新工科背景下水利专业升级改造与实践探索

摘 要：新工科与水利行业新需求对高校水利人才培养提出了新要求，推动了传统水利专业为适应“水利信息化”进行升级改造。该文以大连理工大学水利专业为例进行升级改造，制定“水利+互联网”复合型人才培养的新目标，分析确定水利专业改革面临的培养模式、教师团队以及双创教育方面三大挑战。针对这些挑战，该文基于成果导向教育理念（OBE）展开实践探索，创新性提出“2+2+2智能交叉本研贯通”培养模式，打造融合信息技术的水利专业课程体系，组建兼备水利与信息技术的交叉教师团队，并搭建匹配培养方案的校内外双创平台，为专业升级改造提供新的可行思路，以期为其他高校开展新工科建设提供参考和借鉴。

关键词：新工科；水利专业；成果导向教育；升级改造；实践探索

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）33-0056-04

Abstract： With the development of Emerging Engineering Education and the modern hydraulic industry， new requirements have been put forward for the cultivation of hydraulic talents in universities， which promotes the exploration and reform of traditional hydraulic engineering to adapt to the "Water Conservancy Information". With the reform target of cultivating "Water Conservancy + Internet" composite talents， this paper takes the hydraulic engineering of Dalian University of Technology as a case to carry out exploration. It analyzes three major challenges faced in the reform， which are the inapplicability of the cultivation mode， the imperfect configuration of the teacher team， and the disconnection of innovation and entrepreneurship education. To address these challenges， a series of practical explorations have been carried out based on the concept of Outcome Based Education. Firstly， it innovatively proposes the "2+2+2 smart integrated" cultivation program and creates a curriculum system that integrates information technology. Secondly， it establishes an interdisciplinary team with both hydraulic engineering and information technology. Finally， it develops an on- and off-campus innovation platform to match the cultivation program. This paper provides new feasible ideas for the exploration and reform of college majors， with a view to serving as a reference for other colleges and universities.

Keywords： new engineering; Hydraulic Engineering; outcome based education; reform; practice exploration

为应对行业以及市场的新挑战，教育部积极推动新工科建设，以互联网和工业智能等新技术为核心，持续深化工程教育教学改革，全面培养新兴领域的高素质复合型人才，进而满足国家战略和产业未来发展新需求[1]。在这股浪潮下，厘清工程行业的当下需求、对传统工程专业开展适应性与创新性的改革[2-3]，成为广大高校亟需应对的重要挑战。

就我国水利行业而言，经过几十年的发展，大规模的水利工程建设已经基本结束，水利行业目前正处于智能化管理的阶段。“十四五”以来水利部提出锻长板、补短板、强监管[4]，强调信息化在水利行业的应用，要求水利业务同信息技术深度融合。然而，目前市场上“水利+互联网”的复合人才严重匮乏，且创新能力不足，导致相关行业的科研技术储备、企业数量都严重不足[5]。究其根本，实现“水利智能化、信息化”需要相关人员兼备水利与信息技术专业知识，且具备一定的创新创业能力。但目前专业人才在培养过程中都过度专注于自身领域，跨学科专业知识的有机融合与利用难度大。即便水利与互联网领域的专业人才展开合作，由于学科壁垒限制，所提出的解决方案也很难满足“水利信息化”的需求[6-7]。因此，面对现代水利行业对具备复合型技能人才的迫切需求，广大高校水利专业的人才培养需要进行适应性升级改造，深化水利与信息技术的跨学科融合[8]，强化创新创业教育[9]，以培养服务于国家“十四五”水利信息化建设的专业人才[10]。

大连理工大学水利水电工程专业创建于1949年建校初期，由我国九三学社创始人之一的李士豪先生和中国科学院院士钱令希先生领衔创建，自创建之初就致力于成为“国内一流、国际著名”的尖峰学科。紧跟新工科建设、“水利信息化”改革，大连理工大学的水利专业将围绕着“水利+互联网”进行全面升级改造，并结合大工特色基础设置“智能建造”与“智慧运维”方向。在此基础上，本文深度剖析了专业改革过程中面临的挑战，针对性地进行实践探索并提出解决方案，致力于培养具备坚实基础、高超技术、广泛应用能力的高素质人才，以期为其他高校传统工科改革、新工科建设提供参考和借鉴。

一 新工科背景下水利专业改革面临的挑战

在“水利信息化”背景下，高校水利专业改革变得尤为紧迫。最新的走访调查结果显示，水利相关企业对“水利+互联网”复合型人才的需求占比高达60%以上，但现实招聘到符合条件的专业人才存在明显的缺口。这一现状说明高校工科专业在信息技术能力培养与信息化融合方面存在很大的改进空间。为此，大连理工大学水利专业在升级改造之前，应首先明确当前人才培养与市场人才需求之间的差异，剖析其中的问题与挑战。

（一） 人才培养模式不适用

“水利信息化”要求高校的水利专业应与人工智能、信息化等新兴信息技术进行深度融合。目前本科“大类招生，专业分流”培养模式已经发展较为成熟，但更侧重于传统水利专业知识的基础教学，如匹配的专业核心课程工程水文学、水资源规划与利用等，对于信息技术课程乃至跨学科融合课程的覆盖还相对不够，学生的信息技术能力培养不足，亟需开展培养模式的改革。明确人才培养主线是改革面临的首要难点，即新兴专业培养是依托传统工科专业融入信息技术，还是依托计算机专业融入工科专业知识。如若界定不清可能使学生难以区分课程的主次关系，甚至对自身专业认识变得混乱。其次，受学分、学时的限制，本科跨学科课程体系建设也需要周全考虑，平衡好各类学科课程的学时分配并确定交叉融合课程的融合深度。若直接引入跨学科课程势必会挤占自身专业课程的课时，导致学生专业能力培养不足。

（二） 教师团队配置不完善

教师团队是人才培养的重要保障，但目前水利专业的教师团队组成过于单一，缺乏一支由水利与信息技术学科组建的跨学科、跨专业的师资队伍。由于存在专业壁垒，水利专业教师在教学过程中有机地融入新技术、新知识、新成果的难度较大，如在讲授水资源管理时，需要融入遥感、建模和数据分析等新兴技术。若课程设计不当可能导致“新的东西不会教，教的东西过时了”的问题[11]，进而难以将信息技术知识有效地传达给学生。在建设交叉学科师资队伍时，若水利专业教师与其余交叉学科教师之间交流不足，可能导致融合课程内容只是简单的合并，使得各部分内容割裂且无法形成深度融合的交叉体系，无法满足水利专业课程信息化改革的需求。

（三） 创新创业教育脱节

创新创业能力是新工科建设对复合型人才提出的新要求，已成为高校人才培养中重点内容。但目前水利专业的“双创”教育体制尚不完善，现有培养方案仍以传统的知识传授与学术研究为主，对“双创”教育的投入度相对较低。水利专业现有的创新创业实践教育平台建设不足，与人才的专业培养之间存在脱节现象，导致本科“双创”教育推进缓慢。学生在掌握专业基础知识的同时，难以深入了解和思考水利行业生产中的实际问题，自身创新思维与创业能力培养不足，这可能会导致本科毕业生就业竞争力下降。

二 新工科背景下水利专业的改革方案与实践

面对新工科建设带来的挑战，水利专业的人才培养亟需进行更新与改革。基于OBE（Outcome Based Education）工程认证教育理念，以培养满足“水利信息化”市场需求的复合型人才为导向，针对上述面临的三大挑战，从创新培养模式、革新课程体系、打造融创教师团队与搭建“双创”实践平台四方面展开实践探索，并针对学生特色实施个性化、全方位的人才培养，如图1所示。具体改革方案如下。

（一） 创新培养模式

面向人才培养新需求，创新性提出水利专业“2+2+2智能交叉本研贯通”培养模式，开设“智能建造”与“智慧运维”两个专业方向，包括“2年”大类基础学习、专业分流后“2年”专业培养，以及升学后“2年”独立科研培养。本研培养模式在横向上建设“水利”与“互联网”交叉课程，纵向上实现本科生、研究生教育的双向兼容，同步设置专业相关的创新创业实践的第二课堂，致力于建设以宽口径、厚基础，强交叉、促双创，本-研双出口为特点的人才培养模式，使学生更具备适应未来社会和市场需求的能力。

1 宽口径，厚基础

延续水利类专业大类招生培养的模式，打造“数学、计算机、物理与水利”通识教育与专业教育于一体的科学课程体系：开设思想政治类、外语类等公共基础与通识课程，丰富和提高学生基本的认知能力、思辨能力；同步开设数学与自然科学类、计算机类以及学科大类课程等专业基础课程，加强对学生水利专业基础学习能力培养，激发低年级学生对不同专业方向的学习兴趣。

2 强交叉，促“双创”

经过学科融合与跨学部共建，特色开设匹配“智能建造”与“智慧运维”方向的专业课组：打造“智能课组”，包括智能建造方向的工程智能感知技术、智慧运维方向的系统工程与优化方法等，强化专业知识的基础学习；打造“专业主干交叉课程”，包括智能建造方向的工程经济与项目信息化管理、智慧运维方向的水利大数据与云计算等，帮助学生更好地理解水利与数学、互联网等专业的交叉点；匹配设置专业“创新创业实践课程群”，进一步强化“双创”教育并培养学生的双创思维。

3 本-研双出口

根据学生能力与其就业、升学意愿进行定向培养，对于选择本科就业的学生，选修工程概念课程，鼓励参与“双创”实践与专业实习，加强专业知识向实践能力的转化；对于继续升学的学生，选修专业融创课程与专业技能讲座，培养学生自主思考与独立解决科研问题的能力，为步入的科研学习做好准备。

（二） 革新课程体系

在新工科的背景下培养“懂信息技术的水利人”，以传统水利专业的课程体系为主线对课程体系进行分类革新和优化，在基础大类课程与专业分流课程分别融入相关计算机、人工智能等知识内容，通过匹配新技术、新方法与新思想，逐步为“智能建造”与“智慧运维”特色专业打造全新的课程体系，如图2所示。

1 调整课程体系

围绕“水利+互联网”设置课程主线，梳理形成“通识课程+大类基础课程+专业基础课程（智能课组与专业主干交叉课程）+专业选修课程+交叉学科选修课程”的课程体系，确定交叉课程在专业分流后的引入位置，强化跨学科教育，保证学生既能够建立扎实的基础理论，又能够接触足够的广度和宽度。

2 融入交叉知识

除了水利与信息技术基础课程外，专业核心课程将有机融入交叉学科知识与前沿科学，鼓励学生利用数学、物理以及信息技术知识解决水利问题，如在水资源规划及利用的水库防洪调度中引入数值解法替代陈旧的图解法、半图解法，并鼓励学生编程求解实际问题；辅助开设信息技术相关课程供学生进行选修，并在暑期开设“水利+互联网”融创课程，主要包括人工智能创新实践课程与软件开发等课程，重点传授与水利行业发展相关如机器学习等理论和应用，提高学生的创新能力。

3 分阶段强化学生综合素质

课程体系在学生掌握水利专业知识的基础上，分阶段逐级强化学生综合素质，低年级加强信息技术能力的培养，中年级加强交叉学科与创新创业思维能力培养，高年级加强独立科研能力与实践能力。

（三） 组建融创教师团队

交叉与融合是工程创新人才培养的着力点，特色化的培养体系需要组建一批学科交叉的教师团队。教师团队应同时掌握交叉学科的专业知识，了解交叉学科培养的定位与目标，并对学科前沿有一个很好的把握。因此，在水利教学团队、信息技术团队以及创新创业教学团队中寻找拥有交叉学科背景的老师，合力组建一支兼备水利与信息技术交叉学科专业知识的教师团队，深度参与课程体系的革新工作。一方面，教师团队将合作革新专业核心课程，融入相应的信息技术知识，引入“水利+互联网”前沿教学案例，鼓励学生利用新技术手段解决水利问题，增强课程的高阶性。另一方面，教师团队将合作打造交叉融合课程，信息技术与水利专业教师将联合向学生开展水利前沿科研、信息技术专业技能等系列讲座进行兴趣与能力培养，提倡自主科研。

此外，学校应建立交叉学科教师教学评价标准，设置合理的教师评价制度和激励制度，以促进教师间的深度交流与合作进而提高课程质量；配合提供教学资源支持，促进教师团队充分利用互联网平台，掌握多元混合式教学模式的应用；建设“中国大学MOOC”等继续教育学习平台，发挥名师、金课的示范引领作用，促进教师保持学习状态，提高综合素质与专业能力，以适应新形势下的新挑战。

（四） 搭建创新创业实践平台

随着新工科建设背景下人才培养目标的转变，高校在为“水利信息化”培养人才的过程中要适应新时代要求，加强创新创业教育与实践教育，使学生能够熟练利用所学专业知识，快速抓住实际生产中的关键问题并提出应对的解决方案。在此过程中，教学实践须依托水利专业的创新创业实践平台。

1 校内平台

根据教师团队开发的水利信息化产品建设校内实践平台，结合课程中的实际工程案例进行专业技术的实践学习，打造“校园实验室”以加深学生对课程内容的理解，如依托学校支持建立校园供水智能监测与管理实践平台，依托学校水资源重点实验室建立校内河流水质检测与修复实践平台等。

2 校外平台

教师团队与水资源相关政府、企业等社会部门联合建立实习平台，建立产学研合作，在学生实践过程中了解水利行业发展的运行现状，应用“水利+互联网”知识，真正加入现代水利生产活动中，如与大连市水资源集团、大连理工大学人工智能研究院的隶属企业共同建立实习平台，与大连市水务局、大连市环保局等政府部门共同建立实习平台等。

在此基础上，教师团队通过利用“双创”平台激发学生自主研发的兴趣与解决问题的能力，依托相关项目带领学生参加“大学生创新创业项目”“互联网+”“挑战杯”“国际大学生数学建模竞赛”等国内外赛事，以帮助学生在实际实践中提高他们的综合素质和创新能力。

三 结束语

本文探讨了在新工科背景下如何推动高校水利专业的改革与实践，以满足水利行业“水利信息化”对专业人才的迫切需求。本文以大连理工大学传统水利类专业为切入点，深入分析了专业升级改革过程中即将面临的关键挑战，包括人才培养模式的不适用、教师团队配置亟待优化，以及创新创业教育与实际需求之间的脱节。面对这些挑战，本文基于OBE工程认证教育理念，为大连理工大学水利专业改革提出四项举措，以适应水利专业的改革与实践需求，包括创新培养模式、革新课程体系、组建师资团队与打造“双创”平台四项针对性的关键举措。

通过这些措施，本文探索了水利专业升级改革与实践的可行路径，并强调了满足水利信息化需求的重要性，有助于培养新工科背景下具备“水利+互联网”专业技能、拥有“双创”实践能力的复合型人才，并为其他高校在新工科背景下的专业改革提供了有益的经验和启示。

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