中外办理思维比较研讨 中外“水文随机进程”研讨生课程教育比较研讨
宋松柏+康艳
摘要：研讨生课程教育系统是立异人才培育的中心环节。文章剖析了中外“水文随机进程”课程教育内容、查核点评和代表性教材，并依据水文学及水资源工程专业硕士研讨生培育计划，结合国外本课程的最新开展，探究了教育内容、教育环节与查核点评等办法，以期完善现行课程教育系统。
关键词：水文随机进程；研讨生课程；教育系统
中图分类号：G643文献标识码：A文章编号：1002-4107（2014）08-0062-03
“水文随机进程”是水文学及水资源工程专业硕士研讨生的一门专业根底课程，其意图和使命是在学完高级数学、概率论与数理核算、线性代数、数值核算、水文剖析与水利核算、水力学、气候与气象学和水文核算学等课程的根底上，运用水文核算和随机进程理论，研讨水文、水资源和环境工程等随机不确定性问题，要求学生把握水文随机进程的根本原理办法；娴熟运用随机模型和模仿技能进行工程水文水利核算和水文猜测预告，为水利水电工程供给有关规划、规划和运转办理的水文依据。本文在查阅国内外有关本课程研讨生教育文献的根底上，结合作者在美国拜访研讨期间把握的动态，总结了中外“水文随机进程”课程教育内容、查核点评和代表性的教材，以期完善现行“水文随机进程”课程的教育系统，为课程建造和研讨生科研才能供给依据。
一、教育内容
我国水文学及水资源工程专业教育设置在水利工程或地理学一级学科，专业区分较细，一般开设“随机水文学”，也称为“水文随机进程”课程，少量校园在本科也开设这门课程。各校根本上以20世纪90年代的第一版和现在运用的第二版《随机水文学》为教材，首要教育[1-2]：（1）序言（随机水文学系统）；（2）随机进程的根本办法；（3）水文序列剖析和随机模仿技能；（4）线性平稳随机模型；（5）时节性随机模型；（6）多站随机模型；（7）新式随机模型（门限自回归模型、依据核密度估计的非参数模型、依据核密度估计的非参数解集模型和依据小波剖析的组合随机模型）；（8）流域暴雨洪水系统随机模型；（9）随机模型在水文学中的运用。别的，台湾大学也开设“水文随机进程”课程，课程的首要内容有：（1）随机变量及其散布函数；（2）抽样与抽样散布；（3）参数预算；（4）单变量随机模仿；（5）假设检验；（6）暴雨进程规划；（7）地质核算学；（8）二维变量模仿；（9）Gauss和Markov进程模仿，条件模仿。国外一般在环境科学、地球科学、土木工程等学科设置水文水资源研讨生教育，首要有水文学、水力学及水文与水资源、森林水文学、流域办理与水文、土地与水资源工程、土壤与水资源工程、环境与水资源、环境水文等方向。因为研讨特征不同，课程名称有所差异。代表性的课程名称有“随机水文学”、“水文随机进程”、“水文时刻序列模型”、“随机模型在水文水资源与环境工程中的运用”和“随机水资源技能”等。表1列出了国外几所代表性院校课程的首要教育内容。
国内外院校教育环节的首要差异在于：（1）国外院校课程教育由理论教育、作业、文献阅览、工程实例练习或项目研讨、讲堂报告组成。国内院校课程教育则首要由理论教育、作业和核算机实习组成。比较较而言，国内院校归纳型学习、工程运用和研讨练习较少。（2）从理论教育内容来看，国外院校首要触及了高级数理核算在水文中的运用，单变量与多变量随机模型，空间进程（Markov随机场，点进程），以及上述组合理论办法在水文、环境、水资源工程、气候变化和其他相关资源系统中的运用。国内院校理论教育内容根本上涵盖了课程的首要内容，可是，数理核算在水文中的运用设置在“水文核算”课程中教育，高维（2维以上）变量模仿教育内容较少，不包括空间随机进程，学生缺少文献阅览练习。
二、查核鉴定
国内外院校课程总学时一般设置为30—40学时。国外院校理论授课学时相对较少，但却给予了学生文献阅览、研讨建议书和讲堂报告等练习环节，学生取得研讨和处理结合工程实际问题的时刻较多，进步了学生独立处理问题才能，培育了学生的立异才能。因而，学生取得该门课程的学分，往往需求花费较大的精力。课程查核由考试（50%—60%）、作业（20%）、研讨建议书和讲堂报告（20%—30%）组成。比较较而言，国内院校学生首要以理论课程学习、作业为主，课程查核由考试（70%—80%）、核算机实习和作业（20%—30%）构成。
三、课程教材
20世纪80—90年代，丁晶和邓育仁在吸收国外随机水文学系统的根底上，成功地运用随机模型研讨了我国典型流域径流、暴雨和降水序列的随机模型，编著了国内第一本《随机水文学》，1988年由成都科技大学出书社出书。1997年，丁晶和刘权授依据《1990—1995年高级校园水利水电类专业本科生、研讨生教材选题和编审出书规划》，编写了由我国水利水电出书社出书的第一版《随机水文学》，全书共分9章，系统地介绍了随机水文学的根本原理、剖析办法和核算模型，是国内大多数院校学习“水文随机进程”课程的首要教材。之后，2008年，王文圣、丁晶和金菊良依据随机水文学的最新开展和水文水资源专业的教育要求，编写了《随机水文学》（第二版），由我国水利水电出书社出书，作为一般高级教育“十一五”国家级规划教材，至今被广泛地用于学习“水文随机进程”课程的通用教材。1997年，王志毅，周刚炎翻译了印度Roorkee 大学水文系N.K.Goel博士在联合国教科文组织倡议的世界水文研讨班讲义《Stochastic Hydrology》[3]，由黄河水利出书社出书了《随机水文学》，给出了一些核算实例和核算程序。包括水文进程的概率模仿与实例研讨，水文进程的随机模仿，水文材料的序列生成，区域洪水频率剖析，部分历时系列洪水频率剖析，洪水预告，枯水径流预告，水文学中的危险和可靠性概念与有关项意图附加阐明等内容。国外院校一般没有通用的教材运用，一般是授课教师依据专业和自己研讨范畴授课，指定一些专著作为学生学习材料。代表的学习材料有[4-7]：（1）Vujica M.Yevjevich于1972年出书的《Stochastic processes in hydrology》。该书系统地介绍了水文进程的根本概念与分类，自相关与滞时互相关，谱与互谱剖析，水文序列的极差剖析，依据游程理论的水文序列剖析，水文序列的暂态成分，水文序列的离散剖析，水文的核算技能与试验办法。（2）1980年，J. D. Salas， J. W.Delleur，V.Yevjevich，W. L. Lane合著了《Applied modeling of hydrologic time series》。首要包括水文序列特性，时刻序列的核算原理与技能，自回归模型，自回归滑动均匀模型，差分自回归滑动均匀模型，水文时刻序列的多变量模型，解集模型，随机模型运用的若干问题。（3）N. T. Kottegoda于1980年出书了《Stochastic water resources technology》。包括导言与气候，水文时刻序列剖析，概率函数及其运用，线性随机模型，谱特性及其模型，洪水的核算处理剖析，概率论在水库蓄水中的运用，系统工程中的随机规划法，运用决议计划理论等内容。（4）1993年，J.B.Marco，R.Harboe 和J.D.Salas出书了《Stochastic hydrology and its use in water resources systems simulation and optimization》。全书分为随机水文学理论和运用两部分。其间，理论部分包括随机模型在水资源中运用概略，随机模型树立的哲学根底，水文数据生成的单变量模型，水文数据生成的多变量模型，集合与解集模型，水文中ARMAX和转化函数模型，时刻降雨随机模型——极值事情的预算和猜测，随机模仿和猜测，随机水文学在水资源中的运用和误用问题，随机水文学和径流猜测的一些问题考虑。运用部分包括时刻序列模型在典型区域气候研讨中的运用，月径流随机模型的概念根底，一个非线性、非平稳模型在得州含水层水量猜测中的运用等。上述国外这些学习材料不但在常识面规模和深度方面超越国内教材，并且一些书本还包括具体的运用实例。
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四、课程教育改革战略
依据水文学及水资源工程专业教育特色，结合国外“水文随机进程”课程的最新开展，笔者提出以下教育改革办法。
（一）整合教育内容
依据专业培育和进步研讨生科研才能要求，“水文随机进程”课程教育内容设置为：（1）单变量水文气象序列模仿核算回忆；（2）依据copula函数的多变量水文气象序列模仿核算；（3）水文随机进程原理与办法；（4）随机差分方程；（5）单站年与时节数据随机模型；（6）多站年与时节数据随机模型；（7）地质核算根本原理；（8）空间进程；（9）新式随机模型（门限自回归模型、依据核密度估计的非参数模型、依据核密度估计的非参数解集模型和依据小波剖析的组合随机模型）；（10）随机模型在水文水资源和环境中的运用。
（二）优化教育环节
吸收国外院校课程教育形式，添加中英文文献阅览、工程实例练习或项目研讨、讲堂报告等环节。针对线性平稳、时节性和多站等随机模型的特色，每一种核算模型指定一篇中文或英文文献，要求学生了解模型的运用进程，完结相应的作业。在此根底上，使用校园文献库资源，要求学生总结这些模型的最新研讨进展，引导他们进行相应的评论和考虑。课程教育完毕后，选取典型流域洪水、暴雨、降水、径流和干旱事情的随机模型运用作为工程实例运用或项目研讨练习项目，供学生选用。要求学生完结文献材料总述、问题的提出、处理的思路与办法、数学建模、核算机编程求解、结果与评论、制造PPT演示文稿等内容，培育学生处理剖析问题、模型树立与求解才能、核算机言语的编程才能和言语表达才能，也使学生经过彼此沟通到达共同进步的意图。
（三）完善查核点评
教育进程合理的监督和点评是确保研讨生教育质量的重要办法。传统查核办法虽然在教授常识、学生把握根本概念和办法等方面具有必定的优势，可是，却很难充沛反映学生的才能。因而，多方位点评学生的研讨和实践才能至关重要。本课程在吸收国外给予学生较大的自主学习空间、充沛展现学生才能的长处根底上，将文献阅览、工程实例练习、项目研讨、讲堂报告归入成果鉴定查核，课程成果分配如下：成果=理论书面考试（30%）+工程实例练习或项目研讨书（60%）+PPT演示报告（10%）。这种查核办法意图是鼓励学生参加实际问题的研讨和处理，调集他们学习积极性和主动性，培育立异才能。
依据水文学及水资源工程专业培育计划，总结和剖析了国内外“水文随机进程”课程教育内容、成果鉴定和代表性的学习材料，提出了相应的教育内容、教育环节与查核点评。与现有课程教育内容比较，添加了多变量水文气象序列模仿核算、空间进程与地质核算根本原理等；吸收国外院校课程教育形式，添加中英文文献阅览、工程实例练习或项目研讨、讲堂报告等环节，其意图是增强学生结业后从事水文剖析核算与研讨工作的才能，以期完善现有“水文随机进程”课程的教育系统。
参考文献：
[1]王文圣，丁晶，金菊良.随机水文学：第二版[M].北京：我国水利水电出书社，2008.
[2]丁晶，刘权授.随机水文学[M].北京：我国水利水电出书社，1997.
[3][印]N.K.Goel；王志毅，周刚炎译；随机水文学[M].郑州：黄河水利出书社，2001.
[4]Vujica M.Yevjevich.Stochastic processes in hydrology[M].Fort Collins，Colorado，USA.Water Resources Publications，1972.
[5]J.D.Salas，J.W.Delleur，V.Yevjevich，W.L.Lane. Applied modeling of hydrologic time series[M]. Littleton，Colorado，USA.Water Resources Publications，1980.
[6]N.T.Kottegoda.Stochastic water resources technology[M].London and Basingstoke.The Macmillan Press Ltd，1980.
[7]J.B.Marco，R.Harboe and J.D.Salas.Stochastic hydrology and its use in water resources systems simulation and optimization[M].Dordrecht，The Netherlands：Kluwer Academic Publishers，1993.
收稿日期：2014-03-13
作者简介：宋松柏（1965—），男，陕西永寿人，西北农林科技大学水利与修建工程学院教授，首要从事水文水资源研讨。
基金项目：陕西省教育改革研讨重点项目“中美水文与水资源工程专业立异人才归纳才能培育比照与点评系统研讨”（13B
Z09）；西北农林科技大学研讨生优质课程建造项目“水文随机进程”（YZKC1212）；西北农林科技大学本科生优质课程“水文信息收集与处理”建造项目
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四、课程教育改革战略
依据水文学及水资源工程专业教育特色，结合国外“水文随机进程”课程的最新开展，笔者提出以下教育改革办法。
（一）整合教育内容
依据专业培育和进步研讨生科研才能要求，“水文随机进程”课程教育内容设置为：（1）单变量水文气象序列模仿核算回忆；（2）依据copula函数的多变量水文气象序列模仿核算；（3）水文随机进程原理与办法；（4）随机差分方程；（5）单站年与时节数据随机模型；（6）多站年与时节数据随机模型；（7）地质核算根本原理；（8）空间进程；（9）新式随机模型（门限自回归模型、依据核密度估计的非参数模型、依据核密度估计的非参数解集模型和依据小波剖析的组合随机模型）；（10）随机模型在水文水资源和环境中的运用。
（二）优化教育环节
吸收国外院校课程教育形式，添加中英文文献阅览、工程实例练习或项目研讨、讲堂报告等环节。针对线性平稳、时节性和多站等随机模型的特色，每一种核算模型指定一篇中文或英文文献，要求学生了解模型的运用进程，完结相应的作业。在此根底上，使用校园文献库资源，要求学生总结这些模型的最新研讨进展，引导他们进行相应的评论和考虑。课程教育完毕后，选取典型流域洪水、暴雨、降水、径流和干旱事情的随机模型运用作为工程实例运用或项目研讨练习项目，供学生选用。要求学生完结文献材料总述、问题的提出、处理的思路与办法、数学建模、核算机编程求解、结果与评论、制造PPT演示文稿等内容，培育学生处理剖析问题、模型树立与求解才能、核算机言语的编程才能和言语表达才能，也使学生经过彼此沟通到达共同进步的意图。
（三）完善查核点评
教育进程合理的监督和点评是确保研讨生教育质量的重要办法。传统查核办法虽然在教授常识、学生把握根本概念和办法等方面具有必定的优势，可是，却很难充沛反映学生的才能。因而，多方位点评学生的研讨和实践才能至关重要。本课程在吸收国外给予学生较大的自主学习空间、充沛展现学生才能的长处根底上，将文献阅览、工程实例练习、项目研讨、讲堂报告归入成果鉴定查核，课程成果分配如下：成果=理论书面考试（30%）+工程实例练习或项目研讨书（60%）+PPT演示报告（10%）。这种查核办法意图是鼓励学生参加实际问题的研讨和处理，调集他们学习积极性和主动性，培育立异才能。
依据水文学及水资源工程专业培育计划，总结和剖析了国内外“水文随机进程”课程教育内容、成果鉴定和代表性的学习材料，提出了相应的教育内容、教育环节与查核点评。与现有课程教育内容比较，添加了多变量水文气象序列模仿核算、空间进程与地质核算根本原理等；吸收国外院校课程教育形式，添加中英文文献阅览、工程实例练习或项目研讨、讲堂报告等环节，其意图是增强学生结业后从事水文剖析核算与研讨工作的才能，以期完善现有“水文随机进程”课程的教育系统。
参考文献：
[1]王文圣，丁晶，金菊良.随机水文学：第二版[M].北京：我国水利水电出书社，2008.
[2]丁晶，刘权授.随机水文学[M].北京：我国水利水电出书社，1997.
[3][印]N.K.Goel；王志毅，周刚炎译；随机水文学[M].郑州：黄河水利出书社，2001.
[4]Vujica M.Yevjevich.Stochastic processes in hydrology[M].Fort Collins，Colorado，USA.Water Resources Publications，1972.
[5]J.D.Salas，J.W.Delleur，V.Yevjevich，W.L.Lane. Applied modeling of hydrologic time series[M]. Littleton，Colorado，USA.Water Resources Publications，1980.
[6]N.T.Kottegoda.Stochastic water resources technology[M].London and Basingstoke.The Macmillan Press Ltd，1980.
[7]J.B.Marco，R.Harboe and J.D.Salas.Stochastic hydrology and its use in water resources systems simulation and optimization[M].Dordrecht，The Netherlands：Kluwer Academic Publishers，1993.
收稿日期：2014-03-13
作者简介：宋松柏（1965—），男，陕西永寿人，西北农林科技大学水利与修建工程学院教授，首要从事水文水资源研讨。
基金项目：陕西省教育改革研讨重点项目“中美水文与水资源工程专业立异人才归纳才能培育比照与点评系统研讨”（13B
Z09）；西北农林科技大学研讨生优质课程建造项目“水文随机进程”（YZKC1212）；西北农林科技大学本科生优质课程“水文信息收集与处理”建造项目
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四、课程教育改革战略
依据水文学及水资源工程专业教育特色，结合国外“水文随机进程”课程的最新开展，笔者提出以下教育改革办法。
（一）整合教育内容
依据专业培育和进步研讨生科研才能要求，“水文随机进程”课程教育内容设置为：（1）单变量水文气象序列模仿核算回忆；（2）依据copula函数的多变量水文气象序列模仿核算；（3）水文随机进程原理与办法；（4）随机差分方程；（5）单站年与时节数据随机模型；（6）多站年与时节数据随机模型；（7）地质核算根本原理；（8）空间进程；（9）新式随机模型（门限自回归模型、依据核密度估计的非参数模型、依据核密度估计的非参数解集模型和依据小波剖析的组合随机模型）；（10）随机模型在水文水资源和环境中的运用。
（二）优化教育环节
吸收国外院校课程教育形式，添加中英文文献阅览、工程实例练习或项目研讨、讲堂报告等环节。针对线性平稳、时节性和多站等随机模型的特色，每一种核算模型指定一篇中文或英文文献，要求学生了解模型的运用进程，完结相应的作业。在此根底上，使用校园文献库资源，要求学生总结这些模型的最新研讨进展，引导他们进行相应的评论和考虑。课程教育完毕后，选取典型流域洪水、暴雨、降水、径流和干旱事情的随机模型运用作为工程实例运用或项目研讨练习项目，供学生选用。要求学生完结文献材料总述、问题的提出、处理的思路与办法、数学建模、核算机编程求解、结果与评论、制造PPT演示文稿等内容，培育学生处理剖析问题、模型树立与求解才能、核算机言语的编程才能和言语表达才能，也使学生经过彼此沟通到达共同进步的意图。
（三）完善查核点评
教育进程合理的监督和点评是确保研讨生教育质量的重要办法。传统查核办法虽然在教授常识、学生把握根本概念和办法等方面具有必定的优势，可是，却很难充沛反映学生的才能。因而，多方位点评学生的研讨和实践才能至关重要。本课程在吸收国外给予学生较大的自主学习空间、充沛展现学生才能的长处根底上，将文献阅览、工程实例练习、项目研讨、讲堂报告归入成果鉴定查核，课程成果分配如下：成果=理论书面考试（30%）+工程实例练习或项目研讨书（60%）+PPT演示报告（10%）。这种查核办法意图是鼓励学生参加实际问题的研讨和处理，调集他们学习积极性和主动性，培育立异才能。
依据水文学及水资源工程专业培育计划，总结和剖析了国内外“水文随机进程”课程教育内容、成果鉴定和代表性的学习材料，提出了相应的教育内容、教育环节与查核点评。与现有课程教育内容比较，添加了多变量水文气象序列模仿核算、空间进程与地质核算根本原理等；吸收国外院校课程教育形式，添加中英文文献阅览、工程实例练习或项目研讨、讲堂报告等环节，其意图是增强学生结业后从事水文剖析核算与研讨工作的才能，以期完善现有“水文随机进程”课程的教育系统。
参考文献：
[1]王文圣，丁晶，金菊良.随机水文学：第二版[M].北京：我国水利水电出书社，2008.
[2]丁晶，刘权授.随机水文学[M].北京：我国水利水电出书社，1997.
[3][印]N.K.Goel；王志毅，周刚炎译；随机水文学[M].郑州：黄河水利出书社，2001.
[4]Vujica M.Yevjevich.Stochastic processes in hydrology[M].Fort Collins，Colorado，USA.Water Resources Publications，1972.
[5]J.D.Salas，J.W.Delleur，V.Yevjevich，W.L.Lane. Applied modeling of hydrologic time series[M]. Littleton，Colorado，USA.Water Resources Publications，1980.
[6]N.T.Kottegoda.Stochastic water resources technology[M].London and Basingstoke.The Macmillan Press Ltd，1980.
[7]J.B.Marco，R.Harboe and J.D.Salas.Stochastic hydrology and its use in water resources systems simulation and optimization[M].Dordrecht，The Netherlands：Kluwer Academic Publishers，1993.
收稿日期：2014-03-13
作者简介：宋松柏（1965—），男，陕西永寿人，西北农林科技大学水利与修建工程学院教授，首要从事水文水资源研讨。
基金项目：陕西省教育改革研讨重点项目“中美水文与水资源工程专业立异人才归纳才能培育比照与点评系统研讨”（13B
Z09）；西北农林科技大学研讨生优质课程建造项目“水文随机进程”（YZKC1212）；西北农林科技大学本科生优质课程“水文信息收集与处理”建造项目
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