研究型教学在《工程水文学》中的应用

摘要：为了充分调动学生在课堂中的积极性和主动性，提高学习效果，文章以“由流量资料推求设计洪水”为例，在《工程水文学》中开展了研究型教学的探讨，按照“提出问题—分析问题—总结结论”的思路进行教学方案的实施。课前“提出问题”有助于学生进行充分的准备，课堂“分析问题”能够引导学生进行知识点的梳理，课后“总结结论”对提高教学效果有重要作用。

关键词：研究型教学;《工程水文学》;设计洪水

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）37-0192-02

《工程水文学》是农业水利工程专业的一门重要的专业基础课程，综合性较强，几乎囊括了水文学的所有专业基础知识，再加上农业水利工程专业的学生没有关于水文学的背景知识，学生学习起来普遍觉得比较难，这样就导致了学生的学习积极性不高，学习效果差。为了让学生积极主动地参与到课堂中，在这门课程的教学中应用研究型教学，对提高学生的学习兴趣和效果有显著意义。研究型教学法可概括为“提出问题—分析问题—总结结论”三个步骤[1]。本文以第八章《由流量资料推求设计洪水》为例，在实际教学中应用研究型教学方法对各个教学环节的内容进行了规划和设计，提高了学生的积极性，达到了良好的教学效果。

一、主要教学内容

设计洪水实质上是指具有规定功能的一场特定洪水，其具备的功能是：以频率等于设计标准的原则，求得该频率的设计洪水，以此为据而规划设计出的工程，其防洪安全事故的风险应恰好等于指定的设计标准[2]。推求设计洪水包括三个主要要素的计算，分别是设计洪峰流量、不同时段设计洪量以及设计洪水过程线。在引出设计洪水的概念和意义的基础上，重点讨论方法的原理和步骤，分别阐明设计洪水三要素具体的推求方法。

1.目的与意义。在进行水利水电工程规划设计时，为了保证水工建筑物本身和下游防护区的安全，水工建筑物的设计必须选择一个相应的洪水标准作为依据。若此洪水标准定得过大，虽然工程比较安全，但会使造价增多而不经济;若此洪水标准定得过小，虽然工程造价降低，但遭受洪水破坏的风险增大[3]。因此选择合适的洪水标准作为水工建筑物的设计依据非常必要，我国有强制性国家标准来确定水利水电工程等级划分以及洪水标准。

2.原理与思路。推求设计洪水实质上就是对设计洪水三要素的推求。具体的推求过程如下图所示。

设计洪峰流量和不同时段设计洪量的推求使用“适线法”，该方法已在第六章学习，可巩固。为了提高设计洪水的准确性，在此要加入历史特大洪水资料后再进行洪峰和洪量的推求，以提高流量资料系列的可靠性和代表性。规范确定了洪水标准之后，就可以用“适线法”确定的统计参数推求设计标准下的设计洪水的洪峰和不同时段的洪量，再用“同倍比”或者“同频率”法放大某一典型洪水过程线得到设计洪水过程线。至此，完成了由流量资料推求洪水过程线的整个步骤。

二、教学方案内容与实施

（一）提出问题

提出问题是教学方案实施的前提。可以结合国内比较著名的水利工程，如三峡大坝、葛洲坝等大型水利枢纽工程，提出问题“水工建筑物的规模是如何确定的？依据的标准是什么？”激发学生的学习兴趣。提出问题以后让学生做充分的课前准备，带着疑问去思考解决问题的方法。为了达到预期的教学效果，教师要给学生预设课前思考题及公布拟定的课堂教学程序[4]。针对本文涉及的教学内容，教师提出的思考问题包括基本题和拓展题两方面，具体内容如下。

1.基本题。基本题主要是引导学生学会分析问题，层层深入地剖析问题，从而解决问题，主要包括洪水资料的“三性审查”包括哪三方面？各方面的审查该如何进行？样本的选取该采用什么方法？历史洪水调查该如何进行？加入历史特大洪水资料后如何进行排位分析？不连序样本的经验频率如何计算？用“适线法”推求洪峰流量与不同时段洪量的基本步骤是什么？典型洪水过程线该如何选取？设计洪水过程线该如何由典型洪水过程线进行放大？

2.拓展题。拓展题主要是开拓学生的思维，让学生能从根本上理解解决问题的方法。为什么选样采用的方法是“年最大值法”而不是其他方法？进行洪水调查的目的是什么？不连续样本经验频率计算的两种方法有什么异同点？“配线法”如何用计算机来实现？计算出洪峰流量和不同时段洪量之后，如何对成果的合理性进行检查？设计洪水过程线的两种方法的异同点是什么？在实际应用中该如何选取放大方法？

（二）分析问题

1.学生参与。在教学过程中要以学生为中心，采用提问的方式引导学生主动思考问题、分析问题。围绕课前布置的思考题，教师可采用多种提问方式。首先，可采用抢答的方式进行提问，学生能迅速集中精神投入课堂，比如：洪水资料的“三性审查”包括哪三方面？可以采用抢答的方式提问？其次，对于涉及计算的思考题可采用即兴讲演的方法，邀请学生上讲台给其他学生讲解，这样可以提高学生的学习兴趣，也能培养学生的表达能力，比如：不连续样本的经验频率如何计算？可采用即兴讲演的方法。对于拓展题，可采用小組讨论的方法，让学生互相讨论给出答案，这样能够活跃课堂气氛，也能增加学生之间的交流。提问的方式也对学生的课前准备起到了监督的作用，提高学习效率。

2.教师主持。课堂虽要以学生为中心，但教师也要起到主导课堂的作用，从总体上去把握课堂，控制课堂的节奏。在学生回答问题后要给予评价，包括点评、补充和讨论等，同时对于在课堂表现优秀的学生给予一定的奖励，比如平时成绩加一分，这样能激励学生，提高课堂的积极性，使课堂教学效果更好。在课堂教学中，可以借助PPT、流程图和动画等教学方法帮助学生更好地理解所学内容。在课堂的最后阶段，教师要对本次课堂的教学内容加以总结，把整个解决问题的步骤进行梳理，并通过讲解一个完整的例题来帮助学生更好地理解“由流量资料推求设计洪水”的完整步骤，将所有的知识点进行融合。

（三）总结结论

总结结论即课后反思分析，这是教学方案能够得到更好的实施的必要条件。课堂结束后，教师的工作还要继续，对于教学方案实施的效果要认真总结分析，取长补短。对于课前思考题的部分，要总结出题量与难度如何使学生才能更好地接受;对于教师与学生互动的环节中，要总结出如何把握课堂的活跃度才能达到最优效果;对于学生的学习效果，要总结出如何安排课堂才能达到最好的学习效果。课后总结结论对于教师教学效果的提高尤为重要，也为日后深入研究型教学奠定了基础。

三、结语

研究型教学方法能够在课前提出思考题让学生预习所学内容，提高学习效率，学生在解决思考问题的过程中能充分利用“慕课”等先进的教学手段，对于翻转课堂的教学方法起到一个初探的作用。在课堂中学生通过课前的充分准备可与教師互动起到活跃课堂的作用，这对于提高学习效果有较为明显的作用。在实际教学过程中，要及时地发现研究型教学方法存在的问题，并及时进行改进，使这种教学方法能够达到最好的效果。

参考文献：

[1]彭远新.研究型教学在大学教学中的应用探析——以水文学为例[J].科技信息（学术研究），2007，（07）：17-18.

[2]詹道江.工程水文学[M].北京：中国水利水电出版社，2010.

[3]靳玉芹.由流量资料推求水库设计洪水[J].水利科技与经济，2013，19（11）：74-75.

[4]仇锦先.“工程水文学”研究型教学方案探讨[J].中国电力教育，2011，（08）：121，125.

Application of Research-based Teaching in "Engineering Hydrology"

—Taking "Design Flood from Flow Data" as an Example

HU Long-song

（School of Land Resource and Environment，Jiangxi Agricultural University，Nanchang，Jiangxi 330045，China）

Abstract：In order to mobilize the students" enthusiasm and initiative in class and improve the learning effect，this paper takes "designing flood from flow data" as an example，and conducts research-based teaching in "Engineering Hydrology"，implementing the teaching plan according to the idea of "propose questions -analyze the problem-summary conclusion"."Proposing questions" before class helps students to fully prepare.The "analysis problem" in class can guide students to sort out the knowledge points.After the class，"summary conclusion" plays an important role in improving the teaching effect.

Key words：research-based teaching;"Engineering Hydrology";design flood