基于科学研究与学科竞赛在工程水文课程中的应用与探索
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摘要：培养具有实践能力和创新精神的人才是高等教育的基本任务。文章以工程水文课程为例，首先探讨了在课程教学中融入科学研究和学科竞赛的优越性，之后通过对接行业发展需求，筛选出一批可用于工程水文课程教学的科研和学科竞赛的项目，进而促进科学研究和学科竞赛融入课程教学，培养学生的创新实践能力。
关键词：科学研究;学科竞赛;实践创新能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）50-0166-02
新时代要求高层次人才不仅在理论上有深厚广博的知识基础，而且在实践方面具备创新创业的能力以及多学科团队协作能力，这对高校大学生的创新能力培养提出了全新挑战。如何激发大学生自主参与教学活动，从而切实提高实践和创新能力，是高校需要关注的问题之一。
随着我国经济社会的深入发展，国家对创新有着巨大的需求。为此，一方面国家对科研创新的投入力度逐年增大;另一方面通过设置各类大学生创新创业实践项目以及开展各种学科竞赛，为学生提供了大量的创新创业平台[1]。学生通过直接参与科学研究和学科竞赛，有望迅速提高学生的创新实践能力。同时，通过在课程教学过程中，采用科研项目和学科竞赛的教学方式，也能有效提升学生对专业领域科学研究的兴趣，这进一步丰富了学生实践创新能力的培养模式。
工程水文是水利类专业的必修课程，也是土木类专业的必修课程，该课程行业应用广泛、实用性强，主要介绍了水文学的基本知识、水文计算、水利计算的基本原理和方法，还设置有0.5周的实习课程。该课程在要求学生全面掌握水文学基本理论知识的同时，还要求学生进一步掌握基本的水文分析计算方法。国内学者针对该课程，分别从培养学生动脑思考、加强动手能力和树立创新精神为目标，开展了大量的研究工作，研究内容涉及课程教学内容的优化、课程教学方法的革新、实践教学地位的提升以及课程教学考核考评机制改革和师资队伍建设等。[2-6]总的来说，作为水利类专业实践性最强的课程之一，如何在该课程教学过程中有意识地引导学生主动思考、主动参与、主动实践，推动学生的学习方式向自主性、探索性、研究性转变，在教学过程中高效实现对学生创新实践能力的培养，是水利类专业教学工作者需要不断思考的问题。
一、科研与学科竞赛教学方式的优势
通过采用科研项目和学科竞赛的教学方式，一是可以优化课程结构，针对某一个具体的项目，把具体的教学内容融合到科研项目或学科竞赛中，进而结合实训内容调整课程教学内容，采取多种教学方法，提升课程的实践性;二是改变以教师为主体的教学方式，强调以学生为主体，注重学生的发展，通过适当的引导激发学生参与课程实践的积极性;三是提高学生的科研能力和竞赛水平，提升学生的实践创新能力，學生通过参与课程教学过程中科研项目和学科竞赛，模拟立项、设计等完整的项目流程，同时鼓励学生依托科研项目或自主开发的各种项目，依托项目研究成果参与各个层次的学科竞赛，培养学生的创新实践能力;四是教师以多种角色全程与学生交流，指导科研项目和学科竞赛，这在提升教师教学水平、与学生交流和思考的过程中，能激发新的灵感，产生具有创新性的科研成果。
二、工程水文中科研与学科竞赛教学素材挖掘
收集整理国内外涉及工程水文分析计算的科学研究方向，对各类研究方向进行归类整理，与课程教学内容体系进行对接，获得课程教学内容革新与科学研究发展方向的契合点和发力点。如针对课程内容中水位以及流量的测量、径流计算等教学内容，选择水情自动测报系统或山洪预警预报系统项目，鼓励学生从收集相关资料开始入手，依次完成项目申报、可行性论证等科研立项的前期工作过程。如针对某一无实测流量资料区域进行水库设计洪水计算，对基础资料收集、探讨采用何种方法计算设计洪水、如何进行验证等过程，要求学生全部完成;结合湖南省全面开展的病险水库的加固工程，得到不同频率下的设计暴雨和设计洪水。其他类似项目还有流域治理工程中的水文分析计算，航道整治工程中的水文分析计算，变化环境下工程水文计算理论与方法的探讨，等等。
结合无人机技术，开发无人机技术的水文监测系统，内容涵盖工程水文课程内的水文监测部分。此外，有兴趣的学生，可进一步研究开发基于无人机技术的水环境监测系统，涉及排污监测、水体取样、水质监测等一系列水环境问题，并最终提供无人机水文水环境监测系统等。这些项目可将原本分散的教材内容整合为明确具体的教学内容模块。在此基础上，选择水文监测设备研发、水文数据处理系统研发和水文数据传输技术研发作为典型，并培育成竞赛项目，参加全国大学生“挑战杯”竞赛、“全国大学生水利创新设计大赛”、“互联网+”大学生创新创业比赛以及湖南省大学生水能水资源综合利用创新设计竞赛等比赛。同时，为进一步拓宽研究方向，研究土木、交通、水利、电力等学科在科学研究和融合发展过程中对工程水文分析计算工作的需求，据此提出独具特色的科学研究方向，进一步革新了课程教学内容，建立了特色鲜明的课程教学内容体系。
三、科研项目与学科竞赛教学方式的创新点
采取科研项目和学科竞赛的教学方法，从教材和行业发展需求中筛选部分可操作的项目，将知识点融入项目或者学科竞赛选题中，改变了以往传统的教学方式，使学生完全融入课程教学中，将学生的积极性充分调动起来，激发学生的实践创新兴趣。学生通过主动查阅国内外文献资料，全程参与并完成项目，在掌握基本理论知识的前提下，能有效提升实践创新能力。此外，通过参加科研项目和学科竞赛，还能开拓学生的视野，提升其团队协作能力。
四、结论
培养具有实践创新能力的人才是当前社会发展的需要。工程水文的专任教师要主动对接行业发展需求，筛选出一批可用于课程教学的科研项目和学科竞赛选题，将课程内容融入筛选出的科研项目和学科竞赛选题中，促使学生主动完成相关项目和选题，培养学生的科学研究和实践创新能力。
参考文献：
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