新时期《农田水利学》课程教学改革探索

窦超银

（扬州大学水利科学与工程学院，江苏扬州 225009）

农田水利是发展农业生产、 提高农业综合能力和农村经济的重要基础设施，是提高粮食产量和改善农民生活水平的重要支撑[1]。我国历来重视农田水利建设[2]，新时期乡村振兴战略也对农田水利提出了新的要求。我国的农田水利建设从提高农业抗御干旱能力到节水挖潜促发展，取得了显著成就[3]。尤其最近10年（2011～2020年），全国已累计建成高标准农田约8亿亩，配套建设数千万“五小水利”工程，为粮食产量实现“十七连增”提供了重要的基础支撑。2021年，全国建设高标准农田1亿亩、高效节水灌溉面积1 500万亩。除了工程建设的快速发展，农田水利的建设内涵也得到推进，生态农业、提质增效、系统治理和高标准等理念不断融入，为现代化农业的可持续发展提供了有力支撑。

新技术、新理念对新时期农田水利工作者提出了新要求。而农田水利的规划、建设和管理知识首先来自《农田水利学》课程，作为打基础的专业核心课，课程内容将直接影响专业技术人员能力的培养。因此，在新时期，新技术、新理念的应用同样对《农田水利学》的课程教学提出了新的要求，只有及时调整教学任务、内容和方法，全面、科学、合理地推进教学改革，才能培养出满足时代发展需求的专业人才，为进一步推进农田水利建设及乡村振兴战略的实施提供人才保障[4]。

1 《农田水利学》课程简介

《农田水利学》是研究农田水分状况和有关地区水情的变化规律及其调节措施、消除水旱灾害和利用水资源为发展农业生产而服务的一门科学。通过课程的学习，应掌握农田水分变化规律、灌区规划方法步骤以及相关基本知识、控制农田土壤水分以及进行合理灌排的基本理论、灌溉排水系统的规划设计方法和灌区田间工程的规划方法等；应能根据水源条件选择合理的取水方式、进行引水工程的水利计算、灌区灌排系统的规划布置和灌排系统的流量计算和纵横断面设计，独立担当中小型灌区及节水灌溉工程（喷灌、微灌、低压管灌和防渗渠道等）的规划设计及灌排管理工作。这也反映了《农田水利学》课程具有内容多、知识面广和实践性强的特点。同时，从课程内容的构成上看，大部分授课内容是原理、计算、规划和设计，逻辑性强，需要学生专注、缜密的理性思考，属于典型的工科课程。

2 当前教学中存在的问题

2.1 研究对象偏农业，学生兴趣不高

《农田水利学》是农业水利工程建设与管理人才必须要掌握的基础理论，其解决的农业生产和民生问题对农业经济发展起着重要作用。但部分学生对农业相关的课程热衷度不高[5]，尤其农业水利工程专业从水利工程调整到农业工程，部分水利水电工程专业和水文水资源专业学生认为《农田水利学》与专业相关性小，不够重视。

2.2 选用教材陈旧，内容更新滞后

尽管近年来《农田水利学》教材在不断推陈出新，但教材的选用需要综合考虑教材的内容和深度，与专业培养目标的达成度，与教学大纲的教学内容的一致性，以及现有教学资源的配置情况，即教材更新需要以培养计划和教学大纲修订为前提。同时，目前新版或新出教材主要针对旧版教材中不完善的内容进行了改进，并结合最新的科研成果和国内相关政策案例等进行内容补充，但在内容和逻辑结构上，不同教材和同一教材的不同版次基本一致，仍由灌排基础、灌溉工程和排水工程三大部分组成。教材内容的相对滞后性与社会快速发展、理论持续深入、技术动态化不适应。如区域社会经济发展的不均衡，农业产业结构的战略调整，不同地区对灌排技术的选择和工程建设的标准要求不同，蕴含着农田水利建设的理念也在逐渐变化，从经济性为主到生态优先，从追求实用功能到推进水文化内涵，体现了新时期农田水利研究内容的发展方向，及对相关知识的需求，而这正是现有教材内容所缺乏的[6]。

2.3 侧重基础理论，实践教学薄弱

《农田水利学》涉及基础理论知识较多，其中第一章和第二章分别从土壤水分有效性和作物需水特性角度展开，偏理学和农学，不仅出现大量专业名词，同时出现一系列理论和方程，如农田水量平衡方程、土壤水分运动方程、SPAC理论、热量平衡、水汽扩散理论等。后续章节的内容，无论是灌溉还是排水，都是以前两章的理论为基础的技术措施，即通过灌溉和排水技术调控土壤水分条件，满足作物需水特性。教学时，为了打好基础，特别注重学生的理解程度，前两章用时约占总课时的1/4。在灌溉工程和排水工程部分，概念少，经验公式多，计算量大，是农田水利工程规划设计的主要内容，为了能够学以致用，教学过程中把公式含义、推导和应用均作为重点，并辅以课后习题强化。随着课时的压缩减少，实验实践课时被理论课挤占，如水利水电工程专业的《农田水利学》课程中仅保留了土壤水分特征曲线和喷头水力性能及其喷灌均匀度试验，实践课被取消，实践类教学课时仅占总课时的1/10，专业核心课趋同于基础理论课。而《农田水利学》实为一门实践应用性很强的课程，在学生尚分辨不清渠道和沟道、不识喷微灌的情况下，抽象地讲解大量的名词定义和评价指标等，学生短时间内很难消化吸收，将严重影响教学效果。

2.4 教学方法传统，课堂效果有待提升

由于《农田水利学》课时少，内容多，且以严谨的理论和计算为主，因此，目前的教学仍多采用传统的讲授教学法，课堂知识点密集紧凑，满堂灌，学生接受知识较为被动，不能充分发挥学生的积极性和能动性。另外，课程实践性较强，课程灌溉排水工程的内容多与实际工程相联系，上课需穿插一些简单的工程案例，学生对农田水利工程缺乏感性认识，使得案例的讲解较为抽象，尤其工程中某些过程需要同时考虑诸多因素或用到基于经验的处理方法，信息量大，学生很难理解。即使已经采用多媒体课件教学，但仅限于幻灯片课件，课件所含内容仍未脱离课本，某种意义上相当于精简的电子书。除突出重要的知识点和便于学生课后复习外，课件的主要作用是省去了教师大量在黑板上板书的工作，节省了时间，而这原本是学生用于即时思考、消化和吸收知识的缓冲时间，却被用于讲授更多的知识，留给学生思考的时间减少，学生很容易出现跟不上节奏的问题，从而失去学习兴趣，导致教学效果不理想。

3 教学改革对策分析

3.1 挖掘与融合思政元素，树立专业观念

深度挖掘高校各学科门类专业课程蕴含的思想政治教育资源，解决好各类课程与思政课相互配合的问题，发挥所有课程的育人功能，构建全面覆盖、类型丰富、层次递进、相互支撑的课程体系，使各类课程与思政课同向同行，形成协同效应。这为树立学生专业责任感、自豪感和使命感，培养专业课学习兴趣提供了思路。通过挖掘和融合思政元素，在讲授专业课程时加强思政教育，培养学生形成高尚的情操、艰苦奋斗的精神、不畏困难的勇气，树立学习专业知识与能力的信心和热情，从而为学好专业课打下基础。

3.2 调整和拓展教学内容，满足时代需求

在不改变现有知识体系大框架的前提下，一方面继续加强基础理论的学习，另一方面，结合社会经济发展现状，调整重难点，吸收新理论、新技术，丰富和完善教学内容。首先，对教材中已有但在一段时间内由于生产力水平限制未能广泛应用，随着社会经济发展得到日益重视的理论技术，根据需求调整为重点内容。相反，落后的技术可弱化，如非充分灌溉技术、喷微灌技术等应成为重点内容，而淹灌、漫灌、沟灌等技术可作为了解内容。其次，增加教材中未编入的成熟的新理论、新技术。成熟的新理论、新技术经过实践考验，代表了先进的生产力，走在社会的发展前沿，是未来发展的方向。如控制灌溉技术根据作物需水的特性来定时定量灌溉，不仅具有显著的节水增产效益，在提高土壤质量、控制面源污染方面同样效果明显；当与物联网技术、实时监测技术相结合时，还可实现灌溉的“数字化”和“智慧化”，满足乡村振兴战略下农业现代化建设需求。最后，延伸知识点与其他学科交叉，形成新的内容。如水肥一体化技术、高标准农田建设、土地整理等，尤其近期10亿亩高标准农田的建设目标及其建后运行维护、更新改造需要更多的专业人才储备，相关知识的补充十分重要。

3.3 强化和增加实践教学，提高学生认知水平

实践教学是高等学校教学工作的重要组成部分，是深化课堂教学的主要环节，也是学生获取与掌握知识的重要途径[7]。实践教学可以使学生对课程或专业更感兴趣，教学环节更为生动，教学内容更容易理解，同时培养大学生实践能力，也是我国教育现代化的要求[8]。《农田水利学》的教学目标是解决生产中的实际工程问题，对从未接触农田水利工程的学生来说，实践教学十分重要，因此，必须在教学过程中强化和增加实践教学。首先，在课程学习之前，应开展认识实践。选择实践基地或周边农村实地认识渠、沟、桥、涵、闸、站等农田水利灌排系统和配套建筑物，了解田块、林网、道路、电网等布局特点，在现场结合现状讲解农田水利规划原则，从单一的渠（沟）系规划扩展到灌区工程的综合规划；从单一的水利规划扩展到经济、农业、国土等多部门的综合规划；从单一的灌排功能扩展到保护、修复和综合治理等功能。其次，完善教学实验。补充实验内容，尽可能充分利用实验课堂完成增加的实验内容，在实验课时不足的条件下，可以将实验室开放；同时，鼓励学生自行设计实验，在实验过程中发现问题、解决问题或验证现有理论，提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力[2]。最后，鼓励科创活动和参与科研活动。鼓励学生针对灌排技术的发展趋势、工程实践和企业的研发需求，提出感兴趣的研究课题，积极组队并申报科技创新项目，在申报和完成项目过程中，学生的学习兴趣被激发，教、学、用、研与工程实践相结合，学生各项能力也能够得到提高；学生根据感兴趣的研究方向加入相关科研团队，通过学术研讨和参与试验研究，可迅速加深对课程内容的理解，提高思维能力。

3.4 改进和探索教学方法，提升教学效果

根据《农田水利学》课程特点和培养目的，采用多种教学方法，使课程更加直观生动，便于学生理解，增强学生学习兴趣，真正让课程“容易学”“容易教”“愿意学”，并最终实现“能学好”。首先，利用丰富的网络资源，尽可能收集与知识点相关的动画、视频素材，使知识点立体化、形象化，如喷微灌工程的运行、机井的成井过程、水平取水坎儿井的纪录片、“十三五”农田水利建设回顾等视频可起到类似现场教学的效果，而一些网站提供的演示动画可将枯燥的基础理论知识生动展现，如土壤水分入渗过程、作物耗水过程、田间排水过程模拟等。在有条件的情况下，通过建立虚拟仿真试验室，把应用场景直接搬进课堂，可进一步提高沉浸性与交互性，有利于加深感受、启发认知，甚至可运用所学知识模拟解决方案。其次，可采用项目教学方法，理论联系实践，学以致用。以真实工程项目为背景，让学生自己处理在项目工作中出现的问题，师生互动，小组合作，共同完成任务。项目式教学要求学生运用新学习的知识、技能，边做边学，具有整体性、综合性、探究性[9]。这种“做中学”的教学方法可有效提高学生技术知识和推理能力以及个人能力、专业能力和人际交往能力等[10]。最后，积极探索混合式教学。梳理网络慕课资源或自行录制，将资源推荐给学生，开展线上线下相结合的教学。慕课可作为课堂内容的深化和补充，可以作为预习和复习材料，也可以仅作为课堂教学内容的参考。在利用方式上，可以用于同步学习，也可以采用翻转课堂形式。混合教学打破了课堂教学的空间和时间束缚，可随时随地开展灵活教学，便于回放复习，有利于学生不断巩固学习的难点和弱项，提升教学效果。每一种教学方法都有突出的优势，但也有不可避免的短板，尤其是《农田水利学》课程具有较强的综合性，所以要灵活选择方法和手段。如基础知识部分可以采用集中课堂教学+混合式教学；工程规划设计可采用集中课堂教学+项目式教学等。

4 结语

农田水利工程建设是新时代推进“三农”工作、确保乡村振兴战略落实落地的重要举措，是区域经济发展和社会稳定的基础，培养农业水利高级技术人才和管理人才的农业水利工程专业也被赋予了新的责任和使命。为培养适应新时期社会需求的专业技术人才，对专业核心课程《农田水利学》的改革探索势在必行。目前，《农田水利学》课程存在学生兴趣不高，教材版本陈旧、内容与时代发展不相适应，重理论轻实践和教学方法传统单一等问题。针对这些问题，首先，应加强学生思想教育，贯彻课程思政工作精神，培养学生正确的价值观、对课程的学习兴趣和专业的责任感等，从思想上重视起来，认真起来，为学好课程提供先决条件。其次，应根据时代需求调整和拓展教学内容，吸收新理论新技术。再次，应强化和增加实践教学，通过认知实践、教学实验和科创活动等，鼓励和支持学生在实践中发现问题、解决问题或验证现有理论，提高学生的认识水平。最后，应积极探索和改进教学方法，充分利用网络资源，吸收新的教学理念，突破现有教学的固有模式，提升教学效果。课程的教学改革是一个缓慢而持续的过程，在教学改革过程中，应有针对性地进行改革，采取相应措施，这需要时间、资金和人力等的持续投入，同时还需要根据教学效果变化不断调整和完善。