《水文預(yù)報》課程教學(xué)方法改革的探索與實踐

李紹飛 王麗珍 余萍 孫書洪

摘要：針對《水文預(yù)報》偏重于實際應(yīng)用、授課對象為高年級學(xué)生的特點，在教學(xué)過程中，立足于應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，探索并實踐了教學(xué)方法改革。本文闡述了課堂教學(xué)過程中講練結(jié)合、研討式教學(xué)模式的具體的實施方案及存在的問題，為后續(xù)深化教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量積累了經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：教學(xué)方法；改革與實踐；水文預(yù)報

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）12-0163-02

一、問題的提出

《水文預(yù)報》是天津農(nóng)學(xué)院水文水資源專業(yè)的核心專業(yè)課程，開設(shè)在第七學(xué)期，偏重于實際應(yīng)用，傳統(tǒng)的課堂講述方式，教學(xué)效果不盡人意。立足于創(chuàng)新型人才和實踐型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，提高課堂教學(xué)效果，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法勢在必行。在教學(xué)方式上，變“單一的教師講授式”為“師生的研究交流式”，在師生關(guān)系上，變“主—客改造關(guān)系”為“主—主合作關(guān)系”，突出學(xué)生的主體地位，營造活躍的課堂氛圍，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力。

二、教學(xué)方法的改革方案與實施

1.講練結(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、原理和預(yù)報方法的理論知識，幫助學(xué)生形成理論知識體系的貯備。講述完畢后，有針對性地設(shè)置科學(xué)的課堂練習(xí)題和綜合訓(xùn)練題，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考問題、分析問題、解答問題。學(xué)生練習(xí)的過程中，教師深入到學(xué)生中，及時發(fā)現(xiàn)同學(xué)們練習(xí)過程中表現(xiàn)出來的知識漏洞及存在的問題。練習(xí)結(jié)束后，請同學(xué)回答計算結(jié)果和結(jié)論。教師對學(xué)生的結(jié)果和結(jié)論進(jìn)行點評、講解，給出最佳的解題步驟及計算結(jié)果，對學(xué)生們練習(xí)過程中存在的各種問題進(jìn)行糾正和講解。這樣，通過課堂精講——學(xué)生做練習(xí)——學(xué)生回答問題——教師點評、歸納、總結(jié)的教學(xué)環(huán)節(jié)，既鞏固了所學(xué)內(nèi)容，又及時發(fā)現(xiàn)并解決了學(xué)生們存在的問題。

本課程中，洪水預(yù)報及其相關(guān)知識是本門課程的教學(xué)重點和難點，在洪水預(yù)報內(nèi)容的教學(xué)過程中，很多處采用了這種講練結(jié)合的教學(xué)方法。具體包括：①在實測徑流分析部分的教學(xué)中，已知大清河流域紫荊關(guān)水文站的次洪的徑流過程，利用課堂講授的2種次洪徑流深的計算方法，計算流域的次洪徑流深。②在蓄滿產(chǎn)流部分，已知蓄水容量曲線的指數(shù)方程的參數(shù)，推求流域平均蓄水容量和最大點處蓄水容量的計算公式、徑流系數(shù)。③給定前期連續(xù)的降雨資料，計算前期雨量影響因子，繪制降雨徑流相關(guān)圖，分析主要影響因素。④蓄滿產(chǎn)流的教學(xué)過程中，根據(jù)蓄滿產(chǎn)流原理，計算初始土濕為零的情況下，時段產(chǎn)流量和補(bǔ)充土壤含水量各是多少，以加深學(xué)生們對流域蓄滿前和蓄滿后降雨量與產(chǎn)流量關(guān)系的理解（尤其是蓄滿前的產(chǎn)流量計算）。⑤在兩水源的水源劃分教學(xué)過程中，已知某流域的時段降雨過程和對應(yīng)的徑流深、穩(wěn)定入滲率，計算產(chǎn)生的地表徑流深和地下徑流深。要求同學(xué)們總結(jié)在此計算過程中，計算徑流深需要用到的參數(shù)有哪些？⑥在匯流計算的教學(xué)過程中，分別對單位線法和等流時線法進(jìn)行課上練習(xí)。已知某流域出口斷面的徑流過程線，時段地表徑流深，計算單位過程線。已知時段地表徑流深、等流時面積，計算等流時線法的匯流過程。⑦在利用線性水庫演算法計算地下水的匯流過程的教學(xué)中。已知某流域的地下徑流深以及匯流系數(shù)，推求地下水的匯流過程。⑧在河道流量演算的計算過程中，分別利用特征河長法和馬斯京根法，根據(jù)單元河段上游的來水過程計算下游的出流過程。⑨在新安江模型的講述過程中，要求學(xué)生繪制新安江水文模型的計算流程圖以及各部分計算模塊用到的參數(shù)，加深對模型和計算過程的理解。

2.開展研討式教學(xué)。在對基本概念、原理、模型及推導(dǎo)過程進(jìn)行精講之后，有針對性地開展研討式教學(xué)。將同學(xué)們分成幾個小組，指導(dǎo)學(xué)生課下查閱文獻(xiàn)資料、分析資料、提出合理的計算方法，在課下完成具體的計算和分析過程，總結(jié)整個過程中遇到的問題和存在的不足，準(zhǔn)備課上研討資料。課上教師請小組代表說明小組的計算結(jié)果和結(jié)論，并提出遇到的問題，同學(xué)們開展交流與討論，最后教師對同學(xué)們的研討結(jié)果和結(jié)論進(jìn)行講評、歸納、總結(jié)。洪水預(yù)報是本課程的重中之重，共開展5次研討式教學(xué)。比如，在流域的蒸發(fā)計算部分，課上講解了蒸發(fā)計算的研究意義、蒸發(fā)影響因素的概化、水面蒸發(fā)的計算、蒸發(fā)過程中土壤含水量的變化過程以及一層、二層、三層蒸發(fā)模型。精講之后，布置案例教學(xué)題目：“對比一層、二層、三層蒸發(fā)模型計算結(jié)果，并分析各模型的適用條件”，給出流域的蒸發(fā)皿觀測資料以及初始土濕數(shù)據(jù)，將同學(xué)們5—6人一小組，每個班級分成5組。引導(dǎo)同學(xué)們課下查閱文獻(xiàn)和資料、確定研究方法，并開展計算，分析計算結(jié)果，得出結(jié)論。最后總結(jié)課下計算過程中遇到的問題，準(zhǔn)備下次課上的研討資料。下次課上，組織學(xué)生開展交流討論，請各小組代表講述本小組的計算方法、計算成果、結(jié)論，以及整個過程中遇到的問題。最后對研討的過程與結(jié)果進(jìn)行歸納性總結(jié)與結(jié)果評定，對過程中的得失全面分析，總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn)。在教學(xué)過程中，開展的研討式教學(xué)的題目如下：①應(yīng)用蓄滿產(chǎn)流模型計算流域的時段徑流深。總結(jié)計算過程中有哪些參數(shù)，參數(shù)值變化了，如何影響計算結(jié)果（徑流深）？哪些參數(shù)值靈敏度較高？②通過實例計算，對比兩種常用的匯流過程計算方法——單位線法和等流時線法的不同，根據(jù)結(jié)果分析原因，總結(jié)結(jié)論。③通過實例計算，對比分析兩種流量驗算法——特征河長法和馬斯京根法的計算結(jié)果、計算過程及參數(shù)的物理意義。④通過查閱文獻(xiàn)和資料，至少給出1個流域水文模型的具體應(yīng)用實例。包括應(yīng)該模型的結(jié)構(gòu)、用到的參數(shù)、實例分析、結(jié)論。

學(xué)生們親歷了系統(tǒng)的分析過程和計算過程，即加深了對課本知識的理解，又提高了理論聯(lián)系實際、獨立解決問題的能力。同時，接觸了文獻(xiàn)檢索、撰寫總結(jié)報告等基本的科研工作。

3.教導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成正確的學(xué)習(xí)方法。培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成的正確的學(xué)習(xí)方法，教會學(xué)生學(xué)習(xí)知識的本領(lǐng)和能力，學(xué)會舉一反三、觸類旁通。在蓄滿產(chǎn)流部分的教學(xué)過程中，從“為什么全流域蓄滿之前，有的地方也能觀測到徑流現(xiàn)象？”這個問題講起，引導(dǎo)同學(xué)們思考問題、分析問題，得出答案“流域各地點缺水量不同”。接著提出下一問題“如何反映這種下墊面含水量分布的空間不均勻性？”引出答案“采用蓄水容量曲線來表征”。接下來，精講“蓄水容量曲線”的定義，指數(shù)方程，參數(shù)的含義，據(jù)此推導(dǎo)土壤蓄水容量的表達(dá)式。在講述過程中，巧妙設(shè)計、合理設(shè)計一些稍微高于學(xué)生能力的略難的問題，引發(fā)同學(xué)們利用已有知識進(jìn)行思考、分析、解決問題。授課過程中，將“設(shè)計問題”、“引導(dǎo)思考”、“假設(shè)結(jié)論”、“探索求證”環(huán)環(huán)相扣。既加深了學(xué)生們對蓄水容量曲線圖像、指數(shù)方程以及各參數(shù)含義的理解，也為后續(xù)的產(chǎn)流計算做好鋪墊。

三、存在的問題

通過上述教學(xué)方法改革，教學(xué)效果得到了提高，課堂氛圍也得以明顯改善。但是，在實踐中還存在如下問題：①課上練習(xí)的時候，同學(xué)們做題的進(jìn)度相差很大，但課上時間有限，只能一部分同學(xué)做完就開始講解。②研討式教學(xué)過程中，每個小組里基本只有一兩位同學(xué)參與，小組成員之間的交流不夠。③本課程開設(shè)于第七學(xué)期，學(xué)生面臨研究生考試和就業(yè)考試，課下時間有限，對研討式教學(xué)投入的時間和精力不多。

四、結(jié)論

《水文預(yù)報》課程具有偏重于實際應(yīng)用性的特點，授課對象為高年級學(xué)生，具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識儲備。立足于應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，開展講練結(jié)合、研討式教學(xué)模式，增強(qiáng)學(xué)生在教學(xué)過程中的主導(dǎo)地位，將專業(yè)知識學(xué)習(xí)與才干技能訓(xùn)練結(jié)合起來，提高教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨立思考的習(xí)慣和勇于創(chuàng)新的精神。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉冰清.一種值得在大學(xué)推廣的教學(xué)方法—研討式教學(xué)[J].湖南經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院報，2000，11（3）：67-68.

Exploration and Practice of Teaching Methods Reformation on Hydrology Forecasting

LI Shao-fei1，2，WANG li-zhen1，2，YU Ping1，2，SUN Shu-hong1，2

（1.Hydraulic Engineering School，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China；

2.Hydraulic Engineering Experimental Center，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China）

Abstract：Hydrology forecasting focuses on practice，and the listeners are senior. According to this characteristic，aiming to training practical and innovative talent，the teaching methods reformation was explored and practiced during teaching process. In this paper，we presented the detailed schemes for teaching methods reformation and practices，and the problems in practices process. It gathered experience for the further deeply teaching methods reformation to improve teaching effects.

Key words：teaching methods；reformations and practices； hydrology forecasting