基于专业实践的“河流管理学”课程教学创新体系

[摘 要] 课堂教学是高校教学中占比最多的教学环节，为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展和“中国制造2025”等一系列国家战略，现阶段国家和社会需要大量新工科人才，而培养新工科人才的关键在于如何将传统的课堂教学开辟出新的模式。把黄河花园口水文站专业实践与“河流管理学”课堂教学相结合，可以使教学效果最优化，所得到的教学成果也可以实现“1+1>2”的目标。学生作为课堂教学和专业实践的桥梁，既完成了基于专业实践的“河流管理学”课程教学创新体系，同时也掌握了二者相互传递的思想方法与专业知识，既巩固了对课程的认知，也提高了个人的综合素质水平。

[关键词] 专业实践;教学模式;河流管理;黄河花园口

[基金项目] 2018年度湖北省教改项目“基于专业实践的‘河流管理学’课程教学创新体系研究”（2018019）

[作者简介] 舒彩文（1980—），男，湖北黄冈人，工学博士，武汉大学水利水电学院副教授，硕士生导师，主要从事泥沙运动基本理论、河床演变、河流管理研究;王朝樟（1999—），男，海南临高人，武汉大学水利水电学院2021级土木水利专业硕士研究生，研究方向为河流动力学。

[中图分类号] G420  [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）18-0121-04 [收稿日期] 2021-08-18

引言

“河流管理学”是武汉大学水利水电学院港口航道与海岸工程专业的必修课，该课程主要对河流管理方面的知识体系进行了全面、系统的介绍和总结概括[1]。旨在让学生通过对课程内容的学习，对河流管理的历史及当前河流管理所面临的各种问题、应对手段都有一个初步的认识和理解。通过各种实际工程案例的讲授，传授给学生在河流管理过程中解决所遇问题的思想方法，同时拓宽学生的视野，为学生今后从事水利行业打下坚实的基础，能更好地为国家和社会服务。该课程自2006年开设，至今已有15年的历史。在长期的教学实践中，水利水电学院对课程的内容、模式不断进行完善和补充，取得了良好的效果。

2017年以来，教育部积极推进新工科建设，发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》《关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》等文件。而工科之“新”体现在工程实践教育的内涵上，武汉大学水利水电学院积极响应教育部号召，与长江水利委员会、黄河水利委员会、长江航道规划设计研究院等多家单位共建新工科人才培养实践基地、实习实训基地。

大学生暑期实习实践活动是“第二课堂人才培养”的重要途径之一[2]，同时，教育内容与实习实践脱节是高校教育改革存在的不足[3]。有调查报告指出，中国大学生的数量虽然很多，且在学校考试优秀的也不乏少数，但由于教育体系过于偏重理论，对于实践教学由于种种因素的制约不能很好地普及[4]，“河流管理学”作为一门主要通过工程实例来传授知识的课程，也同样面对着这类问题。如何让学生在现实中接触到工程实际，如何将教学内容与专业实践结合起来，是目前本课程最需要实现的目标。武汉大学从2018级新生起全面实行三学期制，除了方便学生更好地巩固专业课以外，第三学期还可以在不影响理论学习的前提下，更好地集中安排时间以便学生进行实习实训和创新创业实践。以2018年武汉大学水利水电学院大学生第三学期专业实践为机，课程负责人带领港口航道与海岸工程专业的学生前往河南黄河花园口进行实地学习与调研。此次实践力求把“河流管理学”的课堂教学与专业实践活动相结合，做到教学相长。根据学生对于实践的反馈，此次尝试取得了不错的成果。

一、花园口专业实践概况

花园口，位于河南省郑州市惠济区北郊17公里处的黄河南岸。黄河在花园口河段宽滩游荡。黄河下游干流河防工程主要包括堤防工程、险工和控导工程等[5，6]，花园口险工位于南岸大堤桩号K6+663～K16+738处，全长7612米，现有坝岸工程138个，其中坝42道、垛40个、护岸56段。2004年，根据标准化堤防建设的设计要求，对该处险工段淤背进行放淤，宽度达到100米，同时对铁路进行了拆除，工程更加整齐划一，成为黄河上一道亮丽的风景线。花园口水文站位于郑州市北郊，是黄河干流重要的控制站和黄河下游防汛的标准站，集水面积73万km2，占黄河流域总面积的97%，在黄河下游防洪调度，河道治理，水资源开发利用等方面具有十分重要的作用。

在有关帮助下，专业实践队伍和花园口水文站的领导、工作人员进行了交流，对当地河流管理的理念、目标、体制、法规等做了深入的了解。实地参观了花园口水文站的模型大厅、展览室等，并听取了防汛工作汇报。

二、课堂教学对专业实践的引领作用

（一）课堂教学为专业实践奠定知识背景

河流管理学在宏观层面向学生介绍了河流概念及相应的管理知识，让学生在理解河流基本自然演变规律的基础上，进一步学习河流管理学，对其知识面进行补充和拓展，做到循序渐进。由于受多方面因素的限制，本课程的专业知识大多靠课堂教学来进行。为了让实践发挥出最大的作用和效率，本课程在课堂教学中注重将河流的调度、管理方面的相关知识传递给学生，为学生建立必要的知识背景，这样就能以正确、科学的理论来指导实践，保证学生在日后的专业实践中能够更快上手，增加学生的参与感和积极性。

（二）课堂教学提供学生分析、解决问题的思路和方法

“河流管理学”课程通过各种实际工程案例，传达给学生解决相关问题的思想方法。例如在《河流管理方法》一章中，通过分别对河流的人性化、生态化、数字化管理方法进行解释，并且给出相应的工程实际应用案例。同时，鼓励学生积极思考，比如同一个问题，用不同的方法，哪一种方法得到的效果最好？不同性质的问题，又适用于哪类方法？在不同情况下，这些方法和思路都是需要学生去自己运用和把握的。通过这种方式，可以让学生在日后的实践中，对实际问题有更多的思考。

（三）课堂教学激发学生发现新的实际问题

“河流管理学”是一门概括性的、较为宏观的课程，而课堂上所涉及的每项措施、方法想要在实际中实现往往还有很多困难。通过在课堂上对学生提出所要应用的措施或方法，以各种方式来让学生自主思考：在所提出的措施和方法的实施过程中会出现哪些具体的问题？又有哪些相应的解决方法？以预演的方式，培养学生发现、分析、处理问题的能力，让学生在专业实践中对具体工程措施提出问题。例如，黄河从2002年开始实施调水调沙，花园口水文站的统计量是否达到了预期的变化？如果没有，那又是哪个环节出现了问题？如何改善？培养学生这些能力的同时，也能让教师在回答问题时有更多的启发，做到教学相长。

三、专业实践对课堂教学的补充和成效检验

（一）以最新的专业领域现状调动学生积极性

基于丰富的专业实践调查，专业实践可以让学生及时了解当下河流管理中存在的问题，增强课堂教学内容的直观认识，增加课程教学的实践性，创新教学体系，提升教学效果。再者，专业实践给学生带来的最新专业知识往往是书上所缺少的，这不仅可以帮助学生温故而知新，还能给其带来一些新认知。

以此次专业实践的目的地黄河为例，学生已经在课本上看过太多关于黄河洲滩密布、游荡不定的描述，但是这其实是黄河多年来的通病。另外对于黄河的治理，大家在认知中大多也只是在上中游做好水土保持、下游修堤筑坝之类。而到了实践地点后，学生所看到、听到的都是专业领域内最新的现状。黄河水利互联网数据化、远程摄像监测水位等技术和新型的水资源管理和调度方法大大开阔了学生的眼界，同时也增加了学生对相关知识的新鲜感，调动学生学习的积极性。比如，在花园口水文站里，学生通过部分河段水清河窄的监控画面，也进一步刷新了对黄河河宽水黄沙多的认知。由此可知，专业实践有利于调动学生对“河流管理学”课程的积极性。

（二）补充课堂教学内容

由于课堂教学受时间、地点等条件的限制，有的教学内容只能在实践中加以完善。比如水资源调度现场的考察等。课堂教学主要培养学生对河流管理的理性认识，使学生在意识中形成对河流管理的初步认识，而专业实践通过以亲身经历的方式，培养学生对于河流管理学的感性认识。水库现场调度、参观物理模型等现场考察实践内容，都能够加深学生对于河流管理的认知。同时，现场实践中所介绍的新技术可以给学生提供新的解决问题的思路，有助于学生创新能力的提升。

此次在花园口水文站现场考察时，水文站站长通过现场演示，给学生展示了花园口水文站与上下游水文站的信息互通平台，并演示了水文站数据系统的洪水过程模拟等功能，补充了课堂上未具体讲授的计算机技术在河流水资源调度中的应用部分的内容。此外，学生与水文站工作人员也进行了充分的交流，获得了许多新的认识。

（三）进一步深化课堂教学内容

专业实践既是对课堂教学的补充，也是对课堂教学效果的检验。通过完善专业实践基地运行体制，可以在培养学生实践能力的同时，激发学生创新意识[7]。此次实践明显提高了学生对本课程的认知。在以往课后讨论作业当中，学生的认知范围拘泥于课本，表达能力也比较有限，而在专业实践报告中，学生普遍表现出对河流管理学的进一步认识。同时，其表达方式也大多有了改变，不再拘泥于学术化语言，而是加入了不少业内术语。由此可见，在“河流管理学”课程中，专业实践使课堂教学内容得到了进一步的深化，对学生系统、深入地学习发挥了重大作用。

四、专业实践对提高学生综合素质至关重要

（一）专业实践提高了学生的自主思考能力

河流管理学是一门比较宏观的学科，发展时间较短、发展空间较大。虽然这门学科起步比较晚，但是其相关的思想方法、制度法规却早已形成，这门学科仅对这些内容起一个系统地总结作用。在此背景下，课堂教学中许多内容都较为陈旧。而在教育部积极推进新工科建设之际，我国更需要能够独立自主思考、勇于开辟新道路的青年。如果仅仅满足于让学生学习吸收已有知识，长此以往学生难免缺乏自主独立思考的能力。而专业实践能弥补课堂教学的不足，不断向学生提出在新时代、新背景下的新问题，促使学生跳出已有的思维模式，而是进一步进行独立思考。这种能力不仅局限于本学科，在今后任何工作中都会让学生终身受益。

（二）专业实践提高了学生的沟通交流和写作能力

专业实践作为课外形式的教学，能够对学生的沟通交流、写作能力起到锻炼作用。

一方面，相对于传统的课堂教学来讲，专业实践的特点在于学生由被动接受转为主动沟通、交流。在传统的课堂上，学生只需要坐着听课，会做题，而专业实践要求学生进行交流，这就锻炼了学生的交流能力，如何简洁明了地表达自己的想法，以及如何从别人的回答中提取到需要的信息。这也为今后学生在为人处世方面的发展奠定了基础。

另一方面，“河流管理学”课程的专业实践目的性和针对性较强。因此，实践报告、成果专业性较高，撰写实践报告可提高学生的专业素养和写作能力。如何以凝练、专业的语言整理出实践成果与收获，如何将实践感想用书面语言表达，是对学生表达能力的锻炼，这种能力也是学生未来从事任何工作都必不可少的。

图1是本课程采用的模式（课堂教学与专业实践相结合）示意图。传统教学模式基本上是向学生的单向输出，而由图可知，当课堂教学与专业实践结合后，课堂教学模式和方法会受到专业实践的推动而革新，而专业实践的内容也会因为革新后的课堂教学而变得更加丰富，两者的质量不断提高，学生学到的东西就越多，教师能够得到的反馈也越积极，从而实现教学相长。

结语

对于“河流管理学”课程来说，课堂教学是基础平台，专业实践是应用平台，而学生则是搭建好两个平台的桥梁。前者为学生做好了基础知识的铺垫，为其提供解决问题的基本思想方法;后者激发学生学习动力、拓宽其思考空间，补充了课堂教学因自身条件限制所缺乏的内容。课堂教学和专业实践相辅相成，前者为后者提供基础，后者为前者开辟革新的方向，二者的结合可以使教学效果最优化，所得到的教学成果也实现了“1+1>2”的目标。同时，学生作为中间桥梁，在两者相互影响、相互促进的过程中接受了其相互传递的内容，巩固了自己对课程的认知，提高了个人的综合素质水平。总而言之，将“河流管理学”课程的专业实践与其课堂教学相结合，是对武汉大学水利专业课教学方法的一次成功的尝试，为其他专业课教学及高校学科教学提供了一个良好的范例。