多元融合的“水文测验”实验教学改革研究

［摘 要］ 针对传统“水文测验”实验教学中存在的教学模式固化、能力培养不足、价值引领欠缺等问题，以提高学生的实践能力、创新思维和职业素养为目的，探究以“案例化思政”为抓手、以科技创新为导向、以“互联网+信息化”为载体的线上线下混合教学模式，增设综合性、拓展式、创新性实验内容，形成多元融合、多方互动的教学理念，以期强化实验类课程思政建设，提高实践教学质量，推进新工科背景下的创新实验教学改革，助力复合应用型专业人才培养。

［关键词］ 水文测验；实验教学；课程思政；科技创新；信息化

［基金项目］ 2023年度内蒙古农业大学教育教学改革研究重点项目“地方高校新工科专业人才培养模式改革与探索”（ZD202308）；2021年度内蒙古农业大学教育教学改革研究项目“‘思政+科创+信息化’多元融合的水文类实验课程线上线下混合式教学设计与探索”（SJJX202112）；2021年度内蒙古农业大学“线上线下混合式”一流课程“水文学原理”建设项目

［作者简介］ 王怡璇（1989—），女，内蒙古鄂尔多斯人，博士，内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院副教授，主要从事水文学及水资源领域的科研研究；段利民（1981—），男，内蒙古锡林郭勒人，博士，内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院副教授（通信作者），主要从事水文学及水资源领域的科研研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）06-0077-04 ［收稿日期］ 2023-06-13

水文测验主要涉及水文仪器设备的使用、水文要素的观测、水文数据的分析和整编，是水文及其他涉水行业工作的基础，是推动水文工作开展的首要任务，是水利工程规划与设计中的第一步，迈出并走好这一步至关重要［1］。在实际工作中，水文测验的工作环境较为恶劣，存在洪峰过境等特殊时期的高风险作业。而且水文数据作为水文和水利规划与设计的基础，水文测验方法的合理性、数据演算的正确性、数据整编的可靠性，直接决定了水利工程设计的科学性、合理性及其运营的安全性。可见，收集第一手水文数据，确保水文数据的真实可靠，是水文高质量发展的重要基础，更事关人民群众生命财产安全和经济社会发展稳定大局［2-3］。同时，我国当前治水的主要矛盾发生了深刻变化，水利工作已拓展到水资源保护、水系景观建设、水系生态修复等新维度，推动新阶段水利高质量发展的任务繁重艰巨，亟须培养更多高素质专业化水利人才［4］。

然而，目前传统“水文测验”教学，特别是实验教学环节对思政元素、科技创新成果和信息化技术的融合程度尚显不足，对学生专业技能和职业素养的培养仍有欠缺，与现阶段教育教学目标不匹配的矛盾日益凸显。如何全面提升学生分析问题、实际操作、协同合作、科技创新等能力，发展学生解决复杂问题和适应不可预测情境的专业素养，激发学生的创新活力和潜力，是现阶段水文与水资源工程专业本科实践教学应着重考虑和解决的问题。以学生发展为中心，推广探究式、个性化、参与式教学，推广翻转课堂、混合式教学等新型教学模式，构建线上线下相结合的教学模式，是当下实践教学改革发展的必然趋势。面对新时代人才需求的新形势和新工科教学改革的新要求，亟须开展“水文测验”实验教学的多元化改革研究［5-7］。

一、“水文测验”实践教学现状

“水文测验”实验教学是水文与水资源工程专业本科生能力培养的一个重要环节，教学任务涉及了解水文测验的工作内容和发展历史、国内外水文信息采集与处理现状和发展趋势、水文测站和水文站网的布设原则和观测项目；掌握常规水文要素（如降雨、蒸发、水位、流量、泥沙等）的观测方法、仪器构造和工作原理，开展水文测验的操作技能、工作流程和规范要求；掌握进行水文信息采集与资料整编的方法和规范要求，水文调查的主要内容以及水文年鉴的查阅和使用方法。教学目的主要在于训练和提高学生的实际操作能力、测验业务水平和专业技能，培养学生严谨认真、务实求真的工作态度，以及分析问题和解决问题的能力。

二、“水文测验”实验教学的难点和痛点

1.水文实验仪器设备老旧，教学手段相对落后，不能满足水文测验技术的现代化发展需求。传统的“水文测验”实验教学以降水观测、蒸发观测、水位观测、流量测验和泥沙测验等单一型实验为主，主要通过传统观测仪器的介绍和常规测验手段的演示，使学生掌握仪器的结构、使用方法和测验方法。目前，水文实验室内的多数教学仪器往往得不到及时更新，可能存在过时、老化、数量不足等问题，不能保证所有学生都能进行动手操作，加之多数实验室教学条件有限，无法进行多媒体演示，使得教学内容中缺少对现代化测验手段及其实际应用的讲解，特别是针对先进水文信息采集设备和采集技术，以及其中所蕴含的科技创新理论的介绍不够充分。

2.专业知识传授、技能培养与思政教育的融合度及协调性较弱，对学生价值观的引领不足。与其他专业课相比，“水文测验”课程的实践性、社会性强，与生产实际密切相关，以实施基本技能训练、强化理论联系实际、提高分析和解决问题的能力、培养务实严谨的科学态度和敬业奉献的职业素养等为教育教学目标［8］。然而，在实际教学过程中，要求将水文学、气象学、水文测验学等理论知识学以致用，注重对水文测验基本技能的训练，忽视了思政元素的挖掘与融入。例如，在讲解测验工作流程时，对基层水文工作者良好职业操守和职业道德的强调不足；在介绍测验设备和仪器时，对守正创新、科技强国等理念的引入不够深刻。因而不能满足培养学生理想信念和职业素养的内在需求，不利于对学生人生观和价值观的正确引领。

3.缺少综合性和创新性实验，对科技创新活动的支撑力度不足。在新工科建设背景下，科技创新活动和竞赛成为培养学生创新意识和创造能力的重要途径。科技创新作为一类应用性较强的研究活动，对学生实践能力和综合素质的要求较高，因此，实验教学成为决定学生科技创新成效的关键基础。对于水文与水资源工程专业的本科生，“水文测验”实验教学是水文类实验教学中最重要的环节之一。但在传统教学中，教学方式往往以演示性实验、验证性实验为主，辅以到当地水文站、气象局开展现场教学和观摩学习，主要目的在于基本技能的训练，缺少综合性实验和学生自主设计的创新性实验，导致学生实际动手机会不多、参与度不高，以学生发展为中心的教学思路无法得到体现，忽视了对学生创新能力和综合素质的培养，对学生科技创新能力发展的支撑力度不足。

三、多元融合的“水文测验”实践教学模式设计

1.课前线上导学：以思政教育为目的的案例化导学模块。充分利用网络资源和线上平台的优势，实施案例化教学，以案例引思政，以案例导教学。利用多元化的线上教学方式和手段，以国家政策、新型技术、历史事迹、工程实例、科学技术应用等案例为“骨架”，以细节知识点为“血肉”，借助视频、动画、多媒体以及广播新闻等途径，通过典型案例让学生认识水文测验的准确度和严谨性对工程建设、人民生命财产安全以及社会经济发展的重要意义，体会其中蕴含的家国情怀、文化素养、法治意识、生态文明意识和科学思维等思政要素。例如，为了给各级防汛调度指挥部提供决策部署的重要数据基础，在暴雨洪峰过境时，基层水文工作人员仍坚守岗位，抢测流量，由此案例培养学生爱岗敬业、严谨务实的工匠精神；通过引入我国水文信息技术历史悠久，对比改革开放前后我国水文测验所取得的成就，培养学生的爱国主义精神，启发学生认识水文测验工作的重要意义；我国的钱宁把毕生精力献给了泥沙科学，长期在黄河现场进行观测试验和研究工作，踏遍黄河上、下游和中游水土流失地区，多次成功组织了重大泥沙问题的科技攻关，通过介绍钱宁的科研事迹，培养学生的民族自豪感和奉献精神；通过自动化、现代化水信息技术的系统学习，激发学生的科学探索意识和创新思维。以案例化思政的线上导学模块，解决学生学习枯燥、代入感差，以及价值观不明确等问题，推进实验课程的思政建设和育人目标的实现。

2.课中线下互动：以科技创新为导向的多方互动教学模式。（1）教师引导讲思政。在导学案例的基础上，设计融入思政要素的实验方案，促使专业教学与思政教育同向同行，协同培养学生尊重事实、精益求精、严谨求实的科学态度；在常规教学内容的基础上，引入先进的水文测验仪器和技术，重点讲解基础理论与实践应用的耦合方式，引导学生深刻认知在科学技术发展过程中，经典基础理论牢固的奠基地位，以及科研创新重要的推动作用，培养学生的辩证思维和创新思维。（2）学生探究重创新。采用自主探究、小组合作等方式，指导学生开展综合性实验，结合相关时事新闻和项目案例引起学生的共鸣，使学生将思政元素内化为自己的领悟，树立正确的人生观和价值观。引入拓展式、创新性的团队实验，充分调动学生自主学习和独立思考的积极性，培养团队协作精神，开发学习潜力和创新能力。（3）师生互动攻难题。通过线上线下开展师生互动和交流，辅助学生解决拓展实验中有关分工合作、设计实施、方式方法等方面存在的问题，发掘创新创意、高光亮点等，提升学生团队配合和分析问题、解决问题的能力，增强学生创新意识和拓展思维的广度与深度。（4）多方参与强实践。积极探讨学生加入校企合作、产学研一体化项目的可行性，让学生有机会在实际生产中进一步巩固课堂所学，通过解决实际工作中不同的需求和困难，反思当前所学内容中的不足和需要加强的部分，引导学生深入理解理论学习与实践应用的异同点，进一步利用学校的资源与条件，及时强化和完善所学知识。

3.课后线上拓展：以“互联网+信息化”为载体的拓展学习模块。在学校已建立校地、校企合作关系的基础上，尝试与周边水文气象、生态环境行政主管部门和企业单位联合开展水信息技术共享教育，邀请长期从事水文信息采集和水文技术创新的行业专家开展专题报告，录制水文气象和水利部门实地采集水文信息的视频，收集基于计算机信息技术的水文数据传输与分析实例，将遥感技术、地理信息系统技术、全球定位系统技术、人工智能和大数据在水文信息采集与处理中的应用案例整编在教学内容中，使课程内容完整、丰富、新颖，以适应新时代学科发展和科技进步的步伐［9-10］。例如，在讲解流量测验方法时，除了传统的接触式测流方法，引入雷达流速仪在线流量监测系统［11］、基于图像识别和人工智能方法的河道流量视频测验技术［12］、利用卫星遥感技术的河流流量反演方法［13］、基于无人机平台的测流系统［14］等信息自动化技术的原理和应用，帮助学生了解我国水文测验的现代化和智慧化建设。

此外，利用现代网络信息技术，发挥多媒体教学和网络远程教学优势，让学生充分了解当前水文信息化及水文新技术的最新应用情况，激发学生的学习兴趣，树立科技兴国、科技强国的理念，以满足专业教育产教融合发展的要求，培养适应市场需求的技术技能复合应用型人才。

结语

信息时代传统水文正经历着全面的数字化技术革命，而高校的传统实验教学模式仍难以培养复合应用型专业人才，无法适应新工科背景下的社会需求。“水文测验”实验教学环节作为培养水文学科专业人才实践能力和创新能力的重要渠道，进行教学模式改革势在必行。通过整合科学研究前沿资讯和先进科学技术应用案例等，挖掘案例化“思政+导学”内容，拟定综合性、拓展式、创新性团队实验，建设线上导学模块及拓展教学模块，探索课前线上思政导学、课中线下互动教学、课后线上素质拓展的线上线下混合教学模式，尝试打造校—企—研多维化实践空间，以适应专业教育产教融合发展的要求，为推进实验类课程多元化教学模式改革提供参考。

参考文献

［1］赵昕.水文测验学［J］.水文，2023，43（2）：120.

［2］王玉沛.新时期水文测验现状与应对措施分析［J］.云南水力发电，2023，39（4）：120-123.

［3］郭英.水利工程建设对水文测验工作的影响及对策［J］.水利科学与寒区工程，2022，5（10）：44-46.

［4］周敏丹，付博.新时代水利精神融入水利类院校学生核心素养培育的可为、难为与何为［J］.南昌工程学院学报，2023，42（2）：7-12.

［5］彭亮，何英，卫仁娟，等.应用型本科人才水文测验实习实践教学探索：以新疆农业大学为例［J］.大学教育，2020（8）：144-146.

［6］康艳，宋松柏，王双银.水文测验类实验项目教学方法改革探索［J］.中国电力教育，2013（31）：145-146.