面向地理專業水文學課程的實驗教學改革探討

董李勤+程希平+鞏合德+王妍方+沈婭

摘要：水文學課程既是一門獨立的學科，又是地理專業的基礎。文章針對目前地理專業中水文學教學和實驗實踐中存在的形式單一、實驗與實踐融合性差等問題，提出實驗環節和課程設置的改進方案，以尋求更有效的方式，提高辦學質量，提升學生的實踐能力和創新能力。

關鍵詞：水文學；實驗教學；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）42-0269-02

在“十三五”期間，國家對高等教育提出了新的戰略任務，即提高教學水平和創新能力，優化學科專業布局和人才培養機制，具備條件的高校向應用型轉變。地理學專業作為一門古老的學科，自改革開放30多年來，已建立起比較完整的學科體系。現階段，地理學發展面臨著國家發展的大量需求，研究領域非常寬廣，發展空間很大。有傳統的領域，也有新型的領域，如全球變化的區域響應、區域和城市的可持續發展、全球化和信息化導致的社會經濟要素的空間重組等。特別是在自然和人文交叉的許多領域，具有大量的問題值得研究。這種廣闊的發展空間從根本上是由于地理學的綜合科學和交叉科學的科學性質所決定的。鄭度和陳述彭先生曾指出：“地理學是一門研究地球表層自然要素與人文要素相互作用與關系及其時空規律的科學。它所面對的是復雜的地球表層巨系統，是由大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈與人類圈所構成的統一整體，是由各種自然現象、人文現象組合在一起的復雜體系。”[1]

水文學作為地理學專業的一門基礎課程，主要講述水循環原理，地表水、地下水和海水的組成與運動等理論知識，而針對水文學的實驗環節，主要集中在水文站水情測量觀摩，流速、流量的測量，水位水深測量，整個課程存在內容結構單一、室內實驗與野外實習融合度較差、缺乏地理學視角等問題。

本文針對目前地理專業水文學課程學習中存在的問題，以知識體系與實驗實踐相結合為途徑，以強調水文學與地理專業間的聯系、實驗環節設置、激勵機制等內容為核心，尋求一條可以提高學生實踐創新能力的地理專業水文學教學新模式。

一、水文學與地理專業的關系

針對水文學課程教學內容的授課對象為地理專業本科學生，水作為地球表面的重要組成物質之一，各種水體是組成地理環境的基本單元，因此，地理學習與水文學習始終有著密切的關聯。英國新版大百科全書[2]在地理學自然地理的分支中就寫過：“現代地理不僅對河流的水力和化學屬性感興趣，也對水量分布的地理環境作用感興趣……此外，洪水、干旱及正常徑流對人類所在地區的影響或者水文過程對地貌、植被的影響也為地理學所關心。”劍橋大學地理系的R.J喬里教授在主編的《水、地球和人類》[3]中也提出了水文研究的地理學綜合觀點，認為水要素可以在理解自然和社會環境之間提供一個邏輯的聯系。

從水文學的發展來看，水文現象的成因、分布、規律，都離不開地理要素，也不能脫離地理空間來單獨分析。因此，在地理專業的水文學課程教學過程中，要增強水文學與地貌學、氣象學、氣候學、土壤、植物地理學等其他相關學科的聯系，對水文學和地理學的進一步學習和研究，都極為有用。

二、實驗環節設置

1.室內試驗。（1）水位水深測量。水位是指河流或其他水體的自由水面相對于某一基面的高程。水文學試驗中，很多測量流速、流量的方法都歸結于測量水位，因此，準確測量水位，是做好水文實驗的重要基本功。對于地理專業的學生來講，水位測量也是必不可少的。水位水深的測量包括直接測量法和測針法，學生在實驗室可借助簡單的儀器設備完成。（2）流速測量。流速測量是進行野外水文工作的基礎環節，掌握流速測量的原理和測量方法非常重要，通過對智能流速儀的學習和使用，為野外工作奠定基礎。（3）水位流量關系實驗研究。水位流量關系實驗的主要目的是指導學生掌握流量測速的流速面積法的基本原理和計算方法，并綜合應用水位、流速測量的方法，根據流速面積法，測量、計算斷面流量，并學會分析水槽斷面的水位～流量、水位～面積、水位～流速之間的相關關系。

2.野外實習。目前，水文學的野外實習是合并到自然地理學綜合實習中，僅停留在觀察的階段和層面，沒有將水文學理論知識與野外實踐真正結合起來。

（1）水文測驗基地。與江河水庫的水文站建立長期合作關系，固定水文實驗場所，增加學生現場監測和動手操作的機會，并學習先進的水文觀測技術。（2）與地理綜合實習相結合。地理野外綜合實習包含水文、土壤、氣候、地質地貌等各大要素，水文部分的實習應與地理學其他要素有機結合，例如降水、徑流與土壤的關系，氣候對水文要素的影響，水文地貌的形成與變化等，使學生將所學知識綜合應用到實踐中。

三、課程實踐教學改革

1.將科研項目與實驗教學相結合。整合學校、科研院所、企業等各類實驗實踐資源，將地理學中關于水文學的基本技能與各類科研項目相結合，使學生有機會參與課題研究，并在實踐中得到更多的學習和鍛煉機會。水文學課程中實驗環節可以根據學生所選導師自由設置，并根據學生完成情況給予1—2個實驗學分，除了可以使考核方式更加靈活多樣，還可激發學生參與項目、自主創新的興趣，發揮科研項目和實驗教學在學生動手能力和創新方面的重要作用。

2.將實踐與實驗相結合。室內實驗是野外實踐的基礎，野外實踐是室內試驗的延伸，通過將實踐與實驗相結合的方式，可以綜合學科課程與實驗實踐的關系，引導學生發揮主動性和創造性，培養學生的創新精神和實踐能力，拓展學生視野，并促進他們的全面發展。

3.建立虛擬綜合實驗室。地理學的很多基礎課程，包括《水文學》課程，有些實驗項目如徑流、降水、蒸散發等受到場地和天氣等條件限制，很難在野外進行，因此可以借助虛擬綜合實驗室，模擬其發生過程，不僅可以加深對水文過程的理解，對野外實踐和科研工作也大有幫助。

因此，地理學專業中水文課程的教學和實踐還有很長的路要走，我們通過不斷實踐和探索，尋找更有效的方法，幫助學生成長和成才。

參考文獻：

[1]鄭度，陳述鵬.地理學研究進展與前沿領域[J].地球科學進展，2001，16（5）：599-606.

[2]The New Encyclopedia Britannica，London，1979.

[3]Chorley R J （ed）. "Water，Earth and Man，A Synthesis of Hydrology，Geomorphology and Sacio-Economic Geography"，Methuen & Co Ltd.，1969.endprint