地矿类高校水文学原理教学与实践探讨

刘丽红

摘 要:本文阐述了目前地矿类高校水文学原理教学所遇到的问题,提出针对地矿类高校的水文学原理教学改革设想,并结合教学体会,探讨探讨该课程的教学方式。了水文地质学基础的研究型教育的方法。

关键词:

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(c)-0184-01

水文学原理是水文学与水资源工程专业的专业基础课课程,也是水文学与水资源工程本科专业最重要的核心课程[1～3]。水文学主要研究地球系统中水的存在、分布、运动和循环变化规律以及相关问题的学科体系。通过对它的学习可以掌握水文学的基本概念和基本理论,而且可以为后续的“工程水文学”、“水文分析计算”等地表水专业课程及“地下水水文学”、“地下水动力学”等地下水专业课程的学习奠定良好的基础,为此,如何在矿业类高校进行水文学这门课程的教学显得尤为重要。

1 课程特征

(1)抽象性。本课程是以水文现象为研究对象的,水文现象具有时程变化上的周期性与随机性、地区上的相似性与特殊性,因此对水文现象的研究需要采用成因分析法、数理统计法和地理综合法等多种方法来研究水文现象。

(2)繁杂性。由水文现象具有时程上的随机性和地区上的特殊性,需要对各个不同流域的各种水文现象进行年复一年的长期观测,积累资料,进行统计,分析其变化规律,从而决定了本课程要应用到大量的数据和复杂的研究方法,这就使课程变得枯燥和缺乏趣味性。

(3)实践性。水文学原理研究方法的特征决定了这门课程是一门实践性非常强的课程。水文学原理研究方法涉及到多学科的交叉与渗透,采用确定性和随机性方法相结合的方式,通过水文实验和流域水文模型来揭示水文规律,所有这些研究方法的实践性决定了这门课程也是一门实践性的课程。

2 教学难点

(1)由于水文学原理涉及大量的水文现象、水文规律的及水量计算,授课者大多仍然沿用传统教学模式,听课者专业兴趣不高;在专业课的讲授中,水文学原理的收到课、采用的教材的难易程度限制,大多数老师仍然停留在水文现象的定性描述中,没有定量的深入分析水文现象,大学生的主动学习积极性不高,认为这门课程属于定性描述类的课程,对课程的重视程度不够。

(2)适合课堂教学的计算机辅助教学软件(又称“课件”)太少。目前水文学原理的课件非常少,而且侧重点又不一样,因此,适合矿业特色的水文原理课堂教学的软件就更缺了。

(3)利用课堂时间进行大量水文数据的处理工作很困难。本课程在讲授流域汇流时需要应用到大量水文实测数据来说明方法过程,仅利用课堂让学生亲自动手,空间和时间上都是不理想的。

3 教学改革策略

3.1 进一步明确研究型教学目标

对于矿业类高校的水文与水资源专业的学生,进行水文学原理授课的目的并不是要把们都培养成为水文地质专家或专门从事水文科学研究的专业人员,而是让他们掌握应用水文学原理的基本概念和基本理论,能够结地矿学科专业技术应用于其工作领域,成为既熟悉本地表水专业知识又掌握水文地质基础的复合型人才。因此,对这些专业学生进行水文学原理授课,要以掌握理论,实践应用为目的。

3.2 发挥多媒体形象直观的教学优势引进多媒体教学,并与传统教学有机结合

水文学原理常常涉及大量的数据,而且分析过程繁琐,这在传统教学中通常是用一些简单的例子代替,或者是对着书本讲解,使本身就难理解的知识更加抽象化。借助多媒体教学形式,就不必顾虑水文实测系列的长短问题,教师可以有针对性地选择实例来说明复杂但实用性强的水文学方法的应用,并且使讲解生动清晰,教学效果得到极大提高。

4 水文学原理教育教学体会

4.1 将科学研究意识贯穿于水文学原理课程教学中

地学类院校目前则偏重于水文机理方面的研究与教学,其教学目的是让学生了解和掌握自然界水的形成、分布、运动及变化方面的基本知识。在对大学生的水文知识的教育中,除了理清水文学原理的基本概念、基本理论外,必须结合目前地下水利用现状,并结合我校在科研工作的方面的优势,提倡基于研究的教学和以探索为本的学习。例如,在“水文学原理”课程中,大胆创新,采用自愿参加、组织引导等各种形式分工协作,查阅相关文献,组织了“地表水与地下水的相互交换”等方面的课堂学术报告,让学生通过课堂主题汇报的形式,让学生成为课堂教学的组织者,主动参与到课堂授课教学中,学生讲授自己查阅的相关文献,大大活跃了学习气氛,该方法受到了同学们的一致好评。

4.2 精选内容,突出重点,将水文学的产汇流理论透彻的教授给学生

在水文学原理课程教学中,有侧重点的精讲,重点突出产汇流理论的阐述和应用,将水文学的定性现象描述与定量水量计算相结合,使学生真正掌握产汇流的水量计算的精髓,同时结合当前研究的热点,将理论方法结合实例应用,让学生真正认识到这门课程的工程实践用处,而不是局限在课程的简单理论的阐述中。如,课堂中进行流量过程线的分割,将地表径流和地下径流分割开,让学生掌握基流分割的方法原理,将学到的知识加以应用,真正体会到水文学原理的这门课程不仅是理论学习,更重要的是这门课程是指导实践的重要工具,提高学生的学习积极性。

4.3 设置一定课时量的计算机实验课程

由于水文学涉及大量的数据的统计分析处理,计算机实验课程必不可少。通过计算机实验课程结合一定的水文数据处理和简单水文软件操作,增强学生的主动思考和动手能力,在遇到问题时能通过数据处理和简单软件操作去解决实际的水文学中的问题。如,给出一个简单的小流域,通过SWAT软件对流域进行划分,提取子流域和水系,进行简单的产汇流计算,学生通过计算机实践课,了解当前用到数值模拟软件,更深入到学科的前言,拓展他们了思维。

参考文献

[1] 夏军.水文学科发展与思考[J].中国科学基金,2000,14(15):293～297.

[2] 芮孝芳.水文学原理[M].北京:中国水利水电出版社,2004.

[3] 缪韧.水文学原理[M].北京:中国水利水电出版社,2007.