王景才+黃紅虎+方紅遠

摘要：水文學原理課程是水文與水資源工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎課，該課程的教學質(zhì)量將直接影響學生后續(xù)課程如水文預報、水文水利計算的學習，同時也直接影響學生專業(yè)素質(zhì)的提高。針對高校水文學原理課程教學實踐中存在的主要問題，文章從知識內(nèi)容體系、理論與實踐性教學、教學方法和教學資源、教師和學生等方面對課程教學效果的改善進行了探索，對水文學原理課程教學質(zhì)量的提高提出了一些思考。

關(guān)鍵詞：水文與水資源工程；水文學原理；課程教學；教學研究

中圖分類號：G6420；TV11文獻標志碼：A文章編號：10052909（2015）06009705水文學原理課程是高等院校水文與水資源工程專業(yè)的核心課程，是重要的專業(yè)基礎課。主要內(nèi)容是以水文循環(huán)為核心，以水資源為方向，講授水文循環(huán)的各個要素和各種水體水文現(xiàn)象的物理機制、相互關(guān)系以及時空分布特征，要求學生深入理解水循環(huán)與水平衡等概念，理解和掌握降水、蒸散發(fā)、土壤水、下滲、地下水和地表水運動等物理過程的基本規(guī)律及基本定量計算方法，熟練掌握徑流形成過程的基本原理和基本規(guī)律，掌握河流、流域洪枯水形成及運動的基本規(guī)律和數(shù)學模擬方法，了解土壤水的形成、運動和變化規(guī)律及其對蒸發(fā)、下滲、徑流形成過程的影響，了解特殊水體如河口潮汐、湖泊等有關(guān)水文現(xiàn)象及特點。主要任務是使學生對水文現(xiàn)象和水文科學有比較充分的認識，掌握該學科的分析研究方法，深入理解水循環(huán)與水平衡等概念，并掌握自然界各種水體的基本規(guī)律。該課程一般安排在學生學完水力學、氣象學與氣候?qū)W、自然地理學等基礎課程之后的第三學年上學期，是水文專業(yè)本科生學習水文測驗、水文預報、水文水利計算、水資源規(guī)劃與利用等后續(xù)課程的重要基礎，也是學生畢業(yè)后走上工作和科研崗位所必須掌握的重要知識儲備之一。鑒于該課程的重要性，本文以揚州大學水文與水資源工程專業(yè)的水文學原理課程教學為例，對該門課程教學實踐中遇到的若干問題，以及如何增強教學效果進行系統(tǒng)深入的剖析和探索。

一、水文學原理課程教學實踐存在問題

水文學原理課程教材主要選用中國水利水電出版社出版的《水文學原理》第一版[1]，該教材為高等學校水利學科專業(yè)規(guī)范核心課程教材。此外，選用芮孝芳編著的《水文學原理》作為教學參考書[2]。水文學原理課程具有理論性和系統(tǒng)性較強、推理公式繁瑣以及知識量龐大等特點。筆者根據(jù)近年來從事該門課程的教學實踐，結(jié)合自己的教學體會，就高校水文與水資源工程專業(yè)水文學原理課程教學過程中遇到的問題進行探討。

（一）對課程知識體系和學科最新進展介紹不足

水文學包括眾多方面，是一個包羅萬象的學科。然而現(xiàn)有水文課程教學體系受各高校本科教學計劃和大綱的限制，課堂教學只遴選部分知識點進行詳細介紹，所講授的內(nèi)容并不充分，遠遠不能夠使學生對水文學和水文現(xiàn)象有全面系統(tǒng)的認識。另外，現(xiàn)行教材對河流冰情、冰川徑流等的介紹不夠詳細和深入，相應的計算方法也介紹較少。此外，教材對部分知識點的計算方法雖有介紹，但常用計算方法介紹不足。比如關(guān)于蒸散發(fā)計算的介紹，雖然介紹了熱量平衡法、空氣動力學方法、綜合法、水量平衡法、經(jīng)驗公式法以及器測法的理論和計算方法，但在介紹流域蒸散發(fā)能力計算的時候，沒有對目前應用較廣的彭曼—蒙蒂斯公式進行詳細介紹。

隨著現(xiàn)代信息科技的進步，水文科學研究的新技術(shù)和新方法層出不窮。然而，教材主要針對傳統(tǒng)方法進行介紹，對最新學科研究的進展介紹不足。如關(guān)于面平均降水量的計算，教材對傳統(tǒng)的算術(shù)平均法、泰森多邊形法、等雨量線法、距離權(quán)重法進行了介紹，但對最近發(fā)展的雷達和遙感測算法缺乏介紹。同時，伴隨氣候變化和人類活動對水文循環(huán)的影響，如何評估變化環(huán)境下水文循環(huán)對水文現(xiàn)象的影響，是一個新的科學問題，然而現(xiàn)有大多數(shù)教材并未提及或較少介紹以上最新熱點內(nèi)容。

高等建筑教育2015年第24卷第6期

王景才，等高等院校水文與水資源工程專業(yè)水文學原理課程教學探索

（二）過于依賴理論教學而忽視實踐教學環(huán)節(jié)

高等學校實踐教學是本科教學工作的重要組成部分，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、實踐動手能力和工程素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。只有將實驗教學環(huán)節(jié)與理論知識體系有機結(jié)合起來，才能使學生更牢固更系統(tǒng)地掌握本專業(yè)的知識體系，才能順利實現(xiàn)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標[3]。然而，當前高校水文學原理課程教學由于知識點容量大而課時又較少的原因，普遍存在重理論教學而忽視實踐教學的問題。比如，揚州大學水文與水資源工程專業(yè)培養(yǎng)方案中該課程教學周為1～14周，56學時，3.5學分。由于課時較少，大多采用部分工程實例或者計算例題進行知識點的應用訓練，還未形成獨立的水文實踐教學。而水文學原理課程有很多內(nèi)容可以開展實踐教學，比如土壤含水量測定實驗、下滲實驗、徑流小區(qū)或坡面產(chǎn)流實驗等。這一重理論輕實踐的現(xiàn)象在高校比較普遍，與高校培養(yǎng)大學生實踐創(chuàng)新能力的目標相差較遠，亟需在專業(yè)課程教學中得到改善。

（三）教學手段和學習效果考察方式過于簡單

目前大學課堂教學手段主要以多媒體課件為載體，并輔以板書的形式進行，教學方法以講授法為主。由于過多使用多媒體課件，導致部分學生認為課后拷貝課件進行自我復習即可掌握知識，因而忽視課堂講授，注意力不集中。講授式教學方法，主要是通過傳授知識、闡明概念、論證定律和公式，引導學生分析和認識問題。該教學法使教師容易控制教學進程，能夠使學生在較短時間內(nèi)獲得大量系統(tǒng)的科學知識；但如果運用不好，無法調(diào)動學生學習的主動性、積極性，就會出現(xiàn)教師滿堂灌、學生被動聽的局面，師生間的互動也會較少。

另外，在對學生學習效果的考察上，一般也多通過課堂提問、布置作業(yè)、考試等形式進行。部分學生較為懶散，課后也不主動學習，純粹應付作業(yè)和考試，偏離了專業(yè)培養(yǎng)方案中要求學生掌握寬廣知識體系的要求。

如何改進教學方法和調(diào)動學生學習的主動性積極性，是高校專業(yè)教學中普遍面對的一個問題。

（四）學生在學習過程中存在較多問題

受各因素影響，大部分大學生的學習主動性有所下降，厭學及學習倦怠是當前高校較為常見的問題[4-5]。筆者經(jīng)過一段時期的觀察，以及與學生交流，發(fā)現(xiàn)學生在學習過程中存在諸多問題。

一是，學生對專業(yè)課程學習的價值和意義不清楚。很多學生對專業(yè)不理解，對職業(yè)發(fā)展目標不明確，不知水文是什么，存在人生觀模糊、積極性不高、學風懶散、心理迷茫等問題；部分學生不知該課程在專業(yè)知識儲備中的地位，不知所學知識有何用，不知所學知識對將來課程學習的意義，從而未給予充分重視，沒有強烈求知欲望；甚至還有部分學生基于教材中文字內(nèi)容較多而片面認為該課程屬于文科性質(zhì)，僅需要靠背誦和記憶來掌握該門課程知識。

二是，部分學生的學習方法和基礎知識有所欠缺。目前大部分學生課前不預習，只是被動地接受知識，適應填鴨式教學方法，主動思考能力不足，不能將課本知識與水文現(xiàn)象結(jié)合起來融會貫通地思考研究；部分學生認為課后復習多媒體課件即可，課堂聽講不專心；還有部分學生由于高等數(shù)學基礎不好，以致在面臨下滲方程、圣維南方程組、槽蓄方程、特征河長法、馬斯京根法等的時候，覺得公式推理過程較為繁瑣，理解起來比較費勁。

如何增強上述學生的課程學習效果，也是當前高校教學工作中需要探索的問題。

二、水文學原理課程教學的若干改革探索

基于揚州大學以及兄弟院校水文與水資源工程專業(yè)培養(yǎng)方案的要求，筆者根據(jù)從事該課程的教學實踐，結(jié)合自身的教學體會，就如何提高高校水文學原理課程的教學效果進行了探索。

（一）教學內(nèi)容的科學選擇和適當擴充

首先，梳理好知識點脈絡結(jié)構(gòu)并抓住重點。按照培養(yǎng)方案的要求，將需要重點掌握的水量平衡、降水—蒸發(fā)—下滲—徑流等水文循環(huán)過程、流域產(chǎn)匯流過程等章節(jié)內(nèi)容進行系統(tǒng)深入的講解，兼顧河口、潮汐、泥沙等水文現(xiàn)象，適當介紹水文學的主要研究內(nèi)容和發(fā)展歷程。同時，在課程講授過程中，適當介紹洪澇和干旱、水環(huán)境和水生態(tài)等對自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會造成的影響，引導學生體會水文科技給自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會的良性發(fā)展帶來的福音，幫助學生領(lǐng)悟該門課程的魅力以及明晰學習的價值。

其次，適當增加課外知識內(nèi)容并引入最新研究信息。筆者對教材中缺少但實踐應用又較多的方法進行補充介紹，幫助學生擴大視野和開拓思路。如教材中關(guān)于流域蒸散發(fā)能力的計算，介紹了基于氣溫的Thornthwaite公式，但是對應用較廣且精度較高的彭曼—蒙蒂斯公式介紹較少，因此可適當增加該內(nèi)容的講解，并以作業(yè)的形式讓學生得到實例操練。又比如在講解產(chǎn)匯流過程和水文模型等內(nèi)容的時候，增加山坡水文學、水文研究方法等內(nèi)容，補充水文模型從概念性到物理性、從集總式到分布式的發(fā)展歷程等內(nèi)容，并介紹相應類型的水文模型結(jié)構(gòu)及不同模型的區(qū)別和聯(lián)系。通過以上教學實踐，筆者發(fā)現(xiàn)學生的思路有所開拓，視野有所擴大，對水文科學演進方法有了一定思考，求知探索精神也有所增強。

再者，注意理論聯(lián)系實際。多將科研工作中或工程上的案例引入教學，如在講授產(chǎn)匯流章節(jié)的時候，可在課堂教學中適當介紹暴雨山洪預警系統(tǒng)等科研課題在生產(chǎn)實踐中的應用，讓學生深刻感受到水文知識服務社會民生的價值，從而激發(fā)學生學以致用的精神。

（二）增加課堂內(nèi)外實踐性教學環(huán)節(jié)的內(nèi)容和比例

1.增強課程內(nèi)實踐教學環(huán)節(jié)的比例

課堂講授的理論和方法，需要結(jié)合課堂實例操作、校內(nèi)實驗和校外參觀實習等實踐性教學環(huán)節(jié)，以便學生能更好地理解和掌握。筆者為此進行了一些有益的探索和實踐。在講授區(qū)域降水量計算的時候，除了講授教材中幾種方法的原理和計算步驟之外，還應給出實例或作業(yè)，并針對新技術(shù)的應用進行介紹。比如，針對同場次降水過程，分別借助Arcgis的空間插值技術(shù)或surfer軟件的等值線圖功能進行區(qū)域平均降水量的推求，并比較增減雨量站點的密度對結(jié)果的影響，鍛煉學生的分析能力。在講授土壤含水量的時候增加試驗環(huán)節(jié)，選用人工烘干法、TDR、FDR等土壤水分傳感器對土壤水分進行測定，對比測定方法原理和結(jié)果的差異性，從而幫助學生熟悉相關(guān)儀器的操作，并鍛煉分析和動手能力。在講授產(chǎn)流章節(jié)中不同徑流成分如何形成的知識點后，若有條件可以搭建室外徑流模擬平臺進行試驗，從而加深學生對下滲和產(chǎn)流等關(guān)鍵水文過程的理解。以上實踐內(nèi)容，能夠有效提高學生的科學分析和實際動手能力，增強教學效果。揚州大學目前正在進行校內(nèi)水資源與水生態(tài)試驗場的建設，建成后開展降水、蒸發(fā)、徑流、下滲等水文過程監(jiān)測和分析將更加具有操作性，水文學原理課程的實踐性教學也將更加可行。

2.鼓勵課外水文科學實踐活動

引導學生積極參加水文科學公益活動，如世界水日、濕地保護日、干旱與荒漠化防治日等；引導學生通過校院兩級團委組建水科學協(xié)會、水資源協(xié)會、水文化協(xié)會等，指導學生開展水文化交流、水文與水資源熱點問題調(diào)查等，如水環(huán)境調(diào)查、河湖水系普查等暑期社會實踐活動等；吸引部分學生參與教師的科研活動，通過科研課題研究的鍛煉，促進對知識點的理解和掌握，同時也培養(yǎng)其實踐創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神。以上活動是對課堂內(nèi)實踐性教學環(huán)節(jié)的有益補充，既可以增強學生對水文科學問題的認識，又能鍛煉發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，感悟水文科學的魅力，激發(fā)作為水文科技工作者的使命感和自豪感，鞏固學習效果。

（三）教學方法的靈活選用和教學資源平臺的建設

教學方法過于單一將影響課堂教學效果。筆者認為應結(jié)合課程特點，探索符合學生認知規(guī)律和感知規(guī)律的教學方法，充分發(fā)揮現(xiàn)代科技資源在高校課程教學中的作用。

1.教學方法的靈活選用

課堂教學中講授法仍然不失為一種有效的方法，對闡明概念、傳授知識、論證定律和公式較為實用，便于引導學生分析和認識問題。同時，還應該統(tǒng)籌選用多種教學方法。情景式教學法以案例或情景為載體引導學生自主探究學習，將理論知識與生活中的具體現(xiàn)象進行聯(lián)系，圖文并茂，調(diào)動學生多種感官，寓教于樂。為了增加學生對降水量級劃分的直觀認識，可引入特大暴雨—大暴雨—暴雨—大雨—中雨—小雨—微雨等的相關(guān)實景動態(tài)圖片；為了讓學生能夠直接感知產(chǎn)流章節(jié)中不同徑流成分的形成，可以制作動態(tài)圖片，從多感官增強學生的理解力。任務驅(qū)動式教學法以任務組織教學，以參與、體驗、互動、交流、合作的學習方式，充分調(diào)動學習者的認知能力，鍛煉分析和解決問題的能力，培養(yǎng)獨立探索和合作精神[6]。一個主題講完之后，可提供部分思考題、作業(yè)題或相關(guān)參考文獻，要求學生課后充分利用圖書館或網(wǎng)絡資源，尋找問題答案，下次課開展交流討論，以激發(fā)學生的求知與自學精神?；邮浇虒W法以教師和學生雙方互動交流討論為特點，教學相長。如針對某一主題，請學生課后認真準備材料，下次課請學生以“教師”姿態(tài)上臺講解，改變學生單純聽講的狀態(tài)，從而調(diào)動學生學習的主動性和積極性。筆者綜合采用以上教學方法，對水文學原理課程的教學方法進行了探索，經(jīng)實踐證明都收到了一定的成效。

2.多種資源并舉以提升教學效果

依托學校網(wǎng)絡教學平臺，建設網(wǎng)絡課程以及網(wǎng)絡討論平臺，并與學生進行郵件、QQ或微信的溝通與交流，就課程學習中遇到的問題和難點進行答疑解惑。借鑒微信公眾平臺成功推行的經(jīng)驗，聯(lián)系教研室及學校信息中心嘗試進行水文水資源微信公眾平臺建設，不定期地推送有關(guān)水文學、水資源、水環(huán)境和水生態(tài)等方面的最新研究進展或行業(yè)相關(guān)資訊等信息，使學生體會發(fā)展水利服務民生的重要意義，了解水文科學的發(fā)展形勢和就業(yè)情況等。

（四）在促進學生學習積極性和主動性方面

學生學習的積極性和主動性將直接影響課程的學習效果，以及是否能夠達到專業(yè)培養(yǎng)目標的要求。筆者認為應從激發(fā)學生和外界環(huán)境刺激上進行雙重的促進。

從內(nèi)因的角度來講，明確職業(yè)發(fā)展目標、端正學習態(tài)度和掌握科學有效的學習方法將對課程學習起到?jīng)Q定性作用。職業(yè)發(fā)展目標明確是努力學習的動力，能夠振奮精神，促進學生全力以赴達成目標，調(diào)動其成才的積極性。學生應端正學習態(tài)度，并結(jié)合個人興趣愛好以及對職業(yè)的期待，充實和拓展專業(yè)知識?？茖W有效的學習方法是收到良好學習效果的必要條件。學生應遵循課前預習—課堂聽講/討論—課后復習思考的模式，并結(jié)合自身學習特點，尋找適合自身的學習方法。

從外因的角度講，通過課堂表現(xiàn)與考勤評估、調(diào)整平時成績計算辦法和占總成績的權(quán)重、教師引導等措施，調(diào)動學生的積極性和主動性。一方面，將學生出勤情況、課堂和課后表現(xiàn)納入成績管理中，并形成激勵措施，從外在約束上促進學生的學習。另一方面，教師要引導學生樹立明確的職業(yè)發(fā)展目標，鼓勵學生制定好個人發(fā)展規(guī)劃并朝著既定目標奮斗；引導學生正確對待大學四年時光，不斷積累知識儲備和提高綜合素質(zhì)；應借鑒和運用教育心理學幫助學生掌握科學有效的學習方法；還應該注意教學內(nèi)容和教學方法的改進，增加課堂的趣味性。

（五）教師教學素質(zhì)和能力的提高

教師自身的職業(yè)道德、教學素質(zhì)和專業(yè)知識水平等，對該門課程的教學影響較大。因此，教師一方面要以對學生高度負責的態(tài)度認真積極備課，秉承孔子的“有教無類”的思想和蔡元培的“兼容并包”思想，樹立“傳道—授業(yè)—解惑”的責任意識，循循善誘，誨人不倦，與學生積極溝通，尊重關(guān)心學生，激發(fā)學生學習動力，活躍課堂學習氣氛，從而增強教學效果；另一方面也要繼續(xù)加強教育學、教育心理學的進修，多聆聽老教師和優(yōu)秀主講教師的課程，學習教學方法，并結(jié)合自身授課經(jīng)歷，進行教學反思和教學方法的改進，提高自身對教材的駕馭能力和對課堂的引導能力。另外，專業(yè)基礎強和科研成果較多的教師普遍受到學生的尊崇，學生愿意聽課并樂于與之交流。因此，教師還應該不斷充實水利學科知識，積累科研實踐經(jīng)驗，拓寬學科視野，提高自身學術(shù)水平，實現(xiàn)科研和教學的雙向反哺。

三、結(jié)語

隨著氣候變化和人類活動的影響，水資源、水生態(tài)和水環(huán)境引起了廣泛的關(guān)注，水文學為以上問題的解決提供了諸多方法，而這些方法構(gòu)成了水文學原理課程的知識體系。同時，我國也正在加強水生態(tài)文明建設，在當前自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略背景下，水文科技工作面臨諸多新問題和新要求，對水文科技工作者綜合素質(zhì)的要求也越來越高。高校水文與水資源工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標就是為社會輸送高素質(zhì)和優(yōu)秀的水文科技工作者，因此，應高度重視專業(yè)課程的教學效果。本文就高校水文學原理課程的教學現(xiàn)狀和改革進行了探索，希望能夠為水文學原理課程教學質(zhì)量的提高提供參考。

參考文獻：

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[6]熊浩.任務驅(qū)動式教學法在土力學課程中的實踐[J].高等建筑教育，2014，23（5）：69-71.

Teaching exploration on the course of principles of hydrology for hydrology

and water resources engineering specialty in universities and colleges

WANG Jingcai， HUANG Honghu， FANG Hongyuan

（School of Hydraulic， Energy and Power Engineering， Yangzhou University， Yangzhou 225127， P. R. China）

Abstract： The principles of hydrology is an important course for students of hydrology and water resources engineering specialty. The teaching effect of this course will not only directly affect the learning of following courses such as hydrological forecasting， hydrological and hydraulic calculation， but also affect students professional quality. To solve the main problems existing in the teaching practice of this course and improve the teaching effect， we analyzed the problems and suggested that the course teaching should be reformed from aspects of the knowledge system， the theory and practice of teaching， teaching methods， teaching resources， teachers， and students. The study can provide a reference for improving the teaching effect of principle of hydrology.

Keywords： hydrology and water resources engineering； principles of hydrology； course teaching； teaching research