地方农业院校农业水利工程专业实践教学改革研究与实践——以江西农业大学为例*

李海峰，陈文波，2，刘士余，李保同

（1.江西农业大学 国土资源与环境学院，江西 南昌 330045；2.江西农业大学 教学质量监督与评估中心，江西 南昌 330045）

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中指出：实施“卓越工程师教育培养计划”是提升高等教育质量的主要措施之一，对提高工程人才培养质量、促进工程教育和工程师的国际互认具有重要意义，同时该项目也是为了培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。“卓越工程师教育培养计划”的实施遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样、追求卓越”的原则，“卓越工程师教育培养计划”人才培养的基本思想总结来看是强化大学生的专业技术能力、工程思辨能力和职业发展能力，促进其综合素质提升。地方农业院校作为农业人才培养的主要阵地，应当在了解社会对人才需求及能力要求的基础上，客观理性地分析自身的办学定位，不忘初心地做好本科人才培养工作，积极探索农业水利工程专业卓越工程人才的培养途径，寻求高质量工程技术人才培养的有效方式。实践教学体系作为农业水利工程专业人才培养的一个重要组成部分，对学生工程实践能力的培养与提高起着至关重要的作用，对其进行研究刻不容缓。

1 地方农业院校农业水利工程专业实践教学改革的必要性

随着我国经济和科技的高速发展，单纯以水利工程为依托的农业水利工程专业毕业生实践操作能力差，知识综合运用能力和对实际问题解决能力不强的弊病已初见端倪，因此，农业水利工程专业实践教学改革引起了国内高校的普遍重视，并得到了不同程度的加强和深化[1-5]。农业水利工程专业必须跳出原有的框架，构建完备的实践课程体系与实践教学模式，逐渐转变到重工程实践、懂技术、强能力的卓越工程师培养渠道上来，以适应对应用型工程人才培养的要求。这既是社会经济、科技发展的要求，也是教育发展的要求，也利于更加合理地调整高等教育的结构。在新形势下，地方农业院校为更好地服务现代绿色生态农业的发展，也需要培育大批具有科研创新能力和综合工程实践能力的卓越实践型农业水利工程专业人才。

2 江西农业大学农业水利工程专业实践教学改革的有利条件

江西农业大学农业水利工程专业于2014年获批江西省“卓越工程师教育培养计划”项目，为该专业实践教学改革研究提供了坚实的基础。该专业通过多年的建设与发展，已初步形成了农田灌溉工程与节水技术、水土保持与工程、农田整治工程规划与设计等3个稳定的研究及人才培养方向。目前，在人才队伍建设、教学实验条件、教学实习基地建设以及社会服务方面都取得了较为丰硕的成果，在推进实践教学改革研究过程中提供了有力的支撑。

3 江西农业大学农业水利工程专业实践教学改革的主要内容

3.1 全面梳理农业水利工程专业实践教学研究进展，明确农业水利工程专业实践教学研究的主要方向

实践教学是农业水利工程专业人才培养必不可少的重要环节，对培养学生动手能力与创新能力、提高教学质量有着重要的作用。结合对西北农林科技大学、西安理工大学、石河子大学、南昌工程学院等高校农业水利工程专业的调研，采用文献计量分析方法对我国农业水利工程专业实验教学研究特征进行综合分析，揭示当前农业水利工程专业实践类教学研究的现状，明确农业水利工程专业实践教学研究的主要方向。

3.2 基于“卓越计划”视角，改革农业水利工程专业人才培养方案，构建更加完备的课程体系

按照“卓越计划”人才培养所需“知识、能力和素质”的要求，通过改进专业主干课程设置、调整专业选修课组成及调整实践教学课程等方式修订《农业水利工程专业人才培养方案》，构建以通识教育为基础，农业水利工程专业课程为核心，兼顾农学和生态学为特征的课程体系。

3.3 按照“卓越计划”通用标准，构建层次分明、前后衔接的实践教学体系

按照标准进行人才培养是国际工程教育的通行做法，教育部和中国工程院发布了“卓越计划”通用标准。“卓越计划”人才培养标准由通用标准、行业标准以及学校标准三个层面构成。江西农业大学是一所以农为基础、以生物技术为特色的大学，在农业与生物背景下的农业水利工程专业实践教学模式需跳出综合性大学和工科院校以工程为主体的框架，寻求一种兼顾农业科学和生态学为特征的全新模式，以适应社会对应用型工程人才的需要。因此，以三层标准引导为要领，以综合素质与实践能力引导为主线，构建4年学制连续并前后衔接的实践教学体系。

4 改革措施与成效

通过文献计量分析可知，农业水利工程专业实践教学研究的主要方向包括实践教学体系完善、强化专业课程设计、实验教学改革等[6]。江西农业大学农业水利工程专业围绕这几个方向实施了相关的改革措施并取得了一定的成效。

4.1 改革措施

（1）按照“卓越计划”人才培养所需“知识、能力和素质”的要求，修订了《农业水利工程专业人才培养方案》，构建了以通识教育为基础，农业水利工程专业课程为核心，兼顾农学和生态学为特征的课程体系。

对照“卓越计划”的国家、行业和学校标准的要求，重新建立了农业水利工程专业课程体系。从以灌排工程和水利工程为主的课程体系，向兼顾农业与生态类（如土壤学与农作学、农业面源污染防控理论与技术、水生态工程学、水土保持原理与技术）为特征的课程体系转型[7]，构建了由通识教育课程和专业教育课程这两大模块所组成的课程体系，将人文素质教育、创新能力训练等综合教育纳入培养计划，为应用复合型人才培养奠定了基础[8]。相对于原来的培养方案，修订后的培养方案在课程设置上做了较大改动，集中表现在：改进专业主干课程设置。将与考研联系紧密的课程确定为专业主干课程，其构成为“2+6”模式，“2”指大学英语和马克思主义基本原理，“6”指六门重要专业基础课程和专业课程，包括水力学、工程水文学、灌溉排水工程学、水利工程施工、水工建筑物、水泵及水泵站；调整专业选修课组成。将一些与农业水利工程专业关联度高的课程纳入专业选修课，如土地整理、农业气象学、水土保持工程学等；调整实践教学课程。增加一些动手操作能力和实践性强的课程的教学实习和课程设计，如工程水文学课程设计、水工钢筋混凝土结构课程设计、水利计算课程设计、水土保持工程学实习等，有效地避免了实践内容的重复设置。

（2）采取反向设计、正向实施的方法，以课程实验为基础，课程实习、设计和毕业论文（设计）为主线，以野外考察、社会实践、工程训练和科技研发等为拓展，以科技创新训练项目为载体，社会服务项目为纽带，构建了“三层次、七模块”前后衔接的实践教学体系。

基础实践教学层。该层次由一、二年级所安排的社会实践和基础实验2个模块组成。社会实践模块：以区域水系、耕地分布现状、农村生态环境特征等为主要认知内容，通过野外考察、地理国情调查、知识竞赛等形式开展社会实践活动，提高学生对农业水利工程专业性质的认识，为后续的专业课程学习奠定基础[8]。基础实验模块：在保留课程必要的验证性实验的基础上，加大综合性实验比例，尝试开设设计性和创新性实验，使学生获取扎实的基础知识和较强的操作技能。譬如对农田蒸散发的设计性实验教学，学生在老师的指导下自行设计实验并制作蒸发器，测定蒸散发并分析实验结果。考核方式一改以往基于实验报告给予成绩的做法，而将实验成绩改为由平时实验成绩、实验报告成绩和创新实验成绩3部分组成。依据预习报告、出勤率、实验态度、实验操作规范和实验结果分析给定平时实验成绩。结合实验记录、实验内容完成情况及思考题回答情况、实验报告总质量等量化实验报告成绩。根据实验的设计、对实验数据的分析及对基础理论运用等评定创新实验成绩。通过设计性试验教学，大大地提高了学生的创新能力、动手能力、团队合作能力、分析问题以及解决问题的能力[9]。

专业实践教学层。该层次包括二、三、四年级所安排的专业实验和课程设计2个模块。专业实验模块：整合优化课程内容，开设4个综合实验课程（工程测量与制图类专业综合实验Ⅰ课程、农业水土工程类专业综合实验Ⅱ课程、力学及材料类专业综合实验Ⅲ课程、水利工程建设及施工类专业综合实验Ⅳ课程）。课程设计模块：以多课程联合设计为主线，训练学生综合运用工程水文学-水资源规划及利用-水工建筑物-灌溉与排水工程学-土地整理学和生态农业规划等课程知识，参与一个完整的水资源开发利用的设计过程。从某一区域产流汇流和降雨量计算、设计洪水过程线的推求（工程水文学课程）开始，经过兴利调节和防洪调节及水库特征水位（水资源规划及利用课程）计算，完成大坝等建筑物设计（水工建筑物课程），根据地形地貌和高标准农田设计要求布设水泵站和灌排水水渠（水泵及水泵站和土地整理学等课程），达到“实战化”课程设计训练的效果[8]。综合实践模块：依托校内外实践基地，通过生产劳动和顶岗实践，培养学生从农业水利工程设计、施工到监理、管理为一体的综合实践能力[8]。

实践应用教学层。该层次由三、四年级所安排的创新实践和毕业设计（论文）2个模块构成。创新实践模块：依托校内开放实验室和校外实践基地，以学生科技创新课题、科研训练计划、学科专业竞赛项目和实习过程中发现的科技问题为主要实践内容，在校内外老师的指导下开展科技创新实践，培养学生分析问题、解决问题的能力和创新的能力。例如结合每年的国家级“大学生创新创业训练计划”及中国科学院组织的“科教结合协同育人行动计划”等科技创新项目，根据项目类型及所依托的单位，由3-5个学生成立一个课题研究小组，选择校内专业老师和校外企业工程师或研究员作为指导老师，并在老师的指导下，结合行业需求，自主完成项目选题、研究方案的撰写以及课题的申报的工作，在开展创新性的实验。通过科技创新项目的实施，学生的科研创新能力和专业知识的应用能力得到提升。毕业设计（论文）模块：强化指导老师对学生选题和过程的指导，突出毕业设计（论文）的实战性和工程性。首先，从高标准农田建设、水土保持规划及工程设计等实践性强、多学科交叉的横向课题中，梳理工程性强、内容新颖的选题供学生选择，通过毕业设计培养学生实践能力；其次，指导教师将与农业水利工程相关的纵向科研项目，合理地分解成若干个难度适中的小课题供学生选择，培养学生的创新能力；再次，企业把当前运营过程中需要解决的技术问题适当转化为毕业设计（论文）课题供学生选择，培养学生解决实际问题的能力；最后，学生从自己就业单位的实际需求出发，围绕即将踏入的工作岗位确定课题进行研发，培养学生的综合实践能力[8]。

（3）坚持以研究促教学，打造优秀教学团队，创新教学方式与方法，构建了“以学生为主体，以教师为指导”的启发引导式教学模式。

引导教学团队成员坚持“以研究促教学”的原则，积极进行科研探索，将科研优势转化为专业教学上的强大推动力。通过科研项目和科研实践显著提升团队的教学水平和创新意识。同时，鼓励教师参与校内外教学研讨活动，以开阔教学视野，拓宽教法渠道，形成特色专业人才培养方案、教学计划、课程体系、教学大纲。实行“走出去”与“请进来”相结合、“校内培养”与“校外培养”相结合、“长期培养与短期培养”相结合的培养方式，对本专业的教师，特别是青年教师进行培训，不断提高教师对教学前沿成果的了解并吸取国内外有益的教学经验，建设一支师德高尚、业务精湛的优秀教师队伍。江西农业大学农业水利工程系自2016年以来先后从日本爱媛大学、西北农林科技大学、扬州大学引进农业水利工程相关专业博士3人，从武汉大学、河海大学引进水文水资源方向硕士2人充实了专任教师队伍。2017-2018年本专业有2位青年教师分别前往加拿大和美国的知名高校从事访问学者研究工作，在学习农业水利工程科技前沿的同时，也带回了先进的教学方法。专业教师在教学过程中形成“以老带新、交互听课、共同提高”的帮扶机制，让教学水平高、学术造诣高的优秀教师引领教学团队，定期开展示范教学及培训。从行业、企业、科研院所聘请具有一批丰富实践经验的专业人员和管理人员担任兼职教师，如先后聘请了南昌大学、江西省灌溉试验中心站、江西省土地开发整理中心的专业人员分别承担了水工建筑物、水泵与水泵站、工程地质与水文地质等专业课程的教学实习实践任务，或担任本科生联合指导老师，承担学生专业培养、毕业设计及校外实习实践等指导任务。按照双向选择的原则，对学生实施指导老师负责制。导师面向学生开展全面、系统和相对前沿的专业技术教育，帮助学生了解所学专业，掌握学习方法，培养独立思考能力。利用课余时间带领学生到校内外实习实践基地观摩学习、顶岗操作，并指导学生从事科研活动和社会实践。同时，充分发挥自身社会资源优势，为学生在就业创业、升学深造以及出国留学等方面提供指导和帮助。

结合专业课程群组（学科基础课程群组、力学结构课程群组、农业用水课程群组及水利工程课程群组）课程理论教学，以农业水利工程项目实践为内容，开展以综合型和创新型实验项目为主的“4+4”循环实践教学。第一年第一循环：进行第一层次——农业水利工程专业基础技能训练，了解、认识、描述水利工程的功能要求和内部结构。第二年第二循环：进行第二层次——农业水利工程专业专项能力训练，掌握水利水电工程建设中相关工程地质水文地质的问题、工程水文过程的特点以及材料和结构性能。第三年第三循环，进行第三层次——农业水利工程专业工程应用能力训练，掌握工程规划、设计、施工、组织和控制方法。第四年第四循环：进行第四层次——农业水利工程专业综合能力训练，包括课程设计、具体工程实习和毕业设计等。“4+4”循环教学模式克服了由于课程衔接不紧密降低了学生学习兴趣，理论与实践课程分设导致学生理论联系实际能力不足的缺点。

为了提高专业主干课程的教学质量，改变学生吸收知识点困难的现状，改进并完善了核心课程的教学方法。如基于ADDIE教学设计模型，将水利工程施工课程教学划分为“分析，设计，开发，实施，评价”等5个阶段，对课程进行了教学设计，帮助学生掌握基本的水利工程建设施工程序、方法以及施工机械的选用[10]。同时，项目驱动教学法也被尝试应用于灌溉排水工程学课程的教学过程中，该方法将灌排工程建设管理的一线工作为导向，将课程中有关的理论知识按照一定的规律分配到各个项目中，让学生在完成项目的同时，有效地提高对灌溉排水工程相关知识的学习和掌握，并能积极促进学生的自主学习能力、创新能力、思考能力和实践动手能力以及其他综合能力的提高[11]。此外，以班级微信群、QQ群、超星学习通、雨课堂等为载体，分享课件资源与视频资源，交流专业知识，加强第二课堂的建设，并引导学生参与老师的互动，以调动学生的积极性，培养学生的专业兴趣，巩固专业思想，激发探索热情，提升创新能力。

（4）以水利工程学科联盟为抓手，以国内外知名学者及工程师的讲座为窗口，搭建学生实践技能培养综合平台，提升学生职业发展能力，培养、拓宽农业水利工程人才国际化视野。

作为江西省水利学科联盟成员单位之一，江西农业大学农业水利工程系通过对外沟通与合作，加强与联盟成员江西省水利科学研究院、江西省水土保持科学研究院、江西省水利规划设计院、江西省环境保护科学研究院等的联系，联合建立创新人才培养基地，创立高校与科研院所、行业、企业联合培养人才的新机制，以个性化“订单式”人才培养的方式造就卓越工程人才，从而突破工程师培养的“校园围墙”。通过整合学校、学院及江西省水利工程学科联盟单位实验平台资源，逐步改善我校农业水利工程专业实践教学环境，建立具备培养卓越工程人才的“综合型实践教学”平台。首先是结合学校一院一楼搬迁及实验室分配工作，通过采购及资源调配等方式完善本学科教学实验室的仪器设备，使本学科的实验室能较好地满足新的实践教学要求；其次是大力加强校内教学实践基地建设，提升了现有“农业水利工程综合实训基地”“土地整治教学实践基地”条件，并结合本专业发展趋势，组建新教学实践基地。最后是巩固现有校外教学实践基地的基础上，新增3-5个校外基地。以企事业单位为依托，安排学生到企业进行认知、观摩和顶岗实习。由企事业单位配备经验丰富的工程技术人员担任学生在其单位学习阶段的指导教师，根据联合培养方案，落实学生在其单位学习期间的各项教学安排，提供必要的实训、实习场所与设备，指导学生进行实践操作。在条件允许的情况下，接收学生参与企事业单位的技术创新和项目研究等。

此外，通过江西省水利学科联盟内部高水平学术报告、参与导师科研项目、申报联盟学生创新项目及科技创新大赛等形式，营造浓厚的学术氛围和开放、平等交流的氛围，激发了学生的求知欲和创新愿望。近5年来，先后邀请了加拿大麦吉尔大学、加拿大魁北克省农业部、日本爱媛大学的教授前来学校开展讲座，为师生们介绍农业水利工程领域的科学前沿以及国外高校农业工程教育特点，并分享了学生申请国外留学的途径与方法，培养并拓宽了学生的国际化视野。此外还邀请了江西省水利厅、江西省土地开发整理中心的教授级高工到学校来讲学，从“防洪防害，向水要利，人水和谐”等方面为农业水利工程专业学生介绍了水利的理念、特色、利弊、发展、改革以及前景，提升学生职业发展能力。

4.2 实施成效

通过农业水利工程专业实践教学体系和实践教学环节的合理构建，以及校内外实践教学基地与科研平台的建设，有力地促进了教师“教”与学生“学”、教学与生产实际和教学与科学研究的良性结合，使学生的专业技术能力、工程思辨能力、职业发展能力和科研创新能力稳步提高，提高了农业水利工程专业毕业生的就业竞争能力。具体表现在以下几点。

4.2.1 学生综合素质不断提高，实践能力明显增强

农业水利工程专业实践教学改革后，学生更加注重参与工程项目及科研课题的实践，能够灵活运用专业知识和技术解决毕业设计（论文）过程中遇到的问题，且毕业设计（论文）质量明显提高。如首届（2017届）毕业生设计（论文）仅获学院级优秀毕业设计（论文），而2018届以后的毕业生获得校级优秀毕业设计（论文）数量在逐年增加。随着农业水利工程实践教学体系的构建，本专业学生积极主动联系校内外的老师及相关高校及科研院所，参与申报大学生创新创业计划项目，参加暑期优秀大学生夏令营等活动，融入到科研课题及工程项目的实施过程中，学生的科研创新能力稳步提高。如2015级学生申报的中国科学院大学生创新实践训练计划项目获立项资助（资助经费1.3万元），因其在项目实施过程中的优秀表现，荣获2017年度中国科学院大学生奖学金。此外，学生考研升学率大幅提高，农业水利工程专业2017届、2018届、2019届、2020届、2021届毕业生考研升学率分别为22%、41.3%、26.4%、44.4%、55.8%，录取 985、211、“双一流”等高水平大学的学生数量逐年增加。本专业学生就业率亦稳步增长，进入水利水电工程行业国企单位就业的人数逐年增加，如2019届毕业生进入中国水利水电第六工程局等国企的人数达18人，占就业人数的44.12%。毕业的学生大都成为行业技术骨干，有许多学生走上了领导岗位，多年来年来深受用人单位及社会的好评。

4.2.2 教师教学能力不断提升，业务能力不断提高

通过农业水利工程专业实践类课程教学改革与实践，教师的教学、科研水平都得到了较大提升。在教学方面，青年教师的教学水平逐步提高，教学质量评估结果连年优秀，其中有6人次获得青年教师教学风采大赛、课程思政教学大赛一、二等奖，有多门由青年教师任教的课程获批“线上线下”混合金课和教学思政示范课程。在教研方面，据统计，5年来农业水利工程专业相关教师申报立项省级教改课题2项，获得江西省教学成果奖1项，江西农业大学教学成果奖4项，发表教改论文10余篇。在科研方面，成功申报立项国家自然科学基金2项，省自然科学基金2项，承担规划类、设计类、评价类的现代农业节水技术与水土保持地方服务性项目20余项，发表论文30余篇，形成了一支“学历高、能力强、效果好”的优秀教学团队。