面向地理专业水文学课程的实验教学改革探讨

董李勤+程希平+巩合德+王妍方+沈娅

摘要：水文学课程既是一门独立的学科，又是地理专业的基础。文章针对目前地理专业中水文学教学和实验实践中存在的形式单一、实验与实践融合性差等问题，提出实验环节和课程设置的改进方案，以寻求更有效的方式，提高办学质量，提升学生的实践能力和创新能力。

关键词：水文学；实验教学；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）42-0269-02

在“十三五”期间，国家对高等教育提出了新的战略任务，即提高教学水平和创新能力，优化学科专业布局和人才培养机制，具备条件的高校向应用型转变。地理学专业作为一门古老的学科，自改革开放30多年来，已建立起比较完整的学科体系。现阶段，地理学发展面临着国家发展的大量需求，研究领域非常宽广，发展空间很大。有传统的领域，也有新型的领域，如全球变化的区域响应、区域和城市的可持续发展、全球化和信息化导致的社会经济要素的空间重组等。特别是在自然和人文交叉的许多领域，具有大量的问题值得研究。这种广阔的发展空间从根本上是由于地理学的综合科学和交叉科学的科学性质所决定的。郑度和陈述彭先生曾指出：“地理学是一门研究地球表层自然要素与人文要素相互作用与关系及其时空规律的科学。它所面对的是复杂的地球表层巨系统，是由大气圈、水圈、岩石圈、生物圈与人类圈所构成的统一整体，是由各种自然现象、人文现象组合在一起的复杂体系。”[1]

水文学作为地理学专业的一门基础课程，主要讲述水循环原理，地表水、地下水和海水的组成与运动等理论知识，而针对水文学的实验环节，主要集中在水文站水情测量观摩，流速、流量的测量，水位水深测量，整个课程存在内容结构单一、室内实验与野外实习融合度较差、缺乏地理学视角等问题。

本文针对目前地理专业水文学课程学习中存在的问题，以知识体系与实验实践相结合为途径，以强调水文学与地理专业间的联系、实验环节设置、激励机制等内容为核心，寻求一条可以提高学生实践创新能力的地理专业水文学教学新模式。

一、水文学与地理专业的关系

针对水文学课程教学内容的授课对象为地理专业本科学生，水作为地球表面的重要组成物质之一，各种水体是组成地理环境的基本单元，因此，地理学习与水文学习始终有着密切的关联。英国新版大百科全书[2]在地理学自然地理的分支中就写过：“现代地理不仅对河流的水力和化学属性感兴趣，也对水量分布的地理环境作用感兴趣……此外，洪水、干旱及正常径流对人类所在地区的影响或者水文过程对地貌、植被的影响也为地理学所关心。”剑桥大学地理系的R.J乔里教授在主编的《水、地球和人类》[3]中也提出了水文研究的地理学综合观点，认为水要素可以在理解自然和社会环境之间提供一个逻辑的联系。

从水文学的发展来看，水文现象的成因、分布、规律，都离不开地理要素，也不能脱离地理空间来单独分析。因此，在地理专业的水文学课程教学过程中，要增强水文学与地貌学、气象学、气候学、土壤、植物地理学等其他相关学科的联系，对水文学和地理学的进一步学习和研究，都极为有用。

二、实验环节设置

1.室内试验。（1）水位水深测量。水位是指河流或其他水体的自由水面相对于某一基面的高程。水文学试验中，很多测量流速、流量的方法都归结于测量水位，因此，准确测量水位，是做好水文实验的重要基本功。对于地理专业的学生来讲，水位测量也是必不可少的。水位水深的测量包括直接测量法和测针法，学生在实验室可借助简单的仪器设备完成。（2）流速测量。流速测量是进行野外水文工作的基础环节，掌握流速测量的原理和测量方法非常重要，通过对智能流速仪的学习和使用，为野外工作奠定基础。（3）水位流量关系实验研究。水位流量关系实验的主要目的是指导学生掌握流量测速的流速面积法的基本原理和计算方法，并综合应用水位、流速测量的方法，根据流速面积法，测量、计算断面流量，并学会分析水槽断面的水位～流量、水位～面积、水位～流速之间的相关关系。

2.野外实习。目前，水文学的野外实习是合并到自然地理学综合实习中，仅停留在观察的阶段和层面，没有将水文学理论知识与野外实践真正结合起来。

（1）水文测验基地。与江河水库的水文站建立长期合作关系，固定水文实验场所，增加学生现场监测和动手操作的机会，并学习先进的水文观测技术。（2）与地理综合实习相结合。地理野外综合实习包含水文、土壤、气候、地质地貌等各大要素，水文部分的实习应与地理学其他要素有机结合，例如降水、径流与土壤的关系，气候对水文要素的影响，水文地貌的形成与变化等，使学生将所学知识综合应用到实践中。

三、课程实践教学改革

1.将科研项目与实验教学相结合。整合学校、科研院所、企业等各类实验实践资源，将地理学中关于水文学的基本技能与各类科研项目相结合，使学生有机会参与课题研究，并在实践中得到更多的学习和锻炼机会。水文学课程中实验环节可以根据学生所选导师自由设置，并根据学生完成情况给予1—2个实验学分，除了可以使考核方式更加灵活多样，还可激发学生参与项目、自主创新的兴趣，发挥科研项目和实验教学在学生动手能力和创新方面的重要作用。

2.将实践与实验相结合。室内实验是野外实践的基础，野外实践是室内试验的延伸，通过将实践与实验相结合的方式，可以综合学科课程与实验实践的关系，引导学生发挥主动性和创造性，培养学生的创新精神和实践能力，拓展学生视野，并促进他们的全面发展。

3.建立虚拟综合实验室。地理学的很多基础课程，包括《水文学》课程，有些實验项目如径流、降水、蒸散发等受到场地和天气等条件限制，很难在野外进行，因此可以借助虚拟综合实验室，模拟其发生过程，不仅可以加深对水文过程的理解，对野外实践和科研工作也大有帮助。

因此，地理学专业中水文课程的教学和实践还有很长的路要走，我们通过不断实践和探索，寻找更有效的方法，帮助学生成长和成才。

参考文献：

[1]郑度，陈述鹏.地理学研究进展与前沿领域[J].地球科学进展，2001，16（5）：599-606.

[2]The New Encyclopedia Britannica，London，1979.

[3]Chorley R J （ed）. "Water，Earth and Man，A Synthesis of Hydrology，Geomorphology and Sacio-Economic Geography"，Methuen & Co Ltd.，1969.endprint