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序论:在您撰写水文与水资源工程论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
关键词:节水宣传教育参与程度
1.公众认识的误区障碍
节约用水的公众参与,不仅包括公众积极参加和实施节约和保护水资源的有关项目或有关行动,更重要的是要改变自己的思考方式,建立可持续发展的世界观,进而运用符合可持续发展的方法去改变自己的行为方式。而现实当中,公众的思想认识中存在诸多的误区和障碍,直接影响着节约用水的深入实施:
(1)认为地球上的水资源是无限的。这种意识的危害在于如果我们没有节制地无限制开采,就会使环境的变化超过不可逆转损害的阀值,进而危及到人类自身的生存。
(2)环境的相互依存性认识障碍。仅凭浅显的感官印象或狭窄的学科知识来判断因果关系,有意或无意地破坏环境各部分之间、环境与人类之间的相互依存性和微妙的平衡。
(3)水是自然资源,是无价值的。以为只有能换成货币的东西才是有价值的。而现实当中人们难以用货币估价被转移和已造成的污染和资源衰减所造成的影响。
(4)即使有危机也不可能即时显现出来。对未来的线性外推和狭隘的经验主义思维,并不知道一旦一些事情进入“正反馈”,就有可能出现突变而带来意想不到的后果。
(5)技术的进步会处理一切。这是一种既饱含希望,又在制造危险的观念,其必然导致出一种单纯“迷信”,为急功近利者制造借口。
(6)人没有必要为后代考虑,那是“杞人忧天”。缺乏对人类整体最深层基础的观念,和十分自然而又最起码的觉悟。
2.舆论监督与行政机制的关联
据统计,以淮河的防污治污为例,自1977年至1994年,国家颁布的关于保护淮河流域环境的政策和法令就有十余项之多。但1994年7月的淮河特大污染事件,造成的直接经济损失达2亿元。我国著名的七大水系污染也日益严重(见表一)。黄河自1972年开始出现断流,至今已达8次之多。据1988年至1992年资料统计,黄河上游的人口不足全流域的10%,而平均每年引用河川径流量占黄河流域内及其供水区平均量的50%。上游地区用于农业灌溉的亩均灌溉水量为全国的1.5--3.2倍,长期使用黄河水灌溉致使耕地盐碱化,导致又必须多灌水用以压碱。而上游地区农业水价只是全国本以很低的平均水价的大约五分之一到十分之一。
据《中国21世纪议程》中截止1994年的统计,我国已制定出4部环境法律、8部资源管理法律、260多项环境标准,20多项环境资源标准,已初步形成了环境资源保护的法律体系框架。在国家现在正由计划经济体制向市场经济的转轨的过渡性过程中,造成上述不应有的状况,除历史和自然原因外,还有体制和行政机制问题。长于取水,短于节水;强于搞工程,弱于建机制;勤于组织运动,怯于调整利益关系。使当前水资源的配置,既无统一计划,又不讲市场经济效益,是做起来最容易但也是最危险,形式上管而实际上是抢的配置方式。上述分析的结论是:如果回避、推迟部门、地区之间固有的政策及利益强有力度的调整,就会使得国家的法律和政策效力弱化和衰减甚至失效。由于历史的原因和现实中体制上的矛盾,难以避免产生经济行为的政绩化和政府行政功能经济化的现象。因此,得出的最终结论是:要使各级政府的行为变得适应可持续发展的要求,必须调整其组织和权力的配置,建立一个对政府的政绩有真实评价的机制。水资源的合理利用与保护离不开政府的行为,而离开了监督的政府也不可能实现可持续的发展。因此,必须建立健全一个超越权力和金钱制约的评价系统,能体现社会成本的经济效益或政绩的指标体系,用知识去监督权力,让公众有权了解更多的实情,发挥民主的而不是、主观臆断的科学决策功能,把可持续发展和资源与环境意识根存于公众当中,这便是对舆论监督作用的最终定位。
3.强化节水宣传教育的内容和方式
节约用水,是以社会节水、全民节水为目标。在宣传节约用水时,应立足于本地的水资源状况,充分考虑其开发利用的前景及城市现实状况,因地制宜,因事而地选择不同的宣传方式,针对公众节水意识上的认识误区及障碍,展开富有成效的宣传和教育活动。
首先,要强化对政府官员的法律、政策和理论认识上的宣传,使其树立正确的节水和水资源的管理观念,在决策中自觉重视到节约用水。
其次,要面向公众,发动群众,把宣传节约用水的重点放在公众中间;放在基层。通过举办专题文艺晚会、进行知识竞赛、举办节水成果展览和举行各种以节约用水为主题的各种群艺活动,并注重运用板报、公益广告、宣传标语、有线广播、电视以及公共互联网等媒体形式进行常年不懈的渗透式宣传,逐步提高公众的节水意识。
第三是要立足长远开展宣传教育活动。应当把我国现实的水环境及水资源状况纳入中、小学教育,使公众从小就接受到水忧患意识的熏陶。经常性地在广大中小学生中间开展主题性质的征文、讲座、歌咏比赛、夏令营和郊游活动,使公民从小就养成良好的节水观念。
第四、舆论媒体有关部门及时接纳并受理对跑、冒、滴、漏浪费水、造成水环境污染的行为的严肃查处,及时予以曝光,进行深层次地追踪报道,抓好正反两个方面的典型事例,以引起公众的充分观注,逐步形成全民节水、人人节水、爱水、珍惜水的良好社会道德风尚。
强化节约用水的宣传教育,应确立起“面向公众、重在基层、从中小学生抓起”的长远目标,以适宜的方式,较低的投入成本,取得较好的宣传教育效果。超级秘书网
4.公众参与途径探讨
水资源的有效保护与合理利用,实施可持续发展,从概念到行动,主要取决于两个因素:一是公众的觉悟和道德,即环境美德。二是研究开发公众参与的有效途径。塑造公众的环境美德、开展充满创造力的群众性自我教育运动,为实施公众充分参与探索了可供选择的途径。
(1)自愿责任。把保护水环境的某一具体内容当做公众自己的自愿责任,为实践自己的诺言而开展行动。
(2)“蓝天碧水”行动。主要参加者以中小学生为主,可由自愿的社会公益者出面组织。以轻松自然的风格,进行文艺演奏和演出、绘画、签名等活动,让公众与孩子在一起感受自然的美好与和谐,引起人与人的共鸣。
(3)监督新闻媒体。可分阶段展开调查统计,对各媒体、报刊对环境与资源的关注程度、报道条数、篇幅进行统计打分,并对其动向进行研究、剖析。每年向获环境意识最高得分的和最低得分的媒体及记者发出衷恳的感谢和建议。
(4)创立相关主题为宗旨的基金会。资助进行科学研究、学术交流、并开展其他相关活动。
(5)写作出版相关的内容和科普、启蒙读物。
(6)组织举办节水知识讲座。主要针对是中小学的教师及师范院校的高年级学生等。
(7)组织建立节水志愿者网络,交流节水经验、传播有关信息。
关键词:课程体系 教学改革 水文与水资源工程 创新能力
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(c)-0133-03
Curriculum System Construction of Hydrology and Water Resources Engineering
Zhang Yongbo Zhang Zhixiang Yang Junyao Zhao Zhihuai Zhao Xuehua
(College of Water Resources Science and Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi,030024,China)
Abstract:In order to meet the social requirements of engineering innovative talents,it is necessary to construct the hydrology and water resources engineering professional curriculum system of Taiyuan University of Technology,and it has great significance in cultivating students innovation capability.Based on the analysis of existing problems in hydrology and water resources engineering curriculum system in the College of Water Resources Science and Engineering of Taiyuan University of Technology,hydrology and water resources engineering professional curriculum system construction under the conditions of new situation is proposed,including new curriculum,setting up a reasonable curriculum order,curriculum content reform,selection of reasonable teaching materials,increasing the experimental teaching and scientific research transformation teaching,to lay the foundation for the further improvement of quality of undergraduate teaching and the cultivation of innovative talents of hydrology and water resources engineering.
Key Words:Curriculum system;Teaching reform;Hydrology and water resources engineering;Innovation capability
水文与水资源工程是太原理工大学水利科学与工程学院的主要专业之一,其前身是原“水文地质与工程地质”专业,1975年第一届招生,1997年国家专业调整时取消,2004年水文与水资源工程专业获山西省教育厅批准,2005年恢复招生。作为目前山西省高校中惟一一个水资源类本科专业,坚持立足山西、面向全国的发展方向,针对山西山丘区多、干旱缺水、污染严重、矿山开采诱发地质灾害及水循环系统严重破坏等自然地理和经济发展特点,制订培养计划,开设的课程涉及地表水和地下水两个方面,并且有机地将地表水和地下水结合起来培养专门人才。近年来,我校水文与水资源工程专业取得了较大成绩,毕业生的就业形势良好,但面对新形势条件下我国经济社会发展对创新人才的要求,还存在一定的差距和不足,特别是教学环节中的课程体系存在一些问题,已直接影响到课堂教学效果和学生创新能力的提高。为了适应水文与水资源工程专业目录调整的需要以及满足工程领域发展迅速、知识更新快、工程创新人才需求紧迫的要求,有必要对我校水文与水资源工程专业课程体系进行构建,对提高教学效果及培养学生创新能力等具有重要的理论和现实意义。尽管已有学者针对水文与水资源工程专业进行了诸如课程体系、实践等教学改革[1-8],但是从总体上看,目前全国关于水文与水资源工程专业教学改革的理论研究成果仍然较少,而山西省在这方面的研究还属于空白。从水利工程高等教育发展角度来说,必须进一步加强我校水文与水资源工程专业课程体系构建,才能为我省水利工程高等教育提供参考和理论支持。
1 课程体系存在的问题
我校水文与水资源工程专业本科生的培养,主要是通过课堂理论教学以及实验、实习等环节来完成的,培养具有水文与水资 源、水与地质环境等方面的专业及专业基础理论,能从事水文与水资源、水与地质环境保护和防治方面的勘察、设计、规划、管理、技术开发、科学研究等的高级工程技术和管理人才。通过近年来对我校水文与水资源工程专业毕业生、本科生及授课教师的调查和访问,水文与水资源工程专业课程体系存在如下问题。
1.1 课程设置不合理
我校水文与水资源工程专业的课程有综合基础课、公共选修课、学科基础课和专业课,在学科基础课和专业课中开设有必修课和选修课,一般先开综合基础课、公共选修课,后开学科基础课和专业课。从总体上讲,这种课程设置仍存在一些不合理现象:(1)同期开课或课程顺序颠倒,造成一些学科基础课与专业课次序不清,不能很好地体现课程之间的相互递进关系;(2)有的课程无法体现本专业的特点,使学生感到学的有些杂乱。如《土力学》和《地基基础与基础工程》,前者属于学科基础课,后者属于专业课,两课程之间本应该有很好的递进关系,却都安排在第五学期。再如《水利工程经济学》和《水利工程概论》,前者属于学科基础课,而后者属于专业课,却把课程顺序颠倒了,将前者安排在第六学期,后者安排在第五学期。另外,对于所开设的《环境影响评价理论与方法》,属于环境工程的专业课,对于水文与水资源工程专业的学生来说,由于没有前期《环境学》等基础课做铺垫,学生总体上感到该课程偏离本专业,对课程内容不能很好地理解。
1.2 课程之间的衔接性差
课程之间的衔接性好坏直接影响着学生对专业知识的掌握和巩固。我校水文与水资源工程专业课程之间的衔接性总体上比较符合教学规定,但也有个别课程之间的衔接性差,以至于学生们感到课程安排有点零乱。如同样为专业课的《水资源工程勘察》《水资源开发利用》《矿床水文地质学》,分别由三位主讲教师进行授课,但由于课程之间的衔接性考虑不够,将《矿床水文地质学》被安排在第六学期开课,而《水资源开发利用》《水资源工程勘察》被安排在第七学期开课,这就造成学生在学习《矿床水文地质学》之前还没有掌握《水资源工程勘察》的专业知识,在学习《水资源开发利用》之前还没有掌握《水资源工程勘察》的专业知识。由于前期《水资源工程勘察》专业知识的缺乏,学生普遍反映在学习过程中对《矿床水文地质学》《水资源开发利用》的部分内容不好理解。这种课程之间的衔接性差的状况,已阻碍了学生对地下水专业知识的巩固,导致课堂学习效果相对较差。
1.3 课程内容交叉重复
课程内容安排是否合理对课堂教学效果的影响也很大。我校水文与水资源工程专业课程内容存在的问题是部分课程内容交叉重复,加上授课教师之间没有做好沟通,对课程内容交叉重复的部分没有进行适当的协调和删减,造成部分课程内容已由某一位老师前期在课堂上进行了讲解,另一位老师后期又在课堂上进行重复讲解。如《水文分析与水利计算》《水资源工程勘察》这两门课,课程内容交叉重复的是地表水勘察这一部分,包括水文测验、水文调查和水文实验等。再如《水文与工程物探》《水资源工程勘察》这两门课,课程内容交叉重复的是水文地质物探这一部分。课程内容交叉重复不仅浪费学生的宝贵时间,而且降低了学生对课程学习的主动性和积极性。
1.4 教学内容重理论轻实践
理论与实践密不可分,二者紧密结合才能促进教学效果的巩固和提高。多年来,由于我校水文与水资源工程专业实验教学条件的限制,部分学科基础课和专业课无法开展正常的实验,不能满足实践教学活动的要求,致使一些课程的教学内容重理论轻实践,无法取得良好的教学效果。如《水文地质学基础》,学生对基本概念与原理容易理解,但深入掌握并灵活运用就困难,这是因为学生无法在实验室进行达西渗流实验、潜水模拟演示实验、承压水模拟演示实验、地下水流动系统模拟演示等实验,对地下水缺乏感性认识。再如《地下水动力学》,由于学生没有在实验室进行过裘布依潜水稳定流井流实验、坝基渗流水电比拟实验、非饱和带水运动实验等实验,影响学生对课程知识的巩固及实践技能水平的提高。还有《水文分析与水利计算》,学生虽然学了许多水文方面的理论知识,但却没有机会进行水文测验和水文实验。教学内容重理论轻实践造成学生的科学实验基本能力无法得到有效训练,降低了学生毕业后在社会上的竞争力或进一步深造的实验实践能力。
2 课程体系的构建
根据我校水文与水资源工程专业课程体系存在的问题,我们认为,必须严格从人才培养目标出发,按照专业发展需求,以促进校企合作、产学研共同培养学生工程创新能力及就业等为前提,科学优化和重组课程体系,筛选符合当前教育现状及经济社会发展所需的课程,为学生专业水平的提高及创新能力的培养打下坚实的基础。因此,结合水文与水资源工程专业即包含地表水又兼顾地下水的特点,提出新形势条件下我校水文与水资源工程专业课程体系构建。
2.1 新增课程
在确保我校水文与水资源工程专业本科培养计划中所设课程总门数不变的情况下,根据本学科发展的需要,考虑到《水文分析与水利计算》《水资源工程勘察》两门课程在地表水勘察内容上的交叉重复,可删除《水资源工程勘察》,新增《水文地质勘察》,既避免课程内容的重复,又使学生能较好地掌握水资源工程勘察的方法及最新的技术。考虑到目前地下水环境影响评价在我国建设项目环境影响评价占有越来越重要的地位及环境保护部《环境影响评价导则――地下水环境》(HJ610-2011年)的出版,结合我校水文与水资源工程专业特点、地下水环评人才短缺以及环评单位对地下水环评人员的迫切需求,可删除《环境影响评价理论与方法》,新增《地下水环境监测与评价》,并把《环境影响评价理论与方法》作为教学参考书,使学生掌握地下水环境影响评价的理论方法,为其就业创造良好条件。考虑到《水文地质勘察》与《水文与工程物探》内容的重复以及同位素技术在地下水研究中的广阔应用前景,可删除《水文与工程物探》,新增《环境同位素水文地质》,使学生多掌握一项水文地质新技术,增强其未来应用同位素技术从事水文地质勘察的能力。
2.2 设置合理课程次序
为了体现课程内容之间的相互递进关系,必须对不合理的课程次序进行相应调整,理顺课程开设的前后顺序,使学生在学习过程中达到循序渐进,真正所学课程专业知识的积累。为此,把《土力学》安排在第五学期,《地基基础与基础工程》安排在第六学期,确保学生在充分掌握《土力学》的基础理论知识后,对《地基基础与基础工程》相关专业知识的学习有更深入的理解和巩固。把《水利工程经济学》安排在第五学期,《水利工程概论》安排在第六学期,确保学生在充分了解水利工程经济的基础上,对各项水利工程专业知识的学习有更深层次的掌握。把《水文地质勘察》安排在第六学期,《水资源开发利用》《矿床水文地质学》安排在第七学期,确保学生在前期掌握了《水文地质勘察》的技术方法和手段后,能更好地运用所学知识理解和掌握《水资源开发利用》的理论与方法以及《矿床水文地质学》的调查评价方法。
2.3 课程内容改革
在科学技术日益发展的今天,水文与水资源工程专业知识更新较快,但课程教材更新却相对较慢,其中的一些知识已经无法满足经济社会发展的需求。因此,在课程专业知识的教学过程中,教师必须与时俱进,对课程内容进行合理改革,删除一些课程中内容陈旧、理论与实际脱节的内容,对课程内容要突出其科学性和先进性,深入浅出,能够反映新理论、新技术、新方法及前沿性的新视点,把原来分散的课程内容联成一个有机的整体。如在《水文地质学基础》课程内容改革中,可增加区域尺度非均质性、断裂带渗透性、海洋―陆地界面处的地下水等内容,与学生分析和探讨这些因素对地下水资源的分布、循环、水质和可持续性利用的影响。在《水环境化学》课程内容改革中,可增加水文、化学、生物过程的耦合及水文和地球化学过程的计算机模拟等内容,使学生了解目前水文地球化学研究的热点和方向。在《水污染控制与修复理论》课程内容改革中,可增加有机污染物的野外最有效的降解路径及强放射性废料的地质处置等内容,增强学生在水污染控制与修复中的自我创新能力。
2.4 选用合理教材
合理的教材对促进学生专业知识的学习起着非常重要的作用。为此,严格要求本专业教师对所授课程选用合理教材,必须是国家规划教材和专业规范核心课程教材,且教材名称与所开设课程的名称一致或接近,对于未纳入国家教材计划的非正规教材或正规出版的书籍,严禁用做教材给学生使用,可作为课程参考书使用。通过选用合理教材,不仅避免课程知识交叉重复,而且能反映新理论、新技术、新方法,可使学生比较系统的接受学科基础知识及专业知识的学习。同时结合山西省矿山开采对水循环系统造成严重破坏的实际,加强我校水文与水资源工程专业教材建设,通过申请水文与水资源工程专业委员会下达的教材指标,组织主要骨干教师编写出理论联系实际、基础知识与技术知识兼容的《矿床水文地质学》《水文水利计算》等专业教材,为学生课堂的学习提供更符合实际的教材,达到进一步提高学生创新能力的目的。
2.5 增加实验教学
实验课在教学环节中非常重要,实践性很强。通过实验教学,可进一步巩固学生所学的学科基础知识和专业知识,培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。为此,我校水文与水资源工程专业在中央财政支持地方高校发展专项资金及山西省财政专项资金的支持下,对整体水平落后的实验室进行了改造,共建设有6个实验室,包括气候气象实验室、饱和与非饱和带水实验室、水文工程勘察实验室、水文实验室、水环境污染与修复实验室、矿山水文地质实验室,并制定详细的实验计划,使实验室能开设出符合教学大纲规定的实验,如人工模拟降雨实验、土壤入渗性能测量实验、浅层水流流速测量实验、达西渗流实验、潜水模拟实验、承压水模拟实验、裘布依潜水稳定流井流实验、坝基渗流水电比拟实验、地表水溶质迁移转化实验、水质分析实验等。同时为了确保实验的顺利开展,加强实验教学队伍建设,提高实验教师的业务素质,为提高实验教学质量打下坚实的基础。
2.6 科研转化教学
太原理工大学作为教学研究型大学,对教学和科研非常重视。从辩证的角度来看,教学和科研是相辅相成的,缺一不可。我校水文与水资源工程专业授课教师都从事有关科研项目的研究,如国家自然科学基金、山西省自然科学基金、校基金、行业基金及其他横向科研项目等,在国内外核心期刊上或国际会议论文集上发表了诸如水文地质、工程地质、环境地质、径流趋势预测、水资源、水环境、水污染、土壤、水土保持等不同方向的专业学术论文,并有多篇论文被EI、SCI收录及他人参考引用。针对水文与水资源教师在科研上的优势,提倡各位授课教师以科研促进教学,鼓励教师积极将科研成果转化到教学中。通过科研转化教学,不仅使学生了解各位教师的主要研究方向,从教师的科研成果中学到最新的理论知识,而且能激发学生的科研兴趣,促进学生学习效果的提高及创新能力的培养。
3 结语
课程体系对学生专业知识的学习和创新能力的培养至关重要,必须给予高度重视。太原理工大学水利科学与工程学院水文与水资源工程专业课程体系存在的问题主要是课程设置不合理、课程之间的衔接性差、课程内容交叉重复、教学内容重理论轻实践。水文与水资源工程专业课程体系构建主要包括新增课程、设置合理课程次序、课程内容改革、选用合理教材、增加实验教学及科研转化教学。通过课程体系构建,为进一步提高本科教学质量及水文与水资源工程专业创新人才的培养奠定基础。
参考文献
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地理水文学(GeographicalHydrology)与水文地理学(Hydro-geography)均属水文研究的地理学方向,与直接服务于水利工程的工程水文学有所不同。但研究的对象是一致的。50年代受原苏联学术界的影响,促进了我国区域水文的研究,并且形成了水文地理学的主题。俄语中的水文地理(гидротафия)与英语中的Hydrography涵义相同。后者于16世纪在欧洲用于水道(河、海)测量制图的描述[1,2],在中译书刊中有人译为“水象学”。水利工程专业人员把水文地理作为水利的自然条件来看待,例如,地质、地貌、气候、植被、土壤等等背景,实际上是自然地理因素的特征描述。这里看不出对于水文与水资源本身规律的研究,不能有效地利用地理学原理深入研究水文现象。为此,我们强调水文学的地理方向或地理方向的水文研究。近年来的实践表明,水的问题直接关系到工农业生产与人民的生活,广泛涉及生态与环境等的方方面面[3]。水文地理学已突破了单纯的水背景研究。实际上,从1978年以后,中国地理学会水文专业委员会的历届全国水文学术大会上都强调人与水关系的研究[4-6]。
适应水问题研究发展的需要,并与工程水文学相配合,深化水文研究的理论与实践,地理水文学更可拓宽水文地理学的研究方向,发展内涵,有利于学科研究发挥自己的特色;促进水文研究与地理科学其它分支科学的横向结合,如气候学、地貌学、土壤地理学等,尤其是与人文经济地理学的结合,形成新的边缘学科领域和产生新的学科生长点;通过水与资源、社会、经济、生态与环境的广泛联系,有利于综合性研究优势的发挥,改变水文地理研究的传统方法与手段,增加计算技术、遥感遥测与信息系统方法的应用,提高研究工作的水平。
地理水文学的提出是一种发展,而不是对水文地理学的否定。两者既属于地理科学也属于水文科学。为了简化叙述,它们的关系可以用图1来表示:
图1地理水文学与水文地理学示意
Fig.Relationshipbetweengeographicalhydrologyandhydrogeography
显然,地理水文学与水文地理学均是地理科学(G)与水文科学(H)的公共部分,即集合G与H的交,有共同的元素为X,则:
G∩B={X/X∈G,X∈H}
只是水文地理学靠近地理学,而地理水文学靠近水文学。从我国地理部门的水文研究来看,针对区域和流域的单纯水文地理研究已相对减少,而水文水资源本身的研究相对发展。地理水文学在研究领域、深度层次、实际应用等方面均领先于水文地理学。
2回顾与研究现状
从30年代后期到80年代中期的研究回顾,见参考文献[1-3。结合当前,简要概括如下:我国地理学中现代水文学研究始于30年代末,从吴尚时先生的译著“江河之水文”为起始。50年代初,谢家泽、郭敬辉、施成熙、罗开富等为推动我国水文研究作出巨大贡献,50年代中期以后,以河流水文为主的水文研究迅速发展,包括边远地区河流水文调查与全国水文区划的研究。60年以后,从河流水文(包括河口水文)逐渐扩大到其它陆地水体,包括冰川、湖泊与沼泽水文及水文过程(如泥石流、洪水与森林水文影响等)的研究。同时,水文实验,包括定位半定位试验相继发展。70年代,特别是80年代以来,水资源问题与环境水文研究得以迅速发展。80年代中期以后,“人与水”和涉及全球变化的水文研究开始兴起,方兴未艾。
至于研究现状的归纳,择其主要方面分述如下:
2.1水循环与水平衡
作为水文基本理论的水循环与水平衡研究,正在宏观与微观尺度上不断扩展与深化。在宏观上面向全球。国际地圈生物圈计划(IGBP)强调的界面过程研究,正力图把描述全球物理气候系统的总循环模型(GCMS)与全球水循环模型相耦合。这一研究将提供量化与描述全球水文过程与未来变化的可能,其中包含自然变化与人类活动的影响。IGBP计划特别注重植被变化的作用,以便把人与生物圈(MAB)计划的研究紧密联系起来,这是目前国际上正在开展的一项巨系统研究。在我国结合IHP-IV计划(大气、陆地和水系统间的界面过程,气候变化和水文系统的关系,湿润热带、干旱半干旱区水文研究与水资源管理战略等)已有初步研究,目前正加强我国地理水文学与地学及生物学各分支学科的跨学科研究。
水循环研究除在国内已发展的各类流域水文模型外,正深入到单元尺度的细微观测与计算模拟,尤其是田间水分运动与交换过程的实验与计算研究。相对于宏观尺度的研究,我国在这方面已有一定的工作基础,如土壤-植物-大气连续系统的研究,发展了多种水体之间多种形式耦合系统的探讨;结合中国科学院生态台站网络的建立,开展不同地理带的水循环过程的实验,致力于揭示界面过程中水分、热量交换规律,例如,地下/土壤水、植物根系吸收、植物冠层辐射平衡、温度、总气孔阻力、边界层阻力、土面蒸发、土壤热通量等等。水循环或水量平衡研究,既是发展水资源确切评价方法的基础,也是农田节水调控、农业合理用水的依据,具有重要的意义和广阔的应用前景[7]。水循环的微观与宏观的结合表征水文科学理论的逐步完善化和系统化。
2.2区域水文与水资源
2.2.1区域水文近年来的主要进展表现在:
①定量分析技术手段有所加强,如应用模糊数学进行区域水文类型的研究,已有黄河流域的水文区划工作;应用有序量最优分割法,进行河川径流变化的研究;利用遥感技术进行地区水文条件的判读,包括对多时相卫星遥感图像分析区域水文动态等。
②区域水平衡研究进一步深入,如:中国科学院地理研究所进行的全国水量平衡与华北水量平衡的研究;长江流域办公室与黄河水利委员会提出的长江流域水平衡三要素分布和黄河流域水文要素时空分布及水平衡分析;各省区的水平衡研究,全国已有一半的省市提出研究报告[5]。在这些研究水平衡的工作中,多采用六要素的平衡计算方法。
③全国水文区划已完成初稿,这项工作开始于1984年,成果即将发表。
④特殊区域的水文研究也取得许多成果。如喀斯特地区、干旱区与半干旱地区、山区、平原地区、高寒地区与小岛的水文研究均有相当的研究成果发表。
2.2.2水资源从70年代后期开始,我国的水资源问题一直对水文研究起着导向的作用,而且经久不衰。有人甚至认为一门新的学科——水资源水文学正在兴起。这说明水文与水资源不可分割的关系。作者认为水资源的研究可以作为水文学延伸与拓广。但水资源学并不与水文学等同。水资源学与社会、经济有更直接的密切关系。1986年在南宁召开的第4次全国水文学术会议以来,水资源的研讨非常热烈:
①针对水资源的涵义,杨戊与刘昌明等分别提出了水资源的定义[8,9]。
②在区域水资源的研究方面,提出了对农业生产至关重要的土壤水的资源评价与利用[10-12]及农业节水的途径。这方面的研究与原苏联学者李沃维奇曾经展望的“水文学的土壤趋势”相呼应。
③在区域水资源研究方面发表了大量的论著,特别是对边远地区(如新疆、等地区)的水资源提出了比较系统的研究成果[13]。
④结合城市水文研究的开展,南京大学与华东师范大学对城市水资源做了一系列的工作,水资源规划与管理的研究比较突出。
⑤南水北调工程是我国水资源重大战略性工程,对缓解我国地方水危机有重大作用。由于引水线横跨江、淮、河、海4大流域,水资源的配置与联合利用是亟待研究的问题。针对这一问题,应用水文地理的系统分析取得了进展[14]。
2.3冰川、湖沼水文
全国第一次水资源评价中的冰川与湖泊水量均由地理部门完成[15]。中科院冰川冻土研究所计算分析得出全国冰川间积为58651km2,冰川储量为51322×108m3,冰川融水年径流量为563×108m3。这部分水量构成了我国西部地区水源的重要成分;中科院地理与湖泊研究所估算了全国湖泊总面积为71787km2,年贮水量为7088×108m3。中国科学院长春地理研究所估算出我国沼泽的面积约为10×104km2。
冰川与湖沼水文的研究,在我国主要集中在地理研究单位。在学术上有举足轻重的地位。在施雅风先生的倡导下,我国冰川的研究,取得迅速的发展。除水文调查外,冰川水的研究已深入到冰川的水量平衡与融水径流形成过程的机制方面,并提出了我国冰川水文学的研究专著[16]。
我国湖泊水文研究,在西北与东南地区都取得了重大进展。中国科学院新疆地理研究所,提出了亚洲中部湖泊的近期变化[17]的研究成果,为中亚湖泊水资源利用提供了科学依据。中国科学院南京地理与湖泊研究所毛锐,在太湖蒸发的长期研究基础上,针对1991年太湖水灾时期湖水位日变化分析得出排浅阻碍论据,对于世界银行为治灾投入资金的决策起了很大作用,显示了研究论文的价值。此外,1992年中国科学院地理研究所在南四湖蒸发的系统研究成果也通过了科学鉴定,发展了水面蒸发的计算模型[18]。
沼泽水的研究以东北三江平原的沼泽水文研究为代表,已获得了多年的科学积累[19]。
2.4水文过程与环境水文
水文过程在自然地理过程与环境变化的研究中具有极其重要的意义与应用价值。在水文过程的驱动下,导致地貌演化,流水造成侵蚀、搬运与沉积,起着地形的塑造作用;携带地表层化学元素的迁移、沉淀,对化学地理景观起着重要作用;对于地球表面的主要热量(太阳能)进行调节与传输,影响到气候的形成与变化;蒸发过程包含着生物界的一个基本生理过程——蒸腾作用,涉及到植物生长发育。在这个过程中,水与二氧化碳一起是构成植物碳水化合物的主要物质;另一方面,水文地理或环境条件又对水文过程发生影响,成为环境变化研究的命题。水文过程的研究近年来非常活跃。
2.4.1水文过程模型结合各地水文计算的需要,对产流与汇流发展了不同的模型。中山大学、南京大学、贵阳师大与成都科技大学等单位分别研制了岩溶地区水文模型[20,21]。结合流域地貌水系结构,中科院地理研究所等单位发展了地貌单位线方法,用于径流过程的计算。考虑土地利用对水文过程的影响,刘昌明、于静洁提出了森林拦蓄降雨极限量模型①,用于森林拦蓄降雨的计算问题。
①北京林业大学,国际森林水文模型班讲义,81-87,1990。
2.4.2水量转化近期,在我国平原地区,开展了“三水”(降雨、地表水与地下水)转化的研究,考虑到土壤水,称为“四水转化”,再进一步联系到植物水分,称为“五水转化”,这是研究工作的一种循回渐进,从简单到复杂的过程。这方面的研究由于采用了系统的观点和演绎方法[22],使水量转化过程的理论得到了进一步的发展。这些进展表现出对水文过程研究的全面概括和预见性,揭示出界面水文研究的前景,同时,也丰富了自然地理过程的理论。
2.4.3环境水文主要探讨环境变化(包括自然与人为变化)造成水量与水质过程的变化,这一研究是以水文过程的理论为基础,计算分析各种水文要素对环境条件改变的响应。在研究方法上,目前主要采用鉴定评价法、模拟法以及外推法等[23]。近几年,国内环境水文的研究大多结合各地的环境保护规划与实施进行,如华北地区的水环境与上海市的水环境[24]。在一些薄弱的领域,如:地下水的污染,也开展了研究[25]。1990年国际地理联合会(IGU)在北京举行区域大会后,IGU执委会批准在中国建立了区域水文对气候变化和全球变暖响应的二级学术研究组织并推选刘昌明为主席,使环境水文的研究由较小尺度的研究转向更加宏观的大尺度环境水文研究。1992与1993年分别在美国华盛顿与中国拉萨举行了国际会议,研讨了全球变暖对水文与水资源的影响和高寒地区水文水资源对气候与全球变暖的响应[26]。这些学术活动推动了我国大环境水文的研究。
2.5实验水文
水文学理论的深入发展必须借助于实验研究。目前,水文的定位观测遍及我国的主要陆地水体,包括冰川、湖泊、沼泽与小河流的降雨径流、土壤水与地下水。比较著名的台站可以山东禹城水循环与水平衡试验站、太湖试验站、东北三江平原沼泽试验站与西北天山冰川试验站为代表,这些实验站纳入了中国科学院生态系统网络,覆盖了我国主要的生态类型区,为我国地理水文的理论与应用研究提供了最有力的支撑。实验的内容不仅包含了所有的水文要素的试验观测,而且结合了能量与溶质等不同地理地带的生态与环境条件的研究。在实验技术与手段方面,除了引进国外的先进仪器(如普遍配置土壤水分中子仪,太阳辐射仪等)外,根据实验与模拟的需要还自行研制了室内与野外实验装置[27]。配合对土壤-植物-大气系统(SPAC)的观测,设计了多种仪器的综合装置,发展了新的研究课题。
2.6应用性研究
结合国家与地方的任务,适应市场经济与生产需要,在国土整治、区域发展、城乡规划、工矿交通建设、大型水利工程生态与环境保护等许多方面,进行了大量的研究工作。在缺水的华北与西北地区的工作如节水农业[29]等。有些研究突出地理学的特色,如在华北平原进行的古河道调查[30],为区域的水量调蓄工作,提供了重要参考。
3、21世纪地理水文研究若干问题
展望未来,地理水文的研究,将有广阔的发展前景。密切结合社会各方面对水日益增长的需求,适应市场经济的发展,考虑国际学术的发展趋势,面临着严竣的挑战和众多的机遇,研究工作任重而道远。下面提出的若干方面仅供商榷。
3.1水资源仍为研究主题
随着社会经济的发展和人口的增长,今后应以地理水文与工程水文相结合,为水资源评价、开发、利用、管理和保护提供水资源水文的科学依据,深入水文规律的研究,创造新的水文分析方法。由于供水量的不断增长引起废弃水的增加,水质的研究和地下水及一些新水源利用,将会更加迅速地发展,不断扩大规模或尺度的人类活动对水资源的影响,包括三峡大坝与南水北调等超大型水资源工程的影响,将为地理水文研究提出新课题。
3.2全球变化与地理水文
埃里克·巴伦提出的通用循环模式(GENESIS)进一步发展了全球增暖的认识。对全球变暖引起的水文水资源变化的研究,是我们责无旁贷的任务。中国是世界大国,幅员辽阔,大约跨4°-53°N之间,水资源对气候变化的响应是非常复杂的。主要特点是:
①因纬度带而异;
②水文水资源量的响应属非线性(见图2);
③水文的变异,包括极值,有随温度升高而俱增的特点。这些特点会影响到水资源开发利用的规划与管理。因此,必须开展全国不同地理区或纬度带的水文水资源对全球气候变化响应的研究,并为水资源未来情景作出预测。
图2年径流(R)对气温(T)与降水(P)的响应
Fig2AnnualRunoffResponsetoAnnualTemperatureandPrecipitation
3.3全球能量与水循环实验(GEWEX)
GEWEX是一个跨世纪的国际研究计划,它属于世界气象计划(WCP)的内容,横向与水文学的研究相结合。研究计划在1990年制定,1995年以前属准备阶段。我国早在50-60年代已由黄秉维先生提出了与其基本相同的课题,即“热水平衡”的研究。因此,在我国开展这一工作已具备了一定的基础。特别是目前正在建立的中国科学院生态台站网络,将为开展GEWEX的研究和国际间的合作提供良好的条件。由于GEWEX的研究需要解决大小尺度空间系统的耦合问题,今后的研究从我国的实验观测台站来看,存在着小尺度能量与水分运动的计算,如何在尺度上延伸或升级(Upscale),当然,全球大尺度的模型,也需要考虑尺度的降级(Downscale)。随着GEWEX研究向21世纪的迈进,水文与气候学在大尺度上的结合,将会产生出崭新的成果,发展新的前沿。
3.4水文循环的生物圈方面(BAHC)
在国际地圈、生物圈计划(IGBP)中,BAHC是核心计划之一。这与1966年澳大利亚著名土壤-水文学家菲利浦提出了土壤-植物-大气连续系统的研究一脉相承。1992年已在法国召开了国际学术讨论会,欧洲与北美及澳洲均在开展研究,加拿大国家气候中心立项作为专题项目。
BAHC作为IGBP的核心研究项目,将密切配合国际地圈、生物圈计划的研究,旨在通过植被对水循环实现调控。在我国地球与生命科学的一些研究单位也正从实验的途径开始工作。由于水循环控制关系到水资源调蓄利用,这项研究不仅具有重要的应用前景,而且结合IGBP计划将促进一门新的水文学科——宏观生态水文学的发展。
3.5过度或交错带(Ecotones)的水文问题
Ecotones原意为群落交错带。随着环境变化的深入研究,提出了生物多样性的问题,Ecotones是环境水文问题研究的延伸。根据人与生物圈(MAB)的活动计划,1993年7月,在法国里昂召开国际地下水与地表水交错带的国际学术研讨会,主要有以下三方面的议题:
①地下水与地表水界面的作用。
②地下水与地表水界面的障碍:原因与评价方法。
③地下水与地表水界面的管理与恢复。在我国Ecotones尚属一个新的研究领域,目前国内水文地理与化学地理工作者正在着手开展Ecotones的研究,除了地表水与地下水交错带外,河湖与陆地过渡带Ecotones也开始研究,预计未来其它交错带的研究也会逐渐发展,这一研究作为水文学与环境学的交叉研究课题需于重视。
3.6雨水资源化
雨水资源化顾名思义是雨水利用的问题,80年代以来热衷于这一研究的各国学者已举行了六届大会和多次区域性会议,1992年10月在日本东京都召开了国际雨水资源化区域会议。1993年8月初在肯尼亚内罗毕召开了第六届会议,说明雨水利用问题深受各国学术界的重视。
1989年8月初在菲律宾召开的第四届国际大会上,酝酿成立了“国际雨水收集系统协会”(IRCSA)并推选了美国夏威夷大学水文学家,美籍华人霍雨时为该协会的第一任主席,该协会的成立进一步推动着雨水利用的研究。
雨水利用的研究应用前景广阔,其内容也甚为广泛,特别是对我国广大农村农户的供水、对缺乏河川的渔岛、远离地表水源的山村等有很重要的意义,拓宽的雨水利用还包括雨云的研究(和人工增雨),屋顶雨水的收集技术以及水质保存的方法、雨洪的调蓄等等。对于我国缺水的北方与南方石灰岩山区。地表水缺乏的地区,雨水利用的研究可望缓解局部地区的缺水问题。在我国降雨分配不均的情况下,这一研究的意义不言而喻。1985年6月将由中国地理学会水文专业委员会与组织在我国召开第七届IRCSA大会,可望推动我国的雨水资源化研究。
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关键词:新时代;水文与水资源;教学改革
一、用人单位调研及结果分析
站在社会新时代的今天,从事水利相关方面的人员也应具备与新时代要求相适应的能力。如何更好地培养出适应社会能力较强的高级技术与研究性人才,在教学培养改革中尤其重要。近年来,各高校致力于水文与水资源专业的教学改革,明确人才定位,力求达到能力培养和学习与实践相结合的目标[2]。为探索出适应社会新时代的水文与水资源工程专业人才的教学模式,提出综合性、创新型人才培养的课程体系和知识结构,郑州大学水文与水资源系(以下称“我系”)应用调查问卷的方式对全国水利系统(含水文领域)的部分用人单位开展了调研工作,调查问卷如表1所示。调查问卷共发出去85份,回收73份。通过对73份调查问卷分析,得出以下结论:
(一)水文人才培养定位需适应新时代要求
调研发现,水文领域需要高校培养出适应社会能力强并具有高素质水利技术人才,尤其是能从基层工作做起,具备较扎实的基础理论知识能熟练掌握运用专业技能。有较强创新精神和综合实践能力,能在国土、水利、农林、环保等部门从事水文水资源、环境保护规划设计、预测预报、管理、技术经济分析以及教学和基础理论研究等工作,这种适应“社会新时代”的应用型人才,才满足现代化水利事业的需求。
(二)拓展学生知识面,加强学生专业技能实练
调研结果显示,大部分水文与水资源工程专业毕业生选择在工程局工作,从事与水利工程规划、设计、施工、管理等密切相关的工作。为使毕业生尽快适应新的环境和工作,在培养过程中,除需要设置系统的本专业必修课程外,还有必要开设一些与工程施工、监理、管理等相关的课程,以拓展学生的知识面,加强学生专业技能的实练,使学生一毕业就能完成学校生活与工作生活的无缝对接。
二、水文与水资源专业教学改革措施探讨
为培养基础雄厚、专业知识和基本技能扎实、工程实践能力强、具有竞争意识的专业人才,在总结长期以来实践教学经验的基础上,建立了满足现代教育需要的实践性教学体系。我系以传统水文与水资源工程教学为主线,加强了课程教学和实践教学的相互协调和相互融合,培养了学生的实践能力,增强了学生之间的沟通学习能力,全面推进素质教育,逐步培养出学生的自主创新能力,能在实际中应用水文与水资源相关理论知识解决实际问题。
(一)积极开展教学研究,不断改进教学方法,提高教学质量
我系教学紧跟社会发展的新形势,紧紧围绕以培养出适应社会新时代人才的教学目标,积极开展教学研究活动,并不断把理论研究成果应用于教学实践,不断提高教学质量,从而加深学生对专业的掌握。我系将相关智能软件引入教学课程中,发现在课堂教学中巧妙地利用智能软件,能很好地调动学生学习的积极性,让学生能近距离地接触工程实例,更好地帮助学生理解抽象的概念。同时,我系也利用信息技术“翻转”课堂[3],进行了知识传授和知识内化学习过程的全新教学模式。这种新兴教学模式,可针对水文测验课程的特点以及目前传统教学中存在的问题,通过对传统多媒体教学的改进,可以更加高效地利用课堂时间,提高学生上课的专注度,激发学生学习的兴趣。
(二)综合多途径培养方式,构建理论与实践相结合的培养模式
综合考虑水文专业培养目标及学生适应社会新时代的能力培养,构建理论与教学体系相互呼应,课内与课外、校内与校外、实习与实训相结合的实践教学体系;通过增加综合性、设计性、创新性的实验,鼓励学生参加大学生科技创新竞赛、挑战杯、水利创新设计大赛等科技创新活动来提高学生的创新能力和团队合作精神;注重课程设计和毕业设计选题实用性,兼顾社会发展的前沿性,与工程项目、教师科研、毕业生就业相结合,一方面让学生了解本专业领域前沿的相关知识,另一方面培养学生解决实际问题的能力。
(三)应用多种教学方法和教学手段结合的方式,提高学生社会适应能力
加强对实例教学、框图教学和水文水资源相关软件的介绍与应用,增加课堂报告与讨论次数,培养学生自主学习外文文献能力了解国外相关领域的发展前沿,拓宽学生的国外视野。在课堂上,对主要知识点,采用精讲多练、案例教学、启发与引导、提问与讨论等方法[4];而对于新的理论和技术,课内着重启发、引导,课外指导学生浏览国内外相关网站,查阅相关文献资料,包括学术期刊、硕(博)士毕业论文、专著等,加深学生对新技术和方法的理解,一定程度上缓解课内学时紧张的问题;吸收、借鉴国外水文教育经验和优点,聘请水文专家开课或讲座,不定期地聘请相关生产单位技术人员直接参与学生的理论和实践教学环节,定期播放生产录像,将技术人员的工作经验结合理论知识传授给学生。通过教学方法方式的改革,加强水文与水资源工程专业人才社会适应能力的培养。
三、结语
关键词:水文与水资源;专业外语;教学方法
一、引言
水文水资源工程专业外语是大学水文水资源工程专业的一门主要专业英语课程。该门课程通过介绍水文过程、水资源时空分布特征、主要水力学过程、统计分析方法和水生态及水环境等部分,从而解释专业词汇、特殊语法和翻译表达。本课程的目的是让学生掌握本学科常见的专业词汇,锻炼其阅读和翻译外文文献及专业资料的能力,简单地可以用英语交流本专业的基本原理和现象。本文将根据《水文与水资源专业外语》课程的教学实践,分析目前该专业外语教学所存在的问题,并针对这些问题探讨课程教学的改进方法。
二、水文与水资源工程专业外语教学存在的问题
1.专业词汇量大、学生不易掌握。水文与水资源工程专业涉及多门交叉学科,要求掌握的专业基础词汇量较大。这些课程要求专业词汇覆盖水文过程、水资源学、统计学、运筹学、水力学、地下水科学、农林生态、资源环境、地理气象等学科,从而导致需要掌握的专业词汇量大(超过2000个),不利于学生短期掌握。事实上,即便是准备过托福和雅思考试的同学,所涉及的相关专业词汇量也较少。因为出国留学考试更多的倾向于地理、气象气候、资源环境、生态等公共学科,而对于本专业非常核心的水文学、水资源学、规划管理及水力学方面的词汇涉及较少。因此,怎样优化核心词汇,为学生减负是水文与水资源工程本科阶段专业英语教学的关键问题之一。2.专业英语和大学公共英语差异显著。专业英语的最重要内容之一是掌握和专业相关的核心词汇,并兼顾翻译和写作。对于本科阶段教育而言,掌握词汇是最重要的工作。但是,受传统英语教学的影响,学生习惯了以语法、听力、阅读为重点,导致在专业英语的学习过程中重点不明确,方法不正确。从语法结构上看,专业英语教材的语法结构相对简单,从而达到容易读懂、传授知识的目的。这也导致在专业英语的课堂上,缺乏了传统的语法考点、听力的基本句型和人物关系、阅读关键句型和结构分析等所谓的考试重点,导致学生容易在课堂教学过程中忽视了掌握专业词汇的关键作用。3.教学模式与课堂互动。由于专业外语教师多为所在学科的教师承担。虽然专业教师具备完整的知识体系,但缺乏教授外语的经验,教学模式传统。传统授课模式以教师为核心,上课内容通常是将教材翻译为中文,以训练学生的翻译和阅读能力为主。这种传统的“填鸭式”教学方式只能授以“鱼”而不能授之以“渔”。学生缺乏主观能动性,继而慢慢失去学习兴趣。此外,学生学习专业外语目的也不明确,不能切实体会该门课程在日后文献阅读过程中的重要性。这样势必导致学生对专业外语学习缺乏主动性,在课堂上表现异常低调,不愿出声,埋头苦读,气氛非常沉闷,缺乏积极性。因而,怎样丰富课堂教学模式,跳出传统的填鸭式、死记硬背式,并从课堂中积极和学生互动、收到反馈信息,是水文与水资源工程专业英语课程教学中的又一个关键问题。4.课程考核方式与成绩评定。依据培养大纲,大多数院校(包括我校)水文与水资源工程专业外语课程属于专业选修课,通常以考查形式完成课程考核,因此许多同学对该课程的重视程度不够。通常考核方式采用开卷答题、外文论著章节翻译等方式,这种较随意和简单的考查方式,进一步造成学生对专业外语课程的忽视。专业英语课程成绩的评定,受学生即将毕业等因素的影响,可能产生轻松易过的问题。该课程多开设在大三下学期或大四上学期,为不影响同学的顺利毕业,往往尽量让其通过。尽管课程成绩的评定包含有平时成绩和期末成绩,但在平时成绩的评定方面只要其缺课不是太多,分数就较高;而期末的开卷材料中随便交一个材料,基本便可顺利通过。
三、水文与水资源工程专业外语教学几点建议
1.优化课程素材,强化课程重点。优化课程素材是教学内容改革的关键之一。针对水文与水资源专业英语词汇量大、学科分散的问题,从以下几个方面进行优化。首先应根据水文与水资源工程专业英语词汇的使用频率进行优选。专业英语主要应用于专业文献的阅读、翻译和写作等方面,而科研论文的写作(如SCI期刊)多以水文过程为主,水资源次之,水生态与水环境再次之的顺序。因而在教学的课程中应侧重水文过程的专业词汇教授,对主要水文过程的英文表达需要熟练掌握;对于水资源及其时空分布特征的专业词汇表达,也是教授的重要内容;对于水生态、水环境、统计分析、水力学模型的英文表达则了解即可。2.改进教授方法、丰富教学手段。改革教学方法的指导思想是在教学过程中充分发挥教师的主导作用,并全面体现学生的主体地位,同时提高学生的积极性。因而教学方法的重点应是学生实际能力的提高,以下几种方式可供参考。小组分组讨论方式。本校水文与水资源工程专业学生一般40人左右,可分为5-8组。由授课老师按照教学内容提出问题,小组成员进行资料查询和讨论,最后由小组成员推荐人选代表回答问题。各个小组的回答可相互对比、互补、总结。这样既能发挥学生的学习积极性,也同时提高了教学质量。充分利用多媒体资源,增加学习趣味性。在课题上可适当播放一些水文与水资源工程相关的学术报告演讲、新闻报道,尤其近年来国内外各地的洪旱灾害视频。除增加学生对专业外语听力和表达能力外,同时也了解了国内外相关领域的关注问题,扩大学生的知识面。3.考核形式多元化、考核标准系统化。课程考核是检验教学成果的重要方式,通常以平时成绩和期末成绩两部分来考核。平时成绩的考核应充分注重课堂学习的质量。传统考核方式通常以课堂考勤和习题作业为主,而往往忽略了课堂学习的质,即上课的认真程度。因而在考核平时成绩时,有必要将课堂学习的质纳入考核范围,并降低课堂出勤在成绩中所占的权重。课堂学习的质可通过检查每一堂课的课堂笔记、课堂问题的回答、讨论课的报告和参与的发言等方面综合进行考核。期末考试的成绩应体现在专业词汇、短语的掌握、专业文献的翻译(英译汉、汉译英)等方面。其中翻译部分可分配每个学生不同外文文献的章节以避免抄袭。此外,由于专业外语的特殊性,期末考试的成绩也可增加面试的考核方式。考核指标体系是客观评价学习结果的关键。鉴于专业英语和其他专业课程的差异性,建议其考核指标体系包括平时成绩、现场阅读翻译和卷面成绩三部分构成。三者的权重系数建议分别为30%、40%和30%。其中平时成绩分为课堂出勤率、课后作业、课堂小组讨论的积极性等方面。并且降低出勤率所占平时成绩的权重,建议为20%-30%,即总分数的6%-9%。现场的阅读翻译可采用两种方法进行考核:一种在课堂上对学生进行随机抽查,通过其阅读和翻译的水平进行评判;另一种则为在期末统一安排,由老师或教研组确定题库,同学依次抽签对问题进行分析和阐述,依据结果由考核老师或考核组现场给出成绩。期末考试建议采用统一闭卷或开卷形式,其目的是防止部分同学利用翻译软件进行。4.提高教师水平、提高考核要求。在专业外语师资力量方面,对于多数非部属高校而言,直接引进的留学归国人员十分欠缺,尤其是经济发展水平相对落后的西部地区。对于这一问题,可通过引进国外相关水文水资源专业技术人才、鼓励在岗教师出国进修、组织教师去其他相关院校、相关专业调研的方式解决。这些方式既加强了本专业的师资力量,同时也学习了国内外的相关教学经验,扩展了教师的视野。对于考核的要求方面,任课教师应严把质量关,改变学生轻松过关的情况。既强化过程评价、教学质量评价,同时更应该避免因大四即将毕业而送的“人情分”。
关键词:水资源评价与管理;课程建设;实践教学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)45-0095-03
一、概述
华北电力大学水文与水资源工程专业是继水利水电工程专业之后兴办的第二个水利专业,2006年经教育部审批,于2007年招收第一届本科生。2007级水文与水资源工程专业按照2006版人才培养方案设置专业课程,《水资源评价与管理》是这些专业课程中的一门必修课,这版培养计划安排是56学时(3.5学分),没有课程设计和实习等实践教学环节,2006版培养计划应用一年后,到2008年开始对2006版培养计划进行修订,制订2008版本科人才培养方案,根据《水资源评价与管理》这门课程的时代性、实践性和知识更新性都较强的特点,将2008版的《水资源评价与管理》的课程调整为48学时(3学分),另外增设了1周(1学分)的课程设计。依据新修订的2008版本科人才培养方案,华北电力大学2009年开始实施433核心课程建设计划,433核心课程包括4门公共基础课、3门专业基础课和3门专业课。其中,《水资源评价与管理》成为水文与水资源工程专业的433核心课程之一,经过2年的建设,该课程顺利地通过了学校433核心课程的验收,目前该课程的建设和教学改革正逐步进入优化完善阶段。
《水资源评价与管理》课程是水文与水资源工程专业本科学生完成了基础知识学习后接触的主要专业课之一,是水文学及水资源研究领域中不可或缺的重要组成部分。
二、课程建设
《水资源评价与管理》课程建设包括教学大纲、教材、课程设计任务书、教师队伍建设等内容。
1.教学大纲的制定。根据2008版本科人才培养方案的基本要求,以电力学科为主的“大电力”特色,水文与水资源工程专业要为“水电”做基础性工作的宗旨,在2006版培养方案的基础上重新编制了水资源评价与管理的教学大纲,对课程的性质、教学目的和任务、教学的基本要求和课程的内容进行了细化和规定。要求掌握水资源评价的概念、方法等,其中主要包括地表水资源量的计算和评价、地下水资源量的分析和评价、区域的水资源及水质评价等,掌握国民经济生产、居民生活和生态环境的需水预测,以及水资源供需分析方法,初步了解水资源分配及优化配置的模型和方法,掌握现代水资源管理的相关基本理论、经验和制度方法等。
2.教材的选择。目前,国内正式出版的水资源评价与管理方面的教材主要有:(1)朱岐武主编,由黄河水利出版社出版的《水资源评价与管理》,该教材主要是按照国家对高职高专人才培养的要求和特点编写完成的。(2)高桂霞主编,由中国水利水电出版社出版的教材《水资源评价与管理》,该教材适合于中等专业学校的学生。(3)李彦彬等编写,由中国水利水电出版社出版的教材《水资源评价与管理》,该教材涵盖了水资源评价与管理以及水资源利用方面的主要内容。
在水资源规划与管理方面的教材中也包含水资源评价与管理方面的内容,这方面的教材主要有:(1)左其亭等编著,由中国水利水电出版社出版的《水资源规划与管理》,该教材包含了水资源评价、社会经济发展预测、水资源系统分析方法、水资源规划以及水资源管理方面的内容。(2)董增川主编,由中国水利水电出版社出版的《水资源规划与管理》,该教材包含了水资源的概念及分类、特点,水资源评价的概念及方法,水资源需水预测、供需平衡分析,水资源优化配置,水资源系统运行调度、综合规划、管理及水资源科持续利用等内容。(3)水利部水利水电规划设计总院编制的《全国水资源综合规划技术细则》是一本很好的指导水资源评价与规划工作的工具书[1]。这些教材涉及的面较广,基本涵盖了水资源评价与管理方面的相关内容,但是作为本科生的教材,内容上既要有一定的广度,而且还要有一定的深度,更关键的是内容一定能反映最新的相关理论或技术方法,鉴于此,笔者主编了华北电力大学《水资源评价与管理》校内教材,该教材突出了《水资源评价与管理》这门课程的时代性和实用性,强调了《水资源评价与管理》是一门不断丰富和发展的课程,内容方面包含了水资源的数量和质量评价、水资源开发利用对环境的影响、水资源综合评价等,着重介绍评价的数据资料准备、评价的程序,评价的新方法中包括物元分析法、模糊综合评判法属性识别方法、主成分分析法、改进的灰色关联分析法和信息熵法等6种方法;水资源管理的内容增加了目前我国最新的水资源最严格管理以及“三条红线”制度等方面,而且随着科学技术的进步、经济社会的发展以及人们生活水平的提高,尤其是全球气候变化及人类活动对水资源的影响,新的水资源评价方法及水资源管理的理念将不断出现。
3.课程设计任务书。根据华北电力大学强化“重实践,强能力”的办学特色,依据一周5天的设计周期编制了水资源评价与管理的课程设计任务书,其内容包含课程设计的目的和意义、基本数据资料、课程设计要求以及时间安排等设计内容,具体包括水文数据资料的收集、整理及处理、不同保证率下水资源量的计算、可利用地表(地下)水资源量的计算、国民经济各部门的需水量的计算及预测、供水需水平衡分析、水资源管理对策和措施的制定等内容。
4.教师队伍建设。经过6年多的发展,已经形成了由3~4名副教授以上的中青年教师组成的水资源评价与管理教学的教师团队,由水文学及水资源、水力学及河流动力学以及管理科学与工程等专业背景的具有博士学位的年轻老师投入到一线教学的工作中来,可以充分利用具有不同专业背景的教师对该课程的不同的理解方面,使课程教学能够集思广益,使课程设计等实践教学效果更为显著。
三、教学过程中存在问题
1.课程学时数较少。我国高等学校在“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的培养目标要求下,基本都压缩了专业课的学时数[2]。一般3学分都是48学时,要想把水资源评价的基本理论、评价方法、评价程序以及水资源管理的基本理论等全面详细地教授给学生,难度比较大,而且学生在学习过程中,还需要补充很多课外的基础知识,比如补充经济学方面的知识,以满足水价理论方面的教学要求;补充优化原理与方法的知识,以满足水资源优化配置方面的学习等;补充工程水文及水利计算方面的知识,以满足水资源数量评价方面的学习等。
2..教学内容相对滞后。由于水资源规划与管理方面不断涌现出新理论、新方法、新技术、新规范等,但高校的专业课教材一旦选定就要使用几年,难免出现教学内容相对滞后的情况发生,其教学内容还偏重于传统的水资源评价与管理的基本原理及技术方法的讲解,而对诸如水安全评价、水资源管理信息系统研发以及制度建设等新理论、新技术的介绍较少,造成学生在校所掌握的知识滞后于当前学科发展进程[1]。
3.学科交叉性较强。随着水资源的紧缺,水资源问题的日益突出,水资源开发利用程度的不断提高,使水资源评价与管理越来越成为一门理论内容交叉性强、应用面广的课程,涉及到水与资源、水与环境、水与生态、水与经济、水与社会等诸多方面,另外,随着科学技术的发展,应用技术尤其是电子计算机技术、地理信息系统等“3S”技术的发展,水资源评价与管理的任务越来越复杂和多样。
4.学生主动学习的愿望较低。从日常教学的过程中发现,学生在听课中只是去记一些基本概念、基本原理、基本方程,而不是针对具体的水资源问题去寻求和思考具有针对性的对策或措施,主要是为了期末考试的试题而去听课,这样就使得学生没有主动学习的愿望,而是为了考出好的成绩而去学习,缺少对目前水资源、水环境、水生态出现的问题,以及如何将水资源管好、用好提出自己的、具有原创性的想法和建议。
四、教学改革
针对课程教学中出现的以上几方面问题,笔者逐渐从教材的改革、教学手段的多样化、考试方式的改革和鼓励学生申报创新创业项目等几方面进行了尝试。
1.教材改革。如前所述,笔者编制了一本校内教材,将水资源评价与管理的新理论和新方法引入到教材中来,比如在需水预测中,对于河道内生态需水量的计算方法,加入了改进的湿周法、Tennan法、以及流量历时曲线法等[3];对于水资源管理中的加入了水权理论以及我们国家从2011年开始实施的最严格水资源管理理论的“三条红线”制度等,以尽量减少教材与实际工作的滞后性。
2.教学手段的多样化。随着现代计算机技术以及图形图像技术的发展,尤其是多媒体技术的出现使现代教学逐步摆脱了传统的“粉笔+黑板”的教学模式。因此,在教学过程中积极开发和利用电子讲义、电子课件、水资源水工程方面的录像、图片、以及多媒体PPT课件等,尽量将比较抽象的基本概念、基本原理、难以理解的技术方法等用形象的多媒体形式表达出来,使学生更便于理解和明白,以提高学生学习专业知识的兴趣,并唤起学生的求知欲,从而使学生由被动的“听”变为主动的“学”。多媒体教学在一定程度上,弥补了现有课时的不足[2]。
3.考试方式的改革。为了防止学生只是死记硬背一些概念、原理和公式,以应付期末考试的试题,我校改革了传统的闭卷考试的方式,采取老师统一命题或自命题的方式撰写课程论文,课程论文要有统一的格式和内容,内容要包括摘要、英文摘要、正文、参考文献,其中摘要必须在200~300字之内,而且要有研究意义目的、研究方法、研究结果和结论四部分,参考文献在20~30篇以上,而且英文文献要占一半左右,通过这样的训练,可以使学生掌握撰写学术论文的基本要求,为撰写毕业学位论文打下扎实的基础,也为本科生参加各种竞赛、发表学术论文提供必要的支撑。
4.鼓励学生申报创新创业项目。由于水资源问题的复杂性、多样性和交叉性,在教学过程中,我们鼓励学生勤于思考,多发现跟水有关的问题,先后指导10多名学生根据水与环境、水与生态等方面的知识,申请了大学生创新创业项目,其中2项获得国家级优秀的好成绩,而且以这些创新创业项目为依托发表的SCI或EI收录学术论文3篇,增强了学生学习水资源评价与管理的兴趣。
五、结语
根据华北电力大学水文与水资源工程专业《水资源评价与管理》的课程教学经验,本文对这门433核心课程包括教学大纲的制定、教材的选择、教学手段、考试方式以及如何鼓励大学生申报创新创业项目等方面进行了一些改革探索。按照《水资源评价与管理》课程建设的基本要求,对教学内容进行了丰富、拓展和必要补充,逐渐培养学生对水资源专业领域的了解和把握,通过撰写课程论文逐步实现本科生独立完成学术文献的总结和综述、完成研究方法的实现、研究结果的阐述以及研究结论的得出的能力,真正培养本科生的实际能力。
参考文献:
[1]窦明,左其亭,李桂秋.水资源规划与管理课程建设与教学研究[J].高等建筑教育,2009,18(6):91-94.
[2]黄健,潘法康.《水资源利用与保护》课程教学改革与探讨[J].中国科教创新导报,2009,(11):162.
治水兴国,任重道远
说到水文,这是一个古老的学科,因为人类治水已经有数千年历史。可以说,一部人类文明史就是一部人与水打交道的历史。李冰的都江堰,让原本蛮荒的四川盆地变成了千万亩良田;举世闻名的京杭大运河更是便利了南北交通并巩固中央政权在全国的统治。水文学科的核心是讨论水如何循环的问题。而其派生出的水资源工程学科,它的出发点是遵循水文循环的原理,并以此来为实际工程中的水资源合理配置提供技术支持。水文及水资源工程专业就是这两门学科共同组成的。
课程充实,重视实践
用科目繁多形容水文与水资源工程专业的课程,一点不为过。但这种繁多并不是混乱地堆砌在一起,而是注重课程与课程之间一环套一环的衔接,构建起立体的知识体系。
高等数学、线性代数、概率统计、大学物理、VB编程设计等是基础课。高等数学的思想方法将渗透在日后的每门专业课中,比如微积分,虽然很简单,却是探究科学世界最有力的工具,水力学中的静水压力、三维流体运动,气象学的压高公式、风的运动,水文学中的土壤下渗公式、汇流卷积公式等等都与此密不可分。概率统计在汇流理论、洪水频率计算中是不可或缺的理论工具。另外是计算机编程,水文专业非常需要计算机建模的能力,学到蓄满产流模型、单位线方法、马斯京根法演算这几个模型方法时,如果可以自己编程运算,不仅提高效率,而且可以得到巨大的成就感。
说到专业课,不得不提到其中最精彩的部分――课程设计。老师会下发一个任务书,要求学生运用所学的原理,自己编程计算,并分析结果,给出论证。通常,上专业课更多的是对众多知识点进行识记,而如何灵活运用这门课所教的理论去解决实际问题,则在课程设计中体现。一门课程设计通常需要花费一周甚至更多的时间,每到这时,你会看到自习室里摆满了笔记本,大家都在加班加点地编程或者调试程序。然后,笔耕不辍地写上几大页纸,等到一份完整的课设报告出炉后,才能舒一口气。其实在以后工作中,常常需要做一个项目的算稿,要给出工程所用到的具体计算方法和详细计算结果,当结果通过总工程师的审查后,才能将其写在最终报告上。而这种算稿,和大学时期做的课程设计相类似,因此现在的课程设计是为以后的工作打下良好的基础。
另外,水文属于自然科学和工程科学,因此这门学科的学习中少不了野外实习。以我所在的学校为例,我们需要进行自然地理实习、气象实习、水利工程实习、水文综合实习、水文测验实习,实地参观大坝、抽水站、水文站、污水处理厂等,并与专家进行交流。实习的魅力之一就在于它将书本上的理论鲜活地展示在眼前。自然地理实习在宜兴的丘陵,大家就着书本认识了各种岩石、植被形态、河谷地貌;气象学实习在北极阁的江苏省气象台预报中心,在那里我们了解了天气预报制作的全过程;水利工程实习,参观了江都水利枢纽,在水电站机组的轰鸣声中,感受着南水北调这一宏大工程的脉动;水文综合实习,在污水处理厂,我们使黑臭的污水变成了涓涓清流。最有意思的水文测验实习,泛舟于宣州水阳江上,同学们通过各种方法对江水的流速和流量等进行分析。然后回到水文站里进行资料整编和制图,在实习老师的指导下,以前上课提到的几个理论问题全都在这里得到了解决。就是这样,带着好奇带着疑问,在领略一路风景之余,既系统复习了课堂上的知识又学到了很多课堂以外的内容,真是收获颇丰!
就业或深造,我走我的路
学完了理论,进行了实践,就该到了大家最关心的就业问题了。作为连续两年的“绿牌”专业,水文与水资源工程专业就业完全没有压力。而且除了就业率高外,对口也是我们专业就业的一大特点。具体说来,水文与水资源专业培养方向大致可分为以下五类:一是民生水利方向,侧重于培养学生小水利、小水电、农村饮水工程及灌溉工程设计、施工、监理能力,就业可去各级水利局及其下属的设计院所;二是水土保持方向,侧重于培养学生水土保持设计、管理能力,就业可去各级水保局及水保站;三是水文测验方向,侧重于培养基础水文部门技术人员,就业可去各级水文局、站,如省水文局、流域委员会水文局等;四是水库水电站运行方向,侧重于培养学生水库水电站调度运行管理能力,就业可去各类水电开发企业、梯调中心;五是水文地质方向,侧重培养学生工程水文地质调查能力,就业可去各类水文地质单位。此外,一些大型民营企业在招聘会上也吸引了不少同学的眼球,比较有名的有北京江河瑞通、北京清流科技、福建四创等等,学水文的主要从事水文仪器、防洪预报系统、水库调度系统的研发。还可以去电力口子的单位,如南瑞集团、国电南京自动化股份有限公司,从事水利水电自动化方面的工作。