“水文学”限选课程实践教学改革探讨

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摘要：根据地下水科学与工程专业“水文学”限选课程的特点，针对学生学习积极性低、主动性差等问题，本文从优化实践教学内容和改进实践教学模式两个方面提出了实践教学改革的方法和手段。教学实践表明，这些措施提升了学生的学习兴趣，增强了学生的实践创新能力和团队协作能力，改善了实践教学效果，达到了人才培养方案的目标。

关键词：水文学；地下水科学与工程；实践教学；教学改革

“水文学”是地学类高等院校地下水科学与工程专业的一门专业限选课程，主要研究地球上水的起源、循环及分布，水与物理、生态环境之间的相互作用及水对人类活动的响应等规律，以及应用这些规律为人类服务[1]。本课程以水量平衡为理论基础，讲述水文循环的物理过程、水文循环各要素形成的物理机制、各种水文现象及特征、水文要素的时空分布规律及数学物理模拟方法。因此，掌握水文学的基础知识及原理可为水旱灾害的模拟及预测、水资源评价及合理开发利用、水环境保护等应用和研究做好知识准备[2]。但笔者在面向防灾科技学院地下水科学与工程专业讲授“水文学”课程中发现，该专业学生对本课程的学习不重视，出现学习热情低、积极性差等现象。究其原因主要在于“水文学”课程本身具有较强的应用性和实践性，而我校该课程内容体系中实践课程所占比重太小，导致学生感到课程内容抽象与枯燥。故本文针对地下水科学与工程专业“水文学”限选课程的实践教学现状，提出一些改善方法及手段，从而使本课程更好地服务于本专业应用型人才的培养。

一、分析实践教学现状

1.实践教学内容同一化且陈旧化。“水文学”课程是水文与水资源工程专业和地下水科学与工程专业的一门重要专业基础课程，不同专业的教学内容和侧重点应有所不同。然而，实际教学过程中这两个专业的实践教学内容基本重合，没有针对地下水科学与工程专业的特点制定符合本专业特色的实践教学大纲。以防灾科技学院为例，实践教学内容主要为水文气象观测实习、流速仪的使用等，整体偏重地表水内容，与地下水相关内容的联系较弱，致使学生感到枯燥乏味，难以和本专业内容相结合。另外，实践教学内容大多以传统的实验内容和方法为主，没有考虑当今实际水文工作的需求，没有涉及符合现代信息技术发展趋势的水文自动测报系统、水质监测与分析等新技术和新方法。总之，现开设的实践教学内容存在同一化且陈旧化的问题，为改善教学效果，培养学生的综合实践能力，亟须更新实践教学内容。

2.实践教学模式单一化。在教学改革过程中，教学模式的改革是关键[3]。在“水文学”实践教学中，“教为导向”的教学模式依然占据主体，严重影响了学生的学习成效。例如，实验教学大多为雨量器、蒸发器及流速仪的使用等演示型实验项目，实验内容固定无变化，实验结果单一，学生参与实践教学基本处于被动状态，缺乏独立思考过程。这种教学模式使得实验能力以理论知识形式来传授，剥夺了培养学生分析问题和解决问题能力的机会。故应改进实践教学模式，开展以学生为本位的探究式实践教学活动，构建“学为导向”的高效教学模式[3]。

二、优化实践教学内容

鉴于地下水科学与工程专业的学生毕业后主要从事水资源开发利用与保护、水环境和地质环境监测、水文地质与工程地质勘察等方面工作，而不是进行水文分析计算、水利水电工程规划与管理等方面工作，故需将原有的实践教学内容进行优化和调整。

1.优化实践教学内容，突显专业特色。对于面向地下水科学与工程专业开设的专业限选课，如果实践教学内容仅以地表水为主，往往会令学生感到“水文学”课程与地下水专业知识脱节，导致学生对该课程的认识会发生偏差。结合地学类院校如中国地质大学（北京）、吉林大学等在“水文学”课程的教学内容上对水文机理方面的侧重点[2]，笔者在实践教学中尝试加入与地下水相关的内容。例如，实践教学中增加了下渗实验和土壤水分再分配实验，学生通过动手实验来验证下渗规律和土壤水再分配规律，并加深学生理解下渗对于径流损失和地下径流产生的重要意义，有助于学生掌握降雨径流模拟的基本原理和方法。

2.调整实践教学类型，合理分配学时。以防灾科学学院为例，“水文学”课程共48学时，3学分。由于课内总学时较少，实践教学仅占6学时，且大多数实验采取了演示实验的形式，教学效果一般。因此，为了提高学生的学习积极性和专业技能，需酌情增加实践教学学时，精简理论学时，并适当将演示实验转变为动手操作类实验。如笔者尝试将“流速仪的使用”这样的演示实验调整为“潮白河测流”的实地水文测验，通过对潮白河燕郊段多个测验断面的施测来判断潮白河燕郊段地表水与地下水的补排关系。该项实习内容激发了学生的学习兴趣，深受学生好评。

三、改进实践教学模式

实践教育是人才培养过程中不可或缺的重要环节，既是培养学生创新意识和实践能力的切入点，也是大学生认识社会和了解事业发展舞台的有效途径[2]。为全面培养学生的科学思维和创新意识，有效提高学生分析和解决实际问题能力，笔者经过近三年的教学实践，鼓励并引导学生开展以问题为导向的探究式学习，探索了以下几个方面的实践教学模式的改进：

1.开设创新实验项目。为激发学生对水文科学的兴趣，发挥实验教学在培养学生创新能力方面的优势，笔试尝试在课外开设创新实验项目。在原有的课内实验基础上，将水文学实验教学与教师的科研项目相结合，开设一系列创新实验项目，实验项目对外开放，有兴趣的同学可自由选择。例如，笔者指导的“潮白河-地下水系统的渗流规律研究及其物理模型演示”创新实验，学生们亲自动手制作了渗流槽并顺利完成了渗流实验，实验结果揭示了潮白河与地下水的渗流规律，并探究了渗流作用对已被污染的河水的净化作用。该项创新实验项目使学生们深刻感悟到了水文科学服务社会民生的价值。

2.增设计算机实验项目。随着信息科学技术的发展以及其在水文学中的应用，一些高新技术如计算机技术、地理信息系统技术、遥感技术、同位素技术等的涌现迅速推动了现代水文科学的发展。顺应现代水文学快速发展的需求，当代大学生应具备运用基础的专业软件和计算机技术解决实际水文问题的能力。所以，笔者在实践教学中增设了计算机实验项目，如在讲授水文预报内容时，增设了运用SPSS软件进行水文预报的上机实验。学生们根据某河流的近二十年年径流量资料，运用SPSS软件中的时间序列分析模块对该河流的年径流量进行了中长期预报，并分析了预报结果的精度。通过本次上机实验，学生们了解了SPSS软件在水文科学中的应用，同时参与了实际水文预报工作，开拓了他们的水文科学思路。

3.提倡参与课外实践活动。课外实践活动是实践性教学环节的有益补充，可以增强学生的实践能力、动手能力。实践能力的形成是一个渐进的复杂过程[4]。提倡和鼓励学生积极参与暑期社会实践活动、水文科技活动等课外实践活动，对学生实践技能的培养有重要的帮助。例如，2015年6位学生参与了大学生暑期社会实践活动“湖南省郴江河水水污染调查”，实践活动中学生们独立完成了野外踏勘及水样的采集，并参与了室内水样的简分析检测，这次实践活动充分得锻炼了学生们的实践创新能力和团队协作能力。

四、结语

本文以培养具有创新意识的应用性人才为目标，根据“水文学”课程的内容并结合地下水科学与工程专业的特点，通过优化实践教学内容、改进实践教学模式来充分调动学生学习积极性和主动性，从而使这门课程的实践教学更好地服务于地下水科学与工程专业人才的培养。笔者经过对2014级、2015级地下水科学与工程专业的本科生教学实践，实践教学效果得到了一定的改善。而这仅仅是一个开始，在今后的教学工作中还需要不断地探索和完善，密切关注国内外水文科学研究动态，及时将水文学研究中新进展与新方法传达给学生。

作者:张耀文 张莹 张莉丽 孔慧敏 单位:防灾科技学院

参考文献：

[1]杨大文,杨汉波,雷慧闽.流域水文学[M].北京.清华大学出版社,2014.

[2]侯立柱.“水文学原理”课程创新性教学研究[J].中国地质教育,2011,(4):86-88.

[3]王文静.中国教学模式改革的实践探索———“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报:社会科学版,2012,(1):18-23.

[4]樊世清.加强大学生科研训练,培养创新人才[J].煤炭经济研究,2007,(1):75-76.