水利水电工程专业实验教学模式创新研究与实践
王昱 王之君 范严伟
摘 要：本文以水利水电工程专业为研究主题，选取与其知识传授与能力训练密切相关的实验教学为研究对象，重点探讨水利水电工程专业实验教学模式创新研究与实践问题。具体论述中先结合当前实验教学的一般情况进行简要概述;然后从教学模式创新的角度对其体系构建进行了分析，最后在实验教学模式创新的系统框架内，整合原有教学经验，并按体系化的思维方法对实践部分展开具体探讨。
关键词：水利水电; 工程专业; 实验教学; 模式创新
中图分类号：G642.0 ? ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? 文章编号：1006-3315（2021）1-126-002
现阶段我国在高等教育领域实行了全面的改革尝试，从革新效果观察，针对不同专业的学院制度已初见成效。以水利水电工程专业为例，作为一门知识性与技能性并重的专业学科，当前已经构建了与其教学目标相一致的理论体系与实践体系。此类尝试的成功，预示着我国高等教育正在由原来的常识性教育模式，向着素质能力教育模式转型，也体现了专业化教学向科学阐释系统的完善。
1.水利水电工程专业实验教学现状
1.1实验教学方法陈旧
受传统实验教学模式的影响，水工实验教学大多是结合理论课程开设，并在教学计划规定的时间内进行，学生主要依照教师的布置或者指导书上的步骤，按部就班，完成实验操作，实验内容一致，结果唯一。学生虽然参与了实验教学活动，但实验过程仅是被当作技能并以“知识”的形式加以传授，学生“创造性”应用能力缺乏培养。
1.2实验教学手段落后
全国大部分高校的水工实验教学大多处于演示型实验，而验证型实验、综合型实验、设计创新型实验相对缺乏，仿真实习技术也较少，学生无法产生真实的企业运行过程的临境感受，实验教学基本上还是处于“看”实验而不是“做”实验阶段，学生动手能力、创造能力、分析和解决实际问题的能力得不到应有的锻炼[1]。
1.3考核评价形式单一
传统的水工实验教学考核评价形式单一，注重实验报告评价，甚至作为唯一评定成绩的依据，导致学生并不重视过程，甚至最终提交报告大同小异，无法看出学生对实际实验问题的理解程度，也无法反映教学效果。
2.水利水电工程专业实验教学模式创新
2.1整合科研实验资源，激发学生兴趣
资源优化配置是一种方法，它的特征在于结合实际情况，对具有比较优势的要素进行重新组合，从而实现功能的最优化。以水利水电工程专业实验教学为例，就可以先对学校现有的公共实验教学资源进行全要素列举。然后，在具体操作中，按照基础搭建的方法，选取水力学、土力学、材料力学方面的实验室资源作为基础;其次，从水利水电工程专业实验教学角度，将水工模型、工程水文、工程测量实验室资源进行全要素层面的知识资源整合。这样，就能够以实验教学为中心，构建一个由水利水电工程专业知识结构主导的总体框架。以此为准，可以深入一步，按照水利水电工程专业实验教学的知识传授需求，凭借其中不同的实验资源，相应的提升学生对理念与能力的接受速度。比如，在水工模型实验资源中，就可以凭借水利枢纽与水电站模型，以工程现实运行场景模拟，使学生建立起关于水利水电工程的总体概念[2]。再如，利用水文实验资源，培养学生的观测能力，并对水文要素进行关系解读。其它硬件资源的利用均可以以此类推，对应到不同的教学目标。从现阶段的水利水电工程专业人才培养的对象出发，针对生源、高校、企业、职业人才四大要素，划分出“四类对象”;其次，从实验教学研究的问题出发，针对专业，从教学资源、教学体系、教学运行机制层面，具体的提炼出“三大问题”;第三，按照系统框架将实验教学的“四类对象”与“三大问题”纳入到一个全面的实验教学体系架构之内。从而构建完整的“431”模式。具体到操作层面，就可以按照“水利水电工程专业实践教学体系”的总项目设计方案，分别设置“系统化的实验实践课程”“产学研联合的实践教学基地”“虚实结合的实验教学平台”三大模块。然后，再通过要素匹配的方式，在各个模块匹配设置对应的子项目。以“系统化的实验实践课程”为例，就可以针对性的设置“实验板块”“上机操作板块”、“实习板块”、“讲座板块”、“科技创新实践活动板块”;以“产学研联合的实践教学基地”为例，就可以针对性的设置“校内实践教学基地板块”、“校外已建水电站实践教学基地板块”“校外在建水电站实践教学基地板块”;以“虚实结合的实验教学平台”为例，就可以针对性的设置“专业实验室板块”“虚拟的数字化实验平台板块”“实验实践教学素材库板块”。完成系统——三大模块——各个板块的设置之后，就可以在对应的板块添加具体的教学目标与教学内容，从而使知识传授与能力训练在各个实验教学环节得到具体落实。
2.2整合科研实验资源，以项目为主进行创新
资源优化配置的本质是要素之间良好关系的构建，因而软件与硬件永远相伴而行。单从软件资源方面分析，水利水电工程专业实验教学已经积累了很好的经验，如在实验教学素材库的建立，已经能够使实体的软件资源与虚拟的软件资源进行同步处理，尤其是多元化的表现方式，对知识进行了形式转换，在很大程度上优化了知识的学习途径，极大的促进了学生在各个视角下的接受可能。比如，以3D模型为例，结合素材数据库，就可以很快的实现数据参数向数字模型的转换，而且在各个角度的透视更有利于学生掌握相对系统的知识与技能。其中包括了创建能力、验证方法、设计流程等。与传统实验教学相比，增加数字化实验教学，能够使教学中的“交流、讨论、互动、研究、创新、探索”得到具体落实，分析其中的原因，主要是通过形象化与具体化，降低了学生在三维空间想象方面的难度，从而使教师与学生在实验教学过程中，能够针对学习对象展开具体分析。其次，实验教学模式创新后，需要在模式之内进行实验教学课程内容的创新。具体可以采用优化方法，在改造的基础实施一些内容创新[3]。首先，建议从当前水利水电工程专业实验教学的实际需求出发，对原有的教学项目进行一些改造优化;然后，从现代企业生产的实际情况出发，针对各项内容进行生产制造环节层面的匹配优化。比如，现阶段的企业生产，主要是将水利水電工程项目作为生产产品，从产品设计环节、材料选择与物流环节、生产加工环节、试运行与市场化运作环节开展生产作业。所以，就需要在实验教学中增加实验设计项目、材料实验分析项目、物流运输优化项目等。这样就可以将实际的教学与生产进行有效对接，使教学内容成为职业与教育之间的桥梁。进一步讲，可以在实验课程内容中，划分出基础实验、专业实验、创新实验，并使每一个实验项目，都能够满足企业生产制造产业链条中，各个环节所需求的知识与技能。比如，基础实验中对于测绘技能的掌握，对于各项参数测试的掌握，对于各类软件的制图与编程的掌握;再如，在专业实验中对于工程规划的掌握，对于施工设计的掌握，对于系统管理的掌握;还有在创新实验中，针对具体的项目预设，能够根据各类标准要求，设计一个完整的项目方案，并提出对不同难题的解决方案，以及对现有方案的优化处理等。另外，实验教学内容优化中，应该结合实际的教学经验与探讨教学的问题提炼，持续性地对实验教学大纲进行优化，建议从“开放性大纲设计”的角度，结合不同的教学部分，设置专题研究与分析教学项目，尤其应该增强“成功案例”与“失败案例”的比较研究。另外，结合本专业老师科研项目中的实验特点，凝练相关实验中的科研问题让学生设计实验方案解决，要求学生结合所学专业知识寻找解决办法，独立自主完成实验方案的设计，预测实验结果，并和实际科研实验中正在采用的实验方案和解决手段进行比较，分析其优缺点，找出自己的差距;并组织学生参与科研实验项目，从而提高学生的专业知识和科研兴趣。
2.3建立重视过程和创新性的量化考评体系
根据对精选的实验内容设置模块化教学内容，学生建立重视过程和创新性的量化考评体系，加大过程考核、分解多次考核的权重，真正体现学生发现问题、解决问题能力，使考评体系能体现学生的实践和创新能力。当前高校的水利水电工程专业实验教学，旨在实现职业化向社会化生产的过渡与转化，并尽可能降低其中的成本。所以，需要在实验教学方法中，贴近能力训练或以能力训练为主导。而实验教学方法，在本质上就体现在教学体系的框架与教学内容的实践流程之中。所以，当前应该注重“信息技术的应用”“教学思维方式的转变”“实验教学方式的更新”[4]。在这三个方面的重点是将实验教学转化为“能力训练”，也就是说将理论中的概念分析，对接到实验中的各个部分，用理念指导实验;同时，要求学生对实验进行完整的设计与分析。除了重复式的逻辑与动手能力训练之外，教学中需要采用“项目引导法”，从而使实验教学具体化到每一个细节。要达到此类目标，就需要在实践中，对教师本身进行人力资源培养，可以由本专业的教师与教学研究者共同组织专题研讨会，设计一套可以提升教师职业水平的培训方案;并通过教师载体实现培训方案向教学方法的转化应用。除此之外，要应用“实践是检验真理的唯一标准”这个原则，构建匹配的评价机制。
总之，现代教育在理论层面与实践层面已经获得了全新的认知，而要将这种认识转化到实际的教学层面，则需要在理论层面强化原理的分析;而在实践层面增强能力的训练。就当前而言，水利水电工程专业实验教学，已经使学院内的技能训练，与学院外基于工作的真实场景下的技能训练实现了充分融合，这种基于社会资源优化配置的创新模式，更加强调实践的价值，从而将职业与教育进行了对应关系的处理，较好的完成了学习与工作之间的过渡。从根本上讲，它节约了社会化大生产的成本，提高了知识与技能在生产领域的转化效率。
参考文献：
[1]尹彬彬.现代化水利水电工程管理现状研究[J]建筑工程技术与设计，2020，14（6）：2637
[2]于游.浅谈水利水电工程施工质量控制与管理[J]建筑工程技术与设计，2020，12（6）：2726
[3]刘畅.新时代水利水电工程生态环境保护研究与实践[J]价值工程，2019，38（35）：98-99
[4]王国强.建立水利水电工程移民信息化标準体系的探讨[J]水力发电，2020，46（3）：9-12
