“雙一流”背景下專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)改革

摘? ? 要：課程教學(xué)改革與創(chuàng)新是建設(shè)一流課程的必然選擇，也是建設(shè)一流專業(yè)的重要發(fā)力點。文章針對傳統(tǒng)模式下專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)困境，以水文與水資源工程專業(yè)基礎(chǔ)課程——“水文學(xué)原理”為例，提出“一中心、兩層次、三目標(biāo)、四融合”的教學(xué)改革新思路，突出“以學(xué)生為中心”和“以問題為導(dǎo)向”的教學(xué)設(shè)計理念，融合“知識、能力、素質(zhì)”三元目標(biāo)，采用多元化、分層次的教學(xué)方法，科學(xué)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，以專業(yè)知識點為主線，突出教學(xué)重點和難點，引入學(xué)科熱點、研究前沿與專業(yè)英語，強(qiáng)化能力培養(yǎng)和知識創(chuàng)新，拓寬學(xué)生國際視野，結(jié)合過程與終端考核改進(jìn)教學(xué)評價，搭建多平臺、全方位師生互動交流機(jī)制，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)激情，提升教學(xué)綜合效果。

關(guān)鍵詞：水文與水資源工程；水文學(xué)原理；專業(yè)基礎(chǔ)課；教學(xué)研究；改革對策

中圖分類號：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1002-4107（2024）06-0017-05

黨的十八大以來，以習(xí)近平總書記為核心的黨中央高度重視人才工作與教育事業(yè)，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，而創(chuàng)新驅(qū)動的根源則在于人才培養(yǎng)，特別是高質(zhì)量創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，已成為創(chuàng)新型國家建設(shè)的首要任務(wù)。因此，要堅持創(chuàng)新在國家發(fā)展中的核心地位，以科技自立自強(qiáng)為戰(zhàn)略支撐，深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略，推動教育強(qiáng)國建設(shè)與創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，不斷完善國家創(chuàng)新體系[1-2]，為創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供強(qiáng)有力的支撐。高等學(xué)校作為知識傳播和技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵場所，肩負(fù)著高質(zhì)量人才的培養(yǎng)的艱巨使命[3]，應(yīng)義不容辭地?fù)?dān)負(fù)起高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)任務(wù)，為國家不斷輸送德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。目前，我國初步完成了教育現(xiàn)代化發(fā)展目標(biāo)，實現(xiàn)了高等教育普及化、大眾化。2017年啟動的“雙一流”建設(shè)促使高等教育全面邁入以質(zhì)量提升為核心的內(nèi)涵式發(fā)展階段。高校應(yīng)突出人才培養(yǎng)的核心地位，強(qiáng)化一流大學(xué)與一流學(xué)科建設(shè)，服務(wù)于教育強(qiáng)國、人才強(qiáng)國的根本目標(biāo)。因此，為適應(yīng)新時期發(fā)展需要和人才需求，我國大力推進(jìn)新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設(shè)，不斷提高高校服務(wù)社會發(fā)展的能力。以新工科為例，加快工程教育改革創(chuàng)新，培養(yǎng)一批創(chuàng)新卓越的工程技術(shù)人才，使之服務(wù)于科技創(chuàng)新戰(zhàn)略，支撐產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新發(fā)展[4]，是當(dāng)前教育改革的必行之路。

水利是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是人類文明與社會發(fā)展的重要支柱，關(guān)乎國家命運與人類生存。自古以來，我國特有的地理氣候條件導(dǎo)致水澇災(zāi)害多發(fā)，“興水利、除水害”歷來是治國安邦的大事。近百年來，全球氣候變化和人類活動不斷加劇，致使全球水問題日益復(fù)雜，特別是我國正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時期，“水多、水少、水臟”等諸多問題尤為突出，這對水利事業(yè)發(fā)展提出了新挑戰(zhàn)[5]。因此，當(dāng)前形勢下亟需具備寬基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)、富有創(chuàng)新精神和實踐能力的水利專業(yè)人才，更好地推動水利事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，建設(shè)水利科技強(qiáng)國，搶占水利科技制高點[6]。水文與水資源工程是水利類的核心專業(yè)，涉及自然科學(xué)、工程科學(xué)、技術(shù)科學(xué)與社會科學(xué)領(lǐng)域，以培養(yǎng)在水文學(xué)、水資源、水生態(tài)、水環(huán)境及水安全等方向具有堅實基礎(chǔ)的高素質(zhì)創(chuàng)新人才，為水利、國土、能源、交通、環(huán)保、城建等行業(yè)發(fā)展提供關(guān)鍵支撐。中國礦業(yè)大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)始于建國初期中國礦業(yè)學(xué)院煤炭地質(zhì)勘探專業(yè)水文地質(zhì)方向。1980年，中國礦業(yè)大學(xué)設(shè)立水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè)，后因教育部專業(yè)目錄調(diào)整，2001年改為水文與水資源工程專業(yè)，2021年獲批江蘇省一流本科專業(yè)并通過工程教育專業(yè)認(rèn)證。因此，本文面向國家需求，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證中“以學(xué)生為中心”“產(chǎn)出導(dǎo)向（OBE）”和“持續(xù)改進(jìn)”的核心理念，以中國礦業(yè)大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)基礎(chǔ)課“水文學(xué)原理”為例，探索以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的課堂教學(xué)模式，以期為一流專業(yè)和一流課程建設(shè)提供有力支撐，為地礦類高校水利人才培養(yǎng)和教學(xué)改革提供參考。

一、“水文學(xué)原理”課程概述

（一）課程內(nèi)容與特點

“水文學(xué)原理”課程是水文與水資源工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程和核心課程，是后續(xù)專業(yè)課程“水文測驗”“水文預(yù)報”“水文分析與計算”“水利計算”的先導(dǎo)課程。根據(jù)水文學(xué)的定義[7]，水文學(xué)重點研究地球系統(tǒng)中水的存在、分布和運動規(guī)律等，以各種水體為研究對象，涵蓋氣、液、固三相特征，涉及地球系統(tǒng)的大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈四大圈層，與地球科學(xué)中氣象學(xué)、地理學(xué)、地球物理學(xué)等諸多學(xué)科均有密切聯(lián)系[8]。因此，課程教學(xué)以水文循環(huán)為主線、以水量平衡為核心、以產(chǎn)匯流理論為重點，系統(tǒng)講授與水相關(guān)物理過程的基本概念、形成原理、計算方法等，如水文循環(huán)及其物理過程形成機(jī)制、相互關(guān)系與時空變化特征等[9]?；诖?，中國礦業(yè)大學(xué)“水文學(xué)原理”課程教學(xué)內(nèi)容分為三個方面：（1）水文學(xué)概述，介紹水文學(xué)定義、流域和水系基本概念、學(xué)科研究內(nèi)容與方法等；（2）水文循環(huán)部分，講授水文循環(huán)現(xiàn)象及各個關(guān)鍵過程，如降水、蒸散發(fā)、下滲、土壤水、地下水、徑流等；（3）流域產(chǎn)匯流部分，探討流域產(chǎn)流機(jī)制、產(chǎn)流與匯流計算方法和河道洪水演算等。根據(jù)教學(xué)安排，以芮孝芳教授的《水文學(xué)原理》作為主教材[7]，而張建云院士譯著的《水文學(xué)手冊》、沈冰教授主編的《水文學(xué)原理》、Dingman S L的Physical Hydrology和Brutsaert W的Hydrology：An Introduction作為參考。

（二）課程目標(biāo)

從“知識、能力、素質(zhì)”三元結(jié)構(gòu)出發(fā)，將課程教學(xué)目標(biāo)定位為以知識傳授為基礎(chǔ)（掌握基本理論與方法，建立扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，用于解決復(fù)雜工程問題），以能力培養(yǎng)為根本（培養(yǎng)具有分析實際工程問題和解決問題的能力，拓展工程視野），以素質(zhì)提升為宗旨（增強(qiáng)職業(yè)素養(yǎng)與技能，具有科學(xué)精神、創(chuàng)新意識與家國情懷）。通過學(xué)習(xí)該課程，學(xué)生能夠認(rèn)識水文現(xiàn)象基本規(guī)律，理解徑流形成過程的物理機(jī)制，培養(yǎng)分析和解決生產(chǎn)或科研中水文學(xué)相關(guān)問題的能力，并掌握解決復(fù)雜水文學(xué)問題的基本原理和方法，為水文與水資源工程專業(yè)培養(yǎng)具有家國情懷、創(chuàng)新精神、實踐能力和國際視野的專門技術(shù)人才。

二、“水文學(xué)原理”課程教學(xué)現(xiàn)狀

當(dāng)前，高等教育理念正在發(fā)生轉(zhuǎn)變，教育功能也在逐步擴(kuò)大，故而教學(xué)手段與模式改革也面臨諸多挑戰(zhàn)與困難，例如學(xué)習(xí)方式的改變、信息傳播手段的推廣以及學(xué)生綜合素質(zhì)的提升等給教學(xué)手段與模式改革帶來了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)模式無法激發(fā)學(xué)生對知識獲取的欲望，學(xué)生缺乏“主人翁”意識，學(xué)習(xí)目標(biāo)不明、方向不清，導(dǎo)致學(xué)習(xí)困難、喪失興趣，絕大多數(shù)學(xué)生僅以通過考試、獲取學(xué)分為最終目標(biāo)，無法真正融入課程，全面理解課程的重要性和探索知識的奧秘[10]。教師在傳統(tǒng)模式里同樣面臨困境，現(xiàn)有考核體系中缺少全面質(zhì)量評價，忽視了教師的教學(xué)貢獻(xiàn)，教學(xué)工作成為教師的職業(yè)良心行為。同時，由于教師在課堂教學(xué)中無法從學(xué)生處獲取積極反饋和主動響應(yīng)，教學(xué)活動演變成單一的“教”而非“教”與“學(xué)”的雙向互動，課堂教學(xué)缺乏生命力，教師無法從教學(xué)中獲得滿足感、榮譽(yù)感與成就感，逐步消耗了“愛教”的熱情。這些問題的產(chǎn)生可能存在以下幾方面原因。

（一）教學(xué)理念方面

一直以來，我國從義務(wù)教育到高等教育，課堂教學(xué)采取“教師主講—學(xué)生主聽”的基本模式，課堂基本為教師單向輸出的“一言堂”，特別是專業(yè)基礎(chǔ)課程，往往涉及廣泛的基礎(chǔ)理論與方法，內(nèi)容難度大、理論難懂、知識零散。因此，教學(xué)理念中存在明顯的重“教”輕“學(xué)”思想，教師很容易忽視學(xué)生的自主能動性，更無法兼顧學(xué)生個體差異而實施分類教學(xué)，長期如此，學(xué)生在課堂教學(xué)中就無法認(rèn)識到自主學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)的重要性。特別是在當(dāng)前課程學(xué)時普遍壓縮的背景下，傳統(tǒng)教學(xué)理念的弊端日漸凸顯，如若依然守舊，僅注重專業(yè)知識的講授，則可能導(dǎo)致教學(xué)計劃無法按期完成，教學(xué)中也必然如疾步行軍、快馬加鞭般“趕工期”，致使學(xué)生如囫圇吞棗般接受教學(xué)填鴨式投喂，學(xué)習(xí)效果大打折扣，更無法轉(zhuǎn)化成專業(yè)技能與相關(guān)能力。

（二）教學(xué)內(nèi)容方面

教學(xué)內(nèi)容是教與學(xué)的核心，是教與學(xué)相互作用的媒介，包括課程標(biāo)準(zhǔn)、教材、參考資料等，其中課程標(biāo)準(zhǔn)是教學(xué)內(nèi)容的基本要求，教材是教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)和主要載體，參考資料則是教學(xué)內(nèi)容的重要支撐。常規(guī)而言，教學(xué)內(nèi)容多以成熟理論與方法為主體，輔以新的認(rèn)識與探索，但教材中很難納入一些不成熟的新研究或新認(rèn)識。因此，教學(xué)中如堅守教材本身，往往很難讓學(xué)生了解學(xué)科前沿，如課程教材關(guān)于流域蒸散發(fā)計算方法部分以水文學(xué)方法、氣象學(xué)方法和混合方法為主，而對學(xué)科前沿或最新成果關(guān)注較少；如對Budyko水熱耦合平衡理論、蒸散發(fā)互補(bǔ)關(guān)系理論等介紹不夠；又如當(dāng)前研究熱點集中于變化環(huán)境下水循環(huán)演變問題[11-12]，2022年10月美國地質(zhì)勘探局修改了新版水循環(huán)示意圖，首次引入人類活動等關(guān)鍵影響因素，改變了單純的“自然”循環(huán)部分，但教材中對水文循環(huán)影響因素中對氣候變化和人類活動的影響論述較少。由此可知，教學(xué)內(nèi)容更新不及時，會影響學(xué)生對學(xué)科現(xiàn)狀的理解與認(rèn)識，無法適應(yīng)當(dāng)前不斷變化的學(xué)科新形勢，也無法應(yīng)對新問題與新挑戰(zhàn)，在一定程度上導(dǎo)致學(xué)生與社會需求脫節(jié)。再者，專業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容是專業(yè)領(lǐng)域的基本理論與關(guān)鍵技術(shù)，課程教學(xué)內(nèi)容理論性較強(qiáng)，原理分析中涉及公式推導(dǎo)較多，如下滲經(jīng)驗公式、蒸散發(fā)理論、土壤水控制方程、洪水波運動理論等，對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高，且學(xué)生難以將抽象難懂的原理知識與工程實踐需求相結(jié)合，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)動力與興趣不足。

（三）教學(xué)方法方面

如前所述，傳統(tǒng)教學(xué)模式重“教”輕“學(xué)”，教學(xué)活動以教師為主導(dǎo)，主要依靠教師語言講授、PPT等多媒體展示等方式完成，教學(xué)方法相對單一。在當(dāng)前總體學(xué)分壓縮背景下，專業(yè)教學(xué)課時已嚴(yán)重壓縮，導(dǎo)致教學(xué)環(huán)節(jié)中教學(xué)進(jìn)度快速推進(jìn)，教學(xué)中更多地圍繞知識點講授，而無法實現(xiàn)能力與素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)。專業(yè)基礎(chǔ)課理論性強(qiáng)，如土壤水分入滲、降水產(chǎn)流現(xiàn)象、洪澇形成等缺乏必要的實驗或?qū)嵗危瑔渭兊闹R點灌輸模式無法讓學(xué)生深刻理解并形成有效記憶，間接地影響了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題能力的養(yǎng)成，也忽視了對學(xué)生理解力、判斷力、學(xué)以致用地分析解決問題能力和開辟新知識能力的培養(yǎng)與開發(fā)。同時，長期的考核機(jī)制已使學(xué)生適應(yīng)了“填鴨式”或“滿堂灌”教學(xué)模式，對課程學(xué)習(xí)意義認(rèn)識不足，導(dǎo)致平時學(xué)習(xí)主動性欠缺、效率低下，且學(xué)習(xí)目標(biāo)定位簡單。學(xué)生以通過考試、獲得學(xué)分為根本目的，更習(xí)慣于機(jī)械式記憶，缺少交流討論的意愿，無法體會和理解知識背后的內(nèi)涵。課堂教學(xué)雖說也有教學(xué)互動環(huán)節(jié)，但以“教師提問—學(xué)生回答”的提問式和“學(xué)生提問—教師答疑”的答疑式為主要方式，缺乏深度思考的雙向交流與互動機(jī)制，無法激發(fā)出雙方思想碰撞的火花。

三、“水文學(xué)原理”課程教學(xué)改革探索

現(xiàn)有教學(xué)實踐主要是讓學(xué)生了解、學(xué)習(xí)一些固定的知識、理論和方法，很少考慮水文領(lǐng)域的實際需求，如在全球和區(qū)域環(huán)境變化日益加劇的形勢下，如何使學(xué)生更好地認(rèn)識地球系統(tǒng)中水循環(huán)的演變及與人類的相互關(guān)系，特別是變化環(huán)境下的水循環(huán)問題，是“水文學(xué)原理”課程教學(xué)改革中要重點關(guān)注的問題之一[13]。此外，在學(xué)時減少而內(nèi)容有增無減的情況下，充分保障教學(xué)效果，提升教學(xué)質(zhì)量以實現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)是教學(xué)改革的重要目標(biāo)。因此，“雙一流”建設(shè)背景下，探索“水文學(xué)原理”課程教學(xué)改革和創(chuàng)新勢在必行。由此，筆者提出了“一中心、兩層次、三目標(biāo)、四融合”的教學(xué)改革思路：以學(xué)生為中心，從“教”與“學(xué)”兩個層面創(chuàng)新教學(xué)理念、凸顯教學(xué)服務(wù)、改革教學(xué)模式。以立足知識傳授、著重能力培養(yǎng)、關(guān)注素質(zhì)提升為目標(biāo)，即以知識傳授為基礎(chǔ)、能力培養(yǎng)為根本、素質(zhì)提升為宗旨。在教學(xué)內(nèi)容方面實現(xiàn)“德育+智育”的融合，深挖課程思政元素，細(xì)化教學(xué)計劃，更新教學(xué)內(nèi)容；在課程資源方面注重“線上+線下”的融合，以線下教材為基礎(chǔ)，以線上教學(xué)資源為補(bǔ)充，豐富課程學(xué)習(xí)資源，拓寬學(xué)生認(rèn)識視角；在方法手段方面?zhèn)戎亍皞鹘y(tǒng)+智能”的融合，優(yōu)化教學(xué)手段，實現(xiàn)教學(xué)方式智能化變革；在評價體系方面融合“過程+終端”雙重評價，突出終端課程評價，強(qiáng)化過程考核機(jī)制，建立多元化考核體系。

（一）更新教育教學(xué)理念，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法，注重創(chuàng)新與能力培養(yǎng)

1.“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念。以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，以江蘇省一流本科專業(yè)建設(shè)為抓手，以一流本科課程建設(shè)為目標(biāo)，堅持“以學(xué)生為中心”的新理念，圍繞創(chuàng)新型專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求，明確課程教學(xué)內(nèi)容，細(xì)化教學(xué)計劃，分解課程目標(biāo)，注重課堂教學(xué)與實踐訓(xùn)練相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)知識傳授與創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結(jié)合，提高學(xué)生理論聯(lián)系實際以及分析問題、解決問題的能力，結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃、全國水利創(chuàng)新設(shè)計大賽等指導(dǎo)學(xué)生開展研究探索的活動，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。突出以學(xué)生的發(fā)展為根本，鼓勵學(xué)生參與到學(xué)習(xí)活動的全過程中，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。推動課前—課中—課后教學(xué)環(huán)節(jié)改革，使學(xué)生在課前學(xué)習(xí)基本知識與內(nèi)容、課中討論與交流教學(xué)重點和難點、課后強(qiáng)化實踐訓(xùn)練與操作，實現(xiàn)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的全方位吸收、深層次理解。既注重學(xué)生的全面發(fā)展，也尊重學(xué)生個體差異，因材施教，結(jié)合課外學(xué)習(xí)材料內(nèi)容（專業(yè)英語素材、學(xué)科前沿素材、線上課程資源、專業(yè)期刊文獻(xiàn)等），讓學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)方向與素材，并結(jié)合素材完成課程作業(yè)與實踐訓(xùn)練。

2.“以問題為導(dǎo)向”的教學(xué)設(shè)計。教學(xué)改革的核心在于教學(xué)設(shè)計的改革，以學(xué)生為中心的教育模式強(qiáng)調(diào)“教”與“學(xué)”的深層次融合與協(xié)同發(fā)展，即需要考慮“如何教”和“如何學(xué)”的問題，建立以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體的新型教學(xué)關(guān)系，加強(qiáng)師生互動，強(qiáng)化學(xué)生參與，注重引導(dǎo)與啟發(fā)，激發(fā)興趣與熱情，開展“以問題為導(dǎo)向”的教學(xué)設(shè)計探索。教學(xué)設(shè)計一般包括課程框架設(shè)計和教學(xué)過程設(shè)計，其中課程框架設(shè)計包括講授內(nèi)容（重點和難點）、自學(xué)安排、探究知識、實踐部分、拓展要求等，教學(xué)過程設(shè)計包括講授、研討和實踐等方法設(shè)計。以土壤水章節(jié)為例，理論講授主要涉及土壤水存在形式、能量狀態(tài)與控制方程等，安排學(xué)生自主學(xué)習(xí)土壤結(jié)構(gòu)及土壤水相關(guān)基本概念等，探究知識要求學(xué)生掌握土壤水特征曲線及其測定方法，實踐部分則圍繞土壤水分參數(shù)及實驗方法開展教學(xué)，而拓展部分則側(cè)重使學(xué)生了解土壤水運動方程及求解方法，特別是非飽和土壤水運動方程，為后續(xù)下滲理論的學(xué)習(xí)提供支撐。

3.多元化、分層次的教學(xué)方法。教學(xué)方法是實現(xiàn)教學(xué)過程的主要手段，不同教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)可能適用于不同教學(xué)方法，如傳統(tǒng)的講授式教學(xué)法在闡明概念、傳授知識、論證定律和公式方面較為實用。針對“水文學(xué)原理”課程基礎(chǔ)概念多、理論性強(qiáng)的特點，在講授式教學(xué)法的基礎(chǔ)上，可輔以情景教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)和互動教學(xué)等多種方法。情景教學(xué)法主要以案例或情景為載體，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，將理論知識與現(xiàn)實場景進(jìn)行聯(lián)系，調(diào)動學(xué)生的多個感官共同認(rèn)識知識，實現(xiàn)知識傳遞。如講授降雨中關(guān)于降水等級的劃分時，可引入不同等級降水（小雨—中雨—大雨—暴雨—大暴雨—特大暴雨）的實景動態(tài)畫面。又如講授產(chǎn)流機(jī)制時，可結(jié)合動畫展示不同類型徑流成分產(chǎn)生過程與條件，也可讓學(xué)生比較不同陸地表面的產(chǎn)流現(xiàn)象，如草地、硬化路面、屋頂、水池等。任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)以任務(wù)為依托，吸引學(xué)生主動參與，鍛煉學(xué)生獨立自主的學(xué)習(xí)能力、分析問題與解決問題的能力，結(jié)合課外學(xué)時完成相關(guān)探索任務(wù)。如教師在講授緒論提及的人類面臨的水問題時，要求學(xué)生課后充分利用圖書館或網(wǎng)絡(luò)資源，探求中國水問題的演變與成因，開展交流討論加深對水問題的認(rèn)知。再如教師在講授數(shù)字高程模型部分時，可通過課外任務(wù)讓學(xué)生掌握ArcGIS軟件處理水系與流域的相關(guān)功能?；邮浇虒W(xué)以教師和學(xué)生雙方互動交流討論為主，教師可在課前布置主題任務(wù)，鼓勵學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館等渠道以團(tuán)隊合作形式進(jìn)行文獻(xiàn)資料收集、共享、學(xué)習(xí)、歸納，形成學(xué)習(xí)筆記和匯報PPT；課堂上，教師以啟發(fā)與引導(dǎo)為主，可采取“組會”形式，學(xué)生進(jìn)行匯報、交流、討論，教師點評與總結(jié)；課后，學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)，形成總結(jié)報告，開展研究式學(xué)習(xí)。

4.挖掘課程思政元素，融合德育與智育。一方面，專業(yè)基礎(chǔ)課作為先導(dǎo)課程，需要讓學(xué)生對專業(yè)發(fā)展有所了解，樹立專業(yè)信心，同時結(jié)合學(xué)科專業(yè)發(fā)展歷程，解讀本專業(yè)的重點方向與優(yōu)勢特色，結(jié)合課程內(nèi)容解讀課程地位與貢獻(xiàn)，讓學(xué)生能夠全面理解專業(yè)的作用與發(fā)展前景，更好地建立專業(yè)榮譽(yù)感。另一方面，充分挖掘?qū)I(yè)歷史、學(xué)科背景、知名學(xué)者的主要成就與貢獻(xiàn)，將勵志故事融入教學(xué)內(nèi)容增加學(xué)生的興趣，吸引學(xué)生的注意力，可以結(jié)合中國水利工程建設(shè)成就、中國學(xué)者的科學(xué)貢獻(xiàn)以及水利工作者特別是水文工作者的奉獻(xiàn)精神，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的職業(yè)觀、世界觀、人生觀，培養(yǎng)具有家國情懷的合格接班人，從而讓學(xué)生成為推崇科學(xué)精神且具備人文素養(yǎng)和奉獻(xiàn)精神的專業(yè)技能人才。如進(jìn)行緒論教學(xué)時可結(jié)合課程發(fā)展歷程介紹水文原理的研究歷史，中國作為四大文明古國之一，在人類文明史上貢獻(xiàn)很大，歷史上有諸多水利成果，如廣西靈渠、陜西鄭國渠、四川都江堰等；新中國成立后也有很多著名的水利工程，如三峽水利樞紐、南水北調(diào)工程。在水文學(xué)相關(guān)領(lǐng)域我國同樣也貢獻(xiàn)頗多，如對水文循環(huán)的認(rèn)識，中國文獻(xiàn)早有記載，《呂氏春秋》中有對水文循環(huán)進(jìn)行解釋——“云氣西行，云云然，冬夏不輟；水泉東流，日夜不休；上不竭，下不滿，小為大，重為輕，圜道也”；對水文進(jìn)行觀測，也是開始于中國與古埃及，據(jù)《尚書·禹貢》等古籍記載，約公元前2300年，大禹治水，已“隨山刊木”（立木于河中），觀測河水漲落。而在現(xiàn)代水文研究中，中國同樣貢獻(xiàn)斐然，如當(dāng)代主要水文模型中，河海大學(xué)趙人俊教授等開發(fā)的新安江模型成為應(yīng)用廣泛的模型，也是主要的代表。以上內(nèi)容的介紹可使學(xué)生認(rèn)識到中國文明與水文明的密切關(guān)系以及水文明的演變。

（二）系統(tǒng)梳理教學(xué)內(nèi)容，制定合理教學(xué)方案，引入專業(yè)英語和科研前沿?zé)狳c

1.科學(xué)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，突出重點和難點，分層次實施教學(xué)計劃。教學(xué)內(nèi)容是人才培養(yǎng)的重要依托和深化教學(xué)改革的核心，依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案和課程教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，以人才培養(yǎng)為出發(fā)點，系統(tǒng)梳理課程知識點，突出教材重難點，引入學(xué)科熱點，提煉教學(xué)主線。結(jié)合教材與參考資源，從水文循環(huán)體系框架到水文循環(huán)各環(huán)節(jié)形成過程，從產(chǎn)匯流理論到洪水波運動及洪水演算，有條理構(gòu)建完整的專業(yè)知識框架。教學(xué)過程中及時更新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程知識結(jié)構(gòu)，如課程教材缺乏徑流章節(jié)，為保證水文現(xiàn)象及過程完整性，教學(xué)計劃增補(bǔ)該部分內(nèi)容；又如地下水章節(jié)，與“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容部分雷同，可適度縮減。合理布局教學(xué)內(nèi)容，突出重點和難點，以此為抓手，整合學(xué)習(xí)資源，拓展教學(xué)內(nèi)容，增加教學(xué)深度和廣度，增強(qiáng)課程實用性，開展多元化、分層次教學(xué)活動，其中記憶與理解層次的知識點以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，對應(yīng)用、分析與評價層次的內(nèi)容（如教學(xué)重點和難點）則采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師引導(dǎo)相結(jié)合的方式。而創(chuàng)造層次的知識則鼓勵學(xué)生自主探索、教師適度參與、學(xué)生團(tuán)隊合作，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情與興趣（如教學(xué)難點與前沿?zé)狳c）。如在教學(xué)水文循環(huán)的影響因素時，應(yīng)增加氣候變化和人類活動的影響探討，分析變化環(huán)境下水文循環(huán)演變規(guī)律，讓學(xué)生熟悉當(dāng)前水循環(huán)研究的熱點方向與最新成果。又如在教學(xué)流域與水系內(nèi)容時，除基本概念外，可利用課外學(xué)時，借助ArcGIS工具（ArcToolbox工具箱—Spatial Analyst工具—ArcHydroTool模塊）嘗試流域和水系參數(shù)及特征值提取研究（如流向、匯流累積量、河網(wǎng)閾值等），加深學(xué)生對基本概念的認(rèn)識與理解，使其掌握參數(shù)或特征值的實用性。

2.引進(jìn)專業(yè)英文教材，拓寬學(xué)生國際視野，提升學(xué)生綜合能力。為適應(yīng)國際化發(fā)展要求，拓寬學(xué)生國際化視野，提升學(xué)生專業(yè)英文水平，課程可引進(jìn)美國新罕布什爾大學(xué)勞倫斯·S·丁曼（Lawrence S.Dingman）教授編寫的Physical Hydrology和美國康奈爾大學(xué)威爾弗里德·布魯澤特（Wilfried Brutsaert）教授編寫的Hydrology：An Introduction，其內(nèi)容結(jié)構(gòu)與課程教材知識體系具有很好的相通性。Physical Hydrology教材被武漢大學(xué)等引入作為雙語教學(xué)課程[14]，成為“水文學(xué)原理”課程經(jīng)典教材；Hydrology：An Introduction被清華大學(xué)列為“水文學(xué)原理與應(yīng)用”課程的參考教材。通過中英文語義闡釋水文學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容，可增強(qiáng)學(xué)生對于英語專業(yè)術(shù)語的理解和認(rèn)識，以滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證中的國際視野與國際交流相關(guān)要求。

3.引入優(yōu)質(zhì)課程資源，突顯科學(xué)前沿?zé)狳c，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。為了豐富學(xué)生視野，充分利用課后學(xué)時，各高校可引入線上優(yōu)質(zhì)課程與網(wǎng)絡(luò)資源，如中國大學(xué)MOOC等。以“水文學(xué)導(dǎo)論”為例，該課程由張建云院士領(lǐng)導(dǎo)數(shù)十位知名學(xué)者共同講授水文學(xué)研究基礎(chǔ)與熱點，系統(tǒng)介紹水文學(xué)研究歷史淵源、主要科學(xué)進(jìn)展、主流技術(shù)方法及重要學(xué)術(shù)思想，引導(dǎo)學(xué)生熱愛水文科學(xué)研究，了解學(xué)科前沿與熱點，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。實際課堂教學(xué)中，適時融入水科學(xué)研究前沿問題，如在氣候變化和人類活動影響下，自然界的水文循環(huán)和水量平衡正在發(fā)生變化：我國南澇北旱日益加劇，“城市看海”現(xiàn)象頻繁發(fā)生，海平面上升，陸地湖泊萎縮等水問題；我國先后修建大量水利工程，快速的城市化建設(shè)促使陸面水文過程發(fā)生顯著變化，引發(fā)一系列的環(huán)境變化及效應(yīng)。

（三）改革教學(xué)評價機(jī)制，增加師生互動交流，提升教學(xué)效果

1.適應(yīng)創(chuàng)新教學(xué)模式改革，建立過程評價與終端評價機(jī)制。課程教學(xué)評價一直是檢驗教學(xué)效果的主要手段，一般以課程考試成績來量化。為了適應(yīng)創(chuàng)新性教學(xué)的評價機(jī)制，借助工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，強(qiáng)化教學(xué)過程考核，增加過程考核比重，豐富過程考核形式，注重學(xué)生自身興趣，改變單一、固定的課程考核比例權(quán)重，以增強(qiáng)學(xué)生平時學(xué)習(xí)的積極主動性。如中國礦業(yè)大學(xué)2020版培養(yǎng)方案中，課程考核各項目的比例過程考核最多可占50%，并充分結(jié)合課堂測試、課堂互動與點名、課后作業(yè)、課堂匯報交流、英文閱讀與專業(yè)前沿學(xué)習(xí)等，綜合完成過程考核，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的過程性、持續(xù)性以及目標(biāo)性。教學(xué)中進(jìn)行2～3次課堂測試，3～4次課后作業(yè)，1～2次小型課程設(shè)計，8次課外學(xué)習(xí)材料總結(jié)，將這些成績作為過程考核的主要依據(jù)。而在結(jié)課考試中，也對考試內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，增加分析題、推導(dǎo)題和綜合題，增加對學(xué)生綜合能力的考核。

2.激發(fā)學(xué)生好奇心，增強(qiáng)學(xué)生主動性與積極性。課程教學(xué)中尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，教學(xué)設(shè)計由現(xiàn)象到本質(zhì)，由實踐到理論，深入淺出，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在學(xué)生尚未形成專業(yè)知識體系時加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力和拓展思維培養(yǎng)。充分挖掘經(jīng)典案例，結(jié)合教師經(jīng)驗，建立教學(xué)案例，激發(fā)學(xué)生興趣與愛好。通過事例去闡釋水文現(xiàn)象及其本質(zhì)，如講授降雨入滲規(guī)律時，借助“篩子”和“門檻”形象描述降雨在地表以及土壤中的分配過程，提高學(xué)生對水科學(xué)研究的關(guān)注度。

3.強(qiáng)化師生互動交流，搭建良好的導(dǎo)學(xué)關(guān)系平臺。為了激勵學(xué)生積極學(xué)習(xí)、主動參與交流互動，結(jié)合教學(xué)過程評價，適度給予學(xué)生“加分”獎勵，如在課堂積極討論可享受平時成績加分政策，鼓勵學(xué)生在課堂積極回應(yīng)教師，強(qiáng)化師生之間的互動交流。在課后活動中，結(jié)合本科生導(dǎo)師制、課后學(xué)時、創(chuàng)新計劃等，啟發(fā)學(xué)生開展研究式學(xué)習(xí)與探索，教師積極參與指導(dǎo)，通過科學(xué)方法提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，有助于增強(qiáng)學(xué)生的自信與學(xué)習(xí)動力。根據(jù)學(xué)習(xí)成效與成果給予過程考核的適度獎勵，可形成一種外部激勵。

四、結(jié)論

本文面向一流專業(yè)與一流課程建設(shè)目標(biāo)，以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為宗旨，以中國礦業(yè)大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)“水文學(xué)原理”課程為例開展教學(xué)改革探索，并針對專業(yè)基礎(chǔ)課程在教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與評價體系的不足，提出了“一中心、兩層次、三目標(biāo)、四融合”的教學(xué)模式新思路，突出以學(xué)生為中心，以問題為導(dǎo)向，從“教”與“學(xué)”層面分別設(shè)計教學(xué)方案，開展“德育”+“智育”教學(xué)內(nèi)容融合、“線上”+“線下”教學(xué)資源融合、“傳統(tǒng)”+“智能”教學(xué)方法融合和“過程”+“終端”教學(xué)評價融合，為實現(xiàn)“知識、能力、素質(zhì)”三元培養(yǎng)目標(biāo)提供支撐。

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[責(zé)任編輯? 包玉紅]

收稿日期：2023-11-20

作者簡介：宋曉猛，中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院副教授，博士，博士生導(dǎo)師

基金項目：中國礦業(yè)大學(xué)教學(xué)研究項目“基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)的水文與水資源工程專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式改革與應(yīng)用”（2021YB24）