地方院校水土保持工程学教学改革与思考——以榆林学院为例

张 正，李 强，曾春梅，于卫洁，卜耀军

（榆林学院 陕西省陕北矿区生态修复重点实验室，陕西 榆林 719000）

在应用转型的大背景下，教育部、国家发展改革委、财政部《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》中明确指出，转型高校要把办学思路转到服务地方经济社会发展上来，转到培养应用型技术技能型人才上来，转到增强学生就业创业能力上来。可见，作为普通本科院校，人才培养需要借助社会资源实现校企深度融合，突出人才培养的“地方性、应用性和行业性”。

榆林学院是全国首批应用转型的试点院校。该院校所在地陕西省榆林市是我国土壤侵蚀最严重的地区之一，尤其水力侵蚀与风力侵蚀在时空上叠加，相互作用，相互影响，成为黄河粗沙多沙来源区与黄土高原强烈侵蚀中心，应用型的水土保持与荒漠化防治专业人才缺口大。水土保持工程学是水土保持与荒漠化防治专业的三大主干专业课程之一，课程凸显水土保持“三大措施”中的“工程措施”，具有重要的专业地位。作为一门应用性和实践性较强的课程，如何让学生真正掌握该课程基本知识并进一步运用所学知识治理当地水土流失，关系着本专业学生的专业认知能力和未来的职业规划。目前，以讲解法为主的理论教学与参观实习基地为辅的实践教学相结合的模式是水土保持工程学实践性课程学习的传统途径，虽效果显著，但仍然存在实践课时紧张、案例材料缺乏、具有实践能力的一线工程师加入教学不足及考核形式单一等问题，使得教学效果不尽如人意。因此，水土保持工程学课程的教学改革与完善十分必要。

综上，为了进一步提升应用型课程的教学效果，笔者以水土保持与荒漠化防治专业的水土保持工程学为研究对象，通过资料查阅、教学实践探索，并结合地方院校实际，力求通过教学内容体系和方法的改革，探索出适合地方普通本科院校培养“地方性、应用性和行业性”高素质人才提供参考。

一、重构课程教学内容体系

认识是一个由表及里、由浅入深和循序渐进的过程，认识用于指导实践，实践反作用于认识，根据这一规律，笔者通过资料查阅、教学实践探索，并结合地方院校实际，初步提出将水土保持工程学教学内容分为4 个逐步提高的层次。

（一）模块化与专题化理论教学

水土保持工程学课程的学习目标是让学生掌握流域综合治理措施体系中水土保持工程措施的规划、设计和施工的理论与基础技能。在教学活动中，既要体现行业进展，又要密切联系区域实际。通常来讲，水土保持工程包括梯田、山坡固定工程，坡面集水蓄水工程，拦砂工程，淤地坝、山洪及泥石流防治工程，护岸与治河工程，小型水库、山地灌溉工程等。结合人才培养地方性与行业性特征，本文将水土保持工程划分为坡面治理工程、边坡防护工程、沟道治理工程和泥石流防治工程四种类型，如图1 所示。在教学活动中借鉴模块化知识理念，将每个水土保持工程类型视为一个知识模块，可以独立存在，不同知识模块之间也可以交叉融合，形成模块化知识体系。在知识模块之间的共有部分，设置了水土保持工程布设的原则及研究前沿分析、工程设计前期流域的调查内容与方法、工程治理措施的规划及相关技术、典型水土保持工程适用性的现场评估、水土保持工程投资估算及经济评价等教学内容。这种课程体系需要教师对课程进行精心设计，并结合实际情况提出若干问题，这些问题既要有理论性，又要有扩展性。

图1 水土保持工程学模块化知识体系构建示意图

专题化教学是根据教学大纲的要求和学生的实际需求实施的一种教学内容相对独立的教学方式，其教学目标更加明确且具有针对性，内容更为系统。水土保持工程措施中，某些工程措施（例如，坡面治理工程中的梯田工程，边坡防护工程中的挡土墙工程，沟道治理工程中的沟头防护工程、谷坊工程和淤地坝工程等）需要学生重点掌握。因此，在模块化教学的基础上，针对每一模块中的重点工程措施进行专题化教学。以梯田工程为例，首先，在展示梯田景观图片的同时，加入课程思政内容，以“梯田文化”为切入点讲述古代、现代劳动人民改坡造地、保持水土的智慧和吃苦耐劳的精神，激励学生学习专业知识、宣传并传承我国劳动人民艰苦奋斗的精神，并进一步引出梯田的概念、作用、分类及适用条件；其次，重点讲解梯田断面要素的关系及设计流程；最后，由老师指导学生自主完成一套梯田设计方案，以加深对课程知识的理解与记忆。

（二）案例化验证计算

水土保持工程学课程的教学过程是认识并运用工程措施去防治水土流失的过程，目的是培养学生综合运用土壤侵蚀理论知识和工程技术解决实际问题。现行的水土保持工程学课程主要是按部就班地进行理论知识的讲解，教学现状为：（1）课程组织特点。尽管模块化和专题化教学已将水土保持工程学按照知识点分门别类地逐一讲授，虽然与传统的教学模式相比教学效果得到显著改善，但教学内容侧重于理论教学，课堂略显枯燥；授课过程中教师较少进行案例讲解，使得理论与实际应用稍有脱节；（2）学生特点。水土保持工程学是一门专业综合性较强的课程，其先修课程有植物学、工程力学、水文学、水力学、土力学、土壤学和土壤侵蚀原理等，参与课程学生的知识背景和基础各不相同，面对多而杂的工程计算过程，部分学生感觉到课程太难而跟不上学习进度，学习效果一般。基于以上存在的问题，笔者选择案例化验证计算的方式进行教学设计。

案例嵌入式教学不仅形象生动，而且说服力强，是目前教学活动中常用的方法之一。笔者以陕北最为典型的水土保持工程——淤地坝为例，紧密结合榆林市“绥德子洲‘7·26’特大洪灾事件”（暴雨类型为百年一遇的特大暴雨），采用案例化验证计算方法，针对当地典型的溃坝，结合现场调查植被、土壤及毁坏程度的数据，以及筑坝的原始设计资料，查询坝控流域地形图、坝控区域的集水面积、设计防御与校核暴雨标准及淤地坝的设计尺寸，学习与分析淤地坝实例的设计流程、规范及溃坝被冲毁原因；在以上工作完成的基础上，绘制“7·26”暴雨事件的来水过程线，确定洪峰流量和洪水总量，进行调洪计算等过程，重新设计坝体、溢洪道和放水建筑物，以便于开展溃坝后期修复工作或者修筑安全系数更高的新坝。笔者观察发现，在案例嵌入式教学过程中，学生能够更专注地投入到课程学习中，学生的知识、技能和创新得到了较好的提升。

（三）仿真化工程设计

仿真化教学是一种直观、形象而有效的教学手段，而仿真化的实物教具是培养学生设计能力的客观需求。以水土保持工程学中的小型水库工程为例，小型水库枢纽工程一般由挡水坝、溢洪道和放水建筑物3 部分组成，挡水坝坝顶往往修筑道路以便人车通行；在有实物教具的情况下，学生可以很容易地理解小型水库枢纽工程每一部分结构具体布设的位置及大致的立体形态，而不至于有的学生在进行小型水利工程实地考察的时候“站在挡水坝上找挡水坝”。实物教具是水土保持工程学课程的重要教学手段，然而，并不是所有的工程措施有合适的教具可以展示。在以小流域为单元的水土流失综合治理过程中，水土保持工程措施在坡面、边坡和沟道布设的具体位置均要符合工程措施选址要求。因此，让学生能够更容易理解“如何因地制宜地进行工程措施布设”，是本课程教改的重要目标。

为了实现以上目标，改变以往“讲台上讲，屏幕上演”的方法，把学生带到黄河水利委员会绥德水土保持监督局（距学校90 公里）、晋陕蒙接壤地区水土保持监督局（20 公里）水土保持工作现场或施工现场，进行现场教学。让学生仔细观察各种工程措施的构造、功能和工作原理，与书本上抽象的示意图进行对比，加深学生的理解。随后，采用Excel 随机函数生成的方法，将学生分成梯田、鱼鳞坑、水平阶、挡土墙、削坡开级、谷坊和淤地坝等7 个工程小组，设置组长和副组长各1 名。每个小组通过实习基地电子地形图，进行野外工程措施的规划，完成水土保持仿真化工程设计，考虑到施工的可行性，其比例尺介于1∶50 至1∶200之间，如图2 所示。

图2 水土保持仿真化工程设计示意图

（四）实体化（微）工程施工

水土保持工程施工是水土保持工程学的主要教学内容之一，也是水土保持与荒漠化防治专业毕业生从事水土保持方案编制与水土保持工程监理等工作的重要范畴。为了进一步巩固水土保持工程学理论知识以及熟悉水土保持工程施工流程和规范，每小组模拟成立施工组织机构，将自主设计好的工程图纸带到野外，在典型小流域自主选择和复查工程项目选址情况，记录水土保持工程选址及后期运行可能的影响因素。然后，自主组织，亲自动手施工，小组成员合作完成实体化的（微）工程施工过程，如图3 所示。

图3 水土保持工程实体化微工程示意图

水土保持工程措施的种类很多，就工程体量而言，可以小到不足1 m的鱼鳞坑，也可以大到控制整个小流域的淤地坝坝系。鉴于此，鱼鳞坑、水平阶和谷坊等体量小、用工量较小的工程措施，将直接根据学生前期设计的图纸进行实体化工程的施工；对于梯田、挡土墙、削坡开级和淤地坝等体量较大、用工量大及施工过程复杂的工程措施，则采用等比例缩小的形式进行微工程的施工修筑。随后，引导学生通过观察、操作和思考，与教师一起讨论学生各组之间的工程实体，依据水土保持工程设计图纸及专业知识，学生自主互评和校检工程施工规范度和完备度，并打分，直接纳入实践教学成绩。

二、完善课程考核体系

（一）学生互动式评价体系

考核是检查学生能力和教学效果的一个重要方式，全面合理的考核评价体系不仅是学生真实成绩和教学效果的反映，也是调动学生学习积极性的一个有效手段。本文水土保持工程学课程实践教学评价体系改变了以往仅根据实践报告对学生进行考核、评价的方式，补充了学生相互间的评价体系，并纳入总成绩的重要组成部分。例如，就水土保持野外工程评价方面，在教师的指导下，鼓励学生结合水土保持工程设计图，多角度、多层面和多渠道审查不同组之间的工程规范度及完备度，让学生成为知识和技术的探求者、问题的发现者和评判者，在实践教学过程中，帮助学生运用学过的知识，去获取新知识，形成创新能力。

（二）行业专家应用性考核标准

为了进一步提升水土保持工程学课程的教学质量和水平，形成更为完善的应用性课程考核标准，笔者通过邀请黄河水利委员会绥德水土保持监督局有丰富水土保持工程经验的技术人员参与实践教学，在野外实习基地开展了现场教学，让学生参与典型水土保持工程现场施工活动，增加学生对课程知识的理解。同时，通过现场专业工程人员的介绍，学生不仅了解了工程施工的全过程，也了解到工程严格的施工秩序，进一步提高了学生对实践教学活动安全性的认识。在本课程教学改革的基础上，我们也对考核方式进行了改革，增设了行业专家应用性考核标准，增加了实践能力考核占总成绩权重，目的是鼓励学生多动手，调动学生应用水土保持工程学原理解决问题的能力和探索未知领域的兴趣。

三、结束语

综上所述，水土保持工程学是一门集理论和实践于一体的综合性课程。针对地方普通本科院校，在课时和教学资源条件有限的情况下，要使学生在较短的学时内掌握基本的基础理论知识和实践技能，提出将水土保持工程学教学内容分为4 个逐步提高的层次，并提出了学生互动式课程评价体系与行业专家应用式考核标准。在实际教学中为提高水土保持应用型课程教学效果及培养“地方性、应用性和行业性”高素质人才提供参考。