新工科视域下岩土测试技术课程在水利专业中的推广改革

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　　摘要：现如今，工程类专业的本科教学及不同层次水利工程类专业岩土测试课程存在许多问题，对标“新工科”人才培养要求，在水利工程类专业教学中推广岩土测试技术十分必要，这对优化水利类专业人才的培养模式，切实提高水利类“新工科”人才的竞争力有十分重要的现实意义。
　　关键词：岩土测试技术；水利工程；微课；推广
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）24-0085-03
　　一、引言
　　岩土工程测试在水利水电、铁路、公路、矿山等土木工程项目中发挥着重大作用。随着我国国民经济的快速发展，岩土工程测试技术应用领域和规模也在不断地壮大发展[1]。“一带一路”等新时代的经济与社会发展蓝图对传统工程类专业人员更是提出了新要求，“新工科”应运而生，积极推行教育教学改革并建立新工科人才培养机制已势在必行[2]。当前形势下，各种相关新兴产业和新经济对人才的需求也发生变化，工程实践能力强、有创新思维、有国际竞争力的“一精多专”高素质复合型人才更为之青睐，此类人才不仅在某一具体行业学科上专业性强、学业精深，还能具有“学科交叉融合”的特点[3-4]。在这种前提下，高校水利工程专业的教学内容和服务对象范围正在发生变化，专业发展面临新的机遇与挑战。着力培养可应用多学科综合知识分析解决实际复杂工程问题的水利类专业人才，对于高校优秀人才培养目标的达成具有极其重要的意义[5]。
　　二、水利类专业中岩土测试技术的重要性
　　高校水利类专业主要包括农业水利工程、水文学与水资源工程及水利水电工程等专业。农业水利工程专业以土壤学、水文和土壤与农作学等为专业基础课，水利水电工程专业与水文水资源工程专业开设了工程测量、土力学等工程基础类课程，这些科目涵盖数学、力学、地质、水文、土壤、农作等多类学科，其中土壤学、土力学、地质学等学科的课程与“岩土测试技术”紧密相关。工程实践中通过岩土测试了解水利工程項目所处自然环境的岩土物理化学性能、演变趋势，对于该水利工程项目的安全性、经济性以及可持续发展性均有十分重要的指导意义。水利工程实施过程中，设计、监理、施工等各个方面，都有必要掌握了解上述各方面的信息。水利类专业大学生通过课程学习可掌握一定的理论知识，但由于专业设置的课程中涉及相关岩土检测的内容更偏向于地质学范畴而不是岩土力学，其专业教材内容与土木工程类专业的岩土测试理论内容有较大差异。同时教学环节课堂讲授多、应用实践少，导致水利工程专业中岩土测试应用的教学能力相对薄弱，尚不能满足水利工程实际应用中的需求，这与新形势下的水利类新工科人才培养要求存在较大差距。因此，进行岩土测试理论与应用的课程改革，是水利学科专业体系建设中必不可少的部分，这对提高水利类专业人才的培养质量具有重要意义。
　　三、工程类本科专业课程教学现状
　　通过实地调研了解，岩土测试技术课程主要分布于矿业工程、土木工程及水利工程等专业的培养计划中。目前，工程类专业教学存在四个主要问题。
　　1.岩土测试技术课程的教材版本较多，但精品教材占比较少。国内外土木工程类高等学校已撰写了大量专业教材，部分国内教材虽根据新的专业培养要求有所改进，但整体教学系统性还需提高，各类教材间重复部分过多，精品教材较少，针对水利工程类且内容全面翔实的岩土测试技术教材非常少。
　　2.课程内容交叉重复。同一专业中不同的专业课程基本依据教材内容实施教学任务，课程教材本身具有良好的系统性、完整性，但同一专业不同科目的教材往往会有部分内容交叉重复。再者代课教师之间交流不多，教师对所代课程以外的其他专业课程教授内容的了解也不够，有时导致一个知识点反复讲解，学生、教师的精力和宝贵的课时都造成不必要的浪费，降低了课堂资源利用率。
　　3.实践性教学环节薄弱。水利类专业的2016版培养计划与调整前相比，专业课教学时数已大幅度减少，但是专业教学课时的减少量大多体现在实验环节[6]。专业实践更有助于学生对专业知识的深入了解和掌握，过多地注重课堂讲授而减少学生的试验操作课时不利于提高专业人才的专业素养和工程实践能力。
　　4.学时少与教学内容多的矛盾。在教学培养计划的总学时不变的情况下，基础课的学时有所增长，专业课的学时随之相应减少。然而，随着科学技术的发展，各种新理论、新技术、新思维和新方法的不断涌现，让学生了解专业前沿动态、扩大学科视野，是本科教学新的培养目标与重要任务。加之“新工科”的快速兴起，使得专业教学内容已发生新的变化，专业教学内容的多元特点与学时较少的矛盾显著。
　　四、水利工程类专业岩土测试课程的教学现状
　　通过调查了解到本科、硕士的教学培养中均未设置岩土测试技术课程，但“水土不分家”，在水利类专业学生的实际学习中经常会遇到与岩土测试相关的专业问题。不同阶段层次的学生在学习中都遇到一些问题。
　　1.本科生。本科教学过程中课程教学以理论讲授为主，侧重于学生对相关水利工程专业基础知识的学习和巩固，专业课程中涉及的岩土测试试验内容很少，对专业学习的深度尚无较高要求。目前，各高校本科教学任务均较重，以课堂讲授为主、课程设计和少量实习为辅，课程偏多、总学分要求偏高，不具备增设岩土测试课程的客观条件。大部分高校大三年级考研人数超过一半，这部分大学生对于专业课学习投入的时间、精力有限，同时绝大多数教师因科研任务压力大、精力有限，只能保证课堂讲授环节，课外指导较少，因此专业课程教学效果受较大影响。
　　2.硕士研究生。硕士研究生教学培养中，更注重学生的创新实践能力提升，绝大多数研究生参与的科研项目和试验较多，专业课程的课时较少，课堂教学内容也较有限。在科研实践和学术论文撰写中，由于本科期间岩土试验理论基础薄弱，涉及此领域问题时学生就可能遇到科研“瓶颈”。通常情况下研究生通过查阅书籍与文献来解决此类问题。但是一方面查阅资料费时费力，另一方面因未经过系统的岩土测试理论学习，查阅资料时缺乏一定的针对性，同时教科书内容基础且浅显、科研文献的描述又较简洁，大多数问题难以依据此类参考资料形成系统的解释。因此硕士研究生对于岩土测试的具体问题尚缺乏快速详细的解决方案。 　　3.博士研究生。博士研究生培养过程中，要求学生在专业领域中具有很高的创新科研能力，试验或科研项目比硕士阶段更繁重，科研压力相当大。高校同一学科的博士生人数较少且基本分散于不同的专业方向，即便关于科研的交流很频繁，也很难实现多专业方向的知识融合。博士研究生在科研过程中遇到的岩土测试类问题难度更大、所涉知识更深，解决方案要求得更细，若仅依赖于书籍或文献，问题解决的难度很大。
　　五、岩土测试技术课程在水利专业教学中的推广原则
　　针对目前岩土测试技术课程本科教学中存在的问题，以及水利类专业中本科生、硕士生和博士生遇到岩土测试类问题时的困惑，我们认为在水利类专业教学中推广岩土测试技术课程客观必要，也具有一定的现实意义。推广原则包括四个方面。
　　一是以教材结合产业需求为基础。加快做好产业发展对工程技术人才需求的调研，做到人才增量优化、存量调整，筛选教材内容，更新改造传统专业要求理念，推动岩土测试技术课程与水利专业交叉复合，孕育形成新兴交叉学科。
　　二是以新工科人才知识体系为目标。依据新工科人才的培养目标，在教学过程中引入最新时代发展趋势，包括产业和专业技术的最新发展成果、专业与行业对人才培养的最新要求等，更新教材资源、教学内容和课程体系，建成满足行业发展需求的教学培养体系，打通“最后一学里”。推动教师在教学内容中引入最新研究成果与学科前沿，分享最新学科探索进展与实践研究经验，鼓励探索综合性课程、问题导向课程与交叉学科研讨课程。促进学生的多方位全面发展，不仅需要准确把握新工科人才的专业核心素养与全球视野，更需要把强化学生的家国情怀、法治意识和生态意识放在首位。
　　三是以创新工程教育方式为手段。以学生为本，鼓励其自主选择，加强跨校跨专业的学习和师生互动，创新教育教学模式和课程考察方法，形成围绕学生的工程教育模式。加速建设教育教学信息化进程，建设和推广在线教育公开课程，充分利用虚拟仿真、高端可视化等技术创新工程实践教学。广泛搭建创新创业实践平台，推动完善新工科人才“创意—创新—创业”的教育体系[7]。
　　四是以调动学生积极性为宗旨。优化教学培养模式，充分利用教学“互联网+”平台，为各层次、各阶段的学习者开创更多、更便捷、更自主的学习途径，提高学生对知识的渴求度和学习兴趣，增强学生线上、线下的学习互动交流，创新学生培养模式。
　　六、水利类专业教学中的推广措施
　　在水利类专业教学中推广岩土测试技术的学习是很有必要的，主要包括两个推广措施。
　　1.推广建设水利工程的岩土测试技术案例库。随着岩土测试新技术、新方法的广泛应用，要求相关的水利类专业教师在重视基本专业理论的同时，还要把岩土工程测试相关的前沿走向、先进技术引入课堂，以课程教学大纲为依据，以国家现行的规范、规程的要求为基础，积极推进学科交叉融合、教学内容优化，积累典型案例。建立水利类专业的岩土测试技术案例库，以水利类岩土测试应用案例为突破口，使课堂讲授与实践教学有机融合，促进教以实际、学以致用。
　　2.推广建设水利类专业的岩土测试技术微课堂。在传统教学、多媒体教学的基础上，充分利用网络和信息技术作为教学新手段，构建水利工程的岩土测试技术的课程教学资源信息与交流平台。包括构建精品课程网站、岩土工程课程群网站等，这些网站开放共享，可以向学生提供必要的教学视频、教案资料。同时通过开展新兴的微信小程序平台建立面向大众的岩土测试技术教学微课堂，嵌入教学视频，便于学生观看。还可建立教学公众号，便于教师、学生之间的在线交流。
　　七、结语
　　水利學科是经验学科、传统专业，但岩土测试技术发展迅速，新技术、新方法日新月异，岩土测试技术与水利工程类学科专业联系紧密，加强岩土测试技术课程建设对于提高水利人才的工程实践能力和树立“新工科”人才的专业示范具有非常重要的作用。新时代对水利学科的教育教学提出了新要求，只有更新教学理念、创新教学方法、拓展教学平台，推行以工为主、促进交叉、学用结合的培养原则，不断推进教育教学改革，切实提高新工科人才的教学质量，才能尽早实现将学生培养成为创新型、综合型的水利新工科人才的教育培养目标。
　　参考文献：
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　　[2]许超勇.浅析岩土工程勘察中的岩土测试[J].江西建材，2014，（11）：213.
　　[3]顾佩华.新工科与新范式：概念、框架和实施路径[J].高等工程教育研究，2017，（06）：1-13.
　　[4]张海生.我国高校“新工科”建设的实践探索与分类发展[J].重庆高教研究，2018，6（01）：41-55.
　　[5]徐维祥，姚裕萍，姚明海.新时期地方高校研究生创新人才培养的研究与实践[M].北京：经济科学出版社，2015：5.
　　[6]刘勇健，张建龙，李子生，杨雪强，张丽娟，梁仕华.土木工程专业岩土工程系列课程建设与教学改革[J].广东工业大学学报：社会科学版，2008，8（B07）：206-208.
　　[7]李小年，郑春晔，徐维祥.地方工科院校研究生创新人才培养的探索与实践[J].经济科学，2012，（12）.
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