多元融合的“水文測驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

［摘 要］ 針對傳統(tǒng)“水文測驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的教學(xué)模式固化、能力培養(yǎng)不足、價值引領(lǐng)欠缺等問題，以提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維和職業(yè)素養(yǎng)為目的，探究以“案例化思政”為抓手、以科技創(chuàng)新為導(dǎo)向、以“互聯(lián)網(wǎng)+信息化”為載體的線上線下混合教學(xué)模式，增設(shè)綜合性、拓展式、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，形成多元融合、多方互動的教學(xué)理念，以期強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)類課程思政建設(shè)，提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，推進(jìn)新工科背景下的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，助力復(fù)合應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］ 水文測驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；課程思政；科技創(chuàng)新；信息化

［基金項目］ 2023年度內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革研究重點(diǎn)項目“地方高校新工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與探索”（ZD202308）；2021年度內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革研究項目“‘思政+科創(chuàng)+信息化’多元融合的水文類實(shí)驗(yàn)課程線上線下混合式教學(xué)設(shè)計與探索”（SJJX202112）；2021年度內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)“線上線下混合式”一流課程“水文學(xué)原理”建設(shè)項目

［作者簡介］ 王怡璇（1989—），女，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，博士，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院副教授，主要從事水文學(xué)及水資源領(lǐng)域的科研研究；段利民（1981—），男，內(nèi)蒙古錫林郭勒人，博士，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院副教授（通信作者），主要從事水文學(xué)及水資源領(lǐng)域的科研研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2025）06-0077-04 ［收稿日期］ 2023-06-13

水文測驗(yàn)主要涉及水文儀器設(shè)備的使用、水文要素的觀測、水文數(shù)據(jù)的分析和整編，是水文及其他涉水行業(yè)工作的基礎(chǔ)，是推動水文工作開展的首要任務(wù)，是水利工程規(guī)劃與設(shè)計中的第一步，邁出并走好這一步至關(guān)重要［1］。在實(shí)際工作中，水文測驗(yàn)的工作環(huán)境較為惡劣，存在洪峰過境等特殊時期的高風(fēng)險作業(yè)。而且水文數(shù)據(jù)作為水文和水利規(guī)劃與設(shè)計的基礎(chǔ)，水文測驗(yàn)方法的合理性、數(shù)據(jù)演算的正確性、數(shù)據(jù)整編的可靠性，直接決定了水利工程設(shè)計的科學(xué)性、合理性及其運(yùn)營的安全性?？梢?，收集第一手水文數(shù)據(jù)，確保水文數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠，是水文高質(zhì)量發(fā)展的重要基礎(chǔ)，更事關(guān)人民群眾生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展穩(wěn)定大局［2-3］。同時，我國當(dāng)前治水的主要矛盾發(fā)生了深刻變化，水利工作已拓展到水資源保護(hù)、水系景觀建設(shè)、水系生態(tài)修復(fù)等新維度，推動新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的任務(wù)繁重艱巨，亟須培養(yǎng)更多高素質(zhì)專業(yè)化水利人才［4］。

然而，目前傳統(tǒng)“水文測驗(yàn)”教學(xué)，特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)對思政元素、科技創(chuàng)新成果和信息化技術(shù)的融合程度尚顯不足，對學(xué)生專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)仍有欠缺，與現(xiàn)階段教育教學(xué)目標(biāo)不匹配的矛盾日益凸顯。如何全面提升學(xué)生分析問題、實(shí)際操作、協(xié)同合作、科技創(chuàng)新等能力，發(fā)展學(xué)生解決復(fù)雜問題和適應(yīng)不可預(yù)測情境的專業(yè)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新活力和潛力，是現(xiàn)階段水文與水資源工程專業(yè)本科實(shí)踐教學(xué)應(yīng)著重考慮和解決的問題。以學(xué)生發(fā)展為中心，推廣探究式、個性化、參與式教學(xué)，推廣翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)等新型教學(xué)模式，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，是當(dāng)下實(shí)踐教學(xué)改革發(fā)展的必然趨勢。面對新時代人才需求的新形勢和新工科教學(xué)改革的新要求，亟須開展“水文測驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多元化改革研究［5-7］。

一、“水文測驗(yàn)”實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

“水文測驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)是水文與水資源工程專業(yè)本科生能力培養(yǎng)的一個重要環(huán)節(jié)，教學(xué)任務(wù)涉及了解水文測驗(yàn)的工作內(nèi)容和發(fā)展歷史、國內(nèi)外水文信息采集與處理現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢、水文測站和水文站網(wǎng)的布設(shè)原則和觀測項目；掌握常規(guī)水文要素（如降雨、蒸發(fā)、水位、流量、泥沙等）的觀測方法、儀器構(gòu)造和工作原理，開展水文測驗(yàn)的操作技能、工作流程和規(guī)范要求；掌握進(jìn)行水文信息采集與資料整編的方法和規(guī)范要求，水文調(diào)查的主要內(nèi)容以及水文年鑒的查閱和使用方法。教學(xué)目的主要在于訓(xùn)練和提高學(xué)生的實(shí)際操作能力、測驗(yàn)業(yè)務(wù)水平和專業(yè)技能，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、務(wù)實(shí)求真的工作態(tài)度，以及分析問題和解決問題的能力。

二、“水文測驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難點(diǎn)和痛點(diǎn)

1.水文實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備老舊，教學(xué)手段相對落后，不能滿足水文測驗(yàn)技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展需求。傳統(tǒng)的“水文測驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)以降水觀測、蒸發(fā)觀測、水位觀測、流量測驗(yàn)和泥沙測驗(yàn)等單一型實(shí)驗(yàn)為主，主要通過傳統(tǒng)觀測儀器的介紹和常規(guī)測驗(yàn)手段的演示，使學(xué)生掌握儀器的結(jié)構(gòu)、使用方法和測驗(yàn)方法。目前，水文實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的多數(shù)教學(xué)儀器往往得不到及時更新，可能存在過時、老化、數(shù)量不足等問題，不能保證所有學(xué)生都能進(jìn)行動手操作，加之多數(shù)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)條件有限，無法進(jìn)行多媒體演示，使得教學(xué)內(nèi)容中缺少對現(xiàn)代化測驗(yàn)手段及其實(shí)際應(yīng)用的講解，特別是針對先進(jìn)水文信息采集設(shè)備和采集技術(shù)，以及其中所蘊(yùn)含的科技創(chuàng)新理論的介紹不夠充分。

2.專業(yè)知識傳授、技能培養(yǎng)與思政教育的融合度及協(xié)調(diào)性較弱，對學(xué)生價值觀的引領(lǐng)不足。與其他專業(yè)課相比，“水文測驗(yàn)”課程的實(shí)踐性、社會性強(qiáng)，與生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)，以實(shí)施基本技能訓(xùn)練、強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)際、提高分析和解決問題的能力、培養(yǎng)務(wù)實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和敬業(yè)奉獻(xiàn)的職業(yè)素養(yǎng)等為教育教學(xué)目標(biāo)［8］。然而，在實(shí)際教學(xué)過程中，要求將水文學(xué)、氣象學(xué)、水文測驗(yàn)學(xué)等理論知識學(xué)以致用，注重對水文測驗(yàn)基本技能的訓(xùn)練，忽視了思政元素的挖掘與融入。例如，在講解測驗(yàn)工作流程時，對基層水文工作者良好職業(yè)操守和職業(yè)道德的強(qiáng)調(diào)不足；在介紹測驗(yàn)設(shè)備和儀器時，對守正創(chuàng)新、科技強(qiáng)國等理念的引入不夠深刻。因而不能滿足培養(yǎng)學(xué)生理想信念和職業(yè)素養(yǎng)的內(nèi)在需求，不利于對學(xué)生人生觀和價值觀的正確引領(lǐng)。

3.缺少綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，對科技創(chuàng)新活動的支撐力度不足。在新工科建設(shè)背景下，科技創(chuàng)新活動和競賽成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的重要途徑。科技創(chuàng)新作為一類應(yīng)用性較強(qiáng)的研究活動，對學(xué)生實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的要求較高，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為決定學(xué)生科技創(chuàng)新成效的關(guān)鍵基礎(chǔ)。對于水文與水資源工程專業(yè)的本科生，“水文測驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)是水文類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié)之一。但在傳統(tǒng)教學(xué)中，教學(xué)方式往往以演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，輔以到當(dāng)?shù)厮恼尽庀缶珠_展現(xiàn)場教學(xué)和觀摩學(xué)習(xí)，主要目的在于基本技能的訓(xùn)練，缺少綜合性實(shí)驗(yàn)和學(xué)生自主設(shè)計的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)際動手機(jī)會不多、參與度不高，以學(xué)生發(fā)展為中心的教學(xué)思路無法得到體現(xiàn)，忽視了對學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，對學(xué)生科技創(chuàng)新能力發(fā)展的支撐力度不足。

三、多元融合的“水文測驗(yàn)”實(shí)踐教學(xué)模式設(shè)計

1.課前線上導(dǎo)學(xué)：以思政教育為目的的案例化導(dǎo)學(xué)模塊。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和線上平臺的優(yōu)勢，實(shí)施案例化教學(xué)，以案例引思政，以案例導(dǎo)教學(xué)。利用多元化的線上教學(xué)方式和手段，以國家政策、新型技術(shù)、歷史事跡、工程實(shí)例、科學(xué)技術(shù)應(yīng)用等案例為“骨架”，以細(xì)節(jié)知識點(diǎn)為“血肉”，借助視頻、動畫、多媒體以及廣播新聞等途徑，通過典型案例讓學(xué)生認(rèn)識水文測驗(yàn)的準(zhǔn)確度和嚴(yán)謹(jǐn)性對工程建設(shè)、人民生命財產(chǎn)安全以及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要意義，體會其中蘊(yùn)含的家國情懷、文化素養(yǎng)、法治意識、生態(tài)文明意識和科學(xué)思維等思政要素。例如，為了給各級防汛調(diào)度指揮部提供決策部署的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，在暴雨洪峰過境時，基層水文工作人員仍堅守崗位，搶測流量，由此案例培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的工匠精神；通過引入我國水文信息技術(shù)歷史悠久，對比改革開放前后我國水文測驗(yàn)所取得的成就，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神，啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識水文測驗(yàn)工作的重要意義；我國的錢寧把畢生精力獻(xiàn)給了泥沙科學(xué)，長期在黃河現(xiàn)場進(jìn)行觀測試驗(yàn)和研究工作，踏遍黃河上、下游和中游水土流失地區(qū)，多次成功組織了重大泥沙問題的科技攻關(guān)，通過介紹錢寧的科研事跡，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和奉獻(xiàn)精神；通過自動化、現(xiàn)代化水信息技術(shù)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索意識和創(chuàng)新思維。以案例化思政的線上導(dǎo)學(xué)模塊，解決學(xué)生學(xué)習(xí)枯燥、代入感差，以及價值觀不明確等問題，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)課程的思政建設(shè)和育人目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.課中線下互動：以科技創(chuàng)新為導(dǎo)向的多方互動教學(xué)模式。（1）教師引導(dǎo)講思政。在導(dǎo)學(xué)案例的基礎(chǔ)上，設(shè)計融入思政要素的實(shí)驗(yàn)方案，促使專業(yè)教學(xué)與思政教育同向同行，協(xié)同培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)、精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度；在常規(guī)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，引入先進(jìn)的水文測驗(yàn)儀器和技術(shù)，重點(diǎn)講解基礎(chǔ)理論與實(shí)踐應(yīng)用的耦合方式，引導(dǎo)學(xué)生深刻認(rèn)知在科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中，經(jīng)典基礎(chǔ)理論牢固的奠基地位，以及科研創(chuàng)新重要的推動作用，培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維和創(chuàng)新思維。（2）學(xué)生探究重創(chuàng)新。采用自主探究、小組合作等方式，指導(dǎo)學(xué)生開展綜合性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)時事新聞和項目案例引起學(xué)生的共鳴，使學(xué)生將思政元素內(nèi)化為自己的領(lǐng)悟，樹立正確的人生觀和價值觀。引入拓展式、創(chuàng)新性的團(tuán)隊實(shí)驗(yàn)，充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的積極性，培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作精神，開發(fā)學(xué)習(xí)潛力和創(chuàng)新能力。（3）師生互動攻難題。通過線上線下開展師生互動和交流，輔助學(xué)生解決拓展實(shí)驗(yàn)中有關(guān)分工合作、設(shè)計實(shí)施、方式方法等方面存在的問題，發(fā)掘創(chuàng)新創(chuàng)意、高光亮點(diǎn)等，提升學(xué)生團(tuán)隊配合和分析問題、解決問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識和拓展思維的廣度與深度。（4）多方參與強(qiáng)實(shí)踐。積極探討學(xué)生加入校企合作、產(chǎn)學(xué)研一體化項目的可行性，讓學(xué)生有機(jī)會在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)一步鞏固課堂所學(xué)，通過解決實(shí)際工作中不同的需求和困難，反思當(dāng)前所學(xué)內(nèi)容中的不足和需要加強(qiáng)的部分，引導(dǎo)學(xué)生深入理解理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用的異同點(diǎn)，進(jìn)一步利用學(xué)校的資源與條件，及時強(qiáng)化和完善所學(xué)知識。

3.課后線上拓展：以“互聯(lián)網(wǎng)+信息化”為載體的拓展學(xué)習(xí)模塊。在學(xué)校已建立校地、校企合作關(guān)系的基礎(chǔ)上，嘗試與周邊水文氣象、生態(tài)環(huán)境行政主管部門和企業(yè)單位聯(lián)合開展水信息技術(shù)共享教育，邀請長期從事水文信息采集和水文技術(shù)創(chuàng)新的行業(yè)專家開展專題報告，錄制水文氣象和水利部門實(shí)地采集水文信息的視頻，收集基于計算機(jī)信息技術(shù)的水文數(shù)據(jù)傳輸與分析實(shí)例，將遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)、人工智能和大數(shù)據(jù)在水文信息采集與處理中的應(yīng)用案例整編在教學(xué)內(nèi)容中，使課程內(nèi)容完整、豐富、新穎，以適應(yīng)新時代學(xué)科發(fā)展和科技進(jìn)步的步伐［9-10］。例如，在講解流量測驗(yàn)方法時，除了傳統(tǒng)的接觸式測流方法，引入雷達(dá)流速儀在線流量監(jiān)測系統(tǒng)［11］、基于圖像識別和人工智能方法的河道流量視頻測驗(yàn)技術(shù)［12］、利用衛(wèi)星遙感技術(shù)的河流流量反演方法［13］、基于無人機(jī)平臺的測流系統(tǒng)［14］等信息自動化技術(shù)的原理和應(yīng)用，幫助學(xué)生了解我國水文測驗(yàn)的現(xiàn)代化和智慧化建設(shè)。

此外，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，發(fā)揮多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)優(yōu)勢，讓學(xué)生充分了解當(dāng)前水文信息化及水文新技術(shù)的最新應(yīng)用情況，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，樹立科技興國、科技強(qiáng)國的理念，以滿足專業(yè)教育產(chǎn)教融合發(fā)展的要求，培養(yǎng)適應(yīng)市場需求的技術(shù)技能復(fù)合應(yīng)用型人才。

結(jié)語

信息時代傳統(tǒng)水文正經(jīng)歷著全面的數(shù)字化技術(shù)革命，而高校的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式仍難以培養(yǎng)復(fù)合應(yīng)用型專業(yè)人才，無法適應(yīng)新工科背景下的社會需求?！八臏y驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)作為培養(yǎng)水文學(xué)科專業(yè)人才實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要渠道，進(jìn)行教學(xué)模式改革勢在必行。通過整合科學(xué)研究前沿資訊和先進(jìn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用案例等，挖掘案例化“思政+導(dǎo)學(xué)”內(nèi)容，擬定綜合性、拓展式、創(chuàng)新性團(tuán)隊實(shí)驗(yàn)，建設(shè)線上導(dǎo)學(xué)模塊及拓展教學(xué)模塊，探索課前線上思政導(dǎo)學(xué)、課中線下互動教學(xué)、課后線上素質(zhì)拓展的線上線下混合教學(xué)模式，嘗試打造?！蟆卸嗑S化實(shí)踐空間，以適應(yīng)專業(yè)教育產(chǎn)教融合發(fā)展的要求，為推進(jìn)實(shí)驗(yàn)類課程多元化教學(xué)模式改革提供參考。

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Research on the Educational Reform of Multisource Syncretic Experimental Teaching of Hydrometry

WANG Yi-xuan， DUAN Li-min， DU Dan-dan

（College of Water Conservancy and Civil Engineering， Inner Mongolia Agricultural University， Hohhot， Inner Mongolia 010018， China）

Abstract： The problems existing in the traditional hydrometry teaching include the solidification of teaching mode， the lack of ability training and the lack of value guidance. In order to improve students’ practical ability， innovative thinking and professional quality， this paper aims to explore the “online + offline” mixed teaching mode with “case-based thinking and politics” as the starting point， scientific and technological innovation as the guide， and “Internet + informatization” as the carrier. Comprehensive， expanded and innovative experimental contents are added to form a teaching concept of multiple integration and multi-interaction. The purpose of the reform is to strengthen the curriculum ideology and politics construction of experimental courses， improve the quality of practical teaching， promote the reform of innovative experimental teaching under the background of “new engineering”， and help the training of composite application-oriented professionals.

Key words： hydrometry; experimental teaching; curriculum ideology and politics; scientific and technological innovation; informatization