 石志建

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北 保定 071001）

農(nóng)田水利是農(nóng)業(yè)的命脈，是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、農(nóng)村社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，我國歷來重視農(nóng)田水利建設(shè)。隨著改革開放，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)田水利建設(shè)與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不相適應(yīng)，特別是2009年我國西南5省遭遇了嚴(yán)重干旱，旱情導(dǎo)致6 420多萬人受災(zāi)，農(nóng)作物絕收面積110多萬hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)246億多元［1］。國家進(jìn)一步加大農(nóng)田水利建設(shè)的投資力度。財(cái)政部、水利部聯(lián)合印發(fā)《財(cái)政部、水利部關(guān)于實(shí)施中央財(cái)政小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣建設(shè)的意見》（財(cái)農(nóng)［2009］92號）文件：“從2009年起，在全國范圍內(nèi)選擇一批縣市區(qū)，實(shí)行重點(diǎn)扶持政策，通過集中資金投入，全面開展小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣建設(shè)，徹底改變我國小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后的現(xiàn)狀，提高農(nóng)業(yè)抗御自然災(zāi)害的能力，為保障國家糧食安全奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)”。2010年、2011年、2012年分別進(jìn)行了第二批、第三批、第四批小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣建設(shè)。2011年1月29日，新華社授權(quán)播發(fā)了2011年中央一號文件，即《中共中央 國務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》，文件提出突出加強(qiáng)農(nóng)田水利等薄弱環(huán)節(jié)建設(shè)。2012年中央一號文件提出堅(jiān)持不懈加強(qiáng)農(nóng)田水利建設(shè)。“灌溉排水工程學(xué)”是農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)的核心課程，在當(dāng)前形勢下，這門課程有了新的教學(xué)任務(wù)與重點(diǎn)：對灌溉和排水理論、技術(shù)，以及工程管理相關(guān)的知識做出相應(yīng)的調(diào)整，培養(yǎng)具有生產(chǎn)和創(chuàng)新能力的專業(yè)人才，為加快我國小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)，促進(jìn)水利可持續(xù)發(fā)展提供人才支撐。

一、“灌溉排水工程學(xué)”課程簡介

灌溉排水工程學(xué)是一門研究農(nóng)田水分狀況、地區(qū)水情變化規(guī)律、調(diào)節(jié)措施、消除水旱災(zāi)害和利用水資源為發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而服務(wù)的科學(xué)，我國以往也稱之為農(nóng)田水利學(xué)，是農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)主修課程之一。學(xué)習(xí)該課程的主要任務(wù)是讓學(xué)生了解和掌握灌溉與排水的基本原理、灌排系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)方法以及灌排工程管理的基本知識，可以從事農(nóng)田水利工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)與施工等工作。

該課程一般安排在第七學(xué)期，即大學(xué)四年級的上學(xué)期，48學(xué)時(shí)，共3學(xué)分。教學(xué)環(huán)節(jié)由理論講授、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)等3部分組成。其中講課40學(xué)時(shí)，通過講授使學(xué)生對該課程有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識和了解，掌握基本概念、原理和灌溉與排水系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)方法等；實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)，學(xué)生通過自己動手操作儀器設(shè)備對該課程涉及到的一些規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證，從而加深理解和認(rèn)識；課程設(shè)計(jì)1．5周，是課程學(xué)習(xí)后的一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對加強(qiáng)課程理論的理解和應(yīng)用具有重要意義，旨在提高學(xué)生解決生產(chǎn)實(shí)踐問題的能力。

灌溉排水工程學(xué)是一門古老又不斷發(fā)展的學(xué)科。我國農(nóng)田水利事業(yè)早在兩千多年以前已有很大的規(guī)模并有較高的技術(shù)。李儀祉先生在其遺著《農(nóng)田水利之合作》中最早對“農(nóng)田水利”進(jìn)行了解釋：“所謂農(nóng)田水利，是屬于農(nóng)田的或農(nóng)家企業(yè)的種種設(shè)施。尋常關(guān)于此項(xiàng)之學(xué)術(shù)范圍，只限于排水與灌溉，然與農(nóng)業(yè)有關(guān)者尚有堤防及水庫。至于溝洫及整理土地似乎只限于農(nóng)業(yè)治田之事，但亦與水利有關(guān)”。20世紀(jì)30年代中期，李儀祉先生編寫的《農(nóng)田水利講義》與沙玉清教授所著的《農(nóng)田水利學(xué)》中，對“農(nóng)田水利”作了進(jìn)一步慨括，形成了我國農(nóng)田水利科學(xué)的初步體系。1950年，沙玉清教授所著的《農(nóng)田水利學(xué)》修訂再版。此后，在全國較有影響的高效教材是郭元裕教授主編的《農(nóng)田水利學(xué)》，該教材分別于1980、1986、1997由水利水電出版社連續(xù)出版了3版［2］。1999年，西北農(nóng)林科技大學(xué)的汪志農(nóng)教授根據(jù)學(xué)科發(fā)展需要，補(bǔ)充原課程中某些不完善內(nèi)容，主編了農(nóng)業(yè)部“九五”規(guī)劃教材和部級重點(diǎn)教材《灌溉排水工程學(xué)》［3］。新教材根據(jù)科研成果及國內(nèi)相關(guān)資料補(bǔ)充了“水分脅迫條件下作物需水量的計(jì)算方法”；“作物水分生產(chǎn)函數(shù)與缺水條件下的非充分灌溉制度”；“旱區(qū)集雨節(jié)灌”等內(nèi)容。增加了低壓輸配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)理論與方法，噴、滴、滲灌技術(shù)與設(shè)備的最新成果，灌區(qū)動態(tài)配水計(jì)劃與計(jì)算機(jī)管理及灌排環(huán)境等內(nèi)容。

二、當(dāng)前“灌溉排水工程學(xué)”課程教學(xué)中存在問題及改革措施

（一）當(dāng)前教學(xué)中存在問題

隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展及灌溉排水技術(shù)的提高，當(dāng)前教學(xué)中主要存在以下幾點(diǎn)問題。

1．教學(xué)內(nèi)容不斷充實(shí)，教學(xué)學(xué)時(shí)不斷減少 生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使人們對灌溉原理認(rèn)識不斷深化。水資源的緊缺，給灌溉科學(xué)提出新的目標(biāo)，灌溉技術(shù)需不斷提高，特別是農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉理論與技術(shù)不斷發(fā)展，要求教學(xué)內(nèi)容不斷充實(shí)。除講解灌溉排水工程的基礎(chǔ)理論外，還加入了近年國內(nèi)外的最新研究成果，特別是節(jié)水灌溉理論與應(yīng)用、北方干旱區(qū)的雨水匯集利用理論與技術(shù)應(yīng)用，以及灌區(qū)信息化管理等內(nèi)容［4，5］。但是，教學(xué)學(xué)時(shí)由最初的64～80學(xué)時(shí)減少到48學(xué)時(shí)。其它專業(yè)如水電、農(nóng)學(xué)等，只開設(shè)了32學(xué)時(shí)的“灌溉排水”課程。

2．教學(xué)方法單一，有待進(jìn)一步改進(jìn) 開設(shè)該課程以來，基本上是采用傳統(tǒng)的講授教學(xué)法，而該門課程實(shí)踐性較強(qiáng)，課程內(nèi)容多與實(shí)際工程相聯(lián)系，上課需穿插一些簡單的工程案例，這在講解的過程中較為抽象，取得的效果也不明顯。目前，課程講授方式大多仍以板書為主，無法直觀、形象地反映現(xiàn)代節(jié)水灌溉的新設(shè)備、新技術(shù)。即使已經(jīng)采用多媒體課件教學(xué)，但僅限于幻燈片課件，缺乏精品動態(tài)多媒體課件，教學(xué)效果提高不顯著。可見，如何將理論與生產(chǎn)實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，將學(xué)生的知識學(xué)習(xí)迅速地轉(zhuǎn)化成能力的提高，滿足社會上對該專業(yè)技術(shù)人員的要求是該門課程亟待解決的關(guān)鍵問題。

3．實(shí)驗(yàn)設(shè)施老化，學(xué)生實(shí)踐水平有待進(jìn)一步提高自該專業(yè)設(shè)置以來，實(shí)驗(yàn)室已購置土壤水分測定儀、土水勢觀測儀、壓力膜儀、流速觀測儀、葉面效能儀等相關(guān)儀器設(shè)備40余件套。但是，這些儀器在教學(xué)中發(fā)揮的作用甚微，主要原因包括：一是學(xué)時(shí)數(shù)有限，無法安排實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，相關(guān)實(shí)驗(yàn)的所有實(shí)踐流程不能進(jìn)行；二是儀器設(shè)備數(shù)量較少，不能滿足教學(xué)需求；三是儀器設(shè)備老化，即便是驗(yàn)證性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，有時(shí)也不能正常進(jìn)行或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)不理想，只能熟悉實(shí)驗(yàn)操作過程，達(dá)不到預(yù)期效果。

4．實(shí)踐場地匱乏，生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱 目前，農(nóng)田水利實(shí)驗(yàn)只有一個(gè)室內(nèi)場所，因場地限制，噴頭的性能測試實(shí)驗(yàn)沒法正常安排。灌溉排水工程學(xué)要求面向生產(chǎn)與科研兩個(gè)方面。科研為該學(xué)科的發(fā)展培養(yǎng)人才，為學(xué)科發(fā)展注入新生力量。其中，灌排基本理論的研究、新技術(shù)、新設(shè)備的研發(fā)，管理的自動化研究等均屬于科研領(lǐng)域，體現(xiàn)了學(xué)科整體水平，實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠得到充分發(fā)揮。專業(yè)組科研水平和涉及范圍有待進(jìn)一步提高，隨著縱向課題的增加，一些學(xué)生有機(jī)會參與部分科研工作，得到初步科研訓(xùn)練；在生產(chǎn)方面，要求學(xué)生畢業(yè)后，能夠參加農(nóng)田水利相關(guān)工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理等工作，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高農(nóng)業(yè)抗御自然災(zāi)害的能力，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

5．生源不足，學(xué)生質(zhì)量下降 農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)按農(nóng)業(yè)工程或水利工程一級學(xué)科招生，大學(xué)二年級分專業(yè)，該專業(yè)不受學(xué)生青睞，學(xué)生生源不足。近幾年，選擇該專業(yè)的學(xué)生每年不足20人，不僅數(shù)量少，而且整體素質(zhì)較差。分專業(yè)是按學(xué)生的綜合排名進(jìn)行的，一般學(xué)習(xí)差的學(xué)生被劃分到這個(gè)專業(yè)。這就給教學(xué)質(zhì)量的提高和為本專業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的專業(yè)人才提出了更大的挑戰(zhàn)。

（二）改革內(nèi)容及措施

隨著我國農(nóng)田水利事業(yè)的快速發(fā)展，對灌溉排水原理的認(rèn)識不斷深化，節(jié)水灌溉技術(shù)與工程措施有了新的發(fā)展，節(jié)水灌溉設(shè)備不斷更新，相應(yīng)的工程管理方法也不斷改進(jìn)。這要求任課教師應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，一方面，及時(shí)了解并掌握本專業(yè)的學(xué)術(shù)前沿動態(tài)和相關(guān)的最新科研成果，將其納入到教學(xué)內(nèi)容之中，開闊學(xué)生視野，激發(fā)其對所學(xué)專業(yè)的熱愛；另一方面，積極參與生產(chǎn)實(shí)踐活動，積累豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，將工程實(shí)例恰到好處的引入教學(xué)過程，使講授內(nèi)容更生動活潑，并增加說服力。課程組成員在提高自身水平的基礎(chǔ)上，根據(jù)該課程存在問題，從以下5個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革。

1．調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)社會需求的優(yōu)秀專業(yè)人才

第一，重視緒論的講解，關(guān)注國家相關(guān)政策。緒論是對一門課程總的概括，通過緒論的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解該課程的發(fā)展史、課程涉及到的相關(guān)內(nèi)容、所學(xué)知識在今后工作中起的作用，學(xué)科需要研究的問題及以今后的發(fā)展方向。對我國當(dāng)前農(nóng)田水利的有關(guān)政策通過文件導(dǎo)讀的方式進(jìn)行講解，尤其是中央、水利部、財(cái)政部近幾年下達(dá)的有關(guān)水利工程建設(shè)的文件，增強(qiáng)學(xué)生對本專業(yè)重要性的認(rèn)識。

第二，增加對高效節(jié)水灌溉工程的講解，可適當(dāng)簡化作物需水量的介紹。2011年中央一號文件強(qiáng)調(diào)指出：“大力發(fā)展節(jié)水灌溉，推廣渠道防滲、管道輸水、噴灌滴灌等技術(shù)，擴(kuò)大節(jié)水、抗旱設(shè)備補(bǔ)貼范圍?！?、“加快實(shí)施節(jié)水技術(shù)改造，全面加強(qiáng)企業(yè)節(jié)水管理，建設(shè)節(jié)水示范工程，普及農(nóng)業(yè)高效節(jié)水技術(shù)。”在2011年400個(gè)全國小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣建設(shè)中，建設(shè)100個(gè)高效節(jié)水灌溉試點(diǎn)縣。為培養(yǎng)社會所需人才，增加高效節(jié)水灌溉工程的講授學(xué)時(shí)數(shù)。而作物需水量部分已在“土壤與農(nóng)作”課程中進(jìn)行了介紹，所以對此部分內(nèi)容適當(dāng)簡化。

第三，增加渠道防滲新型材料、管材管件、灌水器等新設(shè)備和施工技術(shù)的介紹，使學(xué)生在今后的工作生產(chǎn)中，優(yōu)先選用質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定、性價(jià)比高的新產(chǎn)品、設(shè)備和施工方法，提高農(nóng)田水利工程質(zhì)量。

第四，增加農(nóng)田水利設(shè)施建后管理模式的學(xué)習(xí)與討論。使學(xué)生樹立建管并重的思想，分析傳統(tǒng)工程管理的弊端，介紹當(dāng)前國內(nèi)外新的管理模式與方法，充分認(rèn)識不同管理模式的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)，探討適合中國國情的農(nóng)田水利設(shè)施管理模式。

2．采用多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的求知欲和興奮點(diǎn) 根據(jù)該課程的特點(diǎn)和培養(yǎng)目的，采用多種教學(xué)方法，盡量構(gòu)建輕松愉快、師生關(guān)系融洽的教學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境，從多方位激發(fā)學(xué)生的求知欲和興奮點(diǎn)。

第一，采用“板書＋多媒體”的教學(xué)方法。板書作為傳統(tǒng)教學(xué)方法具有很多優(yōu)點(diǎn)，如對于公式的推導(dǎo)、過程的推演等難度較大的知識點(diǎn)，教師帶領(lǐng)學(xué)生邊思考邊推導(dǎo)的講授，效果好。而多媒體教學(xué)，利用視覺信息把教學(xué)過程表現(xiàn)得情景交融、形聲并茂、生動活潑，不但有利于節(jié)省授課時(shí)間，而且能激發(fā)學(xué)生的思維興奮點(diǎn)，使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，更好地調(diào)動學(xué)生的求知欲望和興趣。所以，采用“板書＋多媒體”的教學(xué)方法，達(dá)到取長補(bǔ)短，共同提高教學(xué)效果。

第二，采用課堂提問和質(zhì)疑式。在每節(jié)課開始，先進(jìn)行3～5分鐘的提問回顧上節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，然后根據(jù)本節(jié)課的授課重點(diǎn)，教師提出問題。對于難點(diǎn)，老師及時(shí)提問刺激學(xué)生的思考，或是鼓勵(lì)學(xué)生提問，激發(fā)學(xué)生分析問題的能力。

第三，專題報(bào)告式。首先，教師根據(jù)課程講授內(nèi)容和社會對本專業(yè)的要求設(shè)置1～2個(gè)專題，然后將學(xué)生分成若干個(gè)小組，讓學(xué)生以小組為單位就某一感興趣的專題課前查閱資料，準(zhǔn)備課件，在課堂上發(fā)言，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，積極地參與到教學(xué)中來，改變以教師為中心的教學(xué)狀態(tài)。

第四，建立學(xué)生興趣小組。針對灌排技術(shù)的發(fā)展趨勢、工程實(shí)踐和企業(yè)的研發(fā)需求，列出多個(gè)待研究和實(shí)踐的題目，供學(xué)生選擇。學(xué)生在課余時(shí)間可參加研發(fā)小組，查找文獻(xiàn)、討論、制作樣品、研發(fā)新產(chǎn)品設(shè)備，也可參與工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理等活動，還可以自動手設(shè)計(jì)試驗(yàn)。通過這些活動，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，做到教、學(xué)、用、研與工程實(shí)踐相結(jié)合，調(diào)動學(xué)生的對該課程的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動手能力。期間，老師應(yīng)參與、監(jiān)督、指導(dǎo)，最后進(jìn)行總評。

3．開放實(shí)驗(yàn)室，更新并增添實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 第一，實(shí)驗(yàn)課上時(shí)間非常有限，有些實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)不能安排。特別是實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備較少，不能滿足人手一套的情況下，采取開放實(shí)驗(yàn)室的措施，即在實(shí)驗(yàn)室非行課期間，學(xué)生可以來實(shí)驗(yàn)室做與課程內(nèi)容相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)可以是教學(xué)計(jì)劃內(nèi)安排的，也可以是自己動手設(shè)計(jì)的。通過實(shí)驗(yàn)，一方面可以掌握關(guān)鍵設(shè)備工作原理與結(jié)構(gòu)組成；另一方面，在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高學(xué)生的動手能力和分析問題、解決問題的能力。

第二，對實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備進(jìn)行匯總、檢測，對淘汰和報(bào)廢儀器設(shè)備進(jìn)行更新，在資金允許的范圍內(nèi)適當(dāng)增加新實(shí)驗(yàn)儀器，降低實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行成本。

4．建立農(nóng)田水利教學(xué)示范基地，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié) 采取“走出去”的方針，加強(qiáng)與節(jié)水灌溉相關(guān)企業(yè)的聯(lián)系，發(fā)揮各自優(yōu)勢，聯(lián)合建立實(shí)驗(yàn)基地。教師和學(xué)生可以為企業(yè)研發(fā)新的節(jié)水灌溉設(shè)備、產(chǎn)品提供技術(shù)和人力支持，學(xué)生通過在實(shí)驗(yàn)基地的參觀和操作，進(jìn)一步強(qiáng)化課堂所學(xué)原理和技術(shù)，將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化從事生產(chǎn)或科研的能力。形成以“課堂原理講授－實(shí)驗(yàn)室實(shí)物認(rèn)識、系統(tǒng)安裝和性能測試－灌排系統(tǒng)現(xiàn)場參觀和操作”為主線的教學(xué)環(huán)節(jié)。

5．因材施教，培養(yǎng)社會需求專業(yè)人才 針對目前農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)招生的學(xué)生整體素質(zhì)較差的實(shí)際情況，結(jié)合當(dāng)前我國農(nóng)田水利建設(shè)范圍和內(nèi)容，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容及其重點(diǎn)，培養(yǎng)滿足社會生產(chǎn)需求的專業(yè)人才；對該專業(yè)素質(zhì)較高的少數(shù)學(xué)生，積極鼓勵(lì)和引導(dǎo)，使其成為具有科研能力和生產(chǎn)實(shí)踐能力的“一專多能”的專業(yè)技術(shù)人才。總之，通過因材施教，培養(yǎng)社會需求的優(yōu)秀專業(yè)人才。

三、結(jié)語

為培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的專業(yè)技術(shù)人才，在灌溉排水工程教學(xué)中，應(yīng)針對亟待解決的關(guān)鍵問題進(jìn)行改革，采取相應(yīng)措施，這需要時(shí)間、資金和人力等。改革中應(yīng)根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和任務(wù)，考慮社會需求，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整教學(xué)內(nèi)容，使“灌溉排水工程學(xué)”課程內(nèi)容合理，滿足專業(yè)課程結(jié)構(gòu)的需要；通過教學(xué)方法的改進(jìn)，激發(fā)學(xué)生的求知欲和興奮點(diǎn)，提高教學(xué)效果；通過強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生動手能力、分析問題和解決問題的能力。培養(yǎng)出社會需求的優(yōu)秀科研人才、工程技術(shù)人才，以及全能型人才，為國家節(jié)水型社會建設(shè)提供支持。

［1］新華網(wǎng)．西南五省持續(xù)嚴(yán)重干旱，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)246億元［EB／OL］．http：／／news．qq．com／a／20100407／001461．htm，［2010－04－07］．

［2］郭元裕．農(nóng)田水利學(xué)［M］．北京：中國水利水電出版社，1997．

［3］汪志農(nóng)．灌溉排水工程學(xué)［M］．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1999．

［4］史海濱．灌溉排水工程學(xué)［M］．北京：中國水利水電出版社，2006．

［5］汪志農(nóng)．灌溉排水工程學(xué)（第二版）［M］．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2010．