科教融合，創(chuàng)新為先

王艷艷 何小武 劉士余 李保同 周昌明

摘?要：農(nóng)業(yè)水利工程（如水利計算）核心課程的教學(xué)存在著教學(xué)資源不足、教學(xué)模式固化、師資隊伍建設(shè)僵化、實(shí)踐教學(xué)體系內(nèi)容單一等問題。在“雙一流”戰(zhàn)略下，提出了“科教結(jié)合、創(chuàng)新先行”的人才培養(yǎng)理念，以崗位分析為基礎(chǔ)，以工作流程為導(dǎo)向，設(shè)計教學(xué)內(nèi)容;設(shè)計以項目為載體，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)方法。探索了一套以“國際化”“創(chuàng)新實(shí)踐”培養(yǎng)為導(dǎo)向，以工作過程為基礎(chǔ)，以項目為導(dǎo)向，以任務(wù)為驅(qū)動，以“教、學(xué)、練、做”為一體的“水利計算”教學(xué)實(shí)踐模式，培養(yǎng)“創(chuàng)新人才”。擴(kuò)大了學(xué)生的知識面，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計能力，逐步提高了畢業(yè)生從事水利工程設(shè)計的比例，逐步擴(kuò)大了該專業(yè)的社會認(rèn)可度。

關(guān)鍵詞：水利計算;科教融合;創(chuàng)新為先

一、概述

2015年年底，國家頒布了《全面推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體規(guī)劃》，把“培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才”作為建設(shè)任務(wù)的重點(diǎn)，其中“國際視野”和“促進(jìn)國際交流與合作”兩個關(guān)鍵詞在建設(shè)任務(wù)和改革任務(wù)上給予了雙重強(qiáng)調(diào)。國土資源學(xué)院作為江西農(nóng)業(yè)大學(xué)“雙一流”學(xué)科建設(shè)的重點(diǎn)部門，積極響應(yīng)國家提出的對高校和學(xué)科建設(shè)提出的新要求[1]。

在農(nóng)業(yè)水利工程核心課程（如水利計算）的教學(xué)中，存在著教學(xué)資源不足、教學(xué)模式固化[2]、師資隊伍建設(shè)僵化、實(shí)踐教學(xué)體系內(nèi)容單一等問題（圖1）。在“雙一流”戰(zhàn)略下，提出了“科教結(jié)合、創(chuàng)新先行”的人才培養(yǎng)理念，以崗位分析為基礎(chǔ)，以工作流程為導(dǎo)向，設(shè)計教學(xué)內(nèi)容;設(shè)計以項目為載體，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)方法。

探索了一套以“國際化”和“創(chuàng)新實(shí)踐”培養(yǎng)為導(dǎo)向，以培養(yǎng)“創(chuàng)新型人才”為目標(biāo)，基于工作過程的“教、學(xué)、練、做”一體化的水利計算教學(xué)實(shí)踐模式，如圖2所示[3]。

二、指導(dǎo)思想

本研究以《全面推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體規(guī)劃》和《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》為指導(dǎo)思想，以“創(chuàng)新人才培養(yǎng)”為重點(diǎn)，堅持“科教結(jié)合、創(chuàng)新先行”的人才培養(yǎng)理念，突出人才培養(yǎng)的核心地位，著力培養(yǎng)具有歷史使命感和社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的水利工程人才。

圍繞“科教結(jié)合”這一主線，提出了基于工作過程的“教、學(xué)、練、做”的項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、一體化教學(xué)模式;選擇典型工程案例，貫穿各種教學(xué)項目，理論與實(shí)踐相結(jié)合;運(yùn)用先進(jìn)的計算方法提高學(xué)生的技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，增強(qiáng)教學(xué)能力，提高教學(xué)質(zhì)量，拓展學(xué)生視野，提升競爭力，使之成為真正能夠滿足國家需要、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新型工程人才[4]。

三、主要教學(xué)研究與實(shí)踐內(nèi)容

（一）以研促教、教研相長，開放式教學(xué)模式促人才培養(yǎng)

教而不研則淺，研而不教則空，時代呼喚教學(xué)理念的革新。依托優(yōu)秀的科研項目資源，結(jié)合先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，通過教學(xué)活動將科研理念傳授給學(xué)生，以科研促教學(xué)，以教研促成長[5]。

本研究基于實(shí)際工作所需的知識、能力和素質(zhì)要求[6];以具體工作內(nèi)容（案例、項目）為載體;課程內(nèi)容綜合性強(qiáng);打破傳統(tǒng)的學(xué)科體系，根據(jù)工作需要，設(shè)計以能力為主線、以項目為主線、以知識為暗線的教學(xué)內(nèi)容[7];形成了理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容，整個內(nèi)容分為7個項目26個任務(wù)，如下表所示。

（二）開發(fā)虛擬仿真（VR）內(nèi)容、使教學(xué)資源多樣化

VR教學(xué)資源建設(shè)包括虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和課程理論教學(xué)碎片化知識兩部分內(nèi)容，按照教學(xué)大綱要求，除了開發(fā)與課程真實(shí)實(shí)驗(yàn)配套的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)之外，還要根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)、實(shí)際人才能力需求，增加了若干虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。在開發(fā)水利計算虛擬教學(xué)資源時，將高成本、不可逆的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行虛擬化，將無形、隱蔽的水利工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維可視化，建立了虛擬實(shí)驗(yàn)室的水利水電工程模型和零件模型，旋轉(zhuǎn)，完成了三維結(jié)構(gòu)的拆卸等操作，并通過三維仿真動畫演示了實(shí)驗(yàn)原理。

（三）深化科教融合，注重過程設(shè)計

本課程綜合運(yùn)用課堂教學(xué)、案例研討、辯論賽、模擬招標(biāo)會、實(shí)戰(zhàn)技能競賽、沙盤教學(xué)法、小組答辯等多種方法。

（1）課堂教學(xué)：緊密結(jié)合工程設(shè)計實(shí)踐，簡單講解水力計算的基本原理、概念和方法。

（2）案例分析與討論：每個項目都會給出一個綜合性的案例，引導(dǎo)學(xué)生和讀者運(yùn)用自己的知識解決現(xiàn)實(shí)世界中的問題，如如何確定水利工程的正常蓄水位和死水位，如何預(yù)測生態(tài)需水量等。

（3）辯論賽：圍繞某一知識點(diǎn)進(jìn)行辯論賽，有助于學(xué)生更好地理解知識，鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力和邏輯思維能力。根據(jù)項目2“多年調(diào)節(jié)水庫效益提升計算”的知識點(diǎn)，由于多年調(diào)節(jié)水庫的存在，可采用時間日歷法和數(shù)理統(tǒng)計法進(jìn)行計算。辯論賽“采用時間日歷和數(shù)理統(tǒng)計[8]，哪個方法更適合數(shù)據(jù)不足地區(qū)的水庫效益計算”。通過辯論賽，學(xué)生對兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)有了更透徹的了解，為今后的水利工程設(shè)計奠定了堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。

（4）模擬招標(biāo)會議：本課程利用實(shí)際工程案例，充分模擬施工招標(biāo)從發(fā)布招標(biāo)公告到最終發(fā)出中標(biāo)通知書、簽訂合同的全過程。針對工程6綜合利用水庫正常蓄水位和死水位的選擇過程，模擬了“贛江水利樞紐工程設(shè)計”招標(biāo)會議。學(xué)生模擬招標(biāo)人和投標(biāo)人，體驗(yàn)和掌握招標(biāo)實(shí)際業(yè)務(wù)中的所有角色和工作[9]。

（5）實(shí)用技能競賽：在1分鐘內(nèi)繪制水庫特征水位及相應(yīng)庫容示意圖。根據(jù)河流水文條件和需水量保證情況，通過調(diào)節(jié)計算和經(jīng)濟(jì)論證，確定水庫的各種特征水位和相應(yīng)庫容，是水庫規(guī)劃設(shè)計中水利計算的重要任務(wù)之一各用水部門費(fèi)率。通過1分鐘的水庫特征水位及相應(yīng)的庫容圖競賽，了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力。

（6）沙盤教學(xué)法：水力計算課程設(shè)計采用沙盤教學(xué)法。沙盤教學(xué)是以一定的情境方式模擬特定的工程情境，將學(xué)生分成幾個公司或管理團(tuán)隊，圍繞課程理論知識的主題，以“沙盤”為基礎(chǔ)進(jìn)行訓(xùn)練，從而達(dá)到教學(xué)目的的一種方法和手段。水利工程建設(shè)的主要步驟包括：團(tuán)隊組建、企業(yè)戰(zhàn)略分析、項目資金來自融資方案、項目可行性研究、項目建設(shè)等[10]，建設(shè)過程的作用如圖4所示。

在建設(shè)初期，要給建設(shè)單位和建設(shè)單位一定的資金。施工單位每完成一次定額工作量，就要對施工單進(jìn)行計量和支付。施工過程中，施工單位各部門根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行支付[10]。

（7）小組答辯：針對項目5（防洪水利工程計算），在課程中設(shè)置了分組，以“2019年6月上旬峽江水利樞紐調(diào)洪過程”公開答辯。整個翻轉(zhuǎn)課堂分為小組PPT展示、評委點(diǎn)評、提問互動等環(huán)節(jié)。

（四）側(cè)重過程教學(xué)，改革考核方式

強(qiáng)調(diào)學(xué)生平時表現(xiàn)、動手能力，由傳統(tǒng)的“一張試卷定成績”的考核方式轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅卣n程全過程能力培養(yǎng)的“綜合性考核模式”，如圖5所示。

結(jié)語

在“雙一流”的背景下，課題組積極響應(yīng)國家號召，高度重視國際化教學(xué)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新發(fā)展方向和新目標(biāo)，為學(xué)生成長成才提供和創(chuàng)造了更多的機(jī)會和可能。擴(kuò)大了學(xué)生的知識面，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計能力，逐步提高了畢業(yè)生從事水利工程設(shè)計的比例，逐步擴(kuò)大了該專業(yè)的社會認(rèn)可度。今后要繼續(xù)保持科教結(jié)合的教學(xué)特色，緊跟人才市場需求和全國高等教育發(fā)展形勢，通過不斷調(diào)整和提高，進(jìn)一步深化改革，提高專業(yè)影響力。

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基金項目：2013年6月，江西省普通本科高等學(xué)?！白吭焦こ處煛迸囵B(yǎng)計劃項目：農(nóng)業(yè)水利工程卓越工程師教育培養(yǎng)計劃（贛教高字[2014]42號）;2018年江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目：控制性交替灌溉條件下玉米大豆間作SPAC系統(tǒng)水熱傳輸（項目編號：9232307126）;2020年江西農(nóng)業(yè)大學(xué)“線上線下混合式一流本科課程”建設(shè)項目（項目編號：0432300508）;2021年江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程思政示范課程培育項目（項目編號：0432300666）;2021年，江西省高等學(xué)校教學(xué)改革研究課題：“‘雙一流’背景下《水利計算》‘一心五環(huán)’課程思政教學(xué)改革”（JXJG-21-3-29）

作者簡介：王艷艷（1988—?），女，漢族，湖北宜昌人，博士，講師，研究方向：水文、農(nóng)業(yè)氣象。