近代水文學(xué)課程建設(shè)與教學(xué)改革探索

【摘 要】近代水文學(xué)是華北電力大學(xué)水利工程一級(jí)學(xué)科水文學(xué)及水資源專業(yè)的一門學(xué)位基礎(chǔ)課程。課程內(nèi)容主要以現(xiàn)代新理論、新技術(shù)應(yīng)用為支撐，以解決面臨的新水問題為動(dòng)力而形成的現(xiàn)代水文學(xué)知識(shí)體系，包括現(xiàn)代水文信息技術(shù)、水文預(yù)報(bào)、分布式水文模型、生態(tài)水文耦合模型、非線性問題等。從近代水文學(xué)課程內(nèi)容、教材選擇、教學(xué)課件制作、案例庫(kù)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)等方面探討近代水文學(xué)課程體系建設(shè)，進(jìn)而對(duì)教學(xué)方法、手段等進(jìn)行教學(xué)改革探索，充分發(fā)揮該課程作為研究生學(xué)習(xí)和掌握本學(xué)科堅(jiān)實(shí)寬廣理論的學(xué)位基礎(chǔ)課程的重要作用。

【關(guān)鍵詞】近代水文學(xué);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)改革;案例庫(kù);教學(xué)團(tuán)隊(duì)

【中圖分類號(hào)】G642.0?????? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2019）23-0029-02

水文科學(xué)是地球科學(xué)的一個(gè)重要分支，它是一門研究地球上水的起源、存在、分布、循環(huán)和運(yùn)動(dòng)等變地球上水的起源、存在、分布、循環(huán)和運(yùn)動(dòng)等變化規(guī)律，并運(yùn)用這些規(guī)律為人類服務(wù)的知識(shí)體系。近（現(xiàn)）代水文學(xué)是相對(duì)于傳統(tǒng)水文學(xué)而言的，它以現(xiàn)代新理論、新技術(shù)應(yīng)用為支撐，以解決面臨的新水問題為動(dòng)力而形成的水文學(xué)知識(shí)體系。傳統(tǒng)的水文循環(huán)只要考慮水量的自然變化，近（現(xiàn)）代水文循環(huán)則考慮地球生物圈、全球變化及人類活動(dòng)等影響，更強(qiáng)調(diào)研究水體與物理和生態(tài)環(huán)境的相互作用關(guān)系[1]。

合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)是研究生創(chuàng)造性研究的基礎(chǔ)。學(xué)位基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)則是建立合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，打下堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)的必要前提?！督膶W(xué)》課程是華北電力大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱華電）水利工程一級(jí)學(xué)科培養(yǎng)方案中的學(xué)位基礎(chǔ)課程，學(xué)位基礎(chǔ)課程不僅在設(shè)置上體現(xiàn)出二級(jí)學(xué)科的要求和特色，而且拓寬基礎(chǔ)知識(shí)的交叉性、邊緣性和跨學(xué)科的綜合性[2]。華電自2004年開始恢復(fù)水電專業(yè)，2005年獲水利工程一級(jí)學(xué)科下的二級(jí)學(xué)科水文學(xué)及水資源專業(yè)的碩士學(xué)位授權(quán)，近代水文學(xué)是該專業(yè)培養(yǎng)方案中的學(xué)位基礎(chǔ)課程，至今已在13屆學(xué)生中開展教學(xué)。本文從我校的研究生培養(yǎng)的基本要求出發(fā)，結(jié)合雙一流學(xué)科的優(yōu)質(zhì)研究生課程建設(shè)以及十余年的教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，從課程內(nèi)容、教材選擇、課件制作、案例庫(kù)以及教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)等方面對(duì)《近代水文學(xué)》的課程體系建設(shè)進(jìn)行和總結(jié)，并進(jìn)而對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、方法和手段的教學(xué)改革進(jìn)行探索，以有助于華電水文學(xué)及水資源專業(yè)碩士研究生的培養(yǎng)和專業(yè)課程的教學(xué)。

一、課程體系建設(shè)

近代水文學(xué)課程是華電水利工程一級(jí)學(xué)科水文學(xué)及水資源專業(yè)碩士研究生的學(xué)位基礎(chǔ)課，總課時(shí)32學(xué)時(shí)，課程通過(guò)理論、模型等介紹研討，結(jié)合案例分析，展示水文學(xué)學(xué)科的進(jìn)展，啟發(fā)學(xué)生研究思路，建立系統(tǒng)的現(xiàn)代水文學(xué)研究方法，為研究生提升分析、解決問題的能力，從事相關(guān)專業(yè)研究奠定基礎(chǔ)。近代水文學(xué)課程體系建設(shè)包括教學(xué)內(nèi)容、教材、教學(xué)課件、案例庫(kù)和師資隊(duì)伍建設(shè)等內(nèi)容。

1.教學(xué)內(nèi)容。

近代水文學(xué)課程聚焦現(xiàn)代水文學(xué)中關(guān)鍵問題，針對(duì)水文循環(huán)過(guò)程的重要現(xiàn)象，以物理觀念為基礎(chǔ)，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法予以說(shuō)明并模擬分析，使學(xué)生了解現(xiàn)代水文水資源的進(jìn)展和國(guó)際前沿，掌握水文過(guò)程的物理基礎(chǔ)、流域水文過(guò)程的確定性模擬方法和隨機(jī)模擬。課程內(nèi)容主要包括基礎(chǔ)理論和新技術(shù)及科研應(yīng)用，基礎(chǔ)理論包括水文學(xué)原理及計(jì)算部分、水文信息技術(shù)和水文預(yù)報(bào)研究，新技術(shù)及科研應(yīng)用則涵蓋了水文學(xué)前沿科學(xué)問題、分布式水文模型、國(guó)際水文研究計(jì)劃、”3S”技術(shù)在水文學(xué)中應(yīng)用、數(shù)字流域、水文～生態(tài)耦合系統(tǒng)模型、水資源可再生性理論與評(píng)價(jià)等等。

2.教材選擇。

結(jié)合授課內(nèi)容和學(xué)科特點(diǎn)，要選取合適的教材。目前近代水文學(xué)課程選用的教材主要有：左其亭編著的《現(xiàn)代水文學(xué)》和徐宗學(xué)主編的《現(xiàn)代水文學(xué)》。實(shí)際教學(xué)中，將以上教材內(nèi)容融會(huì)貫通，結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)有選擇的確定教學(xué)內(nèi)容，并參考其他有關(guān)專業(yè)書籍。同時(shí)，結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員的科研項(xiàng)目，挑選相關(guān)的內(nèi)容作為工程應(yīng)用案例，與教材的理論知識(shí)相互輝映，提高課程的教學(xué)效果。

3.教學(xué)課件制作。

課程教學(xué)伊始，教學(xué)文件、教學(xué)輔導(dǎo)模塊基本是“word 文檔+PPT”的模式，這種模式的交互性、互動(dòng)性較差，無(wú)法滿足數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)改革目的。本次研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)課件制作部分采用了Adobe Presenter軟件，利用它可生成音視頻、動(dòng)畫等效果，達(dá)到生動(dòng)、形象的展示教學(xué)內(nèi)容的目的。Adobe Presenter作為微軟推出的創(chuàng)建電子教學(xué)內(nèi)容和高質(zhì)量多媒體演示文稿的軟件工具，與PPT兼容性較強(qiáng)，可對(duì)PPT進(jìn)行再次加工，改善其交互性。同時(shí)，結(jié)合近代水文學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容要求與經(jīng)驗(yàn)[3]，也引進(jìn)了近年來(lái)新興的 “ 微課與MOOC”，將課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，如“三大水文前沿問題”、“分布式水文模型”、“水文生態(tài)耦合模型”和“水資源可再生性利用”等內(nèi)容，制作成相應(yīng)的微課或MOOC視頻，后期將逐步應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中。

4.教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)。

工程實(shí)際應(yīng)用的支撐與推動(dòng)是水文學(xué)建立與發(fā)展的基礎(chǔ)，近代水文學(xué)課程教學(xué)同樣需要工程實(shí)際案例。結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊(duì)的科研項(xiàng)目，建設(shè)了由長(zhǎng)江流域支流、黃河流域干流以及雅礱江流域的紅楓水庫(kù)、劉家峽水庫(kù)、雅礱江梯級(jí)水庫(kù)、溪洛渡、向家壩、三峽梯級(jí)水庫(kù)（群）等相關(guān)科研項(xiàng)目組成的案例庫(kù)，使學(xué)生在案例實(shí)踐學(xué)習(xí)過(guò)程中，主動(dòng)學(xué)習(xí)并思考解決遇到的實(shí)際問題。

5.教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)。

高素質(zhì)的教師隊(duì)伍是提高教學(xué)質(zhì)量和促進(jìn)教學(xué)改革的關(guān)鍵，研究生課程的教學(xué)要注重教師隊(duì)伍的建設(shè)和發(fā)展，鼓勵(lì)教師深入了解研究生專業(yè)知識(shí)的具體狀況，及時(shí)了解學(xué)生的專業(yè)知識(shí)情況。后期將逐步建立團(tuán)隊(duì)的合作機(jī)制，促進(jìn)教學(xué)研討和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流，推進(jìn)教學(xué)工作的傳、幫、帶和老中青相結(jié)合，提高團(tuán)隊(duì)教師的教學(xué)水平。重點(diǎn)做好以下三方面：第一、教學(xué)與科研結(jié)合，教師授課過(guò)程中及時(shí)結(jié)合科研項(xiàng)目，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合;第二、加強(qiáng)國(guó)際交流，鼓勵(lì)任課教師國(guó)際交流與培訓(xùn)，了解學(xué)科國(guó)際前沿;第三、其他方法，主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、媒體、書籍、人際交流等方式進(jìn)行自我素質(zhì)拓展。同時(shí)，要注重教師隊(duì)伍的梯隊(duì)建設(shè)，老中青結(jié)合，保證課程教學(xué)隊(duì)伍的可持續(xù)發(fā)展。

二、課程教學(xué)改革

近代水文學(xué)課程教學(xué)改革，主要嘗試?yán)谜n程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的多人講授法、視頻教學(xué)法、專題討論法、案例示范法、雙語(yǔ)教學(xué)法、網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)等多種方式方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，啟發(fā)學(xué)生不僅掌握近現(xiàn)代水文學(xué)發(fā)展的以及新技術(shù)、新方法、新應(yīng)用等科技前沿，提高科研水平和能力，及時(shí)跟蹤水文學(xué)科前沿，更新和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行教學(xué)改革探索。

1.教學(xué)內(nèi)容改革。

結(jié)合生源的專業(yè)背景和基礎(chǔ)及時(shí)調(diào)整課程的教學(xué)內(nèi)容，每屆學(xué)生的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)不同。如2005級(jí)和2008級(jí)學(xué)生跨專業(yè)較多，在教學(xué)時(shí)側(cè)重于基礎(chǔ)理論（包括水文學(xué)原理、信息技術(shù)基礎(chǔ)及現(xiàn)代水文學(xué)等內(nèi)容）的講授，適當(dāng)介紹了一些新理論和新技術(shù)（包括數(shù)字流域、分布式水文模型、“3S”技術(shù)應(yīng)用、“Pub”計(jì)劃等）在水文學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，科研應(yīng)用介紹不多;相反，對(duì)2007、2012和2016級(jí)學(xué)生，其專業(yè)背景很好，學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握較好，教學(xué)時(shí)則側(cè)重于新理論和新技術(shù)以及科研應(yīng)用，重點(diǎn)介紹了與水文學(xué)密切相關(guān)的3項(xiàng)科研課題的實(shí)際案例，讓學(xué)生了解如何把理論知識(shí)與應(yīng)用實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)。同時(shí)，受全球氣候變暖和人類活動(dòng)的劇烈影響，人類活動(dòng)的水文效應(yīng)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。在此背景下，更加需要將近年來(lái)發(fā)生的代表性水文事件和國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展的研究實(shí)例引入近代水文學(xué)課堂教學(xué)，使學(xué)生能夠直觀、及時(shí)的了解學(xué)科研究動(dòng)態(tài)與發(fā)展方向。

2.教學(xué)方法改革。

結(jié)合研究生教學(xué)的“研究型”特點(diǎn)積極開展教學(xué)方法改革，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法的“轉(zhuǎn)變”，即課堂教學(xué)從傳統(tǒng)灌輸向探索性教學(xué)轉(zhuǎn)變，采用靈活式教學(xué)形式。在課堂講授的基礎(chǔ)上，盡力運(yùn)用討論式、案例式、問題式等多種教學(xué)方式，啟迪研究生的創(chuàng)新性思維，以利于形成良好的能力結(jié)構(gòu)。根據(jù)學(xué)生專業(yè)背景和課程知識(shí)結(jié)構(gòu)，補(bǔ)充相關(guān)科研項(xiàng)目的實(shí)際工程案例和實(shí)踐性環(huán)節(jié)，按學(xué)術(shù)會(huì)議的要求，學(xué)生結(jié)合感興趣的案例每人講述15-20分鐘，并進(jìn)行討論，可讓更加學(xué)生深入了解和思考案例。同時(shí)，嘗試和研究雙語(yǔ)教學(xué)，結(jié)合新模型或方法，自制雙語(yǔ)教學(xué)課件，使學(xué)生的科技英語(yǔ)能力得到了訓(xùn)練提高。

3.教學(xué)方式改革。

教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，認(rèn)真研究學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和困難，靈活整合各種教學(xué)方式，設(shè)置相應(yīng)的課程授課模式。將授課分為基礎(chǔ)理論和案例實(shí)踐兩個(gè)層次：首先，結(jié)合研究生本科階段專業(yè)結(jié)構(gòu)情況（外校、外專業(yè)，甚至跨學(xué)科），通過(guò)講授、演示、閱讀等教學(xué)方法向?qū)W生介紹水文學(xué)課程的基本知識(shí)點(diǎn)和掌握要求（特別是跨學(xué)科學(xué)生），使學(xué)生快速明晰水文學(xué)基礎(chǔ)和重點(diǎn)知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)針對(duì)性和目的性，提高學(xué)習(xí)效率，構(gòu)建水文學(xué)知識(shí)體系;第二，采用與實(shí)際科研項(xiàng)目相結(jié)合的具體案例分析、合作探究、項(xiàng)目應(yīng)用等主動(dòng)學(xué)習(xí)方式引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，理解并構(gòu)建水文學(xué)創(chuàng)新框架;最后，設(shè)計(jì)與課程知識(shí)相關(guān)的結(jié)課大論文內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中，真正做到吸收知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)。

三、結(jié)語(yǔ)

近代水文學(xué)課程是華電水文學(xué)及水資源專業(yè)碩士研究生的學(xué)位基礎(chǔ)課，是學(xué)好其他專業(yè)課程的必要前提。針對(duì)近代水文學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和課程特點(diǎn)，本文總結(jié)了十余年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行了對(duì)課程教學(xué)的改革嘗試，也取得了一些成效，但隨著新知識(shí)的不斷涌現(xiàn)、新技術(shù)的不斷更新，還需要在今后的教學(xué)中有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善。后期將進(jìn)一步總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)注重課程內(nèi)容的前沿性，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，重視理論聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)案例教學(xué)，豐富案例庫(kù)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的水利高層次人才。

參考文獻(xiàn)

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教改項(xiàng)目：華北電力大學(xué)“雙一流”研究生優(yōu)質(zhì)課程《近代水文學(xué)》;教學(xué)名師培育計(jì)劃（第二期）。