《水文預報》課程教學方法改革的探索與實踐

李紹飛 王麗珍 余萍 孫書洪

摘要：針對《水文預報》偏重于實際應用、授課對象為高年級學生的特點，在教學過程中，立足于應用型人才和創新型人才的培養目標，探索并實踐了教學方法改革。本文闡述了課堂教學過程中講練結合、研討式教學模式的具體的實施方案及存在的問題，為后續深化教學改革、提高教學質量積累了經驗。

關鍵詞：教學方法；改革與實踐；水文預報

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）12-0163-02

一、問題的提出

《水文預報》是天津農學院水文水資源專業的核心專業課程，開設在第七學期，偏重于實際應用，傳統的課堂講述方式，教學效果不盡人意。立足于創新型人才和實踐型人才的培養目標，提高課堂教學效果，改變傳統的教學方法勢在必行。在教學方式上，變“單一的教師講授式”為“師生的研究交流式”，在師生關系上，變“主—客改造關系”為“主—主合作關系”，突出學生的主體地位，營造活躍的課堂氛圍，培養學生思考問題、分析問題和解決問題的能力。

二、教學方法的改革方案與實施

1.講練結合，培養學生自主學習能力。課堂上，精心講授基本概念、原理和預報方法的理論知識，幫助學生形成理論知識體系的貯備。講述完畢后，有針對性地設置科學的課堂練習題和綜合訓練題，引導學生獨立思考問題、分析問題、解答問題。學生練習的過程中，教師深入到學生中，及時發現同學們練習過程中表現出來的知識漏洞及存在的問題。練習結束后，請同學回答計算結果和結論。教師對學生的結果和結論進行點評、講解，給出最佳的解題步驟及計算結果，對學生們練習過程中存在的各種問題進行糾正和講解。這樣，通過課堂精講——學生做練習——學生回答問題——教師點評、歸納、總結的教學環節，既鞏固了所學內容，又及時發現并解決了學生們存在的問題。

本課程中，洪水預報及其相關知識是本門課程的教學重點和難點，在洪水預報內容的教學過程中，很多處采用了這種講練結合的教學方法。具體包括：①在實測徑流分析部分的教學中，已知大清河流域紫荊關水文站的次洪的徑流過程，利用課堂講授的2種次洪徑流深的計算方法，計算流域的次洪徑流深。②在蓄滿產流部分，已知蓄水容量曲線的指數方程的參數，推求流域平均蓄水容量和最大點處蓄水容量的計算公式、徑流系數。③給定前期連續的降雨資料，計算前期雨量影響因子，繪制降雨徑流相關圖，分析主要影響因素。④蓄滿產流的教學過程中，根據蓄滿產流原理，計算初始土濕為零的情況下，時段產流量和補充土壤含水量各是多少，以加深學生們對流域蓄滿前和蓄滿后降雨量與產流量關系的理解（尤其是蓄滿前的產流量計算）。⑤在兩水源的水源劃分教學過程中，已知某流域的時段降雨過程和對應的徑流深、穩定入滲率，計算產生的地表徑流深和地下徑流深。要求同學們總結在此計算過程中，計算徑流深需要用到的參數有哪些？⑥在匯流計算的教學過程中，分別對單位線法和等流時線法進行課上練習。已知某流域出口斷面的徑流過程線，時段地表徑流深，計算單位過程線。已知時段地表徑流深、等流時面積，計算等流時線法的匯流過程。⑦在利用線性水庫演算法計算地下水的匯流過程的教學中。已知某流域的地下徑流深以及匯流系數，推求地下水的匯流過程。⑧在河道流量演算的計算過程中，分別利用特征河長法和馬斯京根法，根據單元河段上游的來水過程計算下游的出流過程。⑨在新安江模型的講述過程中，要求學生繪制新安江水文模型的計算流程圖以及各部分計算模塊用到的參數，加深對模型和計算過程的理解。

2.開展研討式教學。在對基本概念、原理、模型及推導過程進行精講之后，有針對性地開展研討式教學。將同學們分成幾個小組，指導學生課下查閱文獻資料、分析資料、提出合理的計算方法，在課下完成具體的計算和分析過程，總結整個過程中遇到的問題和存在的不足，準備課上研討資料。課上教師請小組代表說明小組的計算結果和結論，并提出遇到的問題，同學們開展交流與討論，最后教師對同學們的研討結果和結論進行講評、歸納、總結。洪水預報是本課程的重中之重，共開展5次研討式教學。比如，在流域的蒸發計算部分，課上講解了蒸發計算的研究意義、蒸發影響因素的概化、水面蒸發的計算、蒸發過程中土壤含水量的變化過程以及一層、二層、三層蒸發模型。精講之后，布置案例教學題目：“對比一層、二層、三層蒸發模型計算結果，并分析各模型的適用條件”，給出流域的蒸發皿觀測資料以及初始土濕數據，將同學們5—6人一小組，每個班級分成5組。引導同學們課下查閱文獻和資料、確定研究方法，并開展計算，分析計算結果，得出結論。最后總結課下計算過程中遇到的問題，準備下次課上的研討資料。下次課上，組織學生開展交流討論，請各小組代表講述本小組的計算方法、計算成果、結論，以及整個過程中遇到的問題。最后對研討的過程與結果進行歸納性總結與結果評定，對過程中的得失全面分析，總結經驗和教訓。在教學過程中，開展的研討式教學的題目如下：①應用蓄滿產流模型計算流域的時段徑流深。總結計算過程中有哪些參數，參數值變化了，如何影響計算結果（徑流深）？哪些參數值靈敏度較高？②通過實例計算，對比兩種常用的匯流過程計算方法——單位線法和等流時線法的不同，根據結果分析原因，總結結論。③通過實例計算，對比分析兩種流量驗算法——特征河長法和馬斯京根法的計算結果、計算過程及參數的物理意義。④通過查閱文獻和資料，至少給出1個流域水文模型的具體應用實例。包括應該模型的結構、用到的參數、實例分析、結論。

學生們親歷了系統的分析過程和計算過程，即加深了對課本知識的理解，又提高了理論聯系實際、獨立解決問題的能力。同時，接觸了文獻檢索、撰寫總結報告等基本的科研工作。

3.教導學生養成正確的學習方法。培養學生養成的正確的學習方法，教會學生學習知識的本領和能力，學會舉一反三、觸類旁通。在蓄滿產流部分的教學過程中，從“為什么全流域蓄滿之前，有的地方也能觀測到徑流現象？”這個問題講起，引導同學們思考問題、分析問題，得出答案“流域各地點缺水量不同”。接著提出下一問題“如何反映這種下墊面含水量分布的空間不均勻性？”引出答案“采用蓄水容量曲線來表征”。接下來，精講“蓄水容量曲線”的定義，指數方程，參數的含義，據此推導土壤蓄水容量的表達式。在講述過程中，巧妙設計、合理設計一些稍微高于學生能力的略難的問題，引發同學們利用已有知識進行思考、分析、解決問題。授課過程中，將“設計問題”、“引導思考”、“假設結論”、“探索求證”環環相扣。既加深了學生們對蓄水容量曲線圖像、指數方程以及各參數含義的理解，也為后續的產流計算做好鋪墊。

三、存在的問題

通過上述教學方法改革，教學效果得到了提高，課堂氛圍也得以明顯改善。但是，在實踐中還存在如下問題：①課上練習的時候，同學們做題的進度相差很大，但課上時間有限，只能一部分同學做完就開始講解。②研討式教學過程中，每個小組里基本只有一兩位同學參與，小組成員之間的交流不夠。③本課程開設于第七學期，學生面臨研究生考試和就業考試，課下時間有限，對研討式教學投入的時間和精力不多。

四、結論

《水文預報》課程具有偏重于實際應用性的特點，授課對象為高年級學生，具有一定的專業基礎知識儲備。立足于應用型人才和創新型人才的培養目標，開展講練結合、研討式教學模式，增強學生在教學過程中的主導地位，將專業知識學習與才干技能訓練結合起來，提高教學效果，培養學生自主學習、獨立思考的習慣和勇于創新的精神。

參考文獻：

[1]何軍，梁俊，魏傳晚，等.研討式教學方法在醫用有機化學教學中的應用[J].廣州化工，2004，42（17）：211-212.

[2]劉冰清.一種值得在大學推廣的教學方法—研討式教學[J].湖南經濟管理干部學院報，2000，11（3）：67-68.

Exploration and Practice of Teaching Methods Reformation on Hydrology Forecasting

LI Shao-fei1，2，WANG li-zhen1，2，YU Ping1，2，SUN Shu-hong1，2

（1.Hydraulic Engineering School，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China；

2.Hydraulic Engineering Experimental Center，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China）

Abstract：Hydrology forecasting focuses on practice，and the listeners are senior. According to this characteristic，aiming to training practical and innovative talent，the teaching methods reformation was explored and practiced during teaching process. In this paper，we presented the detailed schemes for teaching methods reformation and practices，and the problems in practices process. It gathered experience for the further deeply teaching methods reformation to improve teaching effects.

Key words：teaching methods；reformations and practices； hydrology forecasting