《工程水文學》課程教學改革的探索與實踐

王巧煥， 何春鋒

(東華理工大學，江西撫州344000)

《工程水文學》課程教學改革的探索與實踐

王巧煥， 何春鋒

(東華理工大學，江西撫州344000)

《工程水文學》是水文與水資源工程專業的一門不可缺少的專業基礎課，課程具有綜合性強，抽象性強，實用性強的特點。根據該課程的特點，采用現代化教學手段、“框圖”教學模式等幾種教學方式，并強調學生閱讀文獻、參與實習等實踐性環節的重要性，對于提高該課程的教學質量起著重要作用。

工程水文學;課程教學;教學方式;教學實踐

隨著經濟社會的發展和觀念的進步，我國水利事業正在由傳統水利向現代化水利、可持續發展水利轉變［1］，在轉變的過程中，人們為了更充分的利用水資源以及盡可能降低洪水、干旱、水污染等災害的影響，進而不斷的建造大量的涉水工程，包括流域水利水電工程、水資源保護工程、水土保持工程、水環境治理工程等［1］，這些涉水工程從興建到運行過程中都要經歷規劃設計、施工建設及運營管理三個階段，每個階段都要定量預估未來的水文情勢。《工程水文學》就是針對這些涉水工程的性質和要求，將水文學的基本理論和方法應用于工程建設與管理上的一門技術基礎課程。

1 課程教學目的和意義

《工程水文學》是以水文學的基本原理和基本方法為基礎，為涉水工程的規劃設計、施工、運營管理提供水文依據，它涉及到陸地水文學專業所有的技術基礎課和專業課，如水文學原理、水文測驗學、水文統計學、水文預報、水文計算等［2］。

該課程是水文與水資源工程專業本科生的一門必修課程，它是以水文計算為核心。通過該課程學習，學生能系統掌握徑流形成過程、水文信息采集與處理、設計年徑流和設計洪水等基本概念、基本原理和基本計算方法，培養學生扎實的工程水文知識，提高學生分析和解決實際水文問題的能力，最終為后續的專業課及將來從事水文等相關工作奠定扎實的專業基礎。

2 課程的特點

對學生而言，《工程水文學》是一門綜合性強、學起來困難較多而難以掌握的課程。因此，教師必須結合課程的特點，制定切實可行的教學思路和方案，通過適當的教學手段，達到良好的教學效果［3］。由于該課程的性質特殊，所以在該課程教學中不能忽視以下幾個特點。

2.1 綜合性強

如前所述，本課程涉及到陸地水文學專業所學技術基礎課程和專業理論課程的內容，是一門綜合性很強的課程，這種綜合性特點決定了該課程與其它相關課程之間有著親密聯系，故要達到課程要求的較好效果，就需要學生掌握扎實的數理基礎和專業基礎知識。其中數理基礎包括數學、概率論與數理統計等;專業基礎知識包括水文學原理、水力學、地球科學、水文地質學、環境學等。

2.2 抽象性強

《工程水文學》也是一門較抽象的課程，若僅以課本內容來講述，學生很難理解和吸收，容易對課程失去興趣和信心，為了提高學生學習的積極性和興趣，課堂上講述基本原理時，既要講清原理產生的實踐基礎，突出原理在實踐中的重要作用，在實踐中如何使用，又要從復雜的工程實際背景中歸納總結出典型理論問題［4］，使抽象概念具體化，以便學生理解、吸收、掌握原理的內涵。

如講到“頻率(P)”這個抽象概念時，可以引入“重現期(T)”概念加以理解，所謂重現期是指某隨機變量的取值在長時期內平均多少年出現一次，又稱多少年一遇。對于這個概念學生應該容易理解且耳熟能詳，在實際生活中經常會聽到“××水庫的設計洪水位為千年一遇，其設計頻率P=0.1%”或者“××地區發生了百年一遇的洪水，其設計頻率P=1%”等等，結合學生生活實際這樣一講，學生就會明白了。

2.3 實用性強

《工程水文學》是一門應用水文學，它要求學生將課程中所學的基本理論、基本計算方法應用到工程實踐中去，因此，在傳授學生理論知識時，可以通過課程實驗以及教學實習等實踐性教學培養學生的實踐能力，擴寬學生的知識面，達到學以致用的目的。

如在講水文信息采集與處理時，在課堂上先將水位觀測、流量測驗、泥沙測驗等方面的基本測驗方法、整編方法講授清楚;隨后在學生的教學實習中，可以讓水文站工作人員給學生實際講解相關水文數據測定儀器的使用方法，學生可分四人一組進行實踐操作，這樣學生可將課堂上所學的理論知識應用到實踐中去，讓學生明白如何獲取水文數據，并且進一步明白所獲得的這些水文數據是設計年徑流、設計洪水計算等的基礎數據，最終為涉水工程的興建提供數據依據。

3 課程學習的要求

根據該課程的特點，要求學生掌握課本上的練習題外，還要增加一些實驗、實踐性環節。

3.1 安排學生參加課間實驗

為了讓學生更深入地掌握課堂上的知識，該課程在教學計劃安排中加入4個學時的實驗，其中包括兩個必做實驗:氣象站觀測(降水、蒸發等數據測定)和明渠水槽斷面流速測定;一個選做實驗:河流中泥沙測定。這三個實驗要求學生自己動手操作，分四人一組，最后將測驗的數據進行整理，提交實驗報告，并在課程考核中按10%的比例計入總成績。

3.2 要求學生課前預習、課后復習并完成作業

由于課程內容復雜，難以理解，前后內容相互關系較大，所以要求學生在上課前先預習，大體上了解將要講述的內容，隨后在課堂上有針對性帶著問題跟著教師思路進行理解，課后將所講的內容再更深入消化吸收，并完成相關內容的作業。這種教學要求實際上從學生開始學習就應做到，但在大學學習過程中，學生都沒有意識到這種步驟的重要性，往往到上課時才打開書，上完課合上書直到下一節課才打開書，有的學生甚至不打開書，所以很難跟上教師的思路，致使該課程結束后，對教學內容還是很難掌握。為了達到較好的效果，要求學生預習時先總結提出問題，復習時解決問題，最后以紙質形式連同作業上交，這在課程考核中占總成績的5%。

3.3 要求學生閱讀與課程有關的參考書及文獻并完成讀書報告

由于課程的內容較多，但課程授課學時有限，所以不能在有限的學時內將課程內容一一講解，這就要求學生在課后多閱讀相關的參考書，將課堂上沒有講解或簡單講解且其它課程沒有涉及到的內容進行彌補。同時為了提高學生的科研水平，要求學生感受到該課程在實際工作中的重要性，讓學生閱讀一些相關的科研論文、科研報告，如小流域設計洪水都有哪些計算方法、城市內澇問題研究、特大洪水對洪峰流量如何影響等等，完成讀書報告，學生既從中體會學習樂趣，對熱點和前沿問題進行追蹤和了解，又能提高能力的培養，為今后的深造打下良好的基礎，這在課程考核中占總成績的5%。

4 課程教學方式

4.1 采用多媒體等現代化教學技術手段

該課程以課堂講授為主，注重對基本概念、原理及計算方法的介紹，講課中采用傳統板書與現代化多媒體技術相結合的教學手段。其中多媒體教學圖文并茂，既可以豐富課堂教學內容，又可以縮減傳授知識的時間，同時還可以把抽象的內容圖像化，更能激發學生的關注度、加深對知識的記憶［5］。如水文信息采集的各種儀器，可以通過圖片更直觀感知，如何采集數據時，可以加入錄像進行講述，使學生在課堂上就能掌握實踐操作，達到較好教學效果。

4.2 積極吸取先進的教學方法與模式

(1)采用“框圖”教學模式。“框圖”教學模式可以將相對分散、零碎的知識單元進行合理組合、有機銜接起來，從而使學生既可以看到一個整體、全局的知識體系，又能明確各知識單元的位置與聯系;既抓住主線、突出重點，又能順“藤”摸“瓜”、各個突破，便于課前對所學內容有個整體性了解，課后對所學內容復習與鞏固［6］。對于該課程知識點多而雜，推求方法又多樣化等特點，采用“框圖”教學非常適用，且教學效果良好。

如由暴雨資料推求設計洪水時，其計算框圖如下。

圖1 由暴雨資料推求設計洪水計算框圖

這樣學生可以從總體上了解暴雨資料推求設計洪水的計算過程，其計算過程可分為相對獨立的三個知識單元，計算框圖分別如下:

圖2 三種資料條件下流域設計暴雨計算框圖

圖3 流域產流計算框圖

圖4 流域匯流計算框圖

通過上述三個知識單元計算框圖，學生既可以明白由暴雨資料推求設計洪水具體過程，又可以使流域產匯流計算內容得以復習，達到較好的教學效果。

(2)采用“激勵”教學方法。激勵教學法是一種強調學生的主體性、充分體現以學生為主的教學方法，即根據學生需要肯定的需求及時給予鼓勵，以調動學生的學習積極性和參與課堂教學的主動性［7］。在該課程教學中，主要采用課堂回答問題及時鼓勵并給予獎勵評分，作業批改并給予不同等級評分，再加上期中考試的評分三種措施，調動學生學習的積極性和參與性，這部分在課程考核中占總成績的10%。

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

一方面，教師在備課時帶著問題認真鉆研教材，閱讀相關參考書，擬出討論內容，吸引學生的興趣，如講到水資源與水循環時提出“水是用之不盡，取之不竭”的嗎?在講到年徑流影響因素時，提出“植樹造林，毀林開荒，修建水利工程”等措施對流域年徑流如何影響等問題來進行討論，課后再進行總結。

另一方面，在課程教學中，騰出一定的時間，讓學生自己設計問題，將課程所學的知識的重點、難點、疑點等說出來，從而讓全班同學主動探索、思考問題，打破傳統課的束縛，取得良好的教學效果。

4.3 加強實踐能力的培養

“實踐、認識、再實踐、再認識”是人類認識事物的規律［9］，重視學生實踐能力的培養是該課程的特點所決定的。在課堂上注重對基本原理和方法的介紹，并結合實驗、實習等實踐教學方法，使學生的實際動手能力得到培養。如要了解氣象觀測的要領，可以先讓學生借助實驗室小型氣象站，了解降水、蒸發等數據的整理，再在實習過程中帶學生參觀氣象站，并由專業工程師講解氣象衛星云圖，了解天氣預報的整個過程;然后帶學生參觀水文站，學習水位、流量等的實際測驗方法;最后帶學生到水利水電設計院進行實習，掌握如何推求工程的設計標準值等一系列實踐活動，豐富學生專業知識和提高學生實際工作能力。

5 課程考核方式

課程考核就如一根指揮棒，學生往往根據考試方式來確定學習和復習方式，傳統的閉卷考試模式單一、死板，既不利于學生學習興趣的激發，也不利于學生靈活運用基礎知識能力的培養［10］，從而很難達到該課程教學要求。根據這幾年的教學經驗，采用綜合評定方法:其中基礎理論與計算方法采用閉卷考試方式，以60%計入總成績，平時成績(包括閱讀文獻及讀書報告占5%、作業占5%、上課考勤占10%和課堂回答問題占10%)以30%計入總成績，課間實驗以10%計入總成績。這樣的考核方式充分體現了學生掌握該課程的知識情況，符合人才培養的計劃，學生在掌握理論知識的同時又培養了分析和解決實際問題的能力。

6 結語

根據《工程水文學》課程的特點，采用“框圖”教學模式、激勵教學方法和多維互動教學模式等教學方式，并引導學生閱讀相關文獻、撰寫讀書報告，不僅擴大了學生的知識面，而且提高了學生的科研能力;通過學生對實踐性教學環節的參與，培養了學生的動手能力，為學生以后的學習和工作打下良好的基礎。

由于科學技術不斷發展，教師也要與時俱進，不斷地查閱國內外與該課程相關的新文獻，及時把新理論、新方法、新技術等傳授給學生，以求達到良好的教學效果。

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

［2］張子賢.工程水文學教學中的幾點體會［J］.河北工程技術高等專科學校學報，1995(增1):26-28.

［3］宋曉梅.“環境水文地質學”課程教學研究與實踐［J］.安徽理工大學學報:社會科學版，2006，8(4):77-78.

［4］胡彩虹，吳澤寧，左其亭，等.工程水文學課堂教學中的創新精神和實踐能力的培養淺談［J］.中國科教創新導刊，2008(29):191-192.

［5］朱立，李躍忠，錢敏，等.《傳感器與檢測技術》課程教學模式創新探討［J］.東華理工大學學報:社會科學版，2011，30(1):77-80.

［6］仇錦先，陳平.“框圖”教學模式在“工程水文學”教學中的應用［J］.中國電力教育，2009(4):54-55.

［7］譚軍利，王西娜.談激勵教學法在《工程水文學》教學中的應用［J］.職業教育研究，2011(10):91-92.

［8］殷震育，于玲紅，楊文煥，等.“水文學與水資源學”課程教學改革［J］.科技信息，2011(17):33-36.

［9］黃繼英.國外大學的實踐教學及其啟示［J］.清華大學教育研究，2006(4):97-101.

［10］王斌，周亞平.《生命科學導論》課程考核存在的問題和改革建議［J］.東華理工大學學報:社會科學版，2011，30(1):85-88.

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

WANG Qiao-huan， HE Chun-feng
(East China Institute of Technology，Fuzhou344000，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境研究。

王巧煥，何春鋒.《工程水文學》課程教學改革的探索與實踐［J］.東華理工大學學報:社會科學版，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.