新工科理念下水利工程制图课程教学改革研究

摘要：新工科理念的兴起催生了对工程教育的全面革新。在这个背景下，水利水电工程专业需适应当今工程技术不断演进的态势，加强对实际工程制图的教学内容和方法的审视和调整。本文旨在探讨如何整合先进教学技术、实践经验和理论知识，打造更为适应新时代需求的水利工程制图课程。通过对教学内容的精心设计和教学方法的创新，旨在培养学生创新能力和解决实际工程问题的综合能力，以适应日益复杂的工程挑战。这一教学改革旨在为未来工程师的培养提供更全面、更贴近实际的教育体系。

关键词：新工科；水利工程制图；教学设计；教学实践

1概述

近年来，为了更好地发展国家建设事业，教育部大力推进新工科建设，形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，并发布《关于开展新工科研究与实践的通知》《关于推荐新工科研究与实践项目的通知》，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设［1］。新工科理念强调工程教育应注重跨学科合作、实践性教育和工程伦理等方面，这与传统的水利水电工程专业培养模式存在一定的差异。在经济全球化和社会信息化浪潮下，新兴产业和新兴技术如雨后春笋般不断涌现，而新工科建设正是基于此背景而提出的，既能满足国家战略和地区发展的实际需求，也可适应新一轮科技革命和产业变革趋势。

水利水电事业是社会发展的基础性事业，支撑着一个国家的工农业生产和人们的日常能源需求［2］。为了更好地发展水利水电事业，水利水电工程专业应运而生。水利水电工程学科是一门专门研究水的运动分布规律及其与水工建筑物的相互作用的学科，具有理论科学与技术科学双重特性，需要理论结合实际，才可以实现学科更好地发展［3］。为适应安徽省水利水电行业产业的发展，安徽建筑大学土木工程学院设立了水利水电工程专业，该专业于2022年开始招生，专业发展历史相对较短。因此，更需要借鉴传统的水利水电工程专业基本需求，同时也要契合当前工程教育行业的新工科要求，主动对接和聚焦国家乡村振兴战略对水利水电专业人才培养的更高要求，强调学生职业能力和职业道德的有效融合，才能实现学科的发展。

水利工程制图源自传统的建筑工程制图和土木工程制图，逐渐融合水利工程专业制图而成。这门课程涵盖绘图基础、画法几何以及计算机绘图等重要内容。然而，随着教育理念的更新和工程领域的快速演变，水利工程制图课程的教学模式亟须改革与更新。本文将以新工科为背景，不仅着眼于水利工程制图课程教学的现状，更致力提出创新性的教学改革方法。除了更新教学观念、丰富教学内容、创新教学模式和推进线上线下混合式教学改革之外，还将加入对实践性教学的探讨。新工科理念鼓励跨学科融合和实践应用，因此，本文还将探讨如何将水利工程制图课程与实际工程实践结合，引入实践案例、行业项目以及工程考察，以培养学生的实践能力和解决问题的能力。同时，针对新工科理念的教育方法，将探讨如何引入先进的技术工具和信息化手段，以提升学生的创新意识和实践能力。通过这些方法，希望能够为水利工程制图课程的教学改革提供更具前瞻性和可操作性的建议，以满足现代工程领域对工程师综合能力和实践技能的需求。

2新工科理念对水利工程专业的影响

2.1跨学科合作

新工科理念强调学科间的交叉融合，这对于水利水电工程专业而言意义重大。为了更好地应对现代工程领域的挑战，水利工程制图课程需要积极融入跨学科元素，并与其他工程学科展开更深层次的合作。跨学科合作不仅仅是简单地知识分享和交流，而是一种深度整合各工程学科知识、技能和经验的过程。这样的合作不仅能够让学生超越单一学科的理解，更能够培养其综合素养和解决复杂工程问题的能力。通过融合其他工程学科的理念，学生将不仅能够汲取水利工程领域的专业知识，还能够获取到多工程学科运用的知识体系和框架。这种跨学科框架不仅有助于学生解决水利工程领域扩展或新领域问题，同时也为他们独立思考和解决工程难题提供了支持。

此外，在新工科理念的引领下，通过跨学科合作培养出来的学生拥有更加完善的知识体系。这将为他们未来在跨学科工作实践中做出更全面、更具前瞻性的贡献奠定坚实基础。

2.2实践性教育

新工科背景下土木工程学科建设需要相关课程按照新时代国家战略对人才培养的需求，总结教学中存在的问题，有针对性地进行改革［4］。在新工科的背景下，高校应该强调实际问题的解决和实验室实践，将行业内的新工艺、新技术、新材料等引入教学活动中，让学生可以更好地与学科接触，实现寓教于实践；改进水利工程制图课程的实验内容，使学生能够将理论知识应用到实际工程项目中，增加学生的学科认同感、自豪感，培养学科兴趣，激发学生对于专业的兴趣以及学习的积极性。同时，水利工程制图是实践性和理论性相结合的课程，对课程的实践性提出了很高的要求。由于专业实践性的薄弱，造成了学生后续实习时在识图、绘图、制图方面的薄弱，并且对本专业的认同感不强，后续留在实习单位继续工作的学生寥寥无几，使得用人单位刚教会学生的实践基础就实习期结束，愿意留下的学生较少，来年用人单位和高校的合作意愿和合作实习学生数量也就大大减少。长此以往，对水利专业的教学也行成了巨大的阻挠。因此，在新工科实践性和科学性的影响下，对水利工程制图课程进行改革显得尤为重要。这样的改革不仅是为了适应行业的变化和工程实践的需求，更是为了保证学生在实践中能够更好地应用所学，提高实践技能，增强对专业的认同感，并且增进学校与用人单位之间的合作与交流，为学生未来的工作提供更广阔的发展空间。

2.3工程伦理

新工科形势下的水利工程发展应该注重工程伦理和社会责任，水利水电工程专业也应强化伦理教育，培养学生的社会责任感。水是生命之源、生命存在的根本，人们的日常生活也离不开水资源。自然存在的水并不完全符合人类的需要，人类想利用水就必须建设相应的水利设施，但是水利设施的建设与使用的过程中必然伴随着生态环境的破坏，无论是生态方面造成的环境污染、生物层面造成当地食物链改变，生物多样性锐减，还是对于地质方面造成的河床淤积。伴随着新工科以及可持续发展的提出，人们也越发重视水利工程的工程伦理和社会责任。所以对于学生在水利方面的自然伦理意识，以及保护生态环境的社会责任方面的教育不仅可以更好地让学生获得对于水利工程可持续发展的理解，更可以促进多样化、科学化的水利工程建设的发展，在学习工程伦理的同时提高学生对于水利环境可持续的思考，激发学生对于水利科学发展的兴趣，从而自发地去深挖解决水利伦理问题，让水利教学进展得更加顺利。

3水利工程制图课程教学改革

3.1课程内容更新

重新审视课程内容，引入新的制图工具和技术，例如计算机辅助设计软件，以更好地迎合工程实践的迅速演变。在水利工程制图教学中，我们需要更深入地思考如何提升工程师所需的实际应用技能和理论知识。这意味着不仅是教授如何使用新的制图工具，还包括改善水利工程制图教学内容，使之更符合实际工程应用的需求。除此之外，还需要着重强调工程图的阅读能力和规范制图的技能，以及加强学生的计算机绘图和手绘能力的培养。

教育的另一个方面则是引导学生拓展对水利工程制图发展前沿的理解，加深其对伦理道德问题的认识。这包括对行业标准和规范的理解，以及对新技术、新工具引发的可能伦理问题的思考。教育不仅仅是传授知识，更是塑造专业工程师的品质和价值观。因此，在水利工程制图课程中，提升学生的道德素养和对未来水利工程发展的伦理责任感同样重要。这种全面的培养将为学生将来在工程实践中更好地应对多样化挑战和问题提供有力支持。

3.2融合跨学科

将跨学科内容融入课程，例如，环境保护方面以及可持续发展理论等，培养学生的综合素养，增加学生在多学科方面的理解。在未来5年或10年间，水利水电行业将面对新的发展和挑战，清洁能源、安全饮水、新型农村产业化等将对水利水电工程专业人才培养提出新的要求和标准，专业课程建设也必须适应这种新的变化［5］。高校应采用跨学科融合，而跨学科融合可以通过在课程内容中穿插可持续发展的相关内容，比如，让学生绘制相应建筑物图纸时讲述有关水工建筑物的作用、危害以及现有的解决方法。这种通过水工建筑的相关图纸与可持续发展相结合的方式可以更好地让学生独立掌握多学科的知识并在未来运用到相应的建筑物当中，或者将实践精神、工程伦理、社会主义核心价值观等元素与制图知识点有机融合。例如，在课程中介绍我国宏伟的水利工程如三峡工程、小浪底工程以及南水北调时，引导学生树立民族自豪感和专业归属感，培养学生的爱国主义精神及家国情怀。不同于以往的多学科的非融合，将水利工程制图与其他有关的学科课程相融合可以让学生更好地掌握并运用有关内容。

3.3实践性教学

增加实践性教学环节，如实地考察、工程案例分析等，使学生能够亲身体验工程实践。由于水工建筑物相关结构的多样性，相应地下水流结构的不确定性，使得该门课程更加适应于半实践、半理论的教学模式。安徽建筑大学的水利水电工程虽然创立较晚，但在水利工程制图的课程教学中大胆采用了线上线下混合式的教学方法，理论教学部分采用现代化信息的教学方式，利用多媒体课件、动画以及视频结合实际工程案例来进行教学，同时在教学进度允许的情况下，充分运用校内外资源（校外相关水工建筑及施工现场）带领学生参观学习并绘制对应的水工建筑图，学校也应加强与相关施工单位、设计单位等用人单位建立深度合作关系，让学生在实践的过程中可以实际观摩相关建筑设计图的全貌，并且加强创新平台的搭建以及创新教学的投入。组织学生参加全国大学生水利创新设计大赛，激励学生通过创新竞赛全面激发自我能力并提升学生的学科创新性。鼓励学生参加大学生创新创业项目或参与教师科研项目，借此增加学生实践研究的机会，提高实践研究能力，深化课程理论知识与实际工程的联系［6］。

3.4项目合作

鼓励学生积极参与教师的工程项目合作，以实践工程项目为契机培养学生的团队合作能力和沟通技巧。除此之外，也鼓励学生积极参与教师的科研项目或创新创业项目，通过集体性的团队研究，让学生提前接触工程中的团队协作，了解各自的角色，并预先学习水利工程可能运用到的相关软件。在课堂教学中，针对较为困难、复杂的工程制图内容，可以采用小组讨论合作的方式进行解决。学生分组合作，共同思考问题，这样的分组方式不仅能够激发学生更积极的参与度和兴趣，更能够促进他们解决水利制图难题的能力。在小组交流中，学生可以互相弥补知识上的不足，巩固已有的知识，并加深对学科的理解。此外，学生参与教师工程项目合作和科研项目不仅是为了加深对理论的了解，更是为了让他们在实践中得到锻炼，提高实践能力和团队协作技能。这种经验不仅为学生未来的工作和职业发展提供了支持，也为他们在水利工程领域的专业发展打下了坚实的基础。

3.5伦理教育

引入伦理教育内容，让学生深刻理解工程伦理的重要性。党的十九大提出“加快生态文明建设”实现人与自然和谐发展，“坚持陆海统筹、加快建设海洋强国”等发展目标以及发展理念。为此，从科学理论、关键技术及人才培养等方面支撑国家生态文明建设，践行“绿水青山就是金山银山”的重要理念［7］就是当今亟待解决的问题。而对于水利工程在施工过程中所造成环境污染、生物链的破坏以及生物多样性的减少这些问题的解决也是迫在眉睫，学校在开展水文与水资源污染课程的同时，教师在教学课程中加入相关工程伦理的讲解，可以让学生更好地理解并在未来的工程实例中运用，也可以进一步健全学科体系、优化学科课程的结构，实现多方面人才的培养。

4结论

在新工科理念的指引下，水利水电工程专业对水利工程制图课程进行教学改革显得尤为必要。这种改革不仅是为了迎合工程领域的变革，更是为了培养具备更全面、更具创新性和社会责任感的工程师。

（1）更新课程内容是改革的重要一环。这不仅包括引入最新技术、工具和方法，更应该紧密关注工程实践的需求，确保学生在学习过程中紧跟时代潮流。

（2）融合跨学科元素也是改革的关键之一。水利工程制图不再只是独立的学科，而是与其他工程学科相互融合，以培养学生的综合能力和跨领域的思维。

（3）强化实践性教学和伦理教育也是教学改革的重点。学生需要通过实践项目，深入了解工程实践，培养团队合作和问题解决能力。同时，伦理教育也是必不可少的，让学生具备社会责任感和道德观念，引导他们在工程实践中做出正确的决策。

这些改革举措的目标是培养未来的工程师，他们不仅具备优秀的专业技能，更具备创新精神、团队合作能力和对社会责任的认识。通过这样的改革，我们将能够更好地满足现代工程领域对高素质工程师的需求，为行业发展和社会进步做出更大的贡献。

参考文献：

［1］赵鑫，黄余刚.“新工科”背景下高职类智能制造类学生人才培养探究［J］.科学与财富，2019（31）：1.

［2］肖艺莘.水利水电工程英语翻译技巧及特点分析——评《水利水电类专业英语》［J］.水资源保护，2021，37（04）：174.

［3］林晗蕾，李学玲.新工科背景下本科高校学科基础课程建设研究与实践——以土木工程制图课程教学为例［J］.延边教育学院学报，2023，37（01）：120122+130.

［4］刘桂凤，魏秀婷，吕奇峰，等.新工科背景下土木工程制图教学设计与实践［J］.山西建筑，2023，49（14）：194198.

［5］符鲜，仇振杰.新时代下水利水电工程专业教学实践改革探索［J］.科教导刊电子版，2020（12）：123124.

［6］方娟，罗爱忠，陈昌禄，等.新工科理念下水利水电工程专业土力学课程教学改革［J］.创新创业理论研究与实践，2023，6（10）：5356.

［7］辛卓航，叶磊，刘海星，等.生态文明建设背景下传统工科发展模式探讨——以水利工程学科为例［J］.高教学刊，2021，7（15）：8487.

基金项目：安徽建筑大学（校级）教学研究项目“基于学科竞赛的水利水电工程专业学生创新能力培养模式研究”（2023jy29）；安徽省高等学校省级质量工程一流教材建设项目“道路勘测设计”（2021yljc030）；安徽省高等学校省级质量工程重点项目“工程经济与管理”（2023jyxm1280）；安徽建筑大学（校级）课程思政示范课程“结构设计原理课程思政”（2022kcsz06）

*通讯作者：黄凯（1994—），男，汉族，安徽舒城人，博士，讲师，研究方向：水土岩石。