數(shù)字化背景下高職水利類專業(yè)實踐教學體系的重構與優(yōu)化

彭英慧 尹紅蓮 惠陣江

(山東水利職業(yè)學院，山東 日照 276826)

引言

水利作為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎產業(yè)，在實現(xiàn)高質量發(fā)展和中國式現(xiàn)代化的道路上，是基礎性支撐和重要帶動力量。在國家推動水利產業(yè)實現(xiàn)“數(shù)字化”“信息化”和“智能化”的過程中，智慧水利已成為新階段水利高質量發(fā)展的核心象征，對水利行業(yè)從業(yè)人員和技術管理人員的要求也愈來愈高，我們迫切需要培養(yǎng)眾多高水平信息化技能、創(chuàng)新思維和實際操作能力出眾的綜合素質人才，以滿足社會的需求。

在學生能力成長中，實踐教育扮演了重要角色，有著巨大的影響。國內在數(shù)字化建設及職業(yè)教育數(shù)字化轉型方面開展了大量研究，但針對水利行業(yè)數(shù)字化轉型及智慧水利實踐教學的研究仍然較少。在智慧水利的大背景下，要培養(yǎng)既懂得傳統(tǒng)工程施工工藝，又能夠熟練運用“三化”“三算”以及BIM等新興技術的人才，水利類專業(yè)需要摒棄傳統(tǒng)實訓教學方法。鑒于信息技術和產業(yè)數(shù)字化的升級轉型，建立起一套具備水利職業(yè)教育特色的實踐教學體系，已經(jīng)刻不容緩，這將有助于消除水利職業(yè)院校高質量發(fā)展中的瓶頸問題。

一、數(shù)字化背景下高職水利類專業(yè)實踐教學體系重構的邏輯起點

(一)國家職業(yè)教育數(shù)字化轉型的戰(zhàn)略需求

在我國，發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟已上升為國家戰(zhàn)略。數(shù)據(jù)顯示，我國數(shù)字經(jīng)濟已經(jīng)在過去十年內經(jīng)歷了巨大增長，從2012年的11萬億元飆升至2022年的超過50萬億元，數(shù)字經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展為經(jīng)濟的穩(wěn)定增長作出了巨大貢獻。“在應對數(shù)字時代的浪潮中，充分激發(fā)數(shù)據(jù)要素的潛力，急迫推進數(shù)字經(jīng)濟、數(shù)字社會以及數(shù)字政府的建設，從而全面促使生產、生活和治理方式的徹底改革。”這是《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》所強調的。

數(shù)字化對生產、生活和思維方式的深遠影響已經(jīng)在中國以及全球范圍內顯現(xiàn)出來。以下是一系列重要的政策和舉措，反映了數(shù)字化在中國教育領域的快速發(fā)展和變革：

2020年9月，中國政府的九個部門聯(lián)合提出了職業(yè)教育信息化2.0建設行動，強調了“信息技術+”。這表明政府開始重視將現(xiàn)代信息技術與職業(yè)教育相結合，以提高教育質量和適應市場需求。2021年12月，《“十四五”國家信息化規(guī)劃》明確強調了“終身數(shù)字教育”，表明政府將數(shù)字化教育視為實現(xiàn)終身學習的關鍵手段。這進一步推動了數(shù)字化教育的發(fā)展。2022年1月，全國教育工作會議提出了“教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動”，表明政府將數(shù)字化教育納入國家教育戰(zhàn)略中，并將其作為重要方向。同年2月，《教育部2022年工作要點》闡述了“實施教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動”，凸顯了教育數(shù)字化的先進性，意味著政府已經(jīng)正式著手實施相關政策和計劃。教育部職業(yè)教育與繼續(xù)教育司在《職業(yè)教育與繼續(xù)教育2022年工作要點》中提出“推進職業(yè)教育與繼續(xù)教育數(shù)字化升級”，強調了數(shù)字化升級在職業(yè)教育領域的關鍵作用。綜合來看，數(shù)字化已經(jīng)成為中國教育領域高質量發(fā)展的新賽道，政府通過一系列政策和計劃，積極推動數(shù)字化教育的發(fā)展，以適應社會變革和技術進步的要求。這一趨勢將對教育體系、教育方法和學習方式產生深遠的影響，使學生能夠更好地適應未來的數(shù)字化社會。

(二)智慧水利建設的人才需求

新中國成立后，我國的水利事業(yè)經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：工程水利、資源水利、生態(tài)水利和智慧水利。在智慧水利階段，我們充分利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、信息技術和GIS等先進技術手段來推動新時代的水利建設。這些技術已經(jīng)成為推動新階段水利高質量發(fā)展的主要實施路徑。通過這些技術的應用，我們能夠更好地管理水資源、保護生態(tài)環(huán)境、加強水利工程建設，并為國家的可持續(xù)發(fā)展作出更大的貢獻。

2023年全國水利工作會議強調，要積極推動數(shù)字孿生水利建設，加速打造數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生水網(wǎng)以及數(shù)字孿生工程，以實現(xiàn)水利高質量發(fā)展的目標路徑。因此，在人才培養(yǎng)過程中，重構實踐教學體系成為推進水利類專業(yè)教育教學改革和人才培養(yǎng)質量提升的有效手段。

(三)高職院校高質量發(fā)展的實踐需求

2022年12月，中共中央辦公廳發(fā)布了一份文件，著重強調了推動現(xiàn)代職業(yè)教育的高質量發(fā)展，旨在提高職業(yè)教育的質量和適應性，培養(yǎng)更多高素質技術技能人才，為建設教育強國和人才強國奠定基礎。要實現(xiàn)這一宏偉目標，高職院校面臨著以下實踐需求：

高職院校需要積極加強與各行各業(yè)產業(yè)、地方政府和企業(yè)的合作與交流；高職院校應當與產業(yè)鏈和供應鏈進行緊密對接，以了解整個產業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的運作方式；根據(jù)教育部的通知，高職院校需要積極建設虛擬仿真實訓基地；教育部的通知還強調了數(shù)字職業(yè)教育的重要性，職業(yè)教育需要緊跟科技進步和產業(yè)變革趨勢，培養(yǎng)學生數(shù)字化素養(yǎng)和能力，以滿足企業(yè)數(shù)字化轉型的需求。高職院校需要積極整合數(shù)字技術，包括虛擬現(xiàn)實、人工智能和大數(shù)據(jù)等，將其納入教育體系，以培養(yǎng)適應未來職業(yè)挑戰(zhàn)的學生。

二、數(shù)字化背景下高職水利類專業(yè)實踐教學體系建設的現(xiàn)實困境

(一)專業(yè)人才培養(yǎng)方案和實踐課程體系不適應水利產業(yè)數(shù)字化轉型升級對數(shù)字化水利人才的需求

作為水利水電工程智能管理專業(yè)開展教學活動、安排教學任務的規(guī)范性、綱領性文件，人才培養(yǎng)方案在人才培養(yǎng)過程中起著舉足輕重的作用。但是，原有的人才培養(yǎng)方案制定時間較長，方案中的人才培養(yǎng)理念與當今經(jīng)濟社會數(shù)字化轉型和水利產業(yè)升級不相適應，沒有體現(xiàn)人才培養(yǎng)向智能化、信息化、數(shù)字應用能力提升的要求，需要根據(jù)產業(yè)升級需求進行動態(tài)調整[1]。

此外，實踐課程體系中信息化融入的寬度和深度不夠。近年來，水利工程建設呈現(xiàn)出“主體規(guī)模大、結構類型多、施工周期長、設備耗資高”的趨勢，傳統(tǒng)的校內實訓形式比較單一，內容在空間和時間上受限，學生難以掌握智慧建造新技術，無法形成對工程實踐的感知和理解，新型施工技術信息化能力難培養(yǎng)。首先，該基地的使用范圍有限，主要適用于質量檢驗和工程監(jiān)測項目，無法提供模擬智能化施工過程的實際培訓機會。所以，學生在施工實踐的培訓方面面臨挑戰(zhàn)，從而導致實際教育的系統(tǒng)性和全面性受到影響。另外，水利工程項目通常規(guī)模龐大，周期長，這使得學生難以全程跟蹤學習，無法獲得完整的實踐經(jīng)驗。即使使用攝像記錄施工過程，復雜的隱蔽工程和節(jié)點工藝也難以完全展示，限制了學生對細節(jié)的理解和學習。因此，實訓過程中“想看看不到、想做做不了、做了做不全”的問題突出[2-3]。

(二)實踐課程內容不能與智慧水利建設與數(shù)字化管理的任務需求精準對接，與行業(yè)企業(yè)聯(lián)系不密切

水利工程專業(yè)涉足多個學科領域，包括施工技術、工程經(jīng)濟、組織理論、項目管理理論等。然而，當前的實際教育內容缺乏協(xié)調，不同課程的實踐教育相對孤立，導致學生所學知識和技能呈現(xiàn)零散的特點，難以綜合面提高他們在解決工程實踐問題時的系統(tǒng)應對能力[4]。

相較于社會科技進步和產業(yè)轉型升級的快速發(fā)展，實際教育過于偏向學校的角度，有時會忽視社會需求；過度集中于教師的引導作用，而忽視了學生的主體地位；實踐教育體系未能及時根據(jù)企業(yè)對技能需求和水利學科的獨特特點進行靈活調整，這導致學生所掌握的知識難以在應對工程項目中的技術和管理挑戰(zhàn)時發(fā)揮有效作用，使實踐能力培養(yǎng)的目標難以達成，實踐教學體系內容具有一定的滯后性。

(三)實踐課程教學資源支撐不足，數(shù)字化產教融合深度不夠

在水利領域數(shù)字化轉型的背景下，學科融合、教育與科研的互補，以及產業(yè)界與教育界的協(xié)同合作成為人才培養(yǎng)模式的主要特點。因此，實踐教育體系也需要相應地建立和調整。目前，缺乏融合的問題在水利類專業(yè)實踐課程之間，導致實踐形式單一；實踐課程教學資源沒有整合現(xiàn)有水利學科和其他學科的實踐資源，不同學科專業(yè)之間的實踐教學內容還存在壁壘。另一方面，隨著現(xiàn)代信息技術的不斷發(fā)展，如“互聯(lián)網(wǎng)+”“人工智能”“大數(shù)據(jù)”以及“虛擬仿真”等，教學方法正在經(jīng)歷著革命性的變革。這些變革對實踐教育平臺提出了更高的要求，需要支持復雜工程項目的更高層次學習，導致實踐教學數(shù)字化的需求與現(xiàn)有數(shù)字化教學資源短缺之間的矛盾日益突出。

(四)實踐課程教學的評價體系不完善，缺少數(shù)字化教與學評價反饋機制和持續(xù)改進機制

傳統(tǒng)的實踐教學中，多數(shù)以學生最終呈現(xiàn)的成果材料為依據(jù)進行總結性評價，缺乏診斷性評價、過程性評價、形成性評價、表現(xiàn)性評價等要素和過程。因此，教師難以在實踐教學過程中進行多方面的關注，影響了實踐教學評價系統(tǒng)設計的準確性。

三、數(shù)字化背景下高職水利類專業(yè)實踐教學體系建設的路徑優(yōu)化

(一)推進水利專業(yè)數(shù)字化轉型升級，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，重構數(shù)字化水利實踐教學課程體系

緊密結合當前形勢下水利高質量發(fā)展的需求以及山東水利“國家省級水網(wǎng)先導區(qū)建設”、“數(shù)字水利新型基礎設施建設工程”等“十四五”規(guī)劃任務，優(yōu)化專業(yè)人才培養(yǎng)目標，構建適應產業(yè)升級、行業(yè)需求、企業(yè)發(fā)展的水利類專業(yè)人才培養(yǎng)方案，創(chuàng)新數(shù)字化專業(yè)人才培養(yǎng)模式。

依據(jù)供給需求、資源共享理論，對接智慧施工、數(shù)字造價、智能運維中素質、知識、能力的新要求，按照水利產業(yè)數(shù)字化發(fā)展趨勢，促進水利類專業(yè)實踐課程之間的內容協(xié)調，拓展實踐方法，以重塑水利類專業(yè)“水利工程+信息技術”的實踐教學體系，由此建立起既符合經(jīng)濟發(fā)展新形勢下對水利創(chuàng)新人才培養(yǎng)要求和我國職業(yè)教育數(shù)字化轉型發(fā)展形勢，又具有水利專業(yè)特色的實踐育人體系，實現(xiàn)水利數(shù)字化轉型與水利創(chuàng)新人才培養(yǎng)同向同行，形成協(xié)同效應。

(二)以“四結合”為核心，利用信息化技術，優(yōu)化數(shù)字化水利實踐教學內容體系

首先，針對水利專業(yè)特點將虛擬仿真、三維建模、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡通信等先進技術與水利特色進行深度融合，設計開發(fā)實訓教學內容，建立“線上與線下相結合、虛擬與現(xiàn)實相結合、室內與室外相結合、宏觀與微觀相結合”的實踐教學內容優(yōu)化體系，應對實踐教育中新興施工技術應用能力培養(yǎng)、實際施工環(huán)節(jié)教學難以展開、復雜施工工藝難以演示的顯著挑戰(zhàn)。

其次，設計安全可靠、經(jīng)濟環(huán)保的特色虛擬仿真實訓項目；優(yōu)化基于虛擬仿真、虛擬現(xiàn)實的數(shù)字化教學內容，改變實訓中存在的高投入、高危險、高耗能、難進入、難動作、難看見、難再現(xiàn)的現(xiàn)狀；與校企合作企業(yè)對接，由企業(yè)師傅對“準員工”開展聯(lián)合培養(yǎng)，在企業(yè)師傅的協(xié)助下開發(fā)實踐教學教材，校內教師建設線上虛擬仿真資源，企業(yè)師傅帶領學生完成實操，構建線上線下相融合的虛擬教學模式[5]。

(三)依托“六位一體”綜合實訓平臺，打破信息孤島，豐富數(shù)字化水利實踐教學資源供給體系

利用學院集“實訓教學、技能培訓、社會服務、科學研究、技能鑒定、真實生產”六位一體的綜合實訓平臺，精準對接行業(yè)新技術、新工藝、新流程、新規(guī)范，將教學資源進行整合和優(yōu)化，推進數(shù)字化教學資源共建共享。通過自建整合、征集引進等方式，豐富數(shù)字化水利實踐教學資源供給體系。

通過校企專家聯(lián)合開發(fā)“互聯(lián)網(wǎng)+實踐教學資源”，利用水利工程信息化管理中心、水利工程虛擬仿真中心、水利工程BIM協(xié)同創(chuàng)新實訓中心、3S數(shù)據(jù)智能處理中心等數(shù)字化實訓室以及‘國家級-省級-市級’三級技術協(xié)同創(chuàng)新平臺，生產型實訓基地等，可以以典型工作任務為載體，推動產業(yè)新要求轉化為數(shù)字化資源新要素，兼顧典型示范和個性需求，制定視頻、動畫等資源規(guī)范和模板，為知識技能點開發(fā)基礎型、提高型、拓展型顆粒資源，推動數(shù)字化教學資源供給側精準對接產業(yè)需求側。

(四)充分利用大數(shù)據(jù)，深化教學行為數(shù)據(jù)伴隨式采集，建立數(shù)字化水利實踐教學評價體系

通過情感、知識和能力三個方面的目標，采用原則如“綜合定性和定量評價”，“學師生互評”，以及“過程性和終結性評價相結合”，進行了數(shù)據(jù)收集和分析，構建了數(shù)字化水利實踐教學評價體系，這其中包括對實際教育內容的進程評估、實際教育成果的標準評估以及多種實際教育評估方法的應用。

評估過程中，借助大數(shù)據(jù)增強價值評估和過程評估，以提高評估的科學性、專業(yè)性和客觀性，通過伴隨式收集教學行為數(shù)據(jù)，分析教與學過程，以不斷改進教學方法。此外，建立多維度的學生畫像，用以評估學生的認知結構、能力取向和個性特征等，從而為有針對性和個性化的指導提供支持。

結語

高等職業(yè)院校在水利領域的數(shù)字化變革中面臨著全新的機遇和挑戰(zhàn)，同時也受益于變革對水利類人才培養(yǎng)范圍和深度的擴大。實踐教學體系的構建與改進是一個長期的過程，在實施過程中，需要從人才培養(yǎng)方案、課程體系、教學內容資源、評價機制等各個方面進行全方位的設計和改進，并在實踐教學的過程中不斷創(chuàng)新、總結靈活高效的教學方式、方法；將數(shù)字技術與實踐教學深度融合，從而培養(yǎng)具有數(shù)字化實踐能力的應用型專業(yè)技術人才，這對于數(shù)字化轉型背景下水利專業(yè)人才的培養(yǎng)具有重要的推廣價值和借鑒意義。