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摘要：文章從水務(wù)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)出發(fā)，探討了水務(wù)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)與措施，并提出了加強(qiáng)水務(wù)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的建議。

關(guān)鍵詞：水務(wù)工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；高校

伴隨城市化的快速發(fā)展，城市水問(wèn)題愈發(fā)突出，其涉及城市水循環(huán)過(guò)程中的水災(zāi)害、水環(huán)境及水資源等問(wèn)題。據(jù)聯(lián)合國(guó)人口署預(yù)測(cè)，2030年發(fā)展中國(guó)家或地區(qū)的城市化率都將超過(guò)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(jìn)程不同，主要的水問(wèn)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(wèn)題的復(fù)雜性。與水務(wù)工程專業(yè)相關(guān)的各專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(wù)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系仍然只是以基礎(chǔ)課和專業(yè)課為支撐的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不能體現(xiàn)水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)多學(xué)科多專業(yè)交叉及綜合性的特點(diǎn)。水務(wù)工程是從城市水問(wèn)題的全局著眼、順應(yīng)從多龍管水向水務(wù)管理一體化轉(zhuǎn)換的需求，針對(duì)城市化進(jìn)程中各類水問(wèn)題而發(fā)展起來(lái)的一門新興學(xué)科。水務(wù)工程必然具有以城市水循環(huán)為基礎(chǔ)同時(shí)涉及多學(xué)科多專業(yè)知識(shí)的特點(diǎn)。水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)同樣具有數(shù)量大、涉及知識(shí)面廣的特點(diǎn)，但并不能是各相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單拼湊。只有從各學(xué)科中有針對(duì)性地選擇其核心實(shí)驗(yàn)綜合運(yùn)用并進(jìn)行水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，才能體現(xiàn)水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)的專業(yè)性、綜合性，并滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。本文在對(duì)水務(wù)工程專業(yè)十多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，探討了水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的模式，以滿足進(jìn)行科研及生產(chǎn)實(shí)踐的需要。

一、水務(wù)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

河海大學(xué)水務(wù)工程專業(yè)以水利工程一級(jí)學(xué)科為依托，是力求解決城市水循環(huán)中涉及的各類水問(wèn)題以適應(yīng)新形勢(shì)下的社會(huì)需求而設(shè)立的。水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)必然具有以下學(xué)科特點(diǎn)。

（一）多元化

水務(wù)的含義是城市化地區(qū)涉水的一切事務(wù)。水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)是以水利學(xué)科為基礎(chǔ)，水務(wù)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(wèn)題的實(shí)驗(yàn)理論及方法。而上述問(wèn)題在相關(guān)各學(xué)科的建設(shè)發(fā)展中即在城市水循環(huán)問(wèn)題的各個(gè)方面已經(jīng)形成了比較完善獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。隨著城市化的快速發(fā)展，城市水問(wèn)題越來(lái)越表現(xiàn)為一個(gè)不可分割的整體，水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)自然就具有這樣涉及各學(xué)科的多元化特點(diǎn)。

（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(wù)工程特色的實(shí)驗(yàn)教材體系已迫不及待。該體系在城市水循環(huán)基礎(chǔ)上，將水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成水務(wù)特色的綜合性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)性與綜合性以及各學(xué)科的相互融合。

（三）創(chuàng)造性

目前，水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)依托于各門課程的實(shí)驗(yàn)體系，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上，對(duì)提高學(xué)生解決城市水問(wèn)題能力的培養(yǎng)上仍然不夠。在完善各學(xué)科的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，探索適合水務(wù)工程專業(yè)特色的綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)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(wèn)題的能力與素質(zhì)，將是水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)應(yīng)具備的必要特點(diǎn)。

二、水務(wù)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)與措施

（一）改革目標(biāo)

水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)涉及多專業(yè)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，具有多元化、融合性及創(chuàng)造性的特點(diǎn)。水務(wù)工程傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)基本是依托各門專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)課程進(jìn)行，主要內(nèi)容是對(duì)基礎(chǔ)原理的驗(yàn)證并使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法與能力，而對(duì)各課程實(shí)驗(yàn)的交叉融合體現(xiàn)不足。因此，本文所述水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)改革體現(xiàn)兩個(gè)目標(biāo)：一方面通過(guò)水務(wù)工程綜合實(shí)驗(yàn)使學(xué)生能以全局的視角加強(qiáng)對(duì)城市水循環(huán)規(guī)律的認(rèn)識(shí)；另一方面夯實(shí)學(xué)生進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（二）措施

1.強(qiáng)化基礎(chǔ)性。

城市化發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的與解決水問(wèn)題有關(guān)的新材料、新工藝、新設(shè)備及新方法等在專業(yè)基礎(chǔ)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中涉及很少或沒有安排，不能使課堂上的基本理論和知識(shí)得到拓展和補(bǔ)充且與實(shí)踐有不同程度的脫節(jié)。水務(wù)工程不同于其他相關(guān)專業(yè)，水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)自然也不能直接照搬相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)。而是結(jié)合水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)多元性和綜合性的特點(diǎn)，對(duì)各相關(guān)學(xué)科課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革和融合，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法及設(shè)備進(jìn)行全面分析，精選其核心實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、基本原理和技能實(shí)驗(yàn)，增加新工藝新方法的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加強(qiáng)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2.注重創(chuàng)新性。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生按照設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案、步驟及內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)和進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考問(wèn)題的積極主動(dòng)性，創(chuàng)新性更待加強(qiáng)。水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)的多元性決定其實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必然涉及多學(xué)科交叉問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)方案也具有更大的靈活性。因此，在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上，可讓學(xué)生主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)中，充分調(diào)動(dòng)其主動(dòng)性；并在實(shí)驗(yàn)中增加研究和探索性的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)探究自然規(guī)律的習(xí)慣。

3.突出綜合性。

水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)的融合性特點(diǎn)，使強(qiáng)化學(xué)生的綜合能力的培養(yǎng)尤為重要。而城市水問(wèn)題的解決也需要各專業(yè)的配合來(lái)共同完成，這正是水務(wù)工程專業(yè)所需要的解決水問(wèn)題的思路。在各相關(guān)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)，突出水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)的綜合性。探索城市水循環(huán)過(guò)程中與防洪除澇、水資源及水環(huán)境相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)與能力。

4.加強(qiáng)實(shí)踐性。

水務(wù)工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要與科研相結(jié)合，與生產(chǎn)實(shí)踐緊密聯(lián)系。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上考慮實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用性及與實(shí)踐聯(lián)系的緊密性，注重培養(yǎng)學(xué)生在城市防洪減災(zāi)、水利工程、水環(huán)境及生態(tài)保護(hù)、城市水資源及節(jié)水、城市水務(wù)管理等方面的綜合能力與素質(zhì)。

三、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

（一）完善城市水循環(huán)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

水務(wù)工程作為一門與實(shí)際聯(lián)系緊密的新興專業(yè)，自成立以來(lái)，學(xué)院一直非常重視水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)。城市水循環(huán)系統(tǒng)包括自然循環(huán)、人工循環(huán)、經(jīng)濟(jì)循環(huán)和社會(huì)循環(huán)。各循環(huán)系統(tǒng)之間通過(guò)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(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)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(guò)綜合實(shí)驗(yàn)理解城市水循環(huán)的自然規(guī)律。城市水循環(huán)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)包括城市水文與水災(zāi)害、水環(huán)境、水資源等三個(gè)方向，擬在不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段分別為學(xué)生分配指導(dǎo)型實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)和研究型實(shí)驗(yàn)三種實(shí)驗(yàn)。第一階段指導(dǎo)型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成教學(xué)大綱所要求的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。第二階段提高型實(shí)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)前新理論方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教材中未要求的新工藝技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充。第三階段研究型實(shí)驗(yàn)，結(jié)合學(xué)生的專業(yè)興趣，主要針對(duì)城市水循環(huán)過(guò)程中出現(xiàn)的新問(wèn)題、熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行探索性研究。

（二）構(gòu)建開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)依托于城市水務(wù)實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供自由、寬松的實(shí)驗(yàn)條件。開放性實(shí)驗(yàn)是從問(wèn)題的提出、資料查閱、實(shí)驗(yàn)方案的制定、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、問(wèn)題總結(jié)等均由學(xué)生自己完成，實(shí)驗(yàn)室提供開放的實(shí)驗(yàn)資源，教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的作用主要是啟發(fā)和引導(dǎo)。開放性實(shí)驗(yàn)是體現(xiàn)以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，是提高學(xué)生動(dòng)手能力、主動(dòng)思考問(wèn)題、培養(yǎng)科學(xué)思維和解決問(wèn)題的最有效方法。開放性實(shí)驗(yàn)具體表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室的開放時(shí)間及選題的靈活性上。實(shí)驗(yàn)室的開放時(shí)間為除正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間外，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)展自行安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間。對(duì)開放性實(shí)驗(yàn)的選題：首先，實(shí)驗(yàn)室由相關(guān)專業(yè)教師根據(jù)科研及生產(chǎn)實(shí)際不定期提供實(shí)驗(yàn)課題供學(xué)生選擇，作為教學(xué)計(jì)劃外的包括城市水災(zāi)害、水環(huán)境、水資源等開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；其次，學(xué)生可以根據(jù)自身興趣和條件自擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)審批后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；再次，學(xué)生可以結(jié)合導(dǎo)師的科研項(xiàng)目擬定實(shí)驗(yàn)；最后，由學(xué)生結(jié)合學(xué)校開展的創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃進(jìn)行選題。

（三）編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)用書

水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)并無(wú)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)用書，實(shí)驗(yàn)在各門基礎(chǔ)課間的相互關(guān)聯(lián)性和綜合性文獻(xiàn)仍顯不夠，與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系有待加強(qiáng)。筆者擬編寫水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)用書。結(jié)合學(xué)科的多元性、融合性、創(chuàng)造性等特點(diǎn)，強(qiáng)化科研及生產(chǎn)實(shí)踐的需要，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)用書內(nèi)容從綜合指導(dǎo)型實(shí)驗(yàn)、專題實(shí)驗(yàn)、研究型實(shí)驗(yàn)，最后到開放性實(shí)驗(yàn)的主要框架進(jìn)行編寫。水務(wù)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(shí)踐應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，其實(shí)驗(yàn)同樣具有多元性、融合性及創(chuàng)造性的特點(diǎn)。水務(wù)工程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要在涉及的各學(xué)科專業(yè)課實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納總結(jié)，進(jìn)而形成一套完整的適合水務(wù)工程特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)用書。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的完善，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)思考，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力及分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

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作者：暴瑞玲 劉俊 徐向陽(yáng) 單位：河海大學(xué)