王艳艳 何小武 刘士余 李保同 周昌明

摘 要：农业水利工程（如水利计算）核心课程的教学存在着教学资源不足、教学模式固化、师资队伍建设僵化、实践教学体系内容单一等问题。在“双一流”战略下，提出了“科教结合、创新先行”的人才培养理念，以岗位分析为基础，以工作流程为导向，设计教学内容;设计以项目为载体，以能力培养为目标的教学方法。探索了一套以“国际化”“创新实践”培养为导向，以工作过程为基础，以项目为导向，以任务为驱动，以“教、学、练、做”为一体的“水利计算”教学实践模式，培养“创新人才”。扩大了学生的知识面，提高了学生的实践能力和创新设计能力，逐步提高了毕业生从事水利工程设计的比例，逐步扩大了该专业的社会认可度。

关键词：水利计算;科教融合;创新为先

一、概述

2015年年底，国家颁布了《全面推进世界一流大学和一流学科建设总体规划》，把“培养拔尖创新人才”作为建设任务的重点，其中“国际视野”和“促进国际交流与合作”两个关键词在建设任务和改革任务上给予了双重强调。国土资源学院作为江西农业大学“双一流”学科建设的重点部门，积极响应国家提出的对高校和学科建设提出的新要求[1]。

在农业水利工程核心课程（如水利计算）的教学中，存在着教学资源不足、教学模式固化[2]、师资队伍建设僵化、实践教学体系内容单一等问题（图1）。在“双一流”战略下，提出了“科教结合、创新先行”的人才培养理念，以岗位分析为基础，以工作流程为导向，设计教学内容;设计以项目为载体，以能力培养为目标的教学方法。

探索了一套以“国际化”和“创新实践”培养为导向，以培养“创新型人才”为目标，基于工作过程的“教、学、练、做”一体化的水利计算教学实践模式，如图2所示[3]。

二、指导思想

本研究以《全面推进世界一流大学和一流学科建设总体规划》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要》为指导思想，以“创新人才培养”为重点，坚持“科教结合、创新先行”的人才培养理念，突出人才培养的核心地位，着力培养具有历史使命感和社会责任感、创新精神和实践能力的水利工程人才。

围绕“科教结合”这一主线，提出了基于工作过程的“教、学、练、做”的项目导向、任务驱动、一体化教学模式;选择典型工程案例，贯穿各种教学项目，理论与实践相结合;运用先进的计算方法提高学生的技能，激发学生的学习兴趣;产学研结合，增强教学能力，提高教学质量，拓展学生视野，提升竞争力，使之成为真正能够满足国家需要、支撑产业发展的创新型工程人才[4]。

三、主要教學研究与实践内容

（一）以研促教、教研相长，开放式教学模式促人才培养

教而不研则浅，研而不教则空，时代呼唤教学理念的革新。依托优秀的科研项目资源，结合先进的实验技术，通过教学活动将科研理念传授给学生，以科研促教学，以教研促成长[5]。

本研究基于实际工作所需的知识、能力和素质要求[6];以具体工作内容（案例、项目）为载体;课程内容综合性强;打破传统的学科体系，根据工作需要，设计以能力为主线、以项目为主线、以知识为暗线的教学内容[7];形成了理论与实践相结合的教学内容，整个内容分为7个项目26个任务，如下表所示。

（二）开发虚拟仿真（VR）内容、使教学资源多样化

VR教学资源建设包括虚拟仿真实验和课程理论教学碎片化知识两部分内容，按照教学大纲要求，除了开发与课程真实实验配套的虚拟仿真实验之外，还要根据人才培养目标、实际人才能力需求，增加了若干虚拟仿真实验。在开发水利计算虚拟教学资源时，将高成本、不可逆的实验进行虚拟化，将无形、隐蔽的水利工程结构进行三维可视化，建立了虚拟实验室的水利水电工程模型和零件模型，旋转，完成了三维结构的拆卸等操作，并通过三维仿真动画演示了实验原理。

（三）深化科教融合，注重过程设计

本课程综合运用课堂教学、案例研讨、辩论赛、模拟招标会、实战技能竞赛、沙盘教学法、小组答辩等多种方法。

（1）课堂教学：紧密结合工程设计实践，简单讲解水力计算的基本原理、概念和方法。

（2）案例分析与讨论：每个项目都会给出一个综合性的案例，引导学生和读者运用自己的知识解决现实世界中的问题，如如何确定水利工程的正常蓄水位和死水位，如何预测生态需水量等。

（3）辩论赛：围绕某一知识点进行辩论赛，有助于学生更好地理解知识，锻炼学生的语言表达能力和逻辑思维能力。根据项目2“多年调节水库效益提升计算”的知识点，由于多年调节水库的存在，可采用时间日历法和数理统计法进行计算。辩论赛“采用时间日历和数理统计[8]，哪个方法更适合数据不足地区的水库效益计算”。通过辩论赛，学生对两种方法的优缺点有了更透彻的了解，为今后的水利工程设计奠定了坚实的理论基础。

（4）模拟招标会议：本课程利用实际工程案例，充分模拟施工招标从发布招标公告到最终发出中标通知书、签订合同的全过程。针对工程6综合利用水库正常蓄水位和死水位的选择过程，模拟了“赣江水利枢纽工程设计”招标会议。学生模拟招标人和投标人，体验和掌握招标实际业务中的所有角色和工作[9]。

（5）实用技能竞赛：在1分钟内绘制水库特征水位及相应库容示意图。根据河流水文条件和需水量保证情况，通过调节计算和经济论证，确定水库的各种特征水位和相应库容，是水库规划设计中水利计算的重要任务之一各用水部门费率。通过1分钟的水库特征水位及相应的库容图竞赛，了解学生对知识点的掌握情况，提高学生的实际操作能力。

（6）沙盘教学法：水力计算课程设计采用沙盘教学法。沙盘教学是以一定的情境方式模拟特定的工程情境，将学生分成几个公司或管理团队，围绕课程理论知识的主题，以“沙盘”为基础进行训练，从而达到教学目的的一种方法和手段。水利工程建设的主要步骤包括：团队组建、企业战略分析、项目资金来自融资方案、项目可行性研究、项目建设等[10]，建设过程的作用如图4所示。

在建设初期，要给建设单位和建设单位一定的资金。施工单位每完成一次定额工作量，就要对施工单进行计量和支付。施工过程中，施工单位各部门根据现场情况进行支付[10]。

（7）小组答辩：针对项目5（防洪水利工程计算），在课程中设置了分组，以“2019年6月上旬峡江水利枢纽调洪过程”公开答辩。整个翻转课堂分为小组PPT展示、评委点评、提问互动等环节。

（四）侧重过程教学，改革考核方式

强调学生平时表现、动手能力，由传统的“一张试卷定成绩”的考核方式转变为注重课程全过程能力培养的“综合性考核模式”，如图5所示。

结语

在“双一流”的背景下，课题组积极响应国家号召，高度重视国际化教学和创新能力培养的新发展方向和新目标，为学生成长成才提供和创造了更多的机会和可能。扩大了学生的知识面，提高了学生的实践能力和创新设计能力，逐步提高了毕业生从事水利工程设计的比例，逐步扩大了该专业的社会认可度。今后要继续保持科教结合的教学特色，紧跟人才市场需求和全国高等教育发展形势，通过不断调整和提高，进一步深化改革，提高专业影响力。

参考文献：

[1]李杨，孙世钧，高明生，占志勇，肖妍.国外研究型大学创新人才培养模式浅析与借鉴[J].中国教育技术装备，2016，10：151152.

[2]谢晓媛.“互联网+”环境下通信原理课程教学改革研究[J].广西教育，2019，19：5960.

[3]杨晓刚，姚艳.基于网络学习平台的混合式信息化课堂教学探索[J].科技风，2020，35：9394.

[4]辛华，肖定邦，吴学忠，陈剑，洪华杰.依托课外科技创新竞赛开展卓越工程师能力强化培养的探索与实践：以中国大学生物联网创新创业大赛为例[J].课程教育研究，2012，30：251252.

[5]喻有理，张二虎，田蓬勃，刘萍，刘丹东.用做科学研究的方法进行大学物理教学[J].物理与工程，2019，6：8588.

[6]马丽涛.基于工作过程的《导游业务》课程改革探讨[J].科技视界，2015，8：1.

[7]邢菊香，吳恩兰，刘淑英，张碧莹，王树国.基于工学结合课程开发模式下的教学内容设计：以“工程水力学”课程教学为例[J].内蒙古水利，2013，1：179180.

[8]全贞蓉.关河水库水文分析与水工建筑物选型研究[D].兰州交通大学，2016.

[9]吴翠翠.浅谈理实一体化在建筑工程招投标实训中的运用[J].科技资讯，2013，34：175+177.

[10]李孝雄，石振庆，周亮广.基于沙盘教学的水利工程经济教学改革探索[J].科技创新导报，2019，10：216217.

基金项目：2013年6月，江西省普通本科高等学校“卓越工程师”培养计划项目：农业水利工程卓越工程师教育培养计划（赣教高字[2014]42号）;2018年江西省教育厅科学技术研究项目：控制性交替灌溉条件下玉米大豆间作SPAC系统水热传输（项目编号：9232307126）;2020年江西农业大学“线上线下混合式一流本科课程”建设项目（项目编号：0432300508）;2021年江西农业大学课程思政示范课程培育项目（项目编号：0432300666）;2021年，江西省高等学校教学改革研究课题：“‘双一流’背景下《水利计算》‘一心五环’课程思政教学改革”（JXJG-21-3-29）

作者简介：王艳艳（1988— ），女，汉族，湖北宜昌人，博士，讲师，研究方向：水文、农业气象。