基于科學研究與學科競賽在工程水文課程中的應用與探索

隆院男 聶小保 黃草 曾杭

摘要：培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新精神的人才是高等教育的基本任務。文章以工程水文課程為例，首先探討了在課程教學中融入科學研究和學科競賽的優(yōu)越性，之后通過對接行業(yè)發(fā)展需求，篩選出一批可用于工程水文課程教學的科研和學科競賽的項目，進而促進科學研究和學科競賽融入課程教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力。

關鍵詞：科學研究;學科競賽;實踐創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）50-0166-02

新時代要求高層次人才不僅在理論上有深厚廣博的知識基礎，而且在實踐方面具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力以及多學科團隊協(xié)作能力，這對高校大學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)提出了全新挑戰(zhàn)。如何激發(fā)大學生自主參與教學活動，從而切實提高實踐和創(chuàng)新能力，是高校需要關注的問題之一。

隨著我國經(jīng)濟社會的深入發(fā)展，國家對創(chuàng)新有著巨大的需求。為此，一方面國家對科研創(chuàng)新的投入力度逐年增大;另一方面通過設置各類大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐項目以及開展各種學科競賽，為學生提供了大量的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺[1]。學生通過直接參與科學研究和學科競賽，有望迅速提高學生的創(chuàng)新實踐能力。同時，通過在課程教學過程中，采用科研項目和學科競賽的教學方式，也能有效提升學生對專業(yè)領域科學研究的興趣，這進一步豐富了學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式。

工程水文是水利類專業(yè)的必修課程，也是土木類專業(yè)的必修課程，該課程行業(yè)應用廣泛、實用性強，主要介紹了水文學的基本知識、水文計算、水利計算的基本原理和方法，還設置有0.5周的實習課程。該課程在要求學生全面掌握水文學基本理論知識的同時，還要求學生進一步掌握基本的水文分析計算方法。國內(nèi)學者針對該課程，分別從培養(yǎng)學生動腦思考、加強動手能力和樹立創(chuàng)新精神為目標，開展了大量的研究工作，研究內(nèi)容涉及課程教學內(nèi)容的優(yōu)化、課程教學方法的革新、實踐教學地位的提升以及課程教學考核考評機制改革和師資隊伍建設等。[2-6]總的來說，作為水利類專業(yè)實踐性最強的課程之一，如何在該課程教學過程中有意識地引導學生主動思考、主動參與、主動實踐，推動學生的學習方式向自主性、探索性、研究性轉(zhuǎn)變，在教學過程中高效實現(xiàn)對學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，是水利類專業(yè)教學工作者需要不斷思考的問題。

一、科研與學科競賽教學方式的優(yōu)勢

通過采用科研項目和學科競賽的教學方式，一是可以優(yōu)化課程結(jié)構，針對某一個具體的項目，把具體的教學內(nèi)容融合到科研項目或?qū)W科競賽中，進而結(jié)合實訓內(nèi)容調(diào)整課程教學內(nèi)容，采取多種教學方法，提升課程的實踐性;二是改變以教師為主體的教學方式，強調(diào)以學生為主體，注重學生的發(fā)展，通過適當?shù)囊龑Ъぐl(fā)學生參與課程實踐的積極性;三是提高學生的科研能力和競賽水平，提升學生的實踐創(chuàng)新能力，學生通過參與課程教學過程中科研項目和學科競賽，模擬立項、設計等完整的項目流程，同時鼓勵學生依托科研項目或自主開發(fā)的各種項目，依托項目研究成果參與各個層次的學科競賽，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力;四是教師以多種角色全程與學生交流，指導科研項目和學科競賽，這在提升教師教學水平、與學生交流和思考的過程中，能激發(fā)新的靈感，產(chǎn)生具有創(chuàng)新性的科研成果。

二、工程水文中科研與學科競賽教學素材挖掘

收集整理國內(nèi)外涉及工程水文分析計算的科學研究方向，對各類研究方向進行歸類整理，與課程教學內(nèi)容體系進行對接，獲得課程教學內(nèi)容革新與科學研究發(fā)展方向的契合點和發(fā)力點。如針對課程內(nèi)容中水位以及流量的測量、徑流計算等教學內(nèi)容，選擇水情自動測報系統(tǒng)或山洪預警預報系統(tǒng)項目，鼓勵學生從收集相關資料開始入手，依次完成項目申報、可行性論證等科研立項的前期工作過程。如針對某一無實測流量資料區(qū)域進行水庫設計洪水計算，對基礎資料收集、探討采用何種方法計算設計洪水、如何進行驗證等過程，要求學生全部完成;結(jié)合湖南省全面開展的病險水庫的加固工程，得到不同頻率下的設計暴雨和設計洪水。其他類似項目還有流域治理工程中的水文分析計算，航道整治工程中的水文分析計算，變化環(huán)境下工程水文計算理論與方法的探討，等等。

結(jié)合無人機技術，開發(fā)無人機技術的水文監(jiān)測系統(tǒng)，內(nèi)容涵蓋工程水文課程內(nèi)的水文監(jiān)測部分。此外，有興趣的學生，可進一步研究開發(fā)基于無人機技術的水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，涉及排污監(jiān)測、水體取樣、水質(zhì)監(jiān)測等一系列水環(huán)境問題，并最終提供無人機水文水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等。這些項目可將原本分散的教材內(nèi)容整合為明確具體的教學內(nèi)容模塊。在此基礎上，選擇水文監(jiān)測設備研發(fā)、水文數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)研發(fā)和水文數(shù)據(jù)傳輸技術研發(fā)作為典型，并培育成競賽項目，參加全國大學生“挑戰(zhàn)杯”競賽、“全國大學生水利創(chuàng)新設計大賽”、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽以及湖南省大學生水能水資源綜合利用創(chuàng)新設計競賽等比賽。同時，為進一步拓寬研究方向，研究土木、交通、水利、電力等學科在科學研究和融合發(fā)展過程中對工程水文分析計算工作的需求，據(jù)此提出獨具特色的科學研究方向，進一步革新了課程教學內(nèi)容，建立了特色鮮明的課程教學內(nèi)容體系。

三、科研項目與學科競賽教學方式的創(chuàng)新點

采取科研項目和學科競賽的教學方法，從教材和行業(yè)發(fā)展需求中篩選部分可操作的項目，將知識點融入項目或者學科競賽選題中，改變了以往傳統(tǒng)的教學方式，使學生完全融入課程教學中，將學生的積極性充分調(diào)動起來，激發(fā)學生的實踐創(chuàng)新興趣。學生通過主動查閱國內(nèi)外文獻資料，全程參與并完成項目，在掌握基本理論知識的前提下，能有效提升實踐創(chuàng)新能力。此外，通過參加科研項目和學科競賽，還能開拓學生的視野，提升其團隊協(xié)作能力。

四、結(jié)論

培養(yǎng)具有實踐創(chuàng)新能力的人才是當前社會發(fā)展的需要。工程水文的專任教師要主動對接行業(yè)發(fā)展需求，篩選出一批可用于課程教學的科研項目和學科競賽選題，將課程內(nèi)容融入篩選出的科研項目和學科競賽選題中，促使學生主動完成相關項目和選題，培養(yǎng)學生的科學研究和實踐創(chuàng)新能力。

參考文獻：

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