大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)水文氣象導(dǎo)論和水文學(xué)原理課程建設(shè)研究

張小娜 閆桂霞 楊娜 邵月紅

摘 要： 大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)是一個(gè)新生的本科專業(yè)，本文以南京信息工程大學(xué)水文氣象學(xué)院大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)為例，介紹了該專業(yè)水文氣象導(dǎo)論和水文學(xué)原理課程開設(shè)的必要性；鑒于目前尚未有正式出版的《水文氣象導(dǎo)論》書籍可供參考，初步構(gòu)建了水文氣象導(dǎo)論課程的知識(shí)體系；建議在水文學(xué)原理課程的講解中，以問題帶動(dòng)好奇，以好奇帶動(dòng)求知，并給出了各章節(jié)的主線問題；最后建議在每次課快結(jié)束時(shí)留出10分鐘，進(jìn)行Q-A環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞： 大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè) 水文氣象導(dǎo)論 水文學(xué)原理 課程建設(shè)

近年來，全球各地出現(xiàn)了很多極端水文氣象事件和破紀(jì)錄事件，包括歐洲和俄羅斯的熱浪、美國的卡特里娜（Katrina）颶風(fēng)、緬甸的納爾吉斯（Nargis）熱帶氣旋、巴基斯坦的水災(zāi)和亞馬遜盆地、澳洲及東非的旱災(zāi)，以及我國的泥石流和山體滑坡[1]。為解決洪澇、干旱、臺(tái)風(fēng)、山洪、泥石流等種種極端水文氣象事件，擁有“氣象人才”搖籃美譽(yù)的南京信息工程大學(xué)憑借在大氣科學(xué)方面的雄厚實(shí)力，于2011年9月率先成立了大氣科學(xué)（水文氣象）本科專業(yè)，并開始招生，成為我國首家培養(yǎng)大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)本科生的高校，同時(shí)也是目前我國唯一具有大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)的高校。大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)的成立，在國內(nèi)外引起了廣泛的關(guān)注。現(xiàn)本專業(yè)有3屆本科生，總?cè)藬?shù)160人。

課程建設(shè)是教學(xué)建設(shè)的基本內(nèi)容、教學(xué)質(zhì)量的中心環(huán)節(jié)，是落實(shí)教學(xué)計(jì)劃、提高教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的奠基性工程。對(duì)于年輕的大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)來說，迫切需要開展課程建設(shè)并完善研究。本文就大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)水文氣象導(dǎo)論和水文學(xué)原理課程建設(shè)和完善等方面，提出了一些思路和觀點(diǎn)與各位同仁共同探討。

1.水文氣象導(dǎo)論課程的建設(shè)和完善

1.1課程設(shè)置的必要性

剛進(jìn)大學(xué)的新生對(duì)所學(xué)專業(yè)及就業(yè)去向普遍感到比較迷茫和困惑，如果在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程階段不及時(shí)引導(dǎo)，則會(huì)使學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，學(xué)習(xí)起來甚為被動(dòng)，產(chǎn)生消極情緒，甚至可能會(huì)直接導(dǎo)致4年大學(xué)生活缺乏規(guī)劃，得過且過。因此在大學(xué)一年級(jí)上學(xué)期開設(shè)專業(yè)導(dǎo)論課，甚為重要。它可以幫助學(xué)生了解所學(xué)專業(yè)的背景和基本概念，熟悉專業(yè)知識(shí)鏈的構(gòu)成，掌握大學(xué)時(shí)期的學(xué)習(xí)方法，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)生興趣[2]。水文氣象導(dǎo)論是大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)的入門課程，它是一門面向大學(xué)新生、引導(dǎo)學(xué)生了解大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)的入門課程，是解決新生對(duì)未來大學(xué)生活疑問與困惑的課程。水文氣象導(dǎo)論的開設(shè)，對(duì)大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)的大學(xué)新生起著啟蒙和指導(dǎo)作用，它在整個(gè)專業(yè)教學(xué)體系中占據(jù)著舉足輕重的位置。

1.2課程知識(shí)體系的構(gòu)建及授課方式探討

水文氣象導(dǎo)論課程主要回答學(xué)生對(duì)大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)最關(guān)心的三個(gè)問題：大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)是干什么的、學(xué)什么的和做什么的。其最終目的是讓學(xué)生意識(shí)到：（1）大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)是“最好的”；（2）大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)很有用。以問題激發(fā)興趣，以興趣喚起求知欲，以求知欲帶動(dòng)學(xué)習(xí)，在一個(gè)個(gè)具體的水文氣象問題案例中引發(fā)思索。

目前尚未有正式出版的《水文氣象導(dǎo)論》書籍可以直接借鑒。構(gòu)建水文氣象導(dǎo)論課程知識(shí)體系時(shí)，首先，應(yīng)通過一個(gè)個(gè)具體水文氣象極端事件案例及前沿信息，使學(xué)生深有感觸，通過分析和關(guān)鍵問題的延展式探討，啟發(fā)學(xué)生思索和了解大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)是干什么的及為什么要學(xué)習(xí)大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)，即使學(xué)生意識(shí)到作為大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)學(xué)生的無比光榮的使命；其次，通過講述水文氣象學(xué)的發(fā)展簡史，引申亟須解決的問題是什么，讓學(xué)生了解為什么氣象和水文相結(jié)合往往有助于更好地解決一些工程建設(shè)和實(shí)際生產(chǎn)課題，并對(duì)大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)的科學(xué)研究方法有一個(gè)初步了解。在此節(jié)的講述過程中，除了講述水文氣象學(xué)科發(fā)展過程中的重要發(fā)現(xiàn)和重要人物及當(dāng)時(shí)的自然和社會(huì)背景之外，還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)剖析在這個(gè)發(fā)展過程中，科學(xué)思維所起到的重要作用。以本學(xué)科的重大發(fā)現(xiàn)激勵(lì)學(xué)生，以學(xué)科奠基人的故事吸引學(xué)生，以科學(xué)家對(duì)待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度引導(dǎo)學(xué)生，從而使學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀、人生觀和價(jià)值觀；接下來以現(xiàn)在亟須解決的問題為引子，讓學(xué)生積極主動(dòng)地查閱文獻(xiàn)，相互探討教學(xué)方法，從而刺激學(xué)生求知欲與探索欲，達(dá)到訓(xùn)練思維的目的，培養(yǎng)學(xué)生初步的科研能力；最后在探討結(jié)果的基礎(chǔ)上，總結(jié)大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)所需要學(xué)習(xí)的知識(shí)，使學(xué)生對(duì)本專業(yè)整體框架有一個(gè)了解。

2.水文學(xué)原理課程的建設(shè)和完善

2.1課程設(shè)置的必要性

大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)主要的研究方向是水循環(huán)要素監(jiān)測(cè)、精細(xì)降水預(yù)報(bào)、可能最大降水、防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和水文氣象集合預(yù)報(bào)和流量概率預(yù)報(bào)。水文學(xué)原理主要闡述水文現(xiàn)象的成因和機(jī)理，通常涵蓋的主要內(nèi)容有水文循環(huán)過程、蒸發(fā)及下滲過程與機(jī)理、土壤水形與運(yùn)移、洪水波運(yùn)動(dòng)、產(chǎn)匯流機(jī)理等[3]。水文學(xué)原理具有鮮明的專業(yè)特征和基礎(chǔ)特征，是大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，考慮到本課程對(duì)學(xué)生前期知識(shí)體系的要求（此課程需要開設(shè)在高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、水力學(xué)等先行課程之后），目前將其安排在大學(xué)二年級(jí)下學(xué)期開設(shè)。水文學(xué)原理起著聯(lián)系基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的橋梁作用，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定必要的基礎(chǔ)。如果不打好該基礎(chǔ)，不能牢固掌握靈活應(yīng)用它，學(xué)生就無法學(xué)好工程水文學(xué)、水文氣象集合預(yù)報(bào)等相關(guān)課程，因此，水文學(xué)原理在整個(gè)大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)課程中起著承上啟下的作用，在大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)人才培養(yǎng)中占有重要的地位和作用。

2.2課程知識(shí)體系的構(gòu)建及授課方式的探討

目前南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)所使用的水文學(xué)原理的教材是芮孝芳教授著的，中國水利水電科學(xué)出版社出版的《水文學(xué)原理》。該教材章節(jié)內(nèi)容豐富、涉及知識(shí)廣，難度相對(duì)較高。在教學(xué)計(jì)劃中，本課程計(jì)劃學(xué)時(shí)只有48學(xué)時(shí)，而水文學(xué)原理具有理論性較強(qiáng)的特點(diǎn)，僅僅從理論上進(jìn)行分析和灌輸，會(huì)使整個(gè)課程顯得枯燥、乏味。水文學(xué)原理課程的特點(diǎn)，決定了在教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，采用提問及互動(dòng)探討授課法等多元化的教學(xué)方法；加上學(xué)時(shí)的限制，則要求教師除了認(rèn)真鉆研、精心備課外，還有一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，就是準(zhǔn)確構(gòu)建本課程知識(shí)體系。

大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)是一個(gè)新生的專業(yè)，構(gòu)建水文學(xué)原理課程知識(shí)體系時(shí)，不能直接照抄照搬，復(fù)制克隆其他相關(guān)專業(yè)的課程知識(shí)體系，應(yīng)根據(jù)自身專業(yè)的特點(diǎn)，敢于突破，搭建具有本專業(yè)特色的知識(shí)體系。譬如第九章地下水流、第十章地表水流第八節(jié)湖水運(yùn)動(dòng)、第十四章冰雪水文和第十五章水質(zhì)及河流生態(tài)環(huán)境章節(jié)可以不做講解；第八章產(chǎn)流機(jī)制和第十二章流域產(chǎn)流都是產(chǎn)流部分，可并做一章講解；第十章地表水流和第十一章洪水演算也可并做一章講解；鑒于天氣學(xué)原理、雷達(dá)氣象學(xué)、衛(wèi)星氣象學(xué)的開設(shè)，第四章降水第二節(jié)降水類型及影響因素，第五節(jié)雷達(dá)測(cè)雨可簡單帶過。“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)而在于激勵(lì)、喚醒、鼓舞”[4]。在每章的講解中，以問題為先導(dǎo)，帶動(dòng)好奇，然后以好奇帶動(dòng)求知，各章節(jié)主線問題見表1所示。

表1 水文學(xué)原理課程章節(jié)主線問題

3.結(jié)語

針對(duì)大氣科學(xué)（水文氣象）專業(yè)學(xué)生，本文給出了水文氣象導(dǎo)論和水文學(xué)原理課程建設(shè)和完善的一些建議。另外，建議教師可以嘗試每次快結(jié)束時(shí)課預(yù)留10分鐘做Q-A環(huán)節(jié)（questions and answer）。大部分美國教授講課，每講完一個(gè)問題，教授就要問“Any questions”？有問題立即解決。在我國則不能照搬，但Q-A環(huán)節(jié)的增加對(duì)學(xué)生和教師都有很大益處。“石本無火，相撞方顯靈光。水本無華，相蕩方顯漣漪”。

參考文獻(xiàn)：

[1]World meteorological organization，The global climate 2001-2010 a decade of climate extremes summary report[R].Published by WMO，2013.

[2]李莉.導(dǎo)論課程在專業(yè)教學(xué)體系中的定位與作用[J].集美大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，14（2）：117-120.

[3]芮孝芳.水文學(xué)原理[M].北京，中國水利水電出版社，2004.

[4]侯立柱.“水文學(xué)原理”課程創(chuàng)新性教學(xué)研究[J].中國地質(zhì)教育，2011，（4）：92-94.

基金項(xiàng)目：南京信息工程大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目（13JY060）；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目（PAPD）。

通訊作者：張小娜