工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下“水文學(xué)”課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

董穎 吳喜軍

[摘要]高校傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式使學(xué)生普遍缺乏工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力，與企業(yè)的實(shí)際需求存在較大差異，對(duì)此，通過工程教育專業(yè)認(rèn)證提高教學(xué)質(zhì)量是一個(gè)有效的解決途徑。本文以榆林學(xué)院給排水科學(xué)與工程專業(yè)的“水文學(xué)”課程教學(xué)為例，分析目前的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題，探討工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下新的教學(xué)模式。該模式從用多樣的教學(xué)形式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、合理選擇教學(xué)內(nèi)容、增加實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)、增設(shè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、開設(shè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目等五個(gè)方面進(jìn)行改革與實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量，可為其他課程的教學(xué)改革提供參考。

[關(guān)鍵詞]工程教育認(rèn)證水文學(xué)教學(xué)改革給排水科學(xué)與工程

基金項(xiàng)目：榆林學(xué)院重點(diǎn)教學(xué)改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG1612）;榆林市產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2016CXY-02）;榆林學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG1836）。

現(xiàn)階段我國(guó)教育改革處在關(guān)鍵時(shí)期，教育部一直強(qiáng)調(diào)工程教育的重要性，先后開展了專業(yè)認(rèn)證、“卓越工程師”培養(yǎng)、大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃、“2011計(jì)劃”等相關(guān)項(xiàng)目。目前，專業(yè)認(rèn)證對(duì)工程教育發(fā)展的促進(jìn)作用已在很大程度上得到了證實(shí)[1]，我國(guó)在2013年6月順利加入《華盛頓協(xié)議》，成為準(zhǔn)會(huì)員國(guó)，我國(guó)工程教育國(guó)際化邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提升創(chuàng)新能力，提高工程教育質(zhì)量，探索現(xiàn)實(shí)可行的工程人才培養(yǎng)模式是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)[2]，也是我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心與關(guān)鍵[3]。本文以榆林學(xué)院給排水科學(xué)與工程專業(yè)的“水文學(xué)”課程教學(xué)為例，分析目前的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題，探討工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下新的教學(xué)模式，并提出若干教學(xué)改革辦法，以提高教育教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)效果。

“水文學(xué)”課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

近年來(lái)，在工程教育專業(yè)認(rèn)證的推動(dòng)下，榆林學(xué)院在“水文學(xué)”課程教學(xué)方面進(jìn)行了改革與探索，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為根本，在長(zhǎng)期發(fā)展中逐步形成了有自身特色的課程教學(xué)體系，但在教學(xué)中仍存在一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高

“水文學(xué)”課程綜合性強(qiáng)，涉及范圍廣，內(nèi)容多且復(fù)雜抽象，水文分析過程繁瑣耗時(shí)，有很多概念性、零散性知識(shí)。教師以課堂講授為主，仍采取以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式。學(xué)生不易理解知識(shí)點(diǎn)，感覺枯燥無(wú)味，學(xué)習(xí)目的不明確，沒有求知欲望，因內(nèi)容較多，常通過死記硬背應(yīng)付考試。這些均導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果不夠明顯。

2.缺少實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

“水文學(xué)”課程常存在內(nèi)容多、課時(shí)少等問題，榆林學(xué)院給排水科學(xué)與工程專業(yè)的“水文學(xué)”課僅安排了32個(gè)理論學(xué)時(shí)，且沒有安排實(shí)踐學(xué)時(shí)。因此，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)理解不夠深入，大多停留在理論層面，不會(huì)動(dòng)手操作。學(xué)生普遍缺乏工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力，與企業(yè)的實(shí)際需求存在較大差異。事實(shí)上，“水文學(xué)”課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，比如水文資料的觀測(cè)，水文數(shù)據(jù)的收集、分析與計(jì)算，頻率曲線的繪制等，均需要通過一定的實(shí)踐去鞏固理論知識(shí)，掌握常規(guī)觀測(cè)儀器的使用方法，獲得水文分析與計(jì)算的基本技能。

3.創(chuàng)新能力不足

“水文學(xué)”課程中有多處需要進(jìn)行水文數(shù)據(jù)的分析與計(jì)算，而目前，學(xué)生依然采用傳統(tǒng)的計(jì)算方法，工作量大且精確程度不高，還沒有意識(shí)到計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)處理與作圖中的便利性。學(xué)生應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理的能力普遍較差，缺乏創(chuàng)新能力。

“水文學(xué)”課程教學(xué)改革探索

“水文學(xué)”是給排水科學(xué)與工程專業(yè)的一門核心課程，其主要任務(wù)是使學(xué)生了解水文現(xiàn)象的基本特點(diǎn)，掌握水文學(xué)的基本理論，學(xué)會(huì)水文分析計(jì)算的方法，熟悉水文資料的搜集、整理與應(yīng)用，為其將來(lái)從事專業(yè)工作解決水文問題打下良好的基礎(chǔ)。榆林學(xué)院在工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下，緊扣學(xué)科及社會(huì)發(fā)展需要，從以下五個(gè)方面進(jìn)行了改革與實(shí)踐，取得了明顯成效。

1.以多樣的教學(xué)形式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

（1）啟發(fā)式教學(xué)

以熟悉的自然現(xiàn)象為例，通過問題引發(fā)學(xué)生思考、分析，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。比如在講到產(chǎn)流過程時(shí)，提問學(xué)生：“降雨后，操場(chǎng)經(jīng)常會(huì)形成積水，但是過了幾天，如果不再下雨的話，積水又不見了，這些水到哪里去了呢？”通過提問的方式引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自主探究。

（2）討論式教學(xué)

教師增加課堂討論環(huán)節(jié)，提出問題讓學(xué)生分組討論。如在講到人類活動(dòng)對(duì)河川徑流的影響時(shí)，讓學(xué)生分組討論城市化的發(fā)展對(duì)徑流形成的影響，或者討論“君不見黃河之水天上來(lái)，奔流到海不復(fù)還”這句古詩(shī)描述的自然現(xiàn)象的正確性，以此吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性。

（3）情景式教學(xué)

把抽象的內(nèi)容制作成圖片、動(dòng)畫、視頻進(jìn)行講解，利用多媒體設(shè)備創(chuàng)設(shè)情景?？山柚嗝襟w技術(shù)動(dòng)畫模擬暴雨洪水的形成過程，形象地展示降雨、下滲、坡地漫流、河槽集流，一直到雨水全部流經(jīng)流域出口斷面的整個(gè)過程，使學(xué)生獲得感性的認(rèn)識(shí)。

（4）任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)

列舉大量水文學(xué)工程設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行案例教學(xué)，通過對(duì)工程案例的分析、計(jì)算，不僅能鞏固所學(xué)知識(shí)，還可以使學(xué)生意識(shí)到“水文學(xué)”課程的重要性。

2.合理選擇教學(xué)內(nèi)容

“水文學(xué)”課程存在課時(shí)少、內(nèi)容多、概念抽象、不易理解等特點(diǎn)，需精簡(jiǎn)教材內(nèi)容。如水文統(tǒng)計(jì)的基本概念、頻率與概率等內(nèi)容在“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”課程中部分已經(jīng)提前接觸過，可以適當(dāng)刪減，只需列舉一些水文學(xué)領(lǐng)域的實(shí)例加深對(duì)相關(guān)概念的理解即可。而在講解傳統(tǒng)水文分析計(jì)算方法時(shí)，可以增加國(guó)內(nèi)外的新技術(shù)、新方法，以豐富教學(xué)內(nèi)容。

3.增加實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)踐教學(xué)是工程教育中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，“水文學(xué)”課程增設(shè)實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)的根本目的是加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，掌握常規(guī)儀器的使用方法和操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

學(xué)院去年積極聯(lián)系陜西省佳縣佳蘆河申家灣水文站作為學(xué)生的實(shí)習(xí)基地，組織學(xué)生進(jìn)行了為期一天的參觀實(shí)習(xí)。參觀水文站已整編好的水文觀測(cè)資料，邀請(qǐng)水文站的工作人員為學(xué)生介紹水文站的日常工作;學(xué)習(xí)各河川水文要素的觀測(cè)過程（水位觀測(cè)、流量測(cè)量、泥沙測(cè)量），掌握流速儀、自記雨量計(jì)、自記水位計(jì)等各種觀測(cè)儀器的使用方法。同時(shí)，教師還引導(dǎo)學(xué)生參觀了榆林市氣象站，使學(xué)生了解降水資料的整理與觀測(cè)方法。

在“水文學(xué)”課程中增設(shè)實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)，既幫助學(xué)生更好地將理論聯(lián)系實(shí)際，又極大地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，拓展學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和工程意識(shí)。

4.增設(shè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

“水文學(xué)”課程教學(xué)中穿插有多個(gè)工程案例分析計(jì)算，水文分析計(jì)算過程大多比較復(fù)雜，用傳統(tǒng)方法計(jì)算存在繁瑣耗時(shí)等問題。據(jù)此學(xué)院在“水文學(xué)”課程教學(xué)中增設(shè)了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行水文分析計(jì)算。引導(dǎo)學(xué)生用Excel、Matlab等軟件處理水文數(shù)據(jù);用SPSS軟件推求暴雨強(qiáng)度公式;用ArcGIS軟件提取流域邊界線;以三維地形展示流域、計(jì)算流域面積及河長(zhǎng);用Surfer軟件的等值線圖功能推求流域多年平均年徑流深。軟件操作不僅加快了分析計(jì)算的速度，還激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生使用專業(yè)軟件解決水文學(xué)問題的能力。

5.開設(shè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目

學(xué)院在課外開設(shè)有關(guān)水文學(xué)領(lǐng)域的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目[4]，如結(jié)合有關(guān)河道徑流的科研課題，在不同季節(jié)組織學(xué)生到榆溪河監(jiān)測(cè)不同斷面處的水位、流速、流量等水文要素，并進(jìn)行有關(guān)分析與計(jì)算。該做法豐富了第二課堂的內(nèi)容，加深了學(xué)生對(duì)水文相關(guān)知識(shí)的理解，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移。

結(jié)語(yǔ)

工程教育專業(yè)認(rèn)證是推進(jìn)我國(guó)工程師注冊(cè)制度的前提，是提高我國(guó)培養(yǎng)高質(zhì)量工程師的重要手段，是我國(guó)高等教育質(zhì)量保障體系的重要組成部分。在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，榆林學(xué)院的給排水科學(xué)與工程專業(yè)嘗試開放辦學(xué)，在“水文學(xué)”課程教學(xué)實(shí)踐中緊扣“綜合性強(qiáng)、涉及范圍廣、內(nèi)容多且復(fù)雜抽象、實(shí)踐性強(qiáng)、統(tǒng)計(jì)分析量大”等特點(diǎn)，構(gòu)建新的專業(yè)人才培養(yǎng)模式。從用多樣的教學(xué)形式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、合理選擇教學(xué)內(nèi)容、增加實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)、增設(shè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、開設(shè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目等五個(gè)方面進(jìn)行改革與實(shí)踐，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、現(xiàn)代工程意識(shí)和工程實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]瞿振元：《推動(dòng)高等工程教育向更高水平邁進(jìn)》，《高等工程教育研究》2017年第1期，第12-16頁(yè)。

[2]姜理英、陳浚：《工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)改革探析》，《浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》（社會(huì)科學(xué)版）2014年第13卷第3期，第256-260頁(yè)。

[3]韓鳳霞、鄭軍：《基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的工程訓(xùn)練教學(xué)的改革》，《實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理》2015年第32卷第10期，第178-181頁(yè)。

[4]王景才、黃紅虎、方紅遠(yuǎn)：《高等院校水文與水資源工程專業(yè)水文學(xué)原理課程教學(xué)探索》，《高等建筑教育》2015年第24卷第6期，第97-101頁(yè)。

作者單位：榆林學(xué)院建筑工程學(xué)院陜西榆林