依托学科竞赛培养水文与水资源工程专业学生的创新能力

肖柏青

（安徽理工大学地球与环境学院　安徽淮南　232001）

全国大学生水利创新设计大赛是国家级的水利学科竞赛，该大赛由中国水利教育协会、教育部高等学校水利类专业教学指导委员会主办，意在贯彻落实《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》要求，强化实践育人环节，为我国水利事业建设和发展培养一批创新型人才。自2009年全国大学生水利创新设计大赛开赛以来，参赛高校和参赛人数在逐届增加，从第一届30所参赛院校85项参赛作品到2017年第五届84所参赛院校212项参赛作品，表明该大赛得到了越来越多高校和大学生的积极响应。水利学科竞赛是培养水利类本科大学生创新精神和创新实践能力的一个有效途径[1-2]。如何依托水利学科竞赛来培养大学生的创新能力？笔者认为可以从作品选题、课题开展和课程教学三个方面发力。

一、注重作品选题，激发创新欲望

队伍的参赛作品能否在众多的竞争对手中脱颖而出关键是看作品的选题。在水利创新设计大赛中选一个好的课题非常重要，它很大程度上决定了这个作品能走多远。一个好的选题，才有可能取得好的成绩，也容易激发学生的研究兴趣和创新欲望，学生们从校级初赛到全国决赛一路走来，在长时间的摸索中提升了创新实践能力。

参加竞赛的学生以二三年级为主，他们对专业知识的掌握和理解仍旧停留在比较低的层次上，要他们把所学专业知识提高到一个创新的高度确实很有难度，他们可能只能在往届的作品基础上提出一个类似的想法，创新性不高，因此，竞赛的选题工作很大程度上由指导教师把关，选题也是对指导教师科研和学识水平的一次考察和衡量。在水力学研究领域，目前的主流研究方向包含了需要急需解决的工程问题，都可以作为很好的作品选题。例如，高坝泄洪雾化问题研究。高坝泄洪的高速水流会产生雾化降雨，对工程安全、工农业生产和居民生活均构成一定的威胁与影响，泄洪雾化成为目前水利水电建设中备受关注的热点问题，但目前还没有很有效的工程措施来减缓泄洪雾化的出现。因此，可以以此为题，设计一种减缓泄洪雾化的装置来参赛。

二、引导课题开展，培养创新精神

创新能力从何而来呢？Krathwohl等人提出的学习过程金字塔结构较好地回答了这一问题：了解必要的知识是基础，再进一步理解、应用并分析评估这些知识，这样，才能获得相应的创新能力[3]。一门大学专业课的上课时间较短，在这很有限的时间里绝大多数学生只是简单地记住了知识，很少去理解和应用这些知识，因此很难获得相应的创新能力。学生组队参加水利学科竞赛，获得了应用专业知识解决实际工程问题的机会，只要正确引导就能很好地培养学生的创新能力。

大学生水利创新设计大赛重在创新，参赛作品的课题研究关键是运用创新措施解决实际工程问题。课题研究不只是参赛学生的事情，完全交给学生来完成是不现实的，老师需要引导学生来学习很多知识，研读一些文献，设计实验，更需要引导学生抓住问题的本质来思考解决问题的方法，在真正理解相关知识的基础上才能有所创新。2016年笔者指导五个水文专业学生计划设计一个弯道排沙装置来解决灌区引水渠道的泥沙淤积问题。这个弯道排沙装置需要用到弯道水流有关知识，而弯道水流是水文专业基础课程《水力学》和《河流动力学》中的一个重要知识点，但是大多数学生在学习了这两门课程以后只是了解了弯道水流的水沙运动规律，而没有理解弯道水沙运动的内在机理。考虑到学生的现实情况，笔者先从水流流速垂线分布与弯道离心力的关系讲解弯道环流的产生机理，让学生能真正理解弯道水流，再让学生在理论的指导下不断改进作品。经过这些过程，学生不但更好地掌握了相关知识，而且培养和提高了其创新能力。在创新实践中，学生提出的一些改进措施有时看起来简单又幼稚，但是却有着意想不到的好效果。因此，培养学生的科技创新能力，最关键的是需要将课堂上学到的理论知识应用到实际当中，面对实际问题，大胆想象，小心求证，最终提出新的解决问题方案。

三、以赛促教，改革课程教学

水利事业现代化建设和发展离不开大量具有创新精神和创新能力的水利类专业人才。随着科技的发展，以水文信息的人工采集、人工整编和纸质传播为特征的传统水文正在向现代化水文转变，现代水文在数据的采集、传递、处理、储存、展示方面都吸收了大量高新技术。在这样的新形势下，我们高校在培养水文专业大学生时培养目标必须和水文现代化建设的要求相协调[4]。水文专业的人才培养怎么做到与现代化水文工作要求相协调？笔者认为，水利创新设计大赛是一个很好的着力点和切入点。大量的参赛作品创新性地将高新技术融入到水利建设和涉水类社会服务中，很好地反映了时代特征。例如，中国农业大学的作品“污水实时监测无线传输预警系统”，南昌工程学院的作品“高精度智能蒸发测量仪”，河海大学的作品“微信水下探测机器人”，华中科技大学的作品“基于物联网的温室大棚智能灌溉管理系统”，西藏大学的作品“泥石流临险预警系统”，等等。学生为了将自动化控制技术、物联网技术、数据库系统等现代化技术应用到参赛作品中，作为学习大量相关知识，需要掌握现代化技术的新型水利人才打下了良好的基础。我们在日常教学中可以借鉴这种训练模式，在相关课程中加入这些参赛作品的讲解，并让学生完成一个与之类似的作品，促进对这些现代化技术的掌握。通过课程实践教学，学生们认识了这些高新技术，并有机会尝试应用高新技术来解决实际问题，进而能够获得相关的创新能力。

通过参加水利学科竞赛和将学科竞赛引入课程教学，水文与水资源工程专业学生的创新能力得到锻炼和提高，通过理论与实践结合，提高了水文专业学生综合素质，水利学科竞赛成为培养能够适应现代化水文建设的高素质水文人才的重要途径。

参考文献：

[1]丁珠玉,樊利,周胜灵,以科技竞赛为载体培养工科学生创新能力[J].西南师范大学学报(自然科学版),2012,37(4):205-208.

[2]孙守国,蒋晓辉.培养水文与水资源工程专业应用型人才的思考[J].长春工程学院学报(社会科学版),2008,9(3):81-82.

[3]Krathwohl,D.R.A Revision of Bloom's Taxonomy:An Overview[J].TheoryIntoPractice,2002,41(4):212-218.

[4]莫淑红,宋孝玉,黄领梅.新形势下水文与水资源工程专业人才培养保障体系探究[J].中国电力教育,2014(5):61-63.