“生态水文学”课程教学模式探索.docx

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1、“生态水文学”课程教学模式探索王宇，卞建民，孙晓庆（吉林大学a.新能源与环境学院；b.地下水资源与环境教育部重点实验室，吉林长春130021）“生态水文学”为吉林大学水文与水资源工程、地下水科学和工程专业本科生的专业选修课，是一门新开设的课程。生态水文学兴起于20世纪90年代，是一门新兴的生态学与水文学的交叉学科，主要研究生态系统内的水文循环规律、植物与水文过程间的互馈关系，解决生态建设、生态系统管理与保护中与水有关的问题。生态水文学是水资源管理、维持生态系统健康运行、保护和改善景观的理论基础门。作为国际生态环境管理领域的热点学科，从“生态水文学”课程的特点出发，通过此课程的学习，使学生了解水

2、文生态学的发展概况，掌握水文生态学的基本理论和知识，熟悉生态水文研究中的监测手段,以及过程模拟、定量评估和调控管理的方法，为今后相关领域的科研和学术工作打下坚实的基础。但由于各种各样的原因限制，这门课程的授课效果还达不到预期的目标2-3o一、“生态水文学”教学中存在的问题（一）学生对课程的重视度不够，积极性不高在实际教学过程中发现学生对“生态水文学”课程的重视度不够高,很多学生认为这是一门普通的选修课，而且是一门新开设的课程，并不是本专业学生必须掌握的基本课程，没有意识到课程的重要性，有的学生缺课现象严重，更不要说积极主动学习了。因此，调整课程内容，强调课程的重要性，积极引导学生投入课程学习尤

3、为重要。（二）课程内容涉及宽泛，教学难度大本课程是生态学和水文学的交叉学科，不仅涉及水文学的相关知识点,还兼顾了生态学的基本知识，并且需加强两个学科之间的关联性。实际上本课程涉及知识面较宽泛、课程内容复杂，学生要了解水文学、土壤学、气象学、生态学、湿地学、地质学等多门学科，需要强大的知识储备，这就导致学生在学习课程内容时存在一定的困难，同时也增加了教师授课的难度。然而，部分水文学知识在其他课程中有所提及，一方面使学生缺乏学习新知识的兴趣，另一方面为教师在备课时有所创新、找到新的切入点带来了挑战。此外，现有的生态水文学教材中包括了众多研究领域和研究主题，比如湿地生态水文学、森林生态水文学、城市生

4、态水文学、河流生态水文学、地下水生态水文学、旱区陆地生态水文学、寒区生态水文学等，然而，虽然教材中均涉及以上领域，但每个领域所阐述的内容又比较泛泛，学生很难抓住重点。因此，如何合理安排教学内容，优化教学体系，深入浅出地引导学生掌握课程内容是教学设计的关键问题。（三）教学模式传统，缺乏吸引力生态水文学一直致力于解决生态环境与水环境之间的问题，为不同层级的水资源综合管理提供指导，具有极强的实践色彩。以往教师主要通过课堂教学、课内外作业、闭卷考试的方法，使学生掌握生态水文学的基本概念、基本原理和方法，但这种以“教师为中心”的教学方法较为传统，学生往往靠死记硬背来应对考试，课堂气氛沉闷，难以激发学生对

5、于课程学习的兴趣，而单一的教学模式缺少与实际案例的结合，很难培养锻炼学生分析问题和解决问题的能力。因此，如何改进教学方法、丰富教学模式是本课程教学中涉及的一个重要问题之所在。二、“生态水文学”教学改进措施及建议（一）学生认知提升针对学生对本课程重视程度不高的问题，应在课程教学的绪论介绍当中，强调生态水文学的前沿性和国际性，结合本课程的研究背景、研究领域、发展历程及学科特点，突出生态水文学是目前国际焦点，与国家重大需求密切相关，提升学生对本课程的兴趣，拓宽学生的专业视野，并使学生明确本课程在科学研究中的重要地位，学好本门课程，为今后深造学习研究和相关工作打好基础，从而提升学生对“生态水文学”课程

6、的认知。（二）教学内容优化针对生态水文学教材内容宽泛、缺乏系统性的问题，教师应充分掌握教材内容，然后对授课内容进行合理筛选、优化，详略得当，设计出一套以基础一机制一方法一专题为主线思路的系统完善的课程体系框架：在学生学习水文学和生态学相关概念和原理的基础上，补充生态学背景知识（基础），详解植物-水分关系（机制）、介绍生态水文学观测技术（方法）、讲授相关的前沿领域（专题）。最终要求学生掌握生杰水文学的相关概念和原理，了解生态水文学的研究主题和领域。（三）教学模式改革1. 以“学生为中心”的教学策略。生态水文学是一门理、工学科，具有强烈的实践和应用色彩。因此，在“生态水文学”教学过程中，不仅要讲授

7、专业基础知识，还要注重培养学生分析问题、解决问题和独立思考的能力，将书本内容应用于实践，提高学生未来的工作能力。但是在传统的“以教师为中心”的教学中，教师往往单一讲述课本知识，采取“满堂灌”的形式，缺乏师生间的互动4。而在“以学生为中心”的教学中，教师主要起到引导学生学习、提供相关资源的作用，调动学生的好奇心和积极性，培养学生的创新意识和综合素质L5-6目前，应用较为广泛的“以学生为中心”的教学策略有案例研究、问题导向等，此类教学模式开展的步骤大致包括：（1）介绍教学模式的基本概念。（2）提出相关案例或问题。案例要结合实际，具有趣味性和开放性，比如：修建水库对气候、水文、生态等方面的影响有哪些

8、？（3）分组研究。小组成员分工合作，确定工作规划，查阅专业知识，分析整合数据，制作PPT,汇报小组成果等。（4）课堂讨论。学生通过多媒体演示，在课堂展示学习成果和问题解决方案,教师可参与提问。（5）评价反思。教师对各小组的表现进行合理点评，对汇报时存在的问题进行讲解。研究证明基于案例研究和问题导向的学习能够增强学生的代入感，提高学习的积极性，增强学生解决问题的技能。可以看出，这一教育理念与“生态水文学”的教学目标非常一致因此，教师应在“生态水文学”课程教学中大胆应用“以学生为中心”的教学策略。“线上+线下”混合式教学模式。由于受新冠肺炎疫情影响，2022年初我校采用线上教学模式授课，在线教育的

9、优势得到了充分发挥，随着信息化技术与教学的深度融合，结合了传统课堂教学和数字化教学优势的“线上+线下”混合式教学模式呈现了常态化趋势9。”线上+线下”混合教学模式在发挥教师引导、启发和监督作用的同时，充分体现了学生作为关键主体开展自主学习的重要性，全面加强了师生之间的互动，从而有效提升了教学质量和教学效率，推动了专业人才培养目标的真正实现。在“生态水文学”教学过程中，采用MOOC模式及翻转课堂教育理念结合的“线上+线下”混合式教育模式，使学生不再是被动地接受知识，而是成为学习的主体，激发了学生的学习兴趣，同时让学生有更多时间消化专业知识具体做法如下：学生课前通过MOOC平台的教学视频、课程资料

10、等在线教学资源进行自主学习后，总结出知识难点，然后教师在课堂上对学生总结的难点进行集中讲解，有针对性地解决学生的问题，这时教师不仅是讲授者，还是指导者和引领者，在授课过程中还可以借助学习软件辅助进行提问、签到、测试等环节，提高教学效率，增加学生的参与度1.12-131o”线上+线下”混合式教学模式可有效解决教学进度与学生知识掌握速度间的矛盾，实现学生个性化学习的目的，使教育变得更加公平，形成良好的师生关系14。2. “5G+智慧课堂”的教学环境。“生态水文学”是新开设的课程，学校现有资源有限，应整合网络共享资源和教师主创资源，建设集教学资料、课堂设计、虚拟实训及教学评价为一体的课程“智慧资源”

11、，高效利用超星学习通、智慧树、雨课堂、腾讯会议和群等平台打造智慧教学环境15。充分利用课前时间，通过平台发布课程要求，采用章节知识点的闯关解锁功能，告知学生需要预习的部分内容；直播授课时，采取多种考勤方式，如手势签到、课上讨论、随堂测验等；积极采用“学习通+腾讯会议”双平台教学环境，利用腾讯会议共享屏幕、PPT实时授课、在线直播，同时通过学习通随机点名提问的方式，考查学生对知识点的掌握情况和听课状态，还可以在课堂中组织问题讨论、头脑风暴、抢答连麦等环节进行互动，利用平台功能实时记录学生的听课成绩。为保证教学效果，课后通过布置作业、章节测试、期末考试等形式，对学生进行全面详细的多维度评价L16-

12、171此外，第五代移动通信技术（简称5G）与大数据、人工智能、虚拟现实、高清视频、物联网通信等技术相融合，产生了丰富的应用场景，也为高等教育资源的建设与发展带来了新动能和新挑战18-19。5G技术可有助于打破不同专业间资源信息共享的数据壁垒，为各类高清、动态、三维教育资源的应用服务提供技术支撑，通过AI、AR/VR全息技术、高清直播、远程教育、在线教育等技术的创意应用，满足智慧化的沉浸式课堂和智能教学环境的现实需要，帮助学生体验现实生活中难以接触到的各种学习场景，未来不仅在生态水文学这种新兴学科,甚至在整个教育领域将得到广泛应用20。结语“生态水文学”是我校水文与水资源工程、地下水科学与工程专业新开设的一门专业选修课，也是国际水环境研究领域的前沿和热点学科,具有极其重要的作用。笔者根据教学过程中存在的诸多问题，提出以“学生为中心”的教学策略、“线上+线下”混合式教学模式、“5G+智慧课堂”的教学环境于一体的教学改进措施和建议。通过探索教学内容和教学模式的改革，提高教学质量和效率，激发学生的学习兴趣,充分培养学生独立思考、解决实际问题的能力。