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水文學(xué)限選課程實(shí)踐教學(xué)的改革探討論文
摘要：根據地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)“水文學(xué)”限選課程的特點(diǎn)，針對學(xué)生學(xué)習積極性低、主動(dòng)性差等問(wèn)題，本文從優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內容和改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式兩個(gè)方面提出了實(shí)踐教學(xué)改革的方法和手段。教學(xué)實(shí)踐表明，這些措施提升了學(xué)生的學(xué)習興趣，增強了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng )新能力和團隊協(xié)作能力，改善了實(shí)踐教學(xué)效果，達到了人才培養方案的目標。
關(guān)鍵詞：水文學(xué)；地下水科學(xué)與工程；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革
“水文學(xué)”是地學(xué)類(lèi)高等院校地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)限選課程，主要研究地球上水的起源、循環(huán)及分布，水與物理、生態(tài)環(huán)境之間的相互作用及水對人類(lèi)活動(dòng)的響應等規律，以及應用這些規律為人類(lèi)服務(wù)[1]。本課程以水量平衡為理論基礎，講述水文循環(huán)的物理過(guò)程、水文循環(huán)各要素形成的物理機制、各種水文現象及特征、水文要素的時(shí)空分布規律及數學(xué)物理模擬方法。因此，掌握水文學(xué)的基礎知識及原理可為水旱災害的模擬及預測、水資源評價(jià)及合理開(kāi)發(fā)利用、水環(huán)境保護等應用和研究做好知識準備[2]。但筆者在面向防災科技學(xué)院地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)講授“水文學(xué)”課程中發(fā)現，該專(zhuān)業(yè)學(xué)生對本課程的學(xué)習不重視，出現學(xué)習熱情低、積極性差等現象。究其原因主要在于“水文學(xué)”課程本身具有較強的應用性和實(shí)踐性，而我校該課程內容體系中實(shí)踐課程所占比重太小，導致學(xué)生感到課程內容抽象與枯燥。故本文針對地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)“水文學(xué)”限選課程的實(shí)踐教學(xué)現狀，提出一些改善方法及手段，從而使本課程更好地服務(wù)于本專(zhuān)業(yè)應用型人才的培養。
一、分析實(shí)踐教學(xué)現狀
1.實(shí)踐教學(xué)內容同一化且陳舊化�！八膶W(xué)”課程是水文與水資源工程專(zhuān)業(yè)和地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎課程，不同專(zhuān)業(yè)的教學(xué)內容和側重點(diǎn)應有所不同。然而，實(shí)際教學(xué)過(guò)程中這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內容基本重合，沒(méi)有針對地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)制定符合本專(zhuān)業(yè)特色的實(shí)踐教學(xué)大綱。以防災科技學(xué)院為例，實(shí)踐教學(xué)內容主要為水文氣象觀(guān)測實(shí)習、流速儀的使用等，整體偏重地表水內容，與地下水相關(guān)內容的聯(lián)系較弱，致使學(xué)生感到枯燥乏味，難以和本專(zhuān)業(yè)內容相結合。另外，實(shí)踐教學(xué)內容大多以傳統的實(shí)驗內容和方法為主，沒(méi)有考慮當今實(shí)際水文工作的需求，沒(méi)有涉及符合現代信息技術(shù)發(fā)展趨勢的水文自動(dòng)測報系統、水質(zhì)監測與分析等新技術(shù)和新方法�？傊�，現開(kāi)設的實(shí)踐教學(xué)內容存在同一化且陳舊化的問(wèn)題，為改善教學(xué)效果，培養學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，亟須更新實(shí)踐教學(xué)內容。
2.實(shí)踐教學(xué)模式單一化。在教學(xué)改革過(guò)程中，教學(xué)模式的改革是關(guān)鍵[3]。在“水文學(xué)”實(shí)踐教學(xué)中，“教為導向”的教學(xué)模式依然占據主體，嚴重影響了學(xué)生的學(xué)習成效。例如，實(shí)驗教學(xué)大多為雨量器、蒸發(fā)器及流速儀的使用等演示型實(shí)驗項目，實(shí)驗內容固定無(wú)變化，實(shí)驗結果單一，學(xué)生參與實(shí)踐教學(xué)基本處于被動(dòng)狀態(tài)，缺乏獨立思考過(guò)程。這種教學(xué)模式使得實(shí)驗能力以理論知識形式來(lái)傳授，剝奪了培養學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的機會(huì )。故應改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式，開(kāi)展以學(xué)生為本位的探究式實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，構建“學(xué)為導向”的高效教學(xué)模式[3]。
二、優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內容
鑒于地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后主要從事水資源開(kāi)發(fā)利用與保護、水環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境監測、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘察等方面工作，而不是進(jìn)行水文分析計算、水利水電工程規劃與管理等方面工作，故需將原有的實(shí)踐教學(xué)內容進(jìn)行優(yōu)化和調整。
1.優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內容，突顯專(zhuān)業(yè)特色。對于面向地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設的專(zhuān)業(yè)限選課，如果實(shí)踐教學(xué)內容僅以地表水為主，往往會(huì )令學(xué)生感到“水文學(xué)”課程與地下水專(zhuān)業(yè)知識脫節，導致學(xué)生對該課程的認識會(huì )發(fā)生偏差。結合地學(xué)類(lèi)院校如中國地質(zhì)大學(xué)（北京）、吉林大學(xué)等在“水文學(xué)”課程的教學(xué)內容上對水文機理方面的側重點(diǎn)[2]，筆者在實(shí)踐教學(xué)中嘗試加入與地下水相關(guān)的內容。例如，實(shí)踐教學(xué)中增加了下滲實(shí)驗和土壤水分再分配實(shí)驗，學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗來(lái)驗證下滲規律和土壤水再分配規律，并加深學(xué)生理解下滲對于徑流損失和地下徑流產(chǎn)生的重要意義，有助于學(xué)生掌握降雨徑流模擬的基本原理和方法。
2.調整實(shí)踐教學(xué)類(lèi)型，合理分配學(xué)時(shí)。以防災科學(xué)學(xué)院為例，“水文學(xué)”課程共48學(xué)時(shí)，3學(xué)分。由于課內總學(xué)時(shí)較少，實(shí)踐教學(xué)僅占6學(xué)時(shí)，且大多數實(shí)驗采取了演示實(shí)驗的形式，教學(xué)效果一般。因此，為了提高學(xué)生的學(xué)習積極性和專(zhuān)業(yè)技能，需酌情增加實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)，精簡(jiǎn)理論學(xué)時(shí)，并適當將演示實(shí)驗轉變?yōu)閯?dòng)手操作類(lèi)實(shí)驗。如筆者嘗試將“流速儀的使用”這樣的演示實(shí)驗調整為“潮白河測流”的實(shí)地水文測驗，通過(guò)對潮白河燕郊段多個(gè)測驗斷面的施測來(lái)判斷潮白河燕郊段地表水與地下水的補排關(guān)系。該項實(shí)習內容激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣，深受學(xué)生好評。
三、改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式
實(shí)踐教育是人才培養過(guò)程中不可或缺的重要環(huán)節，既是培養學(xué)生創(chuàng )新意識和實(shí)踐能力的切入點(diǎn)，也是大學(xué)生認識社會(huì )和了解事業(yè)發(fā)展舞臺的有效途徑[2]。為全面培養學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng )新意識，有效提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題能力，筆者經(jīng)過(guò)近三年的教學(xué)實(shí)踐，鼓勵并引導學(xué)生開(kāi)展以問(wèn)題為導向的探究式學(xué)習，探索了以下幾個(gè)方面的實(shí)踐教學(xué)模式的改進(jìn)：
1.開(kāi)設創(chuàng )新實(shí)驗項目。為激發(fā)學(xué)生對水文科學(xué)的興趣，發(fā)揮實(shí)驗教學(xué)在培養學(xué)生創(chuàng )新能力方面的優(yōu)勢，筆試嘗試在課外開(kāi)設創(chuàng )新實(shí)驗項目。在原有的課內實(shí)驗基礎上，將水文學(xué)實(shí)驗教學(xué)與教師的科研項目相結合，開(kāi)設一系列創(chuàng )新實(shí)驗項目，實(shí)驗項目對外開(kāi)放，有興趣的同學(xué)可自由選擇。例如，筆者指導的“潮白河-地下水系統的滲流規律研究及其物理模型演示”創(chuàng )新實(shí)驗，學(xué)生們親自動(dòng)手制作了滲流槽并順利完成了滲流實(shí)驗，實(shí)驗結果揭示了潮白河與地下水的滲流規律，并探究了滲流作用對已被污染的河水的凈化作用。該項創(chuàng )新實(shí)驗項目使學(xué)生們深刻感悟到了水文科學(xué)服務(wù)社會(huì )民生的價(jià)值。
2.增設計算機實(shí)驗項目。隨著(zhù)信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及其在水文學(xué)中的應用，一些高新技術(shù)如計算機技術(shù)、地理信息系統技術(shù)、遙感技術(shù)、同位素技術(shù)等的涌現迅速推動(dòng)了現代水文科學(xué)的發(fā)展。順應現代水文學(xué)快速發(fā)展的需求，當代大學(xué)生應具備運用基礎的專(zhuān)業(yè)軟件和計算機技術(shù)解決實(shí)際水文問(wèn)題的能力。所以，筆者在實(shí)踐教學(xué)中增設了計算機實(shí)驗項目，如在講授水文預報內容時(shí)，增設了運用SPSS軟件進(jìn)行水文預報的上機實(shí)驗。學(xué)生們根據某河流的近二十年年徑流量資料，運用SPSS軟件中的時(shí)間序列分析模塊對該河流的年徑流量進(jìn)行了中長(cháng)期預報，并分析了預報結果的精度。通過(guò)本次上機實(shí)驗，學(xué)生們了解了SPSS軟件在水文科學(xué)中的應用，同時(shí)參與了實(shí)際水文預報工作，開(kāi)拓了他們的水文科學(xué)思路。
3.提倡參與課外實(shí)踐活動(dòng)。課外實(shí)踐活動(dòng)是實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節的有益補充，可以增強學(xué)生的實(shí)踐能力、動(dòng)手能力。實(shí)踐能力的形成是一個(gè)漸進(jìn)的復雜過(guò)程[4]。提倡和鼓勵學(xué)生積極參與暑期社會(huì )實(shí)踐活動(dòng)、水文科技活動(dòng)等課外實(shí)踐活動(dòng)，對學(xué)生實(shí)踐技能的培養有重要的幫助。例如，2015年6位學(xué)生參與了大學(xué)生暑期社會(huì )實(shí)踐活動(dòng)“湖南省郴江河水水污染調查”，實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)生們獨立完成了野外踏勘及水樣的采集，并參與了室內水樣的簡(jiǎn)分析檢測，這次實(shí)踐活動(dòng)充分得鍛煉了學(xué)生們的實(shí)踐創(chuàng )新能力和團隊協(xié)作能力。
四、結語(yǔ)
本文以培養具有創(chuàng )新意識的應用性人才為目標，根據“水文學(xué)”課程的內容并結合地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內容、改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式來(lái)充分調動(dòng)學(xué)生學(xué)習積極性和主動(dòng)性，從而使這門(mén)課程的實(shí)踐教學(xué)更好地服務(wù)于地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)人才的培養。筆者經(jīng)過(guò)對2014級、2015級地下水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的本科生教學(xué)實(shí)踐，實(shí)踐教學(xué)效果得到了一定的改善。而這僅僅是一個(gè)開(kāi)始，在今后的教學(xué)工作中還需要不斷地探索和完善，密切關(guān)注國內外水文科學(xué)研究動(dòng)態(tài)，及時(shí)將水文學(xué)研究中新進(jìn)展與新方法傳達給學(xué)生。
作者:張耀文 張瑩 張莉麗 孔慧敏 單位:防災科技學(xué)院
參考文獻：
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[2]侯立柱.“水文學(xué)原理”課程創(chuàng )新性教學(xué)研究[J].中國地質(zhì)教育,2011,(4):86-88.
[3]王文靜.中國教學(xué)模式改革的實(shí)踐探索———“學(xué)為導向”綜合型課堂教學(xué)模式[J].北京師范大學(xué)學(xué)報:社會(huì )科學(xué)版,2012,(1):18-23.
[4]樊世清.加強大學(xué)生科研訓練,培養創(chuàng )新人才[J].煤炭經(jīng)濟研究,2007,(1):75-76.
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