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入渗土壤论文范文

摘要：本文根据土壤稳定下渗率影响因素的试验的教学目标,针对传统教学模式存在的问题,从教学内容、教学手段、提高学生处理分析数据的能力等方面提出了教学模式创新与实践的思路和方法.经过近三年的时间,学生的学习兴趣提高了,另外学生对试验数据的处理分析能力也提高了,同时培养了学生的创新意识及理论联系实际并解决实际问题的能力.

关键词：教学模式；创新与实践；土壤稳定下渗率

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）35-0278-02

基金项目：天津农学院实验教学示范中心教学改革项目（2015SY086）；天津农学院校级大学生创新创业项目（201510061139）

作者简介：韩娜娜（1979-）,女（汉族）,河北正定人,硕士研究生,副教授,研究方向：水文与水资源.

入渗是水文循环中非常重要的一个环节之一,是指水分进入土壤的过程.当研究地下水潜水的蒸发、补给、土壤中植物根系的吸水及农作物的蒸腾等内容时,都离不开土壤的入渗,尤其是对研究土壤中水分的动态及再分布时具有重要的意义.入渗试验是研究土壤入渗的重要手段,而土壤稳定下渗率是指入渗时间达到一定程度后,土壤的含水量超过田间持水量时,这时即使供水条件很充足,土壤的入渗率也是一个比较小而且是很稳定的一个值,土壤稳定入渗率的大小和土壤的质地和结构有关,比如砂土的稳定入渗率要比黏土的大,土壤的干容重越大稳定入渗率越小.因此土壤的稳定入渗率是土壤的重要性质之一,另外在计算土壤中水的通量及进行灌溉排水工程设计时,土壤稳定入渗率也是一个非常重要的参数之一.在建立水文模型时,土壤稳定入渗率是划分地面和地下水源的关键,因此土壤稳定入渗率的准确性直接影响了水文模型的精度[1].

土壤稳定下渗率影响因素的试验是《水文学原理》课程的一个创新性试验,是培养学生在土壤入渗实践环节进行试验方案设计及实施的一门试验课程.通过该试验的学习能够提高学生对入渗知识的综合运用及动手能力,培养学生发现问题并解决实际问题的能力,为今后从事和水文水资源相关的工作奠定坚实的基础.

一、入渗试验教学模式存在的主要问题

目前,我院土壤入渗试验是针对水文与水资源专业的学生开展的试验,是《水文学原理》课程中的一次试验.虽然在实际进行土壤入渗试验时,针对不同的土壤特性等情况,试验时间可能需要12小时,甚至更长,但在课程整体规划情况下,学时设置为4学时.所以学生只能根据所学的知识,了解土壤入渗的基本过程.另外,由于土壤入渗影响因素较多,所以只能定性地给学生进行讲解,而学生在做试验时,只能选择一种情况进行,这样通过试验也只掌握该情况下的土壤入渗过程.

最后试验结束后,大多数的学生只能简单地处理数据,比如说通过试验可以获得不同时刻土壤下渗率,因此可以绘制出土壤下渗率随时间的变化关系曲线,即下渗曲线.大多数的学生基本可以达到这个要求,但是再进一步地研究,比如根据观测的试验数据采用经验公式法确定下渗曲线的数学表达式等,目前这对学生来说还有一定的难度.

以上是2005年以来入渗试验教学模式存在的主要问题,因此近年来在此试验的基础上对该试验进行了教学模式的改革和创新.

二、试验教学模式创新与实践

1.试验教学内容的优化.在原来土壤入渗试验的基础上,这次提出了创新性试验———稳定下渗率影响因素的试验.土壤稳定下渗率ks是指当土壤含水量达到饱和时单位土水势梯度下的土壤水通量,其单位是cm/s,或m/d.由于稳定下渗率受到土壤容重、质地、有机质含量、土壤孔隙分布情况等空间变化的影响,因此土壤稳定入渗率在空间差异较大.

在内容多、学时少的情况下,试验教学内容的安排以提高学生的土壤入渗知识的综合运用水平及动手能力,培养学生解决实际问题的能力为中心进行.

目前我院稳定下渗率影响因素的试验内容主要是：试验通过测定两种质地结构差异较大的砂土和黏土的饱和导水率,然后按不同的比例得到不同的土壤类型,并测定不同土壤类型的饱和导水率,通过试验数据分析土壤的饱和导水率和砂、黏土混合的比例和两者饱和导水率的关系.

由于不同特性的土壤的稳定下渗率K不同,为了进一步研究土壤稳定下渗率与不同影响因素的关系,拟进行稳定下渗率的测定实验.首先,测定两种特性差异较大的土壤（砂土、黏土）的稳定下渗率,然后再测定砂土和黏土按不同比例混合的土壤的稳定下渗率,最后通过试验数据,建立土壤的稳定下渗率与两者混合比例及两者混合稳定下渗率之间的数学模型,为提高灌溉用水的高效性、土壤防侵蚀方面及水利工程中反滤层的设计提供依据和方法.

2.探索启发式教学.启发式教学就是根据教学内容和学生的接受能力,运用各种教学方法,传授给学生知识,培养学生的能力,让学生能够积极主动地进行学习,从而促进孩子的身心发展[2].启发式教学能够激发学生的兴趣[3],更好地引导学生的思维,很好地体现了“先激发兴趣,后启发引导”.另外,通过设疑解惑,启发训练.没有疑问就没有收获,没有收获,能力得不到提升.简单肤浅的问题是没有启发实质意义的,只有符合教材的重难点,符合学生实际而又能够激发学生的思维发展的问题,才是启发式教学的重点.从而达到培养学生发现问题、解决问题的能力,提升学生思考的主动性以及思考的深度和广度,提高学生的创新意识和创新能力.

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如该试验需要把砂土和黏土按不同的比例混合,然后再进行土壤下渗试验,结合此情况,给学生提出问题：“想一想,我们按照一个什么方法来确定砂土和黏土的比例,是按质量比还是体积比?”这就会引发学生的思考,比如有学生回答：“可以用体积比”或者“可以用质量比”,然后再接着提问：“具体如何操作呢?”这又会引起学生的一番议论.随后给学生具体讲解在混合砂土和黏土的比例时需要注意的事项,这样学生就会加深理解,而且操作时印象也较深刻,不容易出错.启发式教学使学生对所学知识产生了极大兴趣,在轻松愉快的情境中既掌握了该门试验课程重要的基本概念也为下一步开展试验奠定了良好的基础.

3.提高学生处理分析数据的能力.学生通过开展试验后,得到一系列的试验数据,传统的教学模式是仅让学生把测得的数据绘制成图,如得到入渗曲线,没有进行进一步的分析.通过这次试验教学模式的改革,让学生对所测的数据运用数理统计的知识进行分析,比如确定入渗曲线的经验公式,而数理统计的知识之前学生已经学过,正好通过这个试验把所学的知识进行融会贯通,真正做到理论和实践相结合.这就需要在平时注重培养学生分析及处理数据的观念及能力.以下是几种策略：

第一,经历完整统计过程,培养学生的数据分析观念.数据分析的步骤是：数据的收集、数据的整理、数据的描述及数据的处理分析.因此首先让学生全面参与到数据分析的整个过程中去,先让学生树立起分析数据的观念[4].这样学生就能够提高自己的兴趣,主动学习一些数据处理的知识和方法,能够领悟体会到数据中蕴含的信息,从而提高处理分析数据的能力和解决实际问题的能力.

第二,选择恰当的统计方法.掌握必要的数据收集、整理、描述和分析的方法,是培养数据分析观念的关键环节.在整理、描述和分析数据的过程中,首先让学生学会用文字、图画和表格来呈现整理结果,重在让学生体会运用数据进行表达与交流的作用,感受数据蕴含着信息,并能够根据实际需要选择恰当的统计方法.如推求霍顿经验公式和菲利普经验公式中的参数时,我们就分别采用不同的统计分析方法对其参数进行率定.

第三,将学生的数据分析观念的培养贯穿在课程各个内容教学的始终.在进行该试验之前,学生们已经学习过了概率论与数理统计的课程,这为我们这次试验进行数据处理分析提供了良好的载体.在传统的教学中往往会出现这样的问题,即学生在学习概率论和数理统计课程时教师会很关注重培养学生的数据分析观念,但是在其他的课程中往往会忽视这个很重要的问题,因此在此次试验教学改革中,我们应当非常重视培养学生的数据分析观念,充分利用试验观测所测的数据来有意识地发展学生的数据分析观念.教学中我们不要说一句“这些统计分析的方法你们在概率论与数理统计中都学过,所以我们在这儿不讲了”,这样对于大部分同学来说,他们是有困难的,因为在针对具体的数据进行统计分析时,我们还要再次强化数据分析的方法,加强学生分析处理数据的能力.

在试验教学中,还可以通过让学生收集其他组的试验观测数据,分析抽样误差,分析不同组率定出来的参数是否存在显著差异,这样能提高学生分析解决问题的能力,促使学生更好地综合应用土壤入渗知识的能力.这样,学生不仅学到了数理统计的方法,另外还结合实际的试验数据,分析了不同土壤特性的稳定下渗率及其差异的特性,增强了学生数据处理分析的能力,加强了学生分析数据的观念.

三、结语

土壤稳定下渗率影响因素的试验是一个创新性试验,经过近三年的时间,对其教学模式进行了创新和试验,我们发现教学内容应不断更新,教学方法应不断改进,坚持以学生为主题,提高学生学习的自觉性、主动性,要增强学生的实际操作能力,提高学生分析处理数据的能力,更重要的是能培养学生独立思考问题的能力和创新能力,培养一批创新意识强、理论联系、能解决实际问题的水利工程技术人才.

参考文献：

[1]吕华芳,丛振涛.土壤入渗测定教学实验装置设计[J].实验技术与管理,2012,29（9）：75-78.

[2]孙玉利,李军,左敦稳“. 试验设计与数据处理”课程教学模式创新与实践[J].科技文汇,2014,（11）：75-76.

[3]汪伯嗣.改革学科教学的尝试———研究型教学模式试验小结[J].孝感学院学报,2003,23（5）：9-12.

[4]谢月新,黄小益,谭乔来.研究型实验课教学模式的试验报告[J].中国现代教育装备,2011,（1）：126-128.

总结：本论文可用于入渗土壤论文范文写作参考研究。

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