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中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)06(c)-0133-03
Curriculum System Construction of Hydrology and Water Resources Engineering
Zhang Yongbo Zhang Zhixiang Yang Junyao Zhao Zhihuai Zhao Xuehua
(College of Water Resources Science and Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi,030024,China)
Abstract:In order to meet the social requirements of engineering innovative talents,it is necessary to construct the hydrology and water resources engineering professional curriculum system of Taiyuan University of Technology,and it has great significance in cultivating students innovation capability.Based on the analysis of existing problems in hydrology and water resources engineering curriculum system in the College of Water Resources Science and Engineering of Taiyuan University of Technology,hydrology and water resources engineering professional curriculum system construction under the conditions of new situation is proposed,including new curriculum,setting up a reasonable curriculum order,curriculum content reform,selection of reasonable teaching materials,increasing the experimental teaching and scientific research transformation teaching,to lay the foundation for the further improvement of quality of undergraduate teaching and the cultivation of innovative talents of hydrology and water resources engineering.
Key Words:Curriculum system;Teaching reform;Hydrology and water resources engineering;Innovation capability
水文與水資源工程是太原理工大學水利科學與工程學院的主要專業之一,其前身是原“水文地質與工程地質”專業,1975年第一屆招生,1997年國家專業調整時取消,2004年水文與水資源工程專業獲山西省教育廳批準,2005年恢復招生。作為目前山西省高校中惟一一個水資源類本科專業,堅持立足山西、面向全國的發展方向,針對山西山丘區多、干旱缺水、污染嚴重、礦山開采誘發地質災害及水循環系統嚴重破壞等自然地理和經濟發展特點,制訂培養計劃,開設的課程涉及地表水和地下水兩個方面,并且有機地將地表水和地下水結合起來培養專門人才。近年來,我校水文與水資源工程專業取得了較大成績,畢業生的就業形勢良好,但面對新形勢條件下我國經濟社會發展對創新人才的要求,還存在一定的差距和不足,特別是教學環節中的課程體系存在一些問題,已直接影響到課堂教學效果和學生創新能力的提高。為了適應水文與水資源工程專業目錄調整的需要以及滿足工程領域發展迅速、知識更新快、工程創新人才需求緊迫的要求,有必要對我校水文與水資源工程專業課程體系進行構建,對提高教學效果及培養學生創新能力等具有重要的理論和現實意義。盡管已有學者針對水文與水資源工程專業進行了諸如課程體系、實踐等教學改革[1-8],但是從總體上看,目前全國關于水文與水資源工程專業教學改革的理論研究成果仍然較少,而山西省在這方面的研究還屬于空白。從水利工程高等教育發展角度來說,必須進一步加強我校水文與水資源工程專業課程體系構建,才能為我省水利工程高等教育提供參考和理論支持。
1 課程體系存在的問題
我校水文與水資源工程專業本科生的培養,主要是通過課堂理論教學以及實驗、實習等環節來完成的,培養具有水文與水資 源、水與地質環境等方面的專業及專業基礎理論,能從事水文與水資源、水與地質環境保護和防治方面的勘察、設計、規劃、管理、技術開發、科學研究等的高級工程技術和管理人才。通過近年來對我校水文與水資源工程專業畢業生、本科生及授課教師的調查和訪問,水文與水資源工程專業課程體系存在如下問題。
1.1 課程設置不合理
我校水文與水資源工程專業的課程有綜合基礎課、公共選修課、學科基礎課和專業課,在學科基礎課和專業課中開設有必修課和選修課,一般先開綜合基礎課、公共選修課,后開學科基礎課和專業課。從總體上講,這種課程設置仍存在一些不合理現象:(1)同期開課或課程順序顛倒,造成一些學科基礎課與專業課次序不清,不能很好地體現課程之間的相互遞進關系;(2)有的課程無法體現本專業的特點,使學生感到學的有些雜亂。如《土力學》和《地基基礎與基礎工程》,前者屬于學科基礎課,后者屬于專業課,兩課程之間本應該有很好的遞進關系,卻都安排在第五學期。再如《水利工程經濟學》和《水利工程概論》,前者屬于學科基礎課,而后者屬于專業課,卻把課程順序顛倒了,將前者安排在第六學期,后者安排在第五學期。另外,對于所開設的《環境影響評價理論與方法》,屬于環境工程的專業課,對于水文與水資源工程專業的學生來說,由于沒有前期《環境學》等基礎課做鋪墊,學生總體上感到該課程偏離本專業,對課程內容不能很好地理解。
1.2 課程之間的銜接性差
課程之間的銜接性好壞直接影響著學生對專業知識的掌握和鞏固。我校水文與水資源工程專業課程之間的銜接性總體上比較符合教學規定,但也有個別課程之間的銜接性差,以至于學生們感到課程安排有點零亂。如同樣為專業課的《水資源工程勘察》《水資源開發利用》《礦床水文地質學》,分別由三位主講教師進行授課,但由于課程之間的銜接性考慮不夠,將《礦床水文地質學》被安排在第六學期開課,而《水資源開發利用》《水資源工程勘察》被安排在第七學期開課,這就造成學生在學習《礦床水文地質學》之前還沒有掌握《水資源工程勘察》的專業知識,在學習《水資源開發利用》之前還沒有掌握《水資源工程勘察》的專業知識。由于前期《水資源工程勘察》專業知識的缺乏,學生普遍反映在學習過程中對《礦床水文地質學》《水資源開發利用》的部分內容不好理解。這種課程之間的銜接性差的狀況,已阻礙了學生對地下水專業知識的鞏固,導致課堂學習效果相對較差。
1.3 課程內容交叉重復
課程內容安排是否合理對課堂教學效果的影響也很大。我校水文與水資源工程專業課程內容存在的問題是部分課程內容交叉重復,加上授課教師之間沒有做好溝通,對課程內容交叉重復的部分沒有進行適當的協調和刪減,造成部分課程內容已由某一位老師前期在課堂上進行了講解,另一位老師后期又在課堂上進行重復講解。如《水文分析與水利計算》《水資源工程勘察》這兩門課,課程內容交叉重復的是地表水勘察這一部分,包括水文測驗、水文調查和水文實驗等。再如《水文與工程物探》《水資源工程勘察》這兩門課,課程內容交叉重復的是水文地質物探這一部分。課程內容交叉重復不僅浪費學生的寶貴時間,而且降低了學生對課程學習的主動性和積極性。
1.4 教學內容重理論輕實踐
理論與實踐密不可分,二者緊密結合才能促進教學效果的鞏固和提高。多年來,由于我校水文與水資源工程專業實驗教學條件的限制,部分學科基礎課和專業課無法開展正常的實驗,不能滿足實踐教學活動的要求,致使一些課程的教學內容重理論輕實踐,無法取得良好的教學效果。如《水文地質學基礎》,學生對基本概念與原理容易理解,但深入掌握并靈活運用就困難,這是因為學生無法在實驗室進行達西滲流實驗、潛水模擬演示實驗、承壓水模擬演示實驗、地下水流動系統模擬演示等實驗,對地下水缺乏感性認識。再如《地下水動力學》,由于學生沒有在實驗室進行過裘布依潛水穩定流井流實驗、壩基滲流水電比擬實驗、非飽和帶水運動實驗等實驗,影響學生對課程知識的鞏固及實踐技能水平的提高。還有《水文分析與水利計算》,學生雖然學了許多水文方面的理論知識,但卻沒有機會進行水文測驗和水文實驗。教學內容重理論輕實踐造成學生的科學實驗基本能力無法得到有效訓練,降低了學生畢業后在社會上的競爭力或進一步深造的實驗實踐能力。
2 課程體系的構建
根據我校水文與水資源工程專業課程體系存在的問題,我們認為,必須嚴格從人才培養目標出發,按照專業發展需求,以促進校企合作、產學研共同培養學生工程創新能力及就業等為前提,科學優化和重組課程體系,篩選符合當前教育現狀及經濟社會發展所需的課程,為學生專業水平的提高及創新能力的培養打下堅實的基礎。因此,結合水文與水資源工程專業即包含地表水又兼顧地下水的特點,提出新形勢條件下我校水文與水資源工程專業課程體系構建。
2.1 新增課程
在確保我校水文與水資源工程專業本科培養計劃中所設課程總門數不變的情況下,根據本學科發展的需要,考慮到《水文分析與水利計算》《水資源工程勘察》兩門課程在地表水勘察內容上的交叉重復,可刪除《水資源工程勘察》,新增《水文地質勘察》,既避免課程內容的重復,又使學生能較好地掌握水資源工程勘察的方法及最新的技術。考慮到目前地下水環境影響評價在我國建設項目環境影響評價占有越來越重要的地位及環境保護部《環境影響評價導則――地下水環境》(HJ610-2011年)的出版,結合我校水文與水資源工程專業特點、地下水環評人才短缺以及環評單位對地下水環評人員的迫切需求,可刪除《環境影響評價理論與方法》,新增《地下水環境監測與評價》,并把《環境影響評價理論與方法》作為教學參考書,使學生掌握地下水環境影響評價的理論方法,為其就業創造良好條件。考慮到《水文地質勘察》與《水文與工程物探》內容的重復以及同位素技術在地下水研究中的廣闊應用前景,可刪除《水文與工程物探》,新增《環境同位素水文地質》,使學生多掌握一項水文地質新技術,增強其未來應用同位素技術從事水文地質勘察的能力。
2.2 設置合理課程次序
為了體現課程內容之間的相互遞進關系,必須對不合理的課程次序進行相應調整,理順課程開設的前后順序,使學生在學習過程中達到循序漸進,真正所學課程專業知識的積累。為此,把《土力學》安排在第五學期,《地基基礎與基礎工程》安排在第六學期,確保學生在充分掌握《土力學》的基礎理論知識后,對《地基基礎與基礎工程》相關專業知識的學習有更深入的理解和鞏固。把《水利工程經濟學》安排在第五學期,《水利工程概論》安排在第六學期,確保學生在充分了解水利工程經濟的基礎上,對各項水利工程專業知識的學習有更深層次的掌握。把《水文地質勘察》安排在第六學期,《水資源開發利用》《礦床水文地質學》安排在第七學期,確保學生在前期掌握了《水文地質勘察》的技術方法和手段后,能更好地運用所學知識理解和掌握《水資源開發利用》的理論與方法以及《礦床水文地質學》的調查評價方法。
2.3 課程內容改革
在科學技術日益發展的今天,水文與水資源工程專業知識更新較快,但課程教材更新卻相對較慢,其中的一些知識已經無法滿足經濟社會發展的需求。因此,在課程專業知識的教學過程中,教師必須與時俱進,對課程內容進行合理改革,刪除一些課程中內容陳舊、理論與實際脫節的內容,對課程內容要突出其科學性和先進性,深入淺出,能夠反映新理論、新技術、新方法及前沿性的新視點,把原來分散的課程內容聯成一個有機的整體。如在《水文地質學基礎》課程內容改革中,可增加區域尺度非均質性、斷裂帶滲透性、海洋―陸地界面處的地下水等內容,與學生分析和探討這些因素對地下水資源的分布、循環、水質和可持續性利用的影響。在《水環境化學》課程內容改革中,可增加水文、化學、生物過程的耦合及水文和地球化學過程的計算機模擬等內容,使學生了解目前水文地球化學研究的熱點和方向。在《水污染控制與修復理論》課程內容改革中,可增加有機污染物的野外最有效的降解路徑及強放射性廢料的地質處置等內容,增強學生在水污染控制與修復中的自我創新能力。
2.4 選用合理教材
合理的教材對促進學生專業知識的學習起著非常重要的作用。為此,嚴格要求本專業教師對所授課程選用合理教材,必須是國家規劃教材和專業規范核心課程教材,且教材名稱與所開設課程的名稱一致或接近,對于未納入國家教材計劃的非正規教材或正規出版的書籍,嚴禁用做教材給學生使用,可作為課程參考書使用。通過選用合理教材,不僅避免課程知識交叉重復,而且能反映新理論、新技術、新方法,可使學生比較系統的接受學科基礎知識及專業知識的學習。同時結合山西省礦山開采對水循環系統造成嚴重破壞的實際,加強我校水文與水資源工程專業教材建設,通過申請水文與水資源工程專業委員會下達的教材指標,組織主要骨干教師編寫出理論聯系實際、基礎知識與技術知識兼容的《礦床水文地質學》《水文水利計算》等專業教材,為學生課堂的學習提供更符合實際的教材,達到進一步提高學生創新能力的目的。
2.5 增加實驗教學
實驗課在教學環節中非常重要,實踐性很強。通過實驗教學,可進一步鞏固學生所學的學科基礎知識和專業知識,培養學生的創新意識、創新思維和創新能力。為此,我校水文與水資源工程專業在中央財政支持地方高校發展專項資金及山西省財政專項資金的支持下,對整體水平落后的實驗室進行了改造,共建設有6個實驗室,包括氣候氣象實驗室、飽和與非飽和帶水實驗室、水文工程勘察實驗室、水文實驗室、水環境污染與修復實驗室、礦山水文地質實驗室,并制定詳細的實驗計劃,使實驗室能開設出符合教學大綱規定的實驗,如人工模擬降雨實驗、土壤入滲性能測量實驗、淺層水流流速測量實驗、達西滲流實驗、潛水模擬實驗、承壓水模擬實驗、裘布依潛水穩定流井流實驗、壩基滲流水電比擬實驗、地表水溶質遷移轉化實驗、水質分析實驗等。同時為了確保實驗的順利開展,加強實驗教學隊伍建設,提高實驗教師的業務素質,為提高實驗教學質量打下堅實的基礎。
2.6 科研轉化教學
太原理工大學作為教學研究型大學,對教學和科研非常重視。從辯證的角度來看,教學和科研是相輔相成的,缺一不可。我校水文與水資源工程專業授課教師都從事有關科研項目的研究,如國家自然科學基金、山西省自然科學基金、校基金、行業基金及其他橫向科研項目等,在國內外核心期刊上或國際會議論文集上發表了諸如水文地質、工程地質、環境地質、徑流趨勢預測、水資源、水環境、水污染、土壤、水土保持等不同方向的專業學術論文,并有多篇論文被EI、SCI收錄及他人參考引用。針對水文與水資源教師在科研上的優勢,提倡各位授課教師以科研促進教學,鼓勵教師積極將科研成果轉化到教學中。通過科研轉化教學,不僅使學生了解各位教師的主要研究方向,從教師的科研成果中學到最新的理論知識,而且能激發學生的科研興趣,促進學生學習效果的提高及創新能力的培養。
3 結語
課程體系對學生專業知識的學習和創新能力的培養至關重要,必須給予高度重視。太原理工大學水利科學與工程學院水文與水資源工程專業課程體系存在的問題主要是課程設置不合理、課程之間的銜接性差、課程內容交叉重復、教學內容重理論輕實踐。水文與水資源工程專業課程體系構建主要包括新增課程、設置合理課程次序、課程內容改革、選用合理教材、增加實驗教學及科研轉化教學。通過課程體系構建,為進一步提高本科教學質量及水文與水資源工程專業創新人才的培養奠定基礎。
參考文獻
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關鍵詞:水文與水資源;專業外語;教學方法
一、引言
水文水資源工程專業外語是大學水文水資源工程專業的一門主要專業英語課程。該門課程通過介紹水文過程、水資源時空分布特征、主要水力學過程、統計分析方法和水生態及水環境等部分,從而解釋專業詞匯、特殊語法和翻譯表達。本課程的目的是讓學生掌握本學科常見的專業詞匯,鍛煉其閱讀和翻譯外文文獻及專業資料的能力,簡單地可以用英語交流本專業的基本原理和現象。本文將根據《水文與水資源專業外語》課程的教學實踐,分析目前該專業外語教學所存在的問題,并針對這些問題探討課程教學的改進方法。
二、水文與水資源工程專業外語教學存在的問題
1.專業詞匯量大、學生不易掌握。水文與水資源工程專業涉及多門交叉學科,要求掌握的專業基礎詞匯量較大。這些課程要求專業詞匯覆蓋水文過程、水資源學、統計學、運籌學、水力學、地下水科學、農林生態、資源環境、地理氣象等學科,從而導致需要掌握的專業詞匯量大(超過2000個),不利于學生短期掌握。事實上,即便是準備過托福和雅思考試的同學,所涉及的相關專業詞匯量也較少。因為出國留學考試更多的傾向于地理、氣象氣候、資源環境、生態等公共學科,而對于本專業非常核心的水文學、水資源學、規劃管理及水力學方面的詞匯涉及較少。因此,怎樣優化核心詞匯,為學生減負是水文與水資源工程本科階段專業英語教學的關鍵問題之一。2.專業英語和大學公共英語差異顯著。專業英語的最重要內容之一是掌握和專業相關的核心詞匯,并兼顧翻譯和寫作。對于本科階段教育而言,掌握詞匯是最重要的工作。但是,受傳統英語教學的影響,學生習慣了以語法、聽力、閱讀為重點,導致在專業英語的學習過程中重點不明確,方法不正確。從語法結構上看,專業英語教材的語法結構相對簡單,從而達到容易讀懂、傳授知識的目的。這也導致在專業英語的課堂上,缺乏了傳統的語法考點、聽力的基本句型和人物關系、閱讀關鍵句型和結構分析等所謂的考試重點,導致學生容易在課堂教學過程中忽視了掌握專業詞匯的關鍵作用。3.教學模式與課堂互動。由于專業外語教師多為所在學科的教師承擔。雖然專業教師具備完整的知識體系,但缺乏教授外語的經驗,教學模式傳統。傳統授課模式以教師為核心,上課內容通常是將教材翻譯為中文,以訓練學生的翻譯和閱讀能力為主。這種傳統的“填鴨式”教學方式只能授以“魚”而不能授之以“漁”。學生缺乏主觀能動性,繼而慢慢失去學習興趣。此外,學生學習專業外語目的也不明確,不能切實體會該門課程在日后文獻閱讀過程中的重要性。這樣勢必導致學生對專業外語學習缺乏主動性,在課堂上表現異常低調,不愿出聲,埋頭苦讀,氣氛非常沉悶,缺乏積極性。因而,怎樣豐富課堂教學模式,跳出傳統的填鴨式、死記硬背式,并從課堂中積極和學生互動、收到反饋信息,是水文與水資源工程專業英語課程教學中的又一個關鍵問題。4.課程考核方式與成績評定。依據培養大綱,大多數院校(包括我校)水文與水資源工程專業外語課程屬于專業選修課,通常以考查形式完成課程考核,因此許多同學對該課程的重視程度不夠。通常考核方式采用開卷答題、外文論著章節翻譯等方式,這種較隨意和簡單的考查方式,進一步造成學生對專業外語課程的忽視。專業英語課程成績的評定,受學生即將畢業等因素的影響,可能產生輕松易過的問題。該課程多開設在大三下學期或大四上學期,為不影響同學的順利畢業,往往盡量讓其通過。盡管課程成績的評定包含有平時成績和期末成績,但在平時成績的評定方面只要其缺課不是太多,分數就較高;而期末的開卷材料中隨便交一個材料,基本便可順利通過。
三、水文與水資源工程專業外語教學幾點建議
1.優化課程素材,強化課程重點。優化課程素材是教學內容改革的關鍵之一。針對水文與水資源專業英語詞匯量大、學科分散的問題,從以下幾個方面進行優化。首先應根據水文與水資源工程專業英語詞匯的使用頻率進行優選。專業英語主要應用于專業文獻的閱讀、翻譯和寫作等方面,而科研論文的寫作(如SCI期刊)多以水文過程為主,水資源次之,水生態與水環境再次之的順序。因而在教學的課程中應側重水文過程的專業詞匯教授,對主要水文過程的英文表達需要熟練掌握;對于水資源及其時空分布特征的專業詞匯表達,也是教授的重要內容;對于水生態、水環境、統計分析、水力學模型的英文表達則了解即可。2.改進教授方法、豐富教學手段。改革教學方法的指導思想是在教學過程中充分發揮教師的主導作用,并全面體現學生的主體地位,同時提高學生的積極性。因而教學方法的重點應是學生實際能力的提高,以下幾種方式可供參考。小組分組討論方式。本校水文與水資源工程專業學生一般40人左右,可分為5-8組。由授課老師按照教學內容提出問題,小組成員進行資料查詢和討論,最后由小組成員推薦人選代表回答問題。各個小組的回答可相互對比、互補、總結。這樣既能發揮學生的學習積極性,也同時提高了教學質量。充分利用多媒體資源,增加學習趣味性。在課題上可適當播放一些水文與水資源工程相關的學術報告演講、新聞報道,尤其近年來國內外各地的洪旱災害視頻。除增加學生對專業外語聽力和表達能力外,同時也了解了國內外相關領域的關注問題,擴大學生的知識面。3.考核形式多元化、考核標準系統化。課程考核是檢驗教學成果的重要方式,通常以平時成績和期末成績兩部分來考核。平時成績的考核應充分注重課堂學習的質量。傳統考核方式通常以課堂考勤和習題作業為主,而往往忽略了課堂學習的質,即上課的認真程度。因而在考核平時成績時,有必要將課堂學習的質納入考核范圍,并降低課堂出勤在成績中所占的權重。課堂學習的質可通過檢查每一堂課的課堂筆記、課堂問題的回答、討論課的報告和參與的發言等方面綜合進行考核。期末考試的成績應體現在專業詞匯、短語的掌握、專業文獻的翻譯(英譯漢、漢譯英)等方面。其中翻譯部分可分配每個學生不同外文文獻的章節以避免抄襲。此外,由于專業外語的特殊性,期末考試的成績也可增加面試的考核方式。考核指標體系是客觀評價學習結果的關鍵。鑒于專業英語和其他專業課程的差異性,建議其考核指標體系包括平時成績、現場閱讀翻譯和卷面成績三部分構成。三者的權重系數建議分別為30%、40%和30%。其中平時成績分為課堂出勤率、課后作業、課堂小組討論的積極性等方面。并且降低出勤率所占平時成績的權重,建議為20%-30%,即總分數的6%-9%。現場的閱讀翻譯可采用兩種方法進行考核:一種在課堂上對學生進行隨機抽查,通過其閱讀和翻譯的水平進行評判;另一種則為在期末統一安排,由老師或教研組確定題庫,同學依次抽簽對問題進行分析和闡述,依據結果由考核老師或考核組現場給出成績。期末考試建議采用統一閉卷或開卷形式,其目的是防止部分同學利用翻譯軟件進行。4.提高教師水平、提高考核要求。在專業外語師資力量方面,對于多數非部屬高校而言,直接引進的留學歸國人員十分欠缺,尤其是經濟發展水平相對落后的西部地區。對于這一問題,可通過引進國外相關水文水資源專業技術人才、鼓勵在崗教師出國進修、組織教師去其他相關院校、相關專業調研的方式解決。這些方式既加強了本專業的師資力量,同時也學習了國內外的相關教學經驗,擴展了教師的視野。對于考核的要求方面,任課教師應嚴把質量關,改變學生輕松過關的情況。既強化過程評價、教學質量評價,同時更應該避免因大四即將畢業而送的“人情分”。
關鍵詞:工程實踐能力體系;高水平實驗平臺;實驗管理模式;改革與探索
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)35-0035-03
高等學校實踐教學是本科教學工作的重要組成部分,是培養學生創新意識、實踐動手能力和工程素質的重要環節。國家明確提出建立創新型國家的任務,社會經濟高速發展對高等工程人才素質也提出了更高要求。高等教育作為培養高素質創新人才的搖籃,是支撐國家創新體系和經濟建設的基礎。為適應當前國家和社會發展對高素質工程人才的需求,我國高等教育目前也進行了“卓越工程師”和“拔尖人才”培養模式的探索與實踐。實踐教學環節作為高素質工程人才培養的重要組成部分,如何充分發揮高等學校科研和學科優勢,將優秀科研成果應用于本科生培養,提高學生創新能力和工程實踐能力,成為目前高等教育研究的課題之一。西安理工大學水文與水資源學科是國家重點學科,有著較強的師資隊伍和科研條件,多年來利用科研和學科優勢在本科生實踐能力培養方面做了積極探索,在工程實踐能力體系建設、實踐課程內容改革、高水平實驗平臺建設和科研實驗儀器管理等方面進行了改革與實踐,在本科生創新能力和工程實踐能力培養方面取得一定成效。
一、轉變思想,構建工程實踐能力培養體系
隨著我國經濟高速發展,高等教育由原來的“精英教育”進入“大眾化教育”,高等學校也需要轉變思想,積極探索人才培養新模式,滿足新形勢下不同程度學生需求,適應社會和經濟發展對人才素質的需求,培養學生創新意識和工程實踐能力。水文與水資源工程專業是為國家水利基礎性行業培養人才,其主要目標是培養能在水利、水務、能源、交通、城市建設、農林、環境保護、地質礦產等部門從事水文、水資源及水環境方面勘測、評價、規劃、設計、預測預報和管理等工作及相應的教學和科學研究的高級專門人才。該專業的核心專業課程《水文學原理》、《水環境化學》、《水文氣象學》、《水文信息采集與處理》、《地下水水文學》、《地下水利用》及院級任選修課《水情測報系統》等,這些都是實踐性很強的課程,只有將實驗教學環節與理論知識體系有機結合起來,才能使學生更牢靠更系統地掌握本專業的知識體系,也才能順利達成專業的培養目標。西安理工大學2004年開始了“完全學分制”改革試點工作,水文與水資源專業根據學分制下不同層次學生的需求,轉變觀念,提高認識,優化模式,提高質量和效率,重新制定培養計劃,構建工程實踐能力培養體系,加強學生實踐環節,培養學生創新能力和工程實踐能力,如圖1所示。
工程實踐能力培養體系分為四個層次,第一層次將校內實驗室參觀和校外工程參觀相結合,使學生對本專業有一個基本認識;第二層次通過實驗課程、專業課程實習及課程設計等校內外實踐環節,將課內與課外相結合,理論與實踐相結合,加強學生專業基本知識和工程實踐基本技能培養;第三層次通過生產實習、社會實踐、課外科技活動,加強學生專業知識初步應用能力,使學生基本理論與工程實際進一步融合;第四層次通過畢業設計,通過解決工程實際問題,培養學生系統解決實際問題的能力。通過四個層次的訓練,校內與校外相結合,理論與實踐相相結合,加強學生創新能力和工程實踐能力培養。
二、發揮學科優勢,改革實踐教學內容與管理模式
實踐教學具有直觀性、實踐性、綜合性和創新性等特點,有利于培養學生的創新思維和實踐動手能力,在高素質創新人才培養中具有不可替代的作用。我校充分發揮國家重點學科和省部共建重點實驗室優勢,改革實踐教學內容和管理模式,加強學生創新思維和實踐動手能力培養。
1.建立專業教學實驗平臺,開設重點實驗。根據水文與水資源工程專業教指委的基本要求,建立水文與水資源工程專業教學實驗平臺,使學生掌握專業基礎理論知識,對于加深學生對課堂內容的理解,提高學生動手能力,培養學生分析、解決實際問題、觀測、統計、考察、判斷、設計能力及創造性思維能力,適應生產和科研的需要都具有非常重要的作用。同時根據專業和課程特點,結合學科優勢,開設重點實驗,加強學生知識理解和工程實踐能力。以《水文學原理》為例,作為水文與水資源工程專業必修的專業基礎課,主要內容包括水文循環基本規律及降雨徑流關系等。如果能將徑流的形成過程和下滲的物理過程及水循環各子要素降水、下滲、徑流、蒸發之間的轉換關系以實驗的形式直接展示給學生,同時以實驗的方式讓學生掌握坡面降水量、徑流量、下滲量的測定方法,不僅有利于學生認識水循環各子要素之間的相互轉換關系,有利于對天然條件下的下滲空間分布及與充分供水條件的下滲區別的理解,而且對于產匯流的分析與計算和整個課程核心內容的掌握均有重要作用。此外,對于水循環要素中的關鍵環節――下滲的不同階段(滲潤、滲漏、滲透階段)能讓學生通過實驗親自觀測和驗證,使學生理解下滲的不同階段;掌握下滲率和下滲能力的測定方法;了解下滲的空間變異性及天然下滲與充分供水下滲的區別。因此根據該課程的內容和特點,結合教師科研成果,我校自行研制實驗儀器,開設了“下滲實驗”和“水文循環規律實驗”。通過這兩個實驗,不僅讓學生對抽象的理論知識有了感性認識,加深了學生對教學內容的理解,而且提高了學生實驗動手能力、分析能力、現場監測能力及適應社會的能力。同樣,針對《地下水水文學》這門專業基礎課程的特點,開設了“地下水含水層水文地質參數測定”、“多孔介質滲流特性實驗”、“潛水模擬實驗”、“承壓水演示實驗”。通過這些實驗,使學生認識承壓水和潛水的補給、賦存、消耗和轉化特征。了解地下水的形成、儲存、運動、補給、消耗等特征的變化規律,幫助學生更深入地理解地下水的基本原理,為今后從事相關學科的實際工作或科學研究打下基礎。
2.根據社會需求,及時更新實驗儀器設備。《水情測報系統》課程是水文與水資源工程專業的專業課,相關的實驗基礎是水資源與環境實驗室在學科建設中已建成的GIS實驗室,內有一臺服務器及10個終端,為滿足學生工作需求,在GIS實驗室的基礎上配備了中心站接收電臺一套、終端站設備(自記雨量計、自記水位計、前置數采器及數傳電臺)六套、水情測報與洪水調度軟件一套。為本科生開設了“水情自動測報與洪水調度系統軟件操作實驗”及“水情自動測報系統結構認識、采集和信息傳輸”兩個實驗。在2012年水文與水資源工程專業認證過程中,這套實驗系統受到了評估專家的高度評價,認為水情測報系統與生產應用基本一致且系統完整,學生在學校就提前掌握了這套操作規程,培養了學生的實踐動手能力,避免了用人單位的再次培訓。這也改變了用人單位對畢業生質量以及畢業學校的看法,使得我校本科生成為用人單位最愿意接收學生。
3.結合重點學科和實驗室優勢,將大型學科儀器用于教學。我校的水文及水資源學科具有20多臺較先進的大型儀器,包括通量塔、質譜儀、原子吸收分光光度計、紫外分光光度計等。這些大型儀器,特別是一些進口儀器的維修費用比較昂貴,如果儀器被損壞,不僅影響實驗室承擔的國家項目研究,也會帶來較大的經濟損失,因此平時由專人管理,只對教師、研究生開放,主要用于科研工作,有些儀器存在著利用率低等問題。這些年,我校充分發揮學科和實驗室優勢,積極探索大型儀器管理模式,努力嘗試對本科生開放。實驗過程中,由實驗教師和儀器管理教師共同指導,講解儀器的操作規范,實驗教師結合新儀器修訂實驗講義,下發給學生,嚴把實驗預習關;操作過程中,雙人指導,嚴格要求,盡量避免儀器誤操作。充分發揮學科建設大型儀器設備的潛能,提高和改善本科生實驗教學效果和質量。此外,根據儀器的功能,相應拓寬實驗內容,一些驗證性實驗改為綜合性實驗。實驗內容增多后,老師只給要領,很多具體的細節要學生自己琢磨,不僅改變了以往抄抄實驗原理、寫寫實驗結果的實驗報告模式,而且培養了學生創新思維的能力和相互協作的團隊精神。
我校通過四層次實踐環節培養體系,發揮國家重點學科和省部共建重點實驗室優勢,改革實驗內容和管理模式,讓學生在本科階段就接觸到本學科的一些先進的儀器,加強學生創新思維和工程實踐能力的培養,為高等學校的實驗室建設與改革,高素質工程技術人才的培養提供了一定思路。
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水文與水資源工程專業是以地球科學基本理論為基礎,以水資源為主要研究對象,通過系統學習水資源的分布、形成、遷移和轉化等方面的專業知識和技能,為人類社會和經濟發展服務的一個新興專業。水文與水資源工程專業在我國大致經歷了三個發展階段:陸地水文階段、水文及水資源利用階段和水文與水資源工程階段[2]。水文與水資源工程專業發展的總趨勢是,越來越注重水環境問題的教學與研究。
我國當前面臨的主要水資源問題可歸納為:水多、水少和水臟。由于我國所處的地理位置,決定了我國的水資源存在南方多、北方少的空間分布不均問題;由于受季風氣候的影響導致我國水資源存在年內分配不均的問題,即夏秋季多、冬春季少的特點,大部分地區70%~80%的降雨集在3~4個月內,從而造成水資源的時間上分配不均勻。隨著我國社會經濟的發展,水污染問題也越來越突出,許多水資源豐富的地區出現了水質性缺水的問題。
根據當前我國的水資源狀況和水污染的形勢,在水文與水資源工程專業中加強環境類課程的教學和實踐已取得基本的共識,但對于加強哪些知識的學習和能力的培養還需要進一步探討。由于各學校的辦學條件和辦學基礎不同,對水文與水資源工程專業的課程設計目前還存在比較大的差異,甚至部分學校還存在根據師資條件設置課程的現象。在這樣的情況下,探討并逐步明確在水文與水資源工程專業中增加哪方面的環境類課程的教學和實踐是十分必要的。
二、水文與水資源工程專業具備的環境科學知識
環境科學專業所涉及的內容十分廣泛,對于水文與水資源工程專業的學生而言應具備以下四方面的知識。
(一)水質監測分析方面的知識
隨著我國經濟的發展,水污染現象日益凸顯。水文與水資源工程專業的學生應具備水質分析、水環境監測方面的相關知識。了解每項水質指標的意義及其分析原理方法。水質指標大體可分為:物理指標、化學指標、生物指標和放射性指標。對于每一類指標所包含的內容及其分析方法應有所了解,熟悉我國對水環境的分類和不同類型水體的適用范圍。
(二)水環境生態系統的知識
水是生態系統的組成部分和物質基礎。生態系統有其基本的組成:生產者、消費者、分解者及無機物質和能量。在水生態系統內生產者主要是水中的植物、浮游的藻類等自養型生物;消費者主要為各種底棲動物、浮游動物等;分解者為各種細菌等微生物;無機物質則包括氮、磷、硫、碳、氫和氧等組成生物體的各種宏量元素和微量元素;水生態系統中的能量主要來自于太陽能。水是生態系統中十分重要的組成物質,它是生物所需物質的載體,同時也是生物體的重要組成部分。
對于水資源必須從生態系統的角度進行認識,將水資源的演化過程與生態系統的發展演化過程相結合起來。隨著生態系統的發展、演替,其相應的水環境條件會發生變化。如在水體中隨著各種植物的增加,水體中的各種營養物質會發生變化,進而影響水中動物、微生物的變化;由于人類城市生態系統的發展,還會造成城市河段水體的水質惡化等。
(三)水質模型方面的知識
水質模型是根據質量守恒原理運用數學語言和方法描述參加水循環的水質組分所發生的物理、化學、生物化學和生態學等方面的變化規律、相互關系的數學模型。水質模型是研究水環境的重要方法之一,通過模型模擬水質變化過程可以進一步認識污染物在水體中的演變規律。水質模型可以為分:零維模型、一維模型、二維模型和三維模型。根據不同的水體選擇相應的模型進行模擬,一維和二維模型在實際中采用得比較多。隨著分布式水文模型的發展,具有分布式特征的水質模型也得到了快速發展。
水質模型的建立可分為:模型概化、模型性質研究、模型參數估計、模型的驗證和模型應用等步驟。水質模型的計算通常需要求解高階的動力方程。水文與水資源工程專業的學生可在學習水力學、數值法等課程基礎上開設相關課程。
(四)水環境經濟方面的知識
隨著水資源問題的越來越突出,流域內水資源爭端也更加激烈。如何平衡好流域內水資源的利益問題顯得十分重要。一般而言,經濟比較發達的地區都位于一條流域的下游地區。同時,也需要更多的水資源來支撐經濟的發展。上游地區為了保護水資源而不能大力發展污染比較大的工業,這樣便造成了流域內地區經濟發展的不平衡。如何補償上游地區為保護水資源而作出的犧牲,需要運用環境經濟方面的知識。因此,水文與水資源工程專業的學生應具備水環境經濟方面的知識,以便在處理水爭端時,能充分考慮各方面的利益。
三、加強實踐,提高水文與水資源專業學生運用環境科學知識的能力
針對當前水文與水資源工程專業環境科學知識實踐內容較少的現實,有必要在課程設計上增加相關內容,同時在實踐環節中加強對環境科學知識的運用。
(一)適當開設水環境監測實驗內容
根據水環境監測的主要內容,在水環境化學課程或水環境保護概論課程中有針對性地增加水環境監測方面的實驗。實驗的內容主要為水質分析中的常規指標的分析,如水中溶解氧(DO)、pH、COD、氮、磷、葉綠素等指標的分析。通過實驗培養學生的實際操作能力。
(二)在生產實習中增加水生態調查內容
生產實習是水文與水資源工程專業學習過程中十分重要的一次實習,其目的在于通過實習,達到基本能綜合運用相關知識的能力。為了提高水文與水資源工程專業運用環境科學知識的能力,可以在生產實習環節增加水生態調查方面的內容。如調查不同污染程度水體中底棲生物的種類、數量的變化,調查不同污染河段中浮游動、植物的變化,水體中葉綠素的變化等,進而認識水環境污染對水生態系統的影響。
(三)配備高性能計算機,提高學生運用水質模型的能力
隨著科學技術的發展,對于水體中污染物的擴散、遷移和轉化過程的模擬由零維和一維逐步發展到二維、三維;模型參數也由最初的DO、BOD參數發展到更多參數,如N、P、葉綠素等參數;模擬的對象由以前單純模擬水中污染物質的遷移、轉化發展到大氣—水體、水體—沉積物等介質中污染物的交換、擴散等過程。隨著水質模型維數、參數的增加和界面過程的加入,水環境模型的計算量也成倍地增加。采用高性能計算機來求解水質模型是大勢所趨。水文與水資源工程專業的課程設置中應有針對性地開設水質模型的建立、求解的相關內容。如可以先讓學生學習如何建立并求解較簡單的零維水箱模型或一維BOD-DO模型,然后再逐步引入其他參數。水環境模型的建立和運用還可以融合到地理信息系統(GIS),使模擬結果可視化。通過建立和求解水環境模型,使學生初步具備運用計算機解決水環境污染問題的能力。
(四)小流域調查時增加水污染調查內容,培養學生全流域管理理念
小流域調查是水文與水資源工程專業的比較重要的一次實習。目的在于綜合運用所學的水文與水資源知識對一個流域進行分析研究,其涉及的內容較多。隨著水環境問題的凸顯,在小流域調查過程中可以適當增加水污染的調查,如流域內點源、非點源的調查,上、下游水污染的關系。運用環境經濟學的觀點來分析水環境污染的經濟學關系,如分析水環境污染的外部性、流域內水環境污染的受益者和受害者及如何保持流域的可持續發展等。
[關鍵詞]自然地理學 實踐教學 教學模式
自然地理學課程在水文與水資源工程專業中的地位和作用
自然地理學是我校水文與水資源工程專業的一門專業基礎課。作為面向通用、兼顧油田水資源的保護和開發的專業辦學思路,本課程教學目的是讓學生通過課程學習,掌握自然地理學的基礎知識、基本理論和研究方法,認識自然地理環境結構的各要素及其相互影響的機制,提高了解自然、認識自然和開展地理學研究的能力,為人類科學開發利用自然、保護自然,為人類地球的安危進行科學探索,為后續專業課的學習和將來從事水資源研究與環境保護工作奠定基礎。內容涉及地質學、地貌學、水文學、氣象、氣候學、生物學、土壤學和生態環境學等知識,強調其相關自然地理知識鏈和知識體系的形成。所選教材為武光和等主編的《自然地理學》(普通高等教育九五國家教委重點教材,2000年第3版)。教學方法以課堂講授、實踐教學并重的教學方式。實踐教學包括課間實驗和課后野外綜合實習兩個方面。
自然地理學實踐教學的必要性
自然地理學課程內容具有很強的實踐性和綜合性。許多地理現象,僅僅通過書本是無法掌握和理解的。通過野外實踐教學,可以鍛煉和培養學生的實際觀察能力,對具體自然地理現象的鑒別能力,由點及面的綜合分析能力和地質構造發展的時空想象能力。在這一過程中,實驗課是課堂理論教學與野外綜合實踐教學之間的橋梁。通過實驗課,可以使學生掌握自然地理基本工作方法。
自然地理學的實驗實習等實踐教學環節還是自然地理學理論教學的延續和關鍵環節。通過實踐教學,可以加深學生對自然地理學中基礎知識、基本理論的理解和掌握,幫助學生掌握區域綜合調查及分析的方法,培養學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力,特別是利用先進的學科理論和先進的儀器幫助學生掌握自然地理學研究的新方法,培養學生的科學精神和創新思維,是其它學科不能夠替代的。
自然地理學實踐教學的模式探討
以往其他科目的實踐教學課程,經常存在著教學內容不完整、不規范、隨意性大、實踐課程缺乏連貫性和系統性、在教學過程中不容易被檢查和評估等缺點,這些也是開展自然地理學課程實踐教學所面臨的問題。如何克服這些不利因素,提高教學效果是教師在教學中要考慮的問題。為此教師適當調整理論課程與實驗課程的內容與進度,使兩者的知識體系更加連貫系統,增加了理論課與實踐課的聯系。
實驗課主要內容包括:礦物、巖石的鑒別和讀圖作圖的方法:主要造巖礦物、巖漿巖、沉積巖、變質巖三大類巖石主要巖石種類的基本特征;地形圖、地質圖讀圖與作圖,土壤性質的測定等。實驗課分小班進行實驗教學,學生提交實驗報告。
野外實習強調獨立觀察、獨立思考和現場討論。在充分觀察、分析和交流的基礎上達到鞏固書本知識和提高實際地質工作能力的目的。通過實習,將書本與課堂講授的自然地理理論與現實地理對象、地理現象緊密聯系,學習調查、鑒別、分析、總結等地學工作方法,如室內巖礦鑒定、讀圖、制圖;野外布線、測量、采樣、記錄和總結報告編寫,培養學生對自然的興趣,培養學生感受自然、認識自然、了解自然的能力。
野外實習地點在河北秦皇島,實習內容包括:地質羅盤的使用;沉積巖、巖漿巖的野外觀察和描述;地質地層關系的觀察和描述;地層剖面的野外實測;流水地貌、河流地質作用的觀察和描述;水庫的建立及其具備的地質條件;海岸地貌、河口沉積觀察;土壤和自然植被的觀察等。
在野外實習中,對實習工作分為三個步驟:首先進行預習,要求學生在出野外之前首先閱讀有關資料,對區域地質、地貌、水文背景和將要觀察的地理現象有初步的認識和了解。其次進行現場觀察和討論,在每一個野外地質觀察點,首先要求學生獨立觀察,提出自己的認識,進行現場討論。教師在必要時做啟發性提示。最后總結。在對每個觀察點的地學等現象充分討論的基礎上,進一步討論各種地學現象以及各個觀察點之間的關系。
同時在野外實習方式的設計上,強調給學生的創造性思維留有充分的空間,提倡學生提出不同的觀點和想法。鼓勵學生在充分準備的情況下,提出自己的方案和設計,讓學生在實習過程中真正體會到野外工作的重要性和樂趣,增加對自然的了解和熱愛。學生反映,野外實習時間雖然不長,但能夠真正做到有所收獲,對整個課程學習很有幫助。
摘要:本文介紹了南京大學地球科學與工程學院水文與水資源工程專業建設改革歷程與成效,主要包括培養方案建設,課程教材建設,實驗實踐建設和教研團隊建設。目前已初步建成強地學背景的南京大學水文與水資源工程國家特色專業建設模式。對未來水文專業的發展與建設進行了思考與探討,可為我國水文與水資源工程專業健康持續發展提供參考與借鑒。
關鍵詞:地學,水文與水資源工程,國家特色專業,建設模式
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)24-0113-03
水是生命之源、生產之要、生態之基。水資源的開發、利用和配置對經濟社會發展至關重要。人多水少、水資源時空分布不均是我國的基本國情和水情。水資源短缺、水污染嚴重、水生態惡化等問題十分突出,已成為制約經濟社會可持續發展的主要瓶頸。2012年1月,國務院了《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》,2015年4月,又出臺了《水污染防治行動計劃》(“水十條”)。教育部陳寶生部長在2016年10月高等學校工作座談會中指出,要創建世界一流大學、一流學科,提升我國高等教育綜合實力和國際競爭力,實現教育報國、教育強國。在雙一流建設進程中,高校要做到四個“回歸”――回歸常識、回歸本分、回歸初心、回歸夢想。作為培養水文與水資源工程專業人才的高等院校,有必要按照社會經濟發展需求,培養和輸送優質水利人才,為我國水資源環境可持續開發利用提供技術支撐。
近年恚全國大約有50所院校開設水文與水資源工程專業,主要分布在部分綜合性高校,如南京大學;傳統水利院校,如河海大學;農業院校,如山東農業大學;地礦院校,如中國地質大學等。由于歷史沿革問題,開設水文與水資源工程專業的院校都各自具有特色。傳統水利院校以河海大學為例,劉光文先生開創了我國第一個水文系,主要以陸地水文為主,其水文專業的課程設置和人才培養模式也以陸地水文學為主。農業院校的水文專業人才培養模式上則具有濃厚的農學背景。
南京大學水文專業由水文地質和陸地水文專業整合而來,既有傳統陸地水文又有鮮明的地學背景和特色。近10多年來,經過不斷發展和完善,初步建成了具有南大特色的水文與水資源工程專業培養模式。本文主要介紹我校水文專業近年來的改革實踐,以期為本專業乃至其他相關專業發展提供借鑒與參考。
一、南京大學水文專業發展歷程
1952年全國3所高校首批設立“水文地質工程地質”專業,南京大學便是其中之一。1958年又在全國綜合性高校中率先設立“陸地水文學”專業。這兩個專業均設有博士點,前者曾是國家重點學科。1999年,根據教育部頒布的新專業目錄,南京大學將地下水、地表水力量整合為新的水文與水資源工程專業,為南京大學地球科學與工程學院的專業之一。
南京大學地球科學與工程學院是我國歷史最久的地質學教育機構之一,在八十余年的歷史中培養了大批優秀地學人才,設有理科“地質學”和工科“地質資源與地質工程”兩個博士學位授權一級學科點,礦物學巖石學礦床學、構造地質學、地球化學、古生物學與地層學等8個二級學科博士點,9個二級學科碩士點,以及“地質學”一級國家重點學科“。故南京大學水文與水資源工程專業具有鮮明的地學特色。南京大學水文與水資源工程專業2005年獲批江蘇省本科特色專業,2007年獲批教育部二類本科特色專業,2012年獲批江蘇省高等學校本科重點專業。所屬水文學及水資源二級學科2006年獲批江蘇省重點學科、2007年獲批國家重點(培育)學科,所屬水利工程一級學科2008年獲批江蘇省一級學科重點學科。2010年通過了教育部水文與水資源工程專業工程教育認證。
這一專業團隊目前是教育部水文水資源教學指導委員會副主任單位、中國水利學會地下水科學與工程專業委員會副主任單位、中國自然資源學會水資源專業委員會副主任單位、中國水利教育協會高等教育分會第四屆常務理事單位、水文專業教育研究會副主任單位。
二、南京大學水文與水資源工程國家特色專業建設探索
南京大學水文與水資源工程專業積極響應國家建設世界一流大學和一流學科的要求,制定適應新形勢下學科發展需要的人才培養方案,豐富課程和教材內容,充分開展實驗實踐,提升團隊教研水平,形成了水文專業建設的南京大學模式(圖1)。
1.培養方案建設。20世紀,我國水文專業人才培養主要以工程水文內容為主。進入21世紀后,人類活動不斷加劇,水資源開發利用程度顯著加大。水資源短缺、水環境、水生態、水災害問題日益突出,對水文專業人才能力有了更高的要求。而原有的教學計劃和培養方案則主要以傳統的“測、報、算”為主,已不能適應新形勢下下水文工作的實際需求。
在此背景下,我們緊密結合新形勢下水文發展需要,一方面組織教研室成員對水文學科的建設進行充分研討,另一方面在國內開設水文專業的院校內展開廣泛調研,同時開展畢業生質量跟蹤調查,邀請生產單位和用人單位到校座談,認真聽取其對水文專業畢業生能力與素質的新需求。充分利用南京大學大地學學科優勢,制定了具有南大特色的人才培養方案,在原課程體系基礎上,優化了地學知識課程,如普通地質學、水文地質學基礎、水文地球物理方法、地下水資源勘查與評價和水文地球化學等。同時增加了水環境方面內容,如水環境保護、水環境監測和水環境化學等課程,并在多門專業必修課程中適度增加生態學,特別是水生態方向的授課內容。尤其特別加強了實習實踐環節的內容,突出實踐能力與創新能力培養。
新的方案劃既能發揚我系傳統的教學特色,強化學科專業理論、知識和基本能力的教育訓練,同時注重培養創新精神和綜合素質,尤其注重拔尖創新人才培養,滿足21世紀大水文發展需要。
2.課程教材建設。我校水文專業歷來重視教材的及時更新和編撰。新編教材在內容上有較多的擴充、加深和更新,同時注意其科學性和嚴密性。在教材使用方面,本專業的目標是使用最新、最好的教材,年輕教師盡量使用原版教材,逐步實行雙語教學,所有課程實行多媒體授課。
經過多年的發展與建設,在水文與水資源工程專業各位教師的共同努力下,主編和參編了9部教材,其中6部為高等學校水利學科專業規范核心課程教材,分別是《地下水動力學》《水環境化學》《水文水利計算》《水文統計學》《工程水文及水利計算》和《工程水文學》),2部為普通高等教育國家級規劃教材。其中,《地下水動力學》先后于2008年和2009年被評為江蘇省精品課程和國家精品課程,《工程水文及水利計算》《工程水文學》獲批2011年度江蘇省高等學校精品教材。所編寫教材被國內多家兄弟單位院校采用,特別是《地下水動力學》和《水環境化學》更是受到水文、地工、環境和市政等專業學生的歡迎和好評。
3.實驗實踐建設。實踐教學對本科教學質量的提高與人才能力的培養至關重要,具有課堂教學無法替代的作用。專業課程都要求相應的實驗作為支撐,并且要求學生每年暑假集中時間進行野外實踐實習,逐步提高學生對知識的應用能力。對于高年級的學生,建立由若干人員組成的研究型實驗小組,與國內同行生產單位及相關企業聯合,進行探索性的實驗/試驗,以培養學生的創新能力和對協作精神。
根據我校水文與水資源工程專業實踐教學具有明顯的地學特色,既涵蓋了水文專業生產實習又突出地學基礎實習。利用所在地科院的獨特優勢條件,為水文專業開設了地質基礎實習和區測填圖實習,這是其他傳統水利院校水文專業學生難以獲得的實習機會。同時進行了地下水及水環境認識實習,水文專業生產實習、畢業實習等。經過長期積累,本專業在南京江浦、蘇州、無錫、常州、以及安徽屯溪等地建立了固定教學實習點,如南京的中山植物園野外綜合試驗場。同時與江蘇、上海、安徽、浙江三省一市有關行業部門建立了良好的長期合作關系,如黃山市水文局、江都水利樞紐等,在長江三角洲地區形成了穩定的產、學、教、研緊密結合的協同育人實踐基地,為本科生實和畢業設計提供了長期而穩定的實習、實訓基地。
4.教研團隊建設。水文專業現有一支規模適中、結構合理(年齡、職稱、研究方向)、高學位、高水平的專業團隊,由中科院院士、長江學者特聘教授、國家自然科學基金杰出青年基金獲得者、新世紀百千萬人才工程和教育部跨世紀人才組成。近幾年通過引進國內外優秀博士,學術隊伍更加年輕化,隊伍結構更趨合理。
在本科生教學中,水文與水資源工程專業團隊具有優質的授課水平,所有教授、副教授均參與本科生一線教學工作,將專業課程知識與學科前沿進展有機地融入到授課內容中,近年來多次獲得全國水利類青年教師講課競賽特等獎和一等獎。
為進一步推進水文專業建設國際化,積極安排教師出國進修交流,與國外著名科研院所建立了長期交流和合作關系,如美國亞利桑那大學、伊利諾伊大學、德州農工大學、伯克利國家實驗室、加州大學洛杉磯分校、弗羅里達州立大學、日本熊本大學、日本水文科學學會、加拿大多倫多大學等。目前水文專業團隊絕大部分教師均具有出國訪學或留學經歷,這進一步推動了水文專業教學和人才培養的國際化。通過與國外著名院校的合作,邀請了多位知名學者為水文專業開始短期課程或講座,拓寬了水文專業學生的國際化視野。
5.水文專業建設南京大學模式。我國高校由于歷史原因,都只側重地表水或地下水中的一部分,兼備兩者的很少(現有3個水文與水資源工程國家重點學科全偏重地表水),而本學科既有很強的地下水力量,又有相當的地表水力量。與同類學科相比,本學科地下水方面優勢突出,在國際上具有較大影響,國內一直居領先地位。我校水文專業學生同時具備了地表水、地下水和水環境方面水文專業基礎知識,具有獨特的優勢,可培養從本科到博士后的各類專業人才。
作為我國水利事業建設的后備力量,高校水利類專業學生是實現水利可持續發展、構建民生水利的人才保障。我校水文專業畢業生主要畢業去向為國內水文、地礦單位,如水利部長江水利委員會、水利部太湖流域管理局,本校直升深造,以及國外著名高校深造(如美國賓州州立大學)。近年來,我校水文專業學生基于專業知識,積極參與科研項目,開展科學研究,多項由研究成果撰寫的在國內核心期刊如《水利學報》等發表;發揮良好的創新精神和團隊協作能力,利用所學知識積極參加創業實踐,不斷追求知識結構的拓寬、學術視野的延伸和社會技能的拓展,獲得了多項本學科領域重要獎項,如全國水利優秀畢業生,全國水利院校未來水利之星的學業之星、創業之星和公益之星提名獎等榮譽稱號,以及劉光文水文科技教育基金獎學金等。這充分體現了我校水文專業優秀學生的學習、科研、創新能力,也是國內兄弟院校對我校水文專業人才培養的認可。
在雄厚的歷史積淀基礎上,經過多年的艱苦奮斗和凝心聚力,本專業的整體實力尤其是創新能力和為國家經濟社會發展服務的能力具有顯著提高。已在全水文模型與不確定性分析模擬、地下水隨機理論、水環境與水生態、流域水文模型、工程水文地質等方面取得了一系列標志性成果,為國家和地方經濟社會發展做出了重大貢獻。已逐步打造成為我國一流的具有南大特色的“水文與水資源工程”專業精英型工科人才培養基地。
三、對水文專業建設的思考
2015年11月,國務院《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》,對世界一流大學和一流學科建設實行建設與改革并重,確定了提升科學研究水平、培養拔尖創新人才、著力推進成果轉化等建設任務,為我國建成高等教育強國明確了任務路徑。隨著國家治水觀念與思路的轉變,社會發展對水文與水資源工程專業人才的要求不斷激增,同時對水文人應具備的能力和素質也提出了更高的要求,也給水文與水資源工程專業教學帶來了新的挑戰。
在國家建設“雙一流”的要求下,一方面,要注重學科交叉融合,豐富師資力量,建設一只知識結構合理的水文專業團隊。除傳統的水文“測、報、算”外,還要適應新形勢的要求,從國內外著名院校大力引進具有地理地質、大氣科學、環境科學等學科背景,如從事3S技術、水環境、水生態領域研究的青年人才,補充到師資隊伍,組成具有多學科交叉背景的水文專業團隊,培養復合型高素質水文人才。另一方面,要注重科研反哺教學,將最新科研進展與本科課程教學相結合,使得學生在掌握基礎知識的同時了解科研前沿動態。此外,還應鼓勵學生積極申請大學生創新訓練計劃項目,采取自主選題或參與本專業教師所負責科研項目的研究課題,培養學生的基本科研素養、實踐能力和團隊合作能力。
為培養水利專業人才的高等院校,適應新形勢下的要求,勇于創新,免同質化教育,建設具有自身特色的水文專業品牌,才能在國內兄弟院校中保證持久競爭力。
參考文獻:
[1]宋松柏,康艷.我國水文與水資源工程專業教育的現狀分析與思過去考[J].中國地質教育,2011,(3):68―73.
關鍵詞:新時代;水文與水資源;教學改革
一、用人單位調研及結果分析
站在社會新時代的今天,從事水利相關方面的人員也應具備與新時代要求相適應的能力。如何更好地培養出適應社會能力較強的高級技術與研究性人才,在教學培養改革中尤其重要。近年來,各高校致力于水文與水資源專業的教學改革,明確人才定位,力求達到能力培養和學習與實踐相結合的目標[2]。為探索出適應社會新時代的水文與水資源工程專業人才的教學模式,提出綜合性、創新型人才培養的課程體系和知識結構,鄭州大學水文與水資源系(以下稱“我系”)應用調查問卷的方式對全國水利系統(含水文領域)的部分用人單位開展了調研工作,調查問卷如表1所示。調查問卷共發出去85份,回收73份。通過對73份調查問卷分析,得出以下結論:
(一)水文人才培養定位需適應新時代要求
調研發現,水文領域需要高校培養出適應社會能力強并具有高素質水利技術人才,尤其是能從基層工作做起,具備較扎實的基礎理論知識能熟練掌握運用專業技能。有較強創新精神和綜合實踐能力,能在國土、水利、農林、環保等部門從事水文水資源、環境保護規劃設計、預測預報、管理、技術經濟分析以及教學和基礎理論研究等工作,這種適應“社會新時代”的應用型人才,才滿足現代化水利事業的需求。
(二)拓展學生知識面,加強學生專業技能實練
調研結果顯示,大部分水文與水資源工程專業畢業生選擇在工程局工作,從事與水利工程規劃、設計、施工、管理等密切相關的工作。為使畢業生盡快適應新的環境和工作,在培養過程中,除需要設置系統的本專業必修課程外,還有必要開設一些與工程施工、監理、管理等相關的課程,以拓展學生的知識面,加強學生專業技能的實練,使學生一畢業就能完成學校生活與工作生活的無縫對接。
二、水文與水資源專業教學改革措施探討
為培養基礎雄厚、專業知識和基本技能扎實、工程實踐能力強、具有競爭意識的專業人才,在總結長期以來實踐教學經驗的基礎上,建立了滿足現代教育需要的實踐性教學體系。我系以傳統水文與水資源工程教學為主線,加強了課程教學和實踐教學的相互協調和相互融合,培養了學生的實踐能力,增強了學生之間的溝通學習能力,全面推進素質教育,逐步培養出學生的自主創新能力,能在實際中應用水文與水資源相關理論知識解決實際問題。
(一)積極開展教學研究,不斷改進教學方法,提高教學質量
我系教學緊跟社會發展的新形勢,緊緊圍繞以培養出適應社會新時代人才的教學目標,積極開展教學研究活動,并不斷把理論研究成果應用于教學實踐,不斷提高教學質量,從而加深學生對專業的掌握。我系將相關智能軟件引入教學課程中,發現在課堂教學中巧妙地利用智能軟件,能很好地調動學生學習的積極性,讓學生能近距離地接觸工程實例,更好地幫助學生理解抽象的概念。同時,我系也利用信息技術“翻轉”課堂[3],進行了知識傳授和知識內化學習過程的全新教學模式。這種新興教學模式,可針對水文測驗課程的特點以及目前傳統教學中存在的問題,通過對傳統多媒體教學的改進,可以更加高效地利用課堂時間,提高學生上課的專注度,激發學生學習的興趣。
(二)綜合多途徑培養方式,構建理論與實踐相結合的培養模式
綜合考慮水文專業培養目標及學生適應社會新時代的能力培養,構建理論與教學體系相互呼應,課內與課外、校內與校外、實習與實訓相結合的實踐教學體系;通過增加綜合性、設計性、創新性的實驗,鼓勵學生參加大學生科技創新競賽、挑戰杯、水利創新設計大賽等科技創新活動來提高學生的創新能力和團隊合作精神;注重課程設計和畢業設計選題實用性,兼顧社會發展的前沿性,與工程項目、教師科研、畢業生就業相結合,一方面讓學生了解本專業領域前沿的相關知識,另一方面培養學生解決實際問題的能力。
(三)應用多種教學方法和教學手段結合的方式,提高學生社會適應能力
加強對實例教學、框圖教學和水文水資源相關軟件的介紹與應用,增加課堂報告與討論次數,培養學生自主學習外文文獻能力了解國外相關領域的發展前沿,拓寬學生的國外視野。在課堂上,對主要知識點,采用精講多練、案例教學、啟發與引導、提問與討論等方法[4];而對于新的理論和技術,課內著重啟發、引導,課外指導學生瀏覽國內外相關網站,查閱相關文獻資料,包括學術期刊、碩(博)士畢業論文、專著等,加深學生對新技術和方法的理解,一定程度上緩解課內學時緊張的問題;吸收、借鑒國外水文教育經驗和優點,聘請水文專家開課或講座,不定期地聘請相關生產單位技術人員直接參與學生的理論和實踐教學環節,定期播放生產錄像,將技術人員的工作經驗結合理論知識傳授給學生。通過教學方法方式的改革,加強水文與水資源工程專業人才社會適應能力的培養。
三、結語
水利水電工程屬于公務員報考中的專業限制水利類。
公務員考試錄用水利類專業指導目錄:
水利類本科專業:水利水電工程,水文與水資源工程,港口海岸及治河工程,水資源與海洋工程,水文與水資源利用,水利水電建筑工程,水利水電動力工程,港口航道及治河工程,建筑工程專業,水土保持,水土保持與荒漠化防治,沙漠治理,水利類新專業等。研究生專業:水文學與水資源,水力學及河流動力學,水工結構工程,水利水電工程 ,水利工程(生態水利學),水利類新專業等。專科專業:水文與水資源,水文自動化測報技術,水信息技術,水政水資源管理,水利工程,水利工程施工技術,水利水電建筑工程,灌溉與排水技術,港口航道與治河工程等。
(來源:文章屋網 )