《工程水文學(xué)》課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

王巧煥， 何春鋒

(東華理工大學(xué)，江西撫州344000)

《工程水文學(xué)》課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

王巧煥， 何春鋒

(東華理工大學(xué)，江西撫州344000)

《工程水文學(xué)》是水文與水資源工程專業(yè)的一門不可缺少的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程具有綜合性強(qiáng)，抽象性強(qiáng)，實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。根據(jù)該課程的特點(diǎn)，采用現(xiàn)代化教學(xué)手段、“框圖”教學(xué)模式等幾種教學(xué)方式，并強(qiáng)調(diào)學(xué)生閱讀文獻(xiàn)、參與實(shí)習(xí)等實(shí)踐性環(huán)節(jié)的重要性，對(duì)于提高該課程的教學(xué)質(zhì)量起著重要作用。

工程水文學(xué);課程教學(xué);教學(xué)方式;教學(xué)實(shí)踐

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和觀念的進(jìn)步，我國(guó)水利事業(yè)正在由傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代化水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變［1］，在轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，人們?yōu)榱烁浞值睦盟Y源以及盡可能降低洪水、干旱、水污染等災(zāi)害的影響，進(jìn)而不斷的建造大量的涉水工程，包括流域水利水電工程、水資源保護(hù)工程、水土保持工程、水環(huán)境治理工程等［1］，這些涉水工程從興建到運(yùn)行過(guò)程中都要經(jīng)歷規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理三個(gè)階段，每個(gè)階段都要定量預(yù)估未來(lái)的水文情勢(shì)。《工程水文學(xué)》就是針對(duì)這些涉水工程的性質(zhì)和要求，將水文學(xué)的基本理論和方法應(yīng)用于工程建設(shè)與管理上的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。

1 課程教學(xué)目的和意義

《工程水文學(xué)》是以水文學(xué)的基本原理和基本方法為基礎(chǔ)，為涉水工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理提供水文依據(jù)，它涉及到陸地水文學(xué)專業(yè)所有的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，如水文學(xué)原理、水文測(cè)驗(yàn)學(xué)、水文統(tǒng)計(jì)學(xué)、水文預(yù)報(bào)、水文計(jì)算等［2］。

該課程是水文與水資源工程專業(yè)本科生的一門必修課程，它是以水文計(jì)算為核心。通過(guò)該課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能系統(tǒng)掌握徑流形成過(guò)程、水文信息采集與處理、設(shè)計(jì)年徑流和設(shè)計(jì)洪水等基本概念、基本原理和基本計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的工程水文知識(shí)，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際水文問(wèn)題的能力，最終為后續(xù)的專業(yè)課及將來(lái)從事水文等相關(guān)工作奠定扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。

2 課程的特點(diǎn)

對(duì)學(xué)生而言，《工程水文學(xué)》是一門綜合性強(qiáng)、學(xué)起來(lái)困難較多而難以掌握的課程。因此，教師必須結(jié)合課程的特點(diǎn)，制定切實(shí)可行的教學(xué)思路和方案，通過(guò)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段，達(dá)到良好的教學(xué)效果［3］。由于該課程的性質(zhì)特殊，所以在該課程教學(xué)中不能忽視以下幾個(gè)特點(diǎn)。

2.1 綜合性強(qiáng)

如前所述，本課程涉及到陸地水文學(xué)專業(yè)所學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)課程和專業(yè)理論課程的內(nèi)容，是一門綜合性很強(qiáng)的課程，這種綜合性特點(diǎn)決定了該課程與其它相關(guān)課程之間有著親密聯(lián)系，故要達(dá)到課程要求的較好效果，就需要學(xué)生掌握扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。其中數(shù)理基礎(chǔ)包括數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等;專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)包括水文學(xué)原理、水力學(xué)、地球科學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、環(huán)境學(xué)等。

2.2 抽象性強(qiáng)

《工程水文學(xué)》也是一門較抽象的課程，若僅以課本內(nèi)容來(lái)講述，學(xué)生很難理解和吸收，容易對(duì)課程失去興趣和信心，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣，課堂上講述基本原理時(shí)，既要講清原理產(chǎn)生的實(shí)踐基礎(chǔ)，突出原理在實(shí)踐中的重要作用，在實(shí)踐中如何使用，又要從復(fù)雜的工程實(shí)際背景中歸納總結(jié)出典型理論問(wèn)題［4］，使抽象概念具體化，以便學(xué)生理解、吸收、掌握原理的內(nèi)涵。

如講到“頻率(P)”這個(gè)抽象概念時(shí)，可以引入“重現(xiàn)期(T)”概念加以理解，所謂重現(xiàn)期是指某隨機(jī)變量的取值在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)平均多少年出現(xiàn)一次，又稱多少年一遇。對(duì)于這個(gè)概念學(xué)生應(yīng)該容易理解且耳熟能詳，在實(shí)際生活中經(jīng)常會(huì)聽到“××水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水位為千年一遇，其設(shè)計(jì)頻率P=0.1%”或者“××地區(qū)發(fā)生了百年一遇的洪水，其設(shè)計(jì)頻率P=1%”等等，結(jié)合學(xué)生生活實(shí)際這樣一講，學(xué)生就會(huì)明白了。

2.3 實(shí)用性強(qiáng)

《工程水文學(xué)》是一門應(yīng)用水文學(xué)，它要求學(xué)生將課程中所學(xué)的基本理論、基本計(jì)算方法應(yīng)用到工程實(shí)踐中去，因此，在傳授學(xué)生理論知識(shí)時(shí)，可以通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)以及教學(xué)實(shí)習(xí)等實(shí)踐性教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)面，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

如在講水文信息采集與處理時(shí)，在課堂上先將水位觀測(cè)、流量測(cè)驗(yàn)、泥沙測(cè)驗(yàn)等方面的基本測(cè)驗(yàn)方法、整編方法講授清楚;隨后在學(xué)生的教學(xué)實(shí)習(xí)中，可以讓水文站工作人員給學(xué)生實(shí)際講解相關(guān)水文數(shù)據(jù)測(cè)定儀器的使用方法，學(xué)生可分四人一組進(jìn)行實(shí)踐操作，這樣學(xué)生可將課堂上所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，讓學(xué)生明白如何獲取水文數(shù)據(jù)，并且進(jìn)一步明白所獲得的這些水文數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)年徑流、設(shè)計(jì)洪水計(jì)算等的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，最終為涉水工程的興建提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

3 課程學(xué)習(xí)的要求

根據(jù)該課程的特點(diǎn)，要求學(xué)生掌握課本上的練習(xí)題外，還要增加一些實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐性環(huán)節(jié)。

3.1 安排學(xué)生參加課間實(shí)驗(yàn)

為了讓學(xué)生更深入地掌握課堂上的知識(shí)，該課程在教學(xué)計(jì)劃安排中加入4個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，其中包括兩個(gè)必做實(shí)驗(yàn):氣象站觀測(cè)(降水、蒸發(fā)等數(shù)據(jù)測(cè)定)和明渠水槽斷面流速測(cè)定;一個(gè)選做實(shí)驗(yàn):河流中泥沙測(cè)定。這三個(gè)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生自己動(dòng)手操作，分四人一組，最后將測(cè)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并在課程考核中按10%的比例計(jì)入總成績(jī)。

3.2 要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)并完成作業(yè)

由于課程內(nèi)容復(fù)雜，難以理解，前后內(nèi)容相互關(guān)系較大，所以要求學(xué)生在上課前先預(yù)習(xí)，大體上了解將要講述的內(nèi)容，隨后在課堂上有針對(duì)性帶著問(wèn)題跟著教師思路進(jìn)行理解，課后將所講的內(nèi)容再更深入消化吸收，并完成相關(guān)內(nèi)容的作業(yè)。這種教學(xué)要求實(shí)際上從學(xué)生開始學(xué)習(xí)就應(yīng)做到，但在大學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生都沒(méi)有意識(shí)到這種步驟的重要性，往往到上課時(shí)才打開書，上完課合上書直到下一節(jié)課才打開書，有的學(xué)生甚至不打開書，所以很難跟上教師的思路，致使該課程結(jié)束后，對(duì)教學(xué)內(nèi)容還是很難掌握。為了達(dá)到較好的效果，要求學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)先總結(jié)提出問(wèn)題，復(fù)習(xí)時(shí)解決問(wèn)題，最后以紙質(zhì)形式連同作業(yè)上交，這在課程考核中占總成績(jī)的5%。

3.3 要求學(xué)生閱讀與課程有關(guān)的參考書及文獻(xiàn)并完成讀書報(bào)告

由于課程的內(nèi)容較多，但課程授課學(xué)時(shí)有限，所以不能在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)將課程內(nèi)容一一講解，這就要求學(xué)生在課后多閱讀相關(guān)的參考書，將課堂上沒(méi)有講解或簡(jiǎn)單講解且其它課程沒(méi)有涉及到的內(nèi)容進(jìn)行彌補(bǔ)。同時(shí)為了提高學(xué)生的科研水平，要求學(xué)生感受到該課程在實(shí)際工作中的重要性，讓學(xué)生閱讀一些相關(guān)的科研論文、科研報(bào)告，如小流域設(shè)計(jì)洪水都有哪些計(jì)算方法、城市內(nèi)澇問(wèn)題研究、特大洪水對(duì)洪峰流量如何影響等等，完成讀書報(bào)告，學(xué)生既從中體會(huì)學(xué)習(xí)樂(lè)趣，對(duì)熱點(diǎn)和前沿問(wèn)題進(jìn)行追蹤和了解，又能提高能力的培養(yǎng)，為今后的深造打下良好的基礎(chǔ)，這在課程考核中占總成績(jī)的5%。

4 課程教學(xué)方式

4.1 采用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)手段

該課程以課堂講授為主，注重對(duì)基本概念、原理及計(jì)算方法的介紹，講課中采用傳統(tǒng)板書與現(xiàn)代化多媒體技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)手段。其中多媒體教學(xué)圖文并茂，既可以豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，又可以縮減傳授知識(shí)的時(shí)間，同時(shí)還可以把抽象的內(nèi)容圖像化，更能激發(fā)學(xué)生的關(guān)注度、加深對(duì)知識(shí)的記憶［5］。如水文信息采集的各種儀器，可以通過(guò)圖片更直觀感知，如何采集數(shù)據(jù)時(shí)，可以加入錄像進(jìn)行講述，使學(xué)生在課堂上就能掌握實(shí)踐操作，達(dá)到較好教學(xué)效果。

4.2 積極吸取先進(jìn)的教學(xué)方法與模式

(1)采用“框圖”教學(xué)模式。“框圖”教學(xué)模式可以將相對(duì)分散、零碎的知識(shí)單元進(jìn)行合理組合、有機(jī)銜接起來(lái)，從而使學(xué)生既可以看到一個(gè)整體、全局的知識(shí)體系，又能明確各知識(shí)單元的位置與聯(lián)系;既抓住主線、突出重點(diǎn)，又能順“藤”摸“瓜”、各個(gè)突破，便于課前對(duì)所學(xué)內(nèi)容有個(gè)整體性了解，課后對(duì)所學(xué)內(nèi)容復(fù)習(xí)與鞏固［6］。對(duì)于該課程知識(shí)點(diǎn)多而雜，推求方法又多樣化等特點(diǎn)，采用“框圖”教學(xué)非常適用，且教學(xué)效果良好。

如由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水時(shí)，其計(jì)算框圖如下。

圖1 由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水計(jì)算框圖

這樣學(xué)生可以從總體上了解暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算過(guò)程，其計(jì)算過(guò)程可分為相對(duì)獨(dú)立的三個(gè)知識(shí)單元，計(jì)算框圖分別如下:

圖2 三種資料條件下流域設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算框圖

圖3 流域產(chǎn)流計(jì)算框圖

圖4 流域匯流計(jì)算框圖

通過(guò)上述三個(gè)知識(shí)單元計(jì)算框圖，學(xué)生既可以明白由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水具體過(guò)程，又可以使流域產(chǎn)匯流計(jì)算內(nèi)容得以復(fù)習(xí)，達(dá)到較好的教學(xué)效果。

(2)采用“激勵(lì)”教學(xué)方法。激勵(lì)教學(xué)法是一種強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性、充分體現(xiàn)以學(xué)生為主的教學(xué)方法，即根據(jù)學(xué)生需要肯定的需求及時(shí)給予鼓勵(lì)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與課堂教學(xué)的主動(dòng)性［7］。在該課程教學(xué)中，主要采用課堂回答問(wèn)題及時(shí)鼓勵(lì)并給予獎(jiǎng)勵(lì)評(píng)分，作業(yè)批改并給予不同等級(jí)評(píng)分，再加上期中考試的評(píng)分三種措施，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和參與性，這部分在課程考核中占總成績(jī)的10%。

(3)采用“多維互動(dòng)”教學(xué)手段。“多維互動(dòng)”教學(xué)模式表現(xiàn)為師生共同參與，以學(xué)生為中心，教學(xué)方法多樣化，促成師生、生生等互動(dòng)局面，來(lái)激活課堂教學(xué)，在本課程教學(xué)中采用了討論式教學(xué)方法［8］。

一方面，教師在備課時(shí)帶著問(wèn)題認(rèn)真鉆研教材，閱讀相關(guān)參考書，擬出討論內(nèi)容，吸引學(xué)生的興趣，如講到水資源與水循環(huán)時(shí)提出“水是用之不盡，取之不竭”的嗎?在講到年徑流影響因素時(shí)，提出“植樹造林，毀林開荒，修建水利工程”等措施對(duì)流域年徑流如何影響等問(wèn)題來(lái)進(jìn)行討論，課后再進(jìn)行總結(jié)。

另一方面，在課程教學(xué)中，騰出一定的時(shí)間，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)問(wèn)題，將課程所學(xué)的知識(shí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)等說(shuō)出來(lái)，從而讓全班同學(xué)主動(dòng)探索、思考問(wèn)題，打破傳統(tǒng)課的束縛，取得良好的教學(xué)效果。

4.3 加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)

“實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)”是人類認(rèn)識(shí)事物的規(guī)律［9］，重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)是該課程的特點(diǎn)所決定的。在課堂上注重對(duì)基本原理和方法的介紹，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)方法，使學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力得到培養(yǎng)。如要了解氣象觀測(cè)的要領(lǐng)，可以先讓學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)室小型氣象站，了解降水、蒸發(fā)等數(shù)據(jù)的整理，再在實(shí)習(xí)過(guò)程中帶學(xué)生參觀氣象站，并由專業(yè)工程師講解氣象衛(wèi)星云圖，了解天氣預(yù)報(bào)的整個(gè)過(guò)程;然后帶學(xué)生參觀水文站，學(xué)習(xí)水位、流量等的實(shí)際測(cè)驗(yàn)方法;最后帶學(xué)生到水利水電設(shè)計(jì)院進(jìn)行實(shí)習(xí)，掌握如何推求工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值等一系列實(shí)踐活動(dòng)，豐富學(xué)生專業(yè)知識(shí)和提高學(xué)生實(shí)際工作能力。

5 課程考核方式

課程考核就如一根指揮棒，學(xué)生往往根據(jù)考試方式來(lái)確定學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)方式，傳統(tǒng)的閉卷考試模式單一、死板，既不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)，也不利于學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)能力的培養(yǎng)［10］，從而很難達(dá)到該課程教學(xué)要求。根據(jù)這幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，采用綜合評(píng)定方法:其中基礎(chǔ)理論與計(jì)算方法采用閉卷考試方式，以60%計(jì)入總成績(jī)，平時(shí)成績(jī)(包括閱讀文獻(xiàn)及讀書報(bào)告占5%、作業(yè)占5%、上課考勤占10%和課堂回答問(wèn)題占10%)以30%計(jì)入總成績(jī)，課間實(shí)驗(yàn)以10%計(jì)入總成績(jī)。這樣的考核方式充分體現(xiàn)了學(xué)生掌握該課程的知識(shí)情況，符合人才培養(yǎng)的計(jì)劃，學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí)又培養(yǎng)了分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

6 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)《工程水文學(xué)》課程的特點(diǎn)，采用“框圖”教學(xué)模式、激勵(lì)教學(xué)方法和多維互動(dòng)教學(xué)模式等教學(xué)方式，并引導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)文獻(xiàn)、撰寫讀書報(bào)告，不僅擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面，而且提高了學(xué)生的科研能力;通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的參與，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。

由于科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，教師也要與時(shí)俱進(jìn)，不斷地查閱國(guó)內(nèi)外與該課程相關(guān)的新文獻(xiàn)，及時(shí)把新理論、新方法、新技術(shù)等傳授給學(xué)生，以求達(dá)到良好的教學(xué)效果。

［1］詹道江，徐向陽(yáng)，陳元芳.工程水文學(xué):第四版［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2010.

［2］張子賢.工程水文學(xué)教學(xué)中的幾點(diǎn)體會(huì)［J］.河北工程技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，1995(增1):26-28.

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［7］譚軍利，王西娜.談激勵(lì)教學(xué)法在《工程水文學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用［J］.職業(yè)教育研究，2011(10):91-92.

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Exploration and Practice on the Teaching Reform of“Engineering Hydrology”Course

WANG Qiao-huan， HE Chun-feng
(East China Institute of Technology，F(xiàn)uzhou344000，China)

“Engineering Hydrology”is an indispensable professional foundation course of hydrology and water resources engineering.It is characterized by comprehensiveness，abstractness and practicability.According to these characteristics，this paper stresses that we should adopt modern teaching means，“diagram”teaching mode and so on，and also emphasizes the importance of students’reading literature and participating in practice，which play a very important role in improving teaching quality of the course.

engineering hydrology;course teaching;teaching mode;teaching practice

G642.0

A

1674-3512(2012)02-0184-04

2012-02-05責(zé)任編輯:王菊梅

王巧煥(1980—)，女，陜西蒲城人，碩士，講師，主要從事水資源與水環(huán)境研究。

王巧煥，何春鋒.《工程水文學(xué)》課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐［J］.東華理工大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版，2012，31(2):184-187.

Wang Qiao-huan，He Chun-feng.Exploration and practice on the teaching reform of“Engineering Hydrology”course［J］.Journal of East China Institute of Technology(Social Science)，2012，31(2):184-187.