【摘要】《水科学导论》课程是水文与水资源工程的一门学科基础必修课程。本文通过分析该门课程的教学对象和课程目标，改进教学策略与方法，评价教学效果。结果表明：与实际相结合，更新教学内容，综合多种教学方法和教学手段，构建多维互动的课堂，加强学生自主学习训练的改革策略，能够有效提高课堂教学效果，激发学生的学习兴趣和主动学习的积极性，提高教学效果与质量。
【关键词】水科学导论；自主学习；教学改革
一、课程简介
《水科学导论》课程是水文与水资源工程的一门学科基础必修课程，开课时间为第1学期，总学时16学时，总学分1分。它是本专业后续所有专业课程的基础，充分体现了基础性和全面性，反映了水文与水资源学研究的主要内容，研究的进展和前沿，有利于学生对水文与水资源方向知识的全面了解。该课程内容广泛，涉及到不同学科、领域的理论和技术，如：水文学的基础知识、基本概念，水资源的相关理论、国内外水资源分布和开发利用状况、水资源在开发利用过程中存在的主要问题，地表水、地下水资源调查与评价，水文统计，水利经济，水资源管理，遥感技术等。对学生来说，是一门综合性很强，知识面广泛，不太容易掌握的课程。为此，在保证基本教学内容的前提下对课程内容做了精选、整合优化处理，加强学生的自主学习训练，力争做到系统性、完整性、实用性，以达到最好的教学目的和效果。
二、教学对象、课程目标与教材选用
1.教学对象
《水科学导论》课程的教学对象为水文与水资源工程专业大学一年级学生。大学一年级学生经过高中阶段的学习，对自然科学知识有一定的知识储备和基础，认知能力有了进一步的发展，通过学习和练习，能够理解并掌握本课程的知识。由于大学一年级学生刚接触本专业基础课程的学习，带着好奇心和求知欲，学习积极性比较高。因此，通过适当引导和鼓励，使学生保持和提高学习的积极性。但是，大学一年级学生刚从高中阶段的学习过渡到大学专业的学习，对本专业的认知和了解比较有限，学习方法基本上采用的是高中阶段的学习方法，自主学习的能力相对较弱。然而，与高中阶段的学习相比较，学生手中可利用的学习资源大大增加，如学校的图书馆，文献数据库，网络教学平台等等。
2.课程目标
《水科学导论》课程从认知水文与水资源学的基本概念入手，通过学习水分循环要素和水量平衡，掌握水循环过程和水量平衡原理，了解水资源转化过程；通过水资源全球和区域分布的学习，了解世界和我国水资源的特点和利用现状及问题；通过对水文和水资源基础知识的学习，掌握地表水、地下水的基础知识，了解自然界水资源的研究内容和影响因素；通过认识水文水资源学研究的总体发展趋势，了解水文水资源学研究的前沿和热点问题。通过本课程学习，使学生掌握水文与水资源学的基本理论、基本知识，了解水文与水资源学的发展概况和研究前沿，为专业课程的学习和水资源管理等打下初步基础。
3.教材选用
《水科学导论》课程选用的教材是东北林业大学出版社出版，由舒展、邸雪颖主编的《水文与水资源学概论》。该教材将水文学与水资源学的基本理论与方法结合在一起，对水循环、水量平衡、地表水资源、地下水资源的运动、变化、分布和合理利用方法进行了归纳，同时介绍了水资源管理、水资源评价等领域的相关理论知识和方法，不仅注重了专业知识的基础性和全面性，而且突出了专业素质和能力的培养，具有较强的科学性、知识性、方法性和资料性，适合作为大学一年级学生《水科学导论》课程的教材。
三、教学模式改革
1.教学策略与方法
（1）教学策略
在《水科学导论》课程的教学过程中，采用替代性策略和生成性策略相结合的教学策略，以替代性策略为主，以生成性策略为辅。由于学生处于大学一年级阶段，求知欲与学习积极性较高，但对专业知识的基础不足，自学能力较弱，因此在《水科学导论》课程教学中以替代性策略为主，主要表现为课堂讲授，教师代替学生处理信息，为学生提供学习目标、选择教学内容、安排教学顺序以及设计教学活动等，使学生的学习较好地集中在预定的学习目标上，有较高的学习效率，学生可以在短时间内学习更多的内容。同时采用生成性策略作为辅助，主要表现为自主学习训练，教师作为学习的指导者和帮助者，为学生提供一些必要的教学支持，让学生作为学习的主要控制者，学生自己形成学习目标，自己对学习内容进行组织加工、安排学习活动的顺序、并鼓励学生建构具有个人特有风格的学习方法。为学生提供机会训练，让学生主要依靠自己的力量，通过探究活动进行学习，激发学生的学习兴趣，培养学生自主学习的能力。
（2）教学方法
本课程教学方法主要为课堂讲授和自主学习训练。
①课堂讲授
课堂讲授以多媒体教学软件为主，采用启发式教学，在讲授基本概念和理论后，鼓励学生查阅相关资料，并结合生产中的热点问题进行讨论，调动学生学习的主观能动性。结合生产和工程实际中需要解决的问题，鼓励学生提出自己的解决方案，从而锻炼学生解决问题的能力。在课堂讲授中利用大量实例和图片演示，拓宽学生的知识面，加深学生的认识。
②自主学习训练
在教师的指导下，提出与专业相关的现实生产生活中的热点问题，由全班或小组学生围绕某一问题进行交流和探究，启发和引导学生思考，加深学生对所学知识的理解。为学生提供训练机会，给定若干个主题，分小组课下准备PPT，课堂上进行演讲介绍主题知识和内容，并回答其他小组同学的提问，提高学生的自主学习能力、协作能力和表达能力。同时，将教学内容由学科知识驱动向预期成果驱动转变，授课方式由教师为中心向学生为中心转变，以反向设计为原则，结合互联网+和通讯信息技术，构建《水科学导论》课程的混合式教学体系，指导学生积极开展自主学习，根据实际情况灵活安排学习时间和地点，增加学生的学习能动性和积极性，切实提高教学效果和质量。
2.具体改革方法举例
（1）教学内容改革
①针对教学内容广，在合理安排授课计划的基础上做到重点突出。例如，“地表水文及地表水资源基础知识”、“地下水文及地下水资源基础知识”等部分作为本课程重点，在教学中各分配了4学时时间。重点内容部分在讲解过程中，力求精，有一定深度。②理论教学与生活、工程实例紧密结合。例如在“水文循环”中，引入了“晾晒衣服的水是否可能化作雨滴落到自己身上”的问题，在“地表径流”中，举例分析了武汉城市内涝的形成过程，在“水资源转化过程”中，补充了“三峡工程”、“引滦入津”、“南水北调”等工程内容。总之，在整个理论教学，始终贯穿着生活与工程实例教学。③及时更新和补充教学内容。教材中没有系统介绍“水文水资源学研究的前沿和热点问题”，但是随着水文与水资源工程专业范围的逐步拓展，这部分内容对于开拓学生专业视野非常重要。因此，在教学中我们把国际上一些前沿课题和研究进展等内容引入教学，补充介绍和讲解了中国面临的主要水问题、现代水文水资源学科体系构成、水文水资源学研究的总体发展趋势、水文水资源学研究的前沿和热点问题，并引导学生自主学习，思考和展开讨论。
（2）教学方法改革
积极开展教学方法改革，实现教学方法的“转变”，即课堂教学从传统灌输向探索性教学转变，采用灵活式教学形式，加强学生的自主学习训练。本课程在教学过程中，采用《水科学导论》多媒体教学课件，使课堂教学生动、形象、直观，易于记忆，在有限的时间内传递更多的信息内容，增强了信息量，同时也有效缓解了课时的缩减和教学内容增加的矛盾。例如，在授课过程中，具体采用以下教学形式：①放映中国水资源现状以及水资源保护等方面的视频材料，使学生了解我国水资源的实际状况，并对本专业产生浓厚兴趣；②放映水文循环的动态视频，学生可以很直观地了解水文循环的过程和环节，并增加浓厚的学习兴趣；③放映工程案例内容的图片，可以让学生更容易地了解案例，对于日后遇到的实际工程都起到积极作用。同时，提供机会强化学生自主学习训练，提高学生的思考能力、自学能力和表达能力。例如：1）提出与专业相关的现实生产生活中的热点问题（城市内涝问题），由全班或小组学生围绕某一问题进行交流和探究，启发和引导学生思考（结合生态文明建设和海绵城市建设），加深学生对所学知识的理解。2）给定若干个主题（洪水、干旱、水污染、水生态等），分小组课下准备PPT，课堂上进行演讲介绍主题知识和内容，并回答其他小组同学的提问，提高学生的自主学习能力、协作能力和表达能力。3）建设《水科学导论》线上课程，与线下课程同步开展教学，在线课程为学生提供了更多的学习资源，比如相关视频、文献、测试题、讨论等，与线下课堂教学相辅相成，而且在线课程可以让学生灵活自由地安排学习时间和地点，充分发挥学生的学习主体作用，强化学生的自主学习能力。
（3）教学手段改革
在教学过程中，适当实施多维互动教学模式，促进师生共同参与，以学生为中心，充分发挥学生的自主学习能力，教师适时引导启发，形成教师与学生、学生与学生等互动，调动课堂积极性，提高学生的学习兴趣，培养学生主动学习的意识。例如，在“我国水资源的开发利用现状、存在的问题与解决措施”的教学过程中，采用小组讨论式教学，在备课过程中，认真钻研教材，大量阅读书籍和参考文献，分解出重难点，提出典型的讨论性较强的主题，引导和鼓励学生分小组思考、讨论和交流，最后对讨论过程中的问题进行归纳总结。同时，鼓励学生自己提出问题，共同分析问题和解决问题，让全班学生主动参与、主动思考、主动探索。
（4）课程考核方式改革
课程的考核方式结合学生的学习全过程进行考核和评价，采取多样化的评价设计。评价的项目包括线出勤、课堂讨论、课后作业、随堂测验、期末闭卷考试等。评价的形式采用阶段性评价和综合性评价相结合，阶段性评价是学生完成一章的学习后，安排章节测验考核，便于掌握学生的学习进展情况，综合性评价是学生完成整门课程后，通过期末考试评估学生的学习效果。
四、教学效果分析
教学效果的评价采用四个指标：学生的学习兴趣、学习满意程度、课堂表现和专业知识的掌握。其中学习兴趣、学习满意程度、课堂表现采用调查问卷方式进行评价，问卷采用“教材动机性问卷”，分数越高表明指标越高。专业知识的掌握程度采取课后卷面考试方式，满分100分。通过对所获得的问卷调查结果和课后考试结果数据的统计分析，通过《水科学导论》课程教学改革，能显著提高教学效果。在课后的随机调查中发现，学生们一致赞同在上课的时候多采用实例分析、分组讨论、自主学习进行授课，绝大部分学生认为在学习过程中不仅熟练掌握了专业知识，锻炼和提高了自主学习能力，同时学到了一些实用的学习方法和分析问题、解决问题的方法，尤其是对分组讨论、PPT讲演显示出很大的兴趣，大大提高了学生的学习积极性和主动参与性，达到了教学目标，提高了教学效果。
五、结语
《水科学导论》课程教学中采用的更新教学内容，采用多种教学方法和教学手段，加强学生自主学习训练的改革策略，既能够提高课堂教学效果与教学质量，又能激发学生的学习兴趣和主动学习的积极性，培养和锻炼学生的自主学习能力，分析问题，解决问题的能力，具有较强的推广性。本课程的课程体系结构与水文与水资源工程专业的就业、应用实际还有差距，还需要长期认真地实践和探索，有待进一步完善和提高。此外，专业导论性质的课程进一步改革，还可以引入专业相关专家学者讲座，不断拓展学生的专业视野。
作者:杜鸿 李平 单位:中南民族大学资源与环境学院
