基于“新工科”理念的水務(wù)工程人才培養(yǎng)模式的探索和實踐

程香菊 王兆禮 黃國如

[摘 要] 當(dāng)前，我國水利事業(yè)正由傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利轉(zhuǎn)變，本文基于“新工科”理念，結(jié)合“海綿城市”“一帶一路”“黑臭水體治理”“河長制”“粵港澳大灣區(qū)”等國家發(fā)展戰(zhàn)略，從“培養(yǎng)目標(biāo)”“課程設(shè)置”“實踐教學(xué)”“師資隊伍建設(shè)”等幾個方面，在現(xiàn)有水利水電工程、給水排水工程、環(huán)境工程、水文與水資源工程等培養(yǎng)方案基礎(chǔ)上，摸索而成新的水務(wù)工程人才培養(yǎng)模式。新的培養(yǎng)模式著重體現(xiàn)水資源一體化管理和可持續(xù)利用新理念，更加符合國家和粵港澳大灣區(qū)涉水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的人才需求。

[關(guān)鍵詞] 水務(wù)工程;人才培養(yǎng);新工科;教學(xué)改革

“新工科”這一概念自2016年提出以來，有了“復(fù)旦共識”和“天大行動”，明確了“新工科”思路的內(nèi)涵，即以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[1，2]。黨的十八大以來，習(xí)近平總書記就治水多次發(fā)表重要講話，闡明了治水、興水的重大意義，深入剖析了我國水安全新老問題交織的嚴(yán)峻形勢，明確提出了“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的新時期水利工作方針。國家“十三五”規(guī)劃當(dāng)中，提出全面建設(shè)節(jié)水型社會、健全水利發(fā)展體制機(jī)制、完善水利基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、保護(hù)和修復(fù)水生態(tài)環(huán)境等規(guī)劃任務(wù)，切實做好規(guī)劃組織實施工作。當(dāng)前，涉及全國七大流域的全面水功能區(qū)劃開始實施，控制河流納污總量、減輕河流污染的管理工作正在加強(qiáng)，水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)正在成為水利工作的新焦點;需水管理悄然實施，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)迅速向節(jié)水方向調(diào)整。結(jié)合“海綿城市”“一帶一路”“黑臭水體治理”“河長制”“粵港澳大灣區(qū)”等國家發(fā)展戰(zhàn)略，隨著國家以及粵港澳大灣區(qū)水務(wù)工程建設(shè)投入的不斷增加，社會對基于“新工科”理念的水務(wù)工程專業(yè)人才，特別是本科及以上學(xué)歷人才的需求將會更加迫切。

這一系列觀念上、工作方針上的巨大變化，將會對水利高等教育人才培養(yǎng)帶來深刻而持久的影響，所以，高等教育水利類專業(yè)設(shè)置也應(yīng)作出相應(yīng)調(diào)整，將過去工程水利以設(shè)計、施工、管理為主，拓展到對水資源的開發(fā)、利用、管理，以及對水環(huán)境的保護(hù)及水污染等方面，也就是拓展到生態(tài)水利、資源水利、民生水利。因此，我校的水務(wù)工程人才培養(yǎng)模式是在現(xiàn)有水利水電工程、給水排水工程、環(huán)境工程、水文與水資源工程基礎(chǔ)上摸索而成新的融合，但并不是上述專業(yè)的簡單疊加，而是著重體現(xiàn)水資源一體化管理和可持續(xù)利用的新理念，新的培養(yǎng)模式更加符合國家和粵港澳大灣區(qū)涉水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的人才需求。

鑒于此，本文將從培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置、實踐教學(xué)、師資隊伍建設(shè)等方面，探索和闡述新工科背景下水務(wù)工程人才的培養(yǎng)模式。

一、培養(yǎng)目標(biāo)的確定

新工科人才要擁有“?！焙汀巴ā钡哪芰??！皩！敝傅氖窃趯I(yè)領(lǐng)域中的能力，包括理論分析能力、理解能力、設(shè)計能力以及動手能力等?！巴ā敝傅氖强缥幕涣鳒贤芰Α?chuàng)新能力以及國際競爭能力等。因此，針對水務(wù)工程領(lǐng)域的人才培養(yǎng)目標(biāo)，必須更新固有的理念，不能拘泥于水利樞紐、攔河大壩、泄洪建筑物、水電站廠房、船閘等的設(shè)計、施工、運行維護(hù)和安全保障，而是需要拓寬思路，認(rèn)清現(xiàn)代水利已經(jīng)成為一個跨學(xué)科專業(yè)，信息技術(shù)、系統(tǒng)理論、管理科學(xué)、生態(tài)環(huán)境科學(xué)等在本學(xué)科中扮演著越來越重要的角色，許多新的分支學(xué)科如生態(tài)水工、環(huán)境水利、城市生態(tài)水文等不斷涌現(xiàn)出來。培養(yǎng)出來的人才需要具備解決水資源短缺、能源短缺、洪澇災(zāi)害、水環(huán)境修復(fù)、水土流失等水問題，真正能促進(jìn)人與自然和諧相處。

“授人以魚不如授人以漁”，在水務(wù)工程人才培養(yǎng)目標(biāo)上，除了培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才外，最重要的是要確保學(xué)生擁有快速學(xué)習(xí)能力。因為新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是一個動態(tài)過程，要不斷地推陳出新，因而應(yīng)當(dāng)從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展、新技術(shù)創(chuàng)新、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等入手，著力培養(yǎng)學(xué)生的核心能力，即快速學(xué)習(xí)新事物的能力。

簡言之，我們將培養(yǎng)適應(yīng)新時期現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展需要，德、智、體、美、勞全面發(fā)展，既掌握涉水基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和管理專業(yè)知識，又具備解決我國水資源利用、水生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水災(zāi)害防治與水安全保障中復(fù)雜問題的基本能力，還具有家國情懷和全球視野的“三創(chuàng)型”（創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)）人才。

二、課程設(shè)置

從2019年起，我校將進(jìn)行大類招生，水務(wù)工程方向的學(xué)生將歸入土木工程大類招生，這意味著學(xué)生入學(xué)后的第一學(xué)年要在“大土木”框架下進(jìn)行通識教育，讓學(xué)生初步了解土木學(xué)科平臺的專業(yè)知識模塊體系框架，因此，必須對專業(yè)課程知識結(jié)構(gòu)和課程體系進(jìn)行整體優(yōu)化，刪除一些趨于淘汰、不符合發(fā)展形勢的課程，以“必需、夠用”為度。因此，將開設(shè)科技前沿專題和部分創(chuàng)新課程，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力為核心，堅持學(xué)—研—產(chǎn)一體化培養(yǎng)模式，根據(jù)現(xiàn)代水利類專業(yè)內(nèi)涵對課程進(jìn)行拓展，根據(jù)社會需求向交叉與復(fù)合學(xué)科方向發(fā)展，以現(xiàn)代水利人才需求為導(dǎo)向進(jìn)行培養(yǎng)方向的調(diào)整。

在制定課程設(shè)置之前，我們也與同類高校的培養(yǎng)方案進(jìn)行了比較，如表1所示。從這些高校的主干課程可以看出，主要還是基于傳統(tǒng)水利工程而開設(shè)的。鑒于此，我校將在保持我校水利水電工程傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)拓展專業(yè)邊界，著力向水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水景觀等方向發(fā)展，以適應(yīng)新時代發(fā)展的需要，制訂的課程如1—13所示。

1.主干課程：水力學(xué)、土力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、工程水文學(xué)、水工建筑物、水務(wù)規(guī)劃與管理、水務(wù)工程施工、水工建筑物、給水排水工程、水生態(tài)環(huán)境工程。

2.特色課程：城市水文與海綿城市、水災(zāi)害防治、水利信息化與智慧水務(wù)。

3.跨學(xué)科課程：建議選擇人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算或管理類、經(jīng)濟(jì)類跨學(xué)科課程，不少于2個學(xué)分。

4.全英教學(xué)課程：水力學(xué)（Ⅰ）、海岸工程。

5.雙語教學(xué)課程：土力學(xué)、水生態(tài)環(huán)境工程、遙感與地理信息技術(shù)。

6.研究型課程：工程管理IT技術(shù)、水利信息化與智慧水務(wù)、水工建筑物生命健康智能評估、水利大數(shù)據(jù)技術(shù)及應(yīng)用。

7.新生研討課：城市發(fā)展與水、能源與可持續(xù)發(fā)展。

8.專題研討課：水問題論壇。

9.校企合作課：水利事業(yè)發(fā)展及個人職業(yè)規(guī)劃講座、認(rèn)識實習(xí)、工程地質(zhì)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計。

10.專題設(shè)計課：水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計、水務(wù)規(guī)劃與管理課程設(shè)計、水務(wù)工程施工課程設(shè)計、水工建筑物課程設(shè)計、給水排水工程課程設(shè)計、工程水文學(xué)課程設(shè)計、水泵與泵站課程設(shè)計。

11.創(chuàng)新實踐課程：環(huán)境與生態(tài)水利學(xué)實驗。

12.創(chuàng)業(yè)教育課程：水利事業(yè)發(fā)展及個人職業(yè)規(guī)劃講座。

13.MOOC：大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)、城市規(guī)劃原理、小白學(xué)機(jī)器學(xué)習(xí)。

課程設(shè)置的特色主要體現(xiàn)在：（1）為適應(yīng)工程水利向資源水利、環(huán)境水利、生態(tài)水利轉(zhuǎn)變，新增設(shè)水生態(tài)環(huán)境工程（必修，24學(xué)時）、水景觀工程規(guī)劃與設(shè)計（選修，16學(xué)時）、河道整治水利計算（選修，16學(xué)時）;（2）面向大灣區(qū)涉水工程實際，增設(shè)水泵與泵站（必修，24學(xué)時）、給水排水工程（必修，24學(xué)時）、城市水文與智慧海綿（必修，24學(xué)時）、水災(zāi)害防治（16學(xué)時）、城市規(guī)劃原理（24學(xué)時）、工程項目管理與BIM（24學(xué)時）;（3）面向大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)與智慧水務(wù)，增設(shè)水利信息化與智慧水務(wù)（24學(xué)時）、地理信息技術(shù)（選修，24學(xué)時）、AI與水文預(yù)報（選修，16學(xué)時）。

大學(xué)四年，總的學(xué)時和學(xué)分如表2所示，其中總學(xué)分?jǐn)?shù)為170，總學(xué)時數(shù)為2424，必修課為137.5學(xué)分，選修課為32.5學(xué)分。學(xué)生除了取得專業(yè)教學(xué)計劃規(guī)定學(xué)分的同時，還應(yīng)結(jié)合個人興趣適當(dāng)參加課外人文素質(zhì)教育活動，學(xué)分累計不少于2個學(xué)分。另外，還必須參加國家或廣東省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃、學(xué)校學(xué)生研究計劃（SRP）或各類課外創(chuàng)新能力培養(yǎng)活動（如學(xué)科競賽、學(xué)術(shù)講座等）等，學(xué)分累計不少于4個學(xué)分。

三、實踐教學(xué)的設(shè)置

實踐教學(xué)是學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生實踐和科研能力等綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，是新工科人才培養(yǎng)素質(zhì)教育不可分割的重要內(nèi)容。因此，水務(wù)工程專業(yè)需要有走出校園促發(fā)展的戰(zhàn)略，需要加強(qiáng)協(xié)同辦學(xué)的力度，與行業(yè)企業(yè)協(xié)同育人，構(gòu)筑產(chǎn)學(xué)研合作教育模式，深化校企合作，產(chǎn)學(xué)合作教育逐步實現(xiàn)由“工學(xué)交替”向“工學(xué)交融”轉(zhuǎn)變，提升學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

構(gòu)建精準(zhǔn)的實踐教學(xué)體系、構(gòu)筑實踐教學(xué)實訓(xùn)平臺，是水務(wù)工程專業(yè)培養(yǎng)新工科人才的重要步驟。因此，教學(xué)計劃的調(diào)整、教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充、實驗室建設(shè)、實訓(xùn)中心的搭建等方面，都是一個有機(jī)的整體，力爭形成一個連續(xù)性、貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)生涯的實踐教學(xué)體系并形成有效的質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制。我校地處廣州五山區(qū)域，廣東省水利廳、廣東省水科院、廣東省水利勘測設(shè)計院、珠江水利科學(xué)委員會、珠江水利科學(xué)研究院等水利部門都在華工方圓2km范圍內(nèi)，我們充分利用這一得天獨厚的地理優(yōu)勢，多與實踐用人單位交流、互訪，建立教學(xué)實踐基地。由此，我校學(xué)生既可以利用暑假、寒假、畢業(yè)設(shè)計期間去實習(xí)或課程實習(xí)，我們亦可邀請水利部門的資深工程師站上講臺，給學(xué)生們分享和傳授實際工程的寶貴經(jīng)驗。

四、師資隊伍建設(shè)

為更好地執(zhí)行培養(yǎng)過程，保證教學(xué)質(zhì)量，在水務(wù)工程課程師資隊伍建設(shè)方面需要制訂長遠(yuǎn)規(guī)劃。以往在引進(jìn)人才時，主要偏向于引進(jìn)水利工程專業(yè)的人才。為適應(yīng)國家建設(shè)需要，在以后的人才引進(jìn)中，選擇的專業(yè)需要更廣，比如市政工程、環(huán)境工程、園林景觀、生態(tài)學(xué)、人工智能等專業(yè)的優(yōu)秀人才都可以適當(dāng)引入。同時，多鼓勵教師出去深造，增強(qiáng)教師的國際視野，活躍授課的思維，不定期舉行教學(xué)研討會，形成吸引人才、穩(wěn)定人才和激勵人才的良好氛圍。

我校作為“雙一流”A類建設(shè)的高校，培養(yǎng)的目標(biāo)是高水平、高素質(zhì)人才，應(yīng)鼓勵本科生參與科研工作，為進(jìn)一步攻讀碩士、博士打好堅實的科研基礎(chǔ)。為提升學(xué)生的科研素質(zhì)，在水務(wù)工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)上，每位教師都應(yīng)盡可能地指導(dǎo)學(xué)生，使其以掛靠科研項目的方式從事科研工作，把學(xué)生的科研積極性調(diào)動起來。

五、結(jié)語

本文對我校水務(wù)工程人才培養(yǎng)模式的探索不再拘泥于以往的水利工程傳統(tǒng)教育方法，而是推陳出新，融合了“新工科”理念，結(jié)合了“大土木工程”背景，與時代的發(fā)展和需求緊密聯(lián)系在一起，探索出一套較為完善的水務(wù)工程人才培養(yǎng)模式。

參考文獻(xiàn)

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