基于应用型创新人才培养的“桥涵水文”课程教学改革研究

喻 鹏，余 烈

（东莞理工学院生态环境与建筑工程学院 广东 东莞 523808）

土木工程是一个历史悠久的传统工科学科，在技术革命和经济发展的冲击下，传统学科也谋求在新形势下的自我转型升级。在“新工科”建设的背景下，土木工程在大数据、云计算、人工智能、区块链、虚拟现实等相关技术的驱动下进行了自我革新，形成了多个交叉学科的新方向，如智能建造等。同时，“新工科”建设对土木工程专业人才的培养提出了新的要求，未来行业对复合型、交叉型卓越工程师的需求量会成倍增加，土木工程学科需要培养更多的应用型创新型人才。

桥涵水文是针对土木工程路桥专业或者道路桥梁与渡河工程等工程专业学生开设的一门专业核心基础课，是路桥专业人才培养的重要环节，其教学内容涉及水力学、桥梁工程、基础工程等多门学科知识。通过该课程的学习，学生能够掌握桥梁水力计算、水文特征等基本理论，并用于解决桥梁工程设计建造等复杂工程实际问题，是培养一名合格路桥工程师的必要课程。

东莞理工学院作为东莞市一所年轻的普通本科高校，其发展历程较短，学校很多学科和专业体系的建设还不够完善。根据国家、区域科技和产业发展需求，学校目前重点打造智能制造、绿色低碳、创新服务三大学科专业集群。目标到2025年，要建成一流的应用型人才培养体系。因此，需要对“桥涵水文”课程进行一系列的教学改革研究，满足“新工科”建设的基本要求，以学生为中心，结合国家需求和广东省与东莞市地方特色设计课程体系，夯实基础、注重工程实践，提升学生的工程创新和应用能力。

1 课程现状问题分析

以东莞理工学院土木工程系路桥专业“桥涵水文”课程为例，首先介绍该课程的基本情况。按照目前路桥专业人才培养方案的设定，一般在第七学期将“桥涵水文”课程作为专业选修课开设，教学计划为24学时，1.5个学分。课程教学内容和学时安排可参看表1。

表1 桥涵水文课时安排

笔者基于多年“桥涵水文”课程的教学情况，从课程设置、教学手段、教学方法等方面进行一些探讨：

①课程类别设置不合理。桥涵水文课程教学内容包含桥位选择、桥孔布设、桥面高程的计算、桥梁基础最大冲刷深度的计算等，这些课程内容是路桥专业学生在后期开展桥梁毕业设计所需的基础知识，也是毕业生应具备的基本素养。而路桥专业目前的人才培养方案将该课程的课程类别设置为专业选修课，多个学期都因选修人数不足20人而取消了该课程的开设（教务处规定选修人数高于20人才能开课）。而在国内其他兄弟院校或者土木强校，桥涵水文课程在人才培养方案中都是作为专业必修基础课设置的。

②课程体系设置不完善。桥涵水文课程内容涉及水力学、基础工程、桥梁工程等多学科的知识内容。笔者在讲授该课程时，发现学生完全没有水力学和桥梁工程的基本概念，导致学生无法理解课程内容中的知识点。调研发现，路桥专业人才培养方案中工程流体力学的课程类别也为专业选修课，且没有学生选修该门课程，因此学生都没有研修流体相关的基础知识。

③教学手段和方法不丰富。桥涵水文课程内容中理论概念较多，比较抽象，且课时少。采用传统讲授的方式很难让学生深入理解其基本概念。比如在讲授桥梁墩台冲刷一章时，桥梁基础周围局部冲刷过程中产生的旋涡现象，河流绕流桥墩时发生的流动分离和再附现象，学生很难理解和想象到实际的物理过程。而学校目前又缺乏相应的流体试验条件，不能让学生通过试验来加深理解。

④教学实践基地缺乏。桥涵水文是一门实践性很强的课程，比如讲授洪水调查、防洪评价章节时，这些章节的教学内容都涉及行业内的实际工作内容，单纯的案例教学无法让学生真实了解到行业的全貌。目前路桥专业没有和桥涵水文课程相关的教学实践基地来帮助学生深入行业一线去进行学习。

2 课程改革与创新

2.1 构建完善的课程体系

依据“桥涵水文”课程内容在整个学科体系中的重要性，再结合对国内其他兄弟院校该课程的调研情况，应考虑将该课程在路桥专业的人才培养方案中设置为专业必修课。此外，考虑到水力学和桥涵水文课程知识点的关联度比较大，应考虑增加桥涵水文的教学课时，将水力学和桥涵水文合并为一门“水力学与桥涵水文”课程，更有利于路桥专业学生对课程的理解和学习。在构建基于应用型创新人才培养的课程体系时，建议增加一周以任务为导向的桥涵水文课程设计，通过一周的实践性课程设计，更好地帮助学生加深对课程基础理论知识的理解和应用，提升学生对复杂工程问题的分析、设计和制订解决方案的能力。

2.2 建立产学研协同育人实践基地

土木工程是一门实践性很强的工科学科，本科教育应突出工程应用的人才培养特色。夯实基础，注重实践，构建基于应用型创新人才培养的实践教学体系。该体系从基础理论出发，由浅入深，结合实际的工程应用去拓展分析解决工程实际问题的能力。此外，加强产学研融合。根据路桥专业人才培养目标，和东莞航道事务中心等政府、企事业单位建立联系，联合培养学生，定期组织学生在东莞东江等水域进行实地调研，聘请一线的工程人员现场为学生讲授工程实践过程，产学融合，协同育人，着力打造桥涵水文高水平实践基地。

2.3 打造“线上+线下”的混合式教学方法

为了更好地调动学生学习的积极性，激发学生个体学习的欲望和动力，让学生从被动学习向主动想学转变，考虑充分利用现代信息化手段，着力打造“线上+线下”的混合式教学方法。课程将按照课前、课中和课后三个环节来设计教学内容。

课前：首先通过“优学院”平台建立线上课程，将班级学生纳入线上教学班级中。在每次课的前一周，通过线上平台上传一些课程相关的影音视频和参考书籍等电子资料。也可以设置一些跟课程相关的中国大学MOOC或者校内其他老师制作的SPOC课程，让学生通过各自的客户端开展课前预习。教师可以通过平台提供的完成度数据，掌控学生课前预习的进度和情况。考虑到学生可能通过电脑挂机等方式应付完成老师布置的课前任务，我们在平台建立了一个小型的预习题库，学生在学完布置的预习内容之后，平台会随机分配给每位学生五道题目（每位学生分配的题目是随机的，不重复的），学生预习完后需要完成随机任务才能获取相应的预习分数。

课中：在上课过程中，通过“优学院”平台手机端，可以随时通过平台发起签到，老师随时掌握学生的到课率情况；此外，还可以通过平台跟学生进行一些线上的互动，比如针对重要的知识考点发布一些选择题，随堂考查学生对知识点的了解情况；针对某些问题发起投票，让持不同观点的学生阐述观点进行辩论；还可以发布一些主题，通过翻转课堂，让学生来主导课堂，跟大家分享自己的一些见解和看法。

课后：课堂教学结束后，线上发布一些讨论题和作业，加强和巩固学生对课堂内容的理解；也可以让学生在讨论帖中发布自己的疑问，老师线上进行答疑；此外，讨论帖应多关注学生的兴趣，以兴趣带动学习，让学生对课程知识自主进行凝练和提升。

2.4 注重思政元素的融入

2019年，习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上指出，“思政课是落实立德树人根本任务的关键课程，办好思想政治理论课关键在教师，关键在发挥教师的积极性、主动性、创造性。”[1]因此，对于“桥涵水文”这类专业课程，主要考虑将工程伦理道德的建立和培养作为课程中思政元素的融入点。在“桥涵水文”课程教学大纲中，考虑融入一些与工程伦理道德相关的热点前沿案例，引导学生进行思考和讨论，让学生能够自主意识到工程伦理道德及专业技术知识的重要性。下面列举两个思政元素融入课程的案例进行简要说明。

2.5 改革课程考核方式

目前，土木工程专业需要获得住建部的专业认证。基于课程专业认证的基本要求，再结合课程体系和混合式教学方法的建设情况，对该课程的考核方式进行改革。目前国内大学教育考试改革的方向在与国际化接轨，从传统的应试教育向能力教育转变。考虑将标准化和非标准化试题相结合，且增加主观题和综合性试题的比重，出题的目标更注重测评学生的综合能力。同时，结合线上教学的情况，线上学习部分的成绩也将纳入总评成绩当中。

3 结语

在新工科建设的背景下，基于应用型创新人才培养的“桥涵水文”混合式教学改革在构建完善课程体系、建立产学研协同育人实践基地、打造“线上+线下”的混合式教学方法、注重思政元素融入和改革课程考核方式等五个方面进行了一系列的大胆探索和实践，取得了良好的教学效果，学生的学习主观能动性得到了积极的改善，工程应用和创新能力得到了稳步提升。当然课程的提升远不是一朝一夕的工作，在后续的教学过程中也将持续改进。