从水利工程的渠道流量计算到水文监测的数据拟合,从建筑造价的预算分析到水库调度的模型构建,数学作为基础工具,在水利行业的每一个实践场景中都发挥着关键作用。作为一所以水利为特色的高职院校,山东水利职业学院直面数学教学中存在的“重理论轻应用、与专业脱节、学生学习兴趣低迷”等问题,以“服务职业需求、强化应用导向”为核心,从课程重构、教学模式、实践赋能、师资建设四大维度推进高职数学教学创新,让数学从“抽象理论课”转变为“职业工具课”,成功培养出一批懂数学、会应用、适配水利行业岗位的高素质技术技能人才,为高职数学教学改革提供了可复制的实践经验。
重构课程体系:打破“理论孤岛”,锚定职业需求
为了促进数学课程与水利工程、水文测报、建筑造价等岗位需求紧密衔接,学校立足水利行业特色,以“岗位需求反向设计”为思路,构建“基础+专业模块+项目实践”的三层课程体系,让数学知识精准对接职业场景。
积极融入项目式教学,以“理论落地为任务”。教学单元通过“真实项目任务”来展现,如在“水利工程经济”教学过程中,教师不再单纯地进行公式讲解,而是将其作为计算方法,根据项目贷款数额、年利率等信息,让学生在等额本金、等额本息两种还款方式下,完成不同年限还款总利息的计算。同时,结合水利项目未来收益周期与国家水安全、乡村振兴、生态文明建设等,从“降本增效”和“服务国家战略”双重维度出发,为项目设计兼具经济效益与社会效益的优质实施方案。全新的教学方法,让学生直接运用所学解决现实问题,更能在任务中理解水利专业的重要价值与使命,进一步调动起学习的主动性与责任感。
拥抱数字技术,提升“数学+工具”能力。学校紧紧抓住水利行业数字化转型的有利契机,将Excel等水利计算软件中的知识点融入课程教学,学生得以快速掌握所需的计算公式与工具。在“水文数据处理”单元,学生将某水文站的月降雨量数据使用Excel进行均值与方差的计算,采用水利计算软件拟合降雨—径流曲线,同时引入软件完成洪水模拟,得出了预报报告。
重塑教学模式:推动教学改革,实现“被动听讲”到“主动探究”
由于学生数学基础参差不齐,学校创新采用创设情境、分层教学、校企协同等方式,激发学生的学习热情,“我要学”成了很多学生的共识。
实施情境化教学,让数学“走进”水利现场。学校举办了多场“现场课”,组织学生前往临沂市祊河橡胶坝等地进行实地学习,验证课堂所学的各类理论知识。在祊河橡胶坝,工程师讲解了橡胶坝如何进行洪水数据确定,学生现场完成橡胶坝坝高等数据测量,运用所学公式,计算出库容。
推进分层教学,破解基础差异难题。组织实施了“三层三阶”分层教学,根据具体学情将学生分为基础层、提升层、创新层。对于基础层学生,增设了“数学补强课”,从基础数学知识补起,配套简单案例,使其在补强中树立自信心。对于提升层学生,突出专业模块历练,以项目推进提升其熟练使用工具的能力。对于创新层学生,组建“数学建模小组”,指导其进行水利主题的研究工作。
深化校企协同,让企业“走进”课堂。建立了“校企双师”机制,邀请企业工程师作为兼职教师,每学期讲授实用项目不少于40个课时。山东省水利勘测设计院有限公司高级工程师带来“跨河大桥水利影响评价”项目,让学生通过参与项目,计算大桥对河道过流能力的影响,完成布置桥墩任务。学校组织开展的“项目实战周”吸引了大量学生参与其中,2023年,58名学生参与水发建设集团有限公司的“小清河防洪综合治理工程”,8名学生因表现突出毕业后优先入企实践。
强化实践赋能:搭建“学用闭环”,提升应用能力
“学以致用”是学校数学教育的核心内容所在,突出知识与实践的结合。学校依托实训平台、竞赛活动、毕业设计等途径,为知识运用搭建平台,让学生在实践中不断磨炼提升自己,更好地掌握所学的知识点。
实训平台筑基,打造“数学+专业”融合实践载体。学校以“数字化、智能化、智慧化”为原则,建立了校内实验实训基地,为学生实践锻炼提供支持,为数学知识落地提供硬件支撑。针对数学与水利专业的融合需求,重点打造“水利应用实训中心”,划分水利计算、沙盘模拟、创新实践功能区,学生可通过全流程实践将抽象数学知识转化为工程实操能力。
以赛促学驱动,构建三级竞赛成长阶梯。学校建立“校内—省级—国家级别”三级竞赛体系,以水利主题为核心,在校内持续举办“数学建模大赛”,并将其作为数学应用能力的基础检验平台,学生通过参加比赛完成模型假设、建立求解、结果检验的全流程创作,在比赛中历练成长。
毕业设计落地,实现“学用转化”最终闭环。在学生毕业设计指导上,将其与岗位需求充分结合,将数学应用融入其中,由数学与专业教师共同指导。2024届毕业生小刘的“某灌区渠道优化设计”毕业设计,利用现场调研获取了自己需要的参数,使用曼宁公式进行方案流量的计算,立足实地调研形成的优化方案被当地灌区管理处采纳。小刘表示,通过毕业设计的实施过程,自己运用数学知识解决了现实工程中的问题。
建强师资队伍:打造“双师型”团队,破解“教用脱节”难题
学校灵活采用校企互聘、教研创新等方式,不断加强师资队伍建设。学校组织教师“下企业”积累经验,实施“教师企业实践计划”,建立了“数学+专业”协同备课机制,数学教师梳理知识,专业教师提供行业标准和数据。例如,在设计“水文计算模块”时,数学教师讲回归分析,水文教师讲应用场景,实现“知识与应用”无缝衔接。学生反馈:“以前数学教师讲公式、专业教师讲应用,现在两位教师一起教,一下子就懂了。”
山东水利职业学院在数学教学过程中,积极推动数学教学改革创新,实现数学学习从“抽象理论”向“职业工具”的转变,培养了大批适应行业发展需求的专业人才。未来,学校将继续探索水利行业数字化优质实现路径,充分用好AI、大数据等资源,做到深度融合、一体推进,努力提升数学数字化教学水平,致力于培养更多懂数学、懂数字技术的新型水利人才,为水利行业高质量发展注入更多智力动能。
(刘晓洁)