弘扬践行教育家精神丨康玲:科教融合数智赋能,培养拔尖创新人才

政务   2024-11-26 15:32   湖北  

在华中科技大学2024年教师节表彰大会上,土木与水利工程学院康玲教授因其在教学、管理、服务等多方面的突出贡献,获评学校“三育人奖”。

康玲,现任土木与水利工程学院副院长、博士生导师、校教学名师。兼任中国大坝工程学会流域水工程智慧联合调度与风险调控技术专委会副主任,中国水利教育协会常务理事,中国致公党武汉市委员会副主委、湖北省政协委员、省政府参事。她长期从事水利工程学科的教育教学和科研工作,曾获省部级科学技术进步奖一等奖4项、高等学校水利类专业教学成果奖特等奖和湖北省高等学校教学研究成果奖二等奖、首批国家级线下一流本科课程负责人、研究生导师“治学楷模”师表奖,在国内外重要学术期刊发表论文100余篇,出版专著3部,主编高等学校水利学科重点教材2部。


潜心教学,立德树人


康玲教授已在高校教育教学辛勤耕耘27个春秋,一直坚持在教学一线,立德树人、爱岗敬业,为水利工程创新人才培养不断探索与实践。水利工程为实现江河安澜,守护人民安宁和社会经济可持续发展发挥了重要作用。工程水文学是水利水电工程专业的核心课程,由康玲教授于1998年在华中科技大学首开至今,经历了起步、建设、创新三个发展阶段,经过20多年的课程建设,荣获首批国家级线下一流本科课程。

康玲教授将立德树人融入课程思政教育中,给学生讲授中华民族发展过程中,修建水利工程一直是治国安邦的大事,治理长江水患是中华民族的百年梦想。她的课堂上以视频方式多角度讲授世界上最宏大的三峡水利枢纽工程,其具有防洪、发电、航运、水资源利用综合效益。2018年4月24日,习近平总书记考察三峡大坝时强调,三峡工程是国之重器,大国重器必须掌握在自己手里。康玲教授结合自己在三峡工程和南水北调工程的科研经历,深度阐述国之重器的核心技术的攻关历程。从古(都江堰、坎儿井)至今(三峡、白鹤滩),中华儿女在水利工程建设中创造的辉煌令世界瞩目。课程思政教学内容荣获2024年全国水利类专业课程思政优秀教学案例,培养学生爱国情怀、民族精神,树立科技自立自强、铸造国之重器的坚定信念,为中华民族的伟大复兴贡献智慧和力量。

华科大青年园师生留影



聚焦新工科

创新人才培养模式


康玲教授依托主持的国家级新工科研究与实践项目“面向智慧水利的交叉学科创新人才培养探索与实践”的研究成果,秉承“绿色化+智能化”的水利工程创新人才培养理念,坚持人与自然和谐共生的绿色发展观,运用山水林田湖草沙系统治理思路,引导学生在水利工程设计中采取有效措施,降低水利工程对河流生态环境的影响,在水利工程运行中运用生态调度新方法保护长江珍稀物种;运用新一代信息技术,提高水资源和水利工程运行的智能水平,提升学生运用跨学科知识解决水利工程复杂问题的创新能力。

聚焦新工科,面向智慧水利产业新需求,康玲教授对水利水电工程专业进行了知识重构,结合我校办学特色创建了“智能水电”和“智慧水利”两个方向,构建了以空间信息科学(地理信息系统、遥感技术等)、计算机科学(大数据、数据科学等)、人工智能科学(机器学习、知识图谱、数字孪生)等学科与水利工程交叉融合的创新人才知识体系,体现了新工科背景下人才培养的“新素养”、课程体系的“新结构”、教学实践的“新方法”、科教融合实验教学的“新模式”等四个特点。面向新工科建设,提出了以重工程素养、强学科基础、跨学科知识为特色的上接学科前沿、下接智慧水利行业需求的水利创新人才培养模式。



科教融合,改革实践教学模式


康玲教授结合主持的多项国家级、省部级科研项目的科研成果,将科研融入教学,跟踪学科前沿,将数字流域、洪水智能模拟、水库群智能调度、水环境数值模拟、数字孪生流域等方面的科研成果及时转化为教学资源,实现科研成果向创新人才知识体系的迁移转化。康玲教授自主研发了“数字流域洪水智能模拟与防洪调度虚拟仿真实验”,本实验针对洪水灾害从发生-演变-调控的时空变化过程而设计,以南水北调中线水源工程丹江口水利枢纽为背景,由数字水系生成、设计洪水计算、河道洪水演算、洪水预报、洪水智能模拟、水库防洪调度等六个实验组成,本实验获省级虚拟仿真实验教学一流课程,在本校以及清华大学、武汉大学、河海大学等9个高校推广应用。通过科教融合培养学生的动手能力,提高学生运用跨学科知识解决实际水利工程复杂问题的综合能力。

图1  多学科知识的科教融合



因材施教,探索教学

方法


(1)线上线下混合式教学方法

2019年康玲教授建成《工程水文学》中文MOOC,2020年受新冠肺炎疫情影响,响应教育部面向“一带一路”沿线国家提供在线教育资源的倡议,本课程作为学校遴选的7门课程之一,康玲教授带领教学团队虽身处武汉疫情震中仍奋力拼搏,于2020年5月完成《Engineering Hydrology》英文版MOOC在爱课程国际平台上线,展现了中国的大国担当精神。通过采用线上线下混合式教学方法,学生利用线上MOOC开展自主学习,教师通过线下课堂讲解重点难点知识以及前沿拓展技术,提升课程“二性一度”的教学质量。


(2)基于知识图谱的个性化精准教学方法

工程水文学课程内容从天空(气象)到地下(地面和地下水),涉及空间范围广、知识点多、学习难度大。康玲教授将人工智能领域的知识图谱技术的科研成果应用于课程教学,构建了工程水文学知识图谱,并与MOOC资源进行耦合,研发了“工程水文学智能导学系统”,学生能够利用知识图谱在线上针对自己感兴趣或尚未掌握的知识点进行个性化的精准学习。导学系统实现了知识点可视化查询、智能问答、课后习题检测和学情数据统计功能,教师通过分析学生线上学习统计数据,开展数据驱动的个性化精准教学,达到因材施教的教学效果。

图2  以学生为中心的多种教学方法


(3)探究式教学方法

康玲教授围绕国家重大需求和前沿研究问题,开展以学生为中心的小班专题研讨课,已开展了“长江大保护”、“秦岭生态环境保护”、“元宇宙与数字孪生流域”等专题研讨课。学生4-5人自由组合,完成研究报告,各小组成员全部上台汇报各自的工作并回答提问,由老师和学生进行综合评价。该方法提升了学生团队合作精神、口头与书面表达能力、解决实际问题的创新能力。

图3  以学生为中心的多种教学方法


康玲教授以学生为中心的自主学习与个性化精准教学方法的实践,深受学生好评,《工程水文学》被学生评为“最满意课堂”。曾经有一位沉迷于网络游戏的本科生对她的课程这样评价:“大三的我还是只关心电脑游戏的学生,在听了康玲老师的《工程水文学》课程,才第一次发现有比打游戏更有趣的东西,康老师的课深深吸引了我,我不再沉溺于游戏…”,这位学生大学毕业工作一年后又考取了研究生,硕士毕业后顺利进入我国规模最大的水利设计研究院,并作为技术骨干前往海外从事水利工程设计工作。

图4  研究生培养与指导


康玲教授因治学严谨荣获华中科技大学研究生导师“治学楷模”师表奖,同学们给予的颁奖词这样写道:“从南水北调工程到三峡水库防洪调度,您用锐利的眼光关注着社会。从待人接物到为人处世,您用独特的魅力感染着学生。经师易遇,人师难求,您在我们心中永远是,真的种子,善的信使,美的旗帜。”康玲教授已培养硕士和博士生70余人,他们现在高校、研究院、政府水利部门、水利头部企业的关键岗位上成为领军人才,发挥着主力军作用。



供稿丨土木与水利工程学院

编辑丨肖雨婷

校对丨陈恺璐、潘佳颖

审核|张发雄、柴菊

华中科技大学人事处
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