研究型教學(xué)在《工程水文學(xué)》中的應(yīng)用

胡龍頌

摘要：為了充分調(diào)動學(xué)生在課堂中的積極性和主動性，提高學(xué)習(xí)效果，文章以“由流量資料推求設(shè)計洪水”為例，在《工程水文學(xué)》中開展了研究型教學(xué)的探討，按照“提出問題—分析問題—總結(jié)結(jié)論”的思路進(jìn)行教學(xué)方案的實(shí)施。課前“提出問題”有助于學(xué)生進(jìn)行充分的準(zhǔn)備，課堂“分析問題”能夠引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識點(diǎn)的梳理，課后“總結(jié)結(jié)論”對提高教學(xué)效果有重要作用。

關(guān)鍵詞：研究型教學(xué);《工程水文學(xué)》;設(shè)計洪水

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）37-0192-02

《工程水文學(xué)》是農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，綜合性較強(qiáng)，幾乎囊括了水文學(xué)的所有專業(yè)基礎(chǔ)知識，再加上農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)的學(xué)生沒有關(guān)于水文學(xué)的背景知識，學(xué)生學(xué)習(xí)起來普遍覺得比較難，這樣就導(dǎo)致了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果差。為了讓學(xué)生積極主動地參與到課堂中，在這門課程的教學(xué)中應(yīng)用研究型教學(xué)，對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果有顯著意義。研究型教學(xué)法可概括為“提出問題—分析問題—總結(jié)結(jié)論”三個步驟[1]。本文以第八章《由流量資料推求設(shè)計洪水》為例，在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用研究型教學(xué)方法對各個教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)劃和設(shè)計，提高了學(xué)生的積極性，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

一、主要教學(xué)內(nèi)容

設(shè)計洪水實(shí)質(zhì)上是指具有規(guī)定功能的一場特定洪水，其具備的功能是：以頻率等于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的原則，求得該頻率的設(shè)計洪水，以此為據(jù)而規(guī)劃設(shè)計出的工程，其防洪安全事故的風(fēng)險應(yīng)恰好等于指定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[2]。推求設(shè)計洪水包括三個主要要素的計算，分別是設(shè)計洪峰流量、不同時段設(shè)計洪量以及設(shè)計洪水過程線。在引出設(shè)計洪水的概念和意義的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)討論方法的原理和步驟，分別闡明設(shè)計洪水三要素具體的推求方法。

1.目的與意義。在進(jìn)行水利水電工程規(guī)劃設(shè)計時，為了保證水工建筑物本身和下游防護(hù)區(qū)的安全，水工建筑物的設(shè)計必須選擇一個相應(yīng)的洪水標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)。若此洪水標(biāo)準(zhǔn)定得過大，雖然工程比較安全，但會使造價增多而不經(jīng)濟(jì);若此洪水標(biāo)準(zhǔn)定得過小，雖然工程造價降低，但遭受洪水破壞的風(fēng)險增大[3]。因此選擇合適的洪水標(biāo)準(zhǔn)作為水工建筑物的設(shè)計依據(jù)非常必要，我國有強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)來確定水利水電工程等級劃分以及洪水標(biāo)準(zhǔn)。

2.原理與思路。推求設(shè)計洪水實(shí)質(zhì)上就是對設(shè)計洪水三要素的推求。具體的推求過程如下圖所示。

設(shè)計洪峰流量和不同時段設(shè)計洪量的推求使用“適線法”，該方法已在第六章學(xué)習(xí)，可鞏固。為了提高設(shè)計洪水的準(zhǔn)確性，在此要加入歷史特大洪水資料后再進(jìn)行洪峰和洪量的推求，以提高流量資料系列的可靠性和代表性。規(guī)范確定了洪水標(biāo)準(zhǔn)之后，就可以用“適線法”確定的統(tǒng)計參數(shù)推求設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)下的設(shè)計洪水的洪峰和不同時段的洪量，再用“同倍比”或者“同頻率”法放大某一典型洪水過程線得到設(shè)計洪水過程線。至此，完成了由流量資料推求洪水過程線的整個步驟。

二、教學(xué)方案內(nèi)容與實(shí)施

（一）提出問題

提出問題是教學(xué)方案實(shí)施的前提。可以結(jié)合國內(nèi)比較著名的水利工程，如三峽大壩、葛洲壩等大型水利樞紐工程，提出問題“水工建筑物的規(guī)模是如何確定的？依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是什么？”激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。提出問題以后讓學(xué)生做充分的課前準(zhǔn)備，帶著疑問去思考解決問題的方法。為了達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，教師要給學(xué)生預(yù)設(shè)課前思考題及公布擬定的課堂教學(xué)程序[4]。針對本文涉及的教學(xué)內(nèi)容，教師提出的思考問題包括基本題和拓展題兩方面，具體內(nèi)容如下。

1.基本題?；绢}主要是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析問題，層層深入地剖析問題，從而解決問題，主要包括洪水資料的“三性審查”包括哪三方面？各方面的審查該如何進(jìn)行？樣本的選取該采用什么方法？歷史洪水調(diào)查該如何進(jìn)行？加入歷史特大洪水資料后如何進(jìn)行排位分析？不連序樣本的經(jīng)驗頻率如何計算？用“適線法”推求洪峰流量與不同時段洪量的基本步驟是什么？典型洪水過程線該如何選?。吭O(shè)計洪水過程線該如何由典型洪水過程線進(jìn)行放大？

2.拓展題。拓展題主要是開拓學(xué)生的思維，讓學(xué)生能從根本上理解解決問題的方法。為什么選樣采用的方法是“年最大值法”而不是其他方法？進(jìn)行洪水調(diào)查的目的是什么？不連續(xù)樣本經(jīng)驗頻率計算的兩種方法有什么異同點(diǎn)？“配線法”如何用計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)？計算出洪峰流量和不同時段洪量之后，如何對成果的合理性進(jìn)行檢查？設(shè)計洪水過程線的兩種方法的異同點(diǎn)是什么？在實(shí)際應(yīng)用中該如何選取放大方法？

（二）分析問題

1.學(xué)生參與。在教學(xué)過程中要以學(xué)生為中心，采用提問的方式引導(dǎo)學(xué)生主動思考問題、分析問題。圍繞課前布置的思考題，教師可采用多種提問方式。首先，可采用搶答的方式進(jìn)行提問，學(xué)生能迅速集中精神投入課堂，比如：洪水資料的“三性審查”包括哪三方面？可以采用搶答的方式提問？其次，對于涉及計算的思考題可采用即興講演的方法，邀請學(xué)生上講臺給其他學(xué)生講解，這樣可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力，比如：不連續(xù)樣本的經(jīng)驗頻率如何計算？可采用即興講演的方法。對于拓展題，可采用小組討論的方法，讓學(xué)生互相討論給出答案，這樣能夠活躍課堂氣氛，也能增加學(xué)生之間的交流。提問的方式也對學(xué)生的課前準(zhǔn)備起到了監(jiān)督的作用，提高學(xué)習(xí)效率。

2.教師主持。課堂雖要以學(xué)生為中心，但教師也要起到主導(dǎo)課堂的作用，從總體上去把握課堂，控制課堂的節(jié)奏。在學(xué)生回答問題后要給予評價，包括點(diǎn)評、補(bǔ)充和討論等，同時對于在課堂表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生給予一定的獎勵，比如平時成績加一分，這樣能激勵學(xué)生，提高課堂的積極性，使課堂教學(xué)效果更好。在課堂教學(xué)中，可以借助PPT、流程圖和動畫等教學(xué)方法幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)內(nèi)容。在課堂的最后階段，教師要對本次課堂的教學(xué)內(nèi)容加以總結(jié)，把整個解決問題的步驟進(jìn)行梳理，并通過講解一個完整的例題來幫助學(xué)生更好地理解“由流量資料推求設(shè)計洪水”的完整步驟，將所有的知識點(diǎn)進(jìn)行融合。

（三）總結(jié)結(jié)論

總結(jié)結(jié)論即課后反思分析，這是教學(xué)方案能夠得到更好的實(shí)施的必要條件。課堂結(jié)束后，教師的工作還要繼續(xù)，對于教學(xué)方案實(shí)施的效果要認(rèn)真總結(jié)分析，取長補(bǔ)短。對于課前思考題的部分，要總結(jié)出題量與難度如何使學(xué)生才能更好地接受;對于教師與學(xué)生互動的環(huán)節(jié)中，要總結(jié)出如何把握課堂的活躍度才能達(dá)到最優(yōu)效果;對于學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，要總結(jié)出如何安排課堂才能達(dá)到最好的學(xué)習(xí)效果。課后總結(jié)結(jié)論對于教師教學(xué)效果的提高尤為重要，也為日后深入研究型教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

研究型教學(xué)方法能夠在課前提出思考題讓學(xué)生預(yù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效率，學(xué)生在解決思考問題的過程中能充分利用“慕課”等先進(jìn)的教學(xué)手段，對于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法起到一個初探的作用。在課堂中學(xué)生通過課前的充分準(zhǔn)備可與教師互動起到活躍課堂的作用，這對于提高學(xué)習(xí)效果有較為明顯的作用。在實(shí)際教學(xué)過程中，要及時地發(fā)現(xiàn)研究型教學(xué)方法存在的問題，并及時進(jìn)行改進(jìn)，使這種教學(xué)方法能夠達(dá)到最好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭遠(yuǎn)新.研究型教學(xué)在大學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探析——以水文學(xué)為例[J].科技信息（學(xué)術(shù)研究），2007，（07）：17-18.

[2]詹道江.工程水文學(xué)[M].北京：中國水利水電出版社，2010.

[3]靳玉芹.由流量資料推求水庫設(shè)計洪水[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2013，19（11）：74-75.

[4]仇錦先.“工程水文學(xué)”研究型教學(xué)方案探討[J].中國電力教育，2011，（08）：121，125.

Application of Research-based Teaching in "Engineering Hydrology"

—Taking "Design Flood from Flow Data" as an Example

HU Long-song

（School of Land Resource and Environment，Jiangxi Agricultural University，Nanchang，Jiangxi 330045，China）

Abstract：In order to mobilize the students' enthusiasm and initiative in class and improve the learning effect，this paper takes "designing flood from flow data" as an example，and conducts research-based teaching in "Engineering Hydrology"，implementing the teaching plan according to the idea of "propose questions -analyze the problem-summary conclusion"."Proposing questions" before class helps students to fully prepare.The "analysis problem" in class can guide students to sort out the knowledge points.After the class，"summary conclusion" plays an important role in improving the teaching effect.

Key words：research-based teaching;"Engineering Hydrology";design flood