“水文學”限選課程實踐教學改革探討

張耀文+張瑩+張莉麗+孔慧敏

摘要：根據(jù)地下水科學與工程專業(yè)“水文學”限選課程的特點，針對學生學習積極性低、主動性差等問題，本文從優(yōu)化實踐教學內(nèi)容和改進實踐教學模式兩個方面提出了實踐教學改革的方法和手段。教學實踐表明，這些措施提升了學生的學習興趣，增強了學生的實踐創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力，改善了實踐教學效果，達到了人才培養(yǎng)方案的目標。

關(guān)鍵詞：水文學；地下水科學與工程；實踐教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）02-0144-02

“水文學”是地學類高等院校地下水科學與工程專業(yè)的一門專業(yè)限選課程，主要研究地球上水的起源、循環(huán)及分布，水與物理、生態(tài)環(huán)境之間的相互作用及水對人類活動的響應等規(guī)律，以及應用這些規(guī)律為人類服務[1]。本課程以水量平衡為理論基礎，講述水文循環(huán)的物理過程、水文循環(huán)各要素形成的物理機制、各種水文現(xiàn)象及特征、水文要素的時空分布規(guī)律及數(shù)學物理模擬方法。因此，掌握水文學的基礎知識及原理可為水旱災害的模擬及預測、水資源評價及合理開發(fā)利用、水環(huán)境保護等應用和研究做好知識準備[2]。

但筆者在面向防災科技學院地下水科學與工程專業(yè)講授“水文學”課程中發(fā)現(xiàn)，該專業(yè)學生對本課程的學習不重視，出現(xiàn)學習熱情低、積極性差等現(xiàn)象。究其原因主要在于“水文學”課程本身具有較強的應用性和實踐性，而我校該課程內(nèi)容體系中實踐課程所占比重太小，導致學生感到課程內(nèi)容抽象與枯燥。故本文針對地下水科學與工程專業(yè)“水文學”限選課程的實踐教學現(xiàn)狀，提出一些改善方法及手段，從而使本課程更好地服務于本專業(yè)應用型人才的培養(yǎng)。

一、分析實踐教學現(xiàn)狀

1.實踐教學內(nèi)容同一化且陳舊化。“水文學”課程是水文與水資源工程專業(yè)和地下水科學與工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課程，不同專業(yè)的教學內(nèi)容和側(cè)重點應有所不同。然而，實際教學過程中這兩個專業(yè)的實踐教學內(nèi)容基本重合，沒有針對地下水科學與工程專業(yè)的特點制定符合本專業(yè)特色的實踐教學大綱。以防災科技學院為例，實踐教學內(nèi)容主要為水文氣象觀測實習、流速儀的使用等，整體偏重地表水內(nèi)容，與地下水相關(guān)內(nèi)容的聯(lián)系較弱，致使學生感到枯燥乏味，難以和本專業(yè)內(nèi)容相結(jié)合。另外，實踐教學內(nèi)容大多以傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容和方法為主，沒有考慮當今實際水文工作的需求，沒有涉及符合現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展趨勢的水文自動測報系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測與分析等新技術(shù)和新方法。總之，現(xiàn)開設的實踐教學內(nèi)容存在同一化且陳舊化的問題，為改善教學效果，培養(yǎng)學生的綜合實踐能力，亟須更新實踐教學內(nèi)容。

2.實踐教學模式單一化。在教學改革過程中，教學模式的改革是關(guān)鍵[3]。在“水文學”實踐教學中，“教為導向”的教學模式依然占據(jù)主體，嚴重影響了學生的學習成效。例如，實驗教學大多為雨量器、蒸發(fā)器及流速儀的使用等演示型實驗項目，實驗內(nèi)容固定無變化，實驗結(jié)果單一，學生參與實踐教學基本處于被動狀態(tài)，缺乏獨立思考過程。這種教學模式使得實驗能力以理論知識形式來傳授，剝奪了培養(yǎng)學生分析問題和解決問題能力的機會。故應改進實踐教學模式，開展以學生為本位的探究式實踐教學活動，構(gòu)建“學為導向”的高效教學模式[3]。

二、優(yōu)化實踐教學內(nèi)容

鑒于地下水科學與工程專業(yè)的學生畢業(yè)后主要從事水資源開發(fā)利用與保護、水環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘察等方面工作，而不是進行水文分析計算、水利水電工程規(guī)劃與管理等方面工作，故需將原有的實踐教學內(nèi)容進行優(yōu)化和調(diào)整。

1.優(yōu)化實踐教學內(nèi)容，突顯專業(yè)特色。對于面向地下水科學與工程專業(yè)開設的專業(yè)限選課，如果實踐教學內(nèi)容僅以地表水為主，往往會令學生感到“水文學”課程與地下水專業(yè)知識脫節(jié)，導致學生對該課程的認識會發(fā)生偏差。結(jié)合地學類院校如中國地質(zhì)大學（北京）、吉林大學等在“水文學”課程的教學內(nèi)容上對水文機理方面的側(cè)重點[2]，筆者在實踐教學中嘗試加入與地下水相關(guān)的內(nèi)容。例如，實踐教學中增加了下滲實驗和土壤水分再分配實驗，學生通過動手實驗來驗證下滲規(guī)律和土壤水再分配規(guī)律，并加深學生理解下滲對于徑流損失和地下徑流產(chǎn)生的重要意義，有助于學生掌握降雨徑流模擬的基本原理和方法。

2.調(diào)整實踐教學類型，合理分配學時。以防災科學學院為例，“水文學”課程共48學時，3學分。由于課內(nèi)總學時較少，實踐教學僅占6學時，且大多數(shù)實驗采取了演示實驗的形式，教學效果一般。因此，為了提高學生的學習積極性和專業(yè)技能，需酌情增加實踐教學學時，精簡理論學時，并適當將演示實驗轉(zhuǎn)變?yōu)閯邮植僮黝悓嶒灐Ｈ绻P者嘗試將“流速儀的使用”這樣的演示實驗調(diào)整為“潮白河測流”的實地水文測驗，通過對潮白河燕郊段多個測驗斷面的施測來判斷潮白河燕郊段地表水與地下水的補排關(guān)系。該項實習內(nèi)容激發(fā)了學生的學習興趣，深受學生好評。

三、改進實踐教學模式

實踐教育是人才培養(yǎng)過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，既是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力的切入點，也是大學生認識社會和了解事業(yè)發(fā)展舞臺的有效途徑[2]。為全面培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新意識，有效提高學生分析和解決實際問題能力，筆者經(jīng)過近三年的教學實踐，鼓勵并引導學生開展以問題為導向的探究式學習，探索了以下幾個方面的實踐教學模式的改進：

1.開設創(chuàng)新實驗項目。為激發(fā)學生對水文科學的興趣，發(fā)揮實驗教學在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面的優(yōu)勢，筆試嘗試在課外開設創(chuàng)新實驗項目。在原有的課內(nèi)實驗基礎上，將水文學實驗教學與教師的科研項目相結(jié)合，開設一系列創(chuàng)新實驗項目，實驗項目對外開放，有興趣的同學可自由選擇。例如，筆者指導的“潮白河-地下水系統(tǒng)的滲流規(guī)律研究及其物理模型演示”創(chuàng)新實驗，學生們親自動手制作了滲流槽并順利完成了滲流實驗，實驗結(jié)果揭示了潮白河與地下水的滲流規(guī)律，并探究了滲流作用對已被污染的河水的凈化作用。該項創(chuàng)新實驗項目使學生們深刻感悟到了水文科學服務社會民生的價值。

2.增設計算機實驗項目。隨著信息科學技術(shù)的發(fā)展以及其在水文學中的應用，一些高新技術(shù)如計算機技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)、同位素技術(shù)等的涌現(xiàn)迅速推動了現(xiàn)代水文科學的發(fā)展。順應現(xiàn)代水文學快速發(fā)展的需求，當代大學生應具備運用基礎的專業(yè)軟件和計算機技術(shù)解決實際水文問題的能力。所以，筆者在實踐教學中增設了計算機實驗項目，如在講授水文預報內(nèi)容時，增設了運用SPSS軟件進行水文預報的上機實驗。學生們根據(jù)某河流的近二十年年徑流量資料，運用SPSS軟件中的時間序列分析模塊對該河流的年徑流量進行了中長期預報，并分析了預報結(jié)果的精度。通過本次上機實驗，學生們了解了SPSS軟件在水文科學中的應用，同時參與了實際水文預報工作，開拓了他們的水文科學思路。

3.提倡參與課外實踐活動。課外實踐活動是實踐性教學環(huán)節(jié)的有益補充，可以增強學生的實踐能力、動手能力。實踐能力的形成是一個漸進的復雜過程[4]。提倡和鼓勵學生積極參與暑期社會實踐活動、水文科技活動等課外實踐活動，對學生實踐技能的培養(yǎng)有重要的幫助。例如，2015年6位學生參與了大學生暑期社會實踐活動“湖南省郴江河水水污染調(diào)查”，實踐活動中學生們獨立完成了野外踏勘及水樣的采集，并參與了室內(nèi)水樣的簡分析檢測，這次實踐活動充分得鍛煉了學生們的實踐創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。

四、結(jié)語

本文以培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的應用性人才為目標，根據(jù)“水文學”課程的內(nèi)容并結(jié)合地下水科學與工程專業(yè)的特點，通過優(yōu)化實踐教學內(nèi)容、改進實踐教學模式來充分調(diào)動學生學習積極性和主動性，從而使這門課程的實踐教學更好地服務于地下水科學與工程專業(yè)人才的培養(yǎng)。筆者經(jīng)過對2014級、2015級地下水科學與工程專業(yè)的本科生教學實踐，實踐教學效果得到了一定的改善。而這僅僅是一個開始，在今后的教學工作中還需要不斷地探索和完善，密切關(guān)注國內(nèi)外水文科學研究動態(tài)，及時將水文學研究中新進展與新方法傳達給學生。

參考文獻：

[1]楊大文，楊漢波，雷慧閩.流域水文學[M].北京.清華大學出版社，2014.

[2]侯立柱.“水文學原理”課程創(chuàng)新性教學研究[J].中國地質(zhì)教育，2011，（4）：86-88.

[3]王文靜.中國教學模式改革的實踐探索——“學為導向”綜合型課堂教學模式[J].北京師范大學學報：社會科學版，2012，（1）：18-23.

[4]樊世清.加強大學生科研訓練，培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].煤炭經(jīng)濟研究，2007，（1）：75-76.

An Research on Teaching Reform and Practice of "Hydrology" Optional Curriculum

ZHANG Yao-wen，ZHANG Ying，ZHANG Li-li，KONG Hui-min

（Institute of Disaster Prevention，Sanhe，Hebei 065201，China）

Abstract：According to the characteristics of selected course of groundwater science and engineering professional "Hydrology" and the students' low learning enthusiasm，this paper proposesthe optimization of practice teaching content and two aspects of improving practice teaching mode. The resluts show that these measures enhance the students' interest in learningandstudents' practice innovation ability and the team cooperation ability.Thus，it canimprove the effect of practice teaching，achieving the goal of talents training program.

Key words："Hydrology"；groundwater science and engineering；practice teaching；reform in education