華北電力大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)體系建設(shè)探索

門寶輝+紀昌明+張尚弘+張成+張驗科

（華北電力大學(xué) 可再生能源學(xué)院，北京 102206）

摘要：華北電力大學(xué)以“大電力”學(xué)科為依托，以可再生能源為特色，將本校水文與水資源工程專業(yè)定位為水能資源開發(fā)利用和水電站及水庫優(yōu)化調(diào)度等為電力部門服務(wù)的主攻發(fā)展方向，制定了以培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才的專業(yè)課程體系及培養(yǎng)模式，自辦學(xué)以來取得了一定的成效，為水利和電力部門輸送了合格的專門人才。

關(guān)鍵詞：可再生能源；水文與水資源工程；水能資源；水庫優(yōu)化調(diào)度

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）52-0173-03

一、概述

隨著水與社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等關(guān)系的日益發(fā)展，水資源合理開發(fā)利用保護、水資源可持續(xù)利用等問題亟需解決，這給水文與水資源專業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，給專業(yè)發(fā)展帶來了新的機遇。1998年，教育部對水利類相關(guān)專業(yè)名稱進行調(diào)整，將水文及水資源利用改為水文與水資源工程專業(yè)，以克服專業(yè)中工程技術(shù)的短板，體現(xiàn)出專業(yè)中水文水資源部分和水環(huán)境部分的新特色[1-3]，從1999年開始招第一屆本科生。到2014年，我國大約有48所高校設(shè)置了水文與水資源工程專業(yè)[4]，其中有8所院校是“985工程”大學(xué)，15所院校是“211工程”大學(xué)。華北電力大學(xué)，于2006年經(jīng)教育部批準開設(shè)水文與水資源工程專業(yè)，從2007年9月開始招收第一屆本科生，專業(yè)學(xué)制為四年，學(xué)科性質(zhì)為工學(xué)，學(xué)生畢業(yè)后授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位。

水資源作為基礎(chǔ)性的自然資源和稀缺的戰(zhàn)略資源，推動水資源的可持續(xù)利用，成為解決社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。水文與水資源工程成為我國水利類行業(yè)中非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用領(lǐng)域之一。水文與水資源工程專業(yè)，以地球科學(xué)理論為基礎(chǔ)、水資源為主要研究對象，需要系統(tǒng)學(xué)習水資源的分布、形成、演化等方面的專業(yè)知識，且要兼顧水土工程、地下水運移規(guī)律、環(huán)境、生態(tài)等基礎(chǔ)知識，并將水文與水資源的理論和方法應(yīng)用于與水資源相關(guān)的各個領(lǐng)域[5]。

二、水文與水資源工程專業(yè)定位

（一）國內(nèi)發(fā)展概況

專業(yè)定位是否適當是制定人才培養(yǎng)方案和確保人才培養(yǎng)效果的前提和基礎(chǔ)。目前，全國本科院校中水文與水資源工程的專業(yè)定位一般分為四類[2]：①以水利類專業(yè)為主的院校，這類學(xué)校具有深厚的水文、地表水資源教學(xué)資源，師資力量非常雄厚、水文水資源背景深遠，可以說這些學(xué)校代表著我國水文與水資源工程專業(yè)的辦學(xué)水平；②地質(zhì)和礦業(yè)類院校，這些院校的該專業(yè)主要由水文地質(zhì)、礦業(yè)等相關(guān)專業(yè)發(fā)展而來，在地下水研究領(lǐng)域具有優(yōu)勢，現(xiàn)在也逐漸在往地表水、環(huán)境和巖土等相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展，在水文地質(zhì)及災(zāi)害地質(zhì)領(lǐng)域、水土污染防治與修復(fù)、環(huán)境地質(zhì)以及地下水資源等方面形成了明顯的特色；③以農(nóng)業(yè)為主的院校，這類院校的該專業(yè)依托于于農(nóng)業(yè)水資源利用、水文系統(tǒng)模擬、水環(huán)境工程以及水信息與節(jié)水技術(shù)等方向，其的農(nóng)業(yè)水文學(xué)和高效利用水資源等領(lǐng)域有較大優(yōu)勢；④綜合性大學(xué)，這類院校專業(yè)定位主要是港口航道與海岸工程、海洋工程、水能資源開發(fā)利用等方向；⑤大約還有8所理工類院校設(shè)立了水文與水資源工程專業(yè)。

（二）華北電力大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)定位

華北電力大學(xué)是一所以工科為主教育部直屬的“211工程”重點大學(xué)院校[6]，擁有62個全日制本科生專業(yè)包括2個國家級重點學(xué)科、23個省部級重點學(xué)科、11個國家級特色專業(yè)涵蓋工、理、經(jīng)、管、法等六大學(xué)科門類和2個國家級教學(xué)名師團隊、3個國家級、11個省部級實驗教學(xué)中心。同時本校擁有123個二級學(xué)科碩士學(xué)位授權(quán)點、30個二級學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點、5個博士后科研流動站。目前本校擁有電氣與電子工程學(xué)院、可再生能源學(xué)院等10個學(xué)院。全日制在校本科生2萬余人、研究生1萬余人。學(xué)校建立“學(xué)科立校、人才強校、科研興校、特色發(fā)展”的辦學(xué)方針，形成“厚基礎(chǔ)、重實踐、強能力、求創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)特色，成為教育部首批“卓越工程師培訓(xùn)計劃”實施高校[6]。隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，水能資源作為一種可再生能源，其合理有效的開發(fā)顯得愈來愈重要，電力行業(yè)的發(fā)展也需要大量勘測方面的專業(yè)技術(shù)人才，另外，我國的電網(wǎng)公司和發(fā)電集團也需要大量的水電調(diào)度方面的專業(yè)技術(shù)人員，依托我們學(xué)校的水利水電工程、環(huán)境工程等專業(yè)，將華北電力大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)定位為水電能源及水資源開發(fā)利用和水電站（水庫）優(yōu)化調(diào)度的發(fā)展方向，培養(yǎng)具有較扎實的自然科學(xué)知識、較寬的專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)知識、較好的人文科學(xué)知識、一定的外語應(yīng)用能力以及較強的計算機的高級復(fù)合型人才，能勝任水利與能源、環(huán)保與生態(tài)、市政與交通等部門的水文、水能、水資源和環(huán)保等領(lǐng)域的測量、勘查、規(guī)劃、設(shè)計、預(yù)測預(yù)報、技術(shù)經(jīng)濟分析與管理工作，還可以從事相關(guān)的教學(xué)和理論應(yīng)用研究工作。

三、人才培養(yǎng)方案

華北電力大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)，于2007年起招收第一屆本科學(xué)生，依據(jù)教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會水利學(xué)科和水文與水資源工程專業(yè)分委員會制訂的專業(yè)規(guī)范，綜合考量我校水文與水資源工程的專業(yè)定位，在借鑒國內(nèi)外該專業(yè)人才培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，經(jīng)過6年的專業(yè)發(fā)展，在一線教學(xué)中逐漸摸索經(jīng)驗，人才培養(yǎng)方案不斷修正，已經(jīng)經(jīng)歷2006、2008以及2013三版。初步確立了以基礎(chǔ)理論、基本知識、基本技能培養(yǎng)為核心，以理論知識和工程實踐技能相結(jié)合的水文與水資源工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)模式。

（一）課程大綱的制訂

依據(jù)水利專業(yè)規(guī)范和人才培養(yǎng)方案，水文與水資源工程專業(yè)的課程培養(yǎng)大綱主要由公共基礎(chǔ)教育、專業(yè)基礎(chǔ)教育、專業(yè)教育和選修課程教育四部分組成。下面以最新修訂的2013版人才培養(yǎng)方案來介紹該專業(yè)的課程設(shè)置情況。

1.公共基礎(chǔ)教育。公共基礎(chǔ)教育是高等學(xué)校各同類本科專業(yè)學(xué)生共同必修的課程，不同學(xué)科專業(yè)之間存在一定的區(qū)別。針對水文與水資源工程專業(yè)來說，公共基礎(chǔ)教育，由實踐環(huán)節(jié)、社會科學(xué)、自然科學(xué)三種公共基礎(chǔ)課組成。社會科學(xué)公共基礎(chǔ)課主要包括中國近代史綱要、馬克思主義基本原理、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策；自然科學(xué)公共基礎(chǔ)課包括大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)、信息技術(shù)基礎(chǔ)、大學(xué)英語、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、高級語言程序設(shè)計線性代數(shù)；實踐環(huán)節(jié)公共基礎(chǔ)課包括軍事理論教育及實踐、體育。

2.專業(yè)基礎(chǔ)教育。專業(yè)基礎(chǔ)教育是在培養(yǎng)方案中設(shè)置的為學(xué)生進行專業(yè)課學(xué)習之前必須進行的基礎(chǔ)課程而經(jīng)歷的教育，是學(xué)生學(xué)習和掌握專業(yè)知識技能之前必須學(xué)習基礎(chǔ)課程的階段。水文與水資源工程專業(yè)的基礎(chǔ)課，包含工程力學(xué)、自然地理學(xué)、工程制圖、氣象與氣候?qū)W、水質(zhì)監(jiān)測、工程測量學(xué)、水環(huán)境化學(xué)、水文學(xué)原理、水文測驗學(xué)、水力學(xué)、水資源優(yōu)化原理與方法、地下水水文學(xué)、水文水利計算、地理信息系統(tǒng)與遙感應(yīng)用、水利經(jīng)濟。這些課程的學(xué)習為接下來專業(yè)課的學(xué)習做足了準備工作。

3.專業(yè)教育。專業(yè)教育是學(xué)校依據(jù)人才培養(yǎng)目標所設(shè)置的使學(xué)生接受專業(yè)知識和專門技能的課程教育。該階段主要讓學(xué)生了解本專業(yè)的前沿科學(xué)技術(shù)和發(fā)展趨勢，掌握必要的專業(yè)理論知識和工程實踐技能，培養(yǎng)解決本專業(yè)范圍內(nèi)工程實際問題的能力。專業(yè)教育必修課程，包括水資源規(guī)劃及利用、水資源優(yōu)化配置、水文預(yù)報、河流動力學(xué)、水能資源開發(fā)利用、水電站水庫調(diào)度及其自動化系統(tǒng)，后兩門課程是華北電力大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)的特色專業(yè)課，也是華北電力大學(xué)433核心建設(shè)課程，也是體現(xiàn)華北電力大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)定位的課程。

4.選修課教育。選修課主要包括公共選修課、專業(yè)基礎(chǔ)選修課和專業(yè)選修課。公共選修課主要面向全校所有專業(yè)開設(shè)，旨在拓寬學(xué)生視野和提高個人修養(yǎng)；本專業(yè)推薦科技文獻檢索基礎(chǔ)、就業(yè)與創(chuàng)業(yè)等公共選修課。專業(yè)基礎(chǔ)選修課主要有水利科學(xué)技術(shù)史、可再生能源概論、水利水電工程概論、能源與環(huán)境、Matlab語言、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、VC++程序設(shè)計等7門，共15.5學(xué)分，培養(yǎng)方案中要求至少選修7學(xué)分課程。專業(yè)選修課主要有隨機水文學(xué)、水利水電工程概預(yù)算、專業(yè)英語閱讀（水利）、水災(zāi)害防治、節(jié)水理論與技術(shù)、抽水蓄能技術(shù)等6門，共10學(xué)分，培養(yǎng)方案中要求至少選修6學(xué)分課程。

（二）實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

對于水文與水資源工程專業(yè)來說，實踐教學(xué)是課程理論教學(xué)的必要補充，是理論聯(lián)系實踐的一個平臺。通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，不僅可以使學(xué)生將所學(xué)課程的理論知識付諸于實踐，同時也能使學(xué)生對所學(xué)理論知識有更深入的認知，從而提高學(xué)生的實踐工作能力。

1.實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。水文與水資源工程專業(yè)的實驗教學(xué)，主要包含大學(xué)物理、氣象與氣候?qū)W、工程力學(xué)、工程測量學(xué)、水文水利計算、水力學(xué)、水能資源開發(fā)利用、水質(zhì)監(jiān)測、水環(huán)境化學(xué)等9門公共基礎(chǔ)課和專業(yè)課，實驗教學(xué)環(huán)節(jié)共計126個學(xué)時。

2.課程設(shè)計環(huán)節(jié)。這是實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的一項十分重要的組成部分，通過課程設(shè)計既可以使學(xué)生增強對所學(xué)課程的認知，又能為學(xué)生從事將來的工程設(shè)計提供一次試驗演習的機會。水文與水資源工程專業(yè)主要有水文學(xué)原理、水文預(yù)報、水文水利計算、水利經(jīng)濟、水能資源開發(fā)利用、水資源規(guī)劃及利用、水資源優(yōu)化配置、水電站水庫調(diào)度及其自動化系統(tǒng)、水環(huán)境保護等9門專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的課程設(shè)計，另外還有15周的畢業(yè)設(shè)計，課程設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)大約25周共計400學(xué)時。

3.實習環(huán)節(jié)。水文與水資源工程實習環(huán)節(jié)主要有水利工程實習（認識實習）、金工實習、工程測量學(xué)實習、水文測驗實習、自然地理實習、畢業(yè)實習等6個，共計10周160學(xué)時。

四、保障體系

（一）師資保障

華北電力大學(xué)本科專業(yè)公共基礎(chǔ)課由教務(wù)處統(tǒng)一協(xié)調(diào)全校師資力量來完成，主要數(shù)學(xué)相關(guān)課程由數(shù)理學(xué)院來完成，大學(xué)英語由外國語學(xué)院來完成，大學(xué)體育由體育軍訓(xùn)部來完成，馬克思主義基本原理等由思政部來完成；專業(yè)基礎(chǔ)課根據(jù)專業(yè)要求由學(xué)校各學(xué)院相關(guān)教研室來承擔；專業(yè)課、專業(yè)選修課由水文水資源教研室或水利水電工程專業(yè)課老師承擔。目前水文水資源教研室擁有在崗教師9人，其中教授（博士生導(dǎo)師）2人、副教授4人、講師2人、實驗員1人，均具有博士學(xué)位并畢業(yè)于水利類高等學(xué)校。

（二）實踐教學(xué)

目前水文與水資源工程專業(yè)有氣象觀測實驗室、水情自動測報及水安全分析實驗室、水文儀器實驗室、流域仿真實驗室、水文觀測實驗室、水文沙盤模型實驗室、水電站水庫調(diào)度實驗室、水電系統(tǒng)運行模擬與風險分析實驗室、水力學(xué)實驗室、河流動力學(xué)實驗室、水文預(yù)報會商實驗室，對本專業(yè)開設(shè)的利用Rivertools進行洪水的淹沒模擬、降水量觀測與采集、水位流量采集、水文氣象數(shù)據(jù)觀測、水情數(shù)據(jù)自動測報系統(tǒng)、流速測定、斷面測定、水位測定、流量采集、蒸發(fā)量觀測、土壤水觀測及測定、地形數(shù)據(jù)采集與處理、流域產(chǎn)匯流教學(xué)沙盤模型演示實驗、水庫的興利作用、不同防洪措施的防洪作用、水電站水庫單庫及水庫群運行調(diào)度、水電站水庫運行調(diào)度自動化系統(tǒng)及軟件總體設(shè)計、非均勻流水面曲線實驗、管道水擊實驗、水文模擬系統(tǒng)、達西定律驗證實驗、滲流水電比擬實驗、實用剖面堰與寬頂堰溢流實驗等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)能夠保質(zhì)保量地完成，另外還與永定河雁翅水文站、官廳水庫管理局、龍慶峽水庫、北京十三陵水庫、青龍峽水庫、北京高碑店污水處理廠以及長江三峽集團、葛洲壩集團水電站二廠等單位簽訂合作協(xié)議，安排學(xué)生完成水利工程實習和畢業(yè)實習等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

（三）科研與教學(xué)

積極引導(dǎo)教師將課題研究的成果及時補充和更新到教學(xué)內(nèi)容上，用本專業(yè)的前沿的研究內(nèi)容和新的技術(shù)方法來激發(fā)大學(xué)生的學(xué)習興趣，用科研經(jīng)費來改善實踐條件，并鼓勵教師指導(dǎo)學(xué)生申請大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、參加各種水利類的全國乃至世界的大學(xué)生競賽，使學(xué)生具有參加科研實踐的實踐和機會，培養(yǎng)學(xué)生通過科學(xué)研究能夠?qū)⑺鶎W(xué)的基本理論知識與實踐活動聯(lián)系起來，使其嘗試解決遇到的水資源實際問題。另外，水文教研室要求每年指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）的老師出題一定是結(jié)合自己實際研究的項目或課題，這樣，一方面教師在研究科學(xué)問題時可以注入本科生新的力量，另一方面還可以通過實際項目的研究來提高本科畢業(yè)設(shè)計（論文）的質(zhì)量和水平，還可以培養(yǎng)本科學(xué)生進行從事科學(xué)研究的努力，可以獲得“雙贏”的效果。

五、結(jié)語

華北電力大學(xué)依托“大電力學(xué)科”優(yōu)勢，突出水利工程學(xué)科特色，將水文與水資源工程專業(yè)定位為水能資源開發(fā)利用和水電站及水庫優(yōu)化調(diào)度兩個發(fā)展方向，確立了為水利、電力、能源行業(yè)培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、重實踐、強能力、求創(chuàng)新”的復(fù)合型專業(yè)人才的課程體系和培養(yǎng)模式。隨著外部環(huán)境的不斷發(fā)展，社會對水文與水資源工程的人才的需求也會發(fā)生一定的變化，因此人才培養(yǎng)大綱需要及時調(diào)整，并適時優(yōu)化教學(xué)體系和改善課程設(shè)置，不斷引進先進實驗儀器建設(shè)學(xué)生進行課程實驗、實習以及課程設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)的平臺，以提高實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的開展，并提升其實踐效果，從而拓展學(xué)生的實踐動手能力。

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[6]http：//www.ncepu.edu.cn/xxgk/xxjj/index.htm.