《水资源规划及利用》课程教学改革与探索

张超 唐敏 冯绍元 丁奠元

摘要：《水资源规划及利用》课程是水利水电工程专业学生必修的一门专业课，其为学生毕业后从事相关技术工作提供重要的理论基础。本文介绍了《水资源规划及利用》课程对我国水利水电建设和国家经济社会发展的作用，探讨了该课程教学环节中存在的问题，提出了课程教学改革的方向和措施，提高学生对学习专业知识和解决工程问题的能力。

关键词： 水资源规划及利用  教学改革 水利水电工程 案例法

Course Teaching Reform and Exploration of <Water Resources Planning and Utilization>

ZHANG Chao  TANG Min  FENG Shaoyuan  DING Dianyuan

（College of Hydraulic Science and Engineering，  Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu Province， 225009 China）

Abstract： <Water Resources Planning and Utilization> is a compulsory course for students majoring in Water Conservancy and Hydropower Engineering. It provides an important theoretical basis for students to engage in relevant technical work after graduation. This paper introduces the role of the course <Water Resources Planning and Utilization> for China's water conservancy and hydropower construction and national economic and social development， discusses the problems in the teaching of the course， and proposes the direction and measures of the course teaching reform to improve students' ability to learn professional knowledge and solve engineering problems.

Key Words： Water Resources Planning and Utilization; Teaching reform; Water conservancy and hydropower engineering;  Case teaching

《水资源规划及利用》课程的设立最早可追溯到20世纪80年代。随着我国水利事业的快速发展，目前开设相关课程的高校达30余所，如北京师范大学开设的《水资源利用与管理》;兰州大学开设的《水资源开发利用规划》;沈陽农业大学开设的《水资源评价与管理》;西北农林科技大学开设的《水利水能规划》等[1]。本课程的教学目标是让学生在掌握相关专业知识的基础上，学习水资源规划及利用的基本知识，包括掌握熟悉水资源规划与利用中的水资源量计算、水资源评价方法，水资源综合规划原理及主要步骤，综合利用水库及调节计算、河流综合利用规划主要原理，水资源管理与保护的主要内容及相关有效措施，熟悉水资源系统分析主要步骤方法和技术手段等。通过以上内容的学习使学生毕业后能够运用勘测、规划的基本原理进行水利水电工程的勘测及规划任务。笔者作为一名从教3年的青年教师，从《水资源规划及利用》课程的教学实践出发，就专业课程教学中存在的问题和解决途径，谈几点体会。

1教学环节中存在的问题

1.1 课程内容设置需优化

《水资源规划及利用》课程是水利水电工程、农业水利工程以及水文水资源工程等专业的专业课。近年来，随着学分制改革的不断推进和完善，大多数高等院校对专业课学时进行压缩[2]。目前国内水利相关高校在开设《水资源规划及利用》课程的同时均开设《工程水文学》《工程水文与水利计算》《水工建筑物》和《水泵与水泵站》等课程。授课内容与其他专业课之间存在明显交叉与重叠，在有限的授课课时下并没有拓展新知识的讲授，例如，《水资源规划及利用》中的原本核心内容兴利调节、水库调洪和水能计算三部分均在其先修课程《工程水文与水利计算》的第10、11和12章中进行了详细的介绍。相比于《工程水文与水利计算》的40学时，仅有24学时的《水资源规划及利用》再用有限的时间讲授重复的内容不太合理，需进一步优化课程重点教学内容。

1.2 部分方法和数据有待更新

《水资源规划及利用》课程中介绍的某些计算方法仅涉及原理，在区域尺度和大数据支持下怎么将其应用于实际问题中在教材上并没有进行进一步说明。例如，教材中的水库调洪仅为理想状态下的静态数据，在实际情况中上游来水和降水过程均为实时动态，如何实现动态调控在教材中尚未介绍。同时，教材中的某些方法、数据、规范和标准均停留在原版，并没有及时更新，与最新内容和发展存在不一致的情况。如教材中针对水资源规划和配置的思路主要依据于2002年的《全国水资源综合规划技术大纲》，而2014年我国发布了新的《水资源规划规范》，对水资源规划内容提出了新的要求，这一点在教材中并未提及。

1.3 学生认知不足，学习兴趣不强。

笔者所授《水资源规划及利用》课程安排在大学二年级下学期，从3年的授课反馈来看，学生对所授课程内容认识不足。一方面，由于尚未参加专业实习，对一些水利工程甚至基础数据测量仪器缺乏感性认识，例如不清楚水文资料怎么获取和收集，更不清楚“三性审查”是如何进行的。另一方面，学生难以将理论知识联系实际，不清楚为什么学习这些知识、学习这些知识有什么作用、这些知识能用于什么地方、为哪些现实问题而服务。因此，最终表现为对知识的理解不透彻，学习过程仅停留在会算和会背层面，积极性较低。

2课程建设与改革

基于以上存在问题，笔者认为可从教学内容和教学方法两个方面来加强课程建设。

2.1 优化课程体系与教学内容

2.1.1 教学内容的统一

在教学内容的安排上，应当组织课题组相关教师对课程先修课程和相关课程进行研讨，明确各课程之间的讲授重点和核心，优化课程内容，避免相同内容在不同课程之间进行重复授课，提高课程内容饱满性和新颖性。针对本课程在水利水电工程专业中的地位与作用，在有限的学时下，增加关于水资源评价、水资源供需分析、水资源规划以及水资源系统分析模型方法等在其他课程中不会涉及的部分的讲授内容，使学生掌握更多的知识点，完善专业知识体系。

2.1.2 更新教学内容

随着近年来国家对水资源保护和规划工作的日益重视，发展出了较多的新理论、新技术和新方法，将前沿技术和方法融入课程内容进行讲解，提高解决问题的技术能力。一些方法应突出原理而非计算过程，其功能已经能够在比较成熟的软件和程序中得以实现。例如，ArcGIS软件能够实现面尺度水资源总量计算;SWAT、MIKE和新安江模型等水文模型能够实现分析流域水资源系统中地表水、土壤水和地下水动态变化、水库调洪演算以及区域农业用水规划和制度等问题的系统模拟[3];机器学习算法对在处理大规模非线性优化问题上表现出很强的优越性，可以较好地解决水资源配置中的多目标决策问题[4]。此外，教师应当将前沿科学问题融入相关内容章节，如气候变化对水资源安全与管理的影响和对策、生态文明建设对水资源规划的作用等，以问题为导向引出基础解决方法和理论[5-6]。

2.1.3加强课程思政教育

在教学过程中，加强本课程的思政教育内容。一方面，可以将我国经典水利工程，如三峡工程、三门峡工程、南水北调工程等的设计、施工、运行和优劣融入课堂教育，如在讲到水库特征水位的选择和确定时，不仅考虑工程和设计问题，更需考虑其对区域经济、生态环境、移民迁徙等社会问题的影响;在讲到水质评价中，以三门峡水库的泥沙淤积造成上游渭河水患等问题，突出河流泥沙的负面影响。另一方面，将最新时事融入相关课程内容，如在防洪减灾规划教学过程中融入2020年中国南方地区水灾的过程，宣传我国应对灾患时军民团结、干群同心的同舟共济精神;在介绍蓄滞洪区时，以王家坝开闸蓄洪为例，引导学生深刻领会“王家坝精神”中的舍小家为大家、不畏艰险、不怕困难;讲到城市雨洪，结合2021年“7∙20郑州特大暴雨” 引发的洪涝和次生灾害造成河南省1千多万人受灾事件，突出我国国民在面对灾害时一方有难，八方支援，团结一心，共克时艰的精神。

2.2 改革教学方法与手段

2.2.1 以案例成果为导向

对于课程中的一些不易理解的内容和难点，应当结合实例进行讲解。让学生了解所学内容能够得到什么结果、用于什么地方、为哪些部门提供服务[7]。如在讲授水资源评价章节中，由于内容众多，仅靠宽泛的讲解，学生很难有一个系统的领会。在讲述这部分内容时，以多个已完成的报告为样板，从此案例中的内容一步步对应教材中的知识点。多以案例、成果形式的内容在课件中展示相关知识在实际中发挥的作用。如在讲授水资源配置优化时可以结合已发表的文献，针对不同问题所提供的不同规划方案，对最优方案的选择进行分析，加强对基础知识的理解。此外，在时间和条件满足的条件下，可以让学生参与教师的相关水资源综合规划项目和课题，提高学生相关工作和科研的实践能力。

2.2.2 加强多媒体教学

在当前的教学大纲要求下，针对水利水电工程专业的《水资源规划及利用》课程仅有课堂教学环节，知识的传授主要以讲授的方式进行。如前文所述，《水资源规划及利用》课程既包括水资源、水文学相关知识，也包括水库兴利调洪计算，知识体量大，而课时较少。相较于其他课程，该课程并不具较多课时供学生们对某一问题进行讨论和调研。因此，利用多媒体工具向学生传递知识和内容成为不可或缺的部分。目前，幻灯片式的课件是主流的教学方式，通过课件将复杂的图表内容实时投影出来，提高教学效率。单一的文字和公式幻灯片容易造成课堂气氛沉闷，学生学习注意力下降。在课堂上可以增加多媒体的表现形式，如增加视频和GIF等动图对知识点进行生动、清晰的解释和描述。这种增强可视化的表现形式有助于提高学生的积极性，减少单一讲授的枯燥，提升课堂教学效果。

2.2.3 优化考评机制

教学考核评价机制在《水资源规划及利用》教学培养的过程中起到决定性的作用。首先，教师应当充分按照教学大纲的考核制度要求对教学考核内容进行考核。在此基础上，考核分为课堂或平时考核和考试考核两部分。课程考核的目的与选拔性考试不同，其并不是利用成绩将学生进行区分，而是以多种形式敦促学生对课程知识进行学习和掌握，确保对专业知识的识记与理解。因此，教师在进行考评时需要重视以下3点：第一，考勤。考勤是保证教学能够正常进行的基础条件，不仅需要考评学生的到堂率，还需注重听课率。笔者通过多年的考勤结果发现，在上课前令学习委员收缴所有学生的手机、平板电脑等娱乐设备能够有效提高学生听讲的关注度，确保授课效果。第二，考核方式。针对期末考試，学生大多数为突击式备考，尽管此种方法短时间内能够攻克考试，但对知识掌握和理解不足，遗忘极快。因此，在日常教学过程中应当提高对学生学习过程的考核，如增加课堂提问、课后作业、课程论文等考核方式，并在课前明确各项考核得分与占比，提高学生的对待程度。第三，考核内容。在大纲要求的考核内容和知识点基础上，可以参照研究生专业课考试、专业职业资格考试（如一、二级建造师）等的考试，引入一些案例分析题，考查学生用理论知识分析问题和解决问题的能力。

3结语

本文围绕《水资源规划及利用》课程目标和教学内容，分析了课程在教学环节中存在的问题，探讨了课程教学改革的方向和措施。通过对教学内容和方法的改革，促进学生更好地掌握《水资源规划及利用》课程的知识，拓宽学生的知识面，激发学习积极性，培养学生利用专业知识解决水资源规划及利用相关问题的能力。

参考文献

[1] 方国华，黄显峰.《水资源规划及利用》课程教学改革与实践[J].绿色科技，2020（23）：196-198.

[2] 王宏宇，丁建宁，徐坤.一流工科专业建设的内涵与课程体系构建思路[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2021（8）： 20-23.

[3] 王美玲，邹进，姚彤悦，等. 水资源系统模拟发展现状及趋势分析[J].中国水运（下半月），2019，19（12）： 56-58.

[4] 谭倩，缑天宇，张田媛，等.基于鲁棒规划方法的农业水资源多目标优化配置模型[J].水利学报，2020，51（1）：56-68.

[5] 张晓娟，黄志红，彭昕.浅议水生态文明建设的内容与意义[J].文化创新比较研究，2019，3（16）：33-34.

[6] 孙莹.水资源现状及保护应对措施分析[J].科技资讯，2017，15（33）：101-102.

[7] 吴秀青.水资源规划与管理课程教学研究[J].创新创业理论研究与实践，2019，2（3）：58-59.

基金项目：扬州大学2020年校教改课题（课题编号：YZUJX2020—C12）  。

作者简介：张超（1990—），男，博士，讲师，研究方向为水资源规划及利用。