工程教育下水利水電工程導論課程淺析

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摘要：工程教育專業認證作為國際工程界對工程類專業畢業生和工程師能力公認的標準，通過專業認證標準是各大高校水利專業發展的大勢所趨，是國內畢業生獲得國際認證的重要基礎。水利水電工程導論課程是水利類專業的一門重要專業基礎課，也是學生工程素養培養的開端。因此，文章就水利專業學生的工程素養培養要求和水利水電工程導論課程對畢業要求的支撐，提出基于OBE理念的課程目標，構建理論結合實踐的課程體系，改進課程教學內容和考核方式從而實現對學生解決復雜工程問題能力的培養，為其他地方高校在工程教育背景下開展特色內涵建設提供參考。

關鍵詞：工程教育專業認證；水利水電工程專業；培養方案

近年來，工程教育專業認證成了高校評估工程教育質量和培訓課程質量的一個重要準則，國內眾多院校也在相繼開展辦理工程教育專業認證，由《華盛頓協議》所指出，工程教育旨在將本科生造就成綜合能力較強且具備解決復雜工程問題的工程師。工程教育專業認證的核心目的是要提高人才培養質量和畢業生的綜合能力，符合國際標準。在學生方面，高校教師發揮更多的導向作用，引導學生融會貫通知識，提高綜合素質和業務素質尤為關鍵。工程認證是中國工程教育專業認證協會根據工程教育認證標準，對本科工程教育專業人員進行的專項認證。獲得國際認可工程師的一個重要前提，是工程項目研究生學位需經認證協會認可，其方可按照《華盛頓協議》得到其他組織的認可。根據工程教育認證所擬定的畢業生標準，其需要具備12個不同方面的能力要求，即工程知識、問題分析、設計/開發的解決方案、研究、使用現代工具、工程和社會、環境可持續發展、專業規范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習。吉林農業科技學院是一所應用型地方本科高校，水利水電工程專業2011年招生，專業旨在培養應用型高素質人才。專業在按照工程教育標準建設過程中，存在著以理科教育的方式培養工程師的現象。因此，工程教育的大背景下，原有的課程體系已難以支撐新時期工程教育課程定位、教學內容、教學方法和評估方法方面的需求。水利水電工程導論課程是學生進入大學的第一門專業課，是水利水電工程專業的啟蒙課程。本課程的質量將直接影響學生對水利水電工程專業的理解，與學生今后的興趣培養、專業學習息息相關。在教學過程中，教師應該讓學生充分了解課程教學目標、具體內容和專業要求，從而讓學生構建初步專業的認知體系，進而推動學生積極完成4年的學術研究，在一定程度上為今后從事水利及相關專業工作打下結實基礎。因此，對于一些抽象的知識，有必要根據知識架構調整教學方法，盡可能以簡介明了的言語，幫助學生更好吸納課程知識，提高課程的教學質量，以延伸學生綜合知識面，輔佐學生養成自主學習及創新實踐能力，以滿足認證要求。顯而易見，改革水利工程導論課程的考核方式勢在必行。本文以吉林農業科技學院水利水電工程導論課程為研究對象，從課程目標、教學改革和考核方式等方面進行一系列探索與實踐。

一、課程設計

（一）課程目標設計

基于課程特點和課程內容，可將水利水電工程導論課程分成以下4個課程目標。課程目標1：能夠了解水利工程領域的發展歷史及相關行業發展狀況；了解水利水電工程專業及其水利工程學科，認識科學在水利工程中的作用。課程目標2：能了解水利工程對社會發展、文化傳承以及公共安全的影響；了解工程倫理，正確認識水利工程師的職責與挑戰。課程目標3：了解并掌握文獻查閱方法、科技交流的常用方式與規范，能通過書面報告和口頭陳述交流解決方案、過程和成果。課程目標4：了解水利工程設計、施工、管理全周期的基本流程，培養認識和發現工程問題、尋求并論證工程問題解決方案、協作解決工程問題及交流項目研究成果的能力，構建自身工程意識。課程目標與畢業要求的關系如下。目標1和2可以培養挖掘學生洞察及分析問題的能力，也就是用專業知識和數學模型的方法來分析水利系統或設備，并利用專業知識來分析事故原因，有利于設計或改善水利工程。目標3能夠發散思維，在水利工程設計、施工、管理等各個領域尋找到復雜工程問題的多個解決方案，并且能夠找到通過文獻研究可行的替代方案，進而運用工程基本原理深究影響工程進程的因素，最終推出工程改進方案。目標4引導學生練就自主及終身學習能力，即培養學生積極學習的意識，以匹配持續適應發展的能力。

（二）課程教學內容設計

1.知識目標

水利水電工程專業所選定的水利水電工程導論專業基礎課，是依照普通高等學校水利水電工程專業培養目標及畢業生基本要求和培養方案選定的，課程主要包括水工建筑物、水利工程施工及農業水利工程等內容，含括從事水利工程必須具備的基本知識。通過學習，希望能使對水利感興趣的受眾更進一步了解水利，使志向在于水利事業的高考考生秉持初心報考水利，已邁入水利圈的學子們更熱衷于水利。通過本門課程學習能夠了解水資源特點，我國水資源、水能資源狀況；能夠掌握常見水工建筑物的組成、工作原理及特點；能夠掌握擋水建筑物的概念、特點和分類。不同擋水建筑物的主要區別；能夠掌握泄水建筑物的作用，泄水建筑物的分類；能夠掌握渠系建筑物的分類，配水建筑物的種類及作用，交叉建筑物的種類及作用，聯接建筑物的種類及作用；能夠掌握灌排制度與灌水技術，灌排渠系的布置；能夠掌握水能開發及水電站類型，水電站主要設備，水電站建筑物，水電站廠區布置方式；能夠掌握洪水及防洪措施，河道整治工程，分洪工程，防汛搶險方法；能夠了解水利工程建設基本程序，包括施工、設計、建設管理的程序和內容。

2.能力目標

（1）專業能力。學生能夠在工程設計與施工中運用相關知識進行水利水電工程的布置與管理；通過農業水利工程的學習，掌握灌溉制度的制定和灌溉渠系的規劃布置；通過防洪治河工程的學習，能夠提出防洪治河的基本措施和防汛搶險的方法；通過水利工程施工的學習，掌握施工方案和方法的制定。（2）通用能力。每一次課后，通過在線學習平臺發布自學內容，指導學生自己閱讀，通過作業或提問的方式檢查學生閱讀情況，培養學生讀書自學與持續學習能力；讓學生分組，自選家鄉具體工程實例、水患、水利變化為題，協作分工，收集材料、制作PPT、上交材料，通過匯報方式檢查學生準備情況，培養學生合作溝通能力；通過課內實驗，使學生認識農田水利、水利水電工程主要建筑物，了解主要功能，培養學生觀察理解與分析解決問題能力；結課后，每一位學生提交一份課程論文，可以家鄉具體工程實例、水患、水利變化為題，鍛煉學生使用辦公軟件以及資料收集、歸納處理能力。

3.思政目標

為了提高我國公民的整體素質，有關部門特別關注大學生的理想政治教育。為緊跟國家時代步伐，在水利水電工程導論課程教學內容中引入了思想政治道德教育的教育實例，引導學生在大學學習的能力、學習水利類專業的良好、積極的心態；對本行業、所修讀專業具有比較客觀、全面、發展性的觀念；對“水利”的內涵有深刻的認識，并樹立作為水利人的職業責任感；能夠思考并規劃自己的大學成長及初步的職業未來；建立水利工程的初步概念，使自己由水利工程的外行變成準內行，為以后的專業學習奠定基礎，幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀。（1）政治素質。通過都江堰、三峽工程等古今卓越水利工程介紹，激起學生的民族自豪感，更熱愛祖國，倡導水利人為公、為民，致力于改善、調節水資源的分配與利用，造福人民，自覺傳承與創新新時代水利事業。（2）思想素質。通過張光斗、錢正英等中國水利科學家的故事和對事業的貢獻等知識的學習，引導學生對本行業、所修讀專業具有比較客觀、全面、發展性的觀念，擁有在大學學習水利類專業的良好、積極的心態。（3）職業素質。學習標準設計規范，行業準則，讓學生對“水利”的內涵有充分的認識，建立水利工作人員的專業責任，提倡水利人員追求大公無私精神，禁止逾越黨的紀律和國家法律的底線，始終保持清純干凈的形象。（4）道德素質。通過實驗內容，傳遞出水利是艱苦行業，堅守與擔當是水利人特有的品質，讓學生了解，能夠思考并規劃自己的大學成長及初步的職業未來，勉勵水利人員踴躍投身水利改革戰場，認真履行職責，克服困難，勵志在平凡的崗位成就自我。

（三）實驗項目設計

工程教育重在實踐，在導論課程中設置課內實驗環節有助于培養學生的工程意識，加深對工程和工程師責任的理解，初步培養工程素養。實驗項目的設計既要考慮學生對基礎知識和能力的需求，又要具有服務后續課程的引領性。設計2個實驗項目：農業水利工程建筑物認知；水利水電工程建筑物認知。通過一學期課堂理論學習，能使學生認識常見的水工建筑物，可以拼裝水壩、水電站、水輪機等模型。實驗項目具有開放性，能給學生更多自主探究的空間。學校建有水利土綜合實驗大廳，能提供場地、技術及實驗條件支持。

二、教學指導

（一）學法指導

1.請學生課前預習，課上聽講、記筆記、參與師生討論、回答問題、獨立完成作業，課后自主復習，課后讀文獻寫課程報告。2.請學生通過對不同水工構筑物的應用及相關構筑物的功能、特點和分類的研究，了解水利工程是如何促進國民經濟發展的。深入了解水利工程各分部所涉及的工程及認識每個水利建設期，感受工程、結構、力學之美。3.請學生通過學習各種水工建筑物如何開發利用水資源，培養學生發現和分析工程問題的初步能力，為自己的專業領域（水文、水利、港口航運、農業水利、水利工程）打下必要的基礎。4.請學生了解水利工程在調節水資源方面的巨大作用，以及影響實際工程的一些負面因素，如自然因素和可持續發展，從實際問題中學習解決辦法，培養學生初步解決與環境有關的實際工程問題和可持續發展能力。5.請學生通過查閱文獻獲知水利工程的新領域、新成果和新進展，知道水利工程新知識、新技術，以及與其他學科相互交叉、滲透、融合的特點，并寫出相應的課程報告。

（二）教法指導

1.授課過程中，需讓學生認識水利行業在目前社會上的地位以及古往今來我國在興修水利方面取得的顯著成果，以激起學生們對水利行業的熱愛；同時讓學生明確本課程和他們目前正在學習的專業，以便加重未來同學們在專業課程學習和工作中的地位，增加學生對課程本身的認識與了解。2.在授課的過程中凡是涉及到基本概念和專業術語的，為能夠讓同學們更好地吸收知識，教師應使用直白簡易的語言描述，同時，設置問題供同學們討論，以此加強與同學們的互動環節，帶動課堂氛圍。在解釋課堂中的重點和難點時，可以充分利用多媒體和視頻演示。3.在授課的過程中教學內容需融入實際工程案例。課程結合相關水利工程的視頻資料，如：三峽、南水北調、都江堰等，可在增強學生感性認識的同時，讓同學們更加全面地了解建筑的結構、施工組織設計問題、興利效益問題、移民問題等水利工程會遇到的實際問題。4.為確保水利工程導論課程能按計劃實施且順利完成相關教學任務，教師需要掌握下列相關工程類的基礎知識，包括但不限于：土力學、水力學、工程測量學、結構力學和材料力學。還需要掌握專業課程工程水文及水利計算、水利工程施工、水泵與水電站、灌溉排水工程的知識，同時工程管理的實踐經驗也是十分必要的。只有儲備大量的專業知識用以提高教學水平，才能完成水利工程導論的教學任務。5.為了提高學生的學習能力和效率，模塊化的教育要求教育內容選擇適當突出重點。學生通過組織課前作業、推薦典型案例、分組學習資料、深入討論理解水工結構工作原理等方式，優化完善學生知識體系。

三、考核方式與成績評定辦法

（一）考核方式

1.本大綱的教學內容、知識目標和核心能力目標是課程考核的重要依據。

2.平時成績：占課程考核成績的40%，平時成績包括出勤、課堂表現及作業。

3.期末成績：占課程考核成績的60%，期末考試采用無紙化考核方案。無紙化考試基于優化題庫資源。考試通過試卷隨機分組生成電子試題，及時生成考試成績，集試卷生成、機考、評分生成于一體的新型多元化考試管理，具有公正、靈活、隨機、便捷等特點。通過無紙化考試的探索，可促進教師課堂教學方法、手段的改革；學生可隨時利用手機移動端進行考試模擬訓練，便于及時掌握所學內容，提高學習效果。無紙化考試題型均為選擇題，對于傳統考試中的基本問答題、論述題部分，教師可通過知識要點形式提供選項。試題庫試題數量達到800道，無紙化電子試卷每次組題100分，其中單選、多選和不定項選擇的比例由命題教師根據課程性質與特點確定。試題庫命題依然遵循教學大綱的教學目標、重點與難點進行，必須符合課程標準的要求，體現課程的基本要點，內容正確，題意準確，體現對“基礎理論、基礎知識、基礎技能”的考核要求。

（二）課程目標達成度評價方法

課程成績評定準則見表1。課程目標達成度評價方法如下：

1.課程某分目標達成度

2.課程總目標達成度

課程總目標達成度課程評價周期為一年一評估，目標值被設置為0.7，利用成績分析法進行評價，結果用于后續課程改進。

（三）改進措施

1.推出持續跟進整改制度

成立課程實時跟進整改小組，需由相應課程組負責人去組織執行并實時監督跟進整改進程，需根據課程已知的達成度評價結果，深入探究并明確問題所在，提出與之相匹配的改進措施，最后需呈現為文檔結果報告。

2.本課程實時改進方法

平時成績優化模式：對于學生學習的情況，任課教師需統計學生平時成績考核指標兩周一匯報，如若出現部分同學平時成績較差的情況，則需要在教學中加強相應的教學管理，適當調整具體目標實施計劃，并做好課程計劃更改記錄，積累優化措施。期末考試考核機制則為任課教師對相應的期末考試試卷中學生各題的得分情況進行統計并分析，得出的統計結果用于對相應課程的整體分析研究，并有計劃、有選擇性地在下一級的學生中不斷進行改進。

3.本課程持續改進措施

對于同學平時成績的考核，計劃通過采取學習討論互動、成立學習小組、與學生交談、相應的加強訓練題目難度并增加訓練的頻次、改革教學方法與手段等措施改進。針對期末考試考核，研究學生考試問題所在，結合分析結果在薄弱環節進行教學方法與手段的改進，加強目標題目的訓練以及對重修、新開課學生強化輔導答疑等措施，實現課程的持續改進。

四、結束語

本文通過對工程教育認證標準信息挖掘，結合本專業實際認證自評工作，重構了水利水電工程導論課程內容體系，并給出了具體實施與考核建議。明確了培養目標、畢業要求的內涵和達成途徑，以及學習指導、考核要求等工程教育認證標準中明確要求的關鍵環節。在課程目標上，通過學生學習成果的反饋，在教學手段、內容、評價方法等方面持續改進，建立了相應的理論與實踐結合的教學制度。在專業認證標準改革下引入水利水電工程專業，教學模式已趨于成熟。課程考核注重過程性評價，加強學生實踐創新能力、團隊協作能力的培養。課程達成度計算結果達到了0.80，可為未來革新提供可靠的保證。

作者:胡宇祥 殷飛 李娜 蘇燕清 單位:吉林農業科技學院機械與土木工程學院