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水文与水资源工程优选九篇

时间:2023-03-16 16:37:14

水文与水资源工程

水文与水资源工程第1篇

关键词:课程体系 教学改革 水文与水资源工程 创新能力

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(c)-0133-03

Curriculum System Construction of Hydrology and Water Resources Engineering

Zhang Yongbo Zhang Zhixiang Yang Junyao Zhao Zhihuai Zhao Xuehua

(College of Water Resources Science and Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi,030024,China)

Abstract:In order to meet the social requirements of engineering innovative talents,it is necessary to construct the hydrology and water resources engineering professional curriculum system of Taiyuan University of Technology,and it has great significance in cultivating students innovation capability.Based on the analysis of existing problems in hydrology and water resources engineering curriculum system in the College of Water Resources Science and Engineering of Taiyuan University of Technology,hydrology and water resources engineering professional curriculum system construction under the conditions of new situation is proposed,including new curriculum,setting up a reasonable curriculum order,curriculum content reform,selection of reasonable teaching materials,increasing the experimental teaching and scientific research transformation teaching,to lay the foundation for the further improvement of quality of undergraduate teaching and the cultivation of innovative talents of hydrology and water resources engineering.

Key Words:Curriculum system;Teaching reform;Hydrology and water resources engineering;Innovation capability

水文与水资源工程是太原理工大学水利科学与工程学院的主要专业之一,其前身是原“水文地质与工程地质”专业,1975年第一届招生,1997年国家专业调整时取消,2004年水文与水资源工程专业获山西省教育厅批准,2005年恢复招生。作为目前山西省高校中惟一一个水资源类本科专业,坚持立足山西、面向全国的发展方向,针对山西山丘区多、干旱缺水、污染严重、矿山开采诱发地质灾害及水循环系统严重破坏等自然地理和经济发展特点,制订培养计划,开设的课程涉及地表水和地下水两个方面,并且有机地将地表水和地下水结合起来培养专门人才。近年来,我校水文与水资源工程专业取得了较大成绩,毕业生的就业形势良好,但面对新形势条件下我国经济社会发展对创新人才的要求,还存在一定的差距和不足,特别是教学环节中的课程体系存在一些问题,已直接影响到课堂教学效果和学生创新能力的提高。为了适应水文与水资源工程专业目录调整的需要以及满足工程领域发展迅速、知识更新快、工程创新人才需求紧迫的要求,有必要对我校水文与水资源工程专业课程体系进行构建,对提高教学效果及培养学生创新能力等具有重要的理论和现实意义。尽管已有学者针对水文与水资源工程专业进行了诸如课程体系、实践等教学改革[1-8],但是从总体上看,目前全国关于水文与水资源工程专业教学改革的理论研究成果仍然较少,而山西省在这方面的研究还属于空白。从水利工程高等教育发展角度来说,必须进一步加强我校水文与水资源工程专业课程体系构建,才能为我省水利工程高等教育提供参考和理论支持。

1 课程体系存在的问题

我校水文与水资源工程专业本科生的培养,主要是通过课堂理论教学以及实验、实习等环节来完成的,培养具有水文与水资 源、水与地质环境等方面的专业及专业基础理论,能从事水文与水资源、水与地质环境保护和防治方面的勘察、设计、规划、管理、技术开发、科学研究等的高级工程技术和管理人才。通过近年来对我校水文与水资源工程专业毕业生、本科生及授课教师的调查和访问,水文与水资源工程专业课程体系存在如下问题。

1.1 课程设置不合理

我校水文与水资源工程专业的课程有综合基础课、公共选修课、学科基础课和专业课,在学科基础课和专业课中开设有必修课和选修课,一般先开综合基础课、公共选修课,后开学科基础课和专业课。从总体上讲,这种课程设置仍存在一些不合理现象:(1)同期开课或课程顺序颠倒,造成一些学科基础课与专业课次序不清,不能很好地体现课程之间的相互递进关系;(2)有的课程无法体现本专业的特点,使学生感到学的有些杂乱。如《土力学》和《地基基础与基础工程》,前者属于学科基础课,后者属于专业课,两课程之间本应该有很好的递进关系,却都安排在第五学期。再如《水利工程经济学》和《水利工程概论》,前者属于学科基础课,而后者属于专业课,却把课程顺序颠倒了,将前者安排在第六学期,后者安排在第五学期。另外,对于所开设的《环境影响评价理论与方法》,属于环境工程的专业课,对于水文与水资源工程专业的学生来说,由于没有前期《环境学》等基础课做铺垫,学生总体上感到该课程偏离本专业,对课程内容不能很好地理解。

1.2 课程之间的衔接性差

课程之间的衔接性好坏直接影响着学生对专业知识的掌握和巩固。我校水文与水资源工程专业课程之间的衔接性总体上比较符合教学规定,但也有个别课程之间的衔接性差,以至于学生们感到课程安排有点零乱。如同样为专业课的《水资源工程勘察》《水资源开发利用》《矿床水文地质学》,分别由三位主讲教师进行授课,但由于课程之间的衔接性考虑不够,将《矿床水文地质学》被安排在第六学期开课,而《水资源开发利用》《水资源工程勘察》被安排在第七学期开课,这就造成学生在学习《矿床水文地质学》之前还没有掌握《水资源工程勘察》的专业知识,在学习《水资源开发利用》之前还没有掌握《水资源工程勘察》的专业知识。由于前期《水资源工程勘察》专业知识的缺乏,学生普遍反映在学习过程中对《矿床水文地质学》《水资源开发利用》的部分内容不好理解。这种课程之间的衔接性差的状况,已阻碍了学生对地下水专业知识的巩固,导致课堂学习效果相对较差。

1.3 课程内容交叉重复

课程内容安排是否合理对课堂教学效果的影响也很大。我校水文与水资源工程专业课程内容存在的问题是部分课程内容交叉重复,加上授课教师之间没有做好沟通,对课程内容交叉重复的部分没有进行适当的协调和删减,造成部分课程内容已由某一位老师前期在课堂上进行了讲解,另一位老师后期又在课堂上进行重复讲解。如《水文分析与水利计算》《水资源工程勘察》这两门课,课程内容交叉重复的是地表水勘察这一部分,包括水文测验、水文调查和水文实验等。再如《水文与工程物探》《水资源工程勘察》这两门课,课程内容交叉重复的是水文地质物探这一部分。课程内容交叉重复不仅浪费学生的宝贵时间,而且降低了学生对课程学习的主动性和积极性。

1.4 教学内容重理论轻实践

理论与实践密不可分,二者紧密结合才能促进教学效果的巩固和提高。多年来,由于我校水文与水资源工程专业实验教学条件的限制,部分学科基础课和专业课无法开展正常的实验,不能满足实践教学活动的要求,致使一些课程的教学内容重理论轻实践,无法取得良好的教学效果。如《水文地质学基础》,学生对基本概念与原理容易理解,但深入掌握并灵活运用就困难,这是因为学生无法在实验室进行达西渗流实验、潜水模拟演示实验、承压水模拟演示实验、地下水流动系统模拟演示等实验,对地下水缺乏感性认识。再如《地下水动力学》,由于学生没有在实验室进行过裘布依潜水稳定流井流实验、坝基渗流水电比拟实验、非饱和带水运动实验等实验,影响学生对课程知识的巩固及实践技能水平的提高。还有《水文分析与水利计算》,学生虽然学了许多水文方面的理论知识,但却没有机会进行水文测验和水文实验。教学内容重理论轻实践造成学生的科学实验基本能力无法得到有效训练,降低了学生毕业后在社会上的竞争力或进一步深造的实验实践能力。

2 课程体系的构建

根据我校水文与水资源工程专业课程体系存在的问题,我们认为,必须严格从人才培养目标出发,按照专业发展需求,以促进校企合作、产学研共同培养学生工程创新能力及就业等为前提,科学优化和重组课程体系,筛选符合当前教育现状及经济社会发展所需的课程,为学生专业水平的提高及创新能力的培养打下坚实的基础。因此,结合水文与水资源工程专业即包含地表水又兼顾地下水的特点,提出新形势条件下我校水文与水资源工程专业课程体系构建。

2.1 新增课程

在确保我校水文与水资源工程专业本科培养计划中所设课程总门数不变的情况下,根据本学科发展的需要,考虑到《水文分析与水利计算》《水资源工程勘察》两门课程在地表水勘察内容上的交叉重复,可删除《水资源工程勘察》,新增《水文地质勘察》,既避免课程内容的重复,又使学生能较好地掌握水资源工程勘察的方法及最新的技术。考虑到目前地下水环境影响评价在我国建设项目环境影响评价占有越来越重要的地位及环境保护部《环境影响评价导则――地下水环境》(HJ610-2011年)的出版,结合我校水文与水资源工程专业特点、地下水环评人才短缺以及环评单位对地下水环评人员的迫切需求,可删除《环境影响评价理论与方法》,新增《地下水环境监测与评价》,并把《环境影响评价理论与方法》作为教学参考书,使学生掌握地下水环境影响评价的理论方法,为其就业创造良好条件。考虑到《水文地质勘察》与《水文与工程物探》内容的重复以及同位素技术在地下水研究中的广阔应用前景,可删除《水文与工程物探》,新增《环境同位素水文地质》,使学生多掌握一项水文地质新技术,增强其未来应用同位素技术从事水文地质勘察的能力。

2.2 设置合理课程次序

为了体现课程内容之间的相互递进关系,必须对不合理的课程次序进行相应调整,理顺课程开设的前后顺序,使学生在学习过程中达到循序渐进,真正所学课程专业知识的积累。为此,把《土力学》安排在第五学期,《地基基础与基础工程》安排在第六学期,确保学生在充分掌握《土力学》的基础理论知识后,对《地基基础与基础工程》相关专业知识的学习有更深入的理解和巩固。把《水利工程经济学》安排在第五学期,《水利工程概论》安排在第六学期,确保学生在充分了解水利工程经济的基础上,对各项水利工程专业知识的学习有更深层次的掌握。把《水文地质勘察》安排在第六学期,《水资源开发利用》《矿床水文地质学》安排在第七学期,确保学生在前期掌握了《水文地质勘察》的技术方法和手段后,能更好地运用所学知识理解和掌握《水资源开发利用》的理论与方法以及《矿床水文地质学》的调查评价方法。

2.3 课程内容改革

在科学技术日益发展的今天,水文与水资源工程专业知识更新较快,但课程教材更新却相对较慢,其中的一些知识已经无法满足经济社会发展的需求。因此,在课程专业知识的教学过程中,教师必须与时俱进,对课程内容进行合理改革,删除一些课程中内容陈旧、理论与实际脱节的内容,对课程内容要突出其科学性和先进性,深入浅出,能够反映新理论、新技术、新方法及前沿性的新视点,把原来分散的课程内容联成一个有机的整体。如在《水文地质学基础》课程内容改革中,可增加区域尺度非均质性、断裂带渗透性、海洋―陆地界面处的地下水等内容,与学生分析和探讨这些因素对地下水资源的分布、循环、水质和可持续性利用的影响。在《水环境化学》课程内容改革中,可增加水文、化学、生物过程的耦合及水文和地球化学过程的计算机模拟等内容,使学生了解目前水文地球化学研究的热点和方向。在《水污染控制与修复理论》课程内容改革中,可增加有机污染物的野外最有效的降解路径及强放射性废料的地质处置等内容,增强学生在水污染控制与修复中的自我创新能力。

2.4 选用合理教材

合理的教材对促进学生专业知识的学习起着非常重要的作用。为此,严格要求本专业教师对所授课程选用合理教材,必须是国家规划教材和专业规范核心课程教材,且教材名称与所开设课程的名称一致或接近,对于未纳入国家教材计划的非正规教材或正规出版的书籍,严禁用做教材给学生使用,可作为课程参考书使用。通过选用合理教材,不仅避免课程知识交叉重复,而且能反映新理论、新技术、新方法,可使学生比较系统的接受学科基础知识及专业知识的学习。同时结合山西省矿山开采对水循环系统造成严重破坏的实际,加强我校水文与水资源工程专业教材建设,通过申请水文与水资源工程专业委员会下达的教材指标,组织主要骨干教师编写出理论联系实际、基础知识与技术知识兼容的《矿床水文地质学》《水文水利计算》等专业教材,为学生课堂的学习提供更符合实际的教材,达到进一步提高学生创新能力的目的。

2.5 增加实验教学

实验课在教学环节中非常重要,实践性很强。通过实验教学,可进一步巩固学生所学的学科基础知识和专业知识,培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。为此,我校水文与水资源工程专业在中央财政支持地方高校发展专项资金及山西省财政专项资金的支持下,对整体水平落后的实验室进行了改造,共建设有6个实验室,包括气候气象实验室、饱和与非饱和带水实验室、水文工程勘察实验室、水文实验室、水环境污染与修复实验室、矿山水文地质实验室,并制定详细的实验计划,使实验室能开设出符合教学大纲规定的实验,如人工模拟降雨实验、土壤入渗性能测量实验、浅层水流流速测量实验、达西渗流实验、潜水模拟实验、承压水模拟实验、裘布依潜水稳定流井流实验、坝基渗流水电比拟实验、地表水溶质迁移转化实验、水质分析实验等。同时为了确保实验的顺利开展,加强实验教学队伍建设,提高实验教师的业务素质,为提高实验教学质量打下坚实的基础。

2.6 科研转化教学

太原理工大学作为教学研究型大学,对教学和科研非常重视。从辩证的角度来看,教学和科研是相辅相成的,缺一不可。我校水文与水资源工程专业授课教师都从事有关科研项目的研究,如国家自然科学基金、山西省自然科学基金、校基金、行业基金及其他横向科研项目等,在国内外核心期刊上或国际会议论文集上发表了诸如水文地质、工程地质、环境地质、径流趋势预测、水资源、水环境、水污染、土壤、水土保持等不同方向的专业学术论文,并有多篇论文被EI、SCI收录及他人参考引用。针对水文与水资源教师在科研上的优势,提倡各位授课教师以科研促进教学,鼓励教师积极将科研成果转化到教学中。通过科研转化教学,不仅使学生了解各位教师的主要研究方向,从教师的科研成果中学到最新的理论知识,而且能激发学生的科研兴趣,促进学生学习效果的提高及创新能力的培养。

3 结语

课程体系对学生专业知识的学习和创新能力的培养至关重要,必须给予高度重视。太原理工大学水利科学与工程学院水文与水资源工程专业课程体系存在的问题主要是课程设置不合理、课程之间的衔接性差、课程内容交叉重复、教学内容重理论轻实践。水文与水资源工程专业课程体系构建主要包括新增课程、设置合理课程次序、课程内容改革、选用合理教材、增加实验教学及科研转化教学。通过课程体系构建,为进一步提高本科教学质量及水文与水资源工程专业创新人才的培养奠定基础。

参考文献

[1] 周训.水文与水资源工程专业本科培养方案修订的若干思考[J].中国地质教育, 2005(1):56-58.

[2] 李铎,李方红,方晓峰.水文与水资源工程专业实践教学探索[J].石家庄经济学院学报,2008,31(4):127-129.

[3] 李小龙,姚多喜,杨金香,等.水文学与水资源工程专业的本科教学探索[J].淮南职业技术学院学报,2009,9(4):59-60.

[4] 祖波,王维,李颖,等.关于水文与水资源工程专业教学改革初探[J].环境科学与管理,2011,36(6):190-192.

[5] 郭纯青,方荣杰,代俊锋.“三农”背景下水文与水资源工程专业课程体系构建[J].当代教育理论与实践,2012, 4(11):60-62.

[6] 郭纯青,周蕊,代俊锋.水文与水资源工程专业应用型人才培养与教学改革[J]. 当代教育理论与实践,2012,4(11):83-85.

水文与水资源工程第2篇

本专业培养具有较扎实自然科学知识,较好人文科学知识,较强的计算机、外语、管理等方面应用能力与水文水资源及水环境方面专业及专业基础知识,能在水利、能源、交通、城市建设、农林、环境保护等部门从事水文、水资源及环境保护方面勘测、规划设计、预测预报、管理、技术经济分析以及教学和基础理论研究的高级工程技术人才。

水文与水资源工程专业就业方向

从事水文、水资源及环境保护方面勘测、规划设计、预测预报、管理、技术经济分析以及教学和基础理论研究工作

水文与水资源工程专业介绍

本专业学生主要学习水文水资源及环境信息的采集及处理、水旱灾害预测及防治、水资源规划、水环境保护、水利工程规划与设计、水利工程运行与管理、水政管理等方面基本理论和基本知识,受到工程制图、运算、实验、测试等方面基本训练,具有应用所学专业分析解决实际问题、科学研究、组织管理的基本能力。

水文与水资源工程第3篇

学科竞赛是检验学生综合能力的重要手段。充分利用一些全国性的高水平学科创新竞赛平台,以任务驱动方式促进学生的工程思维能力、协同创新能力和实践动手能力培养。对于水文与水资源工程专业,相关的部级竞赛有“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛、“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生水利创新设计大赛等。另外,省级及校级的其他各类竞赛在此不一一列举。鉴于水文与水资源工程专业对数据分析处理与建模能力要求较高,故建议在鼓励并引导学生参与上述各类竞赛时,重点推荐参加数学建模大赛。通过参加数学建模培训,可使学生的程序设计能力、逻辑思维能力、建模能力、模型求解能力及论文撰写能力得到充分锻炼与提升,为后续的专业课程(如水文预报、水库运行调度与管理、水资源规划及利用、水文水利计算、水信息采集与处理等)学习打下良好的应用基础,从而有利于将数学建模等多方面能力应用于专业问题的求解。考虑到学生的学习能力与课程设置,推荐大二时参加数学建模大赛培训。

2.创新课堂教学模式,注重创新思维培养

本科生创新实践能力的培养是一项复杂的系统工程,需要各个环节的紧密配合,包括课堂教学、课外作业、课下小组讨论等环节。课堂教学作为全体学生共同参与的活动,是创新能力培养启蒙的重要环节,要求专业课教师首先要更新教学理念、统筹规划,在课堂教学中改变传统灌输式教学方式,根据教学内容适当选取适合的专业内容进行系统设计,增加设计性、综合性和创新性的实验项目,从而便于引导与启发学生的创新思维。教师需认真研究教案,讨论教学案例设计,特别是针对目前水文、水资源领域中的一些尚未解决的老问题以及伴随新形势下出现的新问题重点进行讨论。针对我校的区位优势,可利用三峡地区的水文气象资料为基础,在讲解中长期水文预报时,方法众多,类型多样。课程讲解时宜先引入传统的历史演变法,再讲解该方法的不足,引出其他的预报方法。针对预报因子的选择以及预报方法,可将学生分组,引导各组学生通过采用不同的预报因子与预报方法进行径流预报,最后将结果汇总,引导学生进行方法间的综合对比分析,并归纳各方法的适用条件与优缺点等,进一步针对各方法的不足,引导学生思考如何改进方法。可以让学有余力的学生查阅相关的参考文献制订出改进方案或实施步骤,再经讨论后进行实施。这样可以既锻炼了学生的小组协作能力与团队意识,又有利于学生创新思维的培养,增加科学研究兴趣。在课堂教学环节,还应不断更新教学内容与教学手段,让学生了解最新学科发展动向。如讲解《水文预报》课程中的河道汇流方法-马斯京根法,在讲解完方法的提出背景、方法基本理论等后,进一步针对该法的参数率定问题,引导学生在手工率定的基础上采用计算机优化率定,可以指定学生阅读事先准备好的相关论文,由学生就算法、率定目标等进行自主选择,采用竞赛的方式评选出预报效果最优的学生或者小组,从而大大激发学生的学习兴趣,并从中锻炼了学生的文献阅读、计算机程序设计能力,培养学生采用专业思维模式进行思考问题与解决问题,起到了巩固专业知识的效果。此外,课堂教学与工程实践相结合,以研讨式、头脑风暴式、课堂模拟演练等灵活多样的教学方式开展课堂教学,大胆鼓励学生敢想敢做,构建“以学生为中心”的教学互动环境。不轻易否决学生的想法,为激励创新思维,还应从成绩评定等方面对学生加以奖励。通过上述措施达到拓宽学生专业视野、活跃课堂气氛、启发创新思维的效果。

3.重视实验教学,拓展专业实践

实验室是从事实验教学、科学研究的重要基地,是高等学校实施素质教育、培养学生创新精神与实践能力的重要基地[2]。而目前受学时限制,无论是从实验数量与质量上都不足以培养学生的专业素质与创新能力。实验室的开放,不仅可以充分利用实验资源,还可以为学生提供自主发展和实践锻炼的空间,是提高仪器设备利用率的有效措施。因此,在有完善的规章制度保证的前提下,合理的对本科生开放部分专业实验室,有利于学生提高动手实践能力。鼓励学生开展诸如《水文学原理》、《水文信息采集与处理》等课程的相关实验,特别应适当开设一些带有探索性质的实验。此外,大力鼓励本科生全程参与研究生的课题实验,尽量为学生创造发现新问题的机会。通过参与实验,有利于学生了解当今的新技术、新手段、新设备在本专业的应用状况,如水文自动测报系统、激光颗粒粒度分析仪、ADV、TDR等先进设备。“实践、认识,再实践、再认识”是人类认识事物的规律,实践是本专业学生的重要教学环节。通过实践环节,可以有效提升动手能力、巩固课堂所学理论知识。大力鼓励本科生参与教师的生产与科研课题,提高学生综合运用知识、分析问题的能力,还可从实际工作中发现问题,有利于培养学生的创新能力。因此,需建立相应的专业实习、实践基地等以利于学生开展相关的实践活动。如我校建立了水利与环境工程部级实验教学示范中心,与长江三峡集团公司、长江水利委员会三峡水文局、中国水电顾问集团中南勘测设计研究院宜昌分院等单位合作,搭建校外人才培养实践教学实习基地,为培养大学生社会适应能力与实践创新能力提供了条件。

4.建立创新实践保障机制

水文与水资源工程第4篇

作者简介: 甘 磊(1983―),男,湖南岳阳人,博士,副教授,研究方向:农田水分模拟;

周 蕊(1988―),女,硕士研究生在读,研究方向:水资源可持续发展。

摘 要: 中国水文与水资源工程专业的学科建设目前还处于不断发展及调整的阶段。桂林理工大学水文专业就如何立足广西,面向西南这一关键问题,对本专业课程设置进行精准定位,认为本专业的学科发展应从水文学及水资源、河流健康与水环境治理、生态水利与节水灌溉等三个研究方向着手,并从师资队伍建设与实践教学能力的提高、校外实习基地以及改革人才培 养模式等方面进行分析,为开设有地方特色的“岩溶水文学”“岩溶生态水文学”及“岩溶区水资源开发利用”等课程提供准备。

关键词: 水文与水资源工程;岩溶区;课程定位

水文与水资源工程专业是伴随着中国社会经济的发展需求和中国高等教育的改革与创新而逐渐发展建设起来的。本专业的发展历程大致分为三个阶段:陆地水文阶段、水文及水资源利用阶段和水文与水资源工程阶段[ 1][ 2][ 3]。从水文与水资源工程专业的发展现状来看,水文与水资源工程专业是一门具有潜力且发展迅速的学科,主要以水文水资源的勘查、开发、利用、评价、规划、管理与保护为教学内容,以区域水资源调配、城乡供水安全、防洪减灾、水资源与环境分析计算、地下水资源开发利用、地质队水文工作为研究方向,是指导水文水资源业务的理论基础[ 4]。本专业重在培养适应我国现代水利事业发展需要,具有进行水文测报、水文水资源勘测、水资源开发利用、水资源与环境评价、规划设计和管理等能力的应用型工程类高级人才。桂林理工大学水文与 水资源工程专业是广西区本科院校中唯一开设的本科专业。本专业立足于岩溶 区水文水资源、生态环境问题、水资源 勘查、水资源保护、农业水利工程、建 设项目水资源论证、水土保持研究等领域。

一、课程设置情况

各大高校开设的水文与水资源工程专业的基础课程基本上是一致的,主要包括自然地理学、水力学、气象学、河流动力学、水文学原理、水文预报等。下表是2013年新修订的桂林理工大学水文与水资源工程专业人才培养方案课程设置表。从表中数据来看,桂林理工大学水文与水资源工程对本专业关于地表水和地下水的研究重点没有进行细致的划分,是一种两者兼顾、博学浅知的培养方式。因此,该专业的毕业生就业服务方向也比较广泛,主要为水利、水电、水资源测报、能源、地质队等多个部门。同时这种两者兼顾的培养方式使得该专业本科生同时了解和掌握地表和地下水文两方面的知识,也大大减小了学生报考其他科研院校硕士研究生的局限性。除了理论教学外,本专业也将实践教学定为专业人才培养的重要途径,新修订的人才培养方案中实践周数占到36周,54个学分(见下表)。尽管课程设置相当合理,但是长期的科研教学中 也发现许多不完善的地方,往往是最优的规划,达不到最理想的目标。因此,抓准专业定位和发展方向,培养科学合理的师资队伍,提高教师实践教学水平,加强学生的操作水平与解决问题的能力,解决理论与实践之间的矛盾,是本专业今后发展的重要方向。

二、学科发展定位

本专业的学科发展要立足于广西,面向西南。基于地球系统科学和水科学理论,以广西及西南广泛分布的岩溶地区为主要研究对象,解决水资源开发、评价与管理等诸多现存问题等。基于广西地区岩溶特色,本学科开展以水资源评价、河流水资源保护与管理、水资源污染防治为主的学科特色建设已见雏形。根据广西水利事业发展的实际情况和本学科的研究基础, 本专业的学科发 展应从以下三个研究方向着手:①水文学及水资源。以缓解当前水资源供需矛盾为目的,立足于岩溶区水文水资源、生态环境问题、水资源勘查、水资源保护、水土保持研究等领域。②河流健康与水环境治理。以广西岩溶地区特殊的“地质―气候―水文”环境立足点,开展地表水资源有效开发与保护方面研究并进行工程示范。③生态水利与节水灌溉。应紧密结合广西水利建设的特点, 主要在农业水利优化规划与管理决策理论应用、稻田水环境、岩溶灌区水管理、 节水灌溉理论与技术等领域开展研究。

三、师资队伍建设与实践教学能力的提高

建立开放型、多元化教学团队,建立以“自主培养为主,吸收引进为辅”的特色师资培养方案。引进或自主培养博士,提高专业教师的学术水平,争取专业教师博士学位比例达到90%以上。重点支持主干课程、精品课程教师采取多种方式进修提高。输送骨干教师到国内高水平院校进修培训或攻读博士学位,参与高水平科研项目的研究。同时积极邀请外籍教授为学生系统教授1~2门专业课程,在推进国际交流和国际化办学、培养具有国际视野人才方面展开积极探索和有益尝试。

围绕人才培养为地方经济服务的目标,根据特色专业建设和课程体系调整,必须强化工程实践教学。通过教师到企业培训、聘用企业导师和引进具有企业工作经历的教师等方式,优化教师结构、合理配置资源,满足为地方培养具有工程实践能力的创新人才的需求。派遣骨干青年教师到企业进行脱产或半脱产的实习锻炼,参与企业生产管理、项目论证、技术改造和职工培训等,丰富实践经历和工作经验,掌握企业最新技术动态,提高实践教学能力,提高专业教学质量。新上岗的教师(包括博士、硕士)先到实习基地或相关企业进行短期上岗培训,学习专业操作技能,取得相应的上岗证和技能等级证书。

四、积极开拓校外实习基地,改革人才培养模式

1 形成学校、企事业单位及科研院所共同培养学生的机制

立足地方,依托行业,与一批实力雄厚的大型企事业单位建立联合培养基地,培育建立工程实践教育中心。学校与地方支柱产业与行业企业充分利用各自的优势,以需求为导向,以服务为宗旨,将本科教育与用人需求有机地结合起来,成立产学研合作教学指导委员会指导人才培养方案制定、课程开发和教学工作。制定并实施“3+1”教学模式,构建基于产学研的课程设置体系,提高专业教学质量。水文与水资源工程专业按“3+1”模式组织教学,即学校培养阶段累计约3年,企业培养阶段累计约1年。低年级在校接受基础教育和通识教育,高年级进入大型企事业单位设立的创新实践基地,按照学习、研究和工作一体化模式,开展以解决前沿科学问题、重大工程技术问题、生产与社会领域实际问题为导向的探究式学习,增强创新意识和实践能力。

2 大力开拓实习基地,加强实习基地建设

目前本专业与多家单位建立了实践教学合作关系,如,南宁建宁水务投资集团有限责任公司、广西环境科学研究、青狮潭水库库区管理站、玉林市灌溉试验站、北海灌溉试验站等教学实习和科研实验基地以及水利工程与农业水环境研究生联合培养基地。如何整合这些实习单位的资源,挖掘实践教学内容和形式进行长期合作是值得思考的一个问题。充分挖掘实习基地能力训练、产学研结合、职业素养培育等功能,通过“校企合作”的方式,整合社会资源,与区内外大型企事业单位打造“校―企”一体化实训平台。积极与区内外大型企事业单位签订合作培养协议,开展双导师(校内指导老师+校外生产单位的实习指导老师)培养模式探索,使本科生在教师和企业优秀技术骨干双重指导下完成“设计―施工―运行”全过程实习实训,同时学生进入企业的研发中心开展科研服务,使“教学型”实训逐步向“生产型”实训转变,使学生“教中学”向“做中学”转变,真正实现产教结合、工学结合的目标。

3 完善以“以人为本”为导向的教学运行机制,促进学生个性化发展

深化本科生导师制、教师坐班(office hours)制。完善本科生导师制,配套建立环境科学与工程学院“教师坐班(office hours)制”,实现教师对学生应用型创新能力大学四年不断性培养。在大一阶段,导师主要负责学生专业引导学习、专业研究基本素质等方面的培养;大二、大三阶段,导师指导学生参加课外科技活动,依托教师的科研条件和指导力量让学生早日进入实验室参加教师的课题研究,将专业科学研究渗入学生课外生活;大四阶段,学生全面参与指导老师科研项目,毕业设计(论文)与具有地方特色的科研、工程、社会应用项目密切联系,实现真题真做,充分体现基础研究与科研前沿的有机结合。同时鼓励学生参加大学生“挑战杯”竞赛,这不仅为提高学生素质、培养实践能力和创新能力创造条件,又在更大程度上满足个性化培养的需求。

水文与水资源工程专业是水文学与水资源学等多学科相互渗透和影响的学科,目前还处于不断发展及调整的阶段。利用桂林理工大学水文与水资源工程的区位优势、学科优势和政策优势,充分发挥校企对接、多平动的教学优势,将人才培养融入区域经济建设,培养“好学、好思、好动、好用”的高水平应用型水利工程专业人才,并逐步形成具有区域特色的高水平水利专业工程应用型创新人才培养模式。这对于岩溶水文学、岩溶生态水文学的学科发展及岩溶区水资源开发利用均具有重要的理论意义和现实意义。

参考文献:

[1 ] 陈元芳,芮孝芳,董增川.国内外水文水资源专业教育比较研究 [ J ] . 河海大学学报(社会科学版),1999 (4):67―70.

[2 ] 陈元芳,董增川,任立良,等.水文与水资源工程专业教学改革初探 [ J ] .河海大学学报(社会科学版),2001,29(2):20―22.

水文与水资源工程第5篇

关键词:3S技术,遥感技术,地理信息系统

中图分类号: P208 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)05(a)-0000-00

一、3S技术的基本原理

通过3S技术的应用,可以以RS完成遥感影像图的获取,有着快速和实时、动态的信息功能,保证地理信息系统能够得到及时的、准确的、综合的资源与环境方面的数据,按照实际需要,对GIS数据库进行及时的更新[1]。

GIS可以进行地理数据方面的数据采集、数据管理、数据查询、数据计算及数据分析,帮助遥感信息完成提取与分析、应用,提供必要手段与辅助的数据,使遥感数据自动分类的精度得到提高。而GPS还可以通过实时的、连续的对地球任意点经纬和高程的确定,对物体三维和时间的精确,提供准确的空间定位和数据,以识别遥感图像完成地面控制与样本像元类型的判断,帮助图像完成几何校正与投影的变换,更好的完成分类服务。

二、3S技术在水文与水资源工程上的应用分析

(一)、3S技术在水文与水资源工程上的理论应用

1、水文的勘测

对研究区域的湖泊或者江河图形与图像等资料进行收集,按照光谱特性与样本特征,建立起解译的标志,完成遥感图判读。应用GPS完成野外实地的定点、定位校核,对勘测区域的校核点进行数据库的分类和建设,评价勘测的结果。通过数字高程模型的建立,对等高线、面积、体积进行计算,确定沿江的地形和地貌特征及植被的分布规律[2]。

2、水文的模拟

DEM分布式的水文模型作为现代水文模拟的技术发展趋势,是水文模型重要的发展方向。现阶段,水文模拟技术的发展是把水文模型和GIS结合在一起,使GIS数据可以在数据管理和空间分析、可视性等功能得到充分的利用。DEM也是GIS重要的数据构成,提取流域重要水文参数,例如:流域坡度和坡向、汇流网络及流域界线等方面。水文模型的建立,可能使流域内土壤、植被和大气中水运动进行模拟,完成地表与地下水演算[3]。

3、水文的预报

以RS完成卫星云图和气象信息资料的及时接收,再结合自动监测的相关设备与系统,通过GIS信息平台,完成动态电子地图在水文信息方面的查看,也可以通过模型库与人工神经网络及回归分析等理论与方法,完成水文要素的科学预测,例如:降水和洪峰流量、持续的时间等,帮助完成水量的调度与防汛、抗灾,提供十分科学、准确、及时的数据依据。

4、水环境的自动监测

水环境的自动监测包括数据库和计算机的通信网络作为基础,以自动化监测设备和3S技术结合在一起,保证水环境要素能够实时、高效而高精度的实现在线监测。既有监测信息获取和存储,也有监测信息的分析、管理和评价。对水浑浊程度和PH值等进行定量监测,再结合GPS完成污染位置的定性监测,实现地面沉降的监测。以GIS与RS技术完成水域分布、水体沼泽、水体富营养、泥沙污染及水土流失等变化的实时监控[4]。

5、生态环境和生态用水的计算

对数据源进行选择与收集,按照土地覆被的分布情况和变化规律,处理遥感图像,对专题信息进行提取,例如:提取土地建设的情况、农作物的产量与水深等。应用系统完成数据的修正和检验。应用GIS完成生态环境的调查,获取其它数据源,实现生态环境的评价和调控、管理,为研究工作提供资料。应用生态用水量的计算模型,完成生态用水量的计算。

6、防洪和抗灾

在洪汛来临之前,要结合当地的DEM和水文、气象相关信息,根据洪水演进做出模拟预测,对洪水淹没的范围和损失进行预测,作为防洪指挥与调度的依据,更好的完成防洪和抗灾工作。当发生灾情后,可以应用卫星对相关信息进行收集,通过及时而准确的卫星图像,反映洪水灾情的实际情况。按照3S技术灾害的评估模型,对受灾的人口与面积进行评估,在紧急情况,也可以选择出灾民最佳的撤离路线。

7、地表、地下水资源的计算和管理

可以应用GIS的等值钱完成降水量和高程模型的建立,有效解决由于水文站过少不能计算出降水量的问题。应用GIS技术,以度量和人为的作用,进行地下水数学模型的建立,也可以应用GIS技术进行预测年流场和水位埋深、水位降深等图像的显示与分析。

(二)、3S技术在水文与水资源实践工程应用

经过上述大量的理论研究,可以准确得到研究区基础的水文信息,再结合水文与水资源的基础信息,结合具体工程水文地质情况进行综合分析,按照一定的条件,来判断出富水的程度,可以划分为岩溶地下水、裂隙水补给与排泄区,从而确定出地下水流动的方向,来推断富水区,从而圈定具有供水意义的水源,以下,以某工程为例,分析水源地质条件在3S技术的应用。

1、断层富水分析

断层贮存了丰富的地下水,以集水的廓道和导水通道来分析断层富水的程度,这对于富水区分析来说,具有十分重要的意义,可以充分发挥出GIS数据分析的功能。对断层富水程度的分析,为了为工程水资源勘查提供充分的依据,更好的为工程服务。按照水文地质的相关理论,可以判断出断层富水程度和断层岩石类型及断层力学、规模、活动性等有直接的关系。根据断层力学的性质进行分析,张性与张扭性断层的结构十分疏松,而且多有空隙,具有很强的透水性与含水性,属于富水断层。由于不同程度动力变质,会使透水性与含水性变差,对可溶性与非可溶性的岩石判断,会影响带宽度,断层如果具备含水的条件,即为富水断层。根据断层活动性来分析,地质停止活动死断层,不论压性与张性,破碎带被填充产生胶结或固结,都可以判断为非富水断层。

根据以上原则,应用GIS进行断层富水的分析,按照翻译的成果与地质构造,把断层根据力学性质分成张性与张扭性断层、压性和压扭性断层,判断是富水断层。构建压性和压扭性的断层,与性质不明的断层10米缓冲区,把断层线转变成区,和岩性遥感的解译图分析空间叠加,来获得断层10米岩性信息。把断层10米缓冲区岩性信息输出,根据判断原则来分析出断层富水性。判断原则为碳酸盐岩石是否大于断层10米的缓冲区一半,就可以判断出断层是否是富水断层,相反就是非富水断层,在GIS中要实现可视化。

2、碳酸盐岩含水岩富水程度的分析

设定本工程中研究对象为岩溶水资源,就要分析出碳酸盐岩含水岩组富水程度。按照水文地质的理论,分析含水地层富水程度和地层厚度、岩性及裂隙发育程度。一般以平水年泉流量进行划分,经过长期观测,通过GIS平台来实现。既要分析冲沟密集岩石的性质,还要分析地层厚度与裂隙发育的程度表现,根据冲沟密度划分碳酸盐含水岩组富水的程度。

根据GIS空间分析,确定水系信息和地层岩性信息的空间分析,来计算出碳酸盐岩地层冲沟密度。按照已有水文资料,把富水分成富水强、中两级,根据数据,把冲沟密度大于冲沟密度平均层地层设定是富水强碳酸夺的含水岩,相反则为中等含水岩,以此研究该工程碳酸盐富水的程度。

3、3S技术在地形测量时的设备作用

水下地形的测量常使用横断面的方式来完成,按照要求于河道布置好若干的断面,再进行平面的定位与水深的测量,由此,进行水下地形图的绘编。通过现场实测,以RTK技术和测深仪形成测量系统对河道的相关信息进行提取,再通过GPS接收机来完成定位和测量,一般测深仪可以完成水深的测量,配合专业测绘的软件与绘图仪能够构成河道测量的自动化系统。通过对水下地形点平面和高程等数据的采集,完成检查和校核,再输入进专业数字地形图,以软件完成断面图的成图处理,最后得出具有高精度数字地形图与断面图。

结束语:

综上所述,我国传统水文与水资源信息收集与处理技术相对落后,随着计算机技术发展,已经开始数据库信息系统的建立,因为传统数据库的结构不具备空间性,无法完成空间信息管理和分析,应用3S技术,可以把GIS作为核心,完成水文与水资源的系统支持,通过可视化的空间信息处理,使数据更生动、更直观、更易于理解。3S技术在水文与水资源工程上的应用必将为我国水文环境与水资源管理提供更强技术支持,而内容得到极大的丰富。

参考文献:

[1]霍明远.地下水资源系统勘查技术与综合评价方法[M].北京:科学出版社,2012.

[2]李婧,张超,海,等.基于空间技术北京市地貌类型区划研究[J].中国农业科技导报,2012(2):126-129.

水文与水资源工程第6篇

关键词:煤炭院校;工程地质学;水文与水资源工程专业;教学改革

中图分类号:G642.0;TV 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2016)05-0090-03

水文与水资源工程专业是伴随着高等教育的发展和国家经济建设的需求而发展起来的。至2014年,全国大约有48所院校开设了水文与水资源工程专业,其中煤炭院校(隶属原煤炭工业部)有7所,这些院校的水文与水资源工程专业几乎都是由过去的水文地质专业发展而来的[1]。众所周知,水文与水资源工程专业、水文地质专业分属于不同的学科门类,前者属水利工程,后者属地质资源与地质工程。从学科对专业人才的定位来看,由于二者培养要求和培养目标的差别,导致了课程设置的不同。因此,对于煤炭院校从事水文与水资源工程专业的教育工作者来说,教育教学如何既能秉承学科传统特色优势,又能满足未来社会经济发展对该专业人才的需求是亟待解决的一大问题。

工程地质学是水利工程、土木工程、地质资源与地质工程等学科的一门较重要的专业基础课。它是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学,是以地学学科的理论为基础,应用数学、力学的知识和工程学科的技术与方法,来解决与工程规划、设计、施工和运营有关的地质问题[2]。由于工程地质学涉及内容多,概念广,实践性很强,且学生缺乏必要的实践经验和机会,因此,如何在有限的教学时间内合理安排教学环节,使学生既能牢固掌握工程地质学的基本概念及基本原理,又具备分析工程地质条件、解决工程地质问题的能力,是一个值得探讨的问题。笔者结合近年来在工程地质学课程教学与实践经验,针对目前工程地质学课程教学中存在的问题,就如何提高水文与水资源工程专业工程地质学课程教学质量与教学效果进行探讨。

一、煤炭院校水文与水资源工程专业工程地质学课程教学存在的问题

(一)课程内容多,授课学时少

根据国家高等教育对人才培养的要求,近些年来,多数院校在培养方案的制定上存在着向公共课倾斜的现象,这使得专业课学时被不断压缩。主要表现在课程学时少,尤其是实践教学环节。过去动辄几十学时乃至上百学时的课程,现在多为32~48学时。在多数煤炭院校中,水文与水资源工程专业开设有基础地质学、矿物岩石学、构造地质学等课程,具有一定的地学背景。即便如此,工程地质学课程仍涉及工程岩土学、工程动力地质作用、岩土工程勘察等方面的内容,这使得该课程教学内容繁杂,教师上课难度增大。在此情况下,如不进行课程教学改革,教师就无法很好地完成相关内容的讲授;同时学生对专业领域知识的学习也将停留在较浅的感性认知阶段,不能理解机理性的问题,更不能深刻地认识该课程在国民经济建设中的作用,这势必对学生未来就业产生不利的影响。

(二)教学方法单调

工程地质学课程基本概念和基本原理较多,同时该课程又具有很强的实践性,因此,单一的多媒体或板书授课模式很难调动学生的积极性。加之个别教师实践经验不足,存在照本宣科的现象;而个别教师授课又完全脱离指定教材,这些都容易使学生产生厌学心理。此外,课程中涉及的一些教学内容,诸如崩塌、滑坡等灾害的形成机理及演化过程等比较抽象,单纯在PPT中以图片形式展示,不能很好地呈现,学生缺少感性的认识,这在一定程度上挫伤了学生学习的积极性和主动性。

(三)实践环节薄弱

近些年来,随着高校的不断扩张,教学资源的投入问题已经成为高校普遍面临的问题。具体到实践教学环节,主要体现两个方面:一方面野外实践场地或基地功能缺失,满足不了野外实践教学的需求;另一方面学生人数与设备台套数不成比例,同时也存在部分试验仪器无场地安放的尴尬局面,导致部分试验无法开出,学生动手能力得不到培养。此外,还存在实验教学方式和时间不灵活等问题。目前多数院校的室内实验都是教师准备好试验后,学生在制定的条件下按照实验指导书进行,学生真正思考的较少,部分学生既不动脑也不动手,而是依靠同组其他同学来完成实验,这不利于学生实践能力的培养,容易导致学生实践能力不足或丧失。

(四)考核方式单一

考核成绩比例分配不合理,多数院校该课程考核成绩都是由期末考试成绩(约占70%~80%)和平时成绩(占20%~30%)组成,而平时成绩又多以上课出勤率、课外作业以及实践环节表现等形式存在,其中上课出勤率占主导地位。这样难免会存在一些学生到课不听课,考前突击且考分很高的现象。此外,考核的内容也不够全面,多侧重于理论知识,往往忽视学生动手能力的考核,最终导致校内所学知识与实际工作脱节,不利于综合人才的培养。

二、课程教学改革探索

针对当前教学过程中存在的问题,结合近年来的教学和实践经验,提出从教学内容、教学手段和教学环节等几方面对课程教学进行改革。

(一)合理优化教学内容,改专业通识教学为行业特色教学

在教学内容的选择上,要突出院校的特色优势。针对煤炭院校水文与水资源工程专业具有地学背景这一特点,工程地质学课程教学可主要讲解三部分的内容,即岩土体工程地质性质研究、工程动力地质作用研究以及工程地质勘察等。岩土体工程地质性质研究是该课程的基础,该部分主要讲授土的物质组成、物理力学性质以及岩土体的工程地质特性;工程动力地质作用研究是该课程的核心内容,讲授学时应占总学时的一半以上。该部分主要讲授活断层和地震、斜坡、岩溶、泥石流及地下硐室的工程地质研究;工程地质勘察部分主要讲授工程地质测绘、勘探、试验以及长期观测等几种工程地质勘察方法。课程教学要确保在有限的学时内突出重点,同时也要注意前后所学课程内容上的衔接,避免重复。

(二)丰富教学方法和手段,改单一的满堂灌为交互式教学

工程地质学具有较强的实践性,其教学目标是要培养学生对于工程地质现象的认识、判断能力和工程地质问题的分析、处理能力,这需要在传统教学模式的基础上,紧扣学科的发展前沿和热点问题,丰富教学方法和手段,灵活组织课堂教学。

传统课堂教学方式使学生获取的知识较多地局限在抽象的经验上,而现代化的教学手段不仅可以使学生获取抽象的理论知识,还可以提供丰富的观察经验,在一定程度上将理论与实践相结合,因此要充分利用现代化的教学手段。如在讲授滑坡、泥石流等内容时可采用flas或影像资料展示灾害的形成过程、危害以及其防治措施;在讲授地震的工程地质研究内容时可结合典型的地震(5・12汶川大地震),讲解地震发生的机理及预警预防措施;在讲解地下硐室位置的工程地质论证时,可借助物理模型来分析地形、地质构造、岩性特征等对硐室位置的影响等等。这些方法和手段的引入不仅可增强教学的直观性、主动性,同时也可节省一定的时间,扩大课堂教学的信息量,提高教学效果。

鉴于该课程内容多,课时少,可采取学生自学、教师课堂讲解和课外辅导答疑相结合的教学方法,以锻炼学生的自学能力。还可就工程地质学领域的热点问题,设置课堂辩论。通过教师布置论题―学生收集资料―学生课堂辩论―教师讲解剖析的教学过程,改过去教学单行道(教师到学生)为双行道(教师到学生,学生到教师),引导学生分析问题和解决问题。例如,针对近期发生的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,可设置“地质灾害的主要诱因?人类活动or自然条件”的论题,让学生通过查阅与崩塌、滑坡、泥石流等灾害相关的资料,展开讨论与辩论,从而达到牢固掌握崩塌、滑坡、泥石流等相关知识的目的。此外,还可增加一些工程实例课,让学生尝试用所学知识去解决实际问题。例如利用最新发生的地震、滑坡及泥石流等地质灾害的工程实例,探讨这些灾害的发生机理及防治措施,从而锻炼学生发现问题和分析问题的能力。

(三)加强实践环节教学,改被动式接受为主动式探索

在实施实践教学活动时,要强调以学生为主体,培养学生的动手能力,充分发挥实验教师的引导作用。在进行实验之前,指导教师可提出实验要求及注意事项,并给出参考意见,让学生自行设计实验方案,将原来的验证性实验改为设计性实验。尽量创造条件让学生开拓思维,发挥想象力和创造力,激发学生学习的主动性和积极性,提高洞察力,培养严肃认真和实事求是的工作作风,提高学生的综合素质。

野外实践应有效地将理论与实际相结合。因此,在进行野外实践教学时地点应尽可能选择工程地质现象丰富的地方。对河南理工大学而言,可在市区北部的缝山针公园进行为期半天的实践教学活动。结合园区内原有采石场开挖形成的人工边坡讲解边坡的应力分布状态及变化特征,边坡变形破坏类型及稳定性的影响因素,同时还可结合该园区的生态恢复治理工程讲解边坡变形破坏的防治原则和措施。此外,可结合水文与水资源工程专业学生未来就业意愿和方向,在毕业设计(论文)环节安排一些与工程地质有关的实践内容,例如岩土工程勘察设计或岩土工程分析与评价、边坡稳定性分析与评价以及煤矸石堆积体稳定性分析等。在毕业设计(论文)过程中要充分发挥学生的主观能动性,让学生多动手、多动脑,多方位培养学生获取知识的能力和创新能力。

(四)完善考核内容与方式,改重视理论考核为突出实践性考核

改变考核成绩的比例组成,将平时考核成绩的比例提高10%~20%,弱化到课率在平时成绩中的主导地位,突出学生实践环节的综合表现。同时加大课堂表现方面的考核力度,就重点内容的一些问题进行课堂提问,积极主动回答问题者每次加2分,答对的再加3分,这在一定程度上能促进学生思考问题的积极性,也有利于“教”与“学”之间的互动。在考核内容上要增加一些综合能力的考核,不仅要考核理论知识,还要设置一些案例分析题,考核学生运用所学理论知识解决实际问题的能力,使学生综合素质得到提高。

三、结语

工程地质学作为多数煤炭院校水文与水资源工程专业一门较重要的专业基础课,课程内容广泛,实践性较强,在目前的教学中存在课程内容多、授课学时少、教学方法单调、实践环节薄弱及考核方式单一等问题。针对这些问题,在教学内容、教学手段和教学环节等方面提出了合理优化教学内容,改专业通识教学为行业特色教学;丰富教学方法和手段,改单一的满堂灌为交互式教学;加强实践环节教学,改被动式接受为主动式探索;完善考核内容与方式,改重视理论考核为突出实践性考核等措施,使学生具有分析问题和解决问题的能力,培养时代需要的高素质综合性专业人才。

参考文献:

水文与水资源工程第7篇

[关键词]水文与水资源工程专业 环境类课程 教学

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)08-0061-02

一、前言

水文与水资源工程专业是以地球科学基本理论为基础,以水资源为主要研究对象,通过系统学习水资源的分布、形成、迁移和转化等方面的专业知识和技能,为人类社会和经济发展服务的一个新兴专业。水文与水资源工程专业在我国大致经历了三个发展阶段:陆地水文阶段、水文及水资源利用阶段和水文与水资源工程阶段[2]。水文与水资源工程专业发展的总趋势是,越来越注重水环境问题的教学与研究。

我国当前面临的主要水资源问题可归纳为:水多、水少和水脏。由于我国所处的地理位置,决定了我国的水资源存在南方多、北方少的空间分布不均问题;由于受季风气候的影响导致我国水资源存在年内分配不均的问题,即夏秋季多、冬春季少的特点,大部分地区70%~80%的降雨集在3~4个月内,从而造成水资源的时间上分配不均匀。随着我国社会经济的发展,水污染问题也越来越突出,许多水资源丰富的地区出现了水质性缺水的问题。

根据当前我国的水资源状况和水污染的形势,在水文与水资源工程专业中加强环境类课程的教学和实践已取得基本的共识,但对于加强哪些知识的学习和能力的培养还需要进一步探讨。由于各学校的办学条件和办学基础不同,对水文与水资源工程专业的课程设计目前还存在比较大的差异,甚至部分学校还存在根据师资条件设置课程的现象。在这样的情况下,探讨并逐步明确在水文与水资源工程专业中增加哪方面的环境类课程的教学和实践是十分必要的。

二、水文与水资源工程专业具备的环境科学知识

环境科学专业所涉及的内容十分广泛,对于水文与水资源工程专业的学生而言应具备以下四方面的知识。

(一)水质监测分析方面的知识

随着我国经济的发展,水污染现象日益凸显。水文与水资源工程专业的学生应具备水质分析、水环境监测方面的相关知识。了解每项水质指标的意义及其分析原理方法。水质指标大体可分为:物理指标、化学指标、生物指标和放射性指标。对于每一类指标所包含的内容及其分析方法应有所了解,熟悉我国对水环境的分类和不同类型水体的适用范围。

(二)水环境生态系统的知识

水是生态系统的组成部分和物质基础。生态系统有其基本的组成:生产者、消费者、分解者及无机物质和能量。在水生态系统内生产者主要是水中的植物、浮游的藻类等自养型生物;消费者主要为各种底栖动物、浮游动物等;分解者为各种细菌等微生物;无机物质则包括氮、磷、硫、碳、氢和氧等组成生物体的各种宏量元素和微量元素;水生态系统中的能量主要来自于太阳能。水是生态系统中十分重要的组成物质,它是生物所需物质的载体,同时也是生物体的重要组成部分。

对于水资源必须从生态系统的角度进行认识,将水资源的演化过程与生态系统的发展演化过程相结合起来。随着生态系统的发展、演替,其相应的水环境条件会发生变化。如在水体中随着各种植物的增加,水体中的各种营养物质会发生变化,进而影响水中动物、微生物的变化;由于人类城市生态系统的发展,还会造成城市河段水体的水质恶化等。

(三)水质模型方面的知识

水质模型是根据质量守恒原理运用数学语言和方法描述参加水循环的水质组分所发生的物理、化学、生物化学和生态学等方面的变化规律、相互关系的数学模型。水质模型是研究水环境的重要方法之一,通过模型模拟水质变化过程可以进一步认识污染物在水体中的演变规律。水质模型可以为分:零维模型、一维模型、二维模型和三维模型。根据不同的水体选择相应的模型进行模拟,一维和二维模型在实际中采用得比较多。随着分布式水文模型的发展,具有分布式特征的水质模型也得到了快速发展。

水质模型的建立可分为:模型概化、模型性质研究、模型参数估计、模型的验证和模型应用等步骤。水质模型的计算通常需要求解高阶的动力方程。水文与水资源工程专业的学生可在学习水力学、数值法等课程基础上开设相关课程。

(四)水环境经济方面的知识

随着水资源问题的越来越突出,流域内水资源争端也更加激烈。如何平衡好流域内水资源的利益问题显得十分重要。一般而言,经济比较发达的地区都位于一条流域的下游地区。同时,也需要更多的水资源来支撑经济的发展。上游地区为了保护水资源而不能大力发展污染比较大的工业,这样便造成了流域内地区经济发展的不平衡。如何补偿上游地区为保护水资源而作出的牺牲,需要运用环境经济方面的知识。因此,水文与水资源工程专业的学生应具备水环境经济方面的知识,以便在处理水争端时,能充分考虑各方面的利益。

三、加强实践,提高水文与水资源专业学生运用环境科学知识的能力

针对当前水文与水资源工程专业环境科学知识实践内容较少的现实,有必要在课程设计上增加相关内容,同时在实践环节中加强对环境科学知识的运用。

(一)适当开设水环境监测实验内容

根据水环境监测的主要内容,在水环境化学课程或水环境保护概论课程中有针对性地增加水环境监测方面的实验。实验的内容主要为水质分析中的常规指标的分析,如水中溶解氧(DO)、pH、COD、氮、磷、叶绿素等指标的分析。通过实验培养学生的实际操作能力。

(二)在生产实习中增加水生态调查内容

生产实习是水文与水资源工程专业学习过程中十分重要的一次实习,其目的在于通过实习,达到基本能综合运用相关知识的能力。为了提高水文与水资源工程专业运用环境科学知识的能力,可以在生产实习环节增加水生态调查方面的内容。如调查不同污染程度水体中底栖生物的种类、数量的变化,调查不同污染河段中浮游动、植物的变化,水体中叶绿素的变化等,进而认识水环境污染对水生态系统的影响。

(三)配备高性能计算机,提高学生运用水质模型的能力

随着科学技术的发展,对于水体中污染物的扩散、迁移和转化过程的模拟由零维和一维逐步发展到二维、三维;模型参数也由最初的DO、BOD参数发展到更多参数,如N、P、叶绿素等参数;模拟的对象由以前单纯模拟水中污染物质的迁移、转化发展到大气―水体、水体―沉积物等介质中污染物的交换、扩散等过程。随着水质模型维数、参数的增加和界面过程的加入,水环境模型的计算量也成倍地增加。采用高性能计算机来求解水质模型是大势所趋。水文与水资源工程专业的课程设置中应有针对性地开设水质模型的建立、求解的相关内容。如可以先让学生学习如何建立并求解较简单的零维水箱模型或一维BOD-DO模型,然后再逐步引入其他参数。水环境模型的建立和运用还可以融合到地理信息系统(GIS),使模拟结果可视化。通过建立和求解水环境模型,使学生初步具备运用计算机解决水环境污染问题的能力。

(四)小流域调查时增加水污染调查内容,培养学生全流域管理理念

小流域调查是水文与水资源工程专业的比较重要的一次实习。目的在于综合运用所学的水文与水资源知识对一个流域进行分析研究,其涉及的内容较多。随着水环境问题的凸显,在小流域调查过程中可以适当增加水污染的调查,如流域内点源、非点源的调查,上、下游水污染的关系。运用环境经济学的观点来分析水环境污染的经济学关系,如分析水环境污染的外部性、流域内水环境污染的受益者和受害者及如何保持流域的可持续发展等。

四、结论

随着社会经济的发展,水文与水资源工程专业的人才培养目标也发生了一定的变化。由于环境污染问题越来越突出,水文与水资源工程专业人才也必将面临新的机遇和挑战。作为培养水文与水资源工程高级专门人才的高校,应适应社会经济发展的需求,在水文与水资源工程专业教学内容中适当增加环境科学的相关知识,在实践环节中加强对环境科学相关知识的运用,使培养出的人才更加能符合社会和经济发展的需求。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 张升堂.水文与水资源工程专业培养动态及问题分析[J].中国电力教育,2009,(17):18-20.

[2] 宋松柏,康艳.我国水文与水资源工程专业教育的现状分析与思考[J].中国地质教育,2011,(3):68-73.

[3] 赵华荣,夏北成,江学顶.桂林市近50年降雨变化特征分析[J].桂林理工大学学报,2011,31(2):202-206.

水文与水资源工程第8篇

关键词:水文与水资源工程;人才培养;保障体系

作者简介:莫淑红(1972-),女,宁夏中卫人,西安理工大学陕西省生态水利工程国家重点实验室培育基地,副教授;宋孝玉(1971-),女,陕西安康人,西安理工大学陕西省生态水利工程国家重点实验室培育基地,教授。(陕西 西安 710048)

基金项目:本文系陕西省重点科技创新团队(项目编号:2012KCT-10)的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)05-0061-03

《国家中长期教育改革和发展规划纲要 (2010—2020年)》提出要全面实施高等学校本科教学质量与教学改革工程,健全教学质量保障体系,提高人才培养质量。教育部提出,21世纪我国水利教育改革与发展目标是建立与国家教育、经济体制相协调,适应水利行业现代化发展需要,层次、结构合理,质量、效益较佳的现代水利教育体系,培养具有行业特色的现代化水利人才。因此,随着我国社会经济的高速发展和现代治水观念的转变,水文与水资源工程专业教育应主动适应水利经济当前建设和未来发展的需要,对专业人才培养的目标、模式、特色以及服务面向等方面进行正确定位,创新人才培养体系,培养面向现代水利建设所需要的高质量创新型人才。

一、水文与水资源专业发展的历史、现状与发展趋势

我国水文与水资源工程专业是伴随着高校教育的发展和国家经济建设的需求发展起来的。1954年原华东水利学院创办了我国第一个水文本科专业——陆地水文专业,经1998年教育部专业目录修订为水文与水资源工程专业使用至今,为了更好地服务于经济社会,培养出适应水文学科发展和经济社会需求的高质量水文专业人才,该专业从创办伊始至今大概经历了三个阶段的建设与发展。第一阶段(1952~1993年)是指最早以“工程水文”为主要课程体系、以培养具备“测、报、算”能力的水文专业人才为目标的“陆地水文阶段”;第二阶段(1994~1997年)是指在面临水资源短缺以及由于经济社会快速发展引发的水环境问题日益突出境况下及时充实专业教学内容、修订专业培养计划的“水文及水资源利用阶段”;第三阶段(1998年至今)是指“水文与水资源工程阶段”,结合新时期国家治水新思路,这一阶段的专业研究内容进一步丰富,专业内涵已向工程水文、水资源水文和环境水文并重不断延伸与扩充,体现了水文、水资源和水环境科学的交叉与综合,为水资源合理开发、可持续利用以及应对新形势下的水文和水环境问题储备了大批专业知识面更广、专业素质更高的水文人才。

经过三个阶段的不断探索和创新建设,至2011年我国已有50所院校开设水文与水资源工程专业,具有比较固定的研究方向,建设有相应比较完善的课程体系和人才培养模式,由此形成了我国水文与水资源专业教育独有的培养特色。同时水文与水资源工程专业内涵也呈现出向生态水文等方向拓展的趋势。2007年以来,各相关院校水文与水资源工程专业逐步展开工程教育专业认证,一方面为办学和学生就业的国际化打基础,另一方面也促进了专业培养体系的切实改进和完善。

二、西安理工大学水文与水资源工程专业的培养目标和目标实现的举措

1.培养目标和培养思路

西安理工大学水文与水资源工程专业自2003年开始招生,依托于西北水资源与环境生态教育部重点实验室、水资源与环境工程陕西省重点实验室而建设发展。2003年以来生源质量稳步上升,其中2009~2011年我校水文与水资源工程专业陕西籍新生的录取平均分高出陕西省一本分数线分别为25分、26分和32分,基本属于高分录取专业,生源基础良好。

在多年的教学科研实践中,专业培养目标定位为培养适应社会主义现代化建设需要,具有扎实的自然科学、人文科学基础,具备计算机、外语的应用技能,掌握水文水资源及水环境等方面专业基本知识与技能的高级专门人才。专业培养的思路为立足西北,面向全国,服务国家水利水电行业,适应国家和西部地区社会、经济、科技发展对本专业高素质人才的需求,致力于培养德、智、体全面发展,掌握扎实的理论基础和宽厚的专业知识,获得工程师基本训练并具有创新精神和较强的实践能力,在水利、能源、交通、城建、农林、环境保护、地理、地质矿产等领域从事水资源评价、规划、设计、勘测、水文预测预报和水资源管理等工作的高级人才。

2.学分体系

河海大学的《水文与水资源工程专业规范》是我国水文与水资源专业课程设置的模板,但各院校根据自身情况的侧重点略微有些调整,一般分为核心课程、选修课程和实践教学。

我校水文与水资源工程专业目前所采用的教学计划、各门课程的学分,尤其是专业必修课程的学分,均是参照教育部水文与水资源工程本科专业规范及水利部教学指导委员会制定的专业指南确定的。本科毕业的学分要求包括两部分:通过学习必须获得的最低学分是192.5,其中必修课大于等于162.5学分,选修课大于等于30学分;另外,还需要取得至少2个创新学分。最低学分192.5中有13分是通过上课获得的,其中包括课程实验课时124,课程上机课时200;其余学分是通过参加军训、思政课外活动、社会实践、实验、实习和课程设计等环节获得。课程涵盖自然科学类、工程基础类、专业基础类、专业类、人文社会科学类通识教育类,为培养目标的实现奠定了基础。

3.培养目标的实现

为了使本专业所培养的人才达到培养目标和培养要求,西安理工大学建立了针对培养目标的保障机制,着重在培养方案制定与专业课设置、教学管理、教材选择、教学手段、教改研究等方面下功夫,为实现培养目标提供有效保障。

(1)培养方案系统。在培养方案制定时遵循西安理工大学办学理念及指导思想,以提高全面素质教育为目标,以理论教学体系、实践教学体系为支撑,拓宽专业口径,整合课程设置,构建培养具有创新意识、应用能力和发展潜力的高素质复合型人才的学分制培养方案,根据专业培养目标和学制要求,统筹培养德、智、体、美全面和谐发展,知识、能力和素质协调统一的专业人才。在重视传授理论知识的基础上,强调理论联系实际,教学与科研训练相结合。另外,我校对培养方案坚持每两年小规模调整,每四年大规模调整和修订,是保证专业培养方案紧跟社会发展需求的重要举措。

(2)课程设置均衡。课程设置分为三大块:一是公共基础教育和通识课程,目的是培养学生形成广博的知识、基本的科研素质和良好的思想品德修养,适应当今社会发展需要的通用型人才;二是专业类课程,包括水文测验、水文水利计算、水环境保护、水资源利用、水文预报等,培养学生掌握本专业所需的基本技能、方法和思维方式,能够运用本专业的知识和方法分析与解决实际问题,形成良好的专业素养;三是实践课程,包括认识实习、教学实习、生产实习、课程设计、专业实验和毕业设计等,目的是培养学生掌握应具备的实验知识和实践技能,培养学生实际动手能力和团队精神。在课程安排上,以科学性、顺序性、均衡性和实效性为原则,公共基础、专业基础和导论等课程安排在低年级,专业课安排在高年级,专业基础课与专业课相衔接。

(3)管理制度健全。我校的教学管理实行校、学院、系三级管理。学校制定的《本科教学工作规程》涵盖教师教学工作规范、教学管理部门职责、专业培养方案、教学运行、考试考务、实践教学、学籍与学位、教材工作、教学质量、教学研究与改革等一系列规章、规定和管理办法。同时水文与水资源工程专业所在的水利水电学院按照学校有关教学管理规定制定了《水利水电学院教学管理条例》、《班主任工作手册》、《水利水电学院实验室管理条例》等配套管理规定。通过制定管理制度、教学质量标准和组织监控方式,对教学实施系统管理,以保障教学工作的顺利开展。

(4)教材选择严谨。教材是完成课程目标和教学目标的必要手段之一,为加强课程建设,保障适用、优秀的教材供应,我校制订了《教材选用和供应管理办法》,规定优先选用面向21世纪课程教材、“十一五”规划教材及获国家、省(部)级奖的优秀教材、同行公认的优秀教材和高等学校规划教材,尤其是近三年出版的新教材。为确保每门课程选用教材均符合适用和优秀的原则,在下达教学任务的同时填写教材使用计划表,报经院系主管领导同意后上报学校教务处,教务处协同院系对课程选用的教材进行评估,对不符合要求的教材将向课程负责人提出询问,限期整改,造成不良影响者将追究课程负责人的责任。

(5)评估监督有力。提高教学质量,完善课堂教学是实现培养目标的主要手段。为了加强教学质量控制和管理,全面提升教师教学质量水平,我校制订了《教学督导条例》、《本科教学质量监控体系与主要教学工作质量标准》、《教师教学质量评价办法》、《本科教学管理事故的认定及处理办法》等教学评估管理文件。同时聘请具有丰富教学经验、熟悉教学规律、办事公正且享有较高威信的离退休教授和教学管理专家组成学校与学院两级教学督导组,深入教学班级听课,跟踪教学环节,并反馈意见,指导教师不断完善课堂教学,形成了评估监督—反馈完善的互动模式,确保良好的教学质量。

(6)教学手段多元。完善课堂教学手段是培养目标实现的重要环节。在学校的鼓励和支持下,水文与水资源工程专业教师注重采用启发式、探讨式、互动式等多种教学方法,着力提高教学效果。注重因材施教,分层辅导,对学有余力的同学通过布置选作题和参加科研工作,指导自学和创新;对于基础欠佳的同学,通过加强针对性的个别辅导,使其完成基本教学训练和要求。采用灵活的考核方式,针对专业课特点,闭卷和开卷方式并用。

三、新形势下西安理工大学水文与水资源工程专业人才培养保障体系的改革措施

正如前文所述,水文与水资源工程专业已日渐发展为一个由多学科相互交叉支撑的专业。近些年来我国国民经济快速发展、城市化水平不断提高,由于受到气候变化和人类活动的影响,我国水资源格局发生了重大变化,水环境问题突显。伴随着信息科学技术的发展,2009年水利部提出了“大水文”理念,因此水文与水资源工程专业所秉承的历史使命面临着新的挑战,其人才培养目标的保障体系也需要不断调整和完善以不辱使命。

西安理工大学水利水电学院是我国西北地区的水利水电教育、科研中心之一,为了让我校培养的水文专业毕业生能够更好地适应新时期的社会需求,应参考和借鉴河海大学等相关院校水文与水资源工程专业多年来的教学改革成果,结合本校实际情况,实践教学改革、完善培养目标的保障体系。

1.尝试构建多模式的人才培养体系,适当扩充课程内容

尝试构建多模式的人才培养体系,可根据学生本科毕业后就业与读研两种选择分别制定不同的选修课程模块,增加反映水文学和水资源学科发展动态、研究进展及反映社会需求的课程,同时还应预留一定的学分空间增加开设满足用人单位工作需求的应用型课程,例如生态学和RS、GPS及计算应用软件专题等。给学生更多自主选择的机会,有助于提高学生学习主动性,增强学生就业竞争力,主动适应国家水利工程建设和社会经济发展的需要。

2.丰富实践教学环节形式,稳定实习基地,培养学生的创新精神和实践能力

我校水文专业的实践教学环节包括专业实验、课程设计、毕业设计及认识实习、课程教学实习和生产实习等。学校对每个实践环节都有严格的要求,比如课程设计和毕业设计1人1题,有助于培养学生独立思考问题和解决问题的能力,但在一定程度上讲,不能发挥学生的协作潜力,也存在每个人都重复类同的简单的数据处理或方法应用的可能,不能实现学习效率最大化。在这方面亦可借鉴国外教学方式,鼓励学生选择自己感兴趣的题目,以小组或个人为学习主体,通过搜集资料、现场考察、阅读文献、实验和计算等完成课程“Project”、“Presentation”等训练环节,有助于培养学生的创新精神和实践能力,提高学生的综合素质。

关于专业认识实习和生产实习,作为两个具有桥梁作用的实践环节其对本科专业学生的重要性不言而喻,为此每学年都会按照教学计划配备优化组合的师资力量进行实践指导。但由于不同教师的信息和可用于实践教学的社会资源不同,在实现实习目的和意义的前提下可能每组指导教师的实习计划会各有千秋,也不利于实践教学资源的优化组合。为此,建议在已有多种实习方案的基础上,在学科和专业教学负责人的组织下探讨切实可行、资源最优组合的专业实习方案,并将其编制成实习方案集,同时和各实习单位建立长期稳定的协作关系,从而提高实践教学的效率,充分挖掘实践教学资源,让学生最大程度的受益。

在专业实验教学中,可配备专职的水文实验指导教师,建立教师+实验员的复合实践教学培养体系,课程教师与专职实验教师密切配合,合理衔接,共同完成实验室实践,有助于提高教学效率、增强教学效果。

3.增进学生对实际工作和社会需求的了解,提高学生学习的主动性

借助学校和学院就业指导平台,加强和水文专业毕业生潜在就业部门的沟通和联系,可通过定期邀请讲座和专题或聘请校友参与指导学生等多种方式增进学生对社会需求、实际工作需求的了解,获得社会对专业的认知度,有助于消除学生对专业的畏惧感和盲目感,激发学生内在潜力,提高学习的主动性和积极性,为更好地服务于社会奠定良好基础。

4.支持学术交流,提高教师队伍国际化视野和科技能力与水平

基于国家重点学科的建设平台,我校水文与水资源工程专业的专业教师深入参与水文水资源学科相关基础性和应用型学术研究,已形成相对比较稳定的科学研究方向,并积极参与国内外学术交流活动,提高了教师队伍国际化视野和科技能力与水平。为了继续提升教学团队实力,培养出能更好地适应社会需求的水文人才,采取有效方式大力支持和鼓励专业教师深入开展国际国内学术交流和合作是重要举措。

5.探索具有一定灵活度的教学管理制度

可借鉴国外本科教学的管理方式,允许任课教师编制具有适度灵活性的课程教学大纲,在保证教学知识点完整的基础上给授课教师留有一定的拓展教学空间,以便及时将学科发展的新理论、新技术和新方法以及科研新成果带入课堂,科技反哺本科教学,开拓学生专业视野和思维。

四、结语

21世纪,随着我国社会经济的高速发展和现代治水观念的转变,水文与水资源工程专业教育所秉承的历史使命面临着新的挑战。为了让我校培养的水文专业毕业生能够更好地适应新时期的社会需求,需要在国内外广泛调研基础上把握国际发展新动向和行业发展新需求,本着前瞻性、先进性和科学性适时调整人才培养模式和方案。本文在分析我校现有水文专业人才培养体系基础上,提出可从扩充教学课程内容、构建多模式的人才培养体系、丰富实践教学环节、增进学生的专业认知感和责任感、提高教师力量的国际化视野和科技能力与水平、建设具有一定灵活度的教学管理制度等几个方面逐步完善我校水文与水资源工程专业人才培养保障体系。

参考文献:

[1]陈元芳,李国芳,王建群,等.河海大学水文与水资源工程专业教学改革实践与思考[J].数理科学,2012,(12):104-106.

[2]宋松柏,康艳.我国水文与水资源工程专业教育的现状分析与思考[J].中国地质教育,2011,(3):68-73.

[3]张升堂.水文与水资源工程专业培养动态及问题分析[J].中国电力教育,2009,(17):18-20.

[4]龙训建,叶琰.基于“2+2”培养模式的水文与水资源工程专业教学改革[J].安徽农业科学,2013,41(1):421-423.

水文与水资源工程第9篇

关键词:现代水文;水文与水资源工程专业;人才培养模式

十以来,党中央、国务院提出了一系列加快水利改革发展的方针和政策,为新时期水文工作指明了方向。水生态建设、流域经济社会发展、最严格水资源管理、全面深化改革等都对水文工作提出了新的要求,水文事业发展迎来了难得的机遇,同时也面临着巨大的挑战。

作为高职院校,如何为国家培养适应水文行业新形势下的水文与水资源工程专业的高技术技能人才,是需要认真设计和实践的。

1水文行业的新发展

1.1水文机制体制改革加快,基础设施投入空前增长

近年来,水利部积极倡导和推行水文机构改革,省级水文机构升格或高配副厅级干部,理顺地市级水文机构规格,推动地方水文工作实行双重管理体制,水文单位因地制宜地参照《公务员法》管理。中央和地方政府逐年加大水文投入力度,特别是2011年、2012年以来实施的中小河流水文监测项目,水文投入得到空前增长。截至2015年,全国水文经费投入总额超100亿元,其中基建经费占绝大部分。

1.2水文观测处理应用的全面信息化

水文测验方式和技术处于由传统方式向现代化方式的转变阶段,初步形成驻测、巡测、水文调查、应急监测相结合的水文监测体系,水文测报现代化水平不断提升,全国已有50%的雨量站、水位站实现了自动观测、长期自记和数字存储。先进的流量、水质、泥沙监测仪器得到推广应用,地理信息系统、遥感系统、全球定位系统等现代技术的应用逐步扩展,目前正积极构建智慧水文监测系统。

1.3水文行业公众服务的广度和深度大幅增加

社会发展对水资源的优化配置、节约和保护提出了更高要求。在城市供水安全、防洪安全、水生态保护与修复、区域经济发展战略、建设社会主义新农村、保障农村饮水安全等方面,水文作为国民经济和社会发展的基础性公益事业,有着不可推卸的责任。

1.4生态水文建设全面铺开

在我国,由于经济社会发展,水生态问题愈来愈突出,如水体污染,湖泊面积减少,湿地退化,河道断流,地下水位持续下降,入海水量减少等。十中提出要建设生态文明,具体到水资源方面,首先必须做好水量和水质的监测,同时积极拓展水生态监测服务体系。重点监测河湖流量管理监测、水质(藻类等生物类)监测、绿水监测和地下水监测、土壤墒情监测。

1.5城市水文工作日趋重要

随着经济社会发展,我国城市化进程明显加快,城市化水平已由1980年的19.48%迅速增长到2015年的55%。大多数城市坐落在江河湖海之滨,并有防洪任务,这就对城市水文提出了越来越高的要求。城市水文主要涉及防洪排涝、城市水环境、城市供水、城市给排水、城市规划设计和城市景观等多个方面。

2人才培养模式的改革

为适应水文发展新形势,本院的水文与水资源工程专业也及时响应,调整人才培养模式和课程体系,为水文行业培养合格的技术技能人才。在人才培养模式改革方面,改变以前的本科学科体系的培养模式,按照职业岗位要求,根据主要工作任务,重点培养职业所需要的核心技能。依照现代水文行业四大岗位工作群,充分结合校内外实习资源,建立新的“四模块,双实习”的人才培养模式。“四模块”是指适应现代水文四大岗位工作群的四大课程模块,分别是水文信息化模块、水生态监测模块、现代水文测验模块和水文公共服务模块,四个模块按照能力递进的先后顺序,依次衔接,分布于第1~6学期。“双实习”是指充分利用校外水文实习单位在水文生态监测模块和现代水文测验模块具有的优质实习资源,结合我本院校内在水文信息化模块和水文公共服务模块方面的实训资源,建立和“四模块”配套的实践教学体系,化解本专业实践教学薄弱的难题。

3配合人才培养模式的课程体系的改革

本专业原课程体系主要依据传统水文行业的“水文测验、水文预报和水文计算”三模块而搭建,其余课程均根据课程之间的学术逻辑关系进行编排,是为研究型水文专业而设立的,未能很好地体现出能力递进和应用型、实践性,在梳理现代水文行业的四大岗位工作群后,建立起对应的“四模块,双实习”的人才培养模式。其中,“四模块”是搭建新的课程体系的主要支柱,新的课程体系也有四大模块,分别是水文信息化课程模块、水生态监测课程模块、现代水文测验课程模块和水文公共服务课程模块。水文信息化课程模块培养的是学生应用现代水文仪器和软件的核心能力,属于四模块中的基础部分,主要在第l和第2学期开设;水生态监测课程模块培养的是学生生态水文要素监测的核心能力,在四模块中处于基层进阶部分;现代水文测验课程模块培养的是学生利用现代水文仪器和新观测方法进行水文勘测的核心能力,在四模块中处于中心主体部分;水文公共服务课程模块培养的是学生利用水情信息进行资源利用监督、地质灾害预警、城市防洪等服务工作的能力,在四模块中处于发展提升部分。

水文信息化课程模块主要课程有水利工程CAD、计算机应用基础、vB程序语言、数据库基础、电路基础、水利工程测量和3S基础;水生态监测课程模块主要课程有水文学原理、水质监测及评价、生态学基础和水生态环境监测方法与技术;现代水文测验课程模块主要课程有水文统计学、水文测验学、水文预报和水文水利计算;水文公共服务课程模块主要课程有水资源评价与管理、水文地质学、水土保持监测和城市水文学。

4教学模式的改革

按照现代高职教学改革的基本理念,要重视实践,重视和生产对接,但是本专业的校内实践教学条件和实际生产差距较大,不宜实现大范围的理实一体化教学模式,而目前的水文行业多数岗位的工作任务是一半户外操作,一半户内计算。综合这些情况,可将主要讲述户外操作类课程的实践教学任务集中在校外教学实习和项岗实习中,主要讲述理论计算、软件操作类的课程采用任务驱动法和项目教学法教学。任务驱动法对于传统理论性知识的理解有着较好的改革效果,比较适合有大量计算任务的相关水文课程。同时,本专业教师及学院勘测设计院经常承接水文行业的相关工程项目,教师工程项目实践经验丰富,项目案例较多。在具体教学过程中,结合教学内容,将实际生产项目零碎化、简易化后作为课堂教学项目,引导学生收集资料、设计方案、合作分工,最终完成相应的教学任务。

其次,考虑到本专业学生的班级人数一直保持在30人左右,在教学过程的组织上,尝试采用小班化教学模式,鼓励学生自主学习、合作学习和探索学习,上课形式多样。积极鼓励讨论式课堂,教师交替采用一对一和一对多的教学策略,既保证整个教学进度,同时又做到因材施教,充分尊重学生的能力差异。积极关注学生学习情感,调动每一位学生的学习积极性,做好学生个性、情感和能力的全面培养发展。在非课堂教学环节的教育上,尝试采用导师制,5~6名学生配1位专业教师为导师,导师在自习时间和业余时间,在带领学生进行实际生产项目过程中,悉心为学生进行指导和讲解,同时,在学习质量评价和教师教学工作量计算中,充分考虑导师制影响因子。

5创新人才培养质量评价机制

本专业传统的考核评价机制是教师主导制和试卷考核制,在进行人才培养方案和课程体系改革,尤其是教学模式改革的基础上,为进一步适应水文行业企业对合格毕业生的要求,必须对本专业的人才培养质量评价机制进行改革,改革主要有3个基本原则:第三方评价原则、强化过程评价原则和强化项目成果评价原则。第三方评价主要是在学习质量评价的主体上,更多地计入潜在用人单位的评价和学生团体的评价_强化过程评价旨在更多地关注学生良好的职业情感和职业态度的养成;强化项目成果评价主要是逐步用模拟生产项目的质量评价替代纯理论知识考核。这一评价机制改革和前面三方面的改革是密切相关,缺一不可的。

6改革需要有特色

水文与水资源工程专业是本院传统的水利类专业,具有很好的行业背景和影响力。在水文行业新发展的情况下,要继续保持优势,一是需要同步调改革,二是需要在改革过程中建立和强化自己的特色。

6.1强化专业社会服务能力

本专业具有良好的行业背景,校内勘测设计院和教学系经常承担水文类的横向科研项目,教师和学生参加社会实践的机会较多,教师可将课堂教学内容和生产实际项目结合,采用项目教学法或者以教学实习和项岗实习的形式组织教学过程,既培养了学生的实践操作技能,同时又在行业内树立了服务品牌。当前,水文行业的社会服务项目激增,例如水资源论证、山洪地质灾害调查、河道勘查和农田灌渠改造等项目,这些对于本校积极开展水文社会服务是一个很好的机遇。

6.2尝试进行开放性课程改革

现阶段水文行业正处于深刻变化的阶段,新仪器、新方法、新技术、新业务层出不穷,如何紧跟行业的发展,更新教学内容,培养符合现代水文行业的高技能人才,是需要精心设计和筹划的。如果走正常专业人才培养方案调整的流程,不仅工作量大,而且在教材建设申报、实训教学资源建设、培养能力调整等方面严重滞后,因此可采用进行开放性课程改革的方法解决实效性问题,具体来讲就是在确定每门专业课程教学内容和教学目标时,不局限于培养方案和教材,设立固定教学内容及目标模块,新增教学内容及目标模块,固定教学内容及目标模块依据当前培养方案和课程标准适当精简,新增教学内容及目标模块依据近2年行业的新发展情况进行编制,教学内容采用教师讲义的形式进行补充。