抓住課程特點,提高課堂教學質量

摘 要 高等教育人才培養方案中的課程各有特點，只有抓住課程特點，精心設計教學內容和教學方法，才能提高課堂教學質量。本文以全國高校水利、水電、交通、環境、資源等學科普遍開設的“工程水文學”課程為例，抓住該課程“內容豐富學時有限”、“實踐性強”和“部分內容相似度高”等特點，強調了課前做好總體和細節設計的重要性，提出了結合工程實例授課以培養學生實踐能力及巧用類比法授課以提高課時利用率的建議。

關鍵詞 工程水文學 課程特點 教學質量 類比法

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

Improve the Class-teaching Quality based on the Property of Subject

——Taking Engineering Hydrology as an Example

LI Guofang

(College of Hydrology and Water Resources， Hohai University， Nanjing， Jiangsu 210098)

Abstract Different subjects in college education have different properties， based on which， characteristics of specific subject are essential for teaching plan and teaching method selection， which should also be the foundation for teaching quality improvement. In this study， engineering hydrology was taken as an example to illustrate how to improve the teaching quality based on the property of specific subject. Engineering hydrology is a core subject for many majors such as water conservancy and hydropower， traffic engineering， environmental sciences， natural resource sciences and so on. Main characteristics of this subject are a large amount of information with limited number of classes， combination of theory with practice and partial similarity of teaching contents. Through analysis， it was put forward that general and detailed teaching design before class is necessary. What's more， class-teaching should be based on engineering example to improve the practical ability of students. Analogy method is an effective way to improve class-teaching efficiency.

Key words engineering hydrology; subject property; teaching quality; analogy method

高等教育人才培養方案中的課程各有特點，按照不同的分類標準，有基礎課、專業基礎課和專業課之分，必修課和選修課之分，以及理論課和實踐課之分。抓住不同課程的特點，精心組織教學內容和設計教學方法，是提高教學質量的關鍵。本文以筆者講授多年的“工程水文學”課程為例，探討如何結合課程特點進行施教的心得體會。

1 課程特點分析

1.1 教學內容豐富，學時有限

“工程水文學”是全國高校水利、水電、交通、環境、資源、地理、農業、市政等學科普遍開設的重要專業基礎課，在大部分學校是作為必修或限選課設置的。課程內容很豐富，包括：流域徑流形成過程、水文信息采集與處理、流域產流與匯流計算、水文預報、水文統計、設計年徑流分析和設計洪水計算等。由于各專業人才培養方案總學時的限制，目前該課程一般為2學分，即32學時。而“工程水文學”課程所涉及的上述內容，在水文與水資源工程專業（以河海大學為例），是由“水文學原理”、“水文測驗學”、“水文預報”、“水文統計”和“水文計算”等5門課程來完成教學的，合計達到20個學分，其中實踐教學4.5學分。雖然，水文與水資源工程專業對學生掌握水文學知識的廣度和深度，以及運用水文學基礎理論解決科研生產實際問題的能力要求，比其他非水文類涉水工程專業要高得多，所以設置這么多學時來學精學透是完全必要的。但對非水文類專業，要在僅有32學時的一門課程內，講授完水文學所涉及的這么多內容，其學時的有限性由此可見一斑。

1.2 理論聯系實際，實踐性強

“工程水文學”課程的教學目標是通過學習，使學生對水文學有基本的了解和認識，掌握水文學基礎知識和常用計算方法，為后續專業課程的學習打好基礎。不僅要求學生理解流域內自降雨開始到水流匯集到流域出口斷面的整個物理過程，還需要掌握簡易實用的產匯流計算方法；不僅要求學生了解純隨機模型對水文過程的適用性，還需要掌握以頻率分析為基礎的各種水文設計值計算方法。整個授課過程必須理論聯系實際，如果只偏重理論，而不重視應用，學生學完以后動手解決實際問題的能力勢必很差；如果只偏重實用方法，而不解釋方法原理，學生難免會“只知其然，不知其所以然”，自然達不到活學活用的境界。

1.3 部分內容相似度較高

“工程水文學”課程包括流域徑流形成過程、水文信息采集與處理、流域產流與匯流計算、水文預報、水文統計、設計年徑流分析和設計洪水計算等內容。其中“設計年徑流分析”、“由流量途徑推求設計洪水”的相似性表現為兩者都是通過對流量的頻率計算得到設計流量，再選擇典型進行放大后得到設計流量過程。差別僅在于兩者的研究對象不同，前者是較長歷時內的時段平均流量（比如：最枯1個月、連續最枯3個月、甚至1整年等）；后者是較短歷時內的時段平均流量（比如：最大1日、連續最大3日、連續最大7日等）。此外，“由流量資料推求設計洪水”與“由雨量資料推求設計洪水”等其他方面也存在相似之處。

2 教學方法探討

2.1 認真備課，做好總體和細節設計

“工程水文學”課程的主要教學方式是課堂教學。因此，要提高教學質量必須狠抓課堂教學。在多年的教學實踐中體會到認真備課是關鍵。備課可分為兩步：第一步為總體設計，即：根據課程教學要求和學時制定出總的教學計劃；第二步為細節設計，即根據教學計劃具體落實每次課的講授內容、思路和方法。

2.1.1 總體設計

工程水文學涉及的教學內容很多，但課內學時有限，所以在教學內容的總體設計上一定要有所取舍，切忌把對水文與水資源工程專業學生水文學知識和技能的要求“遷移”到非水文類涉水工程專業。首先，在“廣度”方面要有所取舍，該課程在各非水文類涉水工程專業人才培養方案中的定位是專業基礎課，在決定取什么舍什么時，盡量考慮學生所在專業后續課程學習對水文學各知識模塊的要求，優先確保對后續課程學習幫助大、使用率高的教學內容有足夠的課時，對于今后較少用到的教學內容果斷放棄。再者，在“深度”方面要有所取舍，支撐工程水文實用計算方法的原理必不可少，但水文學中相對較深的理論問題，如：影響降水的天氣系統、飽和下滲理論和非飽和下滲理論、土壤三層蒸發模型、河道洪水波及其演算等內容不宜展開?？傮w設計時，不僅要明確每章的講授內容、講授課時，還必須明確哪些內容是要求了解的、哪些內容是要求熟練掌握的。可以說，做好總體設計是上好一門課的前提基礎。

2.1.2 細節設計

在細節設計時，應考慮以下幾個方面：

（1）明確每堂課的重點與難點，并考慮重點內容如何講，難點問題如何化易；

（2）精心制作課堂多媒體課件，發揮其教學輔助功能。由于教學內容豐富而學時有限，每堂課的信息量較大，其中還有不少涉及野外感性認知和實踐的內容。采用傳統的純黑板授課方式傳遞信息量少，表現形式落后，教學進度慢，難以滿足教學要求。因此，在平時就注意收集與教學內容相關的素材，備課時精心挑選貼合教學內容的素材，制作輔助課堂教學的多媒體課件。比如：在講“水文信息采集與處理”時，涉及大量野外的降水觀測、水位觀測、流量測驗、泥沙測驗、水質監測等，這部分內容僅憑語言表述，難以使學生建立起感性認識。將筆者曾經到多個水文測站考察時實拍的雨量計、水尺、水位計、蒸發皿、測流纜道、流速儀等圖片穿插在課件中，學生很感興趣，效果不錯；再如，在講“由流量資料推求設計洪水”的歷史大洪水調查時，穿插平時做生產課題時收集的歷史大洪水石刻圖片，以及震驚中外的河南駐馬店地區“75.8”暴雨致板橋、石漫灘水庫垮壩的視頻，既使學生了解了歷史洪水是如何調查的，也加深了學生對防洪設計重要性的認識。

（3）為了使學生消化吸收講課內容，檢查教學效果，必須安排一定數量的作業。布置哪些習題也是備課的內容之一。習題分為兩類：一類為基礎題，用于掌握基本概念和基本方法。另一類為提高題，用于訓練學生綜合利用所學知識解決實際問題的能力。

2.2 結合工程實例授課，培養學生實踐能力

“工程水文學”是一門實踐性很強的課程，課堂上教師如果只是照本宣科或只講理論知識，很難有好的教學效果。任課教師如果只精通書本知識，而缺乏主持或參加生產科研項目的親身經歷，也很難把課講得生動有趣。

工程水文學中揭示水文現象規律并用于解決工程實際問題的途徑主要有成因分析途徑和數理統計途徑兩種。成因分析途徑根據水文過程形成的機理，定量分析水文現象與其影響因素之間的成因關系，建立相應的數學物理方程，經過概化，建立概念性或經驗性的水文分析方法和計算模式。因此，在課堂上，教師不僅要講清自然界水文循環各個環節的物理過程，還要講透產匯流計算基本原理及工程水文計算常用的產匯流計算方法。數理統計途徑則以概率論和統計學為基礎，通過分析大量歷史資料，揭示水文現象的統計規律，概率預估工程規劃設計地點未來可能出現的水文情勢。因此，在課堂上，教師不僅要講清頻率分析這種純隨機模型對水文過程的適用性，還必須講透采用頻率分析方法推求水文設計值的步驟及注意事項，包括資料三性審查、成果合理性分析等。如果將上述理論知識介紹比作“畫龍”，則結合教師實際工程的規劃設計問題進行舉例可謂“點睛”之筆，不僅能提高學生的學習興趣，而且可以加深學生對基本概念、基本理論的理解，提高學生的創新實踐能力。

2.3 巧用類比法授課，提高課時利用率

圖1 課程整體框架圖

如前所述，“工程水文學”課程涉及的內容豐富，非水文類涉水工程專業學生所有水文學基礎理論和實用技能的掌握全濃縮在這一門課，經常有學生反映內容多、記不住、不好學。但如果理清課程整體框架，將之分解為幾個相對獨立又互有聯系的模塊，不難發現實際上就是“水文測驗、水文預報、水文計算”三大塊內容，以河海大學詹道江教授等2010年主編出版的《工程水文學》教材為例，全書共10章，除緒論外，各章之間的相互關系如圖1所示。因此，在課程之初，就應把整個課程的研究內容、各章之間的脈絡關系跟學生交待清楚，使學生先對整個課程有一個總體印象，只要清楚了各章知識點之間的聯系，學生就不會覺得所學內容又雜又多、理不清頭緒了。

其中，第7章推求設計年徑流、第8章由流量資料推求設計洪水，及第9章由雨量資料推求設計洪水的流程分別如圖2（a）、（b）和（c）所示。

對比圖2的(a)、(b)可見，設計年徑流推求與設計洪水推求的流程可謂完全相同，差別只在于研究對象不同，前者用于頻率分析的樣本是較長時段的平均流量（如年平均流量），所選典型是歷時較長的流量過程（如某年的月平均流量過程）；后者用于頻率分析的樣本是較短時段的流量（如瞬時洪峰流量、最大1日、3日、7日洪量等），所選典型是歷時較短的流量過程（如某次大洪水過程）。既然計算流程如此相似，那么只要在第7章中把頻率分析、典型放大等問題講透了，第8章就省事很多了，相同部分一帶而過，重點講述兩者的不同點：在設計年徑流計算中，因為研究的是長時段的平均流量，所以沒有特大值一說，是連序樣本的頻率分析；在設計洪水計算中，因為研究的是瞬時洪峰和較短時段的洪量，所以有歷史洪水調查、實測系列中特大值重現期確定等問題，是不連序樣本的頻率分析。

再對比圖2的(b)、(c)可見，由流量資料推求設計洪水與由雨量資料推求設計洪水流程大體相同，差別在于：前者是直接法——頻率分析的對象是洪水，選擇典型洪水放大后直接得到設計洪水過程；后者是間接法——頻率分析的對象是暴雨，選擇典型暴雨放大后得到的是設計暴雨過程，須經過產匯流計算后才能得到設計洪水過程。盡管有此差別，但暴雨頻率分析的方法與洪水頻率分析的方法完全相同，設計暴雨產匯流計算的方法也已經在第4章中講清楚，所以第9章的問題也迎刃而解。

如果說以上分析的是大尺度上（章與章之間）的相似性，則小尺度上（每章的節與節之間）也存在相似性。舉例來說，在設計年徑流計算時，分成“有長期實測徑流資料”、“有短期實測徑流資料”和“缺乏實測徑流資料”三種情況。顯然，三種情況資料條件的不同決定了計算方法的不同：“有長期實測徑流資料”時，計算流程如圖2(a)所示，其中時段徑流量P-Ⅲ型分布的參數通過頻率分析得到；“有短期實測徑流資料”時，須在圖2(a)流程的“選樣”和“頻率分析”之間加一個環節——徑流資料展延，其余步驟不變，其中時段徑流量P-Ⅲ型分布的參數也是通過頻率分析得到；“缺乏實測徑流資料”時，時段徑流量P-Ⅲ型分布的參數是通過水文比擬法或參數等值線法確定的。由此可見，所謂“不同”中仍隱含著許多相似：首先，“有短期實測徑流資料”與“有長期實測徑流資料”的計算流程高度相似；其次，三者都是通過確定時段徑流量P-Ⅲ型分布的統計參數來確定設計徑流量的。

“工程水文學”教學內容中類似的相似點還不少，限于篇幅不能一一列舉。對于這些相似的章節內容，在課程第一次出現時將其講透，之后采用類比法，比較后者與前者的相同點與不同點，對相同的地方從簡，不同的地方重點強調，不僅節省了寶貴的課時，還突出了重點，學生容易把握要領，達到事半功倍的效果。

3 結語

高等教育人才培養方案中的課程各具特色，只有針對不同課程的特點，精心組織教學內容，不斷探索教學方法，才能持續提高課程教學質量。工程水文學課程對培養水工、農水、給排水工程、水務工程等非水文類涉水工程專業學生的綜合素質和實踐能力具有重要作用。本文結合筆者多年講授“工程水文學”課程的經歷，針對其“內容豐富學時有限”的特點，強調了課前做好總體和細節設計的重要性；針對其“實踐性強”的特點，指出了結合工程實例授課的必要性；抓住其“部分內容相似度高”的特點，提出了巧用類比法授課，不僅可以節省寶貴的課時，而且重點突出、思路清晰，便于學生把握要領，實踐證明該方法能夠達到事半功倍的效果，對提高課程教學質量十分有益。

論文涉及的課題獲江蘇省成人高等教育精品課程

參考文獻

[1] 詹道江，徐向陽，陳元芳.工程水文學[M].北京:中國水利水電出版社，2010.

[2] 華家鵬.專業課教學的幾點體會[J].河海大學高等教育學報，1996(1):32-34.

[3] 黃振平.認真總結，不斷提高課程教學質量[J].河海大學高等教育學報，1997(4):12-14.