科教融合，創新為先

王艷艷 何小武 劉士余 李保同 周昌明

摘?要：農業水利工程（如水利計算）核心課程的教學存在著教學資源不足、教學模式固化、師資隊伍建設僵化、實踐教學體系內容單一等問題。在“雙一流”戰略下，提出了“科教結合、創新先行”的人才培養理念，以崗位分析為基礎，以工作流程為導向，設計教學內容;設計以項目為載體，以能力培養為目標的教學方法。探索了一套以“國際化”“創新實踐”培養為導向，以工作過程為基礎，以項目為導向，以任務為驅動，以“教、學、練、做”為一體的“水利計算”教學實踐模式，培養“創新人才”。擴大了學生的知識面，提高了學生的實踐能力和創新設計能力，逐步提高了畢業生從事水利工程設計的比例，逐步擴大了該專業的社會認可度。

關鍵詞：水利計算;科教融合;創新為先

一、概述

2015年年底，國家頒布了《全面推進世界一流大學和一流學科建設總體規劃》，把“培養拔尖創新人才”作為建設任務的重點，其中“國際視野”和“促進國際交流與合作”兩個關鍵詞在建設任務和改革任務上給予了雙重強調。國土資源學院作為江西農業大學“雙一流”學科建設的重點部門，積極響應國家提出的對高校和學科建設提出的新要求[1]。

在農業水利工程核心課程（如水利計算）的教學中，存在著教學資源不足、教學模式固化[2]、師資隊伍建設僵化、實踐教學體系內容單一等問題（圖1）。在“雙一流”戰略下，提出了“科教結合、創新先行”的人才培養理念，以崗位分析為基礎，以工作流程為導向，設計教學內容;設計以項目為載體，以能力培養為目標的教學方法。

探索了一套以“國際化”和“創新實踐”培養為導向，以培養“創新型人才”為目標，基于工作過程的“教、學、練、做”一體化的水利計算教學實踐模式，如圖2所示[3]。

二、指導思想

本研究以《全面推進世界一流大學和一流學科建設總體規劃》和《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》為指導思想，以“創新人才培養”為重點，堅持“科教結合、創新先行”的人才培養理念，突出人才培養的核心地位，著力培養具有歷史使命感和社會責任感、創新精神和實踐能力的水利工程人才。

圍繞“科教結合”這一主線，提出了基于工作過程的“教、學、練、做”的項目導向、任務驅動、一體化教學模式;選擇典型工程案例，貫穿各種教學項目，理論與實踐相結合;運用先進的計算方法提高學生的技能，激發學生的學習興趣;產學研結合，增強教學能力，提高教學質量，拓展學生視野，提升競爭力，使之成為真正能夠滿足國家需要、支撐產業發展的創新型工程人才[4]。

三、主要教學研究與實踐內容

（一）以研促教、教研相長，開放式教學模式促人才培養

教而不研則淺，研而不教則空，時代呼喚教學理念的革新。依托優秀的科研項目資源，結合先進的實驗技術，通過教學活動將科研理念傳授給學生，以科研促教學，以教研促成長[5]。

本研究基于實際工作所需的知識、能力和素質要求[6];以具體工作內容（案例、項目）為載體;課程內容綜合性強;打破傳統的學科體系，根據工作需要，設計以能力為主線、以項目為主線、以知識為暗線的教學內容[7];形成了理論與實踐相結合的教學內容，整個內容分為7個項目26個任務，如下表所示。

（二）開發虛擬仿真（VR）內容、使教學資源多樣化

VR教學資源建設包括虛擬仿真實驗和課程理論教學碎片化知識兩部分內容，按照教學大綱要求，除了開發與課程真實實驗配套的虛擬仿真實驗之外，還要根據人才培養目標、實際人才能力需求，增加了若干虛擬仿真實驗。在開發水利計算虛擬教學資源時，將高成本、不可逆的實驗進行虛擬化，將無形、隱蔽的水利工程結構進行三維可視化，建立了虛擬實驗室的水利水電工程模型和零件模型，旋轉，完成了三維結構的拆卸等操作，并通過三維仿真動畫演示了實驗原理。

（三）深化科教融合，注重過程設計

本課程綜合運用課堂教學、案例研討、辯論賽、模擬招標會、實戰技能競賽、沙盤教學法、小組答辯等多種方法。

（1）課堂教學：緊密結合工程設計實踐，簡單講解水力計算的基本原理、概念和方法。

（2）案例分析與討論：每個項目都會給出一個綜合性的案例，引導學生和讀者運用自己的知識解決現實世界中的問題，如如何確定水利工程的正常蓄水位和死水位，如何預測生態需水量等。

（3）辯論賽：圍繞某一知識點進行辯論賽，有助于學生更好地理解知識，鍛煉學生的語言表達能力和邏輯思維能力。根據項目2“多年調節水庫效益提升計算”的知識點，由于多年調節水庫的存在，可采用時間日歷法和數理統計法進行計算。辯論賽“采用時間日歷和數理統計[8]，哪個方法更適合數據不足地區的水庫效益計算”。通過辯論賽，學生對兩種方法的優缺點有了更透徹的了解，為今后的水利工程設計奠定了堅實的理論基礎。

（4）模擬招標會議：本課程利用實際工程案例，充分模擬施工招標從發布招標公告到最終發出中標通知書、簽訂合同的全過程。針對工程6綜合利用水庫正常蓄水位和死水位的選擇過程，模擬了“贛江水利樞紐工程設計”招標會議。學生模擬招標人和投標人，體驗和掌握招標實際業務中的所有角色和工作[9]。

（5）實用技能競賽：在1分鐘內繪制水庫特征水位及相應庫容示意圖。根據河流水文條件和需水量保證情況，通過調節計算和經濟論證，確定水庫的各種特征水位和相應庫容，是水庫規劃設計中水利計算的重要任務之一各用水部門費率。通過1分鐘的水庫特征水位及相應的庫容圖競賽，了解學生對知識點的掌握情況，提高學生的實際操作能力。

（6）沙盤教學法：水力計算課程設計采用沙盤教學法。沙盤教學是以一定的情境方式模擬特定的工程情境，將學生分成幾個公司或管理團隊，圍繞課程理論知識的主題，以“沙盤”為基礎進行訓練，從而達到教學目的的一種方法和手段。水利工程建設的主要步驟包括：團隊組建、企業戰略分析、項目資金來自融資方案、項目可行性研究、項目建設等[10]，建設過程的作用如圖4所示。

在建設初期，要給建設單位和建設單位一定的資金。施工單位每完成一次定額工作量，就要對施工單進行計量和支付。施工過程中，施工單位各部門根據現場情況進行支付[10]。

（7）小組答辯：針對項目5（防洪水利工程計算），在課程中設置了分組，以“2019年6月上旬峽江水利樞紐調洪過程”公開答辯。整個翻轉課堂分為小組PPT展示、評委點評、提問互動等環節。

（四）側重過程教學，改革考核方式

強調學生平時表現、動手能力，由傳統的“一張試卷定成績”的考核方式轉變為注重課程全過程能力培養的“綜合性考核模式”，如圖5所示。

結語

在“雙一流”的背景下，課題組積極響應國家號召，高度重視國際化教學和創新能力培養的新發展方向和新目標，為學生成長成才提供和創造了更多的機會和可能。擴大了學生的知識面，提高了學生的實踐能力和創新設計能力，逐步提高了畢業生從事水利工程設計的比例，逐步擴大了該專業的社會認可度。今后要繼續保持科教結合的教學特色，緊跟人才市場需求和全國高等教育發展形勢，通過不斷調整和提高，進一步深化改革，提高專業影響力。

參考文獻：

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[10]李孝雄，石振慶，周亮廣.基于沙盤教學的水利工程經濟教學改革探索[J].科技創新導報，2019，10：216217.

基金項目：2013年6月，江西省普通本科高等學校“卓越工程師”培養計劃項目：農業水利工程卓越工程師教育培養計劃（贛教高字[2014]42號）;2018年江西省教育廳科學技術研究項目：控制性交替灌溉條件下玉米大豆間作SPAC系統水熱傳輸（項目編號：9232307126）;2020年江西農業大學“線上線下混合式一流本科課程”建設項目（項目編號：0432300508）;2021年江西農業大學課程思政示范課程培育項目（項目編號：0432300666）;2021年，江西省高等學校教學改革研究課題：“‘雙一流’背景下《水利計算》‘一心五環’課程思政教學改革”（JXJG-21-3-29）

作者簡介：王艷艷（1988—?），女，漢族，湖北宜昌人，博士，講師，研究方向：水文、農業氣象。