新工科背景下給排水科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)模式探索與實(shí)踐

張 磊，劉 春，張 靜，劉艷芳，岳 琳，周石磊，羅 曉

（河北科技大學(xué)，河北 石家莊 050000）

1.引言

為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國(guó)制造2025”等一系列國(guó)家戰(zhàn)略，2017年2月以來(lái)，教育部積極推進(jìn)“新工科”建設(shè)，發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》、《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》等文件，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國(guó)模式、中國(guó)經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)。在“新工科”形勢(shì)下，該專業(yè)應(yīng)當(dāng)將區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、社會(huì)對(duì)該領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的需求為基礎(chǔ)，基于學(xué)生自身的辦學(xué)條件與辦學(xué)優(yōu)勢(shì)，將“卓越工程師”作為人才培育理念，將應(yīng)用型人才作為教育目標(biāo)，轉(zhuǎn)變教學(xué)思想、變革教學(xué)方式，為社會(huì)輸送高素質(zhì)的具有較高實(shí)踐水平的綜合型人才。

2.新工科的基本內(nèi)涵

新工科（Emerging Engineering Education）是在立德樹(shù)人根本任務(wù)的引領(lǐng)下，為有效應(yīng)對(duì)新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革帶來(lái)的變化二提出的塑造未來(lái)的建設(shè)理念，是以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才。根據(jù)新工科的基本內(nèi)涵可以發(fā)現(xiàn)，新工科的“新”體現(xiàn)在三個(gè)層面：理念新，主要強(qiáng)調(diào)積極應(yīng)對(duì)變化，引領(lǐng)新時(shí)代下的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)對(duì)新時(shí)代下工程教育理念創(chuàng)新，教育結(jié)構(gòu)和教育體系創(chuàng)新；人才培養(yǎng)需求的變化。新時(shí)代下，產(chǎn)業(yè)變革與發(fā)展對(duì)人才的需求呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展趨勢(shì)，而新工科則是迎合產(chǎn)業(yè)對(duì)人才結(jié)構(gòu)的新需求，更加側(cè)重多元化人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，更加注重面向未來(lái)工程人才培養(yǎng)質(zhì)量要求，更加注重基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)重大戰(zhàn)略需求及發(fā)展實(shí)際培育人才；新工科的途徑在繼承基礎(chǔ)上呈現(xiàn)出創(chuàng)新、交叉、融合等趨勢(shì)，即根植于我們的歷史積淀和傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，面向未來(lái)全面改革創(chuàng)新。

3.新工科背景下給排水科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)模式的構(gòu)建建議

在新工科背景下，高校給排水科學(xué)與工程專業(yè)應(yīng)深入挖掘該領(lǐng)域的人才需求，依托高校的辦學(xué)特色和專業(yè)優(yōu)勢(shì)，以“卓越工程師”作為人才培育理念，對(duì)排水科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)模式探索和思考。具體如下：

3.1 遵循給排水人才培養(yǎng)需求，合理優(yōu)化專業(yè)教學(xué)內(nèi)容

給排水科學(xué)與工程專業(yè)課程機(jī)制在建立過(guò)程中將該專業(yè)的發(fā)展需求作為基礎(chǔ)，將社會(huì)對(duì)人才知識(shí)與技能方面的要求作為主導(dǎo)，將學(xué)校辦學(xué)特點(diǎn)、人才培育特色、生源、學(xué)生就業(yè)率等因素作為立足點(diǎn)，遵照知識(shí)能力與實(shí)踐能力并重的原則，在教學(xué)開(kāi)展過(guò)程中注重專業(yè)知識(shí)教學(xué)與實(shí)踐技能教學(xué)的科學(xué)融合，不但注重專業(yè)知識(shí)教育，同時(shí)也注重文化素養(yǎng)教育，并且注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力、知識(shí)應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力的培育。因此，應(yīng)當(dāng)遵循給排水人才培養(yǎng)需求，合理優(yōu)化專業(yè)教學(xué)內(nèi)容。具體如下：

對(duì)接給水排水行業(yè)人才培養(yǎng)需求。依據(jù)自身的辦學(xué)特色與社會(huì)對(duì)給排水科學(xué)工程專業(yè)人才的要求，深入分析本行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)和企業(yè)之間進(jìn)行充分的溝通交流與合作，了解企業(yè)對(duì)人才的具體需求，調(diào)整人才培育方式、修訂給排水科學(xué)與工程專業(yè)課程機(jī)制，且構(gòu)建長(zhǎng)效發(fā)展體系。學(xué)校應(yīng)當(dāng)基于人才培育目標(biāo)、辦學(xué)原則、辦學(xué)特色，構(gòu)建與國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求、社會(huì)發(fā)展需求以及學(xué)生個(gè)體成長(zhǎng)需求相一致的人才培育計(jì)劃與課程機(jī)制，且將專業(yè)人才所需要具備的理論知識(shí)都劃入課程機(jī)制范疇，為培育應(yīng)用型人才奠定牢固的課程機(jī)制基礎(chǔ)。如圖1所以：

圖1 給水排水專業(yè)人才培養(yǎng)需求

合理優(yōu)化專業(yè)教學(xué)內(nèi)容。在社會(huì)發(fā)展速度增快，各行各業(yè)蓬勃發(fā)展的形勢(shì)下，給排水科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)展現(xiàn)行業(yè)發(fā)展特征與趨勢(shì)，特別是要體現(xiàn)行業(yè)對(duì)人才的新需求，高校應(yīng)當(dāng)及時(shí)將專業(yè)人才所需要具備的專業(yè)知識(shí)納入課程機(jī)制，依據(jù)社會(huì)發(fā)展情況及時(shí)調(diào)整與優(yōu)化教學(xué)大綱。不但如此，高校還應(yīng)當(dāng)注重給排水科學(xué)與工程專業(yè)所用教材的編寫，為教學(xué)活動(dòng)的順利開(kāi)展、教學(xué)成效的提升創(chuàng)造優(yōu)良條件。

3.2 構(gòu)建理論與實(shí)踐一體化的專業(yè)教學(xué)體系

新工科背景下，需要高校培育既擁有理論知識(shí)、有具有較高創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才，因此高校應(yīng)當(dāng)注重實(shí)踐教學(xué)、創(chuàng)新教學(xué)在專業(yè)課程教學(xué)中的比例，變革當(dāng)前過(guò)于注重理論知識(shí)的教學(xué)方式。具體如下：

靈活采用合適的教學(xué)方法，有序開(kāi)展專業(yè)理論教學(xué)。高校排水科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)理論知識(shí)，包括：水力學(xué)、工程力學(xué)、水文學(xué)和水文地質(zhì)學(xué)、水處理生物學(xué)、水分析化學(xué)、泵與泵站；掌握工程制圖、工程測(cè)量的基本知識(shí)和技能；熟悉電工、電子學(xué)和自動(dòng)控制的基本知識(shí)。在理論教學(xué)搬庫(kù)，可以采用案例教學(xué)法、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法等教學(xué)方法，突出學(xué)生的主動(dòng)性，調(diào)動(dòng)起學(xué)生參與的積極性，并借助具體而真實(shí)的案例來(lái)引導(dǎo)學(xué)生加深對(duì)內(nèi)容的理解。

優(yōu)化專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)體系，突出培育學(xué)生的工程能力。新工科背景下，在給水排水科學(xué)與工程專業(yè)課程教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)突出實(shí)踐教學(xué)的重要性，基于“卓越人才”培育的實(shí)際需求，合理地優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系。具體而言：第一，充分利用數(shù)字虛擬技術(shù)等打造高仿真的給水排水科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，為給水排水科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生參與實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供支持。第二，以小組為單位有序組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)和提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α樘嵘龑W(xué)生實(shí)操水平，將學(xué)生小組的人數(shù)控制在四人以下，并且盡可能延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開(kāi)放的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，專業(yè)教師應(yīng)當(dāng)將實(shí)驗(yàn)計(jì)劃書(shū)編寫完畢，由學(xué)生以小組為單位進(jìn)行探討和論證，繼而開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求學(xué)生做好相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生良好科研實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)后，要求各個(gè)小組以書(shū)面形式總結(jié)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行情況，以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管控。第三，可將科研和實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合，利用科研活動(dòng)培育學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提升其創(chuàng)新水平。例如，以校企合作提供的實(shí)習(xí)基地為平臺(tái)，以科研項(xiàng)目為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)運(yùn)用于解決問(wèn)題的具體實(shí)踐，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，有針對(duì)性地提升學(xué)生實(shí)踐水平。

3.3 構(gòu)建完善的給水排水科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)考核

新工科背景下，為確保給水排水科學(xué)與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量，必須構(gòu)建起完善的教學(xué)考核體系，即包括日?？己恕⒄n程考核以及畢業(yè)考核三個(gè)環(huán)節(jié)。如圖2所示：

圖2 給水排水科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)考核體系構(gòu)成圖

日?？己谁h(huán)節(jié)。在日?？己谁h(huán)節(jié)，側(cè)重評(píng)價(jià)對(duì)理論課程掌握程度，學(xué)習(xí)態(tài)度以及基本操作技能的掌握情況等。在日?？己酥?，應(yīng)做好學(xué)生各課程學(xué)習(xí)情況的準(zhǔn)確記錄。學(xué)生日常考核的成績(jī)主要由學(xué)生的日常表現(xiàn)，課程作業(yè)的完成情況、學(xué)習(xí)態(tài)度以及課程參與度等多項(xiàng)指標(biāo)根據(jù)不同權(quán)重最終確定。

課程設(shè)計(jì)考核。通過(guò)具體項(xiàng)目的完成情況來(lái)反饋和評(píng)價(jià)學(xué)生的專業(yè)成長(zhǎng)情況。例如，借助課程設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)踐能力的提升情況。課程設(shè)計(jì)是提升學(xué)生實(shí)踐水平的一個(gè)主要環(huán)節(jié)，是高校教學(xué)成效最直觀的體現(xiàn)。每個(gè)課程設(shè)計(jì)都有相對(duì)應(yīng)的教學(xué)大綱，并且依據(jù)教學(xué)大綱的要求編制設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。為確保課程設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，在一個(gè)學(xué)期的教學(xué)工作進(jìn)行到一半的時(shí)候，教師可將指導(dǎo)書(shū)與任務(wù)書(shū)發(fā)到學(xué)生手中，然而每名學(xué)生的任務(wù)書(shū)都是不同的。每名學(xué)生都有和自身學(xué)習(xí)水平相一致的任務(wù)書(shū)，在任務(wù)書(shū)完成過(guò)程中，教師可進(jìn)行恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。學(xué)生課程設(shè)計(jì)成果通常包含兩個(gè)部分，分別是設(shè)計(jì)圖與計(jì)算說(shuō)明書(shū)，教師可依據(jù)教學(xué)目標(biāo)對(duì)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)成果進(jìn)行打分，并將分?jǐn)?shù)填寫在學(xué)校統(tǒng)一印制的表格中。

畢業(yè)考核環(huán)節(jié)。新工科背景下，可根據(jù)工程教育質(zhì)量認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)給排水科學(xué)與工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)考核環(huán)節(jié)予以優(yōu)化，建立起基于畢業(yè)設(shè)計(jì)工作手冊(cè)和累積式成績(jī)管理方法的全過(guò)程管理策略，反饋學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)成效，提升本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。通過(guò)多角度多層面實(shí)現(xiàn)對(duì)給排水科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)考核環(huán)節(jié)的規(guī)范化管理，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)全過(guò)程質(zhì)量管理體系保證畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。其中，選題環(huán)節(jié)側(cè)重結(jié)合專業(yè)實(shí)際，避免理論性過(guò)強(qiáng)，并依托良機(jī)審核機(jī)制確保選題質(zhì)量；開(kāi)題檢察環(huán)節(jié)側(cè)重可行性論證；中期檢查環(huán)節(jié)形成對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度的有效監(jiān)督；生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)校內(nèi)外雙導(dǎo)師對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的綜合評(píng)價(jià)；畢業(yè)論文審查環(huán)節(jié)側(cè)重對(duì)論文整體情況的把控和評(píng)審；答辯環(huán)節(jié)側(cè)重對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的全面評(píng)估

4.結(jié)語(yǔ)

排水科學(xué)與工程專業(yè)是高校工程教育的重要構(gòu)成部分。在新工科背景下，高校必須要深入地挖掘給排水行業(yè)領(lǐng)域的人才需求，依托高校的辦學(xué)特色和給排水科學(xué)與工程專業(yè)的教育資源和教師隊(duì)伍優(yōu)勢(shì)，以培養(yǎng)“卓越人才”為人才培養(yǎng)理念，合理優(yōu)化專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建理論與實(shí)踐一體化的專業(yè)教學(xué)體系，完善教學(xué)考核體系等，培育較強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)、較高創(chuàng)新水平、較強(qiáng)實(shí)踐能力的復(fù)合型應(yīng)用人才，滿足新時(shí)代下行業(yè)人才的現(xiàn)實(shí)需求。