張耀文 張莉麗 孔慧敏 張瑩

摘 ?要 以防災(zāi)科技學(xué)院地下水科學(xué)與工程專業(yè)為例，將任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法應(yīng)用于水文學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)改革，探討水文學(xué)實(shí)踐教學(xué)過程的組織與實(shí)施，包括實(shí)踐任務(wù)的擬定、實(shí)踐任務(wù)的實(shí)施、教學(xué)效果評(píng)價(jià)等。實(shí)踐表明，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞 水文學(xué);任務(wù)驅(qū)動(dòng)法;實(shí)踐教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）20-0135-03

Abstract This article takes the groundwater science and engineering major of the Institute of Disaster Prevention as an example， applies the task-driven teaching method to the reform of practical teaching in?the course of Hydrology， and discusses the organization and imple-mentation of the practical teaching process of Hydrology， including the formulation of practical tasks， the implementation of practical tasks， and the evaluation of teaching effects， etc. Practice shows that the task-driven teaching method has fully mobilized the enthusiasm of students to learn independently， and the teaching effect is good.

Key words hydrology; task-driven method; practice teaching; tea-ching reform

1 前言

水文學(xué)是人類在爭取生存和改善生態(tài)環(huán)境的實(shí)踐中，尤其是長期與水旱災(zāi)害作斗爭的過程中，不斷地觀測(cè)、研究水文現(xiàn)象及其規(guī)律性變化而逐漸形成的一門學(xué)科[1]。現(xiàn)代水文學(xué)是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類活動(dòng)加劇以及復(fù)雜水問題出現(xiàn)的背景下，一些新試驗(yàn)、新技術(shù)、新方法不斷地融入，促使水文學(xué)的理論與應(yīng)用逐漸完善而形成的[2]。為順應(yīng)現(xiàn)代水文學(xué)研究方法與內(nèi)容的變化，水文學(xué)課程的教學(xué)需吸收現(xiàn)代新理論、新技術(shù)和新方法在水文學(xué)科的應(yīng)用[3]。

根據(jù)地下水科學(xué)與工程專業(yè)的特色和水文學(xué)課程內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)程度，筆者嘗試打破傳統(tǒng)水文學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系的封閉性，注重地下水與地表水之間知識(shí)的交叉和集成，增加反映水文學(xué)新知識(shí)、新技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，筆者采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行水文學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革。本文以水文學(xué)課程為例，介紹具體實(shí)踐教學(xué)任務(wù)的擬定、教學(xué)環(huán)節(jié)的組織與實(shí)施、教學(xué)效果評(píng)價(jià)等過程，以期為工科類本科課程的實(shí)踐教學(xué)改革提供參考。

2 任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在水文學(xué)實(shí)踐教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

水文學(xué)作為地下水科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)本專業(yè)資源水文地質(zhì)方向的人才培養(yǎng)起著重要的支撐作用。該課程主要講述地球上水的分布及循環(huán)、降水、蒸發(fā)、下滲、河川徑流、流域產(chǎn)匯流計(jì)算等基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)課程如專門水文地質(zhì)學(xué)、地下水資源管理等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。水文學(xué)是一門應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，不僅需要學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)，更要通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)際水文問題的分析和實(shí)踐能力。然而，傳統(tǒng)水文學(xué)課程的實(shí)踐教學(xué)模式較為單一，往往以教師演示或者講授詳細(xì)實(shí)驗(yàn)方案為主，缺乏學(xué)生的深度參與，使得學(xué)生缺少對(duì)實(shí)踐任務(wù)的分析與思考，嚴(yán)重影響了實(shí)踐教學(xué)效果[4]。針對(duì)水文學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題，筆者采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法對(duì)實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行改革。

3 任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在水文學(xué)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的特點(diǎn)是以任務(wù)為主線，以學(xué)生為中心，以教師為主導(dǎo)[5-6]。下面以具有水文學(xué)新技術(shù)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“基于時(shí)間序列模型的降雨量預(yù)測(cè)分析”為例，說明基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)法的水文學(xué)實(shí)踐教學(xué)實(shí)施過程。

擬定教學(xué)任務(wù)，提出實(shí)踐任務(wù) ?結(jié)合某區(qū)域的洪澇災(zāi)害特性分析、地表水與地下水的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系、降雨量以及徑流量預(yù)測(cè)等實(shí)際水文問題，由教師擬定若干教學(xué)任務(wù)，如基于P-Ⅲ水文頻率曲線的某地區(qū)設(shè)計(jì)年徑流量計(jì)算、運(yùn)用相應(yīng)流量法進(jìn)行河道洪水預(yù)報(bào)、運(yùn)用時(shí)間序列模型預(yù)測(cè)某地區(qū)年降雨量等。在完成相應(yīng)章節(jié)的理論教學(xué)后，即可提出實(shí)踐任務(wù)，讓學(xué)生有充足的時(shí)間查閱文獻(xiàn)，提前準(zhǔn)備實(shí)踐環(huán)節(jié)所需的資料與方法。為引導(dǎo)學(xué)生積極準(zhǔn)備實(shí)踐任務(wù)，在提出任務(wù)的同時(shí)，應(yīng)對(duì)具體任務(wù)進(jìn)行解讀。例如，降雨量的短期變化往往會(huì)引發(fā)旱澇災(zāi)害，因此，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)降雨量對(duì)研究區(qū)水資源的管理和水旱災(zāi)害的防治具有重要的實(shí)際意義;運(yùn)用時(shí)間序列模型預(yù)測(cè)某地區(qū)的年降雨量時(shí)，需要有研究區(qū)較長時(shí)間序列的水文氣象資料;時(shí)間序列法是目前降雨量預(yù)測(cè)較為廣泛應(yīng)用的方法之一，預(yù)測(cè)結(jié)果較可靠。

分析實(shí)踐任務(wù)，定制實(shí)施方案 ?學(xué)生以小組為單位，通過探討共同分析實(shí)踐任務(wù)的目的和內(nèi)容，確定完成任務(wù)的方法和步驟。經(jīng)五人小組商討，基于時(shí)間序列模型的降雨量預(yù)測(cè)分析的實(shí)施方案如下：

1）分析研究區(qū)降雨量的時(shí)序變化特征;

2）分析研究區(qū)降雨量的影響因素;

3）運(yùn)用SPSS軟件建立降雨量的時(shí)間序列模型;

4）降雨量的時(shí)間序列模型的檢驗(yàn);

5）運(yùn)用擬合最佳的模型進(jìn)行降雨量預(yù)測(cè)。

在該環(huán)節(jié)，教師可引導(dǎo)學(xué)生快速學(xué)習(xí)和運(yùn)用實(shí)踐任務(wù)中的新方法與軟件，由學(xué)生自主學(xué)習(xí)解決問題。

任務(wù)分工與實(shí)施 ?任務(wù)實(shí)施過程是主要的教學(xué)環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)將鍛煉學(xué)生的運(yùn)用知識(shí)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力以及交流合作能力。每個(gè)小組選出一名組長來負(fù)責(zé)組織實(shí)踐任務(wù)的實(shí)施過程，組長根據(jù)擬定的實(shí)施方案進(jìn)行任務(wù)分工，如表1所示。在具體操作過程中遇到問題，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)小組通過交流與討論共同解決問題，但對(duì)于任務(wù)中的核心計(jì)算與分析內(nèi)容，教師需給予一定的專業(yè)指導(dǎo)與建議，以保障實(shí)踐任務(wù)的順利進(jìn)行。例如，“基于時(shí)間序列模型的年降雨量預(yù)測(cè)分析”任務(wù)實(shí)施過程中，任務(wù)3中ARIMA模型的參數(shù)估計(jì)是非常關(guān)鍵的，經(jīng)指導(dǎo)教師啟發(fā)和引導(dǎo)，學(xué)習(xí)小組結(jié)合“降雨量平穩(wěn)化序列自相關(guān)圖和偏自相關(guān)圖”，討論得到模型中的三個(gè)參數(shù)p、d、q;并在任務(wù)4中，指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)習(xí)小組選擇的最優(yōu)模型進(jìn)行檢查，確保計(jì)算結(jié)果的可靠性，幫學(xué)習(xí)小組樹立協(xié)作完成實(shí)踐任務(wù)的信心。

效果評(píng)價(jià)與總結(jié) ?實(shí)踐任務(wù)完成后，先由學(xué)習(xí)小組進(jìn)行自我評(píng)價(jià)與相互點(diǎn)評(píng)，評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括基礎(chǔ)資料的整理、計(jì)算方法的選取、計(jì)算結(jié)果的分析、存在的問題與不足等;再由指導(dǎo)教師對(duì)各小組的任務(wù)完成結(jié)果、自主學(xué)習(xí)過程、分析與解決問題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)與總結(jié)。該環(huán)節(jié)有助于學(xué)生相互學(xué)習(xí)借鑒，取人之長，補(bǔ)己之短。同時(shí)，在教師點(diǎn)評(píng)與總結(jié)過程中，需梳理實(shí)踐任務(wù)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)，建立實(shí)踐任務(wù)與實(shí)際工作的聯(lián)系，從而樹立學(xué)生的專業(yè)意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)興趣。例如，對(duì)于“基于時(shí)間序列模型的年降雨量預(yù)測(cè)分析”任務(wù)，在學(xué)生自評(píng)、互評(píng)以及教師點(diǎn)評(píng)后，教師指出年降雨量的P-Ⅲ型頻率曲線繪制、年降雨量影響因素的分析、長時(shí)間序列年降雨量數(shù)據(jù)的平穩(wěn)化處理、時(shí)間序列模型的建立與檢驗(yàn)等是實(shí)踐任務(wù)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，學(xué)生在今后的實(shí)際水文工作中應(yīng)注意。最終，各小組均能圓滿完成該實(shí)踐任務(wù)，實(shí)施過程中問題的提出與解決極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，該實(shí)踐任務(wù)深受學(xué)生喜歡，教學(xué)效果良好。

4 任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在水文學(xué)實(shí)踐教學(xué)中的關(guān)鍵點(diǎn)

實(shí)踐任務(wù)的設(shè)計(jì) ?任務(wù)是任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)過程中的主線，因此，任務(wù)的設(shè)計(jì)在教學(xué)環(huán)節(jié)尤為重要，其內(nèi)容的選取、學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)立要考慮以下幾個(gè)方面：

①實(shí)踐任務(wù)的設(shè)計(jì)要遵循基本教學(xué)規(guī)律，按照由淺入深、由易到難、由單一到綜合的漸進(jìn)式原則提出，整體實(shí)踐任務(wù)均圍繞總的教學(xué)目標(biāo)，具有一定的層次性和系統(tǒng)性;

②根據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合具體課程內(nèi)容與社會(huì)熱點(diǎn)、實(shí)際工作聯(lián)系的緊密程度，選擇既使學(xué)生感興趣，又能提高職業(yè)技能的實(shí)踐任務(wù)，讓學(xué)生做到學(xué)以致用;

③各實(shí)踐任務(wù)的目標(biāo)要具體，知識(shí)點(diǎn)難度要合理，考慮到學(xué)生的接受水平，任務(wù)的可操作性要強(qiáng)，避免任務(wù)難度過高，打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，但也應(yīng)具有一定的探索性，使學(xué)生完成實(shí)踐任務(wù)時(shí)具有成就感和滿足感。

教師的引導(dǎo)和指導(dǎo) ?教師在任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)過程中的角色是主導(dǎo)，這意味著教師要充分發(fā)揮引導(dǎo)和指導(dǎo)的作用，將傳統(tǒng)教學(xué)模式中的講授課程知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹v授學(xué)習(xí)方法。在學(xué)生遇到實(shí)踐任務(wù)的難點(diǎn)時(shí)，教師應(yīng)及時(shí)答疑，對(duì)于具有代表性的問題，可統(tǒng)一舉例，示范如何通過查閱資料來分析和思考問題，從而引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)來探究和解決問題;針對(duì)個(gè)別問題，需進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)。在實(shí)踐教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生存在畏難情緒，不習(xí)慣主動(dòng)探索問題，這時(shí)教師要善于鼓勵(lì)和引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

教學(xué)效果評(píng)價(jià)的方式 ?教學(xué)效果評(píng)價(jià)是教師了解學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容理解與掌握程度的重要方法，也是教師進(jìn)行教學(xué)過程反思與教學(xué)方法改進(jìn)的有效途徑。教學(xué)效果評(píng)價(jià)應(yīng)包括教學(xué)過程和教學(xué)結(jié)果兩個(gè)方面，其中教學(xué)過程評(píng)價(jià)注重學(xué)生在完成實(shí)踐任務(wù)過程中的參與程度、自主學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力以及交流合作能力等，教學(xué)結(jié)果評(píng)價(jià)注重學(xué)生理解、掌握和運(yùn)用知識(shí)的能力。教學(xué)效果評(píng)價(jià)可采用小組自評(píng)與互評(píng)、組內(nèi)自評(píng)與互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)等多樣方式，以促進(jìn)學(xué)生互相學(xué)習(xí)、互通有無。最終，實(shí)踐任務(wù)考核成績可根據(jù)各小組的實(shí)踐任務(wù)報(bào)告、小組自評(píng)與互評(píng)以及教師點(diǎn)評(píng)等綜合確定，以保證學(xué)生考核成績的公平性和合理性。

5 結(jié)語

采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法對(duì)水文學(xué)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革，可將理論知識(shí)與實(shí)際水文工作、區(qū)域典型水資源問題建立聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)同感和歸屬感。同時(shí)可將課程中的重點(diǎn)與難點(diǎn)有效地貫穿起來，成為一個(gè)有機(jī)整體，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用，引導(dǎo)學(xué)生開展探究式學(xué)習(xí)和協(xié)作式學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的思辨能力、綜合實(shí)踐能力等。此外，教師的主導(dǎo)角色也要求教師不斷更新專業(yè)知識(shí)與技能，改進(jìn)教學(xué)方法與手段，實(shí)現(xiàn)較好的教學(xué)效果，滿足地下水科學(xué)與工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。

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