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摘 要 高等教育人才培养方案中的课程各有特点,只有抓住课程特点,精心设计教学内容和教学方法,才能提高课堂教学质量。本文以全国高校水利、水电、交通、环境、资源等学科普遍开设的“工程水文学”课程为例,抓住该课程“内容丰富学时有限”、“实践性强”和“部分内容相似度高”等特点,强调了课前做好总体和细节设计的重要性,提出了结合工程实例授课以培养学生实践能力及巧用类比法授课以提高课时利用率的建议。
关键词 工程水文学 课程特点 教学质量 类比法
中图分类号:G642 文献标识码:A
Improve the Class-teaching Quality based on the Property of Subject
——Taking Engineering Hydrology as an Example
LI Guofang
(College of Hydrology and Water Resources, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098)
Abstract Different subjects in college education have different properties, based on which, characteristics of specific subject are essential for teaching plan and teaching method selection, which should also be the foundation for teaching quality improvement. In this study, engineering hydrology was taken as an example to illustrate how to improve the teaching quality based on the property of specific subject. Engineering hydrology is a core subject for many majors such as water conservancy and hydropower, traffic engineering, environmental sciences, natural resource sciences and so on. Main characteristics of this subject are a large amount of information with limited number of classes, combination of theory with practice and partial similarity of teaching contents. Through analysis, it was put forward that general and detailed teaching design before class is necessary. What's more, class-teaching should be based on engineering example to improve the practical ability of students. Analogy method is an effective way to improve class-teaching efficiency.
Key words engineering hydrology; subject property; teaching quality; analogy method
高等教育人才培养方案中的课程各有特点,按照不同的分类标准,有基础课、专业基础课和专业课之分,必修课和选修课之分,以及理论课和实践课之分。抓住不同课程的特点,精心组织教学内容和设计教学方法,是提高教学质量的关键。本文以笔者讲授多年的“工程水文学”课程为例,探讨如何结合课程特点进行施教的心得体会。
1 课程特点分析
1.1 教学内容丰富,学时有限
“工程水文学”是全国高校水利、水电、交通、环境、资源、地理、农业、市政等学科普遍开设的重要专业基础课,在大部分学校是作为必修或限选课设置的。课程内容很丰富,包括:流域径流形成过程、水文信息采集与处理、流域产流与汇流计算、水文预报、水文统计、設计年径流分析和设计洪水计算等。由于各专业人才培养方案总学时的限制,目前该课程一般为2学分,即32学时。而“工程水文学”课程所涉及的上述内容,在水文与水资源工程专业(以河海大学为例),是由“水文学原理”、“水文测验学”、“水文预报”、“水文统计”和“水文计算”等5门课程来完成教学的,合计达到20个学分,其中实践教学4.5学分。虽然,水文与水资源工程专业对学生掌握水文学知识的广度和深度,以及运用水文学基础理论解决科研生产实际问题的能力要求,比其他非水文类涉水工程专业要高得多,所以设置这么多学时来学精学透是完全必要的。但对非水文类专业,要在仅有32学时的一门课程内,讲授完水文学所涉及的这么多内容,其学时的有限性由此可见一斑。
1.2 理论联系实际,实践性强
“工程水文学”课程的教学目标是通过学习,使学生对水文学有基本的了解和认识,掌握水文学基础知识和常用计算方法,为后续专业课程的学习打好基础。不仅要求学生理解流域内自降雨开始到水流汇集到流域出口断面的整个物理过程,还需要掌握简易实用的产汇流计算方法;不仅要求学生了解纯随机模型对水文过程的适用性,还需要掌握以频率分析为基础的各种水文设计值计算方法。整个授课过程必须理论联系实际,如果只偏重理论,而不重视应用,学生学完以后动手解决实际问题的能力势必很差;如果只偏重实用方法,而不解释方法原理,学生难免会“只知其然,不知其所以然”,自然达不到活学活用的境界。
1.3 部分内容相似度较高
“工程水文学”课程包括流域径流形成过程、水文信息采集与处理、流域产流与汇流计算、水文预报、水文统计、设计年径流分析和设计洪水计算等内容。其中“设计年径流分析”、“由流量途径推求设计洪水”的相似性表现为两者都是通过对流量的频率计算得到设计流量,再选择典型进行放大后得到设计流量过程。差别仅在于两者的研究对象不同,前者是较长历时内的时段平均流量(比如:最枯1个月、连续最枯3个月、甚至1整年等);后者是较短历时内的时段平均流量(比如:最大1日、连续最大3日、连续最大7日等)。此外,“由流量资料推求设计洪水”与“由雨量资料推求设计洪水”等其他方面也存在相似之处。
2 教学方法探讨
2.1 认真备课,做好总体和细节设计
“工程水文学”课程的主要教学方式是课堂教学。因此,要提高教学质量必须狠抓课堂教学。在多年的教学实践中体会到认真备课是关键。备课可分为两步:第一步为总体设计,即:根据课程教学要求和学时制定出总的教学计划;第二步为细节设计,即根据教学计划具体落实每次课的讲授内容、思路和方法。
2.1.1 总体设计
工程水文学涉及的教学内容很多,但课内学时有限,所以在教学内容的总体设计上一定要有所取舍,切忌把对水文与水资源工程专业学生水文学知识和技能的要求“迁移”到非水文类涉水工程专业。首先,在“广度”方面要有所取舍,该课程在各非水文类涉水工程专业人才培养方案中的定位是专业基础课,在决定取什么舍什么时,尽量考虑学生所在专业后续课程学习对水文学各知识模块的要求,优先确保对后续课程学习帮助大、使用率高的教学内容有足够的课时,对于今后较少用到的教学内容果断放弃。再者,在“深度”方面要有所取舍,支撑工程水文实用计算方法的原理必不可少,但水文学中相对较深的理论问题,如:影响降水的天气系统、饱和下渗理论和非饱和下渗理论、土壤三层蒸发模型、河道洪水波及其演算等内容不宜展开。总体设计时,不仅要明确每章的讲授内容、讲授课时,还必须明确哪些内容是要求了解的、哪些内容是要求熟练掌握的。可以说,做好总体设计是上好一门课的前提基础。
2.1.2 细节设计
在细节设计时,应考虑以下几个方面:
(1)明确每堂课的重点与难点,并考虑重点内容如何讲,难点问题如何化易;
(2)精心制作课堂多媒体课件,发挥其教学辅助功能。由于教学内容丰富而学时有限,每堂课的信息量较大,其中还有不少涉及野外感性认知和实践的内容。采用传统的纯黑板授课方式传递信息量少,表现形式落后,教学进度慢,难以满足教学要求。因此,在平时就注意收集与教学内容相关的素材,备课时精心挑选贴合教学内容的素材,制作辅助课堂教学的多媒体课件。比如:在讲“水文信息采集与处理”时,涉及大量野外的降水观测、水位观测、流量测验、泥沙测验、水质监测等,这部分内容仅凭语言表述,难以使学生建立起感性认识。将笔者曾经到多个水文测站考察时实拍的雨量计、水尺、水位计、蒸发皿、测流缆道、流速仪等图片穿插在课件中,学生很感兴趣,效果不错;再如,在讲“由流量资料推求设计洪水”的历史大洪水调查时,穿插平时做生产课题时收集的历史大洪水石刻图片,以及震惊中外的河南驻马店地区“75.8”暴雨致板桥、石漫滩水库垮坝的视频,既使学生了解了历史洪水是如何调查的,也加深了学生对防洪设计重要性的认识。
(3)为了使学生消化吸收讲课内容,检查教学效果,必须安排一定数量的作业。布置哪些习题也是备课的内容之一。习题分为两类:一类为基础题,用于掌握基本概念和基本方法。另一类为提高题,用于训练学生综合利用所学知识解决实际问题的能力。
2.2 结合工程实例授课,培养学生实践能力
“工程水文学”是一门实践性很强的课程,课堂上教师如果只是照本宣科或只讲理论知识,很难有好的教学效果。任课教师如果只精通书本知识,而缺乏主持或参加生产科研项目的亲身经历,也很难把课讲得生动有趣。
工程水文学中揭示水文现象规律并用于解决工程实际问题的途径主要有成因分析途径和数理统计途径两种。成因分析途径根据水文过程形成的机理,定量分析水文现象与其影响因素之间的成因关系,建立相应的数学物理方程,经过概化,建立概念性或经验性的水文分析方法和计算模式。因此,在课堂上,教师不仅要讲清自然界水文循环各个环节的物理过程,还要讲透产汇流计算基本原理及工程水文计算常用的产汇流计算方法。数理统计途径则以概率论和统计学为基础,通过分析大量历史资料,揭示水文现象的统计规律,概率预估工程规划设计地点未来可能出现的水文情势。因此,在课堂上,教师不仅要讲清频率分析这种纯随机模型对水文过程的适用性,还必须讲透采用频率分析方法推求水文设计值的步骤及注意事项,包括资料三性审查、成果合理性分析等。如果将上述理论知识介绍比作“画龙”,则结合教师实际工程的规划设计问题进行举例可谓“点睛”之笔,不仅能提高学生的学习兴趣,而且可以加深学生对基本概念、基本理论的理解,提高学生的创新实践能力。
2.3 巧用类比法授课,提高课时利用率
图1 课程整体框架图
如前所述,“工程水文学”课程涉及的内容丰富,非水文类涉水工程专业学生所有水文学基础理论和实用技能的掌握全浓缩在这一门课,经常有学生反映内容多、记不住、不好学。但如果理清课程整体框架,将之分解为几个相对独立又互有联系的模块,不难发现实际上就是“水文测验、水文预报、水文计算”三大块内容,以河海大学詹道江教授等2010年主编出版的《工程水文学》教材为例,全书共10章,除绪论外,各章之间的相互关系如图1所示。因此,在课程之初,就应把整个课程的研究内容、各章之间的脉络关系跟学生交待清楚,使学生先对整个课程有一个总体印象,只要清楚了各章知识点之间的联系,学生就不会觉得所学内容又杂又多、理不清头绪了。
其中,第7章推求设计年径流、第8章由流量资料推求设计洪水,及第9章由雨量资料推求设计洪水的流程分别如图2(a)、(b)和(c)所示。
对比图2的(a)、(b)可见,设计年径流推求与设计洪水推求的流程可谓完全相同,差别只在于研究对象不同,前者用于频率分析的样本是较长时段的平均流量(如年平均流量),所选典型是历时较长的流量过程(如某年的月平均流量过程);后者用于频率分析的样本是较短时段的流量(如瞬时洪峰流量、最大1日、3日、7日洪量等),所选典型是历时较短的流量过程(如某次大洪水过程)。既然计算流程如此相似,那么只要在第7章中把频率分析、典型放大等问题讲透了,第8章就省事很多了,相同部分一带而过,重点讲述两者的不同点:在设计年径流计算中,因为研究的是长时段的平均流量,所以没有特大值一说,是连序样本的频率分析;在设计洪水计算中,因为研究的是瞬时洪峰和较短时段的洪量,所以有历史洪水调查、实测系列中特大值重现期确定等问题,是不连序样本的频率分析。
再对比图2的(b)、(c)可见,由流量资料推求设计洪水与由雨量资料推求设计洪水流程大体相同,差别在于:前者是直接法——频率分析的对象是洪水,选择典型洪水放大后直接得到设计洪水过程;后者是间接法——频率分析的对象是暴雨,选择典型暴雨放大后得到的是设计暴雨过程,须经过产汇流计算后才能得到设计洪水过程。尽管有此差别,但暴雨频率分析的方法与洪水频率分析的方法完全相同,设计暴雨产汇流计算的方法也已经在第4章中讲清楚,所以第9章的问题也迎刃而解。
如果说以上分析的是大尺度上(章与章之间)的相似性,则小尺度上(每章的节与节之间)也存在相似性。举例来说,在设计年径流计算时,分成“有长期实测径流资料”、“有短期实测径流资料”和“缺乏实测径流资料”三种情况。显然,三种情况资料条件的不同决定了计算方法的不同:“有长期实测径流资料”时,计算流程如图2(a)所示,其中时段径流量P-Ⅲ型分布的参数通过频率分析得到;“有短期实测径流资料”时,须在图2(a)流程的“选样”和“频率分析”之间加一个环节——径流资料展延,其余步骤不变,其中时段径流量P-Ⅲ型分布的参数也是通过频率分析得到;“缺乏实测径流资料”时,时段径流量P-Ⅲ型分布的参数是通过水文比拟法或参数等值线法确定的。由此可见,所谓“不同”中仍隐含着许多相似:首先,“有短期实测径流资料”与“有长期实测径流资料”的计算流程高度相似;其次,三者都是通过确定时段径流量P-Ⅲ型分布的统计参数来确定设计径流量的。
“工程水文学”教学内容中类似的相似点还不少,限于篇幅不能一一列举。对于这些相似的章节内容,在课程第一次出现时将其讲透,之后采用类比法,比较后者与前者的相同点与不同点,对相同的地方从简,不同的地方重点强调,不仅节省了宝贵的课时,还突出了重点,学生容易把握要领,达到事半功倍的效果。
3 结语
高等教育人才培养方案中的课程各具特色,只有针对不同课程的特点,精心组织教学内容,不断探索教学方法,才能持续提高课程教学质量。工程水文学课程对培养水工、农水、给排水工程、水务工程等非水文类涉水工程专业学生的综合素质和实践能力具有重要作用。本文结合笔者多年讲授“工程水文学”课程的经历,针对其“内容丰富学时有限”的特点,强调了课前做好总体和细节设计的重要性;针对其“实践性强”的特点,指出了结合工程实例授课的必要性;抓住其“部分内容相似度高”的特点,提出了巧用类比法授课,不仅可以节省宝贵的课时,而且重点突出、思路清晰,便于学生把握要領,实践证明该方法能够达到事半功倍的效果,对提高课程教学质量十分有益。
论文涉及的课题获江苏省成人高等教育精品课程
参考文献
[1] 詹道江,徐向阳,陈元芳.工程水文学[M].北京:中国水利水电出版社,2010.
[2] 华家鹏.专业课教学的几点体会[J].河海大学高等教育学报,1996(1):32-34.
[3] 黄振平.认真总结,不断提高课程教学质量[J].河海大学高等教育学报,1997(4):12-14.
关键词 工程水文学 课程特点 教学质量 类比法
中图分类号:G642 文献标识码:A
Improve the Class-teaching Quality based on the Property of Subject
——Taking Engineering Hydrology as an Example
LI Guofang
(College of Hydrology and Water Resources, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098)
Abstract Different subjects in college education have different properties, based on which, characteristics of specific subject are essential for teaching plan and teaching method selection, which should also be the foundation for teaching quality improvement. In this study, engineering hydrology was taken as an example to illustrate how to improve the teaching quality based on the property of specific subject. Engineering hydrology is a core subject for many majors such as water conservancy and hydropower, traffic engineering, environmental sciences, natural resource sciences and so on. Main characteristics of this subject are a large amount of information with limited number of classes, combination of theory with practice and partial similarity of teaching contents. Through analysis, it was put forward that general and detailed teaching design before class is necessary. What's more, class-teaching should be based on engineering example to improve the practical ability of students. Analogy method is an effective way to improve class-teaching efficiency.
Key words engineering hydrology; subject property; teaching quality; analogy method
高等教育人才培养方案中的课程各有特点,按照不同的分类标准,有基础课、专业基础课和专业课之分,必修课和选修课之分,以及理论课和实践课之分。抓住不同课程的特点,精心组织教学内容和设计教学方法,是提高教学质量的关键。本文以笔者讲授多年的“工程水文学”课程为例,探讨如何结合课程特点进行施教的心得体会。
1 课程特点分析
1.1 教学内容丰富,学时有限
“工程水文学”是全国高校水利、水电、交通、环境、资源、地理、农业、市政等学科普遍开设的重要专业基础课,在大部分学校是作为必修或限选课设置的。课程内容很丰富,包括:流域径流形成过程、水文信息采集与处理、流域产流与汇流计算、水文预报、水文统计、設计年径流分析和设计洪水计算等。由于各专业人才培养方案总学时的限制,目前该课程一般为2学分,即32学时。而“工程水文学”课程所涉及的上述内容,在水文与水资源工程专业(以河海大学为例),是由“水文学原理”、“水文测验学”、“水文预报”、“水文统计”和“水文计算”等5门课程来完成教学的,合计达到20个学分,其中实践教学4.5学分。虽然,水文与水资源工程专业对学生掌握水文学知识的广度和深度,以及运用水文学基础理论解决科研生产实际问题的能力要求,比其他非水文类涉水工程专业要高得多,所以设置这么多学时来学精学透是完全必要的。但对非水文类专业,要在仅有32学时的一门课程内,讲授完水文学所涉及的这么多内容,其学时的有限性由此可见一斑。
1.2 理论联系实际,实践性强
“工程水文学”课程的教学目标是通过学习,使学生对水文学有基本的了解和认识,掌握水文学基础知识和常用计算方法,为后续专业课程的学习打好基础。不仅要求学生理解流域内自降雨开始到水流汇集到流域出口断面的整个物理过程,还需要掌握简易实用的产汇流计算方法;不仅要求学生了解纯随机模型对水文过程的适用性,还需要掌握以频率分析为基础的各种水文设计值计算方法。整个授课过程必须理论联系实际,如果只偏重理论,而不重视应用,学生学完以后动手解决实际问题的能力势必很差;如果只偏重实用方法,而不解释方法原理,学生难免会“只知其然,不知其所以然”,自然达不到活学活用的境界。
1.3 部分内容相似度较高
“工程水文学”课程包括流域径流形成过程、水文信息采集与处理、流域产流与汇流计算、水文预报、水文统计、设计年径流分析和设计洪水计算等内容。其中“设计年径流分析”、“由流量途径推求设计洪水”的相似性表现为两者都是通过对流量的频率计算得到设计流量,再选择典型进行放大后得到设计流量过程。差别仅在于两者的研究对象不同,前者是较长历时内的时段平均流量(比如:最枯1个月、连续最枯3个月、甚至1整年等);后者是较短历时内的时段平均流量(比如:最大1日、连续最大3日、连续最大7日等)。此外,“由流量资料推求设计洪水”与“由雨量资料推求设计洪水”等其他方面也存在相似之处。
2 教学方法探讨
2.1 认真备课,做好总体和细节设计
“工程水文学”课程的主要教学方式是课堂教学。因此,要提高教学质量必须狠抓课堂教学。在多年的教学实践中体会到认真备课是关键。备课可分为两步:第一步为总体设计,即:根据课程教学要求和学时制定出总的教学计划;第二步为细节设计,即根据教学计划具体落实每次课的讲授内容、思路和方法。
2.1.1 总体设计
工程水文学涉及的教学内容很多,但课内学时有限,所以在教学内容的总体设计上一定要有所取舍,切忌把对水文与水资源工程专业学生水文学知识和技能的要求“迁移”到非水文类涉水工程专业。首先,在“广度”方面要有所取舍,该课程在各非水文类涉水工程专业人才培养方案中的定位是专业基础课,在决定取什么舍什么时,尽量考虑学生所在专业后续课程学习对水文学各知识模块的要求,优先确保对后续课程学习帮助大、使用率高的教学内容有足够的课时,对于今后较少用到的教学内容果断放弃。再者,在“深度”方面要有所取舍,支撑工程水文实用计算方法的原理必不可少,但水文学中相对较深的理论问题,如:影响降水的天气系统、饱和下渗理论和非饱和下渗理论、土壤三层蒸发模型、河道洪水波及其演算等内容不宜展开。总体设计时,不仅要明确每章的讲授内容、讲授课时,还必须明确哪些内容是要求了解的、哪些内容是要求熟练掌握的。可以说,做好总体设计是上好一门课的前提基础。
2.1.2 细节设计
在细节设计时,应考虑以下几个方面:
(1)明确每堂课的重点与难点,并考虑重点内容如何讲,难点问题如何化易;
(2)精心制作课堂多媒体课件,发挥其教学辅助功能。由于教学内容丰富而学时有限,每堂课的信息量较大,其中还有不少涉及野外感性认知和实践的内容。采用传统的纯黑板授课方式传递信息量少,表现形式落后,教学进度慢,难以满足教学要求。因此,在平时就注意收集与教学内容相关的素材,备课时精心挑选贴合教学内容的素材,制作辅助课堂教学的多媒体课件。比如:在讲“水文信息采集与处理”时,涉及大量野外的降水观测、水位观测、流量测验、泥沙测验、水质监测等,这部分内容仅凭语言表述,难以使学生建立起感性认识。将笔者曾经到多个水文测站考察时实拍的雨量计、水尺、水位计、蒸发皿、测流缆道、流速仪等图片穿插在课件中,学生很感兴趣,效果不错;再如,在讲“由流量资料推求设计洪水”的历史大洪水调查时,穿插平时做生产课题时收集的历史大洪水石刻图片,以及震惊中外的河南驻马店地区“75.8”暴雨致板桥、石漫滩水库垮坝的视频,既使学生了解了历史洪水是如何调查的,也加深了学生对防洪设计重要性的认识。
(3)为了使学生消化吸收讲课内容,检查教学效果,必须安排一定数量的作业。布置哪些习题也是备课的内容之一。习题分为两类:一类为基础题,用于掌握基本概念和基本方法。另一类为提高题,用于训练学生综合利用所学知识解决实际问题的能力。
2.2 结合工程实例授课,培养学生实践能力
“工程水文学”是一门实践性很强的课程,课堂上教师如果只是照本宣科或只讲理论知识,很难有好的教学效果。任课教师如果只精通书本知识,而缺乏主持或参加生产科研项目的亲身经历,也很难把课讲得生动有趣。
工程水文学中揭示水文现象规律并用于解决工程实际问题的途径主要有成因分析途径和数理统计途径两种。成因分析途径根据水文过程形成的机理,定量分析水文现象与其影响因素之间的成因关系,建立相应的数学物理方程,经过概化,建立概念性或经验性的水文分析方法和计算模式。因此,在课堂上,教师不仅要讲清自然界水文循环各个环节的物理过程,还要讲透产汇流计算基本原理及工程水文计算常用的产汇流计算方法。数理统计途径则以概率论和统计学为基础,通过分析大量历史资料,揭示水文现象的统计规律,概率预估工程规划设计地点未来可能出现的水文情势。因此,在课堂上,教师不仅要讲清频率分析这种纯随机模型对水文过程的适用性,还必须讲透采用频率分析方法推求水文设计值的步骤及注意事项,包括资料三性审查、成果合理性分析等。如果将上述理论知识介绍比作“画龙”,则结合教师实际工程的规划设计问题进行举例可谓“点睛”之笔,不仅能提高学生的学习兴趣,而且可以加深学生对基本概念、基本理论的理解,提高学生的创新实践能力。
2.3 巧用类比法授课,提高课时利用率
图1 课程整体框架图
如前所述,“工程水文学”课程涉及的内容丰富,非水文类涉水工程专业学生所有水文学基础理论和实用技能的掌握全浓缩在这一门课,经常有学生反映内容多、记不住、不好学。但如果理清课程整体框架,将之分解为几个相对独立又互有联系的模块,不难发现实际上就是“水文测验、水文预报、水文计算”三大块内容,以河海大学詹道江教授等2010年主编出版的《工程水文学》教材为例,全书共10章,除绪论外,各章之间的相互关系如图1所示。因此,在课程之初,就应把整个课程的研究内容、各章之间的脉络关系跟学生交待清楚,使学生先对整个课程有一个总体印象,只要清楚了各章知识点之间的联系,学生就不会觉得所学内容又杂又多、理不清头绪了。
其中,第7章推求设计年径流、第8章由流量资料推求设计洪水,及第9章由雨量资料推求设计洪水的流程分别如图2(a)、(b)和(c)所示。
对比图2的(a)、(b)可见,设计年径流推求与设计洪水推求的流程可谓完全相同,差别只在于研究对象不同,前者用于频率分析的样本是较长时段的平均流量(如年平均流量),所选典型是历时较长的流量过程(如某年的月平均流量过程);后者用于频率分析的样本是较短时段的流量(如瞬时洪峰流量、最大1日、3日、7日洪量等),所选典型是历时较短的流量过程(如某次大洪水过程)。既然计算流程如此相似,那么只要在第7章中把频率分析、典型放大等问题讲透了,第8章就省事很多了,相同部分一带而过,重点讲述两者的不同点:在设计年径流计算中,因为研究的是长时段的平均流量,所以没有特大值一说,是连序样本的频率分析;在设计洪水计算中,因为研究的是瞬时洪峰和较短时段的洪量,所以有历史洪水调查、实测系列中特大值重现期确定等问题,是不连序样本的频率分析。
再对比图2的(b)、(c)可见,由流量资料推求设计洪水与由雨量资料推求设计洪水流程大体相同,差别在于:前者是直接法——频率分析的对象是洪水,选择典型洪水放大后直接得到设计洪水过程;后者是间接法——频率分析的对象是暴雨,选择典型暴雨放大后得到的是设计暴雨过程,须经过产汇流计算后才能得到设计洪水过程。尽管有此差别,但暴雨频率分析的方法与洪水频率分析的方法完全相同,设计暴雨产汇流计算的方法也已经在第4章中讲清楚,所以第9章的问题也迎刃而解。
如果说以上分析的是大尺度上(章与章之间)的相似性,则小尺度上(每章的节与节之间)也存在相似性。举例来说,在设计年径流计算时,分成“有长期实测径流资料”、“有短期实测径流资料”和“缺乏实测径流资料”三种情况。显然,三种情况资料条件的不同决定了计算方法的不同:“有长期实测径流资料”时,计算流程如图2(a)所示,其中时段径流量P-Ⅲ型分布的参数通过频率分析得到;“有短期实测径流资料”时,须在图2(a)流程的“选样”和“频率分析”之间加一个环节——径流资料展延,其余步骤不变,其中时段径流量P-Ⅲ型分布的参数也是通过频率分析得到;“缺乏实测径流资料”时,时段径流量P-Ⅲ型分布的参数是通过水文比拟法或参数等值线法确定的。由此可见,所谓“不同”中仍隐含着许多相似:首先,“有短期实测径流资料”与“有长期实测径流资料”的计算流程高度相似;其次,三者都是通过确定时段径流量P-Ⅲ型分布的统计参数来确定设计径流量的。
“工程水文学”教学内容中类似的相似点还不少,限于篇幅不能一一列举。对于这些相似的章节内容,在课程第一次出现时将其讲透,之后采用类比法,比较后者与前者的相同点与不同点,对相同的地方从简,不同的地方重点强调,不仅节省了宝贵的课时,还突出了重点,学生容易把握要领,达到事半功倍的效果。
3 结语
高等教育人才培养方案中的课程各具特色,只有针对不同课程的特点,精心组织教学内容,不断探索教学方法,才能持续提高课程教学质量。工程水文学课程对培养水工、农水、给排水工程、水务工程等非水文类涉水工程专业学生的综合素质和实践能力具有重要作用。本文结合笔者多年讲授“工程水文学”课程的经历,针对其“内容丰富学时有限”的特点,强调了课前做好总体和细节设计的重要性;针对其“实践性强”的特点,指出了结合工程实例授课的必要性;抓住其“部分内容相似度高”的特点,提出了巧用类比法授课,不仅可以节省宝贵的课时,而且重点突出、思路清晰,便于学生把握要領,实践证明该方法能够达到事半功倍的效果,对提高课程教学质量十分有益。
论文涉及的课题获江苏省成人高等教育精品课程
参考文献
[1] 詹道江,徐向阳,陈元芳.工程水文学[M].北京:中国水利水电出版社,2010.
[2] 华家鹏.专业课教学的几点体会[J].河海大学高等教育学报,1996(1):32-34.
[3] 黄振平.认真总结,不断提高课程教学质量[J].河海大学高等教育学报,1997(4):12-14.