张婧 赵梦蝶 韩宇平
摘 要：为适应水务工程专业对学生实践能力的高要求，本研究基于当前水务工程专业实践教学体系现状，以华北水利水电大学水务工程专业实践教学体系为例，从构建课程设计教学体系、课内实践与实验实践教学体系、创新能力培养及校外实践基地建设模式等几个方面，探索水务工程专业实践教学体系改革，以提升水务工程专业人才创新能力和实践技能的培养效果。
关键词：协同育人；水务工程；实践教学；探索
协同育人是指在协同理论的基础上，围绕同一育人目标，多因素、多主体共同作用，相互补充配合齐心协力运作，从而达到协同育人目的。协同育人关键在于协同，主旨在于育人，是我国高等教育推动社会发展的重要改革举措。实践教学具有问题探讨、深度体验和批判反思的基本特征，一般包括课程实践或实验、实习实训、毕业论文（设计）、社会实践等。实践教学作为高校本科教学的重要组成部分，是培养学生实践能力和创新思维的重要环节。水务工程专业旨在培养具有创新精神和实践能力，能够从事区域涉水事务一体化管理的水务工程领域高素质专门人才和拔尖人才。构建科学合理的实践教学体系，是培养水务类高质量拔尖创新人才的要求。
目前，有很多学者开展了产教融合协同育人背景下不同专业实践教学改革方面的研究。沈利民等对协同育人机制下高校实习实践模式进行了探索，提出了“四项协作”协同育人框架规划，指出政府、高校和企业围绕育人机制建立、合作顶层设计、实践平台开发和产教内容融合开展合作，突破了传统的高校单方面管理的实习实践教学模式。牛秋林从实践教学大纲、优化实践教学方法和建立全过程课程考核体系三个方面阐述了课程设计实践教学改革、提升人才培养质量的思路和方法。李杰系统分析了创新创业教育协同育人中政府、高校、企业及学生存在的问题，从政府主导、高校主责、企业主体、学生主角四个方面分析了相应策略。
水务工程专业的实践教学目标是使学生能够将水务工程专业基础知识及专业基本技能，综合应用于水利、水务、生态环境、市政等相关复杂工程问题的解决方案中，具备独立的研究分析能力和工程实践能力。随着国内水利行业的发展，水务工程专业人才的培养质量需要进一步提升。因此，课题组基于目前水务工程专业实践教学体系的突出矛盾，聚焦水务工程专业协同育人相关研究，探讨当前协同育人背景下的水务工程专业实践教学体系改革，以提高水务工程类专业人才的培养质量。
一、水务工程专业实践教学體系现状
目前的水务工程专业课程体系一般分为三大模块，即通识教育、专业教育和拓展教育。实践教学体系包括课内实践和实验（如城市水系综合治理）、课程设计（如城市水利工程、工程水文学、水务规划与管理等）、专业认识实习、测量实习、毕业实习及毕业论文（设计）等。
在专业教育模块中主要设置了水务规划与管理、城市水系综合治理、城市水利工程、工程水文学、水泵与泵站、水务工程施工、地下水水文学、水处理工程等，以帮助学生初步认识水务工程专业的特点和研究方向。同时，以此为基础配置了课内实践和实验、课程设计实践、专业认识实习实践课程，以提高学生的创新和实践能力，为大四学年毕业实习和毕业论文（设计）的顺利开展打牢基础。在拓展教育模块中设置了专业英语、水务工程概论、生态及景观设计工程概论及工程造价等，以拓宽学生的认识范围。毕业实习和毕业论文（设计）两项综合能力培养环节，对学生大学期间学习掌握的专业知识进行综合性应用和实践，以提高学生处理水务工程规划、设计、施工、管理等实际问题的实践能力。
水务工程专业课程设计基本设置在大三至大四学年的各个学期，是实践教学体系的重要组成部分。目前，课程设计类实践教学选题偏少，如水务规划与管理方面，一般集中在水的取用、净化与供水及污水的处理等。同时，课程设计过程模板化，虽然可以提升学生理论理解和计算能力，但学生解决水务工程及水生态环境复杂工程问题的能力得不到提升，缺乏对复杂方案的创新设计，难以体现学生的差异化设计理念。此外，课程设计学时较短，一般是2周，仅够学生完成理论计算、图纸绘制和设计说明书撰写，没有多余时间进行方案创新探索，影响了学生的自主学习和创新能力的培养。
部分专业核心课程课内实践学时偏少，一般为8学时。因此，课内实践只能在校内完成，与真实场景差异较大，影响了学生独立研究和工程实践能力的提升。此外，水务工程实验教学以基础课和专业课为主要实验内容，体现不出水务工程实验多学科多专业交叉的综合性特点，且通常现有的实验仪器设备不够，可能导致学生无法有效开展实验。
校企协同育人的平台不够完善。在学生实习或实训的过程中，企业通常只为学生提供参观的机会，让学生在参观的过程中为学生进行讲解。同时，企业在人才培养方案及教学大纲的制定、评价体系的建立等方面参与较少，校企合作面窄、层次浅。
二、基于协同育人理念的实践教学体系探索
（一）课程设计教学方法探索
水务工程专业工程性强，对应课程设计多。一般包括城市排水管网和水处理构筑物设计，饮用水处理工艺系统的不同处理单元的设计计算，给水处理厂的主体构筑物、辅助设施、计量设备及水厂总体规划等。课程设计的内容突出应用性及实践性，注重培养学生在水务工程规划、设计、施工、管理等领域中的综合能力与素质。
华北水利水电大学水务工程专业基于协同育人理念，以产学研合作为基础，与企业联合开设城市水利工程、水处理工程、水务规划与管理等课程。在开课之前邀请相关企业专家讲授该门课程涉及的实际工程问题，并将问题设置为课题，加强选题策划，布置课程设计任务，延长课程设计周期，保证学生有足够的时间开展自主设计。同时，与企业联合制定考评机制，要求学生定期开展汇报，并考核评价。
（二）课内实践实验方法探索
利用自身科研优势与企业合作，借助云端网络化和虚拟现实技术等，开发情景式体验、交互式教学、问题链引导、反思式练习、探究式实践的虚拟仿真实验实践教学系统。华北水利水电大学在探索现代信息技术与教育教学的深度融合方面，大力推动互联网、大数据、虚拟现实等现代技术在实践教学中的应用，开发建设了线上平台和资源，有力推动了实践教学工作的开展。比如，水务工程专业核心课程之一的城市水系综合治理课程的课内实践，与企业和科研院所合作，开发河道变迁与综合治理虚拟仿真的实践教学系统。该教学系统有效解决了学生在河道变迁、水系治理及水生态修复教学中无法进行实地环境考察或考察不完全的问题，帮助学生更深入地了解河道变迁与综合治理的内涵与特点，节约了成本与时间。该系统可让学生观看黄河河道变迁过程、体验黄河洪水灾害、感受人民治黄成就，培养学生的工匠意识，帮助学生树立正确的“三观”。同时，可以建立三维河道长期变迁模拟以及水系治理与水生态修复交互的实践项目，使学生在多维信息环境中身临其境，从而收到“不用身临其境，胜似身临其境，以虚补实”的教学效果。学生可以多次进行野外虚拟实习，如不同地区河道变迁认识实习、黄河特色文化认识实习、不同特征条件下河道治理实习等，提高实践能力。此外，现实中河道污染事件环境问题复杂多变，难以将具有极大不确定性的突发河道污染事故应急处置纳入常规实践教学体系。该教学系统可以提供不同特征的河道水系，如羽状、树枝状、扇形、平行状及格子状等，并且可以设置各河道的具体参数，如河长、纵比降、河网密度、横断面、纵断面等，以及河道存在的问题，如水量减少、水体富营养化、水生态失衡等，学生设置参数后，可以进行河道治理实践。该教学系统以真实的河道治理案例为原型，将现实场景虚拟化，将治理过程精细化，旨在培养学生的河道治理与生态修复能力，消除现场实践的安全隐患。由于不受场地限制，每个学生都可以独立完成实践内容，增加了学生的实践机会，实验室操作空间有限、成本过高、配给不足等问题也得到了有效解决。
（三）学生创新能力培养模式探索
本科生科研训练，可以有效培养学生的创新能力。郭卉等调查发现，是否参与科研极大程度影响着学生的专业知识掌握情况、分析解决问题能力及创新意识的培养等。持续参与科研活动有助于提升学生的创新能力。鼓励学生参与科研课题，掌握科学研究方法，是有效促进学生创新能力提升的重要途径之一。目前，各高校比较注重研究性学习，为鼓励学生参加科研项目，部分高校已经将研究课程纳入课程体系，将其作为素质教育选修课或创新学分选修课，促使学生获得研究课程学分。比如，清华大学为学生提供早期参与科研实践、接受引导性基础研究训练的机会，使学生体验完整的科研过程，掌握科研基本技能，培养科研兴趣。
华北水利水电大学积极探索创新型本科人才培养模式改革，落实《华北水利水电大学“汪胡桢实验班”实施办法》。“汪胡桢实验班”培养模式以“3+1+2”为基本框架，3年本科阶段的基础知识和专业知识学习，1年硕士公共基础课程学习和本科阶段的实践能力训练，2年硕士专业课程学习和专业实践环节以及学位论文阶段。从大二开始，学校为学生一对一配备科研导师，发挥名师引领作用。导师负责指导学生专业学习和生产实践训练，依托实验班所在学科专业的重点实验室及与科研院联合共建的科研平台，为学生开展科研活动创造条件，强化学生的创新意识和终身学习能力。华北水利水电大学与多个科研院所建立长期合作关系，且水资源学院拥有海河（河南）科技研究中心科研平台，为提升学生实践创新能力提供了良好的支撑基础。
（四）协同共建实践育人平台模式探索
实践基地建設是构建协同育人平台的重要组成部分。华北水利水电大学根据专业人才培养目标，不断加强校外实践教学基地建设，将实践基地打造成学生成长和教师锻炼的平台，提升学生和教师的实践能力，实现产教融合协同育人。比如，学校与广西右江水利开发有限责任公司签订战略合作框架协议，双方在人才联合培养、建立实习实训基地、设立青年教师培训基地、建立博士后流动站等方面，构建长期稳定的合作交流及协同创新平台。此外，华北水利水电大学水务工程专业已建成包括陆浑水库、大藤峡水利枢纽、葛洲坝水利枢纽、五龙口污水处理厂等多个实践教学基地。
协同育人平台以真实的工程项目为导向，实施教学与工程项目交叉融合的实践教学体系。将学生的认知及毕业实习、创新创业训练和毕业论文（设计）等内容融入具体的协同育人平台项目中，并形成大学生创新训练项目和毕业设计选题，注重学生工程实践能力的综合培养，促进协同育人机制的常态化运行。
协同育人平台需要不断推进实践教学体系改革，不断完善实践教学大纲，强化实践教学队伍建设，形成实践育人合力。比如，传统的毕业实习和毕业论文（设计）培养方案制定及过程的监督管理多由高校校内教师及教务处主导，这种培养模式难以提升学生校外实习效果，因此需要建立有效的实践教学培养模式体系。由高校教师、行业专家及企业工程师构成实践教学委员会，参考教学大纲、教学目标达成度等，制定培养方案、评价指标及考核制度等，客观评价实践教学效果，协同提升学生的实践能力。在新版华北水利水电大学水务工程专业人才培养方案修订工作过程中，成立了校外专家不少于总人数1/3的培养方案制定工作小组。经充分调研其他高校的情况，听取企业、行业专家的意见，开展专业培养目标和课程体系合理性评价、毕业生跟踪反馈和社会评价，确定专业培养目标和毕业要求，明确课程与毕业要求指标点的合理支撑关系，重点解决当前实践教学体系欠完善等问题。新的培养方案根据企业与行业专家建议，增加了实践教学学时与学分，完善了实践课程的教学大纲、评价指标及考核方式等。
三、结语
开展产学合作协同育人是当前高等教育发展的新趋势。实践教学是教学理论联系实际，提升学生创新与实践能力的重要途径。通过分析水务专业实践教学现状，以华北水利水电大学水务工程专业在实践教学体系方面的建设为例，对水务工程专业课程设计实践教学、课内实践实验、学生创新能力培养、协同共建实践育人平台等方面进行了探索，为水务工程专业实践教学体系的完善提供一定的参考依据。
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