水利水電工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新研究與實(shí)踐

王昱 王之君 范嚴(yán)偉

摘 要：本文以水利水電工程專業(yè)為研究主題，選取與其知識(shí)傳授與能力訓(xùn)練密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為研究對(duì)象，重點(diǎn)探討水利水電工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新研究與實(shí)踐問題。具體論述中先結(jié)合當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一般情況進(jìn)行簡(jiǎn)要概述;然后從教學(xué)模式創(chuàng)新的角度對(duì)其體系構(gòu)建進(jìn)行了分析，最后在實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新的系統(tǒng)框架內(nèi)，整合原有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并按體系化的思維方法對(duì)實(shí)踐部分展開具體探討。

關(guān)鍵詞：水利水電; 工程專業(yè); 實(shí)驗(yàn)教學(xué); 模式創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1006-3315（2021）1-126-002

現(xiàn)階段我國在高等教育領(lǐng)域?qū)嵭辛巳娴母母飮L試，從革新效果觀察，針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)院制度已初見成效。以水利水電工程專業(yè)為例，作為一門知識(shí)性與技能性并重的專業(yè)學(xué)科，當(dāng)前已經(jīng)構(gòu)建了與其教學(xué)目標(biāo)相一致的理論體系與實(shí)踐體系。此類嘗試的成功，預(yù)示著我國高等教育正在由原來的常識(shí)性教育模式，向著素質(zhì)能力教育模式轉(zhuǎn)型，也體現(xiàn)了專業(yè)化教學(xué)向科學(xué)闡釋系統(tǒng)的完善。

1.水利水電工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法陳舊

受傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的影響，水工實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多是結(jié)合理論課程開設(shè)，并在教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，學(xué)生主要依照教師的布置或者指導(dǎo)書上的步驟，按部就班，完成實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一致，結(jié)果唯一。學(xué)生雖然參與了實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，但實(shí)驗(yàn)過程僅是被當(dāng)作技能并以“知識(shí)”的形式加以傳授，學(xué)生“創(chuàng)造性”應(yīng)用能力缺乏培養(yǎng)。

1.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段落后

全國大部分高校的水工實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多處于演示型實(shí)驗(yàn)，而驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)相對(duì)缺乏，仿真實(shí)習(xí)技術(shù)也較少，學(xué)生無法產(chǎn)生真實(shí)的企業(yè)運(yùn)行過程的臨境感受，實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上還是處于“看”實(shí)驗(yàn)而不是“做”實(shí)驗(yàn)階段，學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力、分析和解決實(shí)際問題的能力得不到應(yīng)有的鍛煉[1]。

1.3考核評(píng)價(jià)形式單一

傳統(tǒng)的水工實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評(píng)價(jià)形式單一，注重實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)，甚至作為唯一評(píng)定成績的依據(jù)，導(dǎo)致學(xué)生并不重視過程，甚至最終提交報(bào)告大同小異，無法看出學(xué)生對(duì)實(shí)際實(shí)驗(yàn)問題的理解程度，也無法反映教學(xué)效果。

2.水利水電工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新

2.1整合科研實(shí)驗(yàn)資源，激發(fā)學(xué)生興趣

資源優(yōu)化配置是一種方法，它的特征在于結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)具有比較優(yōu)勢(shì)的要素進(jìn)行重新組合，從而實(shí)現(xiàn)功能的最優(yōu)化。以水利水電工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，就可以先對(duì)學(xué)?，F(xiàn)有的公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源進(jìn)行全要素列舉。然后，在具體操作中，按照基礎(chǔ)搭建的方法，選取水力學(xué)、土力學(xué)、材料力學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)室資源作為基礎(chǔ);其次，從水利水電工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)角度，將水工模型、工程水文、工程測(cè)量實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行全要素層面的知識(shí)資源整合。這樣，就能夠以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為中心，構(gòu)建一個(gè)由水利水電工程專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)主導(dǎo)的總體框架。以此為準(zhǔn)，可以深入一步，按照水利水電工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的知識(shí)傳授需求，憑借其中不同的實(shí)驗(yàn)資源，相應(yīng)的提升學(xué)生對(duì)理念與能力的接受速度。比如，在水工模型實(shí)驗(yàn)資源中，就可以憑借水利樞紐與水電站模型，以工程現(xiàn)實(shí)運(yùn)行場(chǎng)景模擬，使學(xué)生建立起關(guān)于水利水電工程的總體概念[2]。再如，利用水文實(shí)驗(yàn)資源，培養(yǎng)學(xué)生的觀測(cè)能力，并對(duì)水文要素進(jìn)行關(guān)系解讀。其它硬件資源的利用均可以以此類推，對(duì)應(yīng)到不同的教學(xué)目標(biāo)。從現(xiàn)階段的水利水電工程專業(yè)人才培養(yǎng)的對(duì)象出發(fā)，針對(duì)生源、高校、企業(yè)、職業(yè)人才四大要素，劃分出“四類對(duì)象”;其次，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的問題出發(fā)，針對(duì)專業(yè)，從教學(xué)資源、教學(xué)體系、教學(xué)運(yùn)行機(jī)制層面，具體的提煉出“三大問題”;第三，按照系統(tǒng)框架將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“四類對(duì)象”與“三大問題”納入到一個(gè)全面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系架構(gòu)之內(nèi)。從而構(gòu)建完整的“431”模式。具體到操作層面，就可以按照“水利水電工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系”的總項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案，分別設(shè)置“系統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程”“產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的實(shí)踐教學(xué)基地”“虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)”三大模塊。然后，再通過要素匹配的方式，在各個(gè)模塊匹配設(shè)置對(duì)應(yīng)的子項(xiàng)目。以“系統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程”為例，就可以針對(duì)性的設(shè)置“實(shí)驗(yàn)板塊”“上機(jī)操作板塊”、“實(shí)習(xí)板塊”、“講座板塊”、“科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)板塊”;以“產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的實(shí)踐教學(xué)基地”為例，就可以針對(duì)性的設(shè)置“校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)基地板塊”、“校外已建水電站實(shí)踐教學(xué)基地板塊”“校外在建水電站實(shí)踐教學(xué)基地板塊”;以“虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)”為例，就可以針對(duì)性的設(shè)置“專業(yè)實(shí)驗(yàn)室板塊”“虛擬的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)板塊”“實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)素材庫板塊”。完成系統(tǒng)——三大模塊——各個(gè)板塊的設(shè)置之后，就可以在對(duì)應(yīng)的板塊添加具體的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容，從而使知識(shí)傳授與能力訓(xùn)練在各個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)得到具體落實(shí)。

2.2整合科研實(shí)驗(yàn)資源，以項(xiàng)目為主進(jìn)行創(chuàng)新

資源優(yōu)化配置的本質(zhì)是要素之間良好關(guān)系的構(gòu)建，因而軟件與硬件永遠(yuǎn)相伴而行。單從軟件資源方面分析，水利水電工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)積累了很好的經(jīng)驗(yàn)，如在實(shí)驗(yàn)教學(xué)素材庫的建立，已經(jīng)能夠使實(shí)體的軟件資源與虛擬的軟件資源進(jìn)行同步處理，尤其是多元化的表現(xiàn)方式，對(duì)知識(shí)進(jìn)行了形式轉(zhuǎn)換，在很大程度上優(yōu)化了知識(shí)的學(xué)習(xí)途徑，極大的促進(jìn)了學(xué)生在各個(gè)視角下的接受可能。比如，以3D模型為例，結(jié)合素材數(shù)據(jù)庫，就可以很快的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)參數(shù)向數(shù)字模型的轉(zhuǎn)換，而且在各個(gè)角度的透視更有利于學(xué)生掌握相對(duì)系統(tǒng)的知識(shí)與技能。其中包括了創(chuàng)建能力、驗(yàn)證方法、設(shè)計(jì)流程等。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，增加數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠使教學(xué)中的“交流、討論、互動(dòng)、研究、創(chuàng)新、探索”得到具體落實(shí)，分析其中的原因，主要是通過形象化與具體化，降低了學(xué)生在三維空間想象方面的難度，從而使教師與學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，能夠針對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象展開具體分析。其次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新后，需要在模式之內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程內(nèi)容的創(chuàng)新。具體可以采用優(yōu)化方法，在改造的基礎(chǔ)實(shí)施一些內(nèi)容創(chuàng)新[3]。首先，建議從當(dāng)前水利水電工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際需求出發(fā)，對(duì)原有的教學(xué)項(xiàng)目進(jìn)行一些改造優(yōu)化;然后，從現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況出發(fā)，針對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)層面的匹配優(yōu)化。比如，現(xiàn)階段的企業(yè)生產(chǎn)，主要是將水利水電工程項(xiàng)目作為生產(chǎn)產(chǎn)品，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、材料選擇與物流環(huán)節(jié)、生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)、試運(yùn)行與市場(chǎng)化運(yùn)作環(huán)節(jié)開展生產(chǎn)作業(yè)。所以，就需要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目、材料實(shí)驗(yàn)分析項(xiàng)目、物流運(yùn)輸優(yōu)化項(xiàng)目等。這樣就可以將實(shí)際的教學(xué)與生產(chǎn)進(jìn)行有效對(duì)接，使教學(xué)內(nèi)容成為職業(yè)與教育之間的橋梁。進(jìn)一步講，可以在實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容中，劃分出基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，并使每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，都能夠滿足企業(yè)生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈條中，各個(gè)環(huán)節(jié)所需求的知識(shí)與技能。比如，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中對(duì)于測(cè)繪技能的掌握，對(duì)于各項(xiàng)參數(shù)測(cè)試的掌握，對(duì)于各類軟件的制圖與編程的掌握;再如，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)中對(duì)于工程規(guī)劃的掌握，對(duì)于施工設(shè)計(jì)的掌握，對(duì)于系統(tǒng)管理的掌握;還有在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中，針對(duì)具體的項(xiàng)目預(yù)設(shè)，能夠根據(jù)各類標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計(jì)一個(gè)完整的項(xiàng)目方案，并提出對(duì)不同難題的解決方案，以及對(duì)現(xiàn)有方案的優(yōu)化處理等。另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化中，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與探討教學(xué)的問題提煉，持續(xù)性地對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱進(jìn)行優(yōu)化，建議從“開放性大綱設(shè)計(jì)”的角度，結(jié)合不同的教學(xué)部分，設(shè)置專題研究與分析教學(xué)項(xiàng)目，尤其應(yīng)該增強(qiáng)“成功案例”與“失敗案例”的比較研究。另外，結(jié)合本專業(yè)老師科研項(xiàng)目中的實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，凝練相關(guān)實(shí)驗(yàn)中的科研問題讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案解決，要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識(shí)尋找解決辦法，獨(dú)立自主完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并和實(shí)際科研實(shí)驗(yàn)中正在采用的實(shí)驗(yàn)方案和解決手段進(jìn)行比較，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，找出自己的差距;并組織學(xué)生參與科研實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從而提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和科研興趣。

2.3建立重視過程和創(chuàng)新性的量化考評(píng)體系

根據(jù)對(duì)精選的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置模塊化教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生建立重視過程和創(chuàng)新性的量化考評(píng)體系，加大過程考核、分解多次考核的權(quán)重，真正體現(xiàn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力，使考評(píng)體系能體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。當(dāng)前高校的水利水電工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，旨在實(shí)現(xiàn)職業(yè)化向社會(huì)化生產(chǎn)的過渡與轉(zhuǎn)化，并盡可能降低其中的成本。所以，需要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法中，貼近能力訓(xùn)練或以能力訓(xùn)練為主導(dǎo)。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，在本質(zhì)上就體現(xiàn)在教學(xué)體系的框架與教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐流程之中。所以，當(dāng)前應(yīng)該注重“信息技術(shù)的應(yīng)用”“教學(xué)思維方式的轉(zhuǎn)變”“實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的更新”[4]。在這三個(gè)方面的重點(diǎn)是將實(shí)驗(yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)化為“能力訓(xùn)練”，也就是說將理論中的概念分析，對(duì)接到實(shí)驗(yàn)中的各個(gè)部分，用理念指導(dǎo)實(shí)驗(yàn);同時(shí)，要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完整的設(shè)計(jì)與分析。除了重復(fù)式的邏輯與動(dòng)手能力訓(xùn)練之外，教學(xué)中需要采用“項(xiàng)目引導(dǎo)法”，從而使實(shí)驗(yàn)教學(xué)具體化到每一個(gè)細(xì)節(jié)。要達(dá)到此類目標(biāo)，就需要在實(shí)踐中，對(duì)教師本身進(jìn)行人力資源培養(yǎng)，可以由本專業(yè)的教師與教學(xué)研究者共同組織專題研討會(huì)，設(shè)計(jì)一套可以提升教師職業(yè)水平的培訓(xùn)方案;并通過教師載體實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)方案向教學(xué)方法的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。除此之外，要應(yīng)用“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”這個(gè)原則，構(gòu)建匹配的評(píng)價(jià)機(jī)制。

總之，現(xiàn)代教育在理論層面與實(shí)踐層面已經(jīng)獲得了全新的認(rèn)知，而要將這種認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)化到實(shí)際的教學(xué)層面，則需要在理論層面強(qiáng)化原理的分析;而在實(shí)踐層面增強(qiáng)能力的訓(xùn)練。就當(dāng)前而言，水利水電工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，已經(jīng)使學(xué)院內(nèi)的技能訓(xùn)練，與學(xué)院外基于工作的真實(shí)場(chǎng)景下的技能訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)了充分融合，這種基于社會(huì)資源優(yōu)化配置的創(chuàng)新模式，更加強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的價(jià)值，從而將職業(yè)與教育進(jìn)行了對(duì)應(yīng)關(guān)系的處理，較好的完成了學(xué)習(xí)與工作之間的過渡。從根本上講，它節(jié)約了社會(huì)化大生產(chǎn)的成本，提高了知識(shí)與技能在生產(chǎn)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹彬彬.現(xiàn)代化水利水電工程管理現(xiàn)狀研究[J]建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2020，14（6）：2637

[2]于游.淺談水利水電工程施工質(zhì)量控制與管理[J]建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2020，12（6）：2726

[3]劉暢.新時(shí)代水利水電工程生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究與實(shí)踐[J]價(jià)值工程，2019，38（35）：98-99

[4]王國強(qiáng).建立水利水電工程移民信息化標(biāo)準(zhǔn)體系的探討[J]水力發(fā)電，2020，46（3）：9-12