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人工降雨的原理和方法范文第1篇

關(guān)鍵詞：科學(xué)技術(shù)；人工影響天氣方法

中圖分類號： S166 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150632084

隨著環(huán)境的污染加重，人類現(xiàn)已經(jīng)無法在這個生存的家園里正常的生活下去，所以人們在想各種方法來改變這個局面，所以，人工降雨、人工消霧、人工融雪等等這些都是運(yùn)用了物理學(xué)的原理，然而我國的物理學(xué)發(fā)展還比較落后，大部分都是引用國外的先進(jìn)的技術(shù)，去不斷的改進(jìn)，推動了人工影響天氣的歷程。

1 人類影響天氣的科學(xué)依據(jù)

大氣中的白云是有水滴和冰晶組成，水滴和冰晶越來越多時，云層就會越積越多，之后便會形成了降雨的過程。在所有大自然的云霧中可以分為3大類，形狀不同，溫度的高低，云粒子的堆積量。云和降水是一個力學(xué)的過程，這2個力學(xué)的過程需要2個途徑才能達(dá)到，增加水霧，降低氣壓，降水是一個很復(fù)雜的一個過程，它有微型物理和宏觀條件所產(chǎn)生的一些自然現(xiàn)象，并且水是相對變化和相態(tài)變化的，而它們的理論基礎(chǔ)是相變熱力學(xué)，在空氣非常純凈的情況下，是沒有雜質(zhì)和粒子的，所以這都是一個物理條件下所做出的各種反應(yīng)。

2 人工影響天氣技術(shù)的方式方法

人工影響天氣方式方法有很多，比如，人工消霧，人工防雹，人工降雨，人工消云等等。在很多惡劣天氣的情況下，人類無法進(jìn)行正常的生產(chǎn)和生活，造成了一系列的困難，所以，在此情況下，人類利用高科技手段來解決這一難題，滿足人們正常的生活要求，解決好當(dāng)前遇到的某些困難。

2.1 人工消云

飛機(jī)的飛行被云影響程度很大，但所有云層中影響作用最大的是2大云層，低云層；對流云，而在低云層里最為嚴(yán)重的就是飛機(jī)在450m以下的飛行，因為在這種云層最低的情況下，若有飛機(jī)場的存在，飛行員是無法看清跑到，無法進(jìn)行正常的飛行，對于操作方面，造成了極大的困難，所以造成了極大的危險，造成了不安全性，容易造成事故與空難。人類利用高科技手段進(jìn)行研發(fā)出了人工消云這一套解決模式，是指使用人工的方法，在局部區(qū)域讓云霧進(jìn)行消散。它使用的方法就是在云中散發(fā)一些化學(xué)元素，使其產(chǎn)生大量的冰晶，這樣可以使云中的水蒸氣大量的蒸發(fā)，讓其冰晶快速增長，之后演變成降水粒子，在粒子的快速增多以后就開始下降，云層也就隨著粒子的下降而消散。

2.2 人工防雹

在對流云層的發(fā)展之下會產(chǎn)生雷雨天氣的發(fā)生，有時還會帶來冰雹的產(chǎn)生，如果在飛行區(qū)域或者在機(jī)場附近出現(xiàn)這種狀況，冰雹會使飛機(jī)造成一定的損傷，還會影響其飛行，這樣就會對航空方面造成很大的損失，所以，人類就研發(fā)出關(guān)于人工防雹的科學(xué)理念，減少天氣的自然災(zāi)害，降低冰雹發(fā)生機(jī)率，飛機(jī)飛行的安全得到了保護(hù)，航空公司的損失也可以得到降低，農(nóng)民地里的莊稼也得到了極大的改善，免受了自然災(zāi)害的侵襲，使得產(chǎn)量得到了極大的改善。人工防雹技術(shù)已經(jīng)開始廣泛的推廣開來，主要都是利用物理原理來進(jìn)行操作的，基本上應(yīng)用的就是在冰雹云中播撒人工冰核，通過一系列的化學(xué)手段讓其形成人工冰雹胚，然后在云層中抑制冷水的增長，從而形成不了較大的冰雹所以造成，讓冰雹不會成為自然災(zāi)害，還可以播撒巨鹽核，讓其形成云滴，讓冰雹緩慢增長從而實現(xiàn)降低冰雹的災(zāi)害程度，還可以在云內(nèi)形成干擾系統(tǒng)，還可以讓冰核在云中凍結(jié)，通過這種方法讓來降低冰雹的成災(zāi)率

2.3 人工消霧

大霧天氣的出現(xiàn)是現(xiàn)在人類生活中最常見的一種天氣現(xiàn)象，它不分季節(jié)，不分時間，沒有時間和空間的限制它是隨機(jī)的，它主要對交通運(yùn)輸業(yè)造成了很大的影響，大霧會使能見度降低，影響視覺模糊，是發(fā)生事故的重要因素之一，在高速路上，城市主要街道或者機(jī)場附近進(jìn)行人工消霧有很大的改善交通的促進(jìn)作用。人工消霧的方法比較多的，主要方法，加熱法，簡而言之地說這個方法就是，把一些可燃物品燃料進(jìn)行燃燒，從而使空氣里霧氣得到蒸發(fā)，，使大霧天氣逐漸改善 ；擾動空氣法，就是讓空氣上下混合開來讓水蒸氣，蒸發(fā)水氣，使其漸漸消散。這些方法都可以降低空氣中一些云霧，使其逐漸消散，改善交通運(yùn)輸路況，造成沒必要的交通事故的發(fā)生，駕駛的安全性也可以進(jìn)一步提高，推動交通的改善。

3 結(jié)束語

用人工的方法，來影響天氣，解決一些生活中給人們帶來不便的天氣情況有待于去解決完成，在生產(chǎn)力科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的情況下，人類對環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重，大自然對人類的懲罰也是也是日益突出，在此情況下必須要保護(hù)環(huán)境人人有責(zé)的思想觀念，讓環(huán)境污染的程度損失降到最低，在利用一些科技手段來解決現(xiàn)在出現(xiàn)的一系列的天氣問題，在人工影響天氣的技術(shù)上現(xiàn)在還存在很多方面的不足，現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)還很落后，人類對天氣估測還很不足，造成了一定錯誤的判斷，影響人類正常的生活，造成了生活的極大不便，

參考文獻(xiàn)

人工降雨的原理和方法范文第2篇

關(guān)鍵詞： 物理教學(xué)學(xué)習(xí)興趣師生關(guān)系教學(xué)方式

一、建立良好的師生關(guān)系，營造有“趣”的學(xué)習(xí)氛圍

教師都認(rèn)為能把自己所掌握的知識，毫無保留地傳授給學(xué)生是人生一大樂事。我總是想方設(shè)法讓學(xué)生喜歡我，激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣，并時常關(guān)注他們。例如：我所教的八年級五班有一位同學(xué)，他各門功課都很差，是一個學(xué)困生。在一次物理課上我找機(jī)會表揚(yáng)了他，并在一次學(xué)校運(yùn)動會上我故意讓她幫我拿衣服，借此機(jī)會和他聊天，了解他的家庭和生活。從此他的物理成績穩(wěn)步提高，每次考試都能考八十多分。教師要了解學(xué)生，做學(xué)生的朋友。在學(xué)生學(xué)習(xí)物理的起始階段，只要老師多接觸他們、多了解他們，就會特別愛說、愛問。

二、改變教學(xué)方式，推動“趣”的生成

1.讓學(xué)生關(guān)注生活現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

例如：在學(xué)習(xí)動能和勢能時，老師可以給學(xué)生講述鳥炮彈的故事。據(jù)了解，小鳥是航空公司的心頭大患，歷史上曾有多次因飛鳥撞擊而造成飛機(jī)損害，甚至造成機(jī)毀人亡的惡性事件。在高空中，一只飛鳥能讓高級合金制造的飛機(jī)機(jī)體嚴(yán)重受損，為什么它有如此大的能量？又例如：為什么小鳥站在高壓線上不會被電死？學(xué)生對此產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知欲望。再例如：在學(xué)習(xí)相對速度時可舉例：據(jù)報載，二次大戰(zhàn)期間，一個法國飛行員碰到了一件很不尋常的事件。這個飛行員駕駛飛機(jī)在2000米高空飛行的時候，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個小玩意兒在游動著，飛行員以為這是一只小昆蟲，敏捷地把它一把抓了過來，令他大吃一驚的是，抓到的竟是一顆子彈。學(xué)生會問：子彈速度那么快，怎么可能是真的呢？帶著這個問題學(xué)習(xí)這節(jié)課，教學(xué)必然會收到很好的效果。

2.聯(lián)系生活實際，讓熟視無睹的現(xiàn)象成為學(xué)習(xí)載體，讓學(xué)生在驚奇中產(chǎn)生探索的欲望。

老師在教學(xué)中認(rèn)真組織學(xué)生做好物理實驗，就能自然地引入物理概念，順理成章地得出一些物理規(guī)律，從而解決一些實際問題。如，“引言”中的演示實驗①，趣味性強(qiáng)，演示這個實驗時，為使實驗效果好，杯子不宜抓在手里，而應(yīng)固定在桌面上，當(dāng)教師用木尺敲擊硬塑料片時，前排的一個學(xué)生便不由自主地用手做好接雞蛋的架勢，因為他擔(dān)心雞蛋會掉在桌面上。突然，雞蛋落到杯子里，學(xué)生先是一陣緊張，不久又興奮起來。又如，為什么有的廢電池放置一段時間還能生出電來，學(xué)校旗桿頂部定滑輪的用途，黑板反光的消除，市場桿秤的作用，用電高峰期電燈為什么會變暗，燈泡用久了為什么會變黑，池水中的魚看起來為什么會變淺，“鉆木取火”和“有火必有風(fēng)”的解釋，等等，生活中有大量的例子，仔細(xì)觀察，比比皆是。再例如，講解流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系時，可做用漏斗向下吹乒乓球的實驗，學(xué)生原以為向下吹乒乓球肯定會掉下去，但看到現(xiàn)象后，他們覺得非常不可思議，非常感興趣，同時會積極地思考是什么原因。既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又活躍了課堂氣氛，同時也加深了學(xué)生對知識點(diǎn)的理解，一舉多得。

三、重視實驗，促進(jìn)“趣”的提高

實驗是物理課堂教學(xué)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，特別是新課程改革，強(qiáng)調(diào)實踐性和探究性，強(qiáng)調(diào)物理和生活的聯(lián)系，讓學(xué)生通過現(xiàn)象進(jìn)行分析和理解，往往會收到事半功倍的效果。例如在學(xué)習(xí)凸透鏡成像規(guī)律時，學(xué)生往往認(rèn)為凸透鏡只能當(dāng)放大鏡，可讓學(xué)生拿一凸透鏡，讓眼鏡跟凸透鏡的距離慢慢由小到大觀察周圍的物體，他們會發(fā)現(xiàn)看到的物體會變大、或變小、或倒立，感到很新奇，此時再導(dǎo)入新課，就能激發(fā)起學(xué)生的求知欲，從而強(qiáng)化課堂教學(xué)效果。

四、運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，做好“趣”的輔助

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種先進(jìn)的教學(xué)媒體走進(jìn)了課堂。在教學(xué)過程中，教師可以借助投影儀、多媒體等先進(jìn)手段輔助中教學(xué)，化抽象為形象、化微觀為宏觀、化靜態(tài)為動態(tài)、化不可操作為可操作過程，使教學(xué)過程更加直觀，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)生的參與意識，優(yōu)化教學(xué)過程。例如：講“宇宙和微觀”時，這一節(jié)中的宇宙天體、原子、電子、夸克我們是無法直接看到的，學(xué)生感到很抽象、甚至無法理解。如果運(yùn)用多媒體，將天體縮小到我們的視野內(nèi)，將微觀的原子、電子模擬放大，在屏幕上模擬它們的運(yùn)動軌跡，就能豐富學(xué)生的想象力，又提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。又例如：講解內(nèi)燃機(jī)時，可將內(nèi)燃機(jī)的四個沖程用動畫演示出來，從動畫演示中可以直觀地看到曲軸、活塞、火花塞、氣門的工作過程，以及它們在工作過程中的相互配合，便于學(xué)生觀察和理解內(nèi)燃機(jī)的工作原理，同時對內(nèi)燃機(jī)的工作原理有了更深的理解。再例如：在講解升華和凝華時，可將人工降雨的過程制作成幻燈片演示，學(xué)生可以從中看到噴灑干冰之后云層中發(fā)生的一連串變化，既形象又直觀，非常有趣，從而更好地幫助學(xué)生理解這個過程中的物態(tài)變化。

五、讓學(xué)生獲得成功的體驗，做到“趣”的保持

興趣越濃，自信心就越強(qiáng)，因此應(yīng)增強(qiáng)學(xué)生的自信心，讓他們體驗到成功的快樂。學(xué)習(xí)動機(jī)的產(chǎn)生和保持依賴于成功的取得，學(xué)生體驗到了成功，就會懷著喜悅的心情投入后面的學(xué)習(xí)，嘗試向下一個成功邁進(jìn)，使學(xué)生體會到成功的快樂，能激發(fā)他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣。在學(xué)生成績不佳時，或者回答問題不正確時，教師應(yīng)盡一切可能找出其優(yōu)點(diǎn)，或者合理的成分，并加以肯定。

在物理教學(xué)中，教師若能根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生實際，巧設(shè)情境，靈活地選擇教學(xué)方法，用深入淺出的幽默語言講解，緊密聯(lián)系生活實際，并且多做有趣的實驗，就能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生愉快地獲得知識，鞏固知識，從而達(dá)到“樂學(xué)”的境界。教師只要在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，有計劃、有目的地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，就能獲得令人滿意的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］王寶祥.初中學(xué)生家長讀本.中國人口出版社.

人工降雨的原理和方法范文第3篇

一、物理教學(xué)實施STS教育的必要性

STS是Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Society（社會）三個英文單詞的縮寫，STS教育是當(dāng)今世界各國科學(xué)改革的一個重要趨勢，是一門新興的教育科學(xué)，是近年來世界各國科學(xué)教育改革中形成的一個新的科學(xué)教育構(gòu)想。在物理教學(xué)中實施STS教育體現(xiàn)了一種新的教育觀、科學(xué)觀、價值觀和社會觀，強(qiáng)調(diào)了物理教學(xué)與科學(xué)技術(shù)、社會發(fā)展的密切關(guān)系。在物理教學(xué)中實施STS教育實質(zhì)是在物理教學(xué)中將物理知識和科學(xué)技術(shù)及社會發(fā)展相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理知識解決實際問題的能力。全日制義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》在課程目標(biāo)中明確指出：“初步認(rèn)識到科學(xué)及其相關(guān)技術(shù)對社會發(fā)展及人類生活的影響。有可持續(xù)發(fā)展的意識，注意科學(xué)技術(shù)對于環(huán)境資源的影響；能在個人力所能及的程度內(nèi)對社會的可持續(xù)發(fā)展有所貢獻(xiàn)?！边@就要求在物理教學(xué)過程中加強(qiáng)科學(xué)、技術(shù)、社會的教育，即STS教育。在物理教學(xué)中，實施STS教育能適應(yīng)社會發(fā)展的需要，拓寬學(xué)生的知識面，彌補(bǔ)教材內(nèi)容滯后科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展的不足，使物理教學(xué)始終處于一個具有時代特征的動態(tài)發(fā)展體系之中，使“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念滲透到物理教學(xué)的整個過程中。

二、在課堂教學(xué)中有機(jī)滲透

物理課堂是物理教學(xué)進(jìn)行STS教育的主要基地，在課堂教學(xué)中教師要充分挖掘STS教育因素，把握好物理教材內(nèi)容和STS教育的結(jié)合點(diǎn)，合理設(shè)計教學(xué)過程，使STS教育有機(jī)地滲透在教學(xué)過程中。如教學(xué)《水循環(huán)》一節(jié)，教師就可在以下幾個環(huán)節(jié)中滲透STS教育：（1）認(rèn)識水的循環(huán)。教師可以讓學(xué)生觀察水循環(huán)示意圖，結(jié)合生活中常見的云、雨、霧、露、雪、霜等現(xiàn)象進(jìn)行討論探究，利用實驗演示雨的形成過程，共同探究其科學(xué)原理和吸、放熱規(guī)律，然后利用所學(xué)知識探究人工降雨的物理方法。從而感受物理與生活、科技的密切關(guān)系。（2）珍貴的水資源。學(xué)生由于年齡偏小，對水資源的作用認(rèn)識較膚淺，教師可以通過多種渠道，如讓學(xué)生網(wǎng)上搜集或社會調(diào)查、教師利用多媒體提供有關(guān)資料等，讓學(xué)生了解水資源的分布、作用、現(xiàn)狀，如黃河的源頭、天山天池、濕地、大海、葛洲壩水電站、長江三峽工程、羅布泊、赤潮、藍(lán)藻，等等。然后師生共同討論探究水資源的分布、作用，以及污染的現(xiàn)狀，使學(xué)生充分認(rèn)識到水資源對我們?nèi)祟惿娴闹匾?，認(rèn)識到水資源并非“取之不盡，用之不竭”，過度開采將導(dǎo)致水資源的危機(jī)，水資源污染將給社會帶來的危害等。在認(rèn)識水資源形狀的基礎(chǔ)上師生共同探究水資源污染的原因，使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在給人類造福的同時，也帶來了水資源的污染和植被破壞；水資源危機(jī)的責(zé)任在于人類自己等問題，從而激發(fā)學(xué)生保護(hù)水資源的強(qiáng)烈意識。（3）保護(hù)水資源。教師可以讓學(xué)生調(diào)查搜集生活中浪費(fèi)水資源和污染水資源的現(xiàn)象，然后討論保護(hù)水資源的措施。在此基礎(chǔ)上教師可以適度介紹海水淡化技術(shù)的物理原理和污水凈化技術(shù)等，鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新，課外設(shè)計節(jié)水或凈水的小發(fā)明。在這幾個教學(xué)環(huán)節(jié)中有機(jī)滲透STS教育，使物理教學(xué)與科學(xué)技術(shù)、社會、生活密切聯(lián)系起來，將科學(xué)精神和人文精神緊密聯(lián)系在一起，體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)世界觀，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

三、開展多樣的STS教育活動

1.專題性研究

STS教育重視科學(xué)知識在社會生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)知識的實用性和社會價值，注重培養(yǎng)學(xué)生從實際問題出發(fā)進(jìn)行學(xué)習(xí)。在開展STS教育活動時，對于一些信息量大、專題性強(qiáng)的內(nèi)容要結(jié)合教材，以專題活動課形式進(jìn)行STS教育，如學(xué)習(xí)熱學(xué)時，可以開展“廚房里的熱學(xué)”專題活動；學(xué)習(xí)聲學(xué)時，可以開展“城鎮(zhèn)的噪聲污染現(xiàn)狀及對策”專題活動；學(xué)習(xí)力學(xué)時，可以開展“摩擦力的利與弊”專題活動；學(xué)習(xí)光學(xué)時，可以開展“光污染的原因及對策”專題活動等。通過這些活動，學(xué)生解答物理現(xiàn)象題的能力會有很大提高，能抓住問題的本質(zhì)，能自覺地把物理知識與生活實際、科學(xué)技術(shù)、社會發(fā)展聯(lián)系起來，觀察問題、分析問題和解決問題的能力將有很大的提高。

2.探究性實驗

探究性實驗不僅能加深學(xué)生對知識的鞏固和理解，而且能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及理論聯(lián)系實際的能力。例如測定太陽的直徑、安裝照明電路、探究凸透鏡成像規(guī)律、探討紅外線的作用、探究溫室效應(yīng)產(chǎn)生的原因等。

3.科普講座

依據(jù)教學(xué)大綱結(jié)合教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生介紹科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展、新成果、新成就，定期舉辦科普知識講座可以拓寬學(xué)生視野，使物理教學(xué)與科學(xué)技術(shù)、社會發(fā)展緊密的聯(lián)系起來。如核能的和平利用、超導(dǎo)的獲得和應(yīng)用、超低溫的獲得及在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用、現(xiàn)代航空航天技術(shù)、制冷冰箱新科技、磁懸浮列車、交通事故的主要原因及相應(yīng)對策、信息技術(shù)、通信技術(shù)、納米技術(shù)、太陽能的綜合利用、防偽技術(shù)，等等。

4.知識競賽

開展一定主題的知識競賽，既可以使學(xué)生所學(xué)習(xí)的知識系統(tǒng)化，又能使知識靈活化，使學(xué)生把物理知識與生活實際聯(lián)系起來。根據(jù)所學(xué)的知識可舉辦一系列競賽，例如生活中的大氣壓、廚房里的熱學(xué)、生活中的用電知識、能源的利用和發(fā)展、噪聲的污染和利用、慣性與交通安全、環(huán)境污染與保護(hù)等。

5.小制作、小發(fā)明

人工降雨的原理和方法范文第4篇

關(guān)鍵詞 河流動力學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；實驗教學(xué)；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-489X(2011)36-0041-03

河流動力學(xué)是水文與水資源工程專業(yè)重要的專業(yè)課，它的作用是使學(xué)生了解沖積河流在自然狀態(tài)下以及受人工建筑物影響以后所發(fā)生變化的基本特性。按研究的角度和特點(diǎn)，河流動力學(xué)可分為泥沙學(xué)和河流學(xué)兩個子領(lǐng)域[1]。河流動力學(xué)在水庫建設(shè)、大江大河治理、工程泥沙、水資源開發(fā)利用、水環(huán)境保護(hù)及農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉等方面具有十分重要的作用[2]。

2000年，桂林理工大學(xué)（原桂林工學(xué)院）在廣西高等院校中率先設(shè)置水文與水資源工程本科專業(yè)，并開設(shè)河流動力學(xué)課程，以適應(yīng)水資源開發(fā)、河流生態(tài)保護(hù)事業(yè)對人才的需求。該課程作為水文與水資源工程專業(yè)的專業(yè)主干課程之一，其地位十分重要，在2004年、2006年和2009年幾次教學(xué)大綱修訂中，河流動力學(xué)作為桂林理工大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)核心課程的地位始終沒有發(fā)生變化[3]。經(jīng)過多年的發(fā)展和積累，河流動力學(xué)課程建設(shè)取得一定的成果，但如何面向廣西乃至西南水資源開發(fā)，合理安排教學(xué)內(nèi)容，提高課程的教學(xué)質(zhì)量，是一項長期的、艱巨的任務(wù)。本文結(jié)合河流動力學(xué)課程改革與實踐，從教材選取、內(nèi)容優(yōu)化、實驗改進(jìn)、方法革新等方面對課程建設(shè)進(jìn)行研究。

1 合理選擇教材，豐富授課內(nèi)容

課程開設(shè)早期，采用的教材比較單一，使得授課內(nèi)容有一定的局限性。針對此種情況，改變以往采用單一教材的局限性，融合多本最新的優(yōu)秀教材，構(gòu)建復(fù)合教材體系。目前可用于本科生教育的河流動力學(xué)教材主要有以下幾本。

1）《河流動力學(xué)》（張小峰等，中國水利水電出版社，2010）[4]系統(tǒng)介紹河流動力學(xué)的有關(guān)理論，分別闡述河流泥沙來源、泥沙運(yùn)動、流域侵蝕、河床演變、河道觀測和河床沖淤變形模擬方法等內(nèi)容。

2）《河流動力學(xué)》（陳文彪等，武漢大學(xué)出版社，2007）[5]主要包括河流動力學(xué)的研究對象、學(xué)習(xí)河流動力學(xué)的方法、推移質(zhì)運(yùn)動、懸移質(zhì)運(yùn)動、懸移質(zhì)含沙量沿水深的分布、蓄水庫中因挾沙水流而形成的異重流、水庫淤積和壩下游一般沖刷的計算等方面的內(nèi)容，著重基本概念的闡釋，對若干問題提出作者的論點(diǎn)和分析的方法。

3）《河流動力學(xué)概論》（邵學(xué)軍等，清華大學(xué)出版社，2005）[6]系統(tǒng)地闡述泥沙運(yùn)動力學(xué)和河道演變的基本原理，內(nèi)容包括河流系統(tǒng)與人類活動、泥沙顆粒基本特性、床面形態(tài)及水流阻力、推移質(zhì)運(yùn)動、懸移質(zhì)運(yùn)動、河道演變的基本原理、沖積河流的河型、數(shù)字河流、河流動力學(xué)研究展望。本書可以幫助學(xué)生掌握泥沙運(yùn)動和河道演變方面最基本的知識。

4）《河流動力學(xué)》（王昌杰，人民交通出版社，2004）[7]主要內(nèi)容包括泥沙性質(zhì)、推移質(zhì)運(yùn)動、懸移質(zhì)運(yùn)動以及異重流、平原河流河床演變、潮汐河口河床演變以及河床演變分析與河床變形計算，著重基本概念的闡述，并顧及前后課程的銜接。

5）《河流泥沙動力學(xué)》（張瑞瑾，中國水利水電出版社，1998）[8]系統(tǒng)闡述河流水力學(xué)基本原理，泥沙的特性、沉速、起動、沙波運(yùn)動，推移質(zhì)和懸移質(zhì)運(yùn)動及計算方法，高含沙水流和異重流等，重視基本概念和理論與實際結(jié)合，深入淺出，便于自學(xué)。

綜上所述，每本教材由于編寫體系不同、側(cè)重點(diǎn)的差異，都有自身的優(yōu)勢。在綜合幾本教材優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合專業(yè)發(fā)展實際，選擇《河流動力學(xué)概論》（邵學(xué)軍等，清華大學(xué)出版社，2005）為主，以《河流動力學(xué)》（張小峰等，中國水利水電出版社，2010）和《河流動力學(xué)》（陳文彪等，武漢大學(xué)出版社，2007）為輔的復(fù)合教材體系。

2 優(yōu)化課程內(nèi)容，拓寬學(xué)生視野

改變以往采用單一教材的局限性，吸收、融合多本教材的內(nèi)容，并使之成為較完整的體系，優(yōu)化課程內(nèi)容。目前的授課內(nèi)容主要以《河流動力學(xué)概論》（邵學(xué)軍等，清華大學(xué)出版社，2005）教材為框架，在河流系統(tǒng)與人類活動和沖積河流的河型章節(jié)中穿插介紹《河流動力學(xué)》（張小峰等，中國水利水電出版社，2010）中的流域侵蝕和河床沖淤變形模擬方法相關(guān)內(nèi)容，而在懸移質(zhì)運(yùn)動部分增加《河流動力學(xué)》（陳文彪等，武漢大學(xué)出版社，2007）中的蓄水庫中因挾沙水流而形成的異重流、水庫淤積和壩下游一般沖刷的計算，并增加《中國巖溶地下河系及其水資源》（郭純青，廣西師范大學(xué)出版社，2004）[9]中巖溶地下河的內(nèi)容，同時精簡數(shù)字河流、河流動力學(xué)研究展望兩個章節(jié)的內(nèi)容。優(yōu)化后的課程內(nèi)容，既做到主次分明、層次清晰，又吸取不同教材的精華。

此外，河流動力學(xué)是一門多學(xué)科交叉的學(xué)科，廣泛應(yīng)用水力學(xué)、水文學(xué)等學(xué)科的原理和方法處理問題，主要研究水流與河床的相互作用規(guī)律，這使得部分教學(xué)內(nèi)容與水力學(xué)、水文測驗等課程的內(nèi)容有所聯(lián)系，因此，在授課過程中注重河流動力學(xué)與相關(guān)課程之間的銜接。例如，在河流動力學(xué)教學(xué)中，學(xué)生對泥沙運(yùn)動驅(qū)動力的理解有一定難度，為了改善教學(xué)效果，在講授河流動力學(xué)時，適當(dāng)介紹水力學(xué)中與泥沙運(yùn)動水流阻力有關(guān)的力的分解及水流能量等基本概念和基本知識。

河流動力學(xué)是新興的學(xué)科，隨著水流流速、泥沙含量測量等新技術(shù)手段的出現(xiàn)，以及新的泥沙運(yùn)動理論的提出，河流動力學(xué)的一些授課內(nèi)容也將隨之變化發(fā)展。因此，介紹當(dāng)代學(xué)科發(fā)展的前沿領(lǐng)域十分必要，可以引發(fā)并增強(qiáng)學(xué)生深入學(xué)習(xí)的興趣。為此，在注重傳授泥沙運(yùn)動、水流阻力、河床演變等基本原理、基本概念、基本知識的基礎(chǔ)上，充實反映本學(xué)科研究新進(jìn)展的內(nèi)容，如深入淺出地介紹河流動力學(xué)研究進(jìn)展及其前沿的有關(guān)內(nèi)容，拓寬學(xué)生的視野。

3 改進(jìn)實驗教學(xué)，提高學(xué)生實踐能力

實驗是理論的來源和基礎(chǔ)，實驗教學(xué)有著理論教學(xué)不可替代的地位，課程實驗的目的不僅要加深對理論知識的理解，而且要利于實驗技能的提高和綜合能力的培養(yǎng)。河流動力學(xué)也是一門實驗科學(xué)，實驗在河流動力學(xué)的教學(xué)中占有十分重要的地位。為鞏固所學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生動手操作和解決實際問題的能力，本課程開設(shè)有課程實驗和實習(xí)。

由于課程開設(shè)之初的實驗多為驗證型和操作型，內(nèi)容較簡單，雖然易于學(xué)生操作，但不利于發(fā)揮他們的主觀能動性。例如粒徑計法泥沙顆粒分析實驗，教師在實驗前的準(zhǔn)備工作較繁雜，而學(xué)生實驗時得到動手能力鍛煉的機(jī)會較少。另外，有些實驗項目不便于學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)化，難以激發(fā)學(xué)生將專業(yè)理論應(yīng)用于實踐的探究熱情和對該學(xué)科的好奇心，如泥沙吸附重金屬遷移轉(zhuǎn)化動態(tài)模擬實驗。

因此，改進(jìn)實驗內(nèi)容，增加特色實驗和自主創(chuàng)新實驗十分必要。首先，實驗項目由驗證性實驗向綜合性實驗轉(zhuǎn)變。例如，利用土壤侵蝕與流域產(chǎn)沙模擬裝置，將流域產(chǎn)沙、泥沙起動、河床演變等實驗項目整合成一個大型的綜合實驗――水流挾沙模擬實驗，這樣不僅增加實驗項目之間的聯(lián)系，有利于學(xué)生對專業(yè)知識系統(tǒng)化理解，也能較大程度地鍛煉學(xué)生的動手能力。其次，增加設(shè)計性實驗項目，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力。例如，利用巖溶管道水流模擬裝置，由學(xué)生運(yùn)用已掌握的巖溶地下河方面的基本知識、基本原理，提出具體方案、擬定實驗步驟，獨(dú)立完成操作、記錄、分析實驗結(jié)果等，提高學(xué)生的動手和創(chuàng)新思維能力。最后，增加實驗內(nèi)容與現(xiàn)實之間的聯(lián)系，如實地調(diào)查漓江河床演變特性和靈渠防洪排沙工程，有利于提高學(xué)生對實驗的興趣和參與熱情。

3.1 特色實驗

1）漓江河道演變實地調(diào)查。以桂林市區(qū)漓江河段為研究對象，實地調(diào)查市區(qū)河段的比降、斷面形態(tài)、河床物質(zhì)組成和河型，結(jié)合河流斷面的水流流速、水流挾沙能力等因素的分析，研究市區(qū)河段河型的成因。

2）靈渠防洪排沙工程考查?？疾殪`渠水利設(shè)施各組成部分及河流動力功效，實地認(rèn)識人工水利設(shè)施與河流動力作用的相關(guān)關(guān)系，初步掌握水沙流野外調(diào)查觀察和人工水利設(shè)施防沙排洪功效。靈渠水利工程觀察的內(nèi)容非常豐富，主要包括鏵嘴、大小天平、南渠、秦堤、北渠以及船閘、斗門等。它們的作用不同，但互相聯(lián)系，構(gòu)成一個統(tǒng)一的排洪分沙分水的整體。

3.2 自主創(chuàng)新實驗

1）水流挾沙模擬實驗。該實驗采用土壤侵蝕與流域產(chǎn)沙模擬裝置，該裝置主要由人工智能控制組件、多變河曲組件、自動人工降雨組件及流量測量等綜合集成，可完成實體比例仿真模擬流域產(chǎn)沙過程、泥沙起動、河床形態(tài)變化等任務(wù)，研究床面形態(tài)與水流條件、泥沙特性的關(guān)系，觀察在不同水流條件和泥沙顆粒組成情況下床面形態(tài)的變化及其過程。

2）地下河運(yùn)動仿真實驗。該實驗采用“巖溶管道水流模擬裝置”，該裝置由3部分組成：巖溶管道水流模擬實驗臺、巖溶管道水流模擬裝置測試儀和計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。其中巖溶管道模擬實驗臺由3個水箱組成，每個水箱從不同位置延伸出多個管道，每個水箱均可大范圍獨(dú)立升降，以便由水箱產(chǎn)生不同的水壓力，形成不同的管道水流，另有4個流量計靈活測試各管道水流量。通過巖溶管道水流模擬，了解巖溶區(qū)內(nèi)巖溶管道水系統(tǒng)和巖溶地下河系統(tǒng)內(nèi)巖溶水運(yùn)動過程，并進(jìn)行地下河運(yùn)動仿真模擬及相關(guān)的水量計算和評價。

同時，結(jié)合西南地區(qū)地表河流和巖溶地下河系生態(tài)與健康，將與河流動力學(xué)有關(guān)的科研成果轉(zhuǎn)化成教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生受惠于延伸的教學(xué)與科研平臺。重視實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，注重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，將教學(xué)、創(chuàng)新、科研融為一體，全方面提高學(xué)生實踐能力。

4 革新教學(xué)方法，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

以靈活多樣的教學(xué)手段組織和實施教學(xué)活動，以啟發(fā)式、交互式、開放式教學(xué)方法貫穿教學(xué)活動始終?；纠碚摬捎枚嗝襟w與必要板書有機(jī)結(jié)合的方式實現(xiàn)課程教學(xué)，習(xí)題和實驗作為課堂教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充與延伸。

1）堅持“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的思想。教師主要起啟發(fā)和引導(dǎo)的作用，以點(diǎn)帶面去激發(fā)學(xué)生獲得更多知識的欲望，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性。教師精心傳授與學(xué)生用心聽講相結(jié)合，課堂上留給學(xué)生5分鐘左右的思考時間。鼓勵學(xué)生課前預(yù)習(xí)，帶著問題聽課，課后復(fù)習(xí)，自學(xué)并消化吸收。

2）激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。在課程建設(shè)中，緊跟學(xué)科發(fā)展趨勢，密切聯(lián)系科研生產(chǎn)實際，及時把泥沙運(yùn)動、河床演變等領(lǐng)域的新思想、新理論、新方法反映到教材建設(shè)及課程教學(xué)之中。采用啟發(fā)式教學(xué)，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)課程的基本概念，留給學(xué)生一定的思考空間，引導(dǎo)學(xué)生到書本、參考資料去尋求答案，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)出更優(yōu)秀的學(xué)生。

3）建設(shè)精品課程，豐富教學(xué)手段。課程中的水流阻力、水流挾沙力等內(nèi)容比較抽象，在利用圖表、圖形、動畫等講解基本概念上，多媒體教學(xué)有著明顯的優(yōu)勢。在課堂教學(xué)中，恰當(dāng)、合理運(yùn)用多媒體課件、多媒體動畫、教學(xué)錄像等技術(shù)手段輔助教學(xué)，讓學(xué)生有更直觀、更詳細(xì)的認(rèn)識，收到較好的教學(xué)效果。充分利用網(wǎng)絡(luò)的開放性、交互性、實時性等特點(diǎn)，將多媒體、網(wǎng)絡(luò)與課程相結(jié)合，突出個性化和多樣化，鼓勵學(xué)生利用精品課程自主學(xué)習(xí)。

4）課堂教學(xué)交流互動。為了調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動性，增強(qiáng)課堂教學(xué)效果，改變傳統(tǒng)的填鴨式課堂教學(xué)，采用交流互動式教學(xué)，與學(xué)生共同探討黃河河床演變、漓江河道形成等問題，鼓勵學(xué)生發(fā)表自己的看法。在課堂傳授知識的同時，讓學(xué)生隨堂進(jìn)行有關(guān)計算，并隨堂進(jìn)行講解，鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)知識。通過布置課后思考題的方式，指導(dǎo)學(xué)生查閱使用各種資料。采用討論等形式，鼓勵學(xué)生根據(jù)興趣自選問題，結(jié)合課程內(nèi)容進(jìn)行專題調(diào)研，走上講臺發(fā)表自己的觀點(diǎn)和看法，展開熱烈的討論。

5）理論聯(lián)系實際，注重知識運(yùn)用能力的考察。河流動力學(xué)是一門理論密切結(jié)合實際的、具有顯著水利特色的專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)課程。在教學(xué)活動中，安排漓江河道演變實地調(diào)查、靈渠防洪排沙工程考查、水流挾沙模擬實驗、地下河運(yùn)動仿真實驗等系列實踐性、實驗性教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生重視技術(shù)、重視實際、重視實踐，強(qiáng)化學(xué)生對知識的運(yùn)用能力，讓學(xué)生在探索與實踐中獲得新的知識。

6）利用現(xiàn)代交流手段，注重課外輔導(dǎo)、答疑、討論。就學(xué)生集中反映的問題，安排課外輔導(dǎo)，或通過網(wǎng)絡(luò)交流工具進(jìn)行在線交流討論。個別問題采用點(diǎn)對點(diǎn)答疑解惑，答疑不是簡單給出答案，而是啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生沿正確路徑自己分析、思考解決問題，增強(qiáng)解題能力。結(jié)合專業(yè)介紹及學(xué)科前沿論壇，舉辦小講座，開闊視野，努力提供有趣味性、可研究性且密切結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的實例。

7）改革考試制度，將應(yīng)試教育轉(zhuǎn)向素質(zhì)教育。期末總評成績作為綜合成績，包括兩部分。一是平時成績占30%～40%，包括平時作業(yè)、課堂討論、實驗實踐環(huán)節(jié)等。在日常教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生閱讀科技期刊，讓學(xué)生選擇自己感興趣的與教學(xué)相關(guān)的題目寫微型文獻(xiàn)綜述，作為學(xué)生的平時作業(yè)成績，培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)和能力。二是期末試卷占60%～70%，在理論課筆試試卷設(shè)計上，加重主觀題的分量，減少客觀題的比重。同時試卷的給分點(diǎn)要多，注重考查學(xué)生的知識面。

5 結(jié)語

將河道水流、泥沙運(yùn)動與西南巖溶地下河系融為一體，突出地表水系與巖溶地下河系水流運(yùn)動特點(diǎn)，體現(xiàn)巖溶特色，深化河流動力學(xué)教學(xué)內(nèi)容，完善具有西南巖溶地區(qū)特色的河流動力學(xué)教學(xué)體系，拓寬河流動力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)涵。革新課程實驗內(nèi)容，增加特色實驗和自主創(chuàng)新實驗，提高學(xué)生動手和創(chuàng)新能力。采用啟發(fā)式、交互式、開放式教學(xué)方法，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。將科研成果轉(zhuǎn)化成教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生受惠于延伸的教學(xué)與科研平臺。重視實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，注重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，建立校外實習(xí)基地，將教學(xué)、實踐、科研融為一體，重視實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練。

參考文獻(xiàn)

[1]曹叔尤,方鐸.河流動力學(xué)進(jìn)展[J].水科學(xué)進(jìn)展,1992,3(4):319-325.

[2]曹叔尤.水力學(xué)及河流動力學(xué)基本問題研究的現(xiàn)狀與任務(wù)[J].四川大學(xué)學(xué)報:工程科學(xué)版,2002,34(1):1-5.

[3]代俊峰,郭純青,方榮杰,張紅艷.體現(xiàn)巖溶地下河特色的河流動力學(xué)教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2011(22):96-97.

[4]張小峰,劉興年.河流動力學(xué)[M].北京:中國水利水電出版社,2010.

[5]陳文彪,謝鑒衡,張瑞瑾.河流動力學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2007.

[6]邵學(xué)軍,王興奎.河流動力學(xué)概論[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.

[7]王昌杰.河流動力學(xué)[M].北京:人民交通出版社,2004.