新時期《農(nóng)田水利學》課程教學改革探索

竇超銀

（揚州大學水利科學與工程學院，江蘇揚州 225009）

農(nóng)田水利是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、 提高農(nóng)業(yè)綜合能力和農(nóng)村經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是提高糧食產(chǎn)量和改善農(nóng)民生活水平的重要支撐[1]。我國歷來重視農(nóng)田水利建設(shè)[2]，新時期鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略也對農(nóng)田水利提出了新的要求。我國的農(nóng)田水利建設(shè)從提高農(nóng)業(yè)抗御干旱能力到節(jié)水挖潛促發(fā)展，取得了顯著成就[3]。尤其最近10年（2011～2020年），全國已累計建成高標準農(nóng)田約8億畝，配套建設(shè)數(shù)千萬“五小水利”工程，為糧食產(chǎn)量實現(xiàn)“十七連增”提供了重要的基礎(chǔ)支撐。2021年，全國建設(shè)高標準農(nóng)田1億畝、高效節(jié)水灌溉面積1 500萬畝。除了工程建設(shè)的快速發(fā)展，農(nóng)田水利的建設(shè)內(nèi)涵也得到推進，生態(tài)農(nóng)業(yè)、提質(zhì)增效、系統(tǒng)治理和高標準等理念不斷融入，為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐。

新技術(shù)、新理念對新時期農(nóng)田水利工作者提出了新要求。而農(nóng)田水利的規(guī)劃、建設(shè)和管理知識首先來自《農(nóng)田水利學》課程，作為打基礎(chǔ)的專業(yè)核心課，課程內(nèi)容將直接影響專業(yè)技術(shù)人員能力的培養(yǎng)。因此，在新時期，新技術(shù)、新理念的應(yīng)用同樣對《農(nóng)田水利學》的課程教學提出了新的要求，只有及時調(diào)整教學任務(wù)、內(nèi)容和方法，全面、科學、合理地推進教學改革，才能培養(yǎng)出滿足時代發(fā)展需求的專業(yè)人才，為進一步推進農(nóng)田水利建設(shè)及鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施提供人才保障[4]。

1 《農(nóng)田水利學》課程簡介

《農(nóng)田水利學》是研究農(nóng)田水分狀況和有關(guān)地區(qū)水情的變化規(guī)律及其調(diào)節(jié)措施、消除水旱災(zāi)害和利用水資源為發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而服務(wù)的一門科學。通過課程的學習，應(yīng)掌握農(nóng)田水分變化規(guī)律、灌區(qū)規(guī)劃方法步驟以及相關(guān)基本知識、控制農(nóng)田土壤水分以及進行合理灌排的基本理論、灌溉排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計方法和灌區(qū)田間工程的規(guī)劃方法等；應(yīng)能根據(jù)水源條件選擇合理的取水方式、進行引水工程的水利計算、灌區(qū)灌排系統(tǒng)的規(guī)劃布置和灌排系統(tǒng)的流量計算和縱橫斷面設(shè)計，獨立擔當中小型灌區(qū)及節(jié)水灌溉工程（噴灌、微灌、低壓管灌和防滲渠道等）的規(guī)劃設(shè)計及灌排管理工作。這也反映了《農(nóng)田水利學》課程具有內(nèi)容多、知識面廣和實踐性強的特點。同時，從課程內(nèi)容的構(gòu)成上看，大部分授課內(nèi)容是原理、計算、規(guī)劃和設(shè)計，邏輯性強，需要學生專注、縝密的理性思考，屬于典型的工科課程。

2 當前教學中存在的問題

2.1 研究對象偏農(nóng)業(yè)，學生興趣不高

《農(nóng)田水利學》是農(nóng)業(yè)水利工程建設(shè)與管理人才必須要掌握的基礎(chǔ)理論，其解決的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和民生問題對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展起著重要作用。但部分學生對農(nóng)業(yè)相關(guān)的課程熱衷度不高[5]，尤其農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)從水利工程調(diào)整到農(nóng)業(yè)工程，部分水利水電工程專業(yè)和水文水資源專業(yè)學生認為《農(nóng)田水利學》與專業(yè)相關(guān)性小，不夠重視。

2.2 選用教材陳舊，內(nèi)容更新滯后

盡管近年來《農(nóng)田水利學》教材在不斷推陳出新，但教材的選用需要綜合考慮教材的內(nèi)容和深度，與專業(yè)培養(yǎng)目標的達成度，與教學大綱的教學內(nèi)容的一致性，以及現(xiàn)有教學資源的配置情況，即教材更新需要以培養(yǎng)計劃和教學大綱修訂為前提。同時，目前新版或新出教材主要針對舊版教材中不完善的內(nèi)容進行了改進，并結(jié)合最新的科研成果和國內(nèi)相關(guān)政策案例等進行內(nèi)容補充，但在內(nèi)容和邏輯結(jié)構(gòu)上，不同教材和同一教材的不同版次基本一致，仍由灌排基礎(chǔ)、灌溉工程和排水工程三大部分組成。教材內(nèi)容的相對滯后性與社會快速發(fā)展、理論持續(xù)深入、技術(shù)動態(tài)化不適應(yīng)。如區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展的不均衡，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整，不同地區(qū)對灌排技術(shù)的選擇和工程建設(shè)的標準要求不同，蘊含著農(nóng)田水利建設(shè)的理念也在逐漸變化，從經(jīng)濟性為主到生態(tài)優(yōu)先，從追求實用功能到推進水文化內(nèi)涵，體現(xiàn)了新時期農(nóng)田水利研究內(nèi)容的發(fā)展方向，及對相關(guān)知識的需求，而這正是現(xiàn)有教材內(nèi)容所缺乏的[6]。

2.3 側(cè)重基礎(chǔ)理論，實踐教學薄弱

《農(nóng)田水利學》涉及基礎(chǔ)理論知識較多，其中第一章和第二章分別從土壤水分有效性和作物需水特性角度展開，偏理學和農(nóng)學，不僅出現(xiàn)大量專業(yè)名詞，同時出現(xiàn)一系列理論和方程，如農(nóng)田水量平衡方程、土壤水分運動方程、SPAC理論、熱量平衡、水汽擴散理論等。后續(xù)章節(jié)的內(nèi)容，無論是灌溉還是排水，都是以前兩章的理論為基礎(chǔ)的技術(shù)措施，即通過灌溉和排水技術(shù)調(diào)控土壤水分條件，滿足作物需水特性。教學時，為了打好基礎(chǔ)，特別注重學生的理解程度，前兩章用時約占總課時的1/4。在灌溉工程和排水工程部分，概念少，經(jīng)驗公式多，計算量大，是農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計的主要內(nèi)容，為了能夠?qū)W以致用，教學過程中把公式含義、推導和應(yīng)用均作為重點，并輔以課后習題強化。隨著課時的壓縮減少，實驗實踐課時被理論課擠占，如水利水電工程專業(yè)的《農(nóng)田水利學》課程中僅保留了土壤水分特征曲線和噴頭水力性能及其噴灌均勻度試驗，實踐課被取消，實踐類教學課時僅占總課時的1/10，專業(yè)核心課趨同于基礎(chǔ)理論課。而《農(nóng)田水利學》實為一門實踐應(yīng)用性很強的課程，在學生尚分辨不清渠道和溝道、不識噴微灌的情況下，抽象地講解大量的名詞定義和評價指標等，學生短時間內(nèi)很難消化吸收，將嚴重影響教學效果。

2.4 教學方法傳統(tǒng)，課堂效果有待提升

由于《農(nóng)田水利學》課時少，內(nèi)容多，且以嚴謹?shù)睦碚摵陀嬎銥橹?，因此，目前的教學仍多采用傳統(tǒng)的講授教學法，課堂知識點密集緊湊，滿堂灌，學生接受知識較為被動，不能充分發(fā)揮學生的積極性和能動性。另外，課程實踐性較強，課程灌溉排水工程的內(nèi)容多與實際工程相聯(lián)系，上課需穿插一些簡單的工程案例，學生對農(nóng)田水利工程缺乏感性認識，使得案例的講解較為抽象，尤其工程中某些過程需要同時考慮諸多因素或用到基于經(jīng)驗的處理方法，信息量大，學生很難理解。即使已經(jīng)采用多媒體課件教學，但僅限于幻燈片課件，課件所含內(nèi)容仍未脫離課本，某種意義上相當于精簡的電子書。除突出重要的知識點和便于學生課后復習外，課件的主要作用是省去了教師大量在黑板上板書的工作，節(jié)省了時間，而這原本是學生用于即時思考、消化和吸收知識的緩沖時間，卻被用于講授更多的知識，留給學生思考的時間減少，學生很容易出現(xiàn)跟不上節(jié)奏的問題，從而失去學習興趣，導致教學效果不理想。

3 教學改革對策分析

3.1 挖掘與融合思政元素，樹立專業(yè)觀念

深度挖掘高校各學科門類專業(yè)課程蘊含的思想政治教育資源，解決好各類課程與思政課相互配合的問題，發(fā)揮所有課程的育人功能，構(gòu)建全面覆蓋、類型豐富、層次遞進、相互支撐的課程體系，使各類課程與思政課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。這為樹立學生專業(yè)責任感、自豪感和使命感，培養(yǎng)專業(yè)課學習興趣提供了思路。通過挖掘和融合思政元素，在講授專業(yè)課程時加強思政教育，培養(yǎng)學生形成高尚的情操、艱苦奮斗的精神、不畏困難的勇氣，樹立學習專業(yè)知識與能力的信心和熱情，從而為學好專業(yè)課打下基礎(chǔ)。

3.2 調(diào)整和拓展教學內(nèi)容，滿足時代需求

在不改變現(xiàn)有知識體系大框架的前提下，一方面繼續(xù)加強基礎(chǔ)理論的學習，另一方面，結(jié)合社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀，調(diào)整重難點，吸收新理論、新技術(shù)，豐富和完善教學內(nèi)容。首先，對教材中已有但在一段時間內(nèi)由于生產(chǎn)力水平限制未能廣泛應(yīng)用，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展得到日益重視的理論技術(shù)，根據(jù)需求調(diào)整為重點內(nèi)容。相反，落后的技術(shù)可弱化，如非充分灌溉技術(shù)、噴微灌技術(shù)等應(yīng)成為重點內(nèi)容，而淹灌、漫灌、溝灌等技術(shù)可作為了解內(nèi)容。其次，增加教材中未編入的成熟的新理論、新技術(shù)。成熟的新理論、新技術(shù)經(jīng)過實踐考驗，代表了先進的生產(chǎn)力，走在社會的發(fā)展前沿，是未來發(fā)展的方向。如控制灌溉技術(shù)根據(jù)作物需水的特性來定時定量灌溉，不僅具有顯著的節(jié)水增產(chǎn)效益，在提高土壤質(zhì)量、控制面源污染方面同樣效果明顯；當與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、實時監(jiān)測技術(shù)相結(jié)合時，還可實現(xiàn)灌溉的“數(shù)字化”和“智慧化”，滿足鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略下農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)需求。最后，延伸知識點與其他學科交叉，形成新的內(nèi)容。如水肥一體化技術(shù)、高標準農(nóng)田建設(shè)、土地整理等，尤其近期10億畝高標準農(nóng)田的建設(shè)目標及其建后運行維護、更新改造需要更多的專業(yè)人才儲備，相關(guān)知識的補充十分重要。

3.3 強化和增加實踐教學，提高學生認知水平

實踐教學是高等學校教學工作的重要組成部分，是深化課堂教學的主要環(huán)節(jié)，也是學生獲取與掌握知識的重要途徑[7]。實踐教學可以使學生對課程或?qū)I(yè)更感興趣，教學環(huán)節(jié)更為生動，教學內(nèi)容更容易理解，同時培養(yǎng)大學生實踐能力，也是我國教育現(xiàn)代化的要求[8]。《農(nóng)田水利學》的教學目標是解決生產(chǎn)中的實際工程問題，對從未接觸農(nóng)田水利工程的學生來說，實踐教學十分重要，因此，必須在教學過程中強化和增加實踐教學。首先，在課程學習之前，應(yīng)開展認識實踐。選擇實踐基地或周邊農(nóng)村實地認識渠、溝、橋、涵、閘、站等農(nóng)田水利灌排系統(tǒng)和配套建筑物，了解田塊、林網(wǎng)、道路、電網(wǎng)等布局特點，在現(xiàn)場結(jié)合現(xiàn)狀講解農(nóng)田水利規(guī)劃原則，從單一的渠（溝）系規(guī)劃擴展到灌區(qū)工程的綜合規(guī)劃；從單一的水利規(guī)劃擴展到經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)、國土等多部門的綜合規(guī)劃；從單一的灌排功能擴展到保護、修復和綜合治理等功能。其次，完善教學實驗。補充實驗內(nèi)容，盡可能充分利用實驗課堂完成增加的實驗內(nèi)容，在實驗課時不足的條件下，可以將實驗室開放；同時，鼓勵學生自行設(shè)計實驗，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題或驗證現(xiàn)有理論，提高學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力[2]。最后，鼓勵科創(chuàng)活動和參與科研活動。鼓勵學生針對灌排技術(shù)的發(fā)展趨勢、工程實踐和企業(yè)的研發(fā)需求，提出感興趣的研究課題，積極組隊并申報科技創(chuàng)新項目，在申報和完成項目過程中，學生的學習興趣被激發(fā)，教、學、用、研與工程實踐相結(jié)合，學生各項能力也能夠得到提高；學生根據(jù)感興趣的研究方向加入相關(guān)科研團隊，通過學術(shù)研討和參與試驗研究，可迅速加深對課程內(nèi)容的理解，提高思維能力。

3.4 改進和探索教學方法，提升教學效果

根據(jù)《農(nóng)田水利學》課程特點和培養(yǎng)目的，采用多種教學方法，使課程更加直觀生動，便于學生理解，增強學生學習興趣，真正讓課程“容易學”“容易教”“愿意學”，并最終實現(xiàn)“能學好”。首先，利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，盡可能收集與知識點相關(guān)的動畫、視頻素材，使知識點立體化、形象化，如噴微灌工程的運行、機井的成井過程、水平取水坎兒井的紀錄片、“十三五”農(nóng)田水利建設(shè)回顧等視頻可起到類似現(xiàn)場教學的效果，而一些網(wǎng)站提供的演示動畫可將枯燥的基礎(chǔ)理論知識生動展現(xiàn)，如土壤水分入滲過程、作物耗水過程、田間排水過程模擬等。在有條件的情況下，通過建立虛擬仿真試驗室，把應(yīng)用場景直接搬進課堂，可進一步提高沉浸性與交互性，有利于加深感受、啟發(fā)認知，甚至可運用所學知識模擬解決方案。其次，可采用項目教學方法，理論聯(lián)系實踐，學以致用。以真實工程項目為背景，讓學生自己處理在項目工作中出現(xiàn)的問題，師生互動，小組合作，共同完成任務(wù)。項目式教學要求學生運用新學習的知識、技能，邊做邊學，具有整體性、綜合性、探究性[9]。這種“做中學”的教學方法可有效提高學生技術(shù)知識和推理能力以及個人能力、專業(yè)能力和人際交往能力等[10]。最后，積極探索混合式教學。梳理網(wǎng)絡(luò)慕課資源或自行錄制，將資源推薦給學生，開展線上線下相結(jié)合的教學。慕課可作為課堂內(nèi)容的深化和補充，可以作為預(yù)習和復習材料，也可以僅作為課堂教學內(nèi)容的參考。在利用方式上，可以用于同步學習，也可以采用翻轉(zhuǎn)課堂形式?；旌辖虒W打破了課堂教學的空間和時間束縛，可隨時隨地開展靈活教學，便于回放復習，有利于學生不斷鞏固學習的難點和弱項，提升教學效果。每一種教學方法都有突出的優(yōu)勢，但也有不可避免的短板，尤其是《農(nóng)田水利學》課程具有較強的綜合性，所以要靈活選擇方法和手段。如基礎(chǔ)知識部分可以采用集中課堂教學+混合式教學；工程規(guī)劃設(shè)計可采用集中課堂教學+項目式教學等。

4 結(jié)語

農(nóng)田水利工程建設(shè)是新時代推進“三農(nóng)”工作、確保鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略落實落地的重要舉措，是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定的基礎(chǔ)，培養(yǎng)農(nóng)業(yè)水利高級技術(shù)人才和管理人才的農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)也被賦予了新的責任和使命。為培養(yǎng)適應(yīng)新時期社會需求的專業(yè)技術(shù)人才，對專業(yè)核心課程《農(nóng)田水利學》的改革探索勢在必行。目前，《農(nóng)田水利學》課程存在學生興趣不高，教材版本陳舊、內(nèi)容與時代發(fā)展不相適應(yīng)，重理論輕實踐和教學方法傳統(tǒng)單一等問題。針對這些問題，首先，應(yīng)加強學生思想教育，貫徹課程思政工作精神，培養(yǎng)學生正確的價值觀、對課程的學習興趣和專業(yè)的責任感等，從思想上重視起來，認真起來，為學好課程提供先決條件。其次，應(yīng)根據(jù)時代需求調(diào)整和拓展教學內(nèi)容，吸收新理論新技術(shù)。再次，應(yīng)強化和增加實踐教學，通過認知實踐、教學實驗和科創(chuàng)活動等，鼓勵和支持學生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題或驗證現(xiàn)有理論，提高學生的認識水平。最后，應(yīng)積極探索和改進教學方法，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，吸收新的教學理念，突破現(xiàn)有教學的固有模式，提升教學效果。課程的教學改革是一個緩慢而持續(xù)的過程，在教學改革過程中，應(yīng)有針對性地進行改革，采取相應(yīng)措施，這需要時間、資金和人力等的持續(xù)投入，同時還需要根據(jù)教學效果變化不斷調(diào)整和完善。