《水文預(yù)報(bào)》精品課程教學(xué)建設(shè)實(shí)踐與成效

李紹飛+王麗珍+李妍+余萍+王仰仁

摘要：《水文預(yù)報(bào)》是天津農(nóng)學(xué)院水文水資源專業(yè)的核心專業(yè)課程，課程組以提高教學(xué)效果為目標(biāo)，圍繞教學(xué)內(nèi)容建設(shè)、教學(xué)方法與手段改革、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)、教師隊(duì)伍培養(yǎng)等方面進(jìn)行精品課程建設(shè)實(shí)踐，初步取得了一定成效。

關(guān)鍵詞：教學(xué)建設(shè)實(shí)踐；教學(xué)內(nèi)容建設(shè)；教學(xué)方法改革；水文預(yù)報(bào)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）42-0145-02

《水文預(yù)報(bào)》，是天津農(nóng)學(xué)院水文水資源專業(yè)的核心專業(yè)課程，課堂講授40學(xué)時(shí)，課程設(shè)計(jì)1周。本課程要求學(xué)生掌握水文預(yù)報(bào)方法的基本原理和建模技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。2013年，《水文預(yù)報(bào)》評為校級精品課。課程組在精品課程建設(shè)以及教學(xué)實(shí)踐過程中，以提高教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，不斷探究、改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，加強(qiáng)教師隊(duì)伍專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，初步取得了一定的成效。

一、教學(xué)內(nèi)容建設(shè)

1.教學(xué)重點(diǎn)的確定。徑流預(yù)報(bào)及其相關(guān)知識(shí)是本門課程的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。其中，洪水預(yù)報(bào)的研究理論和技術(shù)較成熟，研究成果對于防洪抗旱、水庫優(yōu)化調(diào)度、水資源開發(fā)利用、國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，是教學(xué)內(nèi)容的重中之重。

2.教學(xué)內(nèi)容的組織。課堂講授的內(nèi)容整合、凝練成以下幾部分。（1）洪水預(yù)報(bào)。包括了流域蒸發(fā)計(jì)算、產(chǎn)流計(jì)算、匯流計(jì)算、河道流量演算、流域水文模型等幾部分核心內(nèi)容。要求學(xué)生掌握產(chǎn)流機(jī)制分析、流域蒸發(fā)計(jì)算、實(shí)測的徑流數(shù)據(jù)處理、蓄滿產(chǎn)流量計(jì)算、水源劃分、超滲產(chǎn)流量計(jì)算、地表徑流和地下徑流的匯流計(jì)算、馬斯京根法及特征河長法進(jìn)行河道流量驗(yàn)演算、新安江水文模型等內(nèi)容。在教學(xué)過程中，除了精講經(jīng)典的理論及預(yù)報(bào)方法，還探討了這些方法的局限性，并適時(shí)地將目前最新、最科學(xué)的研究方法（或者修正方法）補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中，以便學(xué)生了解本方向的研究前沿和動(dòng)態(tài)。（2）實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)。建立實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)誤差修正模型要求學(xué)生具有一定數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。根據(jù)同學(xué)們的具體數(shù)學(xué)和專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，重點(diǎn)講述了實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)誤差修正的意義、所需資料及建模的基本步驟。（3）枯季徑流預(yù)報(bào)與旱情分析。本部分內(nèi)容要求理解枯季徑流的消退規(guī)律、枯季徑流的預(yù)報(bào)方法、枯季徑流區(qū)域預(yù)報(bào)方法、干旱的概念與分類、重要的干旱指標(biāo)。（4）冰雪融水徑流與冰情預(yù)報(bào)。本部分內(nèi)容僅在西北和東北部分地區(qū)有所應(yīng)用。理論尚不成熟。要求同學(xué)們掌握積雪和冰川的物理特性、冰川積雪融水的熱量平衡法和溫度指標(biāo)法。（5）水文預(yù)報(bào)結(jié)果評定。本部分內(nèi)容要求同學(xué)們掌握預(yù)報(bào)誤差原因分析、評定和檢驗(yàn)的目的與方法、洪水預(yù)報(bào)結(jié)果的精度評定。要求熟悉規(guī)范《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》（SL250-2000）。

3.補(bǔ)充現(xiàn)代研究的前沿?zé)狳c(diǎn)問題。查閱文獻(xiàn)、資料，結(jié)合自己參與的水文水資源相關(guān)科研項(xiàng)目，適時(shí)地?cái)U(kuò)充教學(xué)過程中的現(xiàn)代前沿?zé)狳c(diǎn)問題。比如，在洪水預(yù)報(bào)部分，補(bǔ)充講述人類活動(dòng)影響下，下墊面的變化對洪水預(yù)報(bào)的影響；在流域水文模型部分，講述完傳統(tǒng)的水文模型之后，補(bǔ)充目前新興的分布式水文模型的原理及應(yīng)用；等流時(shí)線法中，關(guān)于等流時(shí)面積的確定部分，補(bǔ)充講述如何利用現(xiàn)代的衛(wèi)星遙感地圖確定等流時(shí)面積。

二、教學(xué)方法改革和現(xiàn)代化教學(xué)手段的使用

1.教師講授與學(xué)生練習(xí)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。課堂上，精心講授基本概念、原理、水文預(yù)報(bào)的方法等理論知識(shí)，巧妙設(shè)置有針對性的課堂練習(xí)或綜合性訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生積極地參與到課堂教學(xué)過程中。請同學(xué)回答所做練習(xí)的計(jì)算結(jié)果和結(jié)論，對學(xué)生回答的結(jié)果和結(jié)論進(jìn)行點(diǎn)評，并歸納、總結(jié)，得出最優(yōu)的答案。針對學(xué)生們課上練習(xí)的過程中存在的各種問題，進(jìn)行一一總結(jié)，加以糾正、講解，加深學(xué)生們的理解。經(jīng)過課堂精講—學(xué)生練習(xí)—學(xué)生回答問題—教師歸納、總結(jié)、點(diǎn)評幾個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)，既能夠及時(shí)鞏固所學(xué)內(nèi)容，又可及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，并有效解決。

2.布置題目，以學(xué)生為主體，開展研討式教學(xué)。研討式教學(xué)一般包括啟發(fā)式講解、互動(dòng)式討論、課題式研討、研究性計(jì)算、歸納性總結(jié)等環(huán)節(jié)。在課堂精講的過程中，多采用啟發(fā)式教學(xué)模式，即在介紹新的概念或者原理以及模型之前，巧妙地提出有針對性的問題，引導(dǎo)學(xué)生們思考，進(jìn)而得到答案，引出即將要講述的研究問題。在對基本概念、原理、模型及推導(dǎo)過程進(jìn)行啟發(fā)式講解之后，根據(jù)知識(shí)特點(diǎn)的不同、課題難易程度的不同、學(xué)生能力儲(chǔ)備的不同，有針對性地布置適宜研討的、難易適中的選題，并提出具體要求。在課堂上引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，指導(dǎo)學(xué)生消化資料、設(shè)計(jì)計(jì)算方法，讓學(xué)生們在課下完成具體的計(jì)算過程，并總結(jié)整個(gè)過程中遇到的問題和存在的不足，準(zhǔn)備課上研討資料。下一節(jié)的課堂上，請同學(xué)們交流、討論，最后教師對同學(xué)們的結(jié)果、結(jié)論進(jìn)行講評、總結(jié)，并交流、探討、解決同學(xué)們課下完成題目過程中遇到的問題。

3.注重學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。變“授之以魚”為“授之以漁”，教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的本領(lǐng)和能力。在課題的講述過程中和練習(xí)過程中，注意講述解決問題的方法和過程，多教導(dǎo)學(xué)生如何分析問題、理解問題、歸納和總結(jié)問題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三，從而掌握學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)自學(xué)能力。

4.采用現(xiàn)代教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)。將現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用到水文預(yù)報(bào)中，通過形象的動(dòng)畫設(shè)計(jì)、圖像展示等多媒體技術(shù)手段，幫助學(xué)生們對枯燥、抽象問題的理解。例如講授“不同降雨時(shí)段，流域的徑流深計(jì)算”問題時(shí)，借助多媒體制作動(dòng)畫教學(xué)課件，能夠形象、直觀地展示各時(shí)段徑流深和土壤含水量的增加量。另外，借助《水文預(yù)報(bào)》精品課程網(wǎng)站的建設(shè)，提供了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，供學(xué)生課下時(shí)間學(xué)習(xí)、探究。解決了課程內(nèi)容多、教學(xué)任務(wù)重與學(xué)時(shí)少的矛盾。

三、教學(xué)隊(duì)伍的建設(shè)

在《水文預(yù)報(bào)》精品課程的建設(shè)過程中，鼓勵(lì)教師隊(duì)伍的學(xué)歷和研修培養(yǎng)、科研創(chuàng)新能力的改進(jìn)以及講課水平的提高，逐步形成了一支結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、學(xué)歷高、科研水平和教學(xué)水平高的教師隊(duì)伍。課程組鼓勵(lì)教師進(jìn)行學(xué)歷培養(yǎng)，教學(xué)隊(duì)伍中沒有博士學(xué)位的老師全部攻讀了博士學(xué)位，高級職稱人數(shù)占一半。團(tuán)隊(duì)學(xué)歷和職稱得到全面提升，加強(qiáng)了理論知識(shí)的積淀，提高了專業(yè)素質(zhì)和科研創(chuàng)新能力。科研方面，課題組承擔(dān)了天津市科委應(yīng)用基礎(chǔ)與前沿技術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目。教學(xué)方面，課題組教師進(jìn)行集體備課，互相切磋、交流，取長補(bǔ)短，教學(xué)水平有較大提高。課程組成員一半以上獲得過全國水利類專業(yè)和天津市高校青年教師講課比賽的獎(jiǎng)項(xiàng)。

四、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)與資源更新

1.提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。結(jié)合水文預(yù)報(bào)課程的特點(diǎn)和性質(zhì)，水文預(yù)報(bào)精品課程網(wǎng)站為學(xué)習(xí)者提供優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，包括多媒體課件、電子教案、教學(xué)日歷、教學(xué)大綱、習(xí)題與練習(xí)、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書與指導(dǎo)書、參考教材等。在教學(xué)內(nèi)容安排上，按一定的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行分類、組織，形成具有較強(qiáng)交互性的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，提供便利的上傳、下載、資源檢索、資源應(yīng)用等功能，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)資源共享。

2.輕松實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)交流。為了加強(qiáng)師生、生生互動(dòng)，促進(jìn)交流，“水文預(yù)報(bào)”精品課程網(wǎng)站設(shè)計(jì)了“互動(dòng)交流”板塊。同學(xué)們有問題可以登錄留言。有教師負(fù)責(zé)及時(shí)解答問題。

五、綜合性課程設(shè)計(jì)建設(shè)

利用新安江模型進(jìn)行洪水過程預(yù)報(bào)，包括了蒸發(fā)計(jì)算、產(chǎn)流計(jì)算、水源劃分和匯流計(jì)算，屬于應(yīng)用性很強(qiáng)的綜合性課程設(shè)計(jì)。以福州市江北地區(qū)為研究對象，介紹了研究區(qū)域的地理、水文、氣象概況。搜集、整理了1980年8月28日2∶00至1980年8月29日20∶00的降雨過程計(jì)算流域出口流量過程。利用衛(wèi)星遙感資料，對原始DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行洼地填充，得到了無洼地的DEM資料，提取了各個(gè)子流域的等流時(shí)面積。提供了1980年8月28日至1980年8月29日的蒸發(fā)量資料、土壤含水量資料。考慮到學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)，給定了一部分率定的參數(shù)值。要求學(xué)生根據(jù)所給資料，利用新安江模型，進(jìn)行蒸發(fā)計(jì)算、產(chǎn)流計(jì)算、水源劃分和匯流計(jì)算，完成洪水過程的模擬。

《水文預(yù)報(bào)》在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、教師隊(duì)伍及網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)方面取得了一定的成效。但是，精品課程的建設(shè)與管理是一項(xiàng)持續(xù)工作，后續(xù)還需及時(shí)更新網(wǎng)站資源、加強(qiáng)教材建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]阮奇.“研究性教學(xué)”若干問題探討[J].福州大學(xué)學(xué)報(bào)：哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版，2001，（54）：7-10.endprint