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摘要：實踐教學對培養(yǎng)工科專業(yè)本科生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力具有重要意義。基于此，文章以甘肅農業(yè)大學農業(yè)水利工程專業(yè)為例，構建了“四層次（基礎實踐教學層、專業(yè)實踐教學層、綜合性實踐教學層、科技創(chuàng)新實踐教學層）、七模塊（基礎實驗實踐模塊、社會實踐環(huán)節(jié)、專業(yè)實驗實踐模塊、課程設計模塊、專業(yè)綜合性實踐模塊、自主研究性實踐模塊、科技創(chuàng)新模塊）”的實踐教學體系。同時，文章結合該體系的實踐教學模塊和各環(huán)節(jié)特征，加強實踐教學平臺分類建設，取得了較好的應用效果。期待文章的研究，可實現(xiàn)實踐教學校內與校外、課內與課外、應用與創(chuàng)新的有效結合，并有利于強化學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

關鍵詞：實踐教學；工程實踐；創(chuàng)新能力；農業(yè)水利工程專業(yè)

實踐教學是學生深入領會理論知識和鍛煉才干的有效途徑，對高等院校工科專業(yè)高級工程技術創(chuàng)新人才的培養(yǎng)具有重要支撐作用[1]；它將課程實驗、實習實訓、社會實踐、科學研究等融為一體，是培養(yǎng)學生工程實踐能力、創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力的重要平臺[2]。然而長期以來，受教育觀念和資源投入等因素的限制，我國工科專業(yè)實踐教學在目標制定、教學體系設計、教學方法、教學條件等方面存在諸多問題[3]。目前，許多本科院校的實踐教學目標仍以驗證理論知識、掌握實驗方法和技能為主，缺乏設計性、開發(fā)性等綜合實驗環(huán)節(jié)，再加上針對學生創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作精神的培養(yǎng)空間有限[4]、科研能力和科研方法的訓練欠缺[5][6]，導致學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力嚴重不足。近年來，隨著招聘單位對本科畢業(yè)生實踐創(chuàng)新能力的要求不斷提高，如何將工程實踐教育與創(chuàng)新教育有機結合，科學構建現(xiàn)代實踐教學體系，加強實踐教學平臺的實戰(zhàn)化建設水平，成為了我國工科類本科專業(yè)亟待研究、解決的重要課題。為此，本研究以甘肅農業(yè)大學農業(yè)水利工程專業(yè)為例，構建了“四層次、七模塊”的實踐教學體系，并結合該體系的實踐教學模塊和各環(huán)節(jié)特征，加強實踐教學平臺分類建設，取得了較好的應用效果。

一“四層次、七模塊”的實踐教學體系

實踐教學體系是依據(jù)人才培養(yǎng)方案和實踐教學目標的要求，通過各個實踐教學環(huán)節(jié)科學配置而建立起來的、與理論教學體系相輔相成的整體教學框架體系，是有序組織開展各類實踐教學活動的總的指導文件，對培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力、提升就業(yè)競爭力和后續(xù)工作潛力至關重要[7]。本研究以甘肅農業(yè)大學農業(yè)水利工程專業(yè)為例，在深刻把握培養(yǎng)該專業(yè)人才所需的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的基礎上，構建了“四層次、七模塊”的實踐教學體系，如圖1所示。

1“四層次”的教學階段

按照實踐能力培養(yǎng)的客觀規(guī)律，本研究將“四層次、七模塊”的實踐教學體系的教學目標設置為基礎夯實、專業(yè)強化、綜合集成和創(chuàng)新培育等四個方面，據(jù)此，可從縱向上將教學分解為基礎實踐教學層、專業(yè)實踐教學層、綜合性實踐教學層和科技創(chuàng)新實踐教學層等四個階段。每個階段的知識結構分別覆蓋了人才培養(yǎng)方案中通識教育、學科門類教育、綜合技能教育和創(chuàng)新教育的基本內容，由此實現(xiàn)了理論教學與實踐教學的環(huán)環(huán)相扣、相互促進，進而形成了與理論教學有機結合的完整教學計劃體系，貫穿于公共基礎→學科基礎→專業(yè)基礎→專業(yè)及創(chuàng)新教育的人才培養(yǎng)全過程。

2“七模塊”所屬的實踐教學層

（1）基礎實踐教學層基礎實踐教學層的目標是夯實學生的基礎知識、提升學生的基本技能，并為后續(xù)課程的學習和實踐能力的培養(yǎng)打好基礎，包括——①基礎實驗實踐模塊：在保留“普通化學”、“大學物理”等課程必要的驗證性實驗基礎上，加大綜合性、設計性實驗比例，實現(xiàn)對學生基礎知識和技能的系統(tǒng)培養(yǎng)；同時，適當嘗試開設創(chuàng)新性實驗，以期盡早啟迪學生創(chuàng)新思維。②社會實踐環(huán)節(jié)：積極建立具有專業(yè)特點的基層水務部門社會實踐合作平臺，以促進學生初步獲取基本知識、基本技能后能盡快將理論聯(lián)系實際。依托該平臺和自主組建的節(jié)水者協(xié)會等學生社團組織，學生分組集中開展社會調查實踐活動，了解所修專業(yè)相關行業(yè)的基本情況，并提升其適應社會發(fā)展的基本能力。

（2）專業(yè)實踐教學層專業(yè)實踐教學層的目標是幫助學生深入領會專業(yè)基本知識，強化專業(yè)基本技能，包括——①專業(yè)實驗實踐模塊：針對專業(yè)課程實驗仍簡單依附于理論課程的“一對一”封閉式模式問題，突破課程之間的壁壘，建立專業(yè)基礎課程、專業(yè)課程、專業(yè)基礎與專業(yè)課程之間的系統(tǒng)聯(lián)系，統(tǒng)籌課程內部及課程之間的實驗內容，使涉及基礎理論的驗證性、設計性、綜合性實驗實現(xiàn)合理配置。本研究將農業(yè)水利工程專業(yè)的“土壤學與農作學”、“土壤物理學”、“地下水利用”等專業(yè)基礎課程的課內實驗予以優(yōu)化整合，單獨開設了“專業(yè)綜合實驗Ⅰ”課程；同時，將“灌溉排水工程學”、“節(jié)水灌溉理論與技術”、“微灌工程設計”等專業(yè)課程的課內實驗予以優(yōu)化整合，單獨開設了“專業(yè)綜合實驗Ⅱ”課程。在避免部分課程實驗重復設置的同時，這兩套課程為學生開展綜合性、設計性實驗和研究創(chuàng)新性實驗提供了更充裕的時間和更專業(yè)的平臺。②課程設計模塊：是工科類專業(yè)工程實踐能力訓練的重要組成部分，應依據(jù)人才培養(yǎng)方案中對學生設計能力的總要求，科學安排課程設計環(huán)節(jié)，并與相應的專業(yè)課程理論教學統(tǒng)籌協(xié)調，既要避免與理論課程的教學時間安排等相沖突，又要注重設計環(huán)節(jié)的相對獨立性（如單獨設置、獨立考核）；應理順不同課程設計之間的銜接關系，注重設計環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性和連續(xù)性。本研究探索并安排了“工程水文學—水資源規(guī)劃及利用—水工建筑物”聯(lián)合課程設計環(huán)節(jié)（即從“工程水文學”課程的產流匯流、暴雨計算、設計洪水過程線推求開始，經過“水資源規(guī)劃及利用”課程的興利調節(jié)、防洪調節(jié)及水庫特征水位計算，完成“水工建筑物”課程的大壩等建筑物設計），使學生通過參與一個完整的水利工程設計過程，達到實戰(zhàn)化課程設計訓練的效果。

（3）綜合性實踐教學層綜合性實踐教學層的目標是提高學生對專業(yè)知識和專業(yè)技能的深刻領悟及綜合應用，逐步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，包括——①專業(yè)綜合性實踐模塊：包括大二認識實習、大三生產實習、大四畢業(yè)實習等綜合實習環(huán)節(jié)和畢業(yè)設計環(huán)節(jié)。其中，綜合實習環(huán)節(jié)旨在充分發(fā)揮校內外兩種不同類型的實習資源，將認識實習以校內模型和校外實際工程相結合，實現(xiàn)較低成本培養(yǎng)學生總體工程認知意識的效果；生產實習和畢業(yè)實習則突出工程性和綜合性，應將學生集中或分組安排在校外實踐基地。在此基礎上，本研究探索形成了“校內水利模型與校外多類工程感性認知→系里集中與導師分組指導生產實訓→定點與兼顧就業(yè)的工程實踐”等專業(yè)綜合實踐分類實習模式。而在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，應強化對學生選題的要求和指導，突出設計題目的實戰(zhàn)性和工程性，盡可能地進行設計題目與校外設計單位工程設計的結合、與指導教師科研項目的結合、與SRTP（StudentResearchTrainingProgram，大學生科研訓練計劃）的結合、與學科專業(yè)競賽活動的結合，并主動與校外實踐基地共建單位（如相關設計院）合作。在此基礎上，本研究探索形成了三種合作模式：第一種，“請進來”——針對工程設計任務集中、學生需求多的工程項目，應采取“請進來”模式，即學校邀請合作單位工程師和其所負責的工程項目雙雙進校，校方根據(jù)項目需求配備相應數(shù)量的學生，讓學生在工程師和校內指導老師的共同指導下同步完成項目設計和畢業(yè)設計（即“畢業(yè)設計雙導師制”）；第二種，“派出去”——針對設計戰(zhàn)線長、學生需求分散的設計項目，宜采取“派出去”模式，即學校分階段、分批次適時將學生派往設計單位，依托設計單位提供的場所和設備條件，在工程師的獨立指導下開展設計工作（即“校外導師制”）；第三種，“接進來”——在校企雙方已進行大量工程設計項目合作的基礎上，學校積極爭取承接部分測繪、描圖、數(shù)據(jù)整理等基礎任務重、學生需求多的工程項目或部分設計任務，對此宜采取“接進來”模式，即由校內擁有豐富工程設計經驗的教師直接負責設計工作和學生指導工作，原設計單位適時派工程師進行審核督導。②自主研究性實踐模塊：主要目標是在學生具備一定專業(yè)知識積累和動手實踐能力的基礎上，進一步提升學生的創(chuàng)新、實踐能力。為支撐該模塊內容的開展，農業(yè)水利工程專業(yè)的所有專業(yè)基礎及專業(yè)實驗室都面向學生開放，并專門設置了實驗室管理勤工助學崗位，招聘學生（以研究生為主）直接負責實驗室開放工作的管理，切實將開放工作（負責場所保證、開放時間保證）落到實處。同時，結合本科生導師制工作，由導師針對學生在自主研究領域中遇到的問題提供必要指導，并及時掌握進展情況，進一步引導、啟發(fā)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維培養(yǎng)。

（4）科技創(chuàng)新實踐教學層科技創(chuàng)新實踐教學層的目標是為學生提供更綜合、更專業(yè)的實戰(zhàn)化科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺，涉及科技創(chuàng)新模塊，該模塊由以下環(huán)節(jié)組成——①科研訓練：以學生為創(chuàng)新研究主體，構建了以“國家級為引領、校級為主體、導師資助為補充”的三級SRTP體系。鼓勵學生根據(jù)在已有創(chuàng)新實踐中發(fā)現(xiàn)的科學問題，自主組織團隊（一般包括3～5名學生和1名指導教師）選題，并申報國家和學校SRTP項目；也可直接與教師科研項目相結合，由導師指導并直接提供經費開展創(chuàng)新研究。②認證培訓：針對行業(yè)的特點和能力要求，將教學、培訓、認證相結合，與相關企業(yè)聯(lián)合開展CAD資格和工程測量資格的認證培訓項目，并通過最新前沿培訓、赴企業(yè)學習先進設備操作和感受創(chuàng)新研發(fā)氛圍等，提升學生實際操作的技能和適應市場需求的能力。③學科競賽：構建了由數(shù)學建模、力學結構設計、挑戰(zhàn)杯、水利創(chuàng)新設計等組成的分階段的競賽活動體系，力求實現(xiàn)“以賽促能、以賽創(chuàng)新”的目的。④科研助手：設立科研助手與勤工助學相結合的本科生助研崗位，由學校勤工助學辦和科研項目主持老師共同協(xié)調招聘學生并定期發(fā)放助研補貼，在導師、研究生等的指導下開展項目研究工作，達到勤工助學與專業(yè)對口、科研能力迅速提升的效果。

二加強實踐教學平臺分類建設

優(yōu)良的教學硬件條件對提高教學質量和激發(fā)學生的學習興趣至關重要。本研究針對“四層次、七模塊”的實踐教學體系的實踐教學模塊和各環(huán)節(jié)特征，加強實踐教學平臺分類建設，為學生提供了較為完善的硬件實踐教學平臺資源，如圖2所示。

1優(yōu)化校內資源，加強基礎實踐教學平臺的建設

近年來，甘肅農業(yè)大學（下文簡稱“學校”）采取“循序漸進、分步實施”的方針，逐步加大資金投入力度，改善基礎實驗教學條件。以新建基礎實驗教學中心為契機，學校成立了校級基礎實驗教學中心，對分散于各學院的公共基礎實驗室統(tǒng)一集中管理，并面向全校各相關專業(yè)有序開放，實現(xiàn)了教學資源的優(yōu)化利用，保證了學生基礎實踐教學能力的培養(yǎng)。

2多措并舉，提高專業(yè)實踐教學平臺的服務能力

（1）整合院內實踐教學資源，成立院級工程基礎教學中心和水利土木實驗教學中心學校將分散于學院各專業(yè)的測繪、制圖、CAD、力學等實驗室進行整合，設立了院級工程基礎教學中心；同時，將水力學、土工、建材、水工、結構、灌排、節(jié)水灌溉等實驗室進行優(yōu)化整合，建立了水利土木實驗教學中心。兩大中心的成立，實現(xiàn)了專業(yè)基礎和專業(yè)實驗室的統(tǒng)籌管理、統(tǒng)一調配，為校內專業(yè)實踐教學的高效開展提供了有力的保障。（2）轉變思路，大力推進實驗室與校企的聯(lián)合共建學校和企業(yè)在人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新、產品研發(fā)等方面擁有各自的資源優(yōu)勢，如何將學校充裕的場地、雄厚的師資力量與企業(yè)先進的設備、市場化的產品研發(fā)環(huán)境相結合，構建集“研發(fā)—生產—檢測—學生實習實踐”于一體的校企共建實驗室，對提升學生的實踐能力極為重要。基于上述認識，學校積極與新三思公司、甘肅大禹節(jié)水集團公司合作，先后共建了農大—新三思聯(lián)合力學實驗室和農大—大禹灌溉排水實驗室，實現(xiàn)了公司產品研發(fā)、檢測與學生創(chuàng)新研究的有機結合。

3分環(huán)節(jié)加強校外實踐基地建設，提升綜合性實踐教學平臺的服務水平

針對認識實習、生產實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計等綜合實踐教學環(huán)節(jié)的特點，學校分環(huán)節(jié)加強校外實踐基地建設，與國網(wǎng)甘肅劉家峽水電廠、甘肅景電管理局等單位合作建立了劉家峽水電站、景泰電力提灌工程等建筑形象具體、典型的實踐基地，用于認識實習，幫助學生加深對水利工程運行管理、水利樞紐組成、各種樞紐建筑物形態(tài)及功能的感性認識；同時，與甘肅省水利水電勘測設計研究院、甘肅農業(yè)工程咨詢設計所、甘肅華成建筑安裝工程有限公司等單位合作建立了多個專業(yè)特征明顯且生產氛圍濃厚的實踐基地，用于學生生產實習、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計。此外，學校還與張掖水務局國家重點試驗站等單位合作，共建了實踐教學科研創(chuàng)新基地，用以強化學生的綜合實踐能力培養(yǎng)。

4廣泛利用社會資源，協(xié)同構建科技創(chuàng)新實踐教學平臺

（1）參與建立節(jié)水灌溉產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和節(jié)水灌溉院士專家工作站2013年，由甘肅大禹節(jié)水集團股份有限公司負責統(tǒng)籌，有甘肅農業(yè)大學、中國水利水電科學研究院、西北農林科技大學等23家單位參與，成立了節(jié)水灌溉產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和節(jié)水灌溉院士專家工作站。依托此聯(lián)盟和工作站，學校農業(yè)水利工程專業(yè)的教師與甘肅大禹節(jié)水集團公司的科研人員聯(lián)合申報了國家科技支撐計劃1項、國家自然基金5項、甘肅省科技重大專項1項，并指導40余名本科生結合上述項目完成了科研訓練和畢業(yè)論文研究工作。（2）集聚社會眾創(chuàng)資源，成立學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心①優(yōu)化學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系建設。依托“慕課”等網(wǎng)絡課程平臺，在豐富“職業(yè)生涯與發(fā)展規(guī)劃”、“就業(yè)指導與創(chuàng)業(yè)教育”等通識類課程內容的基礎上，學校采用創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)講座沙龍、KAB（KnowAboutBusiness）、SYB（StartYourBusiness）、GYB（GenerateYourBusinessIdea）等形式，開發(fā)了個性化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，構建了通識教育與個性化教育相結合的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系。②穩(wěn)步推進創(chuàng)客空間和創(chuàng)業(yè)苗圃。按照構建眾創(chuàng)、眾包、眾扶、眾籌平臺的理念，學校致力于打造具有配套支持全程化、創(chuàng)新服務個性化、創(chuàng)業(yè)輔導專業(yè)化等特點且具有鮮明農業(yè)特色的眾創(chuàng)空間。目前，學校已成功申請到甘肅省教育廳大學生就業(yè)創(chuàng)業(yè)專項項目2項和企業(yè)投資創(chuàng)客空間項目3項。③試點建設創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗班。學校進行了創(chuàng)業(yè)實驗班（宣人班）和創(chuàng)新實驗班（彤笙班）的試點建設——前者針對有強烈創(chuàng)業(yè)愿望的學生而開設，通過創(chuàng)業(yè)培訓，組建創(chuàng)業(yè)團隊，參加創(chuàng)業(yè)大賽，開展創(chuàng)業(yè)訓練和創(chuàng)業(yè)實踐；后者則針對有濃厚科技創(chuàng)新興趣的學生而開設，通過選派指導教師，依托校企各類科研平臺及科研項目，以立項資助的方式開展創(chuàng)新實踐活動。④拓展校外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務資源。與“船說創(chuàng)業(yè)咖啡”等省級眾創(chuàng)空間建立合作關系，對接社會專業(yè)化、服務化的創(chuàng)業(yè)一站式服務平臺資源，聯(lián)合開展專業(yè)孵化服務；與KAB、北森、智慧樹等網(wǎng)絡課程公司建立合作關系，對接企業(yè)線上課程資源，聯(lián)合開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程服務；依托校企合作資源，與相關農業(yè)企業(yè)建立合作關系，聯(lián)合開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)服務。（3）探索形成“本科3+1”校企聯(lián)合辦學模式，強化學生節(jié)水灌溉工程實踐能力的培養(yǎng)針對我國水資源緊缺及農田水利建設滯后等瓶頸問題，學校在農業(yè)水利工程本科專業(yè)辦學的基礎上，又增設了節(jié)水灌溉培養(yǎng)方向，并和甘肅大禹節(jié)水集團股份有限公司合作開設了大禹節(jié)水班，實行“本科3+1”辦學模式（即3個學年在校內學習，1個學年到公司實踐）。該模式強化了學生在節(jié)水灌溉工程設計、施工和運行管理方面的能力培養(yǎng)，為行業(yè)和企業(yè)培養(yǎng)社會急需的、從事農業(yè)水利工程專業(yè)“節(jié)水灌溉”方向工作的高層次復合應用型人才做出了貢獻。

三應用效果

經過“四層次、七模塊”的實踐教學體系及實踐教學平臺分類建設，學校農業(yè)水利工程專業(yè)中的綜合性、設計性和創(chuàng)新性實驗的比例穩(wěn)步增長——這三類實驗的總比例由2011年的50%增長到2015年的85%，學生畢業(yè)設計結合工程實際項目和教師科研項目的比例由49%增長到95%以上。與此同時，“四層次、七模塊”的實踐教學體系及平臺的建設，也推動了專業(yè)和學科的快速發(fā)展——2013年，農業(yè)水利工程專業(yè)成為學校首批綜合改革試點專業(yè)；2014年，農業(yè)水利工程專業(yè)教學團隊得到學校重點立項培育，同年，該專業(yè)獲批為甘肅省高等學校本科特色專業(yè)。“四層次、七模塊”的實踐教學體系及平臺通過5年多的實踐，在甘肅農業(yè)大學農業(yè)水利工程專業(yè)中已經取得了較好的應用效果：①2011～2016年，農業(yè)水利工程專業(yè)累計申報立項SRTP項目105項、研發(fā)的作品申報專利8項、發(fā)表科技論文9篇。②相關學生先后獲美國大學生數(shù)學建模競賽一等獎1項、三等獎1項，在全國大學生數(shù)學競賽中獲得國家級一等獎2項、二等獎2項、三等獎2項，在全國第九屆周培源大學生力學競賽中獲得甘肅賽區(qū)省級一等獎3項，在甘肅省大學生“創(chuàng)新杯”計算機應用能力競賽中獲得特等獎3項、一等獎2項、二等獎2項、三等獎2項，在第七屆全國信息技術應用水平大賽CAD設計本科及以上組競賽中獲得全國二等獎1項。③2015年，該專業(yè)學生研發(fā)設計的“溫室灌溉增溫設備”、“基于屋面優(yōu)化設計的全自動雨水初期棄流裝置”作品代表學校首次參加全國大學生水利創(chuàng)新設計大賽，并分別獲得二等獎和優(yōu)勝獎；同年，該專業(yè)學生研制的“地下滴灌增溫加氣設備”作品獲得甘肅省大學生“挑戰(zhàn)杯”科技作品一等獎。④農業(yè)水利工程專業(yè)的畢業(yè)生也受到了用人單位的廣泛好評，且連續(xù)5年的就業(yè)率、考研率均超過94%。

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作者：張芮 高彥婷 汪精海 王引弟 趙霞 單位：甘肅農業(yè)大學水利水電工程學院