基于復(fù)合型人才培養(yǎng)的農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程改革探討

趙 霞，武蘭珍，王引弟，黃彩霞，朱燕琴，王麗萍

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利水電工程學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)創(chuàng)建于1974年，是甘肅省創(chuàng)辦最早的水利類本科專業(yè)。該專業(yè)立足甘肅、面向西部、服務(wù)全國，為國家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供人才保障和智力支持。2014年獲批省級特色專業(yè)[1]。從近幾年就業(yè)單位的反饋情況看，該專業(yè)人才培養(yǎng)模式還存在諸如教育課程知識陳舊、與社會需求脫節(jié)、學(xué)生實(shí)踐動手能力不足等問題，難以滿足社會產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和當(dāng)代水利行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對工程科技人才的要求。因此，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新。我校水利水電工程學(xué)院以人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)這一薄弱環(huán)節(jié)為突破口，按照工科水利類復(fù)合型人才培養(yǎng)要求，修訂人才培養(yǎng)方案，納入專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程，及時(shí)更新和補(bǔ)充水利工科教學(xué)內(nèi)容。旨在培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、強(qiáng)能力”，能在水利、國土、水保、農(nóng)業(yè)等部門從事與農(nóng)業(yè)水利工程及相關(guān)工程有關(guān)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)、施工與管理、教學(xué)與科研等工作的復(fù)合型人才。

專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)是將《土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)》《土壤物理學(xué)》《地下水利用》《灌溉排水工程學(xué)》《節(jié)水灌溉理論與技術(shù)》等課程實(shí)驗(yàn)從其相應(yīng)的課程中分離出來，進(jìn)行優(yōu)化整合，形成《專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)Ⅰ》(16學(xué)時(shí))，《專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)Ⅱ》(16學(xué)時(shí))兩門單獨(dú)設(shè)置的，獨(dú)立考試的綜合實(shí)驗(yàn)課程[2]。兩門課實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共計(jì)16項(xiàng)，均由驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)組成。畢業(yè)要求學(xué)分均為0.5學(xué)分，分別在大學(xué)第五、第六學(xué)期開課。通過兩門實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握實(shí)驗(yàn)基本原理和測定方法，能夠認(rèn)識實(shí)驗(yàn)儀器并掌握儀器使用方法，能夠在實(shí)踐中深入領(lǐng)會理論知識并擴(kuò)展思維，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動手能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通與交流能力、寫作能力，為后續(xù)課程畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文打下良好基礎(chǔ)。然而，專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)在當(dāng)前的實(shí)際教學(xué)過程中效果不理想。

筆者立足我校農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，探討實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足之處，從加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)、開展不同教學(xué)模式、健全教學(xué)管理制度、完善教學(xué)考核機(jī)制等方面對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，以學(xué)生為中心，將本科教學(xué)、科研有機(jī)融合，互相促進(jìn)，讓學(xué)生在一個(gè)完整的實(shí)踐訓(xùn)練中，實(shí)踐動手、團(tuán)隊(duì)合作、溝通與交流、寫作等能力得到鍛煉，使他們掌握解決本專業(yè)復(fù)雜工程問題和科研工作的基本程序和方法。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備薄弱

實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施是開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)和保障。近年來，我校加大資金投入力度和政策保障力度建設(shè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室來推動各學(xué)科科研水平的快速發(fā)展[3]。農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室面積、儀器設(shè)備添置、實(shí)驗(yàn)室維修等硬件建設(shè)均得到了一定的改善，如水資源與灌溉排水實(shí)驗(yàn)室數(shù)量由1間房擴(kuò)展到3間房，實(shí)驗(yàn)室用房面積增加了231.64m2。然而實(shí)驗(yàn)室面積仍然嚴(yán)重不足，受實(shí)驗(yàn)室面積制約大型實(shí)驗(yàn)儀器安放場地不足，導(dǎo)致大型基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)儀器臺套數(shù)量較少。同時(shí)，一些精密實(shí)驗(yàn)儀器價(jià)格較高，學(xué)校很難同時(shí)配備足夠設(shè)備來滿足本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)需求[4]。

1.2 教學(xué)模式傳統(tǒng)

驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均采用以教師為主體的講授法。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在室外大田實(shí)施，按教學(xué)計(jì)劃正常完成。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和部分綜合性實(shí)驗(yàn)需要在實(shí)驗(yàn)室完成，受實(shí)驗(yàn)儀器臺套數(shù)量短缺限制，筆者采用同時(shí)段開展4組不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每組完成1個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在這種情況下，教師分別講授4個(gè)實(shí)驗(yàn)原理和演示實(shí)驗(yàn)儀器操作，然后再安排學(xué)生動手做實(shí)驗(yàn)，往往出現(xiàn)兩種情況：第1種情況是超時(shí)完成實(shí)驗(yàn)，加重教師和學(xué)生負(fù)擔(dān)。第2種情況是在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)，但是實(shí)驗(yàn)由動手能力強(qiáng)的學(xué)生按照教師講授的步驟操作完成，部分學(xué)生全過程觀看。該模式下，學(xué)生被動接受知識，思維能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通與交流能力未得到有效鍛煉。

1.3 教學(xué)管理制度落后

現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理方式建立在傳統(tǒng)的以學(xué)生考勤、課堂操作表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核制度上[5]。學(xué)生按學(xué)號5-6人分為1組，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)行組長負(fù)責(zé)制，組長由班長按學(xué)號順序選定。考勤采用課初點(diǎn)名制度考查學(xué)生是否出勤，在室外實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)部分學(xué)生在點(diǎn)名后中途逃課的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)操作過程中特別是設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)過程，部分學(xué)生“等、靠、混”思想嚴(yán)重，一問三不知，課堂參與流于形式，組長并未實(shí)行組織安排職責(zé)。此外，教師沒有明確實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫要求，上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告全班同學(xué)幾乎均為打印版，無人撰寫“論文式實(shí)驗(yàn)報(bào)告”，甚至抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果較差。

1.4 考核方式不完善

實(shí)驗(yàn)考核是檢查學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能的手段，對學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的評定直接影響學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性。因此，建立有效的、具有可操作性的考評辦法和考核制度是必需的[6]?，F(xiàn)有的考核學(xué)習(xí)評價(jià)主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為考察主要手段，所占比重為70%；另一部分為平時(shí)成績，所占比重較低，為30%，包括學(xué)生的實(shí)際出勤和對實(shí)驗(yàn)操作的隨堂檢查。其中考勤依據(jù)個(gè)人到課情況給定成績。實(shí)驗(yàn)操作是以小組表現(xiàn)給定成績，該考核方式并不能客觀地反映學(xué)生學(xué)習(xí)過程的真實(shí)情況。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討改進(jìn)措施

2.1 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室平臺建設(shè)

以學(xué)校農(nóng)業(yè)水利工程一流本科專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目為契機(jī)，依托學(xué)科建設(shè)優(yōu)勢，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室平臺建設(shè)。在學(xué)院現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，采用“循序漸進(jìn)、分步實(shí)施”的方針，逐步加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)資金投資力度，遵循先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的原則購置實(shí)驗(yàn)儀器，擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)室面積，不斷完善實(shí)驗(yàn)室平臺。此外，探索專業(yè)實(shí)驗(yàn)室開放管理方式，并建立相關(guān)管理制度，全面提升實(shí)驗(yàn)室教學(xué)條件和管理制度。

2.2 開展不同教學(xué)模式

針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)傳統(tǒng)模式講授法難以滿足復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)質(zhì)量要求，開展不同教學(xué)模式。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)仍采用講授法，實(shí)驗(yàn)操作實(shí)行獨(dú)立操作。設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)主要通過使用先進(jìn)的精密儀器設(shè)備，來推動科學(xué)研究和人才培養(yǎng)的無縫對接[7]，實(shí)施以學(xué)生為中心的合作探究式教學(xué)模式，在該模式下，教師安排學(xué)生提前幾天預(yù)約實(shí)驗(yàn)室觀看實(shí)驗(yàn)設(shè)備，下發(fā)電子版儀器說明書，向?qū)W生強(qiáng)調(diào)儀器使用注意事項(xiàng)。此外，提供給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書盡可能簡單化，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表格、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)操作全過程均是學(xué)生合作完成。教師在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生能夠在已制定的實(shí)驗(yàn)方案上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案優(yōu)化，能夠啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、解決實(shí)驗(yàn)中碰到的問題，能夠協(xié)助學(xué)生意識到實(shí)驗(yàn)操作中的違規(guī)行為并進(jìn)行糾正。該模式不僅讓學(xué)生深刻體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣和困難，而且深刻理解了團(tuán)隊(duì)的重要性，提高了分析和解決問題的能力。

2.3 健全教學(xué)管理制度

實(shí)現(xiàn)復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)，必須要實(shí)施嚴(yán)格的教學(xué)管理制度才可有效驅(qū)動學(xué)生學(xué)習(xí)，高效保障實(shí)驗(yàn)課堂有序開展。為了保障教學(xué)效果，充分發(fā)揮組長的組織負(fù)責(zé)作用，組長人選不再由班長按學(xué)號順序選定，而是由教師調(diào)取授課班級學(xué)生學(xué)習(xí)成績單結(jié)合班長推薦認(rèn)真負(fù)責(zé)的學(xué)生擔(dān)任。新的教學(xué)管理制度建立在改革后的考勤、預(yù)習(xí)、交流討論、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等5方面考核制度上。如圖1所示。

圖1 教學(xué)管理制度

(1)考勤實(shí)行簽到制。即實(shí)行課前點(diǎn)名，課后簽到制度，嚴(yán)格控制學(xué)生上課期間逃課現(xiàn)象，保證學(xué)生全程參與。

(2)預(yù)習(xí)實(shí)行“請出去”制度，即以組為單位，隨機(jī)檢查提問小組成員，如有1/2的人回答不上問題，當(dāng)場取消該組實(shí)驗(yàn)資格，杜絕學(xué)生存在“等、靠、混”搭便車的思想。

(3)交流討論實(shí)施“三步走”制度，課前利用班級QQ群和組長建立的小組QQ群重點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案討論、預(yù)習(xí)交流，課中實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案優(yōu)化、課后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)，實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)討論等“三步走”制度，提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、溝通與交流能力。

(4)實(shí)驗(yàn)操作，教師將檢查提問作為輔助手段，促進(jìn)學(xué)生動腦思考，提高實(shí)踐動手能力。

(5)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)行“手寫版”和“請進(jìn)來”制度。教師明確要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告為手寫版，將實(shí)驗(yàn)報(bào)告分類處理，并分批次將學(xué)生請進(jìn)辦公室反饋實(shí)驗(yàn)報(bào)告中存在的問題并提出修改要求。第一類存在雷同實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求學(xué)生必須重寫。第二類存在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格不規(guī)范、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理不完整的，對這類學(xué)生進(jìn)行面對面的一一輔導(dǎo)，要求修改補(bǔ)全。第三類存在語言照搬照抄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、語言不規(guī)范、口語化嚴(yán)重，教師結(jié)合學(xué)生歷年成績冊，將部分學(xué)有余力的學(xué)生請進(jìn)辦公室，要求規(guī)范化書寫并查閱參考文獻(xiàn)，撰寫“論文式實(shí)驗(yàn)報(bào)告”，通過這種方式以期全面提升學(xué)生的寫作能力。

2.4 完善教學(xué)考核機(jī)制

考核方式的改進(jìn)有助于教學(xué)質(zhì)量的提高[8]。傳統(tǒng)的考核中，以學(xué)生考勤、實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分組成。實(shí)驗(yàn)教師改進(jìn)完善考核方式，實(shí)施過程性考核，加大過程性考核比重，該項(xiàng)考核所占比重為50%，分為考勤、預(yù)習(xí)、交流討論、實(shí)驗(yàn)操作、學(xué)生態(tài)度及教學(xué)紀(jì)律、按時(shí)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告等6部分。其中，預(yù)習(xí)、交流討論、實(shí)驗(yàn)操作考核分?jǐn)?shù)均是以小組表現(xiàn)與個(gè)人表現(xiàn)結(jié)合給定成績?？记?、學(xué)生態(tài)度及教學(xué)紀(jì)律、按時(shí)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告依據(jù)個(gè)人表現(xiàn)給定成績。最后以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告所占比重為50%作為輔助手段考察學(xué)生的寫作能力。這種考核機(jī)制較傳統(tǒng)的考核更客觀，即一方面有利于實(shí)驗(yàn)教師通過學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)評判每位學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，另一方面有利于驅(qū)動學(xué)生學(xué)習(xí)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成效

通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室平臺建設(shè)、針對不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用不同教學(xué)模式、提升教學(xué)管理制度、完善考核機(jī)制等4方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，取得了一定成效。實(shí)驗(yàn)室平臺的建設(shè)為本科生實(shí)踐教育發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)條件。改革后的教學(xué)模式、管理制度、考核機(jī)制提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，部分學(xué)生能夠主動聯(lián)系實(shí)驗(yàn)教師咨詢實(shí)驗(yàn)的不足，并能對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行再次優(yōu)化，根據(jù)自己的時(shí)間補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)。部分學(xué)生能夠?qū)I(yè)實(shí)驗(yàn)課程中所學(xué)到的知識、技能、方法應(yīng)用到其他課程中。學(xué)生做科研訓(xùn)練計(jì)劃(SRTP)項(xiàng)目能夠分析和解決實(shí)際問題，并能規(guī)范性書寫，實(shí)驗(yàn)成效受到一致好評。

4 深入推進(jìn)改革的設(shè)想

本著以學(xué)生為中心，持續(xù)改進(jìn)的原則，專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)將進(jìn)一步深入推進(jìn)改革，實(shí)驗(yàn)教師需不斷提高自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。對接甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)管理系統(tǒng)，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)成績進(jìn)行分析和整理，對比平衡班級學(xué)習(xí)狀態(tài)和效果差異，優(yōu)化教學(xué)考核環(huán)節(jié)。進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)模式，借助網(wǎng)絡(luò)在線平臺，探索“人工智能+教育”“互聯(lián)網(wǎng)+教育”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，深入推進(jìn)信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融合，研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)線上與線下相結(jié)合的教學(xué)方法。