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水文學(xué)限選課程實(shí)踐教學(xué)的改革探討論文
摘要：根據(jù)地下水科學(xué)與工程專業(yè)“水文學(xué)”限選課程的特點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性低、主動(dòng)性差等問題，本文從優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式兩個(gè)方面提出了實(shí)踐教學(xué)改革的方法和手段。教學(xué)實(shí)踐表明，這些措施提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，改善了實(shí)踐教學(xué)效果，達(dá)到了人才培養(yǎng)方案的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：水文學(xué)；地下水科學(xué)與工程；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革
“水文學(xué)”是地學(xué)類高等院校地下水科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)限選課程，主要研究地球上水的起源、循環(huán)及分布，水與物理、生態(tài)環(huán)境之間的相互作用及水對(duì)人類活動(dòng)的響應(yīng)等規(guī)律，以及應(yīng)用這些規(guī)律為人類服務(wù)[1]。本課程以水量平衡為理論基礎(chǔ)，講述水文循環(huán)的物理過程、水文循環(huán)各要素形成的物理機(jī)制、各種水文現(xiàn)象及特征、水文要素的時(shí)空分布規(guī)律及數(shù)學(xué)物理模擬方法。因此，掌握水文學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)及原理可為水旱災(zāi)害的模擬及預(yù)測(cè)、水資源評(píng)價(jià)及合理開發(fā)利用、水環(huán)境保護(hù)等應(yīng)用和研究做好知識(shí)準(zhǔn)備[2]。但筆者在面向防災(zāi)科技學(xué)院地下水科學(xué)與工程專業(yè)講授“水文學(xué)”課程中發(fā)現(xiàn)，該專業(yè)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)不重視，出現(xiàn)學(xué)習(xí)熱情低、積極性差等現(xiàn)象。究其原因主要在于“水文學(xué)”課程本身具有較強(qiáng)的應(yīng)用性和實(shí)踐性，而我校該課程內(nèi)容體系中實(shí)踐課程所占比重太小，導(dǎo)致學(xué)生感到課程內(nèi)容抽象與枯燥。故本文針對(duì)地下水科學(xué)與工程專業(yè)“水文學(xué)”限選課程的實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀，提出一些改善方法及手段，從而使本課程更好地服務(wù)于本專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。
一、分析實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀
1.實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容同一化且陳舊化�！八膶W(xué)”課程是水文與水資源工程專業(yè)和地下水科學(xué)與工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，不同專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和側(cè)重點(diǎn)應(yīng)有所不同。然而，實(shí)際教學(xué)過程中這兩個(gè)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容基本重合，沒有針對(duì)地下水科學(xué)與工程專業(yè)的特點(diǎn)制定符合本專業(yè)特色的實(shí)踐教學(xué)大綱。以防災(zāi)科技學(xué)院為例，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容主要為水文氣象觀測(cè)實(shí)習(xí)、流速儀的使用等，整體偏重地表水內(nèi)容，與地下水相關(guān)內(nèi)容的聯(lián)系較弱，致使學(xué)生感到枯燥乏味，難以和本專業(yè)內(nèi)容相結(jié)合。另外，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容大多以傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法為主，沒有考慮當(dāng)今實(shí)際水文工作的需求，沒有涉及符合現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)與分析等新技術(shù)和新方法�？傊F(xiàn)開設(shè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容存在同一化且陳舊化的問題，為改善教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，亟須更新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。
2.實(shí)踐教學(xué)模式單一化。在教學(xué)改革過程中，教學(xué)模式的改革是關(guān)鍵[3]。在“水文學(xué)”實(shí)踐教學(xué)中，“教為導(dǎo)向”的教學(xué)模式依然占據(jù)主體，嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。例如，實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多為雨量器、蒸發(fā)器及流速儀的使用等演示型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定無變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果單一，學(xué)生參與實(shí)踐教學(xué)基本處于被動(dòng)狀態(tài)，缺乏獨(dú)立思考過程。這種教學(xué)模式使得實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ岳碚撝R(shí)形式來傳授，剝奪了培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力的機(jī)會(huì)。故應(yīng)改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式，開展以學(xué)生為本位的探究式實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，構(gòu)建“學(xué)為導(dǎo)向”的高效教學(xué)模式[3]。
二、優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
鑒于地下水科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后主要從事水資源開發(fā)利用與保護(hù)、水環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘察等方面工作，而不是進(jìn)行水文分析計(jì)算、水利水電工程規(guī)劃與管理等方面工作，故需將原有的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。
1.優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，突顯專業(yè)特色。對(duì)于面向地下水科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)的專業(yè)限選課，如果實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容僅以地表水為主，往往會(huì)令學(xué)生感到“水文學(xué)”課程與地下水專業(yè)知識(shí)脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該課程的認(rèn)識(shí)會(huì)發(fā)生偏差。結(jié)合地學(xué)類院校如中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）、吉林大學(xué)等在“水文學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容上對(duì)水文機(jī)理方面的側(cè)重點(diǎn)[2]，筆者在實(shí)踐教學(xué)中嘗試加入與地下水相關(guān)的內(nèi)容。例如，實(shí)踐教學(xué)中增加了下滲實(shí)驗(yàn)和土壤水分再分配實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證下滲規(guī)律和土壤水再分配規(guī)律，并加深學(xué)生理解下滲對(duì)于徑流損失和地下徑流產(chǎn)生的重要意義，有助于學(xué)生掌握降雨徑流模擬的基本原理和方法。
2.調(diào)整實(shí)踐教學(xué)類型，合理分配學(xué)時(shí)。以防災(zāi)科學(xué)學(xué)院為例，“水文學(xué)”課程共48學(xué)時(shí)，3學(xué)分。由于課內(nèi)總學(xué)時(shí)較少，實(shí)踐教學(xué)僅占6學(xué)時(shí)，且大多數(shù)實(shí)驗(yàn)采取了演示實(shí)驗(yàn)的形式，教學(xué)效果一般。因此，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和專業(yè)技能，需酌情增加實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)，精簡(jiǎn)理論學(xué)時(shí)，并適當(dāng)將演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)手操作類實(shí)驗(yàn)。如筆者嘗試將“流速儀的使用”這樣的演示實(shí)驗(yàn)調(diào)整為“潮白河測(cè)流”的實(shí)地水文測(cè)驗(yàn)，通過對(duì)潮白河燕郊段多個(gè)測(cè)驗(yàn)斷面的施測(cè)來判斷潮白河燕郊段地表水與地下水的補(bǔ)排關(guān)系。該項(xiàng)實(shí)習(xí)內(nèi)容激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，深受學(xué)生好評(píng)。
三、改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式
實(shí)踐教育是人才培養(yǎng)過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，既是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的切入點(diǎn)，也是大學(xué)生認(rèn)識(shí)社會(huì)和了解事業(yè)發(fā)展舞臺(tái)的有效途徑[2]。為全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)，有效提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題能力，筆者經(jīng)過近三年的教學(xué)實(shí)踐，鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生開展以問題為導(dǎo)向的探究式學(xué)習(xí)，探索了以下幾個(gè)方面的實(shí)踐教學(xué)模式的改進(jìn)：
1.開設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。為激發(fā)學(xué)生對(duì)水文科學(xué)的興趣，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面的優(yōu)勢(shì)，筆試嘗試在課外開設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在原有的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，將水文學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教師的科研項(xiàng)目相結(jié)合，開設(shè)一系列創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)外開放，有興趣的同學(xué)可自由選擇。例如，筆者指導(dǎo)的“潮白河-地下水系統(tǒng)的滲流規(guī)律研究及其物理模型演示”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們親自動(dòng)手制作了滲流槽并順利完成了滲流實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示了潮白河與地下水的滲流規(guī)律，并探究了滲流作用對(duì)已被污染的河水的凈化作用。該項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目使學(xué)生們深刻感悟到了水文科學(xué)服務(wù)社會(huì)民生的價(jià)值。
2.增設(shè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。隨著信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及其在水文學(xué)中的應(yīng)用，一些高新技術(shù)如計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)、同位素技術(shù)等的涌現(xiàn)迅速推動(dòng)了現(xiàn)代水文科學(xué)的發(fā)展。順應(yīng)現(xiàn)代水文學(xué)快速發(fā)展的需求，當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)具備運(yùn)用基礎(chǔ)的專業(yè)軟件和計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際水文問題的能力。所以，筆者在實(shí)踐教學(xué)中增設(shè)了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如在講授水文預(yù)報(bào)內(nèi)容時(shí)，增設(shè)了運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行水文預(yù)報(bào)的上機(jī)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生們根據(jù)某河流的近二十年年徑流量資料，運(yùn)用SPSS軟件中的時(shí)間序列分析模塊對(duì)該河流的年徑流量進(jìn)行了中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，并分析了預(yù)報(bào)結(jié)果的精度。通過本次上機(jī)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們了解了SPSS軟件在水文科學(xué)中的應(yīng)用，同時(shí)參與了實(shí)際水文預(yù)報(bào)工作，開拓了他們的水文科學(xué)思路。
3.提倡參與課外實(shí)踐活動(dòng)。課外實(shí)踐活動(dòng)是實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的有益補(bǔ)充，可以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力、動(dòng)手能力。實(shí)踐能力的形成是一個(gè)漸進(jìn)的復(fù)雜過程[4]。提倡和鼓勵(lì)學(xué)生積極參與暑期社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)、水文科技活動(dòng)等課外實(shí)踐活動(dòng)，對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)有重要的幫助。例如，2015年6位學(xué)生參與了大學(xué)生暑期社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)“湖南省郴江河水水污染調(diào)查”，實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)生們獨(dú)立完成了野外踏勘及水樣的采集，并參與了室內(nèi)水樣的簡(jiǎn)分析檢測(cè)，這次實(shí)踐活動(dòng)充分得鍛煉了學(xué)生們的實(shí)踐創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
四、結(jié)語(yǔ)
本文以培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的應(yīng)用性人才為目標(biāo)，根據(jù)“水文學(xué)”課程的內(nèi)容并結(jié)合地下水科學(xué)與工程專業(yè)的特點(diǎn)，通過優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式來充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，從而使這門課程的實(shí)踐教學(xué)更好地服務(wù)于地下水科學(xué)與工程專業(yè)人才的培養(yǎng)。筆者經(jīng)過對(duì)2014級(jí)、2015級(jí)地下水科學(xué)與工程專業(yè)的本科生教學(xué)實(shí)踐，實(shí)踐教學(xué)效果得到了一定的改善。而這僅僅是一個(gè)開始，在今后的教學(xué)工作中還需要不斷地探索和完善，密切關(guān)注國(guó)內(nèi)外水文科學(xué)研究動(dòng)態(tài)，及時(shí)將水文學(xué)研究中新進(jìn)展與新方法傳達(dá)給學(xué)生。
作者:張耀文 張瑩 張莉麗 孔慧敏 單位:防災(zāi)科技學(xué)院
參考文獻(xiàn)：
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