《水資源規劃及利用》課程教學改革與探索

張超 唐敏 馮紹元 丁奠元

摘要：《水資源規劃及利用》課程是水利水電工程專業學生必修的一門專業課，其為學生畢業后從事相關技術工作提供重要的理論基礎。本文介紹了《水資源規劃及利用》課程對我國水利水電建設和國家經濟社會發展的作用，探討了該課程教學環節中存在的問題，提出了課程教學改革的方向和措施，提高學生對學習專業知識和解決工程問題的能力。

關鍵詞： 水資源規劃及利用? 教學改革 水利水電工程 案例法

Course Teaching Reform and Exploration of <Water Resources Planning and Utilization>

ZHANG Chao? TANG Min? FENG Shaoyuan? DING Dianyuan

（College of Hydraulic Science and Engineering，? Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu Province， 225009 China）

Abstract： <Water Resources Planning and Utilization> is a compulsory course for students majoring in Water Conservancy and Hydropower Engineering. It provides an important theoretical basis for students to engage in relevant technical work after graduation. This paper introduces the role of the course <Water Resources Planning and Utilization> for China's water conservancy and hydropower construction and national economic and social development， discusses the problems in the teaching of the course， and proposes the direction and measures of the course teaching reform to improve students' ability to learn professional knowledge and solve engineering problems.

Key Words： Water Resources Planning and Utilization; Teaching reform; Water conservancy and hydropower engineering;? Case teaching

《水資源規劃及利用》課程的設立最早可追溯到20世紀80年代。隨著我國水利事業的快速發展，目前開設相關課程的高校達30余所，如北京師范大學開設的《水資源利用與管理》;蘭州大學開設的《水資源開發利用規劃》;沈陽農業大學開設的《水資源評價與管理》;西北農林科技大學開設的《水利水能規劃》等[1]。本課程的教學目標是讓學生在掌握相關專業知識的基礎上，學習水資源規劃及利用的基本知識，包括掌握熟悉水資源規劃與利用中的水資源量計算、水資源評價方法，水資源綜合規劃原理及主要步驟，綜合利用水庫及調節計算、河流綜合利用規劃主要原理，水資源管理與保護的主要內容及相關有效措施，熟悉水資源系統分析主要步驟方法和技術手段等。通過以上內容的學習使學生畢業后能夠運用勘測、規劃的基本原理進行水利水電工程的勘測及規劃任務。筆者作為一名從教3年的青年教師，從《水資源規劃及利用》課程的教學實踐出發，就專業課程教學中存在的問題和解決途徑，談幾點體會。

1教學環節中存在的問題

1.1 課程內容設置需優化

《水資源規劃及利用》課程是水利水電工程、農業水利工程以及水文水資源工程等專業的專業課。近年來，隨著學分制改革的不斷推進和完善，大多數高等院校對專業課學時進行壓縮[2]。目前國內水利相關高校在開設《水資源規劃及利用》課程的同時均開設《工程水文學》《工程水文與水利計算》《水工建筑物》和《水泵與水泵站》等課程。授課內容與其他專業課之間存在明顯交叉與重疊，在有限的授課課時下并沒有拓展新知識的講授，例如，《水資源規劃及利用》中的原本核心內容興利調節、水庫調洪和水能計算三部分均在其先修課程《工程水文與水利計算》的第10、11和12章中進行了詳細的介紹。相比于《工程水文與水利計算》的40學時，僅有24學時的《水資源規劃及利用》再用有限的時間講授重復的內容不太合理，需進一步優化課程重點教學內容。

1.2 部分方法和數據有待更新

《水資源規劃及利用》課程中介紹的某些計算方法僅涉及原理，在區域尺度和大數據支持下怎么將其應用于實際問題中在教材上并沒有進行進一步說明。例如，教材中的水庫調洪僅為理想狀態下的靜態數據，在實際情況中上游來水和降水過程均為實時動態，如何實現動態調控在教材中尚未介紹。同時，教材中的某些方法、數據、規范和標準均停留在原版，并沒有及時更新，與最新內容和發展存在不一致的情況。如教材中針對水資源規劃和配置的思路主要依據于2002年的《全國水資源綜合規劃技術大綱》，而2014年我國發布了新的《水資源規劃規范》，對水資源規劃內容提出了新的要求，這一點在教材中并未提及。

1.3 學生認知不足，學習興趣不強。

筆者所授《水資源規劃及利用》課程安排在大學二年級下學期，從3年的授課反饋來看，學生對所授課程內容認識不足。一方面，由于尚未參加專業實習，對一些水利工程甚至基礎數據測量儀器缺乏感性認識，例如不清楚水文資料怎么獲取和收集，更不清楚“三性審查”是如何進行的。另一方面，學生難以將理論知識聯系實際，不清楚為什么學習這些知識、學習這些知識有什么作用、這些知識能用于什么地方、為哪些現實問題而服務。因此，最終表現為對知識的理解不透徹，學習過程僅停留在會算和會背層面，積極性較低。

2課程建設與改革

基于以上存在問題，筆者認為可從教學內容和教學方法兩個方面來加強課程建設。

2.1 優化課程體系與教學內容

2.1.1 教學內容的統一

在教學內容的安排上，應當組織課題組相關教師對課程先修課程和相關課程進行研討，明確各課程之間的講授重點和核心，優化課程內容，避免相同內容在不同課程之間進行重復授課，提高課程內容飽滿性和新穎性。針對本課程在水利水電工程專業中的地位與作用，在有限的學時下，增加關于水資源評價、水資源供需分析、水資源規劃以及水資源系統分析模型方法等在其他課程中不會涉及的部分的講授內容，使學生掌握更多的知識點，完善專業知識體系。

2.1.2 更新教學內容

隨著近年來國家對水資源保護和規劃工作的日益重視，發展出了較多的新理論、新技術和新方法，將前沿技術和方法融入課程內容進行講解，提高解決問題的技術能力。一些方法應突出原理而非計算過程，其功能已經能夠在比較成熟的軟件和程序中得以實現。例如，ArcGIS軟件能夠實現面尺度水資源總量計算;SWAT、MIKE和新安江模型等水文模型能夠實現分析流域水資源系統中地表水、土壤水和地下水動態變化、水庫調洪演算以及區域農業用水規劃和制度等問題的系統模擬[3];機器學習算法對在處理大規模非線性優化問題上表現出很強的優越性，可以較好地解決水資源配置中的多目標決策問題[4]。此外，教師應當將前沿科學問題融入相關內容章節，如氣候變化對水資源安全與管理的影響和對策、生態文明建設對水資源規劃的作用等，以問題為導向引出基礎解決方法和理論[5-6]。

2.1.3加強課程思政教育

在教學過程中，加強本課程的思政教育內容。一方面，可以將我國經典水利工程，如三峽工程、三門峽工程、南水北調工程等的設計、施工、運行和優劣融入課堂教育，如在講到水庫特征水位的選擇和確定時，不僅考慮工程和設計問題，更需考慮其對區域經濟、生態環境、移民遷徙等社會問題的影響;在講到水質評價中，以三門峽水庫的泥沙淤積造成上游渭河水患等問題，突出河流泥沙的負面影響。另一方面，將最新時事融入相關課程內容，如在防洪減災規劃教學過程中融入2020年中國南方地區水災的過程，宣傳我國應對災患時軍民團結、干群同心的同舟共濟精神;在介紹蓄滯洪區時，以王家壩開閘蓄洪為例，引導學生深刻領會“王家壩精神”中的舍小家為大家、不畏艱險、不怕困難;講到城市雨洪，結合2021年“7?20鄭州特大暴雨” 引發的洪澇和次生災害造成河南省1千多萬人受災事件，突出我國國民在面對災害時一方有難，八方支援，團結一心，共克時艱的精神。

2.2 改革教學方法與手段

2.2.1 以案例成果為導向

對于課程中的一些不易理解的內容和難點，應當結合實例進行講解。讓學生了解所學內容能夠得到什么結果、用于什么地方、為哪些部門提供服務[7]。如在講授水資源評價章節中，由于內容眾多，僅靠寬泛的講解，學生很難有一個系統的領會。在講述這部分內容時，以多個已完成的報告為樣板，從此案例中的內容一步步對應教材中的知識點。多以案例、成果形式的內容在課件中展示相關知識在實際中發揮的作用。如在講授水資源配置優化時可以結合已發表的文獻，針對不同問題所提供的不同規劃方案，對最優方案的選擇進行分析，加強對基礎知識的理解。此外，在時間和條件滿足的條件下，可以讓學生參與教師的相關水資源綜合規劃項目和課題，提高學生相關工作和科研的實踐能力。

2.2.2 加強多媒體教學

在當前的教學大綱要求下，針對水利水電工程專業的《水資源規劃及利用》課程僅有課堂教學環節，知識的傳授主要以講授的方式進行。如前文所述，《水資源規劃及利用》課程既包括水資源、水文學相關知識，也包括水庫興利調洪計算，知識體量大，而課時較少。相較于其他課程，該課程并不具較多課時供學生們對某一問題進行討論和調研。因此，利用多媒體工具向學生傳遞知識和內容成為不可或缺的部分。目前，幻燈片式的課件是主流的教學方式，通過課件將復雜的圖表內容實時投影出來，提高教學效率。單一的文字和公式幻燈片容易造成課堂氣氛沉悶，學生學習注意力下降。在課堂上可以增加多媒體的表現形式，如增加視頻和GIF等動圖對知識點進行生動、清晰的解釋和描述。這種增強可視化的表現形式有助于提高學生的積極性，減少單一講授的枯燥，提升課堂教學效果。

2.2.3 優化考評機制

教學考核評價機制在《水資源規劃及利用》教學培養的過程中起到決定性的作用。首先，教師應當充分按照教學大綱的考核制度要求對教學考核內容進行考核。在此基礎上，考核分為課堂或平時考核和考試考核兩部分。課程考核的目的與選拔性考試不同，其并不是利用成績將學生進行區分，而是以多種形式敦促學生對課程知識進行學習和掌握，確保對專業知識的識記與理解。因此，教師在進行考評時需要重視以下3點：第一，考勤。考勤是保證教學能夠正常進行的基礎條件，不僅需要考評學生的到堂率，還需注重聽課率。筆者通過多年的考勤結果發現，在上課前令學習委員收繳所有學生的手機、平板電腦等娛樂設備能夠有效提高學生聽講的關注度，確保授課效果。第二，考核方式。針對期末考試，學生大多數為突擊式備考，盡管此種方法短時間內能夠攻克考試，但對知識掌握和理解不足，遺忘極快。因此，在日常教學過程中應當提高對學生學習過程的考核，如增加課堂提問、課后作業、課程論文等考核方式，并在課前明確各項考核得分與占比，提高學生的對待程度。第三，考核內容。在大綱要求的考核內容和知識點基礎上，可以參照研究生專業課考試、專業職業資格考試（如一、二級建造師）等的考試，引入一些案例分析題，考查學生用理論知識分析問題和解決問題的能力。

3結語

本文圍繞《水資源規劃及利用》課程目標和教學內容，分析了課程在教學環節中存在的問題，探討了課程教學改革的方向和措施。通過對教學內容和方法的改革，促進學生更好地掌握《水資源規劃及利用》課程的知識，拓寬學生的知識面，激發學習積極性，培養學生利用專業知識解決水資源規劃及利用相關問題的能力。

參考文獻

[1] 方國華，黃顯峰.《水資源規劃及利用》課程教學改革與實踐[J].綠色科技，2020（23）：196-198.

[2] 王宏宇，丁建寧，徐坤.一流工科專業建設的內涵與課程體系構建思路[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2021（8）： 20-23.

[3] 王美玲，鄒進，姚彤悅，等. 水資源系統模擬發展現狀及趨勢分析[J].中國水運（下半月），2019，19（12）： 56-58.

[4] 譚倩，緱天宇，張田媛，等.基于魯棒規劃方法的農業水資源多目標優化配置模型[J].水利學報，2020，51（1）：56-68.

[5] 張曉娟，黃志紅，彭昕.淺議水生態文明建設的內容與意義[J].文化創新比較研究，2019，3（16）：33-34.

[6] 孫瑩.水資源現狀及保護應對措施分析[J].科技資訊，2017，15（33）：101-102.

[7] 吳秀青.水資源規劃與管理課程教學研究[J].創新創業理論研究與實踐，2019，2（3）：58-59.

基金項目：揚州大學2020年校教改課題（課題編號：YZUJX2020—C12）? 。

作者簡介：張超（1990—），男，博士，講師，研究方向為水資源規劃及利用。