【工程教育论文】工程教育下水利水电工程导论课程浅析

【工程教育论文】工程教育下水利水电工程导论课程浅析摘要：工程教育专业认证作为国际工程界对工程类专业毕业生和工程师能力公认的标准，通过专业认证标准是各大高校水利专业发展的大势所趋，是国内毕业生获得国际认证的重要基础。水利水电工程导论课程是水利类专业的一门重要专业基础课，也是学生工程素养培养的开端。因此，文章就水利专业学生的工程素养培养要求和水利水电工程导论课程对毕业要求的支撑，提出基于OBE理念的课程目标，构建理论结合实践的课程体系，改进课程教学内容和考核方式从而实现对学生解决复杂工程问题能力的培养，为其他地方高校在工程教育背景下开展特色内涵建设提供参考。关键词：工程教育专业认证；水利水电工程专业；培养方案近年来，工程教育专业认证成了高校评估工程教育质量和培训课程质量的一个重要准则，国内诸多院校也在相继开展办理工程教育专业认证，由(华盛顿协议〕所指出，工程教育旨在将本科生造就成综合能力较强且具备解决复杂工程问题的工程师。工程教育专业认证的核心目的是要提高人才培养质量和毕业生的综合能力，符合国际标准。在学生方面，高校教师发挥更多的导向作用，引导学生融会贯穿知识，提高综合素质和业务素质尤为关键。工程认证是中国工程教育专业认证协会根据工程教育认证标准，对本科工程教育专业人员进行的专项认证。获得国际认可工程师的一个重要前提，是工程项目研究生学位需经认证协会认可，其方可按照(华盛顿协议〕得到其他组织的认可。根据工程教育认证所拟定的毕业生标准，其需要具备12个不同方面的能力要求，即工程知识、问题分析、设计/开发的解决方案、研究、使用现代工具、工程和社会、环境可持续发展、专业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习。吉林农业科技学院是一所应用型地方本科高校，水利水电工程专业2011年招生，专业旨在培养应用型高素质人才。专业在按照工程教育标准建设过程中，存在着以理科教育的方式培养工程师的现象。因此，工程教育的大背景下，原有的课程体系已难以支撑新时期工程教育课程定位、教学内容、教学方法和评估方法方面的需求。水利水电工程导论课程是学生进入大学的第一门专业课，是水利水电工程专业的启蒙课程。本课程的质量将直接影响学生对水利水电工程专业的理解，与学生今后的兴趣培养、专业学习息息相关。在教学过程中，教师应该让学生充分了解课程教学目标、具体内容和专业要求，从而让学生构建初步专业的认知体系，进而推动学生积极完成4年的学术研究，在一定程度上为今后从事水利及相关专业工作打下结实基础。因此，对于一些抽象的知识，有必要根据知识架构调整教学方法，尽可能以简介明了的言语，帮助学生更好吸纳课程知识，提高课程的教学质量，以延伸学生综合知识面，辅佐学生养成自主学习及创新实践能力，以知足认证要求。显而易见，改革水利工程导论课程的考核方式势在必行。本文以吉林农业科技学院水利水电工程导论课程为研究对象，从课程目标、教学改革和考核方式等方面进行一系列探寻求索与实践。一、课程设计〔一〕课程目标设计基于课程特点和课程内容，可将水利水电工程导论课程分成以下4个课程目标。课程目标1：能够了解水利工程领域的发展历史及相关行业发展状况；了解水利水电工程专业及其水利工程学科，认识科学在水利工程中的作用。课程目标2：能了解水利工程对社会发展、文化传承以及公共安全的影响；了解工程伦理，正确认识水利工程师的职责与挑战。课程目标3：了解并掌握文献查阅方法、科技交流的常用方式与规范，能通过书面报告和口头陈述交流解决方案、过程和成果。课程目标4：了解水利工程设计、施工、管理全周期的基本流程，培养认识和发现工程问题、寻求并论证工程问题解决方案、协作解决工程问题及交流项目研究成果的能力，构建自身工程意识。课程目标与毕业要求的关系如下。目标1和2可以培养挖掘学生洞察及分析问题的能力，也就是用专业知识和数学模型的方法来分析水利系统或设备，并利用专业知识来分析事故原因，有利于设计或改善水利工程。目标3能够发散思维，在水利工程设计、施工、管理等各个领域寻找到复杂工程问题的多个解决方案，并且能够找到通过文献研究可行的替代方案，进而运用工程基本原理深究影响工程进程的因素，最终推出工程改进方案。目标4引导学生练就自主及终身学习能力，即培养学生积极学习的意识，以匹配持续适应发展的能力。〔二〕课程教学内容设计1.知识目标水利水电工程专业所选定的水利水电工程导论专业基础课，是依照普通高等学校水利水电工程专业培养目标及毕业生基本要求和培养方案选定的，课程主要包括水工建筑物、水利工程施工及农业水利工程等内容，含括从事水利工程必须具备的基本知识。通过学习，希望能使对水利感兴趣的受众更进一步了解水利，使志向在于水利事业的高考考生秉持初心报考水利，已迈入水利圈的学子们更热衷于水利。通过本门课程学习能够了解水资源特点，我们国家水资源、水能资源状况；能够掌握常见水工建筑物的组成、工作原理及特点；能够掌握挡水建筑物的概念、特点和分类。不同挡水建筑物的主要区别；能够掌握泄水建筑物的作用，泄水建筑物的分类；能够掌握渠系建筑物的分类，配水建筑物的种类及作用，交叉建筑物的种类及作用，联接建筑物的种类及作用；能够掌握灌排制度与灌水技术，灌排渠系的布置；能够掌握水能开发及水电站类型，水电站主要设备，水电站建筑物，水电站厂区布置方式；能够掌握洪水及防洪措施，河道整治工程，分洪工程，防汛抢险方法；能够了解水利工程建设基本程序，包括施工、设计、建设管理的程序和内容。2.能力目标〔1〕专业能力。学生能够在工程设计与施工中运用相关知识进行水利水电工程的布置与管理；通过农业水利工程的学习，掌握灌溉制度的制定和灌溉渠系的规划布置；通过防洪治河工程的学习，能够提出防洪治河的基本措施和防汛抢险的方法；通过水利工程施工的学习，掌握施工方案和方法的制定。〔2〕通用能力。每一次课后，通过在线学习平台发布自学内容，指导学生自己阅读，通过作业或提问的方式检查学生阅读情况，培养学生读书自学与持续学习能力；让学生分组，自选家乡具体工程实例、水患、水利变化为题，协作分工，收集材料、制作PPT、上交材料，通过汇报方式检查学生准备情况，培养学生合作沟通能力；通过课内实验，使学生认识农田水利、水利水电工程主要建筑物，了解主要功能，培养学生观察理解与分析解决问题能力；结课后，每一位学生提交一份课程论文，可以家乡具体工程实例、水患、水利变化为题，锻炼学生使用办公软件以及资料收集、归纳处理能力。3.思政目标为了提高我们国家公民的整体素质，有关部门十分关注大学生的理想政治教育。为紧跟国家时代步伐，在水利水电工程导论课程教学内容中引入了思想道德教育的教育实例，引导学生在大学学习的能力、学习水利类专业的良好、积极的心态；对本行业、所修读专业具有比较客观、全面、发展性的观念；对“水利〞的内涵有深刻的认识，并树立作为水利人的职业责任感；能够思考并规划自己的大学成长及初步的职业未来；建立水利工程的初步概念，使自己由水利工程的外行变成准内行，为以后的专业学习奠定基础，帮助学生树立正确的人生观和价值观。〔1〕政治素质。通过都江堰、三峡工程等古今卓越水利工程介绍，激起学生的民族自豪感，更热爱祖国，倡导水利人为公、为民，致力于改善、调节水资源的分配与利用，造福人民，自觉传承与创新新时代水利事业。〔2〕思想素质。通过张光斗、钱正英等中国水利科学家的故事和对事业的贡献等知识的学习，引导学生对本行业、所修读专业具有比较客观、全面、发展性的观念，拥有在大学学习水利类专业的良好、积极的心态。〔3〕职业素质。学习标准设计规范，行业准则，让学生对“水利〞的内涵有充分的认识，建立水利工作人员的专业责任，提倡水利人员追求大公无私精神，禁止逾越的纪律和国家法律的底线，始终保持清纯干净的形象。〔4〕道德素质。通过实验内容，传递出水利是艰苦行业，坚守与担当是水利人特有的品质，让学生了解，能够思考并规划自己的大学成长及初步的职业未来，勉励水利人员踊跃投身水利改革战场，认真履行职责，克服困难，励志在平凡的岗位成就自我。〔三〕实验项目设计工程教育重在实践，在导论课程中设置课内实验环节有助于培养学生的工程意识，加深对工程和工程师责任的理解，初步培养工程素养。实验项目的设计既要考虑学生对基础知识和能力的需求，又要具有服务后续课程的引领性。设计2个实验项目：农业水利工程建筑物认知；水利水电工程建筑物认知。通过一学期课堂理论学习，能使学生认识常见的水工建筑物，可以拼装水坝、水电站、水轮机等模型。实验项目具有开放性，能给学生更多自主探究的空间。学校建有水利土综合实验大厅，能提供场地、技术及实验条件支持。二、教学指导〔一〕学法指导1.请学生课前预习，课上听讲、记笔记、参与师生讨论、回答以下问题、独立完成作业，课后自主复习，课后读文献写课程报告。2.请学生通过对不同水工构筑物的应用及相关构筑物的功能、特点和分类的研究，了解水利工程是如何促进国民经济发展的。深切进入了解水利工程各分部所牵涉的工程及认识每个水利建设期，感受工程、结构、力学之美。3.请学生通过学习各种水工建筑物如何开发利用水资源，培养学生发现和分析工程问题的初步能力，为自己的专业领域〔水文、水利、港口航运、农业水利、水利工程〕打下必要的基础。4.请学生了解水利工程在调节水资源方面的巨大作用，以及影响实际工程的一些负面因素，如自然因素和可持续发展，从实际问题中学习解决办法，培养学生初步解决与环境有关的实际工程问题和可持续发展能力。5.请学生通过查阅文献获知水利工程的新领域、新成果和新进展，知道水利工程新知识、新技术，以及与其他学科相互交叉、渗透、融合的特点，并写出相应的课程报告。〔二〕教法指导1.授课过程中，需让学生认识水利行业在目前社会上的地位以及古往今来我们国家在兴修水利方面取得的显著成果，以激起学生们对水利行业的热爱；同时让学生明确本课程和他们目前正在学习的专业，以便加重未来同学们在专业课程学习和工作中的地位，增加学生对课程本身的认识与了解。2.在授课的过程中凡是牵涉到基本概念和专业术语的，为能够让同学们更好地吸收知识，教师应使用直白简易的语言描绘叙述，同时，设置问题供同学们讨论，以此加强与同学们的互动环节，带动课堂气氛。在解释课堂中的重点和难点时，可以充分利用多媒体和视频演示。3.在授课的过程中教学内容需融入实际工程案例。课程结合相关水利工程的视频资料，如：三峡、南水北调、都江堰等，可在增强学生感性认识的同时，让同学们更加全面地了解建筑的结构、施工组织设计问题、兴利效益问题、移民问题等水利工程会遇到的实际问题。4.为确保水利工程导论课程能按计划实施且顺利完成相关教学任务，教师需要掌握以下相关工程类的基础知识，包括但不限于：土力学、水力学、工程测量学、结构力学和材料力学。还需要掌握专业课程工程水文及水利计算、水利工程施工、水泵与水电站、灌溉排水工程的知识，同时工程管理的实践经历体验也是十分必要的。只有储备大量的专业知识用以提高教学水平，才能完成水利工程导论的教学任务。5.为了提高学生的学习能力和效率，模块化的教育要求教育内容选择适当突出重点。学生通过组织课前作业、推荐典型案例、分组学习资料、深切进入讨论理解水工结构工作原理等方式，优化完善学生知识体系。三、考核方式与成绩评定办法〔一〕考核方式1.本大纲的教学内容、知识目标和核心能力目标是课程考核的重要依据。2.平时成绩：占课程考核成绩的40%，平时成绩包括出勤、课堂表现及作业。3.期末成绩：占课程考核成绩的60%，期末考试采用无纸化考核方案。无纸化考试基于优化题库资源。考试通过试卷随机分组生成电子试题，及时生成考试成绩，集试卷生成、机考、评分生成于一体的新型多元化考试管理，具有公正、灵活、随机、便捷等特点。通过无纸化考试的探寻求索，可促进教师课堂教学方法、手段的改革；学生可随时利用手机移动端进行考试模拟训练，便于及时掌握所学内容，提高学习效果。无纸化考试题型均为选取题，对于传统考试中的基本问答题、论述题部分，教师可通过知识重点形式提供选项。试题库试题数量达到800道，无纸化电子试卷每次组题100分，其中单项选择、多项选择和不定项选择的比例由命题教师根据课程性质与特点确定。试题库命题依然遵循教学大纲的教学目标、重点与难点进行，必须符合课程标准的要求，具体表现出课程的基本重点，内容正确，题意准确，具体表现出对“基础理论、基础知识、基础技能〞的考核要求。〔二〕课程目标达成度评价方法课程成绩评定准则见表1。课程目标达成度评价方法如下：1.课程某分目标达成度2.课程总目标达成度课程总目标达成度课程评价周期为一年一评估，目标值被设置为0.7，利用成绩分析法进行评价，结果用于后续课程改进。〔三〕改进措施1.推出持续跟进整改制度成立课程实时跟进整改小组，需由相应课程组负责人去组织执行并实时监督跟进整改进程，需根据课程已经知道的达成度评价结果，深切进入探究并明确问题所在，提出与之相匹配的改进措施，最后需呈现为文档结果报告。2.本课程实时改进方法平时成绩优化模式：对于学生学习的情况，任课教师需统计学生平时成绩考核指标两周一汇报，如若