水利与土木工程实验教学示范中心建设与实践

何春保，倪春林，李庚英

（1. 华南农业大学 水利与土木工程学院，广东 广州 510642；2. 华南农业大学 材料与能源学院，广东 广州 510642）

近年来，随着教育部发布《关于开展新工科研究与实践的通知》[1-2]积极推进“新工科”建设，以及国家乡村振兴战略和粤港澳大湾区建设等一系列国家战略的实施，农业院校工科创新人才培养迎来了新的发展机遇。我校所在地广州是“一带一路”的重要枢纽，也是粤港澳大湾区建设的核心城市，我校是以农业科学和生命科学为优势，以热带亚热带区域农业研究为特色，农、工、文、理、经、管、法、艺等多学科协调发展的教学研究型大学，2015 年被确定为广东省高水平大学重点建设单位。现有本科专业95 个，其中水利和土木工程类专业每年招收学生300 多人。按照教育部《关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知》[3]，因应新形势下创新人才培养的迫切需要，水利与土木工程学院从2005 年开始整合学校相关土木建筑类实验教学资源，开展包括实验教学平台、实验师资队伍、实践教学体系、管理规章制度和信息化管理等在内的实验教学示范中心建设，并于2013 年、2014 年分别获得校级、省级实验教学示范中心建设立项，2017 年底完成省级验收认定。

1 建设背景与思路

根据《广东省中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）》[4]提出的，实验教学示范中心建设“重点是面向全体学生、促进学生全面发展，着力提高学生服务国家服务人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力”，以及《广东省高水平大学建设实施方案》[5]提出的，通过建设实验教学示范中心使“高校的治理体系更加完善，师资队伍的层次和水平显著提高，人才培养机制更加完善，人才培养质量显著提高，自主创新能力大幅提升”的要求，按照发挥优势、补齐短板，服务学校高水平大学建设的整体目标，遵循“农工理结合、产学研并进”的专业办学理念，加快实验示范中心建设。

建设思路是以提升实践教学质量为宗旨，以培养学生的实践动手能力和创新创业能力为目标，以校内实训中心、重点实验室及校外产学研、实践教学基地为依托，加大资金投入和实践教学师资队伍建设，构建学科交叉、科教融合、课创一体、校企协同的实践教学模式，建成“基础实验、综合设计、创新创业、实践锻炼”多层次的实践教学体系，建成广东省乃至全国农业院校有影响力的水利与土木工程实验教学示范中心。

2 建设内容

2.1 实践教学平台建设

农业院校水利与土木工程相关学科是依托农业工程发展起来的，起步相对较晚，实验教学条件相对落后，难以跟上学科发展的步伐。为改变这种落后局面，满足新形势下创新人才培养实践教学需求，按照“教学为本、科教融合、虚实互补、重在实践、多元开放”的实验教学理念，依托广东省高水平大学建设项目，根据实验室定位和特点，近年来先后投入资金 1200多万元用于基础实验室、专业实验室、创新创业实验室、虚拟仿真实验室建设（见表1），并以重点实验室和实践教学基地为依托，构建了“四结合，一协同”多元综合的实践教学育人平台。其中，四结合为专业实验室与虚拟仿真的虚实结合，课程实验教学与创新创业的课创结合，实验示范中心与校农事、工程、管理3 大训练中心的校院结合，实验示范中心与广东省农业水土信息无人机遥感工程技术中心、广州市智慧水务等重点实验室的科教结合；一协同为实验示范中心与校外产学研基地和实践教学基地的校企协同（见图1）。既满足了学生理论联系实际能力和动手能力培养需求，又融入了农业院校特色及服务乡村振兴建设的教学内容。实践教学平台能够满足学校土木工程、水利水电工程、建筑学、测绘工程、房地产开发、城乡规划等相关专业学生的实验教学和学生科技创新活动需求，同时为本科生毕业设计和研究生学位论文相关研究提供实验平台。

表1 实验室分类

图1 实践教学育人平台体系架构

2.2 实验教学队伍建设

实验室建设的关键是实验教师队伍建设，而实验室负责人是实验室建设和管理的关键[6-7]。按照打造教学、科研前沿阵地的要求，学院选派教授担任实验教学示范中心主任，由其负责实验示范中心教学和建设发展方向。实验教学师资队伍建设以教学团队建设为中心，以教师实践教学能力提升机制建设为主线，满足日常实验教学和实验室管理、实验设备维护和开发，以及科研和对外服务交流需求。

为了传承和提升师德教风[8]，按照人尽其才、物尽其用、最大化提高实践教学效能的要求，建立以专业实验课教师为主，相关实践教学教师为辅的实验教学团队，整合3 大训练中心、省（市）级工程技术研究中心和校外产学研基地的实践和教学科研力量，按照“高水平、多层次”原则建设年龄、学历、学缘结构合理的教学团队，团队成员间基础实验与实践教学相互搭配、优势互补，改进实验教学方式方法，为实验教学、科技创新和教师科研活动提供有力保障。

教师实践教学能力的培养和提高是一项系统工程[9]。通过外引内培方式，实施“引进来、请过来、送出去”人才计划，近5 年从珠三角的产学研合作单位以及相关设计院所引进有工程背景的教授3 名，每年聘请15～20 名行业专家、教授和优秀校友担任实验中心兼职教师或开展学术交流讲座；鼓励教师开展国内外进修，近5 年先后派出10 名教师到英国、美国、韩国和加拿大等国进行访学研修，15 名教师参与土建类产学研合作企业工程实践。

2.3 实践教学育人体系构建

按照学校“逐步用整合实验与整合实习替代原依附于理论教学的实验学时与实习学时；设置多种类型的科研训练、实习实践活动，培养学生的创新精神和实践能力”的要求，学院创建了“基础实验/课程设计—专业竞赛—创新创业—工程实践”4 层次实验教学体系（见图1）。其中基础实验/课程设计包括36 门实验课程、48 门综合设计课程以及Capstone/毕业设计课程等；专业竞赛包括全国大学生数学建模竞赛、大学生结构设计竞赛、结构力学竞赛等；创新创业包括“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛、各级别科技创新创业项目、产学研合作项目、课题研究计划等；工程实践包括认识实习、生产实习、毕业实习及专家、校友讲座和企业实践等。4 层次实验教学使校内外实践教学形成有机整体，把学生实践能力的培养贯穿于“认知—实践—创新”的递进实践教学环节中，实现学生基本实验技能、创新创业能力、实践能力的有机融合。

2.4 实验中心管理机制建设

依照教育部《国家级实验教学示范中心管理办法》“建立健全规章制度，不断完善管理体制和运行机制”的要求，结合水利与土木工程实验教学示范中心实际情况，先后制定了《实验中心主任岗位职责》《实验中心教师岗位职责》《实验中心仪器采购管理办法》《实验中心实验室设备及实验耗材管理办法》《实验中心仪器维护管理制度》《实验中心实验室废弃物处理办法》《实验中心安全卫生制度》《实验中心安全事故应急处置预案》等20 多项规章制度，定期开展卫生环境、危险品管理和安全检查，每学期至少举办一次实验室安全巡讲，保障了实验室教学和管理的安全规范。

2.5 信息化平台建设

按照开放运行要求推进信息化与教学的深度融合，建设了水利与土木实验示范中心网站，包括中心概况、实验平台、实验队伍、管理机制、设备与环境、实验预约、评价与规划等模块。实现了实验室设备资源、上课时间等全部在线公布，学生可在网上选修示范中心开设的所有实验课程，可在线预约相关实验室或实验设备开展课外科技创新项目实验。师生可利用网站的评价专栏，对实验课程内容、教学效果、实验室管理等提出意见或建议。

3 建设成效

3.1 改善了实验室教学条件

经过几年建设，新增实验场地 1100 m2，新增投入1200 多万元，新增实验设备300 余台件，开设的实验课程由15 门增加到28 门，年均实验课时由32 000 h增加到43 000 h。面向专业由原来的土木工程、水利水电工程、建筑学3 个专业拓展为12 个本科专业和3个研究生专业。每年参加实验学生人数4500 多人次，实验学时达到36 000 人时以上。

3.2 提高了人才培养质量

学生竞赛和实践技能明显提升。2010 年成立结构工作室，2013 年成立建筑书社等学生竞赛社团，带动了学院90%的学生参与大学生结构设计竞赛、中南地区结构力学竞赛、“高教杯”先进成图大赛、粤港澳高校结构设计信息技术大赛等专业竞赛，近5 年获得校级以上奖励186 项，其中国家级一、二等奖67 项，省级奖项48 项。承担各类科技创新项目260 多项，其中省级36 项，国家级26 项，本科学生发表科技论文36篇，其中SCI、EI 收录12 篇。

根据麦可思2016 应届毕业生培养质量评价报告，学院 2016 届毕业生工作与专业相关度为 83%，远高于“211”院校平均值72%，连续6 年排名全校20 个学院第一；毕业生毕业半年内离职率为20%，低于全校平均值24%；就业率为93%，全校排名第7。

3.3 促进了专业和课程建设发展

学院人才培养规模从每年180 人增加到390 人，土木工程专业 2015 年获批为广东省综合改革试点专业；水利水电工程专业获批为广东省特色专业，并于2018 年通过 IEET 工程教育认证；“工程伦理学”和“土木工程施工技术”课程获批为广东省精品资源共享课程；“工程造价管理”课程获批为广东省在线开放课程。

3.4 提升了实验教学师资队伍水平

通过外引内培，实验教学师资队伍新增教授3 人、副高5 人，中心教师人数从15 人增加到26 人，具有博士学位教师比例从33%提升到42%，高级职称比例从22%提升到45%，10 名教师具有各类注册工程师证书。现有校级教学名师1 名，校级优秀实验教师1 名，土木工程实验教学团队为校级教学团队。近5 年，中心教师承担省级教学改革和质量工程项目13 项，自编实验教材5 册，先后发表教改论文30 多篇[10-11]。“走向创新之路，架专业实践之桥——华南农业大学桥梁设计大赛”获2013 年广东高校校园文化建设优秀成果二等奖，“基于学生‘农、工、管’通识技能培养的跨学科训练平台的创建与实践”获2017 年广东省教学成果一等奖。

3.5 形成了农科特色实践教学体系

中心实践课程体系涵盖水利水电工程、城乡规划、土地资源管理、环境工程、材料科学与工程、能源与环境系统工程等 10 多个涉农本科专业的课程实验项目，将“工程伦理学”“岭南建筑与园林”“农业设施与工程”“BIM 和装配式建筑”等课程融入实践教学中，开设了岭南乡村建筑虚拟仿真实验项目，与学校的农事训练中心、工程训练中心、管理训练中心等 3个训练中心相呼应，形成以理为基，以工为本，以农为特色的实践教学体系。

3.6 提升了科研能力和对外交流服务水平

中心建设以来，教师获得的省级以上科技计划项目和横向课题数量明显增加，近5 年获得省级以上科技计划和自然科学基金项目12 项，其中国家基金项目6 项，横向课题经费 800 多万元。在每年承办的校紫荆文化节活动“桥梁结构设计大赛”基础上，先后承办了2013 年“高教杯”全国大学生先进成图技术大赛、2014 年中南地区大学生结构设计大赛和 2018 年广东省大学生结构设计竞赛，并组织召开了第八届中南地区高校土木工程专业教学研讨、2018 年全国水利学科水利水电工程专业教指委年会暨青年教师讲课现场竞赛，参赛参会高校350 多所，参赛师生3 千多人，充分发挥了实验教学示范中心对内实践教学和对外交流辐射作用。

4 结语

结合农业院校实际情况，整合优化校内外教学资源条件，创建了省级水利与土木工程实验教学示范中心，在实验教学平台、师资队伍、实践教学育人体系、实验教学管理和信息平台等方面进行了建设，建立了“四结合，一协同”多元综合、产学研协同的实践教学育人模式。实践表明，中心的建设促进了工科专业建设，人才培养质量显著提升。