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独立学院“工程水文学”课程教学改革

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  摘 要 随着我国水利事业的发展,工程水文学应用广泛。“工程水文学”这门课具有内容丰富、抽象性强、实用性高的特点。根据独立学院的特点和办学要求,授课应重视实践性和应用性,因此应对教学内容进行优化、增加实践环节、合理使用各种教学手段、培养学生的理科思维和丰富课程考核方式,以提高该课程的教学质量。
  关键词 工程水文学 课程内容 教学方式
  中图分类号:G424                                  文献标识码:A   DOI:10.16400/j.cnki.kjdks.2020.05.047
  Abstract With the development of water conservancy in China, engineering hydrology is widely used. The course of "engineering hydrology" has the characteristics of rich content, strong abstraction and high practicability. According to the characteristics and requirements of the independent college, the teaching should pay attention to the practicality and application. Therefore, the teaching contents should be optimized, the practical links should be increased, various teaching methods should be used reasonably, the students' scientific thinking should be cultivated and the course assessment methods should be enriched, so as to improve the teaching quality of the course.
  Keywords engineering hydrology; course content; teaching methods
  0 引言
  根据教育部的相关规定,独立学院应根据地方及区域发展的需要,以就业为导向,培养重视实践,具有创新能力的应用型人才。本校2015年开设的自然地理与资源环境专业(简称自然地理专业)旨在培养适应我国土地与水资源等国土资源利用、保护管理、具有相关领域基本知识和技能的应用型人才。为了让学生掌握水文水资源领域的相关知识与技能,将“工程水文学”设置为该专业的一门必修课程。
  工程水文学是针对各种涉水工程的性质和需求,将水文学的基本理论和方法应用到工程规划设计、施工建设及管理运行的一门技术学科,是水文学的一个分支。[1]随着我国水利事业的发展,工程水文学得到更为广泛的应用。
  “工程水文学”这门课程由水文学原理、水文统计及水文分析与计算等模块构成,具有知识面广、概念抽象和实践性强的特点。该课程的教学目的是使学生掌握水循环、水文测验、水文统计、流域产汇流、设计年径流与设计暴雨洪水计算等内容,学会编制和运用常见的雨洪径流预报方案。目前该课程的总课时为72学时,其中理论36学时,课内实践32学时,课外实践4学时,使用的教材为中国水利水电出版社出版的《工程水文学》(第4版)。
  目前,“工程水文学”的教学存在以下问题:(1)课程内容重点不突出,学时分配同一化,没能针对独立学院自然地理专业特色制定相应的教学方案;(2)实践环节欠缺。由于自然地理专业成立较晚,实践教学方面经验有所欠缺;(3)教学手段单一,主要借助幻灯片的方式进行课堂教授。该方式虽然增加课堂的趣味性,有助于师生互动,但容易使课堂节奏过快;(4)由于自然地理专业的学生高中时多数为文科生,数理基础较薄弱,学习工程水文学相关计算较吃力;(5)课程考核方式单一,目前的综合成绩主要由平时作业和期末闭卷考试组成。
  1 改革探讨
  1.1 优化教学内容,知识讲解详略得当,课堂教学和课后自学齐头并进
  由于在开设“工程水文学”的上一个学期,学生已经学习了“水文学原理”这门课,因此可安排较少学时在水文循环的相关内容,重点讲解重要且实用性强的内容,包括水文信息采集与处理、流域产汇流计算、水文统计、设计年径流、由流量资料推求设计洪水和由暴雨资料推求设计洪水。由于理论课时有限,故课堂上应做到学生已学会的不讲、学生自己能学会的不讲、讲了学生也学不会的不讲。[2]部分内容可安排学生课后自学,并以作业、翻转课堂、小组展示等方式进行考察,将有限的36个理论学时的作用最大化。理论学时分配如表1所示。
  1.2 增加实践内容,重视学生实践能力的培养
  由于“工程水文学”具有知识点多、抽象性强、計算要求较高等特点,在第一、第二届自然地理专业开设该课程时,绝大部分学时用于理论的教学,造成学生学得多、忘得快、不会用。独立学院专业培养目标应该在简化基础理论课程的同时,重视学生应用技能的培养,同时要不断完善实践教学环节。因此,结合重点内容,设计若干课内实践,以分组的形式,鼓励学生动手计算、互相讨论、查阅资料等。课内实践内容及相应学时安排如表2所示。
  此外,增加课外实践环节。联系学校附近的水文站,带学生去参观学习,了解降雨、蒸发、水位、流量等水文要素的测量手段,为将来从事水文工作或进一步深造打下基础。   1.3 合理使用各种教学手段,吸引学生的注意力
  像水文信息采集与处理章节的内容,需要展示大量图片和播放视频,因此适合使用多媒体教学;像流域产汇流分析、设计年径流的年内分配等计算内容更适合通过板书的方式进行一步步讲解,才能使学生充分理解原理,从而学以致用;像水文统计中的目估适线法,需要利用水文频率分析小程序辅助教学,才能帮助学生更好地理解。另外,合理使用超星学习通教学软件能一定程度提高课堂效率。例如,课前预习和课后考察时,可以利用软件的选人回答功能,检查学生的学习情况,同时记录分数;课后作业可以让学生统一上传软件后再进行批改、打分等。超星学习通的使用,减少了纸张的浪费,方便统计学生平时成绩,有利于监督学生的学习。
  1.4 關注学生的数学能力,培养学生的理科思维
  数理计算和分析在学习“工程水文学”过程中必不可少。由于学生理科基础普遍比较薄弱,因此在讲解较抽象和需要计算的内容时,应注意深入浅出、循序渐进。可引入框图教学法,将一个章节各部分知识点进行合理组合、有机衔接,让学生清楚地知道整体的知识体系和各知识点之间的关系,突出重点,便于讲解时“逐个击破”,复习时温故知新。[3]例如在讲解“由暴雨资料推求设计洪水”时,可将知识点整理成如图1所示的框图。
  1.5 丰富课程考核方式,避免学生“临时抱佛脚”
  过去的课程考核主要是由3~4次平时作业和期末考试组成,不少学生完成每次的作业后就置之不理,平时学习较为松懈,到了期末考试前才“临时抱佛脚”,导致考试成绩不甚理想,考后便忘。根据德国心理学家艾宾浩斯的“遗忘曲线”,在学习过程中,应该及时复习,才能巩固记忆。因此,课程考核方式可以由平时作业、课内实践成果、单元小测、课外实践报告、课堂提问、期末考试等组成,合理分配分数,在第一次课上就明确告知学生,并严格执行。
  2 结语
  “开天窗、接地气”一直是本校的教学理念,根据独立学院的特点和办学要求,需要对“工程水文学”这门课进行五个方面的改革:优化教学内容,选择重要且实用性强的章节;增加课内和课外实践环节,包括水文、水利计算和课外参观实习;合理使用多媒体、板书、教辅工具等手段授课,吸引学生的注意力;重视学生理科思维培养;丰富课程考核方式。通过教学改革,有效提高教学质量,为学生将来投入水文、水利行业工作而打下基础。
   基金项目:独立学院自然地理与资源环境专业工程水文学课程教学改革(2018J029)
  参考文献
  [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] 邓丽金.高中男女生数学思维发展教育对比研究[D].广州:广州大学,2017.
  [3] 付成华,张焕敏,刘晓辉等.基于课程特点的“三位一体”教学方案优化设计——以“工程水文学”为例[J].教育教学论坛,2018(32):85-87.
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