水文统计说课

1引言各位老师你们好！今天我要为大家讲的课题是《水文统计学》首先，我介绍一下课程的定位：2课程定位2.1水文水资源专业水文与水资源工程是国民经济基础产业――水利中的重要专业领域之一。随着社会的发展，水资源的自然资源基础作用已越来越明显，我国已确立了水资源为全国三大战略资源之一的地位。区域人口增长、社会经济发展使得水资源供需矛盾已成为全球性普遍问题。中国作为发展中大国，水资源开发利用和管理中存在着许多问题，诸如水资源短缺对策、水资源持续利用、水资源合理配置、水灾害防治以及水污染治理、水生态环境功能恢复及保护等目前已成为亟待研究和解决的问题。而水文与水资源工程正是水资源开发利用和管理中的这一门重要的工程技术学科。水文与水资源工程是一门具有潜力且发展迅速的科学，它涉及到对水文水资源的勘察、评价、开发、利用、规划、管理与保护，是指导水文水资源业务的理论基础；同时它还研究在社会和经济发展中水资源供求关系及其解决的科学途径，探求在变化的环境中如何保持对水资源的可持续利用的途径。水文与水资源工程专业培养具有较扎实自然科学知识，较好人文科学知识，较强的计算机、外语、管理等方面应用能力与水文水资源及水环境方面专业及专业基础知识，能在水利、能源、交通、城市建设、农林、环境保护等部门从事水文、水资源及环境保护方面勘测、规划设计、预测预报、管理、技术经济分析以及教学和基础理论研究的高级工程技术人才。水文与水资源专业的核心课程有：气象与气候学、水力学、水文学原理、水文统计学、工程水文学。2.2水文统计学定义水文现象是一种自然现象，它具有必然性的一面，也具有偶然性的一面。1、必然现象是指事物在发展、变化中必然会出现的现象；水文学中称水文现象的这种必然性为确定性。2、偶然现象是指事物在发展、变化中可能出现也可能不出现的现象，偶然现象也称随机现象；偶然现象短期观测结果不稳定，甚至杂乱无章，无一定规律，但经过长期观测后可呈现出一定的规律性。水文现象除受由日地关系所确定的周期性因素、由物理关系所制约的确定性因素的影响外，还受到大量随机因素的影响。因此，概率统计方法便成为分析水文现象，揭示其统计规律的重要手段。一般将从随机现象长期观测资料中统计出来的规律称为统计规律。将从水文随机现象长期观测资料中统计出来的规律称为水文统计规律。由此得出水文统计学的定义：根据水文现象的特点，将概率论与数理统计的原理和方法用于水文数据的分析并做出推断的学科。其主要研究对象为各种水文特征值，如年洪峰流量、年径流量、各种雨量、泥沙、水位等。水文统计学为工程水文、水文分析与计算提供计算的基本理论与方法。通过工程水文及水文分析与计算，水文统计学对工程的水文设计数据的合理性有很大影响，从而有重要的社会经济意义。2.3课程性质《水文统计学》是水文水资源专业十分重要的专业基础课程。它不仅是学习专业课程的必要前提，同时也是直接从事水文实践和科学研究的理论和方法。通过本课程的学习，使学生较系统的掌握水文统计知识，为水文预报、水文测验、水文水利计算等专业课打下坚实的水文统计理论基础，熟练运用水文统计方法从事水文、水资源及水环境等实际工作。前导课程：高等数学、线性代数、概率论与数理统计后续课程：为水文预报、水文测验、水文水利计算3教学目标3.1研究对象水文统计主要研究对象为各种水文特征值，如年洪峰流量、年径流量、各种雨量、泥沙、水位等。工程水文计算中运用数理统计方法来解决一些实际工程问题。例如，在某流域上设计一个水库，为了保障水库的防洪安全，就必须了解水库运营期间可能发生的最大洪水。水库运营期一般在100年以上，要预测这么长时间内可能发生的最大洪水，又由于影响洪水大小的因素众多，难以基于必然现象的规律，应用成因方法对径流做出这样长期的时序定量预报，因而只能基于统计规律，运用数理统计方法对径流做出概率预估，估计出在水库运营期内可能出现的洪水（概率意义上预测），作为水库防洪安全设计的重要依据。3.2学习任务利用概率论与数理统计的理论和方法，研究和分析水文随机现象的统计变化特性，并以此为基础对水文现象未来可能的长期变化作出概率意义下的定量预估，为工程的规划、设计、施工以及运营管理提供水文依据。根据已有的资料（样本），进行频率计算，推求指定频率的水文特征值；研究水文现象之间的统计关系，应用这种关系延长、插补水文特征值和作水文预报；根据误差理论，估计水文计算中的随机误差范围。3.3教学目标3.3.1知识教学目标1、掌握概率的定义与性质、基本运算法则；2、掌握离散型随机变量的概率分布、连续型随机变量与分布密度3、掌握样本、总体的数字特征、大数定律，重点掌握P-Ⅲ型曲线4、了解抽样分布的概念、正态总体均值、方差的假设检验5、了解相关分析、误差分析基础；3.3.2能力教学目标1、熟练运用事件、概率、随机变量这些数学概念解决实际问题；2、应用P-Ⅲ型曲线解决简单的水文统计问题；3、初步具有一般设备的设计和计算能力；4、具有本专业知识再学习的能力；3.3.3素质教育目标1.养成负责地执行技术规程的习惯，形成严谨、认真的工作态度，具有良好的敬业精神。2.具有一定的技术能力和举一反三、触类旁通的职业能力。3．形成和保持对技术的兴趣和学习愿望，具有正确的技术观和较强的技术创新意识。4学情分析1、高职高专学生的学习兴趣高职高专学生的学习情绪化较强，对感兴趣的东西学习积极性较高。而对于内容枯燥的内容,则学习效率较低.因此在组织教学过程中必须注意结合社会实际，增强教学的生动性，从而提高学生的学习兴趣.作为高职高专教育，实践教学应该是其一大特色，学生对实践性环节的学习兴趣明显高于理论课程的学习，我们应该通过加强实践教学，来培养学生的学习兴趣。2学习动机而学习困难的高职高专学生，他们往往存在更多的情意障碍，表现为学习动力不足。在教学过程中教师要善于帮助学生认识、启发学生的学习动机。特别关注学习动机不明的学生，帮助他们建立起强烈的学习动机。3学习方式与中学阶段的学习相比，高职高专学生的学习具有更多的自主权，学习途径具有多样性。高职高专学习具有更多自由支配的时间，学习内容有一定的可选择性，而且高职高专阶段的实践性教学环节（如案例分析、专业实训等），提供给学生更多可以发挥的余地。本课程的重点在于介绍水文统计的基本原理和方法，使学生真正理解和掌握水文统计的基本理论，熟练应用水文统计方法。本课程的先修课程有高等数学、线性代数、概率论与数理统计。由于本课程数学要求比较高，而高职学生，尤其是有一些文科生，数学基础比较薄弱，数学的学习能力也比较一般，同时，课程中有些概念不易理解和掌握。因此，要求学生在课堂上认真听讲，积极参与讨论，课后按时完成作业，如有疑问及时答疑。同时，在组织教学过程中必须注意结合社会实际，增强教学的生动性，从而提高学生的学习兴趣。5教学内容5.1教材介绍《水文统计学》是全国水利水电类高职高专统编教材，是根据全国水利水电高职教研会制定的水文统计学课程教学大纲编写完成的。《水文统计学》比较系统地介绍了水文学中常用的概率论和数理统计学的原理与方法，由事件与概率、随机变量及其分布、随机变量的数字特征、频率计算、统计估计、假设检验、相关分析、误差分析基础和随机过程等九章组成。全书条理清晰，叙述简练通俗，特别注重实际应用，列举了大量的例题。每章配有适量的习题，书后附有参考答案和常用数表，便于自学和应用。《水文统计学》为水利水电类高职高专水文与水资源专业的教材，也可供其他相关专业教学参考。5.2课时设计偏重于基础，多结合实践绪论第一章事件与概率第二章随机变量及其分布第三章随机变量的数字特征第四章频率计算第五章统计估计第六章假设检验第七章相关分析第八章误差分析基础第九章随机过程简介4.3重点难点6教学设计6.1教学原则教学方法及其理论依据：坚持“以学生为主体，以教师为主导”的原则，根据学生的心理发展规律，采用学生参与程度高的学导式讨论教学法。在学生看书，讨论的基础上，在老师启发引导下，运用问题解决式教法，师生交谈法，图像信号法，问答式，课堂讨论法。在采用问答法时，特别注重不同难度的问题，提问不同层次的学生，面向全体，使基础差的学生也能有表现机会，培养其自信心，激发其学习热情。有效的开发各层次学生的潜在智能，力求使学生能在原有的基础上得到发展。同时通过课堂练习和课后作业，启发学生从书本知识回到社会实践。提供给学生与其生活和周围世界密切相关的数学知识，学习基础性的知识和技能，在教学中积极培养学生学习兴趣和动机，明确的学习目的，老师应在课堂上充分调动学生的学习积极性，激发来自学生主体的最有力的动力。6.2教学方法1启发式教学法所谓启发式教学法，是教师根据教学要求和学生的实际，灵活运用各种教学原则，充分调动学生的学习积极性，启发学生积极思维，引导学生分析问题和解答问题，使学生既能理解知识又能开发智力的一种讲解方法。2演讲练结合法教师边讲解边演示，同学们边练习的一种方法。3项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。1、项目：一个项目是项计划好的有固定的开始时间和结束的时间工作。规则上项目结束后应有一件可以看到的产品。2、项目教学法：一个由学员组成的小组有一项确定的工作，他们自己计划并且完成工作。结束时应当有一个正确的结果。4引导问题教学法问题教学的就是问题贯穿于教学的始终，学生是学习的主人，自然问题应该贯穿于学生学习的全过程，那么问题由学生发现，由学生提出，由学生探讨并由学生解决。在这一过程中老师起引导、组织的作用。5类比教学法以学生熟悉的概念和物体来讲解一个新的概念、原理、原则，使抽象的概念具体化。6.3教学设计问题引入：引入新课的过程不仅使同学熟悉了晶闸管的导通关断条件，更重要的是为我们研究半波整流提供了依据。概念形成：在教师的启发下，通过探索性学生实验寻找规律。培养学生探索能力，分析能力。概念深化：在实验和图形讲解的基础上，利用动画进行分析归纳，从而总结出“半波整流的波形和计算规律”。研究讨论：通过项目教学法和引导问题教学法，启发学生应抓住关键词——“触发”、“导通”、“关断”，通过自己动手实验，找出问题并解决问题，进一步理解可控整流的特点。小结归纳：通过教学和练习，总结用晶闸管组成的电路特点。使学生能熟练掌握整流规律、解决实际问题。作业布置：1.巩固所学的内容。2.对所学内容的检测、反馈与及时补充不足。3.思考题的设计为下一节的作辅垫。6.4评价考核