地礦類高校水文學原理教學與實踐探討

劉麗紅

摘 要:本文闡述了目前地礦類高校水文學原理教學所遇到的問題,提出針對地礦類高校的水文學原理教學改革設想,并結合教學體會,探討探討該課程的教學方式。了水文地質學基礎的研究型教育的方法。

關鍵詞:

中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(c)-0184-01

水文學原理是水文學與水資源工程專業的專業基礎課課程,也是水文學與水資源工程本科專業最重要的核心課程[1～3]。水文學主要研究地球系統中水的存在、分布、運動和循環變化規律以及相關問題的學科體系。通過對它的學習可以掌握水文學的基本概念和基本理論,而且可以為后續的“工程水文學”、“水文分析計算”等地表水專業課程及“地下水水文學”、“地下水動力學”等地下水專業課程的學習奠定良好的基礎,為此,如何在礦業類高校進行水文學這門課程的教學顯得尤為重要。

1 課程特征

(1)抽象性。本課程是以水文現象為研究對象的,水文現象具有時程變化上的周期性與隨機性、地區上的相似性與特殊性,因此對水文現象的研究需要采用成因分析法、數理統計法和地理綜合法等多種方法來研究水文現象。

(2)繁雜性。由水文現象具有時程上的隨機性和地區上的特殊性,需要對各個不同流域的各種水文現象進行年復一年的長期觀測,積累資料,進行統計,分析其變化規律,從而決定了本課程要應用到大量的數據和復雜的研究方法,這就使課程變得枯燥和缺乏趣味性。

(3)實踐性。水文學原理研究方法的特征決定了這門課程是一門實踐性非常強的課程。水文學原理研究方法涉及到多學科的交叉與滲透,采用確定性和隨機性方法相結合的方式,通過水文實驗和流域水文模型來揭示水文規律,所有這些研究方法的實踐性決定了這門課程也是一門實踐性的課程。

2 教學難點

(1)由于水文學原理涉及大量的水文現象、水文規律的及水量計算,授課者大多仍然沿用傳統教學模式,聽課者專業興趣不高;在專業課的講授中,水文學原理的收到課、采用的教材的難易程度限制,大多數老師仍然停留在水文現象的定性描述中,沒有定量的深入分析水文現象,大學生的主動學習積極性不高,認為這門課程屬于定性描述類的課程,對課程的重視程度不夠。

(2)適合課堂教學的計算機輔助教學軟件(又稱“課件”)太少。目前水文學原理的課件非常少,而且側重點又不一樣,因此,適合礦業特色的水文原理課堂教學的軟件就更缺了。

(3)利用課堂時間進行大量水文數據的處理工作很困難。本課程在講授流域匯流時需要應用到大量水文實測數據來說明方法過程,僅利用課堂讓學生親自動手,空間和時間上都是不理想的。

3 教學改革策略

3.1 進一步明確研究型教學目標

對于礦業類高校的水文與水資源專業的學生,進行水文學原理授課的目的并不是要把們都培養成為水文地質專家或專門從事水文科學研究的專業人員,而是讓他們掌握應用水文學原理的基本概念和基本理論,能夠結地礦學科專業技術應用于其工作領域,成為既熟悉本地表水專業知識又掌握水文地質基礎的復合型人才。因此,對這些專業學生進行水文學原理授課,要以掌握理論,實踐應用為目的。

3.2 發揮多媒體形象直觀的教學優勢引進多媒體教學,并與傳統教學有機結合

水文學原理常常涉及大量的數據,而且分析過程繁瑣,這在傳統教學中通常是用一些簡單的例子代替,或者是對著書本講解,使本身就難理解的知識更加抽象化。借助多媒體教學形式,就不必顧慮水文實測系列的長短問題,教師可以有針對性地選擇實例來說明復雜但實用性強的水文學方法的應用,并且使講解生動清晰,教學效果得到極大提高。

4 水文學原理教育教學體會

4.1 將科學研究意識貫穿于水文學原理課程教學中

地學類院校目前則偏重于水文機理方面的研究與教學,其教學目的是讓學生了解和掌握自然界水的形成、分布、運動及變化方面的基本知識。在對大學生的水文知識的教育中,除了理清水文學原理的基本概念、基本理論外,必須結合目前地下水利用現狀,并結合我校在科研工作的方面的優勢,提倡基于研究的教學和以探索為本的學習。例如,在“水文學原理”課程中,大膽創新,采用自愿參加、組織引導等各種形式分工協作,查閱相關文獻,組織了“地表水與地下水的相互交換”等方面的課堂學術報告,讓學生通過課堂主題匯報的形式,讓學生成為課堂教學的組織者,主動參與到課堂授課教學中,學生講授自己查閱的相關文獻,大大活躍了學習氣氛,該方法受到了同學們的一致好評。

4.2 精選內容,突出重點,將水文學的產匯流理論透徹的教授給學生

在水文學原理課程教學中,有側重點的精講,重點突出產匯流理論的闡述和應用,將水文學的定性現象描述與定量水量計算相結合,使學生真正掌握產匯流的水量計算的精髓,同時結合當前研究的熱點,將理論方法結合實例應用,讓學生真正認識到這門課程的工程實踐用處,而不是局限在課程的簡單理論的闡述中。如,課堂中進行流量過程線的分割,將地表徑流和地下徑流分割開,讓學生掌握基流分割的方法原理,將學到的知識加以應用,真正體會到水文學原理的這門課程不僅是理論學習,更重要的是這門課程是指導實踐的重要工具,提高學生的學習積極性。

4.3 設置一定課時量的計算機實驗課程

由于水文學涉及大量的數據的統計分析處理,計算機實驗課程必不可少。通過計算機實驗課程結合一定的水文數據處理和簡單水文軟件操作,增強學生的主動思考和動手能力,在遇到問題時能通過數據處理和簡單軟件操作去解決實際的水文學中的問題。如,給出一個簡單的小流域,通過SWAT軟件對流域進行劃分,提取子流域和水系,進行簡單的產匯流計算,學生通過計算機實踐課,了解當前用到數值模擬軟件,更深入到學科的前言,拓展他們了思維。

參考文獻

[1] 夏軍.水文學科發展與思考[J].中國科學基金,2000,14(15):293～297.

[2] 芮孝芳.水文學原理[M].北京:中國水利水電出版社,2004.

[3] 繆韌.水文學原理[M].北京:中國水利水電出版社,2007.