《工程水文学》课程教学改革的探索与实践

王巧焕， 何春锋

(东华理工大学，江西抚州344000)

《工程水文学》课程教学改革的探索与实践

王巧焕， 何春锋

(东华理工大学，江西抚州344000)

《工程水文学》是水文与水资源工程专业的一门不可缺少的专业基础课，课程具有综合性强，抽象性强，实用性强的特点。根据该课程的特点，采用现代化教学手段、“框图”教学模式等几种教学方式，并强调学生阅读文献、参与实习等实践性环节的重要性，对于提高该课程的教学质量起着重要作用。

工程水文学;课程教学;教学方式;教学实践

随着经济社会的发展和观念的进步，我国水利事业正在由传统水利向现代化水利、可持续发展水利转变［1］，在转变的过程中，人们为了更充分的利用水资源以及尽可能降低洪水、干旱、水污染等灾害的影响，进而不断的建造大量的涉水工程，包括流域水利水电工程、水资源保护工程、水土保持工程、水环境治理工程等［1］，这些涉水工程从兴建到运行过程中都要经历规划设计、施工建设及运营管理三个阶段，每个阶段都要定量预估未来的水文情势。《工程水文学》就是针对这些涉水工程的性质和要求，将水文学的基本理论和方法应用于工程建设与管理上的一门技术基础课程。

1 课程教学目的和意义

《工程水文学》是以水文学的基本原理和基本方法为基础，为涉水工程的规划设计、施工、运营管理提供水文依据，它涉及到陆地水文学专业所有的技术基础课和专业课，如水文学原理、水文测验学、水文统计学、水文预报、水文计算等［2］。

该课程是水文与水资源工程专业本科生的一门必修课程，它是以水文计算为核心。通过该课程学习，学生能系统掌握径流形成过程、水文信息采集与处理、设计年径流和设计洪水等基本概念、基本原理和基本计算方法，培养学生扎实的工程水文知识，提高学生分析和解决实际水文问题的能力，最终为后续的专业课及将来从事水文等相关工作奠定扎实的专业基础。

2 课程的特点

对学生而言，《工程水文学》是一门综合性强、学起来困难较多而难以掌握的课程。因此，教师必须结合课程的特点，制定切实可行的教学思路和方案，通过适当的教学手段，达到良好的教学效果［3］。由于该课程的性质特殊，所以在该课程教学中不能忽视以下几个特点。

2.1 综合性强

如前所述，本课程涉及到陆地水文学专业所学技术基础课程和专业理论课程的内容，是一门综合性很强的课程，这种综合性特点决定了该课程与其它相关课程之间有着亲密联系，故要达到课程要求的较好效果，就需要学生掌握扎实的数理基础和专业基础知识。其中数理基础包括数学、概率论与数理统计等;专业基础知识包括水文学原理、水力学、地球科学、水文地质学、环境学等。

2.2 抽象性强

《工程水文学》也是一门较抽象的课程，若仅以课本内容来讲述，学生很难理解和吸收，容易对课程失去兴趣和信心，为了提高学生学习的积极性和兴趣，课堂上讲述基本原理时，既要讲清原理产生的实践基础，突出原理在实践中的重要作用，在实践中如何使用，又要从复杂的工程实际背景中归纳总结出典型理论问题［4］，使抽象概念具体化，以便学生理解、吸收、掌握原理的内涵。

如讲到“频率(P)”这个抽象概念时，可以引入“重现期(T)”概念加以理解，所谓重现期是指某随机变量的取值在长时期内平均多少年出现一次，又称多少年一遇。对于这个概念学生应该容易理解且耳熟能详，在实际生活中经常会听到“××水库的设计洪水位为千年一遇，其设计频率P=0.1%”或者“××地区发生了百年一遇的洪水，其设计频率P=1%”等等，结合学生生活实际这样一讲，学生就会明白了。

2.3 实用性强

《工程水文学》是一门应用水文学，它要求学生将课程中所学的基本理论、基本计算方法应用到工程实践中去，因此，在传授学生理论知识时，可以通过课程实验以及教学实习等实践性教学培养学生的实践能力，扩宽学生的知识面，达到学以致用的目的。

如在讲水文信息采集与处理时，在课堂上先将水位观测、流量测验、泥沙测验等方面的基本测验方法、整编方法讲授清楚;随后在学生的教学实习中，可以让水文站工作人员给学生实际讲解相关水文数据测定仪器的使用方法，学生可分四人一组进行实践操作，这样学生可将课堂上所学的理论知识应用到实践中去，让学生明白如何获取水文数据，并且进一步明白所获得的这些水文数据是设计年径流、设计洪水计算等的基础数据，最终为涉水工程的兴建提供数据依据。

3 课程学习的要求

根据该课程的特点，要求学生掌握课本上的练习题外，还要增加一些实验、实践性环节。

3.1 安排学生参加课间实验

为了让学生更深入地掌握课堂上的知识，该课程在教学计划安排中加入4个学时的实验，其中包括两个必做实验:气象站观测(降水、蒸发等数据测定)和明渠水槽断面流速测定;一个选做实验:河流中泥沙测定。这三个实验要求学生自己动手操作，分四人一组，最后将测验的数据进行整理，提交实验报告，并在课程考核中按10%的比例计入总成绩。

3.2 要求学生课前预习、课后复习并完成作业

由于课程内容复杂，难以理解，前后内容相互关系较大，所以要求学生在上课前先预习，大体上了解将要讲述的内容，随后在课堂上有针对性带着问题跟着教师思路进行理解，课后将所讲的内容再更深入消化吸收，并完成相关内容的作业。这种教学要求实际上从学生开始学习就应做到，但在大学学习过程中，学生都没有意识到这种步骤的重要性，往往到上课时才打开书，上完课合上书直到下一节课才打开书，有的学生甚至不打开书，所以很难跟上教师的思路，致使该课程结束后，对教学内容还是很难掌握。为了达到较好的效果，要求学生预习时先总结提出问题，复习时解决问题，最后以纸质形式连同作业上交，这在课程考核中占总成绩的5%。

3.3 要求学生阅读与课程有关的参考书及文献并完成读书报告

由于课程的内容较多，但课程授课学时有限，所以不能在有限的学时内将课程内容一一讲解，这就要求学生在课后多阅读相关的参考书，将课堂上没有讲解或简单讲解且其它课程没有涉及到的内容进行弥补。同时为了提高学生的科研水平，要求学生感受到该课程在实际工作中的重要性，让学生阅读一些相关的科研论文、科研报告，如小流域设计洪水都有哪些计算方法、城市内涝问题研究、特大洪水对洪峰流量如何影响等等，完成读书报告，学生既从中体会学习乐趣，对热点和前沿问题进行追踪和了解，又能提高能力的培养，为今后的深造打下良好的基础，这在课程考核中占总成绩的5%。

4 课程教学方式

4.1 采用多媒体等现代化教学技术手段

该课程以课堂讲授为主，注重对基本概念、原理及计算方法的介绍，讲课中采用传统板书与现代化多媒体技术相结合的教学手段。其中多媒体教学图文并茂，既可以丰富课堂教学内容，又可以缩减传授知识的时间，同时还可以把抽象的内容图像化，更能激发学生的关注度、加深对知识的记忆［5］。如水文信息采集的各种仪器，可以通过图片更直观感知，如何采集数据时，可以加入录像进行讲述，使学生在课堂上就能掌握实践操作，达到较好教学效果。

4.2 积极吸取先进的教学方法与模式

(1)采用“框图”教学模式。“框图”教学模式可以将相对分散、零碎的知识单元进行合理组合、有机衔接起来，从而使学生既可以看到一个整体、全局的知识体系，又能明确各知识单元的位置与联系;既抓住主线、突出重点，又能顺“藤”摸“瓜”、各个突破，便于课前对所学内容有个整体性了解，课后对所学内容复习与巩固［6］。对于该课程知识点多而杂，推求方法又多样化等特点，采用“框图”教学非常适用，且教学效果良好。

如由暴雨资料推求设计洪水时，其计算框图如下。

图1 由暴雨资料推求设计洪水计算框图

这样学生可以从总体上了解暴雨资料推求设计洪水的计算过程，其计算过程可分为相对独立的三个知识单元，计算框图分别如下:

图2 三种资料条件下流域设计暴雨计算框图

图3 流域产流计算框图

图4 流域汇流计算框图

通过上述三个知识单元计算框图，学生既可以明白由暴雨资料推求设计洪水具体过程，又可以使流域产汇流计算内容得以复习，达到较好的教学效果。

(2)采用“激励”教学方法。激励教学法是一种强调学生的主体性、充分体现以学生为主的教学方法，即根据学生需要肯定的需求及时给予鼓励，以调动学生的学习积极性和参与课堂教学的主动性［7］。在该课程教学中，主要采用课堂回答问题及时鼓励并给予奖励评分，作业批改并给予不同等级评分，再加上期中考试的评分三种措施，调动学生学习的积极性和参与性，这部分在课程考核中占总成绩的10%。

(3)采用“多维互动”教学手段。“多维互动”教学模式表现为师生共同参与，以学生为中心，教学方法多样化，促成师生、生生等互动局面，来激活课堂教学，在本课程教学中采用了讨论式教学方法［8］。

一方面，教师在备课时带着问题认真钻研教材，阅读相关参考书，拟出讨论内容，吸引学生的兴趣，如讲到水资源与水循环时提出“水是用之不尽，取之不竭”的吗?在讲到年径流影响因素时，提出“植树造林，毁林开荒，修建水利工程”等措施对流域年径流如何影响等问题来进行讨论，课后再进行总结。

另一方面，在课程教学中，腾出一定的时间，让学生自己设计问题，将课程所学的知识的重点、难点、疑点等说出来，从而让全班同学主动探索、思考问题，打破传统课的束缚，取得良好的教学效果。

4.3 加强实践能力的培养

“实践、认识、再实践、再认识”是人类认识事物的规律［9］，重视学生实践能力的培养是该课程的特点所决定的。在课堂上注重对基本原理和方法的介绍，并结合实验、实习等实践教学方法，使学生的实际动手能力得到培养。如要了解气象观测的要领，可以先让学生借助实验室小型气象站，了解降水、蒸发等数据的整理，再在实习过程中带学生参观气象站，并由专业工程师讲解气象卫星云图，了解天气预报的整个过程;然后带学生参观水文站，学习水位、流量等的实际测验方法;最后带学生到水利水电设计院进行实习，掌握如何推求工程的设计标准值等一系列实践活动，丰富学生专业知识和提高学生实际工作能力。

5 课程考核方式

课程考核就如一根指挥棒，学生往往根据考试方式来确定学习和复习方式，传统的闭卷考试模式单一、死板，既不利于学生学习兴趣的激发，也不利于学生灵活运用基础知识能力的培养［10］，从而很难达到该课程教学要求。根据这几年的教学经验，采用综合评定方法:其中基础理论与计算方法采用闭卷考试方式，以60%计入总成绩，平时成绩(包括阅读文献及读书报告占5%、作业占5%、上课考勤占10%和课堂回答问题占10%)以30%计入总成绩，课间实验以10%计入总成绩。这样的考核方式充分体现了学生掌握该课程的知识情况，符合人才培养的计划，学生在掌握理论知识的同时又培养了分析和解决实际问题的能力。

6 结语

根据《工程水文学》课程的特点，采用“框图”教学模式、激励教学方法和多维互动教学模式等教学方式，并引导学生阅读相关文献、撰写读书报告，不仅扩大了学生的知识面，而且提高了学生的科研能力;通过学生对实践性教学环节的参与，培养了学生的动手能力，为学生以后的学习和工作打下良好的基础。

由于科学技术不断发展，教师也要与时俱进，不断地查阅国内外与该课程相关的新文献，及时把新理论、新方法、新技术等传授给学生，以求达到良好的教学效果。

［1］詹道江，徐向阳，陈元芳.工程水文学:第四版［M］.北京:中国水利水电出版社，2010.

［2］张子贤.工程水文学教学中的几点体会［J］.河北工程技术高等专科学校学报，1995(增1):26-28.

［3］宋晓梅.“环境水文地质学”课程教学研究与实践［J］.安徽理工大学学报:社会科学版，2006，8(4):77-78.

［4］胡彩虹，吴泽宁，左其亭，等.工程水文学课堂教学中的创新精神和实践能力的培养浅谈［J］.中国科教创新导刊，2008(29):191-192.

［5］朱立，李跃忠，钱敏，等.《传感器与检测技术》课程教学模式创新探讨［J］.东华理工大学学报:社会科学版，2011，30(1):77-80.

［6］仇锦先，陈平.“框图”教学模式在“工程水文学”教学中的应用［J］.中国电力教育，2009(4):54-55.

［7］谭军利，王西娜.谈激励教学法在《工程水文学》教学中的应用［J］.职业教育研究，2011(10):91-92.

［8］殷震育，于玲红，杨文焕，等.“水文学与水资源学”课程教学改革［J］.科技信息，2011(17):33-36.

［9］黄继英.国外大学的实践教学及其启示［J］.清华大学教育研究，2006(4):97-101.

［10］王斌，周亚平.《生命科学导论》课程考核存在的问题和改革建议［J］.东华理工大学学报:社会科学版，2011，30(1):85-88.

Exploration and Practice on the Teaching Reform of“Engineering Hydrology”Course

WANG Qiao-huan， HE Chun-feng
(East China Institute of Technology，Fuzhou344000，China)

“Engineering Hydrology”is an indispensable professional foundation course of hydrology and water resources engineering.It is characterized by comprehensiveness，abstractness and practicability.According to these characteristics，this paper stresses that we should adopt modern teaching means，“diagram”teaching mode and so on，and also emphasizes the importance of students’reading literature and participating in practice，which play a very important role in improving teaching quality of the course.

engineering hydrology;course teaching;teaching mode;teaching practice

G642.0

A

1674-3512(2012)02-0184-04

2012-02-05责任编辑:王菊梅

王巧焕(1980—)，女，陕西蒲城人，硕士，讲师，主要从事水资源与水环境研究。

王巧焕，何春锋.《工程水文学》课程教学改革的探索与实践［J］.东华理工大学学报:社会科学版，2012，31(2):184-187.

Wang Qiao-huan，He Chun-feng.Exploration and practice on the teaching reform of“Engineering Hydrology”course［J］.Journal of East China Institute of Technology(Social Science)，2012，31(2):184-187.