APP下载

资源环境与城乡规划管理专业“水文与水资源学”课程教学改革的探索

2014-02-05高甲荣

中国林业教育 2014年6期
关键词:水文水资源专业

马 岚 高甲荣

(北京林业大学水土保持学院,北京 100083)

资源环境与城乡规划管理(以下简称“环规”)专业培养的是从事资源开发利用及环境规划管理工作的人才。

在我国很多地区,水资源已成为限制国民经济持续快速发展的关键因素,水资源的合理开发利用及有效管理已成为环境建设与城乡规划管理的重要环节之一。无论是水资源的开发利用,还是水环境的保护管理,都须建立在相关水文水资源计算与水量平衡分析之上,而这也是“水文与水资源学”课程的核心内容[1]。因此,针对环规专业本科生开设“水文与水资源学”专业基础课,应根据水资源水环境规划管理的需求,将水文与水资源学的基本理论和方法与规划管理实践相结合,通过一系列分析与计算,为水资源水环境的规划管理提供理论依据。然而,环规专业相对于专门学习水文与水资源学的水文与水资源工程等专业来讲,无论从专业基础,还是从学习目的、要求等方面均有其自身特点,这决定了该专业的“水文与水资源学”课程教学具有其独特之处。

一、环规专业“水文与水资源学”课程教学的特点

“水文与水资源学”课程主要讲授水文现象的基本规律、运动特征、影响因素、观测方法以及水资源计算与评价方法、水资源的管理与保护,主要内容包含水文学基础、水文计算、水文观测、水资源评价等,具有涉及的知识点多、概念抽象、实践性强、计算繁琐、学起来易感觉枯燥乏味等特点,使得这门课程无论教还是学都有一定难度。因此,为了能有良好的教学效果,授课教师应从该课程特点出发,针对授课对象的实际情况,因材施教,制定切实可行的教学方案,采用合适的教学手段,直观简明地将课程内容予以呈现[2]。

环规专业开设“水文与水资源学”课程,主要是为了让学生在了解水文与水资源学基本理论以及水资源管理的内容和任务的基础上,能将相关原理和方法与规划管理的实践相结合,为水资源水环境规划管理提供理论依据[3]。针对环规专业特点,该课程应更加侧重于与水资源水环境联系紧密的原理与方法,如水资源(包括水质)评价、水资源开发利用与管理等方面,同时应增加人类活动对流域或区域水文与水资源的影响分析等内容。此外该专业学生的特色亦使得其教学不仅具备以上所述的普遍性特点,而且还有一些与其他专业不同的独特之处。

(一)侧重水资源水环境的讲解

由于环境建设与城乡规划管理过程中首要关注对资源环境的合理开发利用及有效管理,因此课程讲授应侧重于为资源开发利用及环境规划管理服务,在遵循教学大纲前提下,突出与水资源水环境联系紧密的原理与方法。尤其在我国严格的水资源管理制度下,水资源开发利用和水环境保护管理都被赋予了新的内涵。因此,在教学过程中教师在讲解水循环及径流形成等水文与水资源基本理论知识的基础上,应结合新时期的水资源管理制度,特别是我国的水资源总量、水资源利用效率和水环境纳污能力等方面,对水资源(包括水质)计算与评价、水资源开发利用与管理等内容进行详细讲解及说明。

另外,在目前的流域或区域环境建设规划中,林草生态恢复、水污染防治工程等一系列措施被大量采用,而这些措施会对流域或区域水循环等水文水资源情势影响深远,因此在进行相关规划设计时,须充分考虑并分析这一影响,而这也是针对环规专业学生讲授“水文与水资源学”课程时所特有的一部分内容。

(二)注重与环规专业培养目标的衔接

根据环规专业的培养目标,水资源的开发利用和保护管理规划是本课程学习的核心,因此相对水文循环过程,水资源部分更为重要。而水文过程是水资源学的基础,因此合理确定水文和水资源学的授课时间和内容非常重要。一方面,环规专业学生与“水文与水资源学”有关的专业基础相对薄弱;另一方面,该课程内容繁多,水文与水资源工程专业并不单独开设该课程,而是以20多门相关的专业课程组成这一庞大的知识体系。相比之下,环规专业学生学习该课程时间就极其有限(目前仅有40学时)。因此,设计教学内容时须针对实际情况有所取舍,并根据不同内容制定学习目标和要求,与水资源评价和规划密切的内容应是本课程的学习重点,而对其他部分的学习则应降低要求。

(三)适当补充相关的专业基础知识

由于环规专业培养的是资源环境与城乡规划管理领域的专门人才,因此在该专业培养计划中,需开设很多与资源环境相关的课程,而资源环境是一个非常宽泛的概念,并不局限于水资源水环境,于是在有限的学制下,无法涉及大量与“水文与水资源学”课程相关的专业基础课程。同时,环规专业属于理科,与水文与水资源工程等工科专业相比,一些偏工程应用的理论基础,如水力学、工程数学、水文地质学等,势必会相对略显薄弱。因此,在讲授“水文与水资源学”课程时,为使学生更容易理解并掌握专业知识,有必要适当补充所涉及到的相应背景知识,鼓励学生提前查阅参考书加强自我学习。

二、环规专业“水文与水资源学”课程教学改革的探索

(一)强调课程知识的应用性

教师应基于环规专业“水文与水资源学”课程的教学目标,牢牢抓住应用性特点,紧密结合实际规划管理的需求。课程内容应在授课教师或教学团队积累的教学科研经验的基础上,通过各种途径广泛查阅文献资料,大量收集相关素材,将抽象的理论知识、最新的科研成果与具体规划管理实例相结合,认真分析并精心组织课程内容,突出应用性较强的课程内容,如水资源计算与评价、水资源开发利用等。同时,在讲解抽象的概念和原理时,也要注重应用性,使其具体化、形象化,易于学生对其内涵的理解掌握。例如水文学中“频率”这一概念原本较抽象,但如果结合“重现期”概念来讲解,学生就非常容易理解了。“重现期”与“频率”是一对密切相关的概念,重现期是指某随机变量取值在一个长时期内平均多少年出现一次,通常说多少年一遇。由于此说法在生活中常有耳闻,因此“重现期”概念学生很易接受。为了进一步引出“频率”概念,可举例说明,如“某一蓄水工程设计洪水位是百年一遇”,即设计洪水重现期是100年,那么其频率为重现期的倒数,即1%;又如“某地区或流域发生五十年一遇洪水”,则洪水频率即为其重现期50年之倒数,即2%。通过结合实际生活事例来讲“频率”这一抽象概念,很容易就被学生理解并掌握了。

(二)加强实践环节

“实践、认识、再实践、再认识”是人类认识事物通常遵循的客观规律。针对“水文与水资源学”这门应用性很强的课程,教学过程中尤应加强实践环节,在牢固掌握所学知识的同时,培养学生的实际动手能力,提高综合素质[4]。教师应首先通过课堂教学讲解基本原理方法,在此基础上,尽量加强课程实验、教学实习等实践环节。例如讲到“水文测验”时,可首先通过课堂讲授使学生了解水文测验的目的与重要性,以及水文测验的方法与步骤;然后借助校内实验室的小型气象站,让学生对降雨、蒸发等观测数据的整理方法有个初步的感性认识;再带学生赴水文站实习,在听取和观看工作人员讲解并操作降雨、蒸发、水位、流量等要素测定方法的基础上,学生分组在现场亲自动手实践。例如浮标法测流,各组可选择不同的测流断面和浮标,通过断面测定、流速测定、流量计算等一系列工作,使学生真正理解并牢固掌握浮标测流的方法,提高了综合运用所学知识解决实际问题的能力,增强了求知欲和学习兴趣。

当前,在我国的管理实践中,新增取水(口)设施建设论证、水资源评价(包括水环境部分)、环境影响评价等分别是我国水行政和环境保护部门的重要管理职责。而以上工作的开展均离不开本课程所学的内容,学生应该掌握开展水资源水环境规划评价的基本知识和方法。因此,在课程教学上,教师应注重学生实践能力的培养,可以将学生分成3~5人一个小组,收集和整理一个地区(流域)的统计年鉴和水文、环境监测资料,根据课程所学的理论内容,开展水资源评价与规划实践。

(三)优化课程内容

对于课本内容,一定要基于环规专业“水文与水资源学”课程的教学目标和大纲,区分主次,适当取舍,切忌“胡子眉毛一把抓”。教师在讲授时,应在掌握基本原理和方法前提下,重点讲规划管理实践中的普遍性问题,使学生在牢固掌握水文与水资源学理论知识的基础上,能够将专业知识初步应用于简单的规划管理实践中。首先,在“广度”上应有所取舍。课程讲授应紧紧围绕环规专业学生以后接触较多的水资源水环境规划设计管理需用到的水文与水资源学知识,省略或简化今后可能很少用到的知识。其次,在“深度”上有所取舍。基本原理应必讲,而一些相对深奥且与规划管理实践并无密切联系的理论知识宜舍去,如影响降水的因素、水文统计等内容。

(四)改进教学方法

对环规专业学生来讲,“水文与水资源学”课程中存在一些相对难理解而又必须掌握的知识。对此,教师应着重考虑在改进教学方法上做文章,借助现代多媒体技术,结合图像、声音、动画等多种形式,用自己的语言,生动直观地将原本枯燥的知识予以展现,这样学生更容易接受。例如,框图法作为一种形象直观而又精炼的内容总结方法,反映了由平面知识到立体感知的认知过程,其优点是通过合理整合,将众多相对零碎的知识点,变为衔接自然、逻辑层次鲜明的知识体系,可使学生既能全局把握知识体系,又能明确知识点之间的联系;既能抓住主线,又能顺藤摸瓜、各个击破,从而更有利于学生对专业知识的理解和掌握[5]。对于“水文与水资源学”这门知识点多且杂的课程,框图法无疑是一个行之有效的教学方法。如讲到“由设计暴雨推求设计洪水”这一部分内容时,首先涉及到“设计面雨量计算”,这时可借助计算框图直观展示并讲解3种资料条件下推求流域设计面雨量的步骤(见图1),这样学生不仅能整体全局地把握设计面雨量的计算方法,而且能通过对比掌握不同资料条件下不同的计算过程。

三、环规专业“水文与水资源学”课程教学改革的效果

图1 3种资料条件下推求流域设计面雨量的计算框图

在对北京林业大学2014届、2015届环规专业本科生进行的“水文与水资源学”课程教学实践中,笔者将因材施教的教育原则贯穿于整个教学过程,尝试严格按照以上所述,认真处理每一个教学环节,将课堂教学与实验、实习有机结合,在对课本内容适当取舍的基础上,通过合理的学时分配,借助先进的教学方法和手段,使教学过程进展得非常顺利。

通过上述教学实践,使环规专业“水文与水资源学”课程学习起来更加轻松,课堂教学更加容易,在调动了学生学习积极性的同时,也有利于教师对课堂教学的组织。无论是从学生的课堂反应、课后作业完成情况,还是课程结束后的考核情况,相比往届学生,都有明显的改观和提高。

[1]张建军.水土保持与荒漠化防治专业“水文与水资源学”课程改革初探[J].中国林业教育,2009,27(5):69-71.

[2]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.

[3]余新晓.水文与水资源学[M].北京:中国林业出版社,2010:1-16.

[4]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.

[5]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.

猜你喜欢

水文水资源专业
水资源(部级优课)
《水资源开发与管理》征订启事
继往开来 守正创新——河北省水文工程地质勘查院
一句话惹毛一个专业
继往开来 守正创新——河北省水文工程地质勘查院
2019年河南省水资源公报(摘录)
水文
水文水资源管理
专业降噪很简单!
专业化解医疗纠纷