水利水電工程專業實驗教學模式創新研究與實踐

付成華，涂興懷，劉曉輝，張煥敏

摘要：實驗教學是理論教學的延伸和補充，是整個課程體系中不可缺少的一部分。結合我校水利水電工程專業發展需求和專業特點，從實驗條件、實驗教學體系和內容、實驗教學方法、實驗教學隊伍及管理質量等方面進行改革和優化，研究提出一種實驗教學創新模式，提高學生的綜合素質。

關鍵詞：實驗教學；模式；水利水電工程；改革和優化

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A？搖 文章編號：1674-9324（2014）16-0206-02

隨著我國高等教育由精英教育轉為大眾教育，高校的招生人數突飛猛進。高校擴招的同時，高校教育資源特別是價格高昂的實驗設備沒有得到相應的發展。導致在實際的實驗教學中，由于實驗設備質量、數量存在較大缺口，受實驗時間、空間、條件等限制，有些實驗無法進行，高校教學中實踐環節的缺乏已成為突出問題，而實驗教學在培養學生綜合素質和能力方面具有其他教學環節不可替代的作用。面對這種形勢，結合我校水利水電工程專業發展需求和專業特點，研究提出一種實驗教學創新模式，對實驗教學活動中的計劃、大綱、教材、教師、學生、儀器設備、場地、時間等因素進行綜合優化設計和組合，從而形成相對穩定的內在組織結構及程序和方法的有效教學形式，具體包括實驗條件、實驗教學體系和內容、實驗教學方法、實驗教學隊伍和實驗教學質量管理等內容。

一、整合資源，改善實驗條件

1.硬件環境改善。充分利用學校已有資源，在水力學實驗室、土力學實驗室、材料力學實驗室的基礎上，水利水電工程專業建有水工模型實驗室、工程水文實驗室、工程測量實驗室。水工模型實驗室有典型水利樞紐模型、水電站模型等，能夠模擬實際的水電工程運行過程，有利于學生建立工程的總體概念，已經成為相關專業課程教學的重要組成部分。工程水文實驗室主要為學生觀測水文要素提供條件。工程測量實驗室通過建立水電工程測量實習場地，更新補充測量設備，可以滿足水利水電工程專業和相關專業的工程測量實驗。通過近幾年的實驗室建設，水利水電工程專業可增加學生的實驗項目，但是創新性實驗項目開設條件仍需加強。

2.軟件環境改善。軟件環境包括專業實驗教學素材庫和虛擬的數字化實驗平臺。專業實驗教學素材庫中有收集整理的水利水電工程現場圖片、影像資料、實驗教學資料等，可為實驗教學提供資料，同時可為理論教學提供豐富的支撐。水工虛擬實驗平臺主要是結合計算機技術和多媒體技術創建虛擬的數字化實驗平臺。將水利工程樞紐中的典型建筑物制作成系列化的數字模型，將水利樞紐主體工程的施工過程數字化，并在教學過程中不斷補充和完善。數字化實驗平臺可以開展演示性、驗證性和設計性實驗，帶給學生和教師以全新的視角認識和感知水利水電工程，同時數字化平臺的建設和完善過程可為教師和學生提供很好的實踐機會，有助于創新能力的培養。

二、優化實驗教學體系和內容

1.優化實驗實踐教學體系。水利水電工程專業實驗教學環節包括課帶實驗和獨立實驗，實驗類別設有演示性、驗證性、綜合性和設計性。實驗教學內容改革的目的是變革和系統化實驗內容，從實用化和工程系統化的視角，將實驗內容分層次，強調不同實驗項目之間的傳承與聯系，強調對學生實踐興趣、實驗方法與技能的引導。采取“431”研究方法，即通過調查分析影響人才培養模式的“四類對象”（高校、用人單位、生源和畢業生），研究與探索“三類問題”（水利水電工程專業實驗實踐教學體系、實驗實踐教學資源與平臺建設和實驗實踐教學運行機制），提出“一個”適應目前我國社會經濟和水電能源開發利用狀況且凸顯我校辦學特色的水利水電工程專業實驗實踐教學體系，如圖1所示。

2.優化實驗課程內容。遵循“科學性、發展性、創新性”原則，改造傳統項目，更新內容，適當增設一些綜合性、設計性實驗項目，實現教學內容的現代化、層次化和系列化，使其與現代科學技術發展相適應，與生產和工程技術實際相銜接。①實驗課程內容包括基礎性實驗、專業性實驗和創新性實驗。（1）通過基礎實驗教學，掌握水利水電工程的基本技能，包括工程測繪、計算機CAD制圖和基本編程、地質基本勘察、工程力學（土力學、水力學、結構力學、建筑材料等）等基本實驗操作和參數測試。（2）通過專業實驗教學，掌握較為全面的水利水電工程專業技能，包含工程規劃、水工建筑物和水電站設計、工程概預算、工程施工設計和管理等。（3）通過創新型和產學研結合的實驗教學，了解水電工程建設的前沿動態，參與大學生創新實踐活動和相關科研項目研究等，培養學生一定的工程實踐創新和解決實際問題的能力。②按學科相近和實驗內容的內在聯系綜合優化實驗課，重新設計和編制實驗教學大綱，更加合理地配置資源，提高實驗教學資源的利用率。如考慮工程水文學和水利水能規劃課程的相關性和其在整個課程體系中的作用，在這兩門課程結束之后開設工程水文學課程設計，便于學生系統地理解和掌握水文計算和水利計算內容，理解其在整個課程體系中甚至在水利工程建設中的地位。

三、改革實驗教學方法

1.應用先進信息技術。在實驗教學中應用多媒體教學、仿真技術、計算機網絡教學等手段。開設水工模擬實驗、水庫調度實驗、水利工程施工模擬實驗等，學生的實驗熱情廣泛提高，同時提高了教學質量和效率。

2.轉變實驗教學思路。①在實驗教學中實現了從“以教師為主”到“以學生為主”的轉變。針對設計性和綜合性實驗，鼓勵學生自己設計內容，實驗室提供設備、場景，讓學生在自己設計的實驗項目中探索知識的運用效果，體會知識如何轉化為能力，增強學生的學習動力。②按照“引企入校、專業進企、雙向嵌入”的模式，逐步建立“合作育人、人才共享、技術共享、成果共享”的實驗實踐教學合作機制，組織并指導學生廣泛參與水利水電工程創新實踐活動，培養學生的創新能力和動手能力。

3.改革實驗教學方式。通過設置問題和引導，充實和延伸課堂內容，提高學生能力。通過開設多個實驗項目，供學生選擇，滿足學生不同興趣的要求。endprint

四、提高實驗教學隊伍及管理質量

1.實驗教學隊伍。①提高教師業務素質。目前水利水電工程專業教師10人，其中副教授4人，博士4人，在讀博士3人。依托“水利水電工程校級特色專業”、校級精品課程和校級重點課程，成立3個課程小組，打造多種能力兼備的實驗實踐教學團隊。同時積極為教師進企業學習，開展各類科研項目等創造條件。②注重人才引進。吸引高學歷、高職稱、有工程實踐經驗的高水平教師參加實驗室建設、改革和教學工作。③外聘本科生指導教師。畢業設計采取雙導師制，校內專業指導教師和企業指導教師相結合，部分學生直接到單位實習，完成畢業設計工作。

2.實驗教學質量管理。①實驗教學資料的管理。實驗教學資料包括實驗教學大綱、教學指導書、實驗運行記錄、實驗設備借用登記冊、實驗報告、實驗成績等，注意實驗教學資料的收集、整理和歸檔工作，將其納入日常教學管理。②多元化的實驗評價體系。根據學生的實驗設計、學習態度、實驗報告質量、實驗結果分析等，綜合評價，評定實驗成績，注重學生動手能力和創新能力的培養。③實驗教學質量考核。實驗教學考核項目包括實踐教學的準備、授課、實驗實踐紀律、教學文件完整度等，加強實驗實踐教學過程和教學效果的監督和控制。

理論教學離不開實踐教學，實驗實踐教學是理論教學的延伸和補充，優秀的實踐教學過程有助于加深學生對于理論知識的理解和運用，為后續專業的學習建立基礎。專業實驗教學模式改革的目的就是合理優化實踐環節，開發利用各種資源，探索靈活多樣的方式方法，培養學生的綜合能力。

參考文獻：

[1]付植桐，王秀時.高校實驗教學改革的思考[J].實驗室科學，2007，（5）：23-25.

[2]吉愛國.綜合性實驗教學模式的探討與實踐[J].實驗室研究與探索，2007，26（1）：94-96.

[3]張定群陳海玲.新建應用型本科高校“層次+模塊”實踐課程體系的構建[J].實驗室科學，2008，（2）：57-58.

[4]孫連榮.高校實驗教學模式的研究與探索[J].實驗室研究與探索，2003，22（1）：4-5.

基金項目：西華大學校級教改項目“水利水電工程專業實踐教學體系創新研究與探索”資助。

作者簡介：付成華（1978-），女，湖北襄陽人，副教授，主要從事水利水電工程的教學和研究工作。endprint

四、提高實驗教學隊伍及管理質量

1.實驗教學隊伍。①提高教師業務素質。目前水利水電工程專業教師10人，其中副教授4人，博士4人，在讀博士3人。依托“水利水電工程校級特色專業”、校級精品課程和校級重點課程，成立3個課程小組，打造多種能力兼備的實驗實踐教學團隊。同時積極為教師進企業學習，開展各類科研項目等創造條件。②注重人才引進。吸引高學歷、高職稱、有工程實踐經驗的高水平教師參加實驗室建設、改革和教學工作。③外聘本科生指導教師。畢業設計采取雙導師制，校內專業指導教師和企業指導教師相結合，部分學生直接到單位實習，完成畢業設計工作。

2.實驗教學質量管理。①實驗教學資料的管理。實驗教學資料包括實驗教學大綱、教學指導書、實驗運行記錄、實驗設備借用登記冊、實驗報告、實驗成績等，注意實驗教學資料的收集、整理和歸檔工作，將其納入日常教學管理。②多元化的實驗評價體系。根據學生的實驗設計、學習態度、實驗報告質量、實驗結果分析等，綜合評價，評定實驗成績，注重學生動手能力和創新能力的培養。③實驗教學質量考核。實驗教學考核項目包括實踐教學的準備、授課、實驗實踐紀律、教學文件完整度等，加強實驗實踐教學過程和教學效果的監督和控制。

理論教學離不開實踐教學，實驗實踐教學是理論教學的延伸和補充，優秀的實踐教學過程有助于加深學生對于理論知識的理解和運用，為后續專業的學習建立基礎。專業實驗教學模式改革的目的就是合理優化實踐環節，開發利用各種資源，探索靈活多樣的方式方法，培養學生的綜合能力。

參考文獻：

[1]付植桐，王秀時.高校實驗教學改革的思考[J].實驗室科學，2007，（5）：23-25.

[2]吉愛國.綜合性實驗教學模式的探討與實踐[J].實驗室研究與探索，2007，26（1）：94-96.

[3]張定群陳海玲.新建應用型本科高校“層次+模塊”實踐課程體系的構建[J].實驗室科學，2008，（2）：57-58.

[4]孫連榮.高校實驗教學模式的研究與探索[J].實驗室研究與探索，2003，22（1）：4-5.

基金項目：西華大學校級教改項目“水利水電工程專業實踐教學體系創新研究與探索”資助。

作者簡介：付成華（1978-），女，湖北襄陽人，副教授，主要從事水利水電工程的教學和研究工作。endprint

四、提高實驗教學隊伍及管理質量

1.實驗教學隊伍。①提高教師業務素質。目前水利水電工程專業教師10人，其中副教授4人，博士4人，在讀博士3人。依托“水利水電工程校級特色專業”、校級精品課程和校級重點課程，成立3個課程小組，打造多種能力兼備的實驗實踐教學團隊。同時積極為教師進企業學習，開展各類科研項目等創造條件。②注重人才引進。吸引高學歷、高職稱、有工程實踐經驗的高水平教師參加實驗室建設、改革和教學工作。③外聘本科生指導教師。畢業設計采取雙導師制，校內專業指導教師和企業指導教師相結合，部分學生直接到單位實習，完成畢業設計工作。

2.實驗教學質量管理。①實驗教學資料的管理。實驗教學資料包括實驗教學大綱、教學指導書、實驗運行記錄、實驗設備借用登記冊、實驗報告、實驗成績等，注意實驗教學資料的收集、整理和歸檔工作，將其納入日常教學管理。②多元化的實驗評價體系。根據學生的實驗設計、學習態度、實驗報告質量、實驗結果分析等，綜合評價，評定實驗成績，注重學生動手能力和創新能力的培養。③實驗教學質量考核。實驗教學考核項目包括實踐教學的準備、授課、實驗實踐紀律、教學文件完整度等，加強實驗實踐教學過程和教學效果的監督和控制。

理論教學離不開實踐教學，實驗實踐教學是理論教學的延伸和補充，優秀的實踐教學過程有助于加深學生對于理論知識的理解和運用，為后續專業的學習建立基礎。專業實驗教學模式改革的目的就是合理優化實踐環節，開發利用各種資源，探索靈活多樣的方式方法，培養學生的綜合能力。

參考文獻：

[1]付植桐，王秀時.高校實驗教學改革的思考[J].實驗室科學，2007，（5）：23-25.

[2]吉愛國.綜合性實驗教學模式的探討與實踐[J].實驗室研究與探索，2007，26（1）：94-96.

[3]張定群陳海玲.新建應用型本科高校“層次+模塊”實踐課程體系的構建[J].實驗室科學，2008，（2）：57-58.

[4]孫連榮.高校實驗教學模式的研究與探索[J].實驗室研究與探索，2003，22（1）：4-5.

基金項目：西華大學校級教改項目“水利水電工程專業實踐教學體系創新研究與探索”資助。

作者簡介：付成華（1978-），女，湖北襄陽人，副教授，主要從事水利水電工程的教學和研究工作。endprint