近代水文学课程建设与教学改革探索

【摘 要】近代水文学是华北电力大学水利工程一级学科水文学及水资源专业的一门学位基础课程。课程内容主要以现代新理论、新技术应用为支撑，以解决面临的新水问题为动力而形成的现代水文学知识体系，包括现代水文信息技术、水文预报、分布式水文模型、生态水文耦合模型、非线性问题等。从近代水文学课程内容、教材选择、教学课件制作、案例库、教学团队建设等方面探讨近代水文学课程体系建设，进而对教学方法、手段等进行教学改革探索，充分发挥该课程作为研究生学习和掌握本学科坚实宽广理论的学位基础课程的重要作用。

【关键词】近代水文学;教学内容;教学改革;案例库;教学团队

【中图分类号】G642.0       【文獻标识码】A

【文章编号】2095-3089（2019）23-0029-02

水文科学是地球科学的一个重要分支，它是一门研究地球上水的起源、存在、分布、循环和运动等变地球上水的起源、存在、分布、循环和运动等变化规律，并运用这些规律为人类服务的知识体系。近（现）代水文学是相对于传统水文学而言的，它以现代新理论、新技术应用为支撑，以解决面临的新水问题为动力而形成的水文学知识体系。传统的水文循环只要考虑水量的自然变化，近（现）代水文循环则考虑地球生物圈、全球变化及人类活动等影响，更强调研究水体与物理和生态环境的相互作用关系[1]。

合理的知识结构，扎实的专业基础是研究生创造性研究的基础。学位基础课的学习则是建立合理的知识结构，打下坚实的专业基础的必要前提。《近代水文学》课程是华北电力大学（以下简称华电）水利工程一级学科培养方案中的学位基础课程，学位基础课程不仅在设置上体现出二级学科的要求和特色，而且拓宽基础知识的交叉性、边缘性和跨学科的综合性[2]。华电自2004年开始恢复水电专业，2005年获水利工程一级学科下的二级学科水文学及水资源专业的硕士学位授权，近代水文学是该专业培养方案中的学位基础课程，至今已在13届学生中开展教学。本文从我校的研究生培养的基本要求出发，结合双一流学科的优质研究生课程建设以及十余年的教学实践和经验，从课程内容、教材选择、课件制作、案例库以及教学团队建设等方面对《近代水文学》的课程体系建设进行和总结，并进而对课程的教学内容、方法和手段的教学改革进行探索，以有助于华电水文学及水资源专业硕士研究生的培养和专业课程的教学。

一、课程体系建设

近代水文学课程是华电水利工程一级学科水文学及水资源专业硕士研究生的学位基础课，总课时32学时，课程通过理论、模型等介绍研讨，结合案例分析，展示水文学学科的进展，启发学生研究思路，建立系统的现代水文学研究方法，为研究生提升分析、解决问题的能力，从事相关专业研究奠定基础。近代水文学课程体系建设包括教学内容、教材、教学课件、案例库和师资队伍建设等内容。

1.教学内容。

近代水文学课程聚焦现代水文学中关键问题，针对水文循环过程的重要现象，以物理观念为基础，应用数学方法予以说明并模拟分析，使学生了解现代水文水资源的进展和国际前沿，掌握水文过程的物理基础、流域水文过程的确定性模拟方法和随机模拟。课程内容主要包括基础理论和新技术及科研应用，基础理论包括水文学原理及计算部分、水文信息技术和水文预报研究，新技术及科研应用则涵盖了水文学前沿科学问题、分布式水文模型、国际水文研究计划、”3S”技术在水文学中应用、数字流域、水文～生态耦合系统模型、水资源可再生性理论与评价等等。

2.教材选择。

结合授课内容和学科特点，要选取合适的教材。目前近代水文学课程选用的教材主要有：左其亭编著的《现代水文学》和徐宗学主编的《现代水文学》。实际教学中，将以上教材内容融会贯通，结合学科特点有选择的确定教学内容，并参考其他有关专业书籍。同时，结合教学团队成员的科研项目，挑选相关的内容作为工程应用案例，与教材的理论知识相互辉映，提高课程的教学效果。

3.教学课件制作。

课程教学伊始，教学文件、教学辅导模块基本是“word 文档+PPT”的模式，这种模式的交互性、互动性较差，无法满足数字化、网络化的教学改革目的。本次研究生优质课程建设课件制作部分采用了Adobe Presenter软件，利用它可生成音视频、动画等效果，达到生动、形象的展示教学内容的目的。Adobe Presenter作为微软推出的创建电子教学内容和高质量多媒体演示文稿的软件工具，与PPT兼容性较强，可对PPT进行再次加工，改善其交互性。同时，结合近代水文学课程的教学内容要求与经验[3]，也引进了近年来新兴的 “ 微课与MOOC”，将课程的重点和难点，如“三大水文前沿问题”、“分布式水文模型”、“水文生态耦合模型”和“水资源可再生性利用”等内容，制作成相应的微课或MOOC视频，后期将逐步应用到实际教学中。

4.教学案例库建设。

工程实际应用的支撑与推动是水文学建立与发展的基础，近代水文学课程教学同样需要工程实际案例。结合教学团队的科研项目，建设了由长江流域支流、黄河流域干流以及雅砻江流域的红枫水库、刘家峡水库、雅砻江梯级水库、溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库（群）等相关科研项目组成的案例库，使学生在案例实践学习过程中，主动学习并思考解决遇到的实际问题。

5.教学团队建设。

高素质的教师队伍是提高教学质量和促进教学改革的关键，研究生课程的教学要注重教师队伍的建设和发展，鼓励教师深入了解研究生专业知识的具体状况，及时了解学生的专业知识情况。后期将逐步建立团队的合作机制，促进教学研讨和教学经验交流，推进教学工作的传、帮、带和老中青相结合，提高团队教师的教学水平。重点做好以下三方面：第一、教学与科研结合，教师授课过程中及时结合科研项目，做到理论与实践相结合;第二、加强国际交流，鼓励任课教师国际交流与培训，了解学科国际前沿;第三、其他方法，主要通过网络、媒体、书籍、人际交流等方式进行自我素质拓展。同时，要注重教师队伍的梯队建设，老中青结合，保证课程教学队伍的可持续发展。

二、课程教学改革

近代水文学课程教学改革，主要尝试利用课程教学团队的多人讲授法、视频教学法、专题讨论法、案例示范法、双语教学法、网络互动等多种方式方法，调动学生学习的积极性，启发学生不仅掌握近现代水文学发展的以及新技术、新方法、新应用等科技前沿，提高科研水平和能力，及时跟踪水文学科前沿，更新和调整教学内容，进行教学改革探索。

1.教学内容改革。

结合生源的专业背景和基础及时调整课程的教学内容，每届学生的教学侧重点不同。如2005级和2008级学生跨专业较多，在教学时侧重于基础理论（包括水文学原理、信息技术基础及现代水文学等内容）的讲授，适当介绍了一些新理论和新技术（包括数字流域、分布式水文模型、“3S”技术应用、“Pub”计划等）在水文学领域的应用，科研应用介绍不多;相反，对2007、2012和2016级学生，其专业背景很好，学生的基础知识掌握较好，教学时则侧重于新理论和新技术以及科研应用，重点介绍了与水文学密切相关的3项科研课题的实际案例，让学生了解如何把理论知识与应用实践联系起来。同时，受全球气候变暖和人类活动的剧烈影响，人类活动的水文效应是当前研究的热点问题。在此背景下，更加需要将近年来发生的代表性水文事件和国内外学者开展的研究实例引入近代水文学课堂教学，使学生能够直观、及时的了解学科研究动态与发展方向。

2.教学方法改革。

结合研究生教学的“研究型”特点积极开展教学方法改革，实现教学方法的“转变”，即课堂教学从传统灌输向探索性教学转变，采用灵活式教学形式。在课堂讲授的基础上，尽力运用讨论式、案例式、問题式等多种教学方式，启迪研究生的创新性思维，以利于形成良好的能力结构。根据学生专业背景和课程知识结构，补充相关科研项目的实际工程案例和实践性环节，按学术会议的要求，学生结合感兴趣的案例每人讲述15-20分钟，并进行讨论，可让更加学生深入了解和思考案例。同时，尝试和研究双语教学，结合新模型或方法，自制双语教学课件，使学生的科技英语能力得到了训练提高。

3.教学方式改革。

教学设计时，认真研究学生的学习特点和困难，灵活整合各种教学方式，设置相应的课程授课模式。将授课分为基础理论和案例实践两个层次：首先，结合研究生本科阶段专业结构情况（外校、外专业，甚至跨学科），通过讲授、演示、阅读等教学方法向学生介绍水文学课程的基本知识点和掌握要求（特别是跨学科学生），使学生快速明晰水文学基础和重点知识，增强学习针对性和目的性，提高学习效率，构建水文学知识体系;第二，采用与实际科研项目相结合的具体案例分析、合作探究、项目应用等主动学习方式引导学生自主学习，理解并构建水文学创新框架;最后，设计与课程知识相关的结课大论文内容，鼓励学生将理论知识应用到实际工作中，真正做到吸收知识和应用知识。

三、结语

近代水文学课程是华电水文学及水资源专业硕士研究生的学位基础课，是学好其他专业课程的必要前提。针对近代水文学的教学内容和课程特点，本文总结了十余年的教学经验，并进行了对课程教学的改革尝试，也取得了一些成效，但随着新知识的不断涌现、新技术的不断更新，还需要在今后的教学中有待进一步改进和完善。后期将进一步总结教学经验，继续注重课程内容的前沿性，充分调动学生的学习兴趣，重视理论联系实际，加强案例教学，丰富案例库，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养出符合社会需求的水利高层次人才。

参考文献

[1]何英，彭亮，葛倚汀.研究生课程授课形式及考核时段的改革与实践——以高等水文学课程为例，大学教育，2019（8）：183-185.

[2]胡玲琳.学术性学位与专业学位研究生培养模式的特性比较[J].学位与研究生教育，2006，（4）：22-26.

[3]李继清.基于微课的水文水利计算翻转课堂实践，大学教育，2017（7）：45-47.

教改项目：华北电力大学“双一流”研究生优质课程《近代水文学》;教学名师培育计划（第二期）。