“水文學原理”課程教學實踐

摘要：闡明了“水文學原理”課程的性質及其重要性，在論述課程內容基礎上，分析了本門課程具有內容多、與先行課程關系密切、應用性強的特點。結合水文與水資源工程本科生教學提出了精心組織授課內容、注重積累教學方法和經驗、講究教學方法和藝術、突出重點、抓住關鍵和加強輔導等五點體會。

關鍵詞：水文學原理；水文學與水資源工程；教學方式；實踐

作者簡介：向友珍（1973-），女，湖南懷化人，西北農林科技大學水利與建筑工程學院，講師；巨娟麗（1976-），女，陜西乾縣人，西北農林科技大學水利與建筑工程學院，講師。（陜西 楊凌 712100）

基金項目：本文系西北農林科技大學2013年教學改革研究項目“水文學原理教學改革研究”（項目編號：JY1301007）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0136-02

一、課程的性質和重要性

“水文學原理”課程是水文學與水資源工程專業基礎課，主要研究水資源、洪水與干旱的形成、時空分布，預測預報，以及水利工程及其有關工程的規劃、設計、施工、管理中的水文水利計算方法，為水資源合理開發利用保護和水旱災害防治提供科學的水文數據。[1，2]

在從事本門課程的教學工作中，要深刻理解本課程的性質和重要性。應當明確，我國水資源的主要特點是地區分布不均，南方水多，北方水少，東部濕潤，西部干旱；與人口、土地資源的分布不相適應，水資源不足是抑制經濟社會發展的重要制約因素之一；此外，水資源年內和年際變化大，是世界上水旱災害頻發的國家之一。

按照課程大綱要求，本門課程主要任務是使學生掌握降水、土壤水、下滲、蒸散發、地下水、徑流等水文要素的基本特點和變化規律，深入理解水循環與水平衡等概念，掌握徑流形成過程的基本概念、基本理論及分析計算的基本原理。熟悉并掌握“水文學原理”的基本知識和水文分析與計算方法，研究水資源形成機理，進行水資源合理開發和保護、水旱災害的預測預報和防護等。因此，“水文學原理”課程在經濟社會可持續發展戰略中占有重要的地位和實際意義。

二、課程內容及教學基本要求

“水文學原理”課程主要闡明各種水文現象、水文過程形成的機理和原因。課程內容主要包括水文循環、土壤水分運動、蒸散發、洪水波運動、產流、匯流等。通過研究各種水體的物理化學性質，運動、分布及變化規律以及各種水體與環境和人類活動的相互作用和相互影響，模擬和預測水量和水質的變化及發展動態，為洪水的防控及資源化、水資源的利用保護、生態的保護及恢復等提供科學依據。通過“水文學原理”課程的學習，可以使學生了解降水、下滲、蒸散發等水文現象的物理規律及其對產流的影響，掌握產匯流的物理機制、計算原理與計算方法，為后續課程的學習以及未來從事與水文或水資源專業相關的工作和科研奠定基礎。

隨著時代的發展，“水文學原理”課程教學內容越來越豐富，鑒于課程教學內容多、涉及面廣、頭緒多、敘述性強，[3]因此，課程教學的基本要求體現在：第一，應使學生了解水文學的概念和研究對象、水文現象的變化規律，掌握水文循環的概念和規律。第二，使學生能夠理解水文現象及其過程的物理基礎；掌握降水特性及區域平均降雨量的計算方法；掌握降水、下滲、蒸發等水文現象的物理規律以及它們對產流的影響；掌握河流及流域特征、河流水情的變化特征；掌握產流、匯流的物理機制、計算方法。第三，重點要掌握降水的空間分布規律、分析方法和區域平均降水量的計算方法。掌握基本概念，深入理解土壤水的運動和變化規律，及其在水分循環和徑流形成過程中的重要意義。第四，通過課程學習，使學生能熟練運用有關公式進行計算。

三、“水文學原理”課程特點

1.教學內容特色明顯

在“水文學原理”課程的教學內容上，國內各大學根據學校特點和所屬地域特點具有不同的安排。如水利類院校偏重于水文計算，主要針對地表水資源，尤其是河川徑流量的計算、水文測驗與氣象觀測實習實驗基本技能的掌握；在這方面可以河海大學、四川大學為代表；而武漢大學和清華大學等院校將其作為水利水電類專業的重要技術基礎課，培養學生認識水文現象的一般規律，正確理解和初步掌握水文及水利計算的基本概念、基本原理和計算方法，為繼續學習專業課打下基礎，也為畢業后從事水文分析計算、水利水電工程規劃、管理、科學研究打下基礎；地學類院校——主要指由原地質類院校演變而來的——如吉林大學，長安大學等，則偏重于水文機理方面的研究與教學，其教學目的是讓學生了解和掌握自然界水的形成、分布、運動及變化方面的基本知識。[4，5]以水文循環為核心、闡明水循環各要素和各種水體水文現象的物理機制與相互關系，以及時空分布，為學生深入學習地下水科學奠定堅實的基礎。

西北農林科技大學（以下簡稱“我校”）為農林院校，地處中國北方，水文水資源專業的辦學特點既不能像河海大學那樣主要面對大江大河的水問題，也不能和地學類院校那樣偏重于地下水。面向中國北方旱區，本專業的辦學長期以來已經形成了自己的鮮明特色，即“地表水、河地下水并重”的“兩條腿走路“特色。因此，在“水文學原理”課程內容安排上，除了使學生理解水文循環和水平衡的基本原理，認識陸地水文循環過程和機理，掌握水體轉化的計算原理和方法，了解水文及其環境要素的相互關系，為后續相關課程提供背景知識外，還補充加強了有關地下水的相關知識，包括地下水形成、含水層及其地下水運動、地下水動態及其調控等。[6]

2.與先行、后續課程聯系密切

由于“水文學原理”課程內容多，教學難度較大，因此，要想達到較好的教學目的，需要學生具有扎實的數理基礎和專業基礎知識。因此，我校08版水利類專業本科培養方案中均安排了本課程的先行課程，如“自然地理學”、“水力學基礎”、“水文地質學”、“數理統計與概率論”等。所以，本門課程一班安排在第五學期。在教學過程中對一些與“水文學原理”聯系密切的經典概念進行重點剖析，認真完成實踐教學環節，才能掌握這門課程。因此，教學過程中不可避免地要涉及水文地質學的相關內容，如水文循環概念、水量平衡原理、地表水和地下水的聯系與轉化等知識。從這個意義上來看本門課程具有承上啟下的作用，和先行課程與后續課程關系特別密切。

3.課程具有很強的應用性

“水文學原理”和“水資源學”是水資源可持續利用的科學基礎。前者研究地球上水的時空分布與運動規律并應用于水資源開發利用與保護，后者的自然屬性在于研究水資源再生機理等，是水文學在水文循環領域的延伸。[6]“水文學原理”作為水資源可持續利用的科學基礎，將有力促進水資源實際問題的解決。自20世紀90年代以來，人們愈來愈認識到水資源的可持續利用是保障經濟社會可持續發展的前提。而在這一過程中，“水文學原理”課程呈現出很強的應用性。[5]為此，應高度重視“水文學原理”方面的實踐教學，要求教師面向生產與科研實際，培養學生分析問題和解決實際問題的能力。

四、課程教學方法的探討

根據“水文學原理”課程的特點，結合我校水利類本科專業的特點，本門課程教學中既要突出課程的基本概念、基本結論和基本原理及有關分析方法，又要體現目前水文水資源領域的熱點問題和國內外最新成果。作為一名從事本課程教學的年輕老師，筆者深感任務之重，壓力之大，根據自己從事該門課程的教學實踐，主要從聽課、備課、授課等方面談一下體會。

1.精心組織授課內容

精心組織授課內容是講好課的先決條件。首先在備課過程中，對課程內容、教學大綱有透徹的了解，對各章節的主要知識點、難點和關鍵問題真正融會貫通，熟練掌握。其次，認真分析教材內容及其各部分間的內在聯系，找出各章內容的主線，按這條主線考慮并制訂授課方案。

為使課堂氣氛活躍，緊密抓住學生思緒，講課過程中應按照授課方案，注重根據教學內容或工程實際提出問題，引起同學的思考，激發同學的求知欲；有意識地引導學生思考分析和提出解決問題的方法，這樣才能使學生隨著教師的思路來理解和思考。如果能通過具體實例做驗證，則更能激發學生的學習興趣和熱情。

2.注重積累教學方法和經驗

大學講臺上，年輕教師未經嚴格的教學訓練就直接上講臺已屢見不鮮。這種現象雖然給年輕教師提供了鍛煉和成長的機會，但是，年輕教師無論從對教科書中教學內容的理解，還是板書的安排、教學內容的表述、課堂經驗的積累等等都缺乏應有的提高。

作為一名青年教師，經常聆聽一些優秀教師的課，有助于提高教學方法和教學經驗，轉變教學思想，更新教學觀念，改進教學實踐，提高教學水平，保證教學質量。筆者在擔任“水文學原理”教學任務助教時，專心聽取老教師的課堂講授，注重老教師對教學內容的理解、講授。從他們對內容的安排，到對課程學時的分配，以及對關鍵問題的表達，注意總結他們的長處，并積極做到彌補自己的不足。

3.講究教學方法和藝術

要達到好的教學效果難度很大。所以，一個年輕教師必須研究好的教學方法和講課藝術，實現將講課內容的科學性和教學方法的藝術性有機結合，協調統一。

現在的大學課堂多以講授為主，注重對原理和方法的介紹，講課中板書與多媒體演示相結合。誠然，多媒體教學有其圖文并茂，直觀可視，形象逼真，豐富教學內容，在較短的時間內傳授給學生更多的知識等許多優點。比如在“降雨徑流形成過程”教學中，用三維動畫演示蒸發—水汽輸送—降雨—下滲—徑流形成的整個過程，學生對比較抽象的內容有比較直觀的理解，再經過教師進一步講解和學生的積極參與，常常會起到事半功倍的作用，大大地改進了課堂的授課效果，提高了教學效率。

但是，多媒體教學也有其最大的弊病，即學生往往注重多彩絢麗的圖像，對一些數學公式的推導又容易一帶而過，印象不深。特別是對于需要演算、推導過程的基本理論內容更有待改進。比如在地表水流一章中的“圣維南方程組”部分的主要公式推導，如果老師采用板書在黑板上一步步進行，效果肯定會好。但是多媒體往往一翻即逝，達不到應有的效果。

有鑒于此，筆者在課堂講授中，采取靈活多樣的教學方法，板書講授和多媒體密切結合，注重學生的感性認識的培養，探討水文現象的復雜性。特別是在涉及數學公式推導的內容時，采用板書進行，課堂上進行嚴密的推導，而對其他部分，則采用多媒體。這種教學方法可以啟發學生的自覺性、主動性和求知欲，使課堂講授具有吸引力，使講授內容前后銜接、承上啟下，逐步深入；學生不但學到了知識，掌握了具體方法，而且培養了邏輯思維能力。

4.突出重點，抓住關鍵

前已述及“水文學原理”課程內容多而復雜，相互聯系密切，因此，課程講授中，要合理安排教學內容與學時分配。內容合理性體現在主次分明，詳略有度，重點突出，注重教學難點、疑點和關鍵點等知識的講授，要講深、講透、講清楚，次要的知識點可以一帶而過，這樣才能使學生達到舉一反三、觸類旁通的效果。[7]

5.加強輔導是課程學習的重要環節

加強輔導，特別是課外輔導是提高教學質量，幫助學生盡快適應課程教學要求的重要環節。所以，筆者在承擔教學任務的時候，除每次上課課間時間外，還和學生約定每周固定時間進行課外輔導答疑，根據學生反映的問題及時輔導。[8]同時以當前水文學研究存在的一些問題進行專題討論。[9]現在的大學生一般很少主動找老師問問題，所以老師要善于觀察學生學習的反應。對學習較主動、成績比較好的學生，要善于將他們從理論探討及新技術應用上引向深入，引導他們參加老師的研究課題，增加他們學習的主動性和積極性。對學習上有困難或不善交際的學生，采用個別輔導、談心和當面批改作業等辦法，使他們掌握課程內容、基本原理、基本方法的掌握。對帶有普遍性的共同問題，一般采取課堂集體輔導，反復講解，這樣才能及時為學生排疑解難，同時培養了學生的學習興趣。

參考文獻：

[1]芮孝芳.水文學原理[M].第一版.北京：中國水利水電出版社，

2004.

[2]沈冰，黃紅虎.水文學原理[M].北京：中國水利水電出版社，

2008.

[3]周訓.水文與水資源工程專業本科培養方案修訂的若干思考[J].中國地質教育，2005，（1）：56-58.

[4]侯立柱，萬力，周訓，等.淺析“水文學原理”課程的教學與實踐[J].中國地質教育，2008，（4）：138-140.

[5]侯立柱.“水文學原理”課程創新性教學研究[J].中國地質教育，

2011，（4）：86-88.

[6]王巧煥，何春鋒，王麥玲.“水文學原理”教學探討[J].內江科技，2008，（12）.

[7]王斌.水文學原理課程教學的實踐與探索[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2011，（7）：83-85.

[8]向友珍.工程水文與水利計算課程教學方法改革探索[J].高等教育研究，2005，（3）：37-38.

[9]范玉潔，張紅霞，代俊峰.寬基礎與本科專業基礎課教學的思考——以水文學原理課程為例[J].當代教育理論與實踐，2012，（11）：95-97.

（責任編輯：王意琴）