《水資源利用與保護》課程建設探討

鐘丹　馮玉杰　馬文成

摘要：《水資源利用與保護》是哈爾濱工業(yè)大學給排水科學與工程專業(yè)本科生的主干必修課程。文章探討了哈爾濱工業(yè)大學《水資源利用與保護》課程建設的經(jīng)驗與體會，以設計實踐教學、案例分析、累加式考核等作為輔助，取得了較好的教學效果。此外，在工程認證的背景下，對該門課程的建設提出新的構(gòu)想。

關鍵詞：水資源利用與保護；給排水科學與工程專業(yè)；課程建設

國民經(jīng)濟的發(fā)展和人類生活水平的提高受水資源狀態(tài)的制約。水資源的合理利用、有效保護與管理是維持水資源可持續(xù)利用的重要保證，也是維持社會進步、國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵所在?！端Y源利用與保護》課程作為高等學校給排水科學與工程專業(yè)的專業(yè)課，全面介紹了水資源利用與保護的現(xiàn)代理論、方法和工程要素。通過課程學習，使學生了解水資源概況、水源分類、選擇、防護，掌握地面水和地下水取水構(gòu)筑物形式、構(gòu)造、設計、計算、布置、施工、防護和運行管理等方面的知識。

近年來，許多高校對這門課程進行了教學改革方面的探討。哈爾濱工業(yè)大學經(jīng)過多年的課程建設，形成了較有成效的《水資源利用與保護》課程體系，以設計實踐教學、案例分析、累加式考核方式等環(huán)節(jié)作為輔助，可大大提高教學效果和學生應用理論知識及解決實際問題的能力。此外，在工程認證的背景下，基于“以學生為中心、目標為導向、持續(xù)改進”的新思想，擬構(gòu)建更為完善的考核體系。同時，注重課程內(nèi)容方面的充實完善及本課程與其他課程內(nèi)容的協(xié)調(diào)。

1 課程基本情況

我?！端Y源利用與保護》課程的發(fā)展分為二個階段：2004年前該課程名稱為《取水工程》，主要講授取水工程相關內(nèi)容；1999年召開的高等學校給水排水工程學科專業(yè)指導委員會三屆二次會議確定了新的培養(yǎng)方案，確定了包括《水資源利用與保護》在內(nèi)的10門專業(yè)主干課程，并組織編寫了《水資源利用與保護》教材。為了響應專業(yè)指導委員會新的培養(yǎng)方案，我校2004年之后將《取水工程》更名為《水資源利用與保護》，并按課程要求提升和充實了教學內(nèi)容，包括：地表水/地下水資源量評價、供水資源水質(zhì)評價與水資源供需平衡分析、地表水/地下水取水工程等。

目前，課程學時由最初的32學時調(diào)整為28學時，課程學分由2.0學分調(diào)整為1.5學分。在評估認證的背景下，本科生培養(yǎng)方案隨之修訂，為了讓學生有更多的時間接受通識教育，進行個性化培養(yǎng)，學時還將進一步被壓縮至24學時。教學內(nèi)容的充實，授課學時的壓縮，對老師和學生們來說都是挑戰(zhàn)，如何將教學內(nèi)容合理分配，保證學生的學習效果將是值得思考的問題。

本門課程開課學期為大三學年春季學期；先修課程包括：水力學、水文學、泵與泵站、土木工程制圖基礎；使用教材為：李廣賀等主編，水資源利用與保護（第三版），中國建筑工業(yè)出版社，2016；參考書目為：嚴煦世、范瑾初主編，給水工程（第四版），中國建筑工業(yè)出版社，2016。

2 課程建設經(jīng)驗與成果

2.1完善課堂教學方法

2.1.1 啟發(fā)式教學

采用啟發(fā)式教學，激發(fā)學生主動學習的興趣，培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力，引導學生主動自學獲得自己想學到的知識。

例1：在講述管井施工問題時，首先介紹正循環(huán)鉆進法，在正循環(huán)鉆進過程中，容易產(chǎn)生部分塌方，導致泥漿流速下降，影響鉆井速度。針對此問題，提問學生如何解決，并引出反循環(huán)鉆進法。

例2：針對枯水期與洪水期水位差較大的問題，提問學生如何保證取水水量與水質(zhì)，并引出設置雙層進水口。

2.1.2案例教學

采用案例教學：理論教學與工程案例相結(jié)合，培養(yǎng)學生應用所學專業(yè)知識，解決復雜工程問題的能力，強化工程思維方法和經(jīng)濟意識。

例1：“工程水資源”是指狹義水資源中，通過一定的技術經(jīng)濟手段，可以為人類所利用的水資源，也是我們的主要研究對象。在講述工程水資源概念時，引入南水北調(diào)的例子，從長江引水緩解北方水資源短缺的問題，2000年以后，在國家經(jīng)濟技術條件都能滿足要求的前提下，啟動南水北調(diào)工程，以此來詮釋工程水資源這一概念。

例2：在講述地下水與地表水的特點時，地下水水溫恒定，且水溫較低，適宜作為冷卻水，但南方某鋼板廠由于冷卻水需求量較大，最終未使用地下水作為冷卻用水，而使用地表水。以此來說明實際工程應用中水源的選擇原則不是絕對的。

例3：引入某地區(qū)水廠的兩個取水頭露出江面的事件，引導學生如何應對突發(fā)事件。此事件中將取水頭向江心延伸1.2米，供水得以恢復。

2.1.3 多媒體教學與傳統(tǒng)板書教學相結(jié)合

采用多媒體教學與傳統(tǒng)板書教學相結(jié)合的方式，增加課堂教學信息量，增強教學的直觀性，突出課程的重點、難點。

例1：使用傳統(tǒng)板書對橫向環(huán)流進行繪制和推導，使學生準確透徹的理解橫向環(huán)流的作用，進而更好地掌握泥沙的運動狀況、河床演變規(guī)律及常見河道類型等知識。

例2：使用傳統(tǒng)板書繪制管井的構(gòu)造，使學生清晰地了解所鉆的井孔、下的井管、填礫等各部分關系，避免混淆。

2.1.4 互動式教學

采用互動式教學，課內(nèi)討論和課外答疑相結(jié)合。借助微信群等平臺，學生們集中提問，老師定期解答，共享、存儲學生所提問題的信息。

2.2考試方法改革

采取累加式考核模式，課程考核以檢驗課程目標的達成度為手段，進而評價學生學習成果的達成度。考核的環(huán)節(jié)包括課后作業(yè)、期末考試和實例分析及研究，總評成績以百分計，滿分100分，各考核環(huán)節(jié)所占分值比例可根據(jù)具體情況進行微調(diào)。

2.3課程設計與實踐教學改革

2.3.1課程設計

我?！度∷こ陶n程設計》與《水資源利用與保護》課程設置在同一學期，課程設計在課程結(jié)束后進行，時間為1.5周，主要進行地表水取水構(gòu)筑物的設計計算。課程設計任務書的已知技術參數(shù)包括：工程所在地區(qū)，河流平、斷面，河流水位、流量、流速，冰凍情況，河流含沙量及漂浮物情況。設計工作量包括：設計計算說明書一份，取水構(gòu)筑物和取水泵站工藝設計圖（1：50～1：200）1號圖一張，格柵或格網(wǎng)構(gòu)造圖（1：50～1：200）2號圖一張。課設結(jié)束后組織學生答辯。課設成績以圖紙繪制、說明書設計計算及答辯情況綜合核定。

2.3.2畢業(yè)設計

取水工程作為給水工程畢業(yè)設計的一部分。在畢業(yè)設計的取水工程部分，除了完成取水工程的設計計算，還涉及取水工程與其他構(gòu)筑物的關系及影響，包括方案的選擇及技術經(jīng)濟比較、凈水廠的設計、二泵站的設計、工程總概算與成本估計等內(nèi)容。

通過課程設計及畢業(yè)設計，使學生鞏固所學的取水工程相關理論知識，掌握取水工程設計的基本內(nèi)容，加強工程設計能力訓練，提高學生綜合運用課堂知識解決實際問題的能力。

2.3.3生產(chǎn)實習

參觀實習緊隨《水資源利用與保護》課程結(jié)束后進行，實習期間，組織學生參觀哈爾濱七水廠岸邊式取水構(gòu)筑物、磨盤山水源地及取水構(gòu)筑物等地。參觀實習使學生們對水源地選擇、評價及取水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)建立直觀認識，進一步鞏固夯實理論知識。

3課程建設的構(gòu)想

3.1基于評估認證的考核體系的完善

細化課程目標，制定課程目標的考核細則，明確課程目標對學生的能力要求，并進行課程目標達成度計算分析，全方位、多角度、持續(xù)考察教學效果。

3.2課程建設的完善

基于我校工科專業(yè)的背景，一直立足于工程應用，因此，《水資源利用與保護》這門課的教學內(nèi)容仍以取水工程為主，在未來的教學中，如何進一步充實水資源部分的內(nèi)容，如何與其他課程相協(xié)調(diào)，仍是值得思考的問題。

4 結(jié)語

本文探討了我?！端Y源利用與保護》課程建設的經(jīng)驗與體會，以設計實踐教學、案例分析、累加式考核等作為輔助，可以培養(yǎng)學生應用所學專業(yè)知識，解決復雜工程問題的能力，強化工程思維方法和經(jīng)濟意識。此外，在工程認證的背景下，基于以學生為中心、目標導向、持續(xù)改進的新思想，將構(gòu)建更為完善的考核體系。同時，注重課程內(nèi)容方面的充實完善及本課程與其他課程內(nèi)容的協(xié)調(diào)。

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編輯∕姜雯