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摘要：文章從水務工程專業(yè)實驗的特點出發(fā)，探討了水務工程專業(yè)實驗教學改革的目標與措施，并提出了加強水務工程專業(yè)實驗平臺建設的建議。

關(guān)鍵詞：水務工程；實驗教學；高校

伴隨城市化的快速發(fā)展，城市水問題愈發(fā)突出，其涉及城市水循環(huán)過程中的水災害、水環(huán)境及水資源等問題。據(jù)聯(lián)合國人口署預測，2030年發(fā)展中國家或地區(qū)的城市化率都將超過50%，2050年將有2/3的人口居住在城市[1]。不同地區(qū)城市化發(fā)展進程不同，主要的水問題表現(xiàn)在不同方面，但其相互交織，造成了城市化地區(qū)水問題的復雜性。與水務工程專業(yè)相關(guān)的各專業(yè)實驗教學已形成比較完善的體系，如水文與水資源[2]、水利工程[3]、給水排水工程[4-5]、環(huán)境工程[6]。而水務工程實驗教學體系仍然只是以基礎課和專業(yè)課為支撐的實驗內(nèi)容，不能體現(xiàn)水務工程實驗多學科多專業(yè)交叉及綜合性的特點。水務工程是從城市水問題的全局著眼、順應從多龍管水向水務管理一體化轉(zhuǎn)換的需求，針對城市化進程中各類水問題而發(fā)展起來的一門新興學科。水務工程必然具有以城市水循環(huán)為基礎同時涉及多學科多專業(yè)知識的特點。水務工程實驗同樣具有數(shù)量大、涉及知識面廣的特點，但并不能是各相關(guān)專業(yè)實驗的簡單拼湊。只有從各學科中有針對性地選擇其核心實驗綜合運用并進行水務工程實驗的設計，才能體現(xiàn)水務工程實驗的專業(yè)性、綜合性，并滿足實際應用的需要。本文在對水務工程專業(yè)十多年的實驗教學經(jīng)驗進行總結(jié)的基礎上，探討了水務工程實驗教學改革的模式，以滿足進行科研及生產(chǎn)實踐的需要。

一、水務工程專業(yè)實驗的特點

河海大學水務工程專業(yè)以水利工程一級學科為依托，是力求解決城市水循環(huán)中涉及的各類水問題以適應新形勢下的社會需求而設立的。水務工程實驗必然具有以下學科特點。

（一）多元化

水務的含義是城市化地區(qū)涉水的一切事務。水務工程實驗是以水利學科為基礎，水務特色的水文、水利、土木、給水排水和環(huán)境等方向的綜合體系，是著重解決洪澇、水資源、水環(huán)境、供水和排水等與水有關(guān)問題的實驗理論及方法。而上述問題在相關(guān)各學科的建設發(fā)展中即在城市水循環(huán)問題的各個方面已經(jīng)形成了比較完善獨立的實驗教學體系。隨著城市化的快速發(fā)展，城市水問題越來越表現(xiàn)為一個不可分割的整體，水務工程實驗自然就具有這樣涉及各學科的多元化特點。

（二）融合性

從城市水循環(huán)的整體性要求出發(fā)，制定具有現(xiàn)代水務工程特色的實驗教材體系已迫不及待。該體系在城市水循環(huán)基礎上，將水務工程實驗所涉及的水利水電工程、水文與水資源工程、給水排水工程和環(huán)境工程等各專業(yè)較完善的實驗內(nèi)容有機結(jié)合起來，形成水務特色的綜合性的實驗教學內(nèi)容，強化水務工程實驗內(nèi)容的基礎性與綜合性以及各學科的相互融合。

（三）創(chuàng)造性

目前，水務工程實驗依托于各門課程的實驗體系，在實驗內(nèi)容安排及實驗的設計上，對提高學生解決城市水問題能力的培養(yǎng)上仍然不夠。在完善各學科的基礎性實驗的基礎上，探索適合水務工程專業(yè)特色的綜合性實驗教學模式，培養(yǎng)學生從城市水循環(huán)整體的角度出發(fā)創(chuàng)造性地解決城市水問題的能力與素質(zhì)，將是水務工程實驗應具備的必要特點。

二、水務工程專業(yè)實驗教學改革的目標與措施

（一）改革目標

水務工程實驗涉及多專業(yè)的實驗基礎知識，具有多元化、融合性及創(chuàng)造性的特點。水務工程傳統(tǒng)實驗基本是依托各門專業(yè)基礎及專業(yè)課程進行，主要內(nèi)容是對基礎原理的驗證并使學生掌握基本的實驗方法與能力，而對各課程實驗的交叉融合體現(xiàn)不足。因此，本文所述水務工程實驗改革體現(xiàn)兩個目標：一方面通過水務工程綜合實驗使學生能以全局的視角加強對城市水循環(huán)規(guī)律的認識；另一方面夯實學生進行綜合實驗的理論基礎，提高實驗設計及解決實際問題的能力。

（二）措施

1.強化基礎性。

城市化發(fā)展過程中出現(xiàn)的與解決水問題有關(guān)的新材料、新工藝、新設備及新方法等在專業(yè)基礎課的實驗教學中涉及很少或沒有安排，不能使課堂上的基本理論和知識得到拓展和補充且與實踐有不同程度的脫節(jié)。水務工程不同于其他相關(guān)專業(yè)，水務工程實驗自然也不能直接照搬相關(guān)專業(yè)的實驗。而是結(jié)合水務工程實驗多元性和綜合性的特點，對各相關(guān)學科課程實驗進行改革和融合，對實驗內(nèi)容、方法及設備進行全面分析，精選其核心實驗內(nèi)容、基本原理和技能實驗，增加新工藝新方法的實驗內(nèi)容，加強基礎性實驗教學。

2.注重創(chuàng)新性。

傳統(tǒng)的實驗教學中，學生按照設計好的實驗方案、步驟及內(nèi)容進行實驗，記錄數(shù)據(jù)和進行數(shù)據(jù)分析，很難調(diào)動學生學習和思考問題的積極主動性，創(chuàng)新性更待加強。水務工程實驗的多元性決定其實驗過程中必然涉及多學科交叉問題，實驗方案也具有更大的靈活性。因此，在實驗的設計上，可讓學生主動參與到實驗方案的設計中，充分調(diào)動其主動性；并在實驗中增加研究和探索性的內(nèi)容，培養(yǎng)學生積極主動探究自然規(guī)律的習慣。

3.突出綜合性。

水務工程實驗的融合性特點，使強化學生的綜合能力的培養(yǎng)尤為重要。而城市水問題的解決也需要各專業(yè)的配合來共同完成，這正是水務工程專業(yè)所需要的解決水問題的思路。在各相關(guān)專業(yè)課實驗的基礎上，開設綜合性實驗，突出水務工程實驗的綜合性。探索城市水循環(huán)過程中與防洪除澇、水資源及水環(huán)境相結(jié)合的實驗教學模式，培養(yǎng)學生的專業(yè)綜合素質(zhì)與能力。

4.加強實踐性。

水務工程是一門實踐性很強的學科，實驗內(nèi)容需要與科研相結(jié)合，與生產(chǎn)實踐緊密聯(lián)系。在實驗內(nèi)容的安排上考慮實驗的應用性及與實踐聯(lián)系的緊密性，注重培養(yǎng)學生在城市防洪減災、水利工程、水環(huán)境及生態(tài)保護、城市水資源及節(jié)水、城市水務管理等方面的綜合能力與素質(zhì)。

三、加強實驗平臺建設

（一）完善城市水循環(huán)系統(tǒng)實驗平臺

水務工程作為一門與實際聯(lián)系緊密的新興專業(yè)，自成立以來，學院一直非常重視水務工程實驗平臺的建設。城市水循環(huán)系統(tǒng)包括自然循環(huán)、人工循環(huán)、經(jīng)濟循環(huán)和社會循環(huán)。各循環(huán)系統(tǒng)之間通過水量及水質(zhì)產(chǎn)生聯(lián)系，并相互影響制約。城市水循環(huán)系統(tǒng)實驗平臺建設涵蓋了城市河網(wǎng)、水利工程、降雨模擬系統(tǒng)、模擬下墊面、給水排水工程及水環(huán)境、水生態(tài)工程等。通過綜合實驗理解城市水循環(huán)的自然規(guī)律。城市水循環(huán)系統(tǒng)實驗包括城市水文與水災害、水環(huán)境、水資源等三個方向，擬在不同的實驗教學階段分別為學生分配指導型實驗、提高型實驗和研究型實驗三種實驗。第一階段指導型實驗，學生在教師的指導下完成教學大綱所要求的基礎性實驗。第二階段提高型實驗，結(jié)合當前新理論方法進行實驗設計，對實驗教材中未要求的新工藝技術(shù)進行補充。第三階段研究型實驗，結(jié)合學生的專業(yè)興趣，主要針對城市水循環(huán)過程中出現(xiàn)的新問題、熱點問題進行探索性研究。

（二）構(gòu)建開放性實驗平臺

開放性實驗平臺建設依托于城市水務實驗室，為學生提供自由、寬松的實驗條件。開放性實驗是從問題的提出、資料查閱、實驗方案的制定、實驗數(shù)據(jù)處理、問題總結(jié)等均由學生自己完成，實驗室提供開放的實驗資源，教師在實驗過程中的作用主要是啟發(fā)和引導。開放性實驗是體現(xiàn)以學生為主體的實驗教學模式，是提高學生動手能力、主動思考問題、培養(yǎng)科學思維和解決問題的最有效方法。開放性實驗具體表現(xiàn)在實驗室的開放時間及選題的靈活性上。實驗室的開放時間為除正常實驗教學時間外，學生可以根據(jù)自己的實驗設計進展自行安排實驗時間。對開放性實驗的選題：首先，實驗室由相關(guān)專業(yè)教師根據(jù)科研及生產(chǎn)實際不定期提供實驗課題供學生選擇，作為教學計劃外的包括城市水災害、水環(huán)境、水資源等開放性實驗項目；其次，學生可以根據(jù)自身興趣和條件自擬實驗項目，在經(jīng)過實驗審批后進行實驗；再次，學生可以結(jié)合導師的科研項目擬定實驗；最后，由學生結(jié)合學校開展的創(chuàng)新訓練計劃進行選題。

（三）編寫實驗指導用書

水務工程實驗并無系統(tǒng)的實驗指導用書，實驗在各門基礎課間的相互關(guān)聯(lián)性和綜合性文獻仍顯不夠，與生產(chǎn)實踐聯(lián)系有待加強。筆者擬編寫水務工程實驗指導用書。結(jié)合學科的多元性、融合性、創(chuàng)造性等特點，強化科研及生產(chǎn)實踐的需要，實驗指導用書內(nèi)容從綜合指導型實驗、專題實驗、研究型實驗，最后到開放性實驗的主要框架進行編寫。水務工程是一門涉及水文、水利、給水排水和環(huán)境工程的綜合的實踐應用性很強的學科，其實驗同樣具有多元性、融合性及創(chuàng)造性的特點。水務工程實驗內(nèi)容需要在涉及的各學科專業(yè)課實驗基礎上進行歸納總結(jié)，進而形成一套完整的適合水務工程特點的實驗教學體系、實驗平臺和實驗指導用書。通過實驗教學體系的完善，提高實驗教學質(zhì)量，調(diào)動學生積極主動思考，培養(yǎng)學生動手能力及分析解決實際問題的能力。

參考文獻：

[2]張利平，夏軍，許建民等.水文實驗教學改革的研究與實踐[J].中國電力教育，2001，(4).

[3]匡翠萍，劉曙光，鐘桂輝等.水利工程開放式實驗教學探索———以同濟大學土木學院水利工程系為例[J].中國電力教育，2010，(22).

[4]馬偉芳，孫德智，倫曉秀等.給水排水工程專業(yè)實踐教學模式及考核方法探究[J].教育教學論壇，2014，(42).

[5]汪愛河，張純，張偉.水質(zhì)工程學開放性實驗教學的探索與研究[J].廣州化工，2011，(24).

[6]王建兵，宋巖，于彩虹等.環(huán)境工程專業(yè)實驗教學改革與創(chuàng)新[J].科技創(chuàng)新導報，2014，(22).

作者：暴瑞玲 劉俊 徐向陽 單位：河海大學