近代水文學課程建設與教學改革探索

【摘 要】近代水文學是華北電力大學水利工程一級學科水文學及水資源專業的一門學位基礎課程。課程內容主要以現代新理論、新技術應用為支撐，以解決面臨的新水問題為動力而形成的現代水文學知識體系，包括現代水文信息技術、水文預報、分布式水文模型、生態水文耦合模型、非線性問題等。從近代水文學課程內容、教材選擇、教學課件制作、案例庫、教學團隊建設等方面探討近代水文學課程體系建設，進而對教學方法、手段等進行教學改革探索，充分發揮該課程作為研究生學習和掌握本學科堅實寬廣理論的學位基礎課程的重要作用。

【關鍵詞】近代水文學;教學內容;教學改革;案例庫;教學團隊

【中圖分類號】G642.0?????? 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）23-0029-02

水文科學是地球科學的一個重要分支，它是一門研究地球上水的起源、存在、分布、循環和運動等變地球上水的起源、存在、分布、循環和運動等變化規律，并運用這些規律為人類服務的知識體系。近（現）代水文學是相對于傳統水文學而言的，它以現代新理論、新技術應用為支撐，以解決面臨的新水問題為動力而形成的水文學知識體系。傳統的水文循環只要考慮水量的自然變化，近（現）代水文循環則考慮地球生物圈、全球變化及人類活動等影響，更強調研究水體與物理和生態環境的相互作用關系[1]。

合理的知識結構，扎實的專業基礎是研究生創造性研究的基礎。學位基礎課的學習則是建立合理的知識結構，打下堅實的專業基礎的必要前提?！督膶W》課程是華北電力大學（以下簡稱華電）水利工程一級學科培養方案中的學位基礎課程，學位基礎課程不僅在設置上體現出二級學科的要求和特色，而且拓寬基礎知識的交叉性、邊緣性和跨學科的綜合性[2]。華電自2004年開始恢復水電專業，2005年獲水利工程一級學科下的二級學科水文學及水資源專業的碩士學位授權，近代水文學是該專業培養方案中的學位基礎課程，至今已在13屆學生中開展教學。本文從我校的研究生培養的基本要求出發，結合雙一流學科的優質研究生課程建設以及十余年的教學實踐和經驗，從課程內容、教材選擇、課件制作、案例庫以及教學團隊建設等方面對《近代水文學》的課程體系建設進行和總結，并進而對課程的教學內容、方法和手段的教學改革進行探索，以有助于華電水文學及水資源專業碩士研究生的培養和專業課程的教學。

一、課程體系建設

近代水文學課程是華電水利工程一級學科水文學及水資源專業碩士研究生的學位基礎課，總課時32學時，課程通過理論、模型等介紹研討，結合案例分析，展示水文學學科的進展，啟發學生研究思路，建立系統的現代水文學研究方法，為研究生提升分析、解決問題的能力，從事相關專業研究奠定基礎。近代水文學課程體系建設包括教學內容、教材、教學課件、案例庫和師資隊伍建設等內容。

1.教學內容。

近代水文學課程聚焦現代水文學中關鍵問題，針對水文循環過程的重要現象，以物理觀念為基礎，應用數學方法予以說明并模擬分析，使學生了解現代水文水資源的進展和國際前沿，掌握水文過程的物理基礎、流域水文過程的確定性模擬方法和隨機模擬。課程內容主要包括基礎理論和新技術及科研應用，基礎理論包括水文學原理及計算部分、水文信息技術和水文預報研究，新技術及科研應用則涵蓋了水文學前沿科學問題、分布式水文模型、國際水文研究計劃、”3S”技術在水文學中應用、數字流域、水文～生態耦合系統模型、水資源可再生性理論與評價等等。

2.教材選擇。

結合授課內容和學科特點，要選取合適的教材。目前近代水文學課程選用的教材主要有：左其亭編著的《現代水文學》和徐宗學主編的《現代水文學》。實際教學中，將以上教材內容融會貫通，結合學科特點有選擇的確定教學內容，并參考其他有關專業書籍。同時，結合教學團隊成員的科研項目，挑選相關的內容作為工程應用案例，與教材的理論知識相互輝映，提高課程的教學效果。

3.教學課件制作。

課程教學伊始，教學文件、教學輔導模塊基本是“word 文檔+PPT”的模式，這種模式的交互性、互動性較差，無法滿足數字化、網絡化的教學改革目的。本次研究生優質課程建設課件制作部分采用了Adobe Presenter軟件，利用它可生成音視頻、動畫等效果，達到生動、形象的展示教學內容的目的。Adobe Presenter作為微軟推出的創建電子教學內容和高質量多媒體演示文稿的軟件工具，與PPT兼容性較強，可對PPT進行再次加工，改善其交互性。同時，結合近代水文學課程的教學內容要求與經驗[3]，也引進了近年來新興的 “ 微課與MOOC”，將課程的重點和難點，如“三大水文前沿問題”、“分布式水文模型”、“水文生態耦合模型”和“水資源可再生性利用”等內容，制作成相應的微課或MOOC視頻，后期將逐步應用到實際教學中。

4.教學案例庫建設。

工程實際應用的支撐與推動是水文學建立與發展的基礎，近代水文學課程教學同樣需要工程實際案例。結合教學團隊的科研項目，建設了由長江流域支流、黃河流域干流以及雅礱江流域的紅楓水庫、劉家峽水庫、雅礱江梯級水庫、溪洛渡、向家壩、三峽梯級水庫（群）等相關科研項目組成的案例庫，使學生在案例實踐學習過程中，主動學習并思考解決遇到的實際問題。

5.教學團隊建設。

高素質的教師隊伍是提高教學質量和促進教學改革的關鍵，研究生課程的教學要注重教師隊伍的建設和發展，鼓勵教師深入了解研究生專業知識的具體狀況，及時了解學生的專業知識情況。后期將逐步建立團隊的合作機制，促進教學研討和教學經驗交流，推進教學工作的傳、幫、帶和老中青相結合，提高團隊教師的教學水平。重點做好以下三方面：第一、教學與科研結合，教師授課過程中及時結合科研項目，做到理論與實踐相結合;第二、加強國際交流，鼓勵任課教師國際交流與培訓，了解學科國際前沿;第三、其他方法，主要通過網絡、媒體、書籍、人際交流等方式進行自我素質拓展。同時，要注重教師隊伍的梯隊建設，老中青結合，保證課程教學隊伍的可持續發展。

二、課程教學改革

近代水文學課程教學改革，主要嘗試利用課程教學團隊的多人講授法、視頻教學法、專題討論法、案例示范法、雙語教學法、網絡互動等多種方式方法，調動學生學習的積極性，啟發學生不僅掌握近現代水文學發展的以及新技術、新方法、新應用等科技前沿，提高科研水平和能力，及時跟蹤水文學科前沿，更新和調整教學內容，進行教學改革探索。

1.教學內容改革。

結合生源的專業背景和基礎及時調整課程的教學內容，每屆學生的教學側重點不同。如2005級和2008級學生跨專業較多，在教學時側重于基礎理論（包括水文學原理、信息技術基礎及現代水文學等內容）的講授，適當介紹了一些新理論和新技術（包括數字流域、分布式水文模型、“3S”技術應用、“Pub”計劃等）在水文學領域的應用，科研應用介紹不多;相反，對2007、2012和2016級學生，其專業背景很好，學生的基礎知識掌握較好，教學時則側重于新理論和新技術以及科研應用，重點介紹了與水文學密切相關的3項科研課題的實際案例，讓學生了解如何把理論知識與應用實踐聯系起來。同時，受全球氣候變暖和人類活動的劇烈影響，人類活動的水文效應是當前研究的熱點問題。在此背景下，更加需要將近年來發生的代表性水文事件和國內外學者開展的研究實例引入近代水文學課堂教學，使學生能夠直觀、及時的了解學科研究動態與發展方向。

2.教學方法改革。

結合研究生教學的“研究型”特點積極開展教學方法改革，實現教學方法的“轉變”，即課堂教學從傳統灌輸向探索性教學轉變，采用靈活式教學形式。在課堂講授的基礎上，盡力運用討論式、案例式、問題式等多種教學方式，啟迪研究生的創新性思維，以利于形成良好的能力結構。根據學生專業背景和課程知識結構，補充相關科研項目的實際工程案例和實踐性環節，按學術會議的要求，學生結合感興趣的案例每人講述15-20分鐘，并進行討論，可讓更加學生深入了解和思考案例。同時，嘗試和研究雙語教學，結合新模型或方法，自制雙語教學課件，使學生的科技英語能力得到了訓練提高。

3.教學方式改革。

教學設計時，認真研究學生的學習特點和困難，靈活整合各種教學方式，設置相應的課程授課模式。將授課分為基礎理論和案例實踐兩個層次：首先，結合研究生本科階段專業結構情況（外校、外專業，甚至跨學科），通過講授、演示、閱讀等教學方法向學生介紹水文學課程的基本知識點和掌握要求（特別是跨學科學生），使學生快速明晰水文學基礎和重點知識，增強學習針對性和目的性，提高學習效率，構建水文學知識體系;第二，采用與實際科研項目相結合的具體案例分析、合作探究、項目應用等主動學習方式引導學生自主學習，理解并構建水文學創新框架;最后，設計與課程知識相關的結課大論文內容，鼓勵學生將理論知識應用到實際工作中，真正做到吸收知識和應用知識。

三、結語

近代水文學課程是華電水文學及水資源專業碩士研究生的學位基礎課，是學好其他專業課程的必要前提。針對近代水文學的教學內容和課程特點，本文總結了十余年的教學經驗，并進行了對課程教學的改革嘗試，也取得了一些成效，但隨著新知識的不斷涌現、新技術的不斷更新，還需要在今后的教學中有待進一步改進和完善。后期將進一步總結教學經驗，繼續注重課程內容的前沿性，充分調動學生的學習興趣，重視理論聯系實際，加強案例教學，豐富案例庫，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，培養出符合社會需求的水利高層次人才。

參考文獻

[1]何英，彭亮，葛倚汀.研究生課程授課形式及考核時段的改革與實踐——以高等水文學課程為例，大學教育，2019（8）：183-185.

[2]胡玲琳.學術性學位與專業學位研究生培養模式的特性比較[J].學位與研究生教育，2006，（4）：22-26.

[3]李繼清.基于微課的水文水利計算翻轉課堂實踐，大學教育，2017（7）：45-47.

教改項目：華北電力大學“雙一流”研究生優質課程《近代水文學》;教學名師培育計劃（第二期）。