新工科背景下给排水科学与工程专业教学模式探索与实践

张 磊，刘 春，张 静，刘艳芳，岳 琳，周石磊，罗 晓

（河北科技大学，河北 石家庄 050000）

1.引言

为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，2017年2月以来，教育部积极推进“新工科”建设，发布《关于开展新工科研究与实践的通知》、《关于推进新工科研究与实践项目的通知》等文件，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。在“新工科”形势下，该专业应当将区域经济发展水平、社会对该领域专业人才的需求为基础，基于学生自身的办学条件与办学优势，将“卓越工程师”作为人才培育理念，将应用型人才作为教育目标，转变教学思想、变革教学方式，为社会输送高素质的具有较高实践水平的综合型人才。

2.新工科的基本内涵

新工科（Emerging Engineering Education）是在立德树人根本任务的引领下，为有效应对新科技革命和产业变革带来的变化二提出的塑造未来的建设理念，是以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才。根据新工科的基本内涵可以发现，新工科的“新”体现在三个层面：理念新，主要强调积极应对变化，引领新时代下的创新，实现对新时代下工程教育理念创新，教育结构和教育体系创新；人才培养需求的变化。新时代下，产业变革与发展对人才的需求呈现多样化的发展趋势，而新工科则是迎合产业对人才结构的新需求，更加侧重多元化人才培养结构，更加注重面向未来工程人才培养质量要求，更加注重基于国际标准和我国重大战略需求及发展实际培育人才；新工科的途径在继承基础上呈现出创新、交叉、融合等趋势，即根植于我们的历史积淀和传统优势，面向未来全面改革创新。

3.新工科背景下给排水科学与工程专业教学模式的构建建议

在新工科背景下，高校给排水科学与工程专业应深入挖掘该领域的人才需求，依托高校的办学特色和专业优势，以“卓越工程师”作为人才培育理念，对排水科学与工程专业教学模式探索和思考。具体如下：

3.1 遵循给排水人才培养需求，合理优化专业教学内容

给排水科学与工程专业课程机制在建立过程中将该专业的发展需求作为基础，将社会对人才知识与技能方面的要求作为主导，将学校办学特点、人才培育特色、生源、学生就业率等因素作为立足点，遵照知识能力与实践能力并重的原则，在教学开展过程中注重专业知识教学与实践技能教学的科学融合，不但注重专业知识教育，同时也注重文化素养教育，并且注重学生学习能力、知识应用能力、创新能力的培育。因此，应当遵循给排水人才培养需求，合理优化专业教学内容。具体如下：

对接给水排水行业人才培养需求。依据自身的办学特色与社会对给排水科学工程专业人才的要求，深入分析本行业发展趋势，通过和企业之间进行充分的沟通交流与合作，了解企业对人才的具体需求，调整人才培育方式、修订给排水科学与工程专业课程机制，且构建长效发展体系。学校应当基于人才培育目标、办学原则、办学特色，构建与国家经济建设需求、社会发展需求以及学生个体成长需求相一致的人才培育计划与课程机制，且将专业人才所需要具备的理论知识都划入课程机制范畴，为培育应用型人才奠定牢固的课程机制基础。如图1所以：

图1 给水排水专业人才培养需求

合理优化专业教学内容。在社会发展速度增快，各行各业蓬勃发展的形势下，给排水科学与工程专业的教学内容应当展现行业发展特征与趋势，特别是要体现行业对人才的新需求，高校应当及时将专业人才所需要具备的专业知识纳入课程机制，依据社会发展情况及时调整与优化教学大纲。不但如此，高校还应当注重给排水科学与工程专业所用教材的编写，为教学活动的顺利开展、教学成效的提升创造优良条件。

3.2 构建理论与实践一体化的专业教学体系

新工科背景下，需要高校培育既拥有理论知识、有具有较高创新能力与实践能力的应用型人才，因此高校应当注重实践教学、创新教学在专业课程教学中的比例，变革当前过于注重理论知识的教学方式。具体如下：

灵活采用合适的教学方法，有序开展专业理论教学。高校排水科学与工程专业学生必须掌握的基础理论知识，包括：水力学、工程力学、水文学和水文地质学、水处理生物学、水分析化学、泵与泵站；掌握工程制图、工程测量的基本知识和技能；熟悉电工、电子学和自动控制的基本知识。在理论教学搬库，可以采用案例教学法、翻转课堂教学法等教学方法，突出学生的主动性，调动起学生参与的积极性，并借助具体而真实的案例来引导学生加深对内容的理解。

优化专业课程实践教学体系，突出培育学生的工程能力。新工科背景下，在给水排水科学与工程专业课程教学中，应当突出实践教学的重要性，基于“卓越人才”培育的实际需求，合理地优化实践教学体系。具体而言：第一，充分利用数字虚拟技术等打造高仿真的给水排水科学与工程专业实训教学系统，为给水排水科学与工程专业学生参与实训教学提供支持。第二，以小组为单位有序组织实验教学，培养和提升学生的实验能力。为提升学生实操水平，将学生小组的人数控制在四人以下，并且尽可能延长实验室对学生开放的时间。实验前，专业教师应当将实验计划书编写完毕，由学生以小组为单位进行探讨和论证，继而开展实验。实验过程中，要求学生做好相应的实验报告，严格遵守实验室操作规范，培养学生良好科研实验习惯。实验后，要求各个小组以书面形式总结实验进行情况，以增强实验教学管控。第三，可将科研和实训教学相结合，利用科研活动培育学生的创新意识，提升其创新水平。例如，以校企合作提供的实习基地为平台，以科研项目为任务驱动，引导学生将理论知识运用于解决问题的具体实践，有意识地培养学生的创新精神，有针对性地提升学生实践水平。

3.3 构建完善的给水排水科学与工程专业的教学考核

新工科背景下，为确保给水排水科学与工程专业的人才培养质量，必须构建起完善的教学考核体系，即包括日常考核、课程考核以及毕业考核三个环节。如图2所示：

图2 给水排水科学与工程专业的教学考核体系构成图

日常考核环节。在日常考核环节，侧重评价对理论课程掌握程度，学习态度以及基本操作技能的掌握情况等。在日常考核中，应做好学生各课程学习情况的准确记录。学生日常考核的成绩主要由学生的日常表现，课程作业的完成情况、学习态度以及课程参与度等多项指标根据不同权重最终确定。

课程设计考核。通过具体项目的完成情况来反馈和评价学生的专业成长情况。例如，借助课程设计评价学生实践能力的提升情况。课程设计是提升学生实践水平的一个主要环节，是高校教学成效最直观的体现。每个课程设计都有相对应的教学大纲，并且依据教学大纲的要求编制设计指导书、课程设计任务书。为确保课程设计达到预期目标，在一个学期的教学工作进行到一半的时候，教师可将指导书与任务书发到学生手中，然而每名学生的任务书都是不同的。每名学生都有和自身学习水平相一致的任务书，在任务书完成过程中，教师可进行恰当的指导。学生课程设计成果通常包含两个部分，分别是设计图与计算说明书，教师可依据教学目标对学生的课程设计成果进行打分，并将分数填写在学校统一印制的表格中。

毕业考核环节。新工科背景下，可根据工程教育质量认证的标准来对给排水科学与工程专业的毕业设计考核环节予以优化，建立起基于毕业设计工作手册和累积式成绩管理方法的全过程管理策略，反馈学生个体的学习成效，提升本科生毕业设计质量。通过多角度多层面实现对给排水科学与工程专业学生毕业设计考核环节的规范化管理，通过毕业设计全过程质量管理体系保证毕业设计质量。其中，选题环节侧重结合专业实际，避免理论性过强，并依托良机审核机制确保选题质量；开题检察环节侧重可行性论证；中期检查环节形成对学生毕业设计进度的有效监督；生产实习环节校内外双导师对学生实践能力的综合评价；毕业论文审查环节侧重对论文整体情况的把控和评审；答辩环节侧重对毕业设计的全面评估

4.结语

排水科学与工程专业是高校工程教育的重要构成部分。在新工科背景下，高校必须要深入地挖掘给排水行业领域的人才需求，依托高校的办学特色和给排水科学与工程专业的教育资源和教师队伍优势，以培养“卓越人才”为人才培养理念，合理优化专业教学内容，构建理论与实践一体化的专业教学体系，完善教学考核体系等，培育较强创新意识、较高创新水平、较强实践能力的复合型应用人才，满足新时代下行业人才的现实需求。