新工科背景下水工建筑物课程实践教学优化研究

李军秀　梁谦　尚国秀

摘  要：水工建筑物课程是农业水利工程专业人才培养的专业核心课程，课程设计实践环节是直接检验本课程教学效果的重要依据。在深化高等学校教育教学改革背景下，提高学生创新创业能力是高校人才培养的战略性问题。因此，水工建筑物课程实践教学优化势在必行。本文对水工建筑物课程实践教学的内容和方法开展了改革研究，通过课程内容优化、课程见习、必选三课程设计、水利行业学科竞赛、企业生产实习等循序渐进的学习环节，在实践教学中取得了良好效果，进一步提升了课程教学质量。

关键词：水工建筑物;课程见习;课程设计;学科竞赛;生产实习

中图分类号：G420    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）43-0143-03

水工建筑物是农业水利工程专业人才培养核心课程，主要讲述各种农田水工建筑物的设计理论和方法，综合运用水利工程制图、水力学、土力学、材料力学、结构力学、工程水文学、水工钢筋混凝土结构设计原理等理论基础知识，结合水工建筑物课程实践环节，解决水利工程中水工建筑物的设计、施工、管理等方面的问题。因此，水工建筑物课程实践教学，在农业水利工程专业人才培养中显得十分重要，教学效果将直接影响学生毕业后的工作能力。

在普通高等学校水利类专业课程中，水工建筑物课程普遍存在重理论轻实践、教师工程经验缺乏、课程设计内容与实际脱节、过程管理不严等问题，董玉文[1]针对上述情况，对水工建筑物课程设计提出了改革措施，通过青年教师下基层，以实际工程为依托，课程设计命题多样化、加强课程设计过程管理、建立综合考核与评价体系等措施，在有效杜绝抄袭现象、强化工程实践训练、提高课程设计教学质量等方面取得良好效果。水工建筑物是一门知识面广且综合性强的课程，在课程设计阶段，大多数学生不知道从哪里入手、没有清晰的设计思路，另外，初次接触设计，还存在对参数选取不确定，导致计算量过大等问题。周青云[2]对水工建筑物综合设计性实践教学进行了改革，通过教学内容改革、更新综合设计性实践教学资源、充分利用计算软件教学、采用水利工程真实项目导向任务驱动教学等措施，使学生学会使用基本水工建筑物计算软件，缩小课堂教学与工程实践的距离，取得了较好的教学效果。

一、水工建筑物课程教学现状

长期以来，水工建筑物教学方法以传统的理论知识传授为主，以课堂教学为主要载体，配以课后习题及相关课程设计模式进行，学生处于被动学习状态，过程比较沉闷。主要表现为教师的“教”注重知识传授，缺乏师生互动和面对面交流;学生的“学”习惯被动接受知识，缺乏独立思考意识;教学形式和实践环节比较单一，课程内容抽象难懂，不易举例，课堂气氛枯燥乏味。这种教学模式限制了学生的科学思维和空间想象，学生自身对学科前沿知之甚少，且缺乏专业工程理念和最新工程技术的内涵，不利于学生创新思维和实践应用能力的培养。

在新工科背景下，对实践教学内容进行优化、改革，提高课程教学质量和学生创新创业能力，是重要的教学研究课题[3]，本文对水工建筑物课程实践教学优化研究从以下几方面进行。

二、水工建筑物课程实践教学优化研究内容

（一）进行模块化授课

依据教学大纲内容，分析教材重点、难点，要求学生掌握重力坝、土石坝、溢洪道、水工隧洞、水闸等基础知识和基本理论。推动教学从“教得好”向“学得好”转变，以促进学生成长成才为目标，根据教学要求，及时更新教学内容，把国际前沿学术发展，最新研究成果和实践经验融入课堂教学。因课制宜选择授课内容，利用当地现有水利枢纽优势，采集具体图片，以多媒体配合板书进行讲解，提高学生学习效果，并根据学生学习效果的信息反馈及时改进课堂教学。对重力坝模块、土石坝模块、水闸模块这三大模块进行重点讲授并进行课程设计与实践，拱坝、岸边溢洪道、水工隧洞等课时弱化，要求学生掌握基本知识，参与专业见习但不进行相关课程设计。

（二）组织学生课程见习

利用张掖本地现有水工建筑物的优势展开课程见习。在每一个模块理论学习结束后，由专业教师带队，利用一天时间进行现场课程见习，对水工建筑物进行详细讲解。让学生在重力坝枢纽实践中，了解坝顶构造、挡水坝段、溢流坝段、护岸、廊道等工程及其功能;在土石坝枢纽实践中，了解土石坝坝型、坝顶构造、马道、上下游护坡、溢洪道等工程及其功能;在水闸实践中，了解闸墩、平面闸门、弧形闸门、闸室构造、工作桥等工程及功能。百闻不如一见，解决了教师在课堂上对构造的抽象讲解，也增强了学生对不同水工建筑物的深刻理解，很大程度上解决了学生难以想象水工建筑物的难题。

（三）开展课程设计实践环节

学生返回教室，结合理论和课程见习，开展相关课程设计，教师利用网络、教室现场等方式指导学生及时解决课程设计中的疑难问题，引导学生独立思考，激发其创新思维，通过准确识变、科学应变、主动求变，达到人人皆学，人人乐学的效果，完成课程设计。

（四）运用必选三课程设计模式

课程设计由传统的三选一题目（重力坝、土石坝、水闸）转变为必选三课程设计模式，每个模块教学实践结束后，进行模块设计，提高学生动手动腦的能力，提高学生对不同水工建筑物的具体认识和独特见解。根据近几年的教学发现，学生在毕业设计选题中都喜欢选择自己曾经做过的、颇具兴趣和有一定学习实践经验的相关题目，一般不会选择没有做过的题目，因为困难较多，对知识点掌握深度不够，为此，必选三课程设计模式为毕业设计选题奠定了坚实的基础[4]。

（五）优化课程设计内容

必选三课程设计如果完整设计，内容较多，要学生完成就显得工作量很大。因此，对设计内容要进行优化。重力坝设计省去水文调洪演算计算部分，重点进行重力坝剖面设计、荷载计算、荷载组合、强度和稳定计算、溢流坝剖面和消能设计及计算;地震力计算、地基处理、边坡处理作为选择内容，根据学生实际能力进行选择。土石坝设计省去水文调洪演算及溢洪道设计，溢洪道构造设计及消能计算以课后习题进行练习，重点进行土石坝剖面设计、渗流计算、稳定计算;土石坝坝基处理、岸坡及两岸建筑物的连接作为选择内容，根据学生实际能力进行选择设计。水闸设计省去水闸的总体布置、水闸结构设计，重点进行水闸水力计算、水闸防渗排水设计、消能防冲设计、闸室的布置和构造设计;闸室的稳定分析、沉降校核和地基处理、水闸与两岸的连接建筑作为选择内容，根据学生实际能力进行选择设计。

（六）坚持以学生为中心，充分发挥水利行业学科竞赛作用

把激发学生的学习兴趣和潜能作为出发点和着力点。在水工建筑物课程教学结束后，学生对水工建筑物构造和设计会有独特见解。在两届学院和全国举办的水利创新大赛中，学生在互动交流中启迪智慧，迸发思维的火花，学科竞赛是“苦”与“乐”交织并行，在学与做之间保持平衡，多读书，多研讨;在多维的探索里寻找创新的方向，积极参与，分工明确，各司其职;同时又互相帮助，集思广益，锻炼团队创新精神，培养探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感，还培养了精益求精的大国工匠精神，取得了良好效果。学生充分利用第二课堂，通过购买材料、制作模型、水利实验、采集数据、整理材料、组织竞赛，主动上网查阅相关文献资料，掌握学科前沿动态，由“要我学”变为“我要学”，全方位提高分析问题、解决问题、沟通协调问题等方面的能力，形成“解惑—育人—成才—回馈”的良性循环，培养学生自立自强、诚实守信、知恩感恩、勇于担当的良好品质[5]。

（七）积极开展校企合作

加强专业实践技能，巩固学生对水工建筑物课程知识的理解和应用。以“学习交流促发展，校企合作育新人”为主题，执行农业水利工程人才培养方案，在为期42天专业生产实习中，学生进入不同单位进行多样化实习。在企业一线现场工程师的带领下，从各个环节进行实习，敢问、敢想、敢做，理论联系实际，全面提高学习和实践能力。通过认知实习—理论学习—模块课程见习—课程设计—企业专业实习—创新创业大赛—毕业设计，以实习—理论—实践—训练—孵化的人才培养模式，践行以点带面、点面结合、循序善诱、全程覆盖、分层递进式的培养思路，符合新时代新工科专业人才的要求。

（八）改革实践成绩评定方式

实践成绩（100）%=课程见习（20）%+平时答疑（30）%+课程设计内容（50）%，此评定方法可以综合考查学生实际能力。

三、水工建筑物课程实践教学的亮点

坚持以学生为中心，遵循教书育人规律和学生成长规律，在授课过程中寻找“触点”和“融点”，自然和谐生成，不违背规律，不拔苗助长，教学方法由“大水漫灌”变为“精准滴灌”，通过隐形渗透、缓慢融合的方式，实现理论课程与实践课程协同进步，引导学生学习提升学习效果。因此，水工建筑物课程实践教学优化研究需要突破几点。

第一，以培养创新应用型农业水利工程人才为目标，打破传统教师灌输型授课，学生被动接受知识的“教与学”模式，坚持从同质化人才培养向个体化人才培养发展，将农业水利工程专业教育与创新创业教育融合，以创意思维、创新能力和创业精神培养为导向，将创新创业理念融入学生身心素质养成的各个阶段，实现教育全覆盖，师生共提高。

第二，课程设计优化，解除原来三选一题目，采用必选三模式，提高学生专业综合素质，运用老师指导、互相配对、学生主导的实践训练方式，给予学生自由探索、自主发挥的环境。结合学科前沿发展动态，点燃学生好奇的心灵之火，培养学生学习兴趣，由浅入深，深入浅出，鼓励学生多思考，多钻研，将课程设计中发现的创新亮点作为水利创新大赛、“挑战杯”、大学生科技立项课题等题目，学校学院大力支持学生多方位发展，给予相关经费支持，训练学生的创新能力，使学生的创新能力得到全方位提高。

第三，在新时代新工科教育的时代背景下，优化课程教学内容，增加模块课程见习环节，彻底解决学生对抽象水工建筑物的形象化认知想象能力。“纸上觉来终觉浅，绝知此事要躬行”，认知见习时间在大一第二学期，专业课还没开始，学生进行认知见习是对水利枢纽整体的认识和了解，真正开始上水工建筑物课程时，学生对细部构造并不清楚，因此，实施模块化课程见习是能最有效地解决课程设计中具体问题的办法，耗时短，还能激发学生的创新能力。

第四，水工建筑物教学从单一课堂讲授为主，转向与多元化的实践教学相结合的模式。理论教学有效地指导和引领实践环节，借助大学生水利创新竞赛、互联网+大学生创新创业大赛、挑战杯大学生课外学术竞赛等实践平台，让更多的学生参与到创新创业竞赛活动中来，以赛促学、以赛促教、以赛促创、开拓视野，提高学生的创新创业能力。

四、结语

通过以上对水工建筑物课程实践教学优化研究，既能够使课堂理论讲授与课外实践环节更好地衔接，又能使不同水平的学生通过本课程学习都有所收获，提高学生的获得感和幸福感，实现思想启迪和价值引领;还能够使学生更好地适应学院2019版农业水利工程专业人才培养方案，提升本专业课程教学质量和人才培养质量。

参考文献：

[1] 董玉文，苏琴. 面向“卓越计划”的水利工程专业课程设计教学改革探讨[J]. 教育教学论坛，2019（19）：115-116.

[2] 周青云，韩娜娜，孙书洪，等. 基于应用型人才培养的水工建筑物综合设计[J]. 教育教学论坛，2016（35）：148-149.

[3] 张萍，王煜，卢晓春. 慕课时代“水工建筑物”课程教学思考[J]. 课程教学，2015（03）：88-89.

[4] 梁丽青，殷飞，罗春艳. 模块化教学在《水工建筑物》改革中的应用研究[J]. 科技经济导刊，2020（08）：179.

[5] 刘喜峰，梁丽青，胡宇祥. 《水工建筑物》课程实验实践教学的改革与研究[J]. 科技风，2019（29）：71.

（荐稿人：肖让，河西学院土木工程副院长，副教授）

（责任编辑：淳洁）

基金项目：2020年河西学院教学研究项目“《水工建筑物》课程在农业水利工程专业人才培养中的探索与实践”（项目编号：HXXYJY-2020-23）。

作者简介：李军秀（1984—），女，硕士，河西学院土木工程学院讲师，研究方向：水工结构;梁谦（1985—），男，碩士，河西学院土木工程学院讲师，研究方向：水工结构;尚国秀（1989—），女，硕士，河西学院土木工程学院讲师，研究方向：水工结构。