给排水专业学生创新能力培养探讨——基于实践教学

王兴明，范廷玉，关希军，赵晓雨，查甫更， 王 顺，于孝坤，刘 英，吴 同，鲁福庆

(1.安徽理工大学地球与环境学院， 安徽 淮南 242001;2.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司， 安徽 马鞍山 243000)

近年来，我国高等教育领域对于加强实践教学以培养学生创新能力，提出了很多的构想，也出台了很多的文件。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中提出“加强实验室、校内外实习基地建设”，“支持学生参与科学研究，强化实践教学环节”[1]。国家教育部在《教育部等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》中提出“要强化实践教学环节”[2]。目前，工程教育认证理念中，十分强调“设置完善的实践教学体系，培养学生的工程应用能力”[3]。卓越工程师培养计划把培养学生的工程实践能力，以提高学生的创新能力放在突出位置。审核性评估中，学生的实践动手能力及创新能力培养也是评估的重点内容之一。可见，实践教学已经在高校培养人才中占到了非常重要的一环。在现今高等教育改革中，通过实践教学，培养学生的创新能力，从而培育出创新性人才，成为高校教学的重要育人目标之一。

一、给排水专业多维实践教学内涵

给排水科学与工程专业是以化学、生物学、水力学为主要学科基础，综合运用工程力学、材料、设备、仪表与控制、信息科学、管理、运营、经济、法律等相关学科知识和技术，不断吸收融合分子生物学、纳米科学与技术、膜科学与技术、痕量分析与检测技术等现代科技成果，主要培养服务于水资源利用与保护、城乡给排水、建筑给排水、工业给水排水和节水工程技术等方面的技术人才的学科。由此可见，给排水专业十分强调实践教学，以培养学生的动手能力，参与工程的能力，采用创新思维解决复杂工程问题的能力。因此，给排水专业的多维实践教学可以理解为：采用全方面、多模式的多维实践教学课程体系，培养学生的动手实践能力，提高学生的创新能力，使他们在毕业后可以创造性的去解决复杂的工程实践问题。

二、给排水专业多维实践教学体系组成

(一) 多维实践教学课程

给排水科学与工程专业致力于培养具有良好的人文素养、扎实的知识基础、较强的创新能力、较为宽广的国际视野的给排水科学与工程专业人才。培养的学生具有从事给排水科学与工程有关的工程规划、设计、施工、运营、管理的基本能力，并具有在高校、企业和科研单位开展初步研究开发能力。由此可见，关注学生的实践动手能力，通过多层次、多模式、全方位的构建实践教学体系，提高学生的创新能力是给排水专业的一个重要教学目标和教学任务。众所周知，创新能力指的是在实践和技术活动领域内不断提供有经济、社会和生态价值的新思想、新理念、新思路、新方法和新发明的能力。那么，实践是创新的基础和源泉，而实践教学就是培养学生创新能力最好的抓手。在此背景下，根据给排水人才培养特点，可将多维实践教学课程体系概括为：“一个平台、两个课堂、三个层面和四个结合”。一个平台指的是本科生创新平台(创新创业训练计划和创新素质拓展训练)，两个课堂指的是第一课堂(实验、实习、设计、实验等)和第二课堂(军训、学科竞赛、科技活动、学科竞赛、假期社会实践等)、三个层面指的是学校层面、社会层面和家庭层面积极关注和支持学生的实践活动，四个结合指的是理论课和实践课相结合、选修课和必修课相结合、科学研究与实践教学相结合、实践教学与企业生产相结合。由此，给排水专业的多维实践教学课程体系的多维主要指实践教学伴随给排水专业各个年级、各门课程和每位学生。针对不同年级的学生有不同类型的实践课程，针对不同的课程有不同内容的实践内容，针对不同的学生，尽量做到不同难易程度的实践科目，从而在不同的教学阶段、不同的教学层面和教学对象面前，体现实践教学的多个维度，从知识到实践，从基础到专业，从个体到整体，逐步提高学生的创新素养，培养学生的创新能力。

(二) 多维实践教学基地

多元化、高质量和稳定的教学实习实训基地是培养学生创新实践能力的重要基石。面对给排水专业的未来发展趋势，本专业的教学实践基地应该依照多类型—多层次—多专业交叉的多维思想而构建。多类型指的是：既有污水处理厂、自来水厂、建筑工地管网、大型水利工程等传统的实践基地，也有水体修复工程、污泥处理处置中心、塌陷区水体治理工程这样的工程化实践基地；多层次指的是：既有本校的金工实习场地、校园小型污水处理设施等校内线下实习实践基地，也有VR虚拟仿真的污水处理厂、自来水厂等线上仿真；多专业交叉指的是：给排水专业的就业和职业发展方向与环境、土木等专业相交叉，因此，实习基地的设置可以增设环境方向和土木方向的实践基地，如：土壤污染修复场地、垃圾填埋场、厨余垃圾处置中心等环境方向的实践基地，路桥公司、公路工程公司、测绘公司等土木方向的实践基地。此外，给排水专业多维实践基地构建也基于时间的多元化。实习的教学时间可以安排在暑假，更可以与学生暑期社会实践相结合。平常的教学学期内，受到日常教学课程安排及专业课安排的影响，难免使得实践课程与专业课等相冲突，若安排在暑假，学生一方面可以利用富足的暑假时间，一方面，可以更好地参与到企业的顶岗实习中，能切实地在企业、公司、院所里参与到一项具体工作的始终，认识到实践不仅包括专业知识，更包括团队合作、人员交流等更为实际的内容。同时，实践时间可以根据部分学生需求安排，若确实有学生喜欢周末实习，也可以安排到水厂、自来水公司进行实习。

(三) 多维实践教学师资队伍

优秀的师资队伍对实践教学的效果影响深远，高水平的实践师资队伍是提高实践教学质量的关键[4]，为了达到强化实践教学的目的，必须形成科教融合，校内外结合的高素质实践教师队伍。目前，很多高校的师资多为博士，理论水平高，但是实践经验不足。各高校都在强调双师型教师，或者强化有企业背景的教师。然而，构建双师型或者强调企业背景，需将现有的教师进行培训或者放到企业锻炼，需要不少时间，在弥补学生实践课程上可能起不到立竿见影的效果。因此，基于给排水专业特点，可以建立一支校内理论课教师、校外企业专家、岗位技术专家、基层技术能人组成的多维实践教师队伍。这些校外企业专家、岗位技术专家和基层技术能人有的可能在深层次理论解释方面不一定深刻，但他们每天面对工程的具体实际问题，具备解决复杂技术问题的手段和方法，掌握解决工程问题的实操方案，他们在解决技术难题时的思维过程和技巧，能给学生起到良好的引领示范和巨大的启迪效果。此外，不少高校普遍实行本科生导师制。然而，此种导师制仅仅利用本校教师，在多维实践教师体系中，可以将本科生导师制中导师队伍扩大到校外企业专家、岗位技术专家和基层技术能人。在大学入学阶段就可让给排水专业的学生与校外企业专家、岗位技术专家和基层技术能人进行双选，让校外导师也分配几个本科生，让他们也全过程指导学生。目前，腾讯课堂、腾讯会议、钉钉、学习通、雨课堂等线上教学手段拉近了实践教学的时间和空间，校外导师可通过这些线上教学平台，让学生感受实时的现场工艺运行状况，复杂工程问题出现的场景，以及解决现场工程问题的过程和实施的技术、方法，这会极大地提高学生对现场工程及工艺技术的领悟能力。

三、给排水专业多维实践教学质量监控与保障体系

高校的教学质量监控与保障体系中，更多关注本科生理论课的课堂教学，对于理论课堂教学质量监控，有巡查、督导、听课、评教、视频监控、学生意见反馈、期中教学检查等多种形式。而对于实践教学的质量监控，由于不少实践教学在实验场地或者校外，其评教与监控力度较弱，反馈结果也不及时。基于此，对于今后给排水专业实践教学质量的提高，可以从以下几个方面进行持续探索。

(一) 实践教学质量考核标准

基于给排水专业课程教学质量的国家标准和专业认证要求，在学校和学院对给排水专业办学定位和目标的基础上，根据给排水专业的人才培养方案、实践教学大纲，同时，兼顾校外企业专家的建议与要求，科学制定各个实践环节(实验、实习、设计、科技创新活动、本科生学科竞赛等)的质量监控及考核的标准与规范要求，建立一套巡查-督导-反馈-改进的实践教学质量改进体系。此外，再进一步完善与之相配套的实践教学质量保障的规章制度和激励机制。

(二) 实践教学过程管理与监控制度

高等教育的质量不在学校的资源和声誉，更多体现在学校本科教育的实践，而质量监控的重点应该从教育投入到教育结果转向有效的教育实践过程，很多高校同时存在实习与实践执行不到位等情况[5]。因此，有必要明确实践教学各个环节的质量监控点和监控的方法及手段。在优化实践教学体系、革新教学模式与方法基础上，抓实践计划落实、指导教师落实、经费落实、场地落实与考核落实，更要做好各个实践教学环节(准备实践环节、初期安排实践环节、中期实践环节和完成实践环节)的教学考核工作，必须将日常实践教学各环节的考核纳入实践教学整体质量监控体系，这样才能确保实践教学质量整体上的稳定性与持续改进。

(三) 多层次、多维度实践教学检查与反馈机制

实践教学，由于涉及到校外教师，在检查和评测教师方面，不像理论课那么方便实施。因此，可以建立校内和校外的沟通机制，再建立校内外实践指导老师的评测制度，同时，进一步构建校内外集中监控与日常监控相结合制度、校内外检查与督导相结合制度。检查与督导的环节可以包括实践基地的检查，各类实习、实验与设计课程等的定点定时与不定点不定时的专项与单项检查，学期开始、期中与期末的教学实践检查等等。此外，对于实践教学模块，还有个尚需要质量监控的点是本科生创新创业项目和学科竞赛环节。此部分内容，不少高校已经安排专门教师带领学生团队做本科生大创项目。然而，很多大创项目，学生在申报环节积极，一旦申报成功，学生对于后续项目和竞赛的完成都普遍存在积极性不高、意愿不强烈的情况，因此，需要将本科生大创项目和学科竞赛也纳入动态检查，加强此类项目和竞赛的初期、中期和后期检查和反馈，以切实提高此类实践环节的教学质量和教学效果。

(四) 实践教学组织保障机制

改进与提升实践教学质量是质量监控的根本目的，决定着实践教学质量监控亚体系的闭环性、循环性和有效性[5]。健全的教学管理组织是完成教学质量监控的人力保障。由于实践教学的复杂性，需要建立校内外领导、专家等的共同的教学管理组织系统，发挥校内外各级、各职能部门领导干部和专家在实践教学工作中的决策、指导和论证作用，在校内外形成联动运行、协同配合的质量监控和保障格局。另外，行之有效的问责机制、奖励机制与帮扶机制，可以提升和不断改进实践教学质量。学校在基础理论课(大学英语、数学、物理和化学)排名建立了问责机制，排名靠后的学院得接受问责和约谈，分析落后的原因，给出未来改进的措施。这一机制也可以引入到实践教学的质量监控与保障体系。同样的，奖励机制和帮扶机制也可以督促各类教学主体及时发现问题与解决问题，共同提升和推动实践教学质量的不断持续改进。