“水文學(xué)原理”課程教學(xué)實(shí)踐

摘要：闡明了“水文學(xué)原理”課程的性質(zhì)及其重要性，在論述課程內(nèi)容基礎(chǔ)上，分析了本門(mén)課程具有內(nèi)容多、與先行課程關(guān)系密切、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。結(jié)合水文與水資源工程本科生教學(xué)提出了精心組織授課內(nèi)容、注重積累教學(xué)方法和經(jīng)驗(yàn)、講究教學(xué)方法和藝術(shù)、突出重點(diǎn)、抓住關(guān)鍵和加強(qiáng)輔導(dǎo)等五點(diǎn)體會(huì)。

關(guān)鍵詞：水文學(xué)原理；水文學(xué)與水資源工程；教學(xué)方式；實(shí)踐

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

基金項(xiàng)目：本文系西北農(nóng)林科技大學(xué)2013年教學(xué)改革研究項(xiàng)目“水文學(xué)原理教學(xué)改革研究”（項(xiàng)目編號(hào)：JY1301007）的研究成果。

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）05-0136-02

一、課程的性質(zhì)和重要性

“水文學(xué)原理”課程是水文學(xué)與水資源工程專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究水資源、洪水與干旱的形成、時(shí)空分布，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，以及水利工程及其有關(guān)工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理中的水文水利計(jì)算方法，為水資源合理開(kāi)發(fā)利用保護(hù)和水旱災(zāi)害防治提供科學(xué)的水文數(shù)據(jù)。[1，2]

在從事本門(mén)課程的教學(xué)工作中，要深刻理解本課程的性質(zhì)和重要性。應(yīng)當(dāng)明確，我國(guó)水資源的主要特點(diǎn)是地區(qū)分布不均，南方水多，北方水少，東部濕潤(rùn)，西部干旱；與人口、土地資源的分布不相適應(yīng)，水資源不足是抑制經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要制約因素之一；此外，水資源年內(nèi)和年際變化大，是世界上水旱災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家之一。

按照課程大綱要求，本門(mén)課程主要任務(wù)是使學(xué)生掌握降水、土壤水、下滲、蒸散發(fā)、地下水、徑流等水文要素的基本特點(diǎn)和變化規(guī)律，深入理解水循環(huán)與水平衡等概念，掌握徑流形成過(guò)程的基本概念、基本理論及分析計(jì)算的基本原理。熟悉并掌握“水文學(xué)原理”的基本知識(shí)和水文分析與計(jì)算方法，研究水資源形成機(jī)理，進(jìn)行水資源合理開(kāi)發(fā)和保護(hù)、水旱災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防護(hù)等。因此，“水文學(xué)原理”課程在經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中占有重要的地位和實(shí)際意義。

二、課程內(nèi)容及教學(xué)基本要求

“水文學(xué)原理”課程主要闡明各種水文現(xiàn)象、水文過(guò)程形成的機(jī)理和原因。課程內(nèi)容主要包括水文循環(huán)、土壤水分運(yùn)動(dòng)、蒸散發(fā)、洪水波運(yùn)動(dòng)、產(chǎn)流、匯流等。通過(guò)研究各種水體的物理化學(xué)性質(zhì)，運(yùn)動(dòng)、分布及變化規(guī)律以及各種水體與環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)的相互作用和相互影響，模擬和預(yù)測(cè)水量和水質(zhì)的變化及發(fā)展動(dòng)態(tài)，為洪水的防控及資源化、水資源的利用保護(hù)、生態(tài)的保護(hù)及恢復(fù)等提供科學(xué)依據(jù)。通過(guò)“水文學(xué)原理”課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生了解降水、下滲、蒸散發(fā)等水文現(xiàn)象的物理規(guī)律及其對(duì)產(chǎn)流的影響，掌握產(chǎn)匯流的物理機(jī)制、計(jì)算原理與計(jì)算方法，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及未來(lái)從事與水文或水資源專(zhuān)業(yè)相關(guān)的工作和科研奠定基礎(chǔ)。

隨著時(shí)代的發(fā)展，“水文學(xué)原理”課程教學(xué)內(nèi)容越來(lái)越豐富，鑒于課程教學(xué)內(nèi)容多、涉及面廣、頭緒多、敘述性強(qiáng)，[3]因此，課程教學(xué)的基本要求體現(xiàn)在：第一，應(yīng)使學(xué)生了解水文學(xué)的概念和研究對(duì)象、水文現(xiàn)象的變化規(guī)律，掌握水文循環(huán)的概念和規(guī)律。第二，使學(xué)生能夠理解水文現(xiàn)象及其過(guò)程的物理基礎(chǔ)；掌握降水特性及區(qū)域平均降雨量的計(jì)算方法；掌握降水、下滲、蒸發(fā)等水文現(xiàn)象的物理規(guī)律以及它們對(duì)產(chǎn)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(chǎn)流、匯流的物理機(jī)制、計(jì)算方法。第三，重點(diǎn)要掌握降水的空間分布規(guī)律、分析方法和區(qū)域平均降水量的計(jì)算方法。掌握基本概念，深入理解土壤水的運(yùn)動(dòng)和變化規(guī)律，及其在水分循環(huán)和徑流形成過(guò)程中的重要意義。第四，通過(guò)課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生能熟練運(yùn)用有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。

三、“水文學(xué)原理”課程特點(diǎn)

1.教學(xué)內(nèi)容特色明顯

在“水文學(xué)原理”課程的教學(xué)內(nèi)容上，國(guó)內(nèi)各大學(xué)根據(jù)學(xué)校特點(diǎn)和所屬地域特點(diǎn)具有不同的安排。如水利類(lèi)院校偏重于水文計(jì)算，主要針對(duì)地表水資源，尤其是河川徑流量的計(jì)算、水文測(cè)驗(yàn)與氣象觀測(cè)實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)基本技能的掌握；在這方面可以河海大學(xué)、四川大學(xué)為代表；而武漢大學(xué)和清華大學(xué)等院校將其作為水利水電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)水文現(xiàn)象的一般規(guī)律，正確理解和初步掌握水文及水利計(jì)算的基本概念、基本原理和計(jì)算方法，為繼續(xù)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課打下基礎(chǔ)，也為畢業(yè)后從事水文分析計(jì)算、水利水電工程規(guī)劃、管理、科學(xué)研究打下基礎(chǔ)；地學(xué)類(lèi)院?！饕赣稍刭|(zhì)類(lèi)院校演變而來(lái)的——如吉林大學(xué)，長(zhǎng)安大學(xué)等，則偏重于水文機(jī)理方面的研究與教學(xué)，其教學(xué)目的是讓學(xué)生了解和掌握自然界水的形成、分布、運(yùn)動(dòng)及變化方面的基本知識(shí)。[4，5]以水文循環(huán)為核心、闡明水循環(huán)各要素和各種水體水文現(xiàn)象的物理機(jī)制與相互關(guān)系，以及時(shí)空分布，為學(xué)生深入學(xué)習(xí)地下水科學(xué)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

西北農(nóng)林科技大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我校”）為農(nóng)林院校，地處中國(guó)北方，水文水資源專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)特點(diǎn)既不能像河海大學(xué)那樣主要面對(duì)大江大河的水問(wèn)題，也不能和地學(xué)類(lèi)院校那樣偏重于地下水。面向中國(guó)北方旱區(qū)，本專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)已經(jīng)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(xué)原理”課程內(nèi)容安排上，除了使學(xué)生理解水文循環(huán)和水平衡的基本原理，認(rèn)識(shí)陸地水文循環(huán)過(guò)程和機(jī)理，掌握水體轉(zhuǎn)化的計(jì)算原理和方法，了解水文及其環(huán)境要素的相互關(guān)系，為后續(xù)相關(guān)課程提供背景知識(shí)外，還補(bǔ)充加強(qiáng)了有關(guān)地下水的相關(guān)知識(shí)，包括地下水形成、含水層及其地下水運(yùn)動(dòng)、地下水動(dòng)態(tài)及其調(diào)控等。[6]

2.與先行、后續(xù)課程聯(lián)系密切

由于“水文學(xué)原理”課程內(nèi)容多，教學(xué)難度較大，因此，要想達(dá)到較好的教學(xué)目的，需要學(xué)生具有扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。因此，我校08版水利類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科培養(yǎng)方案中均安排了本課程的先行課程，如“自然地理學(xué)”、“水力學(xué)基礎(chǔ)”、“水文地質(zhì)學(xué)”、“數(shù)理統(tǒng)計(jì)與概率論”等。所以，本門(mén)課程一班安排在第五學(xué)期。在教學(xué)過(guò)程中對(duì)一些與“水文學(xué)原理”聯(lián)系密切的經(jīng)典概念進(jìn)行重點(diǎn)剖析，認(rèn)真完成實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，才能掌握這門(mén)課程。因此，教學(xué)過(guò)程中不可避免地要涉及水文地質(zhì)學(xué)的相關(guān)內(nèi)容，如水文循環(huán)概念、水量平衡原理、地表水和地下水的聯(lián)系與轉(zhuǎn)化等知識(shí)。從這個(gè)意義上來(lái)看本門(mén)課程具有承上啟下的作用，和先行課程與后續(xù)課程關(guān)系特別密切。

3.課程具有很強(qiáng)的應(yīng)用性

“水文學(xué)原理”和“水資源學(xué)”是水資源可持續(xù)利用的科學(xué)基礎(chǔ)。前者研究地球上水的時(shí)空分布與運(yùn)動(dòng)規(guī)律并應(yīng)用于水資源開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)，后者的自然屬性在于研究水資源再生機(jī)理等，是水文學(xué)在水文循環(huán)領(lǐng)域的延伸。[6]“水文學(xué)原理”作為水資源可持續(xù)利用的科學(xué)基礎(chǔ)，將有力促進(jìn)水資源實(shí)際問(wèn)題的解決。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，人們愈來(lái)愈認(rèn)識(shí)到水資源的可持續(xù)利用是保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的前提。而在這一過(guò)程中，“水文學(xué)原理”課程呈現(xiàn)出很強(qiáng)的應(yīng)用性。[5]為此，應(yīng)高度重視“水文學(xué)原理”方面的實(shí)踐教學(xué)，要求教師面向生產(chǎn)與科研實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

四、課程教學(xué)方法的探討

根據(jù)“水文學(xué)原理”課程的特點(diǎn)，結(jié)合我校水利類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，本門(mén)課程教學(xué)中既要突出課程的基本概念、基本結(jié)論和基本原理及有關(guān)分析方法，又要體現(xiàn)目前水文水資源領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題和國(guó)內(nèi)外最新成果。作為一名從事本課程教學(xué)的年輕老師，筆者深感任務(wù)之重，壓力之大，根據(jù)自己從事該門(mén)課程的教學(xué)實(shí)踐，主要從聽(tīng)課、備課、授課等方面談一下體會(huì)。

1.精心組織授課內(nèi)容

精心組織授課內(nèi)容是講好課的先決條件。首先在備課過(guò)程中，對(duì)課程內(nèi)容、教學(xué)大綱有透徹的了解，對(duì)各章節(jié)的主要知識(shí)點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵問(wèn)題真正融會(huì)貫通，熟練掌握。其次，認(rèn)真分析教材內(nèi)容及其各部分間的內(nèi)在聯(lián)系，找出各章內(nèi)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(xué)生思緒，講課過(guò)程中應(yīng)按照授課方案，注重根據(jù)教學(xué)內(nèi)容或工程實(shí)際提出問(wèn)題，引起同學(xué)的思考，激發(fā)同學(xué)的求知欲；有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生思考分析和提出解決問(wèn)題的方法，這樣才能使學(xué)生隨著教師的思路來(lái)理解和思考。如果能通過(guò)具體實(shí)例做驗(yàn)證，則更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

2.注重積累教學(xué)方法和經(jīng)驗(yàn)

大學(xué)講臺(tái)上，年輕教師未經(jīng)嚴(yán)格的教學(xué)訓(xùn)練就直接上講臺(tái)已屢見(jiàn)不鮮。這種現(xiàn)象雖然給年輕教師提供了鍛煉和成長(zhǎng)的機(jī)會(huì)，但是，年輕教師無(wú)論從對(duì)教科書(shū)中教學(xué)內(nèi)容的理解，還是板書(shū)的安排、教學(xué)內(nèi)容的表述、課堂經(jīng)驗(yàn)的積累等等都缺乏應(yīng)有的提高。

作為一名青年教師，經(jīng)常聆聽(tīng)一些優(yōu)秀教師的課，有助于提高教學(xué)方法和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，更新教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)實(shí)踐，提高教學(xué)水平，保證教學(xué)質(zhì)量。筆者在擔(dān)任“水文學(xué)原理”教學(xué)任務(wù)助教時(shí)，專(zhuān)心聽(tīng)取老教師的課堂講授，注重老教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解、講授。從他們對(duì)內(nèi)容的安排，到對(duì)課程學(xué)時(shí)的分配，以及對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題的表達(dá)，注意總結(jié)他們的長(zhǎng)處，并積極做到彌補(bǔ)自己的不足。

3.講究教學(xué)方法和藝術(shù)

要達(dá)到好的教學(xué)效果難度很大。所以，一個(gè)年輕教師必須研究好的教學(xué)方法和講課藝術(shù)，實(shí)現(xiàn)將講課內(nèi)容的科學(xué)性和教學(xué)方法的藝術(shù)性有機(jī)結(jié)合，協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

現(xiàn)在的大學(xué)課堂多以講授為主，注重對(duì)原理和方法的介紹，講課中板書(shū)與多媒體演示相結(jié)合。誠(chéng)然，多媒體教學(xué)有其圖文并茂，直觀可視，形象逼真，豐富教學(xué)內(nèi)容，在較短的時(shí)間內(nèi)傳授給學(xué)生更多的知識(shí)等許多優(yōu)點(diǎn)。比如在“降雨徑流形成過(guò)程”教學(xué)中，用三維動(dòng)畫(huà)演示蒸發(fā)—水汽輸送—降雨—下滲—徑流形成的整個(gè)過(guò)程，學(xué)生對(duì)比較抽象的內(nèi)容有比較直觀的理解，再經(jīng)過(guò)教師進(jìn)一步講解和學(xué)生的積極參與，常常會(huì)起到事半功倍的作用，大大地改進(jìn)了課堂的授課效果，提高了教學(xué)效率。

但是，多媒體教學(xué)也有其最大的弊病，即學(xué)生往往注重多彩絢麗的圖像，對(duì)一些數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)又容易一帶而過(guò)，印象不深。特別是對(duì)于需要演算、推導(dǎo)過(guò)程的基本理論內(nèi)容更有待改進(jìn)。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(dǎo)，如果老師采用板書(shū)在黑板上一步步進(jìn)行，效果肯定會(huì)好。但是多媒體往往一翻即逝，達(dá)不到應(yīng)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(xué)方法，板書(shū)講授和多媒體密切結(jié)合，注重學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)的培養(yǎng)，探討水文現(xiàn)象的復(fù)雜性。特別是在涉及數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)的內(nèi)容時(shí)，采用板書(shū)進(jìn)行，課堂上進(jìn)行嚴(yán)密的推導(dǎo)，而對(duì)其他部分，則采用多媒體。這種教學(xué)方法可以啟發(fā)學(xué)生的自覺(jué)性、主動(dòng)性和求知欲，使課堂講授具有吸引力，使講授內(nèi)容前后銜接、承上啟下，逐步深入；學(xué)生不但學(xué)到了知識(shí)，掌握了具體方法，而且培養(yǎng)了邏輯思維能力。

4.突出重點(diǎn)，抓住關(guān)鍵

前已述及“水文學(xué)原理”課程內(nèi)容多而復(fù)雜，相互聯(lián)系密切，因此，課程講授中，要合理安排教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配。內(nèi)容合理性體現(xiàn)在主次分明，詳略有度，重點(diǎn)突出，注重教學(xué)難點(diǎn)、疑點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)等知識(shí)的講授，要講深、講透、講清楚，次要的知識(shí)點(diǎn)可以一帶而過(guò)，這樣才能使學(xué)生達(dá)到舉一反三、觸類(lèi)旁通的效果。[7]

5.加強(qiáng)輔導(dǎo)是課程學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)

加強(qiáng)輔導(dǎo)，特別是課外輔導(dǎo)是提高教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生盡快適應(yīng)課程教學(xué)要求的重要環(huán)節(jié)。所以，筆者在承擔(dān)教學(xué)任務(wù)的時(shí)候，除每次上課課間時(shí)間外，還和學(xué)生約定每周固定時(shí)間進(jìn)行課外輔導(dǎo)答疑，根據(jù)學(xué)生反映的問(wèn)題及時(shí)輔導(dǎo)。[8]同時(shí)以當(dāng)前水文學(xué)研究存在的一些問(wèn)題進(jìn)行專(zhuān)題討論。[9]現(xiàn)在的大學(xué)生一般很少主動(dòng)找老師問(wèn)問(wèn)題，所以老師要善于觀察學(xué)生學(xué)習(xí)的反應(yīng)。對(duì)學(xué)習(xí)較主動(dòng)、成績(jī)比較好的學(xué)生，要善于將他們從理論探討及新技術(shù)應(yīng)用上引向深入，引導(dǎo)他們參加老師的研究課題，增加他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。對(duì)學(xué)習(xí)上有困難或不善交際的學(xué)生，采用個(gè)別輔導(dǎo)、談心和當(dāng)面批改作業(yè)等辦法，使他們掌握課程內(nèi)容、基本原理、基本方法的掌握。對(duì)帶有普遍性的共同問(wèn)題，一般采取課堂集體輔導(dǎo)，反復(fù)講解，這樣才能及時(shí)為學(xué)生排疑解難，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

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（責(zé)任編輯：王意琴）