水利工程专业智慧水利能力培养与实践研究

摘要：为适应智慧水利背景下水利工程建设的要求，迫切需要培养具有融合新技术知识背景的高层次智慧水利专业人才。本文分析了水利工程专业智慧水利能力培养与实践的意义，总结归纳了水利工程专业智慧水利能力培养与实践研究现状，提出智慧水利特色人才培养可以从校企合作协同育人模式、水利工程专业课程体系以及智慧水利实践能力培养基地等方面进行改革探讨，达到培养具有水利工程智能型应用能力的高素质特色人才的目的，可为我国社会主义现代化水利事业建设奠定人才基础。

关键词：水利工程；智慧水利；育人模式；课程体系；实践基地

中图分类号：G642.0文献标志码：A

一、概述

近年来随着经济社会的快速发展，人们对水资源的安全利用和水利工程的有效性提出了更高的要求和预期。目前我国水利行业已经由“水利1.0（工程水利）”、“水利2.0（资源水利）”、“水利3.0（生态水利）”发展到“水利4.0（智慧水利）”[1]。采用物联网、虚拟现实、人工智能等前沿科学的消息传输，推动智慧水利的实施，有助于更好地实现水资源的有效配置，更有效地预测洪涝灾害，更好地维护水环境，更有助于实现国家的水安全，以及实现经济社会的长期健康发展。2018年中央一号文件显示，推动智慧农业、森林、河流、湖泊等领域的发展，将会极大地促进水利的信息化、现代化、智能化，并且有助于更有效地管理水利资产，从而极大地改善水环境，促进水利的持续健康发展[2]。2018年，中央一号文件明确提出组织实施智慧农林水利工程；水利部提出的水利九大业务和水利监督业务需求，都是智慧水利的重要组成部分。由此可见，水利智能化、现代化和信息化的发展已经迎来良好的发展契机，发展智慧水利，已经成为水利行业快速提升水资源高效利用的有力抓手和必然选择。

二、水利工程专业智慧水利能力培养的意义

水利工程建设已进入新的发展阶段，急需一批具备新新技术知识背景的高层次智慧水利综合专业人才。随着"工程水利"的普及，智慧水利的发展给水利行业带来了前所未有的挑战，这种挑战使得水利领域的从业者们需要拥有较强的综合素养、深厚的学历和丰富的经验，特别是物联网、人工智能、移动互联网等前沿科学的应用，使得水利领域的发展变得越来越先进，这也使得水利行业的从业者们需要拥有较强的实践经验和创造力，才能够满足“工程水利”的建设要求；第二，“水利信息化”的要求明显超越以往[3]；第三，智能化水利技术的应用，不仅可以彻底颠覆传统的水务管理模式，还能够将多种学科的理念融合到一起，使得行业的技术水平和管理水平获得巨大的进步；第四，“运营管理工作”和“强监管、补短板”的理念正在推动“智慧监管”的制定，以满足“水利信息化”和“运营管理工作”的规定，以及“智慧监管”的指导，以期达到“运营管理工作”的目标。随着“工程水利”到“智慧水利”的重大改革，水利行业正处于快速发展之中，为满足其发展的迫切需求，迫切地需要具备良好的水利专业素质和现代信息技能的高素质的人才来满足其发展的需求。但是，目前的水利专业的教育仍不能完全满足当前的发展趋势，无法满足当前社会的发展和经济的增长。尽管“工程水利”的发展给我们带来了许多便利，但是，由于当前的技术不足，我们的水利专业的人才培养还存在着很大的空白。因此，我们必须采取更加积极的措施，加强对水利工程专业的技术创新，并且根据“工程水利”的发展趋势，制定更加具体的、针对性的技术发展规划，来满足当前智慧水利的发展需求。随着"智慧水利"的出现，我们有必要研究如何利用最前沿的科学技术，主要是虚拟现实、互联网和物联网技术，来培养和提高水利工程专业的智慧水利能力，以满足当今社会对智慧水利的日益增长的需求[4]。因此，在智慧水利背景下，针对水利工程专业人才的能力培养提出了新要求，结合目标导向教育理念和水利行业实践培养的内涵建设要求，为此，迫切需要对“智慧水利”背景下的专业人才培养模式进行系统的探索和探索。在当前“智慧水利”的大背景下，如何把新一代的信息技术，如云计算，大数据，人工智能，物联网等与水利建设紧密结合起来，开展水利工程专业智慧水利能力培养与实践研究，并进而培养适应社会发展需求的智慧水利特色人才迫切需要开展深入研究。

三、水利工程专业智慧水利能力培养与实践研究现状

（一）水利专业校企合作协同育人模式探索

近几年来，高校与企业之间的关系一直是学术界和实务界关注的焦点。高校水利单位和行业企业之间的合作领域比较单一，大多主要集中在通过建立实习基地、进行学工交替和订单培养等几方面，而实质性和全面性的合作相对较少，普遍存在产教融合不高、校企合作深度不够、动能不足、机制不畅等问题[5]。可见，水利类院校在校企合作深度和合作效果上还有待进一步提升。深入开展校企紧密合作，互相扶持，互相促进，协同育人，是推进水利科技人才供给侧结构性改革，促进精准就业，培育新的经济和社会发展动能的迫切需求。

（二）智慧水利专业课程体系的构建

目前，在中国水利工程领域由"工程水利"到"智慧水利"的转型过程中，由于现有的水利工程管理人才制度并不健全，导致了新培育的管理人才无法满足行业变革的需求。首先，在中国当下的人才培养方案中，水利工程类学科的主要培养目标是在"工程水利"的总体架构下，按照总体方案中规定的毕业规定、课程体系，学校重点突出了技术知识、工程理论和计算能力等方面的特点。上述方面虽然体现了水利工程建设对人才培养的需求，但在智慧水利背景下，培养的学生的适应性不足的问题也不容忽视，实际工作中欠缺从事相关工作所需要的技术能力[8]。其次，在目前的课程体系中，传统的专业基础课程、专业主干课程和专业选修课程为水工专业主要课程，缺少相关的“智慧化”专业课程，课程体系建设与大数据、物联网、人工智能等新技术的发展相差较大，部分专业课程内容老套，使得毕业生不能很好地适应与智慧水利相关的工作需求[11]。最后，随着新一代信息技术的加速发展，在水利工程的设计、施工等主要环节，已经在不同程度上实现了与人工智能、信息技术等相关联的实际应用，但目前的课程教学大纲，未能及时与行业技术的快速发展和反映学科的交叉融合信息保持同步，导致课程教学内容与工程技术实践之间存在“落差”[9]。

（三）水利工程创新实践及教学基地建设

国内各水利类高校的实践及教学基地主要有三种模式：专业知识的实践基地、职业技能培训基地、校企联合的开发基地[10.11]。这几种实践模式推动了水利类高校校内实践基地的建设，实践教学有明显的效果，但在发展过程中也出现了一些需要改进的问题，主要表现在：（1）实践基地建设环境缺乏“仿真性”。大多数高校注重在实践基地培养学生职业技能、专业能力，并没有为学生的实践创造“仿真性”的真实工程环境，使学生在实践过程中缺乏真实感，欠缺在工作岗位上的责任感；（2）实践教学模式和教学方法落后。大多数高校在实践基地的建设、教学实践模式的建立以及教学方法的改进上不能同步。目前多数高校的实践性教学方法暂未得到改进和提升，还停留在认知教学程度上，学生循规蹈矩地对所学理论知识进行认知性地验证，对实际技能加以实践操作即可达到培养要求，这样的“技术实践”模式不仅没有培养学生解决综合性和复杂性问题的能力，更达不到创新能力的培养要求；（3）智慧水利专业技术更新较快，但设备更新赶不上技术更新速度，资源匮乏。近几年，随着大数据、物联网、人工智能等新技术的发展，在水利行业先进技术与智慧管理模式的应用方面，对人才规格的需求提出新的要求[12.13]。

由此可见，大学生智慧水利创新实践及教学基地是高校培养实践型人才的重要阵地，需充分发挥企业、高校、学生和教师的优势，并坚持以培养学生水利专业知识与高新技术能力为教育目标，为社会培养高技能、高素质的综合型智慧水利专业人才。

四、水利工程专业智慧水利能力培养与实践的措施

（一）智慧水利特色人才校企合作协同育人模式的探索

立足当前产教深度融合的大背景与国家水利高质量发展需求，积极引入智慧水利类社会企业资源，加强校企合作方式的改革，提高智慧水利人才培养模式的创新。为了更好地推动企业发展，我们应该建立“师生进公司、工程师进课堂、产学研用创一体”的全方位协作，实现资源的优质互补、科技的协作创新、紧缺的人才的培养构筑“政府、行业、公司、院校”四位一体的联合办学，以及“资源共享、人才培养、责任担当、合作双赢”的四大共赢的办学机制，以此来推动公司、政府和高等院校之间的深入协作，并为培养具有智能化和信息化能力的高素质专门技术人才提供有力支撑。我们应该携手为促进经济和社会的发展做出贡献。

（二）智慧水利背景下水利工程专业课程体系建设

针对现阶段高校水利工程专业普遍存在的课程体系和课程内容跟不上大数据、物联网、人工智能等新技术发展的问题，按照“任务驱动，目标导向”的原则构建合理的水利工程专业智慧水利课程体系的改革目标与改革内容。通过整合智慧科技，优化传统水利基础专业课程内容，增设水利大数据、人工智能导论、智慧大坝与大坝智能建设、水利工程智慧监管与病害治理与水利BIM与3D设计等新课程，通过构建“基础通用课程+传统专业课程+智慧创新课程”的专业群课程体系，搭建三层“底层共享-中层分类-高层自选”梯度培养模式，进一步提升水利类学生智慧化专业技能与职业素养。

（三）智慧水利实践能力培养基地建设

聚焦智慧水利人才培养目标，分析水利类专业校内实践基地建设的现状与不足。依托水利工程虚拟仿真实验教学中心，完善智能感知系统与三维可视化平台建设，建设综合业务门户应用和智能调度决策支持系统，建设智慧水利实践能力培养基地。考虑本省地域特点和行业需求，开展水利工程智能基础处理创新实践基地建设，搭建智能注浆试验模型与基础处理信息展示平台，提升水利类专业基础处理智能化实践教学水平。采用全方位的考核机制，建立完善的实践基地管理评价指标体系，推行开放共享的服务模式，完善组织管理体系框架，打造现代水利行业的实践育人环境，从而提高智慧水利人才培养的质量。

结语

本文立足于解决现阶段水利类专业人才培养质量难以满足社会智慧水利特色人才需求的问题，分析水利类专业人才培养缺陷，开展水利工程专业智慧水利能力培养与实践研究，达到培养具有水利工程智能型应用能力的高素质特色人才的目的，可为我国社会主义现代化水利事业建设奠定人才基础。

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[13]吴洪艳，王润涛.大学生校外实践教学基地建设探索[J].科技风，2022（9）：25-27.

基金项目：2023年长沙理工大学教学改革研究项目“水利工程专业智慧水利能力培养与实践研究”（项目编号：XJG23-007）；2023年湖南省学位与研究生教学改革研究项目（服务“三高四新”的土木水利专业学位研究生培养模式研究）；2023年长沙理工大学教学改革研究项目“智能嵌入视域下独立学院水电专业概预算课程教学改革研究”（项目编号：XJG23-098）

作者简介：刘杰（1992—），男，汉族，湖南祁东人，博士，讲师，研究方向：水工岩土方向的教学与研究工作。