“工程水文及水利计算”课程线上线下混合式教学研究

李慧 刘坤 张琴 姚宝林

摘  要：“工程水文及水利计算”课程是水利类的专业核心课程，具有较强的理论性、综合性和应用实践性。针对本课程特点和存在问题，采用线上线下混合式教学模式，提高学生的学习兴趣，挖掘学生的学习潜力。同时，明确教学目标，优化教学设计，完善考核体系，将以教师为中心的课堂教学模式转变为以学生为中心的教学模式，提高学生创新能力和解决工程实践问题的能力。

关键词：线上线下；混合式教学；教学设计；实践

在“互联网 + 教育”模式下，信息技术和教育教学深度融合。利用现代化工具和网络资源，采用各种平台（雨课堂、学习通、智慧树等）进行互动，建立“以学生为中心”的线上线下混合式教学模式。混合式教学在教学设计上更加务实，也更具优势，可以激发学生的学习兴趣，充分的发挥学生的主动性，以达到更好的学习效果，这是教育信息化发展的必然趋势。混合式教学不是一种机械的学习方式的叠加，而是一种注重发挥传统教学和数字化教学优势的教学模式[1]，这种教学模式有利于高效学习，因材施教，为现代教学改革带来了新思路。那如何充分利用线上的优质资源，引导学生提前预习，与传统的课堂教学进行深度融合，开展线上线下混合式教学，将是我國高校课程改革的必由之路。

“工程水文及水利计算”课程是水利类专业的核心课程，课程内容丰富、实践性和综合性较强、考核方式单一。当下，高校课程学时普遍压缩，传统教学模式存在教学任务重，知识理解难，工程实践能力弱等问题，很大程度上制约了学生的积极性和主动性[2]。因此，本课程急需从“以学生为中心”教学理念出发改变教学思路，注重发挥传统教学和数字化教学的优势，采用线上线下混合式教学模式，从而拓宽学生学习的时间和空间，提高学生的学习兴趣，增加理论与工程实践的结合，实现水利工程专业应用型人才的培养目标。

1  本课程的主要特点和存在问题

1.1  课程主要特点

1.1.1课程内容丰富，知识关联性强。本课程内容包括：水文学基本知识和原理、水文测验、产汇流计算、设计年径流和设计洪水、水库兴利计算、调洪演算和水库调度等。各章节内容知识点多，概念具有一定抽象性，理论性较强。在教学过程中应突出重点，抓住主线，建立课程体系。以水文学基本知识和原理的理解和掌握作为主线，将零散的知识点进行归纳总结，帮助学生有条理地梳理知识脉络，处理好各个章节知识点的衔接，引导学生建立整体全局的知识体系，从而提高学习效率。

1.1.2课程综合性强，基础知识要求高。本课程是一门综合性很强的课程，与多学科知识点都有交叉，对基础学科的知识掌握要求高，涉及到“概率论与数理统计”“水力学”“工程地质及水文地质”“水资源规划与管理”等相关课程内容。不同学科知识点相互关联，同时要考虑与其他课程的先后顺序，精炼课程知识点。例如：在水文统计原理中会应用到的概率论与数理统计的知识，概率论与数理统计属于本课程的先修课程，那么这部分的内容可以先引导学生回顾，简略讲解，主要以应用解决水文数据处理为核心。这样既可以减少学时，也可以提高学习效果。

1.1.3工程实践性较强。本课程核心任务是利用水文学的基本理论和方法来解决实际工程问题。因此，既要打牢学生的基础理论知识，又要注重加强理论应用于工程实践。要将理论中的相关知识点进行融合，并通过工程实例来讲解，这样有利于加深知识点理解，且可以提高学生对工程实践的认识，扩宽学生的思路和知识面，真正做到学以致用。

1.2  课程存在的问题

1.2.1课程内容庞杂，概念抽象，但课程授课时数有限。本课程涉及范围广泛，在实际教学中，容易出现内容过多，而学时分配不足，其中课程中不可避免地涉及了较多的相关理论、概念及计算公式。例如：降雨与径流的转化关系，等流时线计算和单位线的计算等，这些知识点对一些基础薄弱的学生来说较为抽象、枯燥、不易理解，使得学生在理论学习过程中便对该课程兴趣降低，出现畏难情绪。

1.2.2课程实践环节薄弱。该课程是一门实践应用性很强的课程，在课堂教学中既要注重基本原理和方法，又要注重原理和方法在工程实践中的应用。本课程内容主要包括两个部分：工程水文学和水利计算。工程水文学侧重于水文数据的处理和分析，培养学生具备一定水文分析和计算能力。水利计算侧重于利用水文学知识原理和方法解决工程实践问题。然而，传统教学只注重基本概念、公式推导和理论方法的讲解，缺乏对于水利工程中具体问题分析讲解，很难达到培养学生解决实际工程问题能力和综合素养，同时，大量水文数据处理分析会使学生感到枯燥和乏味，难以满足课程教学目标。

3.课程考评方法单一。目前本课程评价学生对知识的掌握程度，以期末考试成绩70% +平时成绩30%作为衡量指标。这种以期末考试成绩为主的评价方式评价内容单一，无法科学合理评价学生的学习效果。部分学生平时不注意知识积累和应用，只考前熬夜复习，应付考试，这种评价方式往往不能全面反应学生的学习效果，同时也不利学生综合素质的培养。长此以往，导致学生不能系统的掌握知识，教师不了解学生在学习过程的表现和掌握情况，不利于调动学生学习兴趣和主动性。

综上所述，针对本课程特点和存在问题，采用“线上”＋“线下”混合式教学模式能将线下课堂教学和线上学习进行有效结合，充分发挥线上和线下各自教学优势，提升教学效果，培养学生的专业素养[3]。本文以《工程水文及水利计算》课程为例，结合教学活动经验，拟构建以“学生主体、教师主导”的本土化混合教学模式的初步探讨。

2  线上线下混合式教学模式构建

“工程水文及水利计算”课程面向对象为00后农业水利工程专业大二学生，根据课程内容的特点及授课对象，结合已有的教学资源，建立线上线下混合式教学模式，明确教学目标，改进教学设计，建构全过程多元考核体系。

2.1  建立线上线下混合式教学模式，提高学生参与度和积极性

为了激发学生的学习动力，提高学生参与度和积极性。因此，本文以工程水文及水利计算课程为例，建立线上线下混合教学模式，具体实施方式为：

2.1.1  线上教学

课程采用在线教学移动平台，例如超星、雨课堂、智慧树等，掌握学生在课前、课中、课后的学习效果。首先，教师在课前发布学习任务，包括需要理解和掌握的重难点知识。上传平台与教学内容相关的学习资源（主要包括PPT、视频、MOOC等），督促引导学生在课前进行预习，要求学生掌握基本的知识点。其次，在平台上设计与本节课相关的知识点测试题目和思考题目，并通过平台数据记录了解学生的学习情况。根据平台测试统计的结果，可以在线下课堂教学中进行针对性讲解和互动。最后，课堂教学结束后，教师可以在平台发布课后作业（包括测试题目、讨论交流专题，拓展性案例等），可以进一步巩固和拓展教学成果和教学内容，并根据学生完成情况进行评价及时反馈。同时，利用钉钉群、QQ群和微信群等进行交流互动和在线答疑。

2.1.2  线下教学

线下教学是混合式教学的必要环节，以学生为中心，教师为主导，构建动态课堂和学习共同体，调动学生的学习主观能动性。在线上教学的基础上，针对学生课前预习的情况，教师采用启发式和任务驱动式的方法，引导学生自主分析判断，帮助理解本节课的基础知识点。对于本节课的重难点知识，教师采用讲授法对知识点进行系统讲解，加深基本知识、基本概念和基本方法的理解，系统掌握重难点知识，引导学生构建完整的知识体系。同时，在课堂中也可采用讨论法和案例教学法对核心知识点的应用进行讲解和相互交流，教师进行适当引导，重点解构知识点。针对经典案例，引导学生理解知识点背后的工程实践意义，启发学生能够将理论知识转化为解决工程实践问题的能力，加强知识的内化训练，提升专业应用能力。最后，教师进行归纳、总结和点评，达成分析、评价目标。

2.1.3线上线下融合

线上线下混合式教学模式是线上课堂与线下课堂的有机融合，课程教学内容和教学方法的有机融合，教师主导和学生主体参与的融合，也是学生自主学习和协作学习的融合。在混合模式教学中，教师要明确教学目标，结合线上资源安排课前预习，根据线上学习情况，在线下课堂中准备好相应的内容，进行相关的问题讲解、讨论、交流和测试。线上线下混合教学模式下，教师应先对本节课的教学内容进行教学设计，并且在课堂教学中埋下伏笔。通过线下教师进行引导和讨论，将知识点理解并应用。教师对于线上与线下教学中出现的问题，及时进行总结。课后教师发布作业，学生完成课后任务，反馈课堂学习问题，在线进行辅导答疑，根据学生掌握的学习情况，教师进行持续优化和改进教学设计，以学生达到掌握知识、提升学习能力的目的。

2.2  明确教学目标，改进教学设计，提高学生综合素质和创新能力

为了培养学生的学生综合素质和创新能力，提高学生综合应用本课程知识解决问题和应用实践的能力。教师应依据现有教学的实际情况，明确教学目标，优化课程教学设计[4]，这是培养学生创新意识和提高学生工程实践能力的前提。

2.2.1  教学目标

教学目标的分析与确定是明確教学方法、优化课程设计的重要环节，所有的教学活动都以教学目标为导向，它决定着教学的总方向[5]。根据毕业要求达成度的分析，建立教学大纲中的课程目标对毕业要求指标点的对应关系，从知识、能力、素质三个方面确定本课程的教学目标[6]。

（1）知识目标：学生应认识水文现象的一般规律，理解水文现象的基本知识和基本概念，掌握水文测验的基本方法，掌握水文分析的原理和计算方法，掌握水库兴利计算和调洪演算的原理及方法，为后续学习专业课以及毕业后解决涉水工程中的相关科学研究打下基础。

（2）能力目标：学生应具备不同资料条件下进行水文分析和计算能力，运用工程水文学知识，结合现有工程规范和标准，能够解决农业水利工程项目设计、施工及运行管理中的问题，同时，具备创新意识和一定的创新能力。

（3）素质目标：学生应具备严谨求实的科学态度和开拓进取的精神，具有良好的职业道德和敬业精神，敢于承担责任，有一定的社会责任感和专业使命感，注重水利工程对社会和环境的影响，自觉维护生态文明和社会文明，弘扬和宣传新时代水利精神。

2.2.2  教学设计

在课程教学过程中，为了有效促进教学目标的达成，教师应合理优化教学设计，本课程重点采用OBE理念混合式教学设计，以提高学生创新意识和创新思维。根据农业水利工程专业对学生毕业要求的达成体系可知，工程水文及水利计算是要将工程水文学的基本理论和基本方法应用于水利工程规划设计、施工建设、管理运营的各个阶段，学生要能够将基础知识用于解决水利工作中的实际问题。传统教育模式仍主要以教师课堂讲授为主，学生的主动性较差，在训练学生工程思维方面有所欠缺，而OBE理念混合式教学设计注重培养学生的综合素质，提高学生创新能力，适应未来学习和工作的能力，以达到毕业要求。

在教学设计方面，面对水利工程发展过程中新的应用需求，要注重新理论和新方法的引进，要不断优化教学内容。既要注重基本原理和方法的掌握，又要结合工程新发展的对知识点的灵活应用。本课程中有大量水文数据要进行分析处理，传统方法相对烦琐、耗时长、易出错等弊端，需要采用一些相关数据处理软件。同时，根据各个章节的知识点，教师可以借助线上平台，提前在线上向学生展示相关软件的使用和模拟。例如，对水文数据的基本处理，应要求学生掌握Excel软件和水文频率曲线软件，相对简单易学。对于水文预报、洪水推求和调洪演算等可以鼓励学生利用计算机编程，开发相关小程序软件，并将其应用于水文工程实践问题。

2.3  建构全过程多元考核体系，完善课程评价体系

课程考核方式应采用多元化过程性评价，注重学习过程的考核方式，可以调动学生的参与度和积极性，提高学生学习动力。考核体系不能最终只是一个分数体现，而应该是教师鼓励学生在学习过程不断进步的动态体系，这样可以帮助学生在学习过程不断完善不足，同时了解各阶段自己掌握知识的情况，避免学生在课程结束时知道自己的成绩。考核指标包括：课堂考勤、课堂表现、学习态度、课后作业、线上学习情况（观看时长、作业、讨论等）、课程大作业、专题设计、章节测试和期末考试等。

结语

通过工程水文及水利计算课程特点和传统课堂教学存在的问题，开展线上线下混合式教学模式，充分调动学生的参与度和积极性，锻炼与培养学生自主学习的能力。结合传统课堂教学，优化教学设计，融入实践教学，将以教师为中心的课堂教学模式转变为以学生主动学习为中心的教学模式，提高学生独立思考问题和解决工程实践问题的能力。同时利用线上平台的数据功能，建构全过程多元考核体系，完善課程评价体系，对学生的学习效果进行合理的评价，对教学中反馈的问题进行持续改进，进而提高教学效果。

参考文献：

[1]林丽，牛胜芹.基于SPOC混合教学模式的会计学课程创新设计[J].商业会计，2019（04）：111-113.

[2]孙涛，何小涌，姚未来，等.基于SPOC的混合教学模式探索与实践——以钢结构课程为例[J].高等建筑教育，2022，31（06）：189-197.[3]曾妍妍，林丽，周金龙，等.气象学课程混合式教学模式改革与实践[J].教育教学论坛，2021（02）：77-80.

[4]王鹏全，苏志伟.基于工程教育认证和OBE理念的课程教学创新——以“工程水文学”课程为例[J].甘肃高师学报，2022，27（02）：62-67.

[5]陈红梅，杨秀华，阮新.“以学生为中心”的多元混合式课程教学模式实践与探索——以水文学与水文地质学课程为例[J].福建轻纺，2022（08）：68-70.

[6]赵雪花，蔡文君，祝雪萍，等.基于OBE理念的水文水利计算线上线下混合式教学改革实践研究[J].大学教育，2022（06）：85-87.

基金项目：塔里木大学高等教育教学改革研究项目（TDGJYB2303）；塔里木大学一流课程项目《工程水文及水利计算》（TDYLKC202425）

作责简介：李慧（1989–  ），女，汉族，四川渠县人，硕士，讲师，研究方向为农业水资源高效利用。