水利工程人才培养教学探究

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1创新教育思想观念

实践教学是高等教育的重要教学环节,是深化教学改革的突破口,在高等教育人才培养中占有十分重要的地位。工科类专业具有实践性和应用性较强的显著特点,决定了培养应用型、复合型人才的必然要求。而应用型、复合型专门人才的培养必须依托一定数量和质量的实践教学平台。岷江水系,尤其是雅安市7县1区水电能资源十分丰富(约占全省的1/3)。以雅安为中心,半径200km范围内聚集了各具特色的大中型水电工程(仅雅安地区已开发和规划电站就达700多座),有西部大开发的标志性工程———瀑布沟水电站工程、紫坪铺水电站工程等;有世界一流的灌溉工程———都江堰水利工程以及名山灌区水利工程;有混凝土重力坝、混凝土重力拱坝、混凝土面板堆石坝等。发电机型式有高水头、低水头、引水式等多种形式。可以说是一座水电博物馆,蕴含着丰富的水利水电教学资源,对实现水利资源向教学资源转化具备得天独厚的地缘优势,为水利专业开展野外教学实习提供了极好的条件[1]。

充分利用和发挥四川农业大学的地缘优势,以岷江水系野外水利实习为切入点,实施多学科交叉综合的野外水利教学,实现水利专业不同课程的融会贯通,完善本科阶段的知识结构,实施工程化、自由式教育,对于培养基础理论扎实,工程意识、创新精神和实践能力强的高素质复合型人才,具有十分重要的意义。而农业水利专业人才培养实践教学体系的构建与实施是关键。以科学发展观为指南,以社会需求为导向,深入研究经济社会和科技、文化发展对农业水利专业高等教育提出的新要求,联合相应的行政主管部门、行业协会或学会开展研究工作;广泛吸收学校、行业、用人单位等各方面的意见和建议,紧密结合专业服务面向、行业发展要求,以素质教育、创新教育思想观念为指导,坚持知识、能力、素质协调发展的原则,按照“基础扎实、知识面宽、能力强、素质高”的总体要求开展了本项研究。

2专业人才培养实践教学体系的构建

目前水利类专业教育的主要问题是:专业设置过窄,知识结构单一;教学内容陈旧,教学方法过死;重水利工程建设,轻水环境保护;重水资源的开发与利用,轻水资源的节约与保护;重专业知识的传授,轻素质和创新能力的培养等。特别是课程的“自我封闭”和传统教学思想方法的束缚、以及教学条件的限制,实践性教学环节尚未构建起既科学合理,又有新技术新方法参与、多学科交叉综合,实施研究性学习,激发创新思维的完整教学体系。教学方法还是以灌输—认知—验证为主,缺少综合性、研究性教学实践,缺少创新性思维引导,新技术、新方法的应用还未实质性地纳入实践教学体系,并与传统方法密切结合进行教学方法的训练。传统的实践教学中存在的急待解决的问题、新的教育理念和学科发展对人才的需求,向水利学科教育提出了更高的要求。野外实践教学更有利于师生互动、学科交叉、综合思维和研究性学习等优势的发挥,构建新的实践教学体系,对实现本科教学目标,提高人才培养质量至关重要。在高等教育要“面向未来,面向世界,面向21世纪”的方针指导下,根据社会要求与水利专业在新形势下的特点,为适应和配合四川农业大学对本科生人才培养方案作新一轮调整与改革的需要,应该通过注重知识、能力、素质的培养,把学生培养成为爱国心和责任心强、专业基础强、计算机和外语能力强、创新意识和实践能力强、管理能力强的“五强人才”,培养成为全面型、综合型、高素质、面向21世纪的新型水利人才。

因此,必须首先改变以往野外教学的许多观念,在思想上引起高度重视,在教学内容与教学方法、教学管理、实习教学条件、野外实习师资队伍等方面进行改革与实践,在教学条件方面加大建设投资。基于上述背景,笔者进行实践教学体系的构建研究[2,4]。首先,从知识结构、实践能力、创新能力、创新教育等方面出发,建立以能力培养为主线,分层次、多模块、开放式、重特色、前后衔接的实践教学体系,对实践课程进行全面整合与重建,构建分层次的实践教学模块;其次,更新实践教学的基本内容,按“基础性—综合性—创新性”层次安排实践课程,在不同层次,分别设置多种类型的实践课程系列。由此将农业水利工程专业实践教学体系分为4个层次,即基本技能、专业技能、综合技能、创新技能。在此基础上,按照专业主干课程体系又划分为7个模块,即基础实验模块、水利学实验模块、水工建筑物实验模块、灌溉与排水工程学模块、水利工程施工模块、野外实习模块、科研训练模块。4个层次由基础到综合,将知识—能力—素质作有机的相互衔接与整合。

3专业人才培养实践教学体系的实施

3•1实验教学大纲的修订

开展专题研讨,邀请校内外专家参与教学改革等研讨活动,将实验类型分为:专业基础—专业课—核心课程—综合设计。由单纯技能培养,转化为系统综合能力的培养,增强学生对各学科内在有机联系的认识,避免实验内容的重复。教学途径:必修实验—选修实验—开放实验—探索实验。营造宽松自由的学习氛围,加强学生专业兴趣的培养。辅助方法:模拟演示—电子教案—课件—微机数据处理。把各核心课程及实验形象而直观地介绍给学生[3]。针对农业水利工程专业开设的实验课程、实验项目数量,优化设计新的实践教学设置,降低基础性(验证性)实验比例,提高综合型、设计型和应用型实践课程比例达60%以上。结合水利工程科研和生产实践,动态地不断更新管理设置实验课程,开发自主实验,学生可根据自己的兴趣和志向,在本科生导师和指导老师的引导下选修实验,自主设计研究型实验,积极参与老师的科研或社会应用实践项目,拓宽知识面,培养科学精神、工程意识、创新能力,提高科学素养。全面开放现有的实验室,增加综合性实验、设计性实验,加强学生实验动手能力的培养;改革实验考核办法,加大实验考核和监督力度,着力培养学生的综合素质、创新精神和创新意识;建立学生深入社会实践学习的有效机制,利用假期进行各类实践教学活动,培养学生与生产劳动和社会实践相结合的能力。

3•2实践教学与科研、实际工程和社会实践的有机耦合

在实践教学课程设置中紧密结合科学研究、工程设计和社会应用实践活动,提高学生的创新能力。每个实践教学模块均采用多种有效的实践教学形式,共同促进,提高学生的实践动手能力,确保实践教学效果。如通过野外工程实践,将某些课堂搬到生产现场,请生产单位的高级专家作为兼职老师等形式,进行专业实践课程教学,营造良好的工程现场情景,使学生在实践教学中深刻领会理论知识,强化工程意识。注重将老师的科研项目、科研成果引入实践教学,将老师的科研项目作为综合实验内容开设,将科研中使用的先进方法引入实践教学中,拓宽学生视野,培养学生的创新精神。以具有科研优势的专业老师为指导,组织学生积极参加暑期社会实践活动,结合专业课题研究,在实践中检验学生所学的专业知识,提高学生发现问题、分析问题和解决实际问题的能力[5]。设置实验室开放项目、创新课题,引导学生自主科研或参与老师的科研项目,培养学生在选题、确定研究路线、设计实验方案方面的能力,激发学生实践兴趣。通过这些实践改革,探索高素质人才的培养方式方法及有效途径。实验室建设解决了课程实验教学和部分专项研究问题,而实践教学基地建设则要解决专业综合实践训练及专业理论向工程实际的转化与延伸。为缩短学校与工作单位的距离,确保实践教学质量,弥补学校经费投入不足等实际困难,根据岷江流域的特点和社会需求导向的新特点及发展态势,从实习内容、实习方式、实习时间、实习手段以及实习基地、教师队伍建设等方面努力探索,改善实践效果,以达到培养高水平人才的目标。大力探索创新型人才培养模式,调整并构建农业水利工程专业实践教学体系,实施工程化、自由式教学方法,注重工程意识的培养尤其迫切。根据本专业目前所取得的研究成果及实习基地现状,结合多年的教学成果,编写出高质量的野外实习指导书,加强了多媒体、录像片、网上教学等辅助教学手段,并在实习时间、教学内容等方面进行优化,切实做到了点、线、面结合,统筹安排,不断优化设计了农业水利专业野外实习实践网络体系,满足了网络体系精干、紧凑、省时、省工、节约开支的要求[6]。

设计了如下几条实习线路:(1)大兴电站、雨城电站、多营坪水文站线路,主要针对《工程水文学》等;(2)飞仙关镇河口地貌及岩层产状测量、雨城区李坝乡周公山温泉、雅安峡口灾害地质监测示范区、雨城区北郊乡碉堡山灾害地质现场线路,主要针对《工程地质水文地质》、《土力学》等;(3)校内农场、都江堰灌区、名山灌区线路,主要针对《灌溉与排水工程学》、《农田水利学》等;(4)紫坪铺电站、陇新水电站、龟都府水电站、水津关水电站、下村水电站、槽渔滩水电站、大石板水电站线路,主要针对《水工建筑物》、《水泵与水泵站》、《钢筋混凝土及砌体结构》、《水利制图》、《工程测量学》、《社会实践》等;(5)《水利工程施工与监理》、《毕业实习》等课程瀑布沟在建水电站实纲及实习指导。在学校周边地区的中型水电站、水利水电工程勘察设计研究院、灌区工程的建设管理等单位设立了实习基地,制定和逐步完善了双方合作共建的协议和相关管理制度,组建了一支专兼职结合、结构合理的多层次实践教学师资队伍。实习基地自建立以来,先后有2001-2009级多个专业1000多名学生在雅安周边的岷江水系进行了为期2~3周的野外实习。

3•3强化管理,加强质量监控,构建“1137”实践教学管理

与质量监控模式为了保证实践教学质量,通过对社会需求、办学资源、专业特点及优势、学院家底、师生现状等方面的调查、分析和研究,学院构建了“1137”管理模式,即“1个目标、1条主线、3个阶段、7个环节”的实践教学管理与质量监控模式。1个目标:即围绕工科专业应用型、复合型人才培养目标,突出产学研相结合的人才培养模式,强化实践教学,不断提高办学水平。1条主线:即保证学生在大学4a的培养过程中,产学研相结合这个培养主线不掉链。3个阶段:即新生入学阶段,明确专业目标和定位,稳定专业思想;2、3年级课程实践阶段,以课程实验、实习、课程设计等为主,夯实专业基础;4年级专业综合训练阶段,强化产学研三结合,完成专业理论与行业生产标准向综合成果的转化。7个环节:第1个环节(专业思想教育环节),明确专业定位;第2个环节(专业认识实习环节),强化及稳定专业思想;第3个环节(课程实验环节),掌握专业基础实验的方法和手段,培养动手能力和基本技能;第4个环节(课程实习环节),通过理论与实践的初步结合,促进学生对专业基础理论的巩固和掌握;第5个环节(课程设计环节),促进应用专业理论解决社会实际问题基本能力的培养和训练;第6个环节(实践基地训练环节),进入并参与校内外实践基地和产学研平台专题训练,培养学生分析、解决问题、“团队作战”的综合能力;第7个环节(毕业实习和毕业设计环节),最大限度地从实际生产项目建立毕业设计课题,“真刀真枪把成果写在大地上”。

4实施成效

通过几年时间的强化建设,构建并完善了基于社会需求的创新型人才培养体系,强化了实践创新能力的培养,本专业在人才培养、实验室建设、野外实习等方面得到了进一步完善和发展,专业整体实力进一步增强,专业特色更加明显。主要成果与成效如下[7-8]:

(1)2005年教育部本科教学质量评估期间,本专业作为全校的重点专业进行评估。评估专家新疆农业大学侍克斌教授在全面审查了本专业的教学条件、师资力量、实验室建设、教师课堂讲授等情况后,又专门随机抽取了水利2003级10名本科生进行了混凝土砂浆坍落度试验、土力学剪切试验等专业技能测试,测试结果令侍克斌教授十分满意。评估中,由于表现出色,本专业被评为优秀专业,顺利通过了教育部教学质量评估。

(2)本专业以突出学生的科技创新的特色优势,先后获得全国“挑战杯”科技作品大赛等国家级和省级奖励。如农业水利工程专业2001级的吴娟等同学主持并参加的“四川雅安博爱生态食品有限公司”项目获得第四届挑战杯全国大学生创业计划大赛四川赛区金奖,全国创业计划大赛银奖。历届毕业生中,有7个学生毕业论文获校优,在第4、5、6、7届中国水论坛上16篇,在重要核心期刊上1篇;参与编写内部教材5部,专著3部,总计300多万字;研发了农村水安全决策支持系统、水质健康风险评估系统、野外实习网站等;2009年2007-2008级多名同学获得国家级大学生创新性实验计划项目1项,四川农业大学大学生科研兴趣培养计划项目1项。

(3)水利2003级毕业生杨岳林、林森、李晓波等3人以及水利2004级徐冰等在成都的中国水电工程5局刚就业参加工作,就以出色的综合素质表现,分别被派遣出国到苏丹参与修建麦洛维水电站(该工程被称为“尼罗河上的三峡工程”,现已竣工发电)及摩洛哥高速公路;另有多名毕业生考取了国家、省级公务员,如2005级的张炅冏于2009年考取了水利部海河水利委员会的国家公务员。

(4)水利2001级代小平、吴娟、马世武、敖灵;水利2003级王海波、高洋洋;水利2004级任化准、陈宇;水利2005级叶剑、杨尚川;水利2006级谭尧升、蒋琳琳、田帅、李昌文、唐亭、郑姣、郑姬等本科毕业生被免试推荐或考取了天津大学、华中科技大学、四川大学、河海大学、郑州大学等“985”或“211”高校直接攻读博士学位或进一步深造,其中代小平现在日本留学。本专业毕业生在研究生录取面试中的出色表现,得到这些学校同行的充分肯定和高度赞扬,对本专业学生的科技创新能力、专业知识的广度和深度以及培养潜质做出了高度评价。

(5)历届毕业生的一次性就业率均在98%以上,绝大多数毕业生均有4~5个岗位可供挑选。就业单位主要有三峡总公司,葛洲坝集团公司,中国水电工程4局、5局、7局、8局,四川省内各市县水务局等;从事行业主要集中在水利、水电、工民建、铁路、公路、核电站、高速铁路、国土等部门;分布在成都、南京、海口、武汉、湖北、长沙等地;主要职业有工程技术人员(主要从事相关工作的设计、施工、监理)、公务员(主要从事流域管理、市县水行政管理)等。

(6)本专业在2010年被评为四川省省级特色专业。