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基于“新工科”理念的水务工程人才培养模式的探索和实践

2020-06-08程香菊王兆礼黄国如

教育教学论坛 2020年20期
关键词:新工科人才培养教学改革

程香菊 王兆礼 黄国如

[摘 要] 当前,我国水利事业正由传统水利向现代水利转变,本文基于“新工科”理念,结合“海绵城市”“一带一路”“黑臭水体治理”“河长制”“粤港澳大湾区”等国家发展战略,从“培养目标”“课程设置”“实践教学”“师资队伍建设”等几个方面,在现有水利水电工程、给水排水工程、环境工程、水文与水资源工程等培养方案基础上,摸索而成新的水务工程人才培养模式。新的培养模式着重体现水资源一体化管理和可持续利用新理念,更加符合国家和粤港澳大湾区涉水基础设施建设的人才需求。

[关键词] 水务工程;人才培养;新工科;教学改革

“新工科”这一概念自2016年提出以来,有了“复旦共识”和“天大行动”,明确了“新工科”思路的内涵,即以立德树人为引领,以应对变化、塑造未来为建设理念,以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径,培养未来多元化、创新型卓越工程人才[1,2]。党的十八大以来,习近平总书记就治水多次发表重要讲话,阐明了治水、兴水的重大意义,深入剖析了我国水安全新老问题交织的严峻形势,明确提出了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时期水利工作方针。国家“十三五”规划当中,提出全面建设节水型社会、健全水利发展体制机制、完善水利基础设施网络、保护和修复水生态环境等规划任务,切实做好规划组织实施工作。当前,涉及全国七大流域的全面水功能区划开始实施,控制河流纳污总量、减轻河流污染的管理工作正在加强,水生态系统保护与修复正在成为水利工作的新焦点;需水管理悄然实施,经济产业结构迅速向节水方向调整。结合“海绵城市”“一带一路”“黑臭水体治理”“河长制”“粤港澳大灣区”等国家发展战略,随着国家以及粤港澳大湾区水务工程建设投入的不断增加,社会对基于“新工科”理念的水务工程专业人才,特别是本科及以上学历人才的需求将会更加迫切。

这一系列观念上、工作方针上的巨大变化,将会对水利高等教育人才培养带来深刻而持久的影响,所以,高等教育水利类专业设置也应作出相应调整,将过去工程水利以设计、施工、管理为主,拓展到对水资源的开发、利用、管理,以及对水环境的保护及水污染等方面,也就是拓展到生态水利、资源水利、民生水利。因此,我校的水务工程人才培养模式是在现有水利水电工程、给水排水工程、环境工程、水文与水资源工程基础上摸索而成新的融合,但并不是上述专业的简单叠加,而是着重体现水资源一体化管理和可持续利用的新理念,新的培养模式更加符合国家和粤港澳大湾区涉水基础设施建设的人才需求。

鉴于此,本文将从培养目标、课程设置、实践教学、师资队伍建设等方面,探索和阐述新工科背景下水务工程人才的培养模式。

一、培养目标的确定

新工科人才要拥有“专”和“通”的能力。“专”指的是在专业领域中的能力,包括理论分析能力、理解能力、设计能力以及动手能力等。“通”指的是跨文化交流沟通能力、创新能力以及国际竞争能力等。因此,针对水务工程领域的人才培养目标,必须更新固有的理念,不能拘泥于水利枢纽、拦河大坝、泄洪建筑物、水电站厂房、船闸等的设计、施工、运行维护和安全保障,而是需要拓宽思路,认清现代水利已经成为一个跨学科专业,信息技术、系统理论、管理科学、生态环境科学等在本学科中扮演着越来越重要的角色,许多新的分支学科如生态水工、环境水利、城市生态水文等不断涌现出来。培养出来的人才需要具备解决水资源短缺、能源短缺、洪涝灾害、水环境修复、水土流失等水问题,真正能促进人与自然和谐相处。

“授人以鱼不如授人以渔”,在水务工程人才培养目标上,除了培养复合型创新人才外,最重要的是要确保学生拥有快速学习能力。因为新经济的发展是一个动态过程,要不断地推陈出新,因而应当从互联网发展、新技术创新、大数据应用等入手,着力培养学生的核心能力,即快速学习新事物的能力。

简言之,我们将培养适应新时期现代化建设发展需要,德、智、体、美、劳全面发展,既掌握涉水基础设施的规划、设计、建设和管理专业知识,又具备解决我国水资源利用、水生态环境保护、水灾害防治与水安全保障中复杂问题的基本能力,还具有家国情怀和全球视野的“三创型”(创新、创造、创业)人才。

二、课程设置

从2019年起,我校将进行大类招生,水务工程方向的学生将归入土木工程大类招生,这意味着学生入学后的第一学年要在“大土木”框架下进行通识教育,让学生初步了解土木学科平台的专业知识模块体系框架,因此,必须对专业课程知识结构和课程体系进行整体优化,删除一些趋于淘汰、不符合发展形势的课程,以“必需、够用”为度。因此,将开设科技前沿专题和部分创新课程,以培养学生的创新精神和实践能力为核心,坚持学—研—产一体化培养模式,根据现代水利类专业内涵对课程进行拓展,根据社会需求向交叉与复合学科方向发展,以现代水利人才需求为导向进行培养方向的调整。

在制定课程设置之前,我们也与同类高校的培养方案进行了比较,如表1所示。从这些高校的主干课程可以看出,主要还是基于传统水利工程而开设的。鉴于此,我校将在保持我校水利水电工程传统的基础上,适当拓展专业边界,着力向水资源、水环境、水生态、水景观等方向发展,以适应新时代发展的需要,制订的课程如1—13所示。

1.主干课程:水力学、土力学、材料力学、结构力学、水工钢筋混凝土结构、工程水文学、水工建筑物、水务规划与管理、水务工程施工、水工建筑物、给水排水工程、水生态环境工程。

2.特色课程:城市水文与海绵城市、水灾害防治、水利信息化与智慧水务。

3.跨学科课程:建议选择人工智能、大数据、云计算或管理类、经济类跨学科课程,不少于2个学分。

4.全英教学课程:水力学(Ⅰ)、海岸工程。

5.双语教学课程:土力学、水生态环境工程、遥感与地理信息技术。

6.研究型课程:工程管理IT技术、水利信息化与智慧水务、水工建筑物生命健康智能评估、水利大数据技术及应用。

7.新生研讨课:城市发展与水、能源与可持续发展。

8.专题研讨课:水问题论坛。

9.校企合作课:水利事业发展及个人职业规划讲座、认识实习、工程地质实习、毕业实习、毕业设计。

10.专题设计课:水工钢筋混凝土结构课程设计、水务规划与管理课程设计、水务工程施工课程设计、水工建筑物課程设计、给水排水工程课程设计、工程水文学课程设计、水泵与泵站课程设计。

11.创新实践课程:环境与生态水利学实验。

12.创业教育课程:水利事业发展及个人职业规划讲座。

13.MOOC:大学计算机基础、城市规划原理、小白学机器学习。

课程设置的特色主要体现在:(1)为适应工程水利向资源水利、环境水利、生态水利转变,新增设水生态环境工程(必修,24学时)、水景观工程规划与设计(选修,16学时)、河道整治水利计算(选修,16学时);(2)面向大湾区涉水工程实际,增设水泵与泵站(必修,24学时)、给水排水工程(必修,24学时)、城市水文与智慧海绵(必修,24学时)、水灾害防治(16学时)、城市规划原理(24学时)、工程项目管理与BIM(24学时);(3)面向大数据技术、人工智能技术与智慧水务,增设水利信息化与智慧水务(24学时)、地理信息技术(选修,24学时)、AI与水文预报(选修,16学时)。

大学四年,总的学时和学分如表2所示,其中总学分数为170,总学时数为2424,必修课为137.5学分,选修课为32.5学分。学生除了取得专业教学计划规定学分的同时,还应结合个人兴趣适当参加课外人文素质教育活动,学分累计不少于2个学分。另外,还必须参加国家或广东省创新创业训练计划、学校学生研究计划(SRP)或各类课外创新能力培养活动(如学科竞赛、学术讲座等)等,学分累计不少于4个学分。

三、实践教学的设置

实践教学是学校培养学生实践和科研能力等综合素质的重要环节,是新工科人才培养素质教育不可分割的重要内容。因此,水务工程专业需要有走出校园促发展的战略,需要加强协同办学的力度,与行业企业协同育人,构筑产学研合作教育模式,深化校企合作,产学合作教育逐步实现由“工学交替”向“工学交融”转变,提升学生的工程实践能力和创新创业能力。

构建精准的实践教学体系、构筑实践教学实训平台,是水务工程专业培养新工科人才的重要步骤。因此,教学计划的调整、教学内容的补充、实验室建设、实训中心的搭建等方面,都是一个有机的整体,力争形成一个连续性、贯穿学生学习生涯的实践教学体系并形成有效的质量监控机制。我校地处广州五山区域,广东省水利厅、广东省水科院、广东省水利勘测设计院、珠江水利科学委员会、珠江水利科学研究院等水利部门都在华工方圆2km范围内,我们充分利用这一得天独厚的地理优势,多与实践用人单位交流、互访,建立教学实践基地。由此,我校学生既可以利用暑假、寒假、毕业设计期间去实习或课程实习,我们亦可邀请水利部门的资深工程师站上讲台,给学生们分享和传授实际工程的宝贵经验。

四、师资队伍建设

为更好地执行培养过程,保证教学质量,在水务工程课程师资队伍建设方面需要制订长远规划。以往在引进人才时,主要偏向于引进水利工程专业的人才。为适应国家建设需要,在以后的人才引进中,选择的专业需要更广,比如市政工程、环境工程、园林景观、生态学、人工智能等专业的优秀人才都可以适当引入。同时,多鼓励教师出去深造,增强教师的国际视野,活跃授课的思维,不定期举行教学研讨会,形成吸引人才、稳定人才和激励人才的良好氛围。

我校作为“双一流”A类建设的高校,培养的目标是高水平、高素质人才,应鼓励本科生参与科研工作,为进一步攻读硕士、博士打好坚实的科研基础。为提升学生的科研素质,在水务工程专业学生的培养上,每位教师都应尽可能地指导学生,使其以挂靠科研项目的方式从事科研工作,把学生的科研积极性调动起来。

五、结语

本文对我校水务工程人才培养模式的探索不再拘泥于以往的水利工程传统教育方法,而是推陈出新,融合了“新工科”理念,结合了“大土木工程”背景,与时代的发展和需求紧密联系在一起,探索出一套较为完善的水务工程人才培养模式。

参考文献

[1]林健.引领高等教育改革的新工科建设[J].中国高等教育,2017(Z2):13-14.

[2]钟登.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究,2017(3):1-6.

[3]文竹青,聂春龙,何少华.土木工程大类人才培养模式在我校的探索和实践[J].当代教育实践与教学研究,2015(6):148-149.

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