水文类课程包括“水文学原理”“地下水文学”“工程水文学”等相关课程，涉及水文与水资源工程、水利水电工程、土木工程等多个专业的专业基础课。水文类课程主要让学生学习自然界中水体形成、分布、变化、运动以及水与环境要素相互作用的知识，主要内容包括水文循环、水文地貌、水文测验、水文计算等，是理论与野外实践高度结合的课程类，该类课程一般开设于第二学年。虽然大部分专业学生都完成了专业认知实习，但总体来说大部分学生仍然缺乏对野外的直接认知，给水文类课程教学带来了一定困难。Google Earth是目前世界上最成熟的三维地球仿真软件。近5年来，笔者所在课程团队将Google Earth 软件应用于水文类课程教学，将课堂教学内容与野外实地场景无缝连接，给学生提供了与水文学相关的虚拟现实场景，增加了学生的现场感，取得了很好的教学效果。

一、Google Earth 数据简介

Google Earth最早由Keyhole公司开发。2004年Google公司收购Keyhole公司，并于2005年推出了Google Earth系列软件[1]。Google Earth软件将卫星影像、航空影像、道路信息等数据集成，并融合地形数据，从而形成一个信息丰富的三维地球模型，用户通过客户端软件，能够全方位、立体浏览全球各地的地面影像[2-3]。Google Earth卫星影像部分来自美国DigitalGlobe公司的QuickBird（快鸟）商业卫星与EarthSat公司，航拍部分的来源有BlueSky公司、Sanborn公司、美国IKONOS及法国SPOT5。其中SPOT5可以提供解析度为2.5米的影像，IKONOS可提供1米左右的影像，而快鸟能够提供最高为0.61米的高精度影像，是全球商用的最高水平[4]。

二、Google Earth在水文类课程教学中分类应用

水文类课程相关专业学生在学习水文类课程之前，地学类知识基础不一，为此自2014年起本课程组引入Google Earth辅助教学。在讲解水文类课程的绪论部分时，我们就向学生展示Google Earth软件，在课堂上演示使用，要求他们在自己电脑上安装并完成相关作业，如“利用Google Earth软件绘制家乡主要河流水系图”。通过积极引导，学生对Google Earth产生了浓厚兴趣，在后续课程中Google Earth就成了教学的重要辅助工具。根据近五年来的教学经验，笔者将Google Earth在水文类课程教学中的应用归纳为4大类，下面对各类型进行介绍并附以实例说明。

（一）地形地貌的三维演示

水是大自然的“雕塑师”。在水文类课程的教学过程中，不仅有直接涉及地形地貌的教学内容，如“流域”“河流”“湖泊”等，同时在某些特殊水文过程的讲解时，会涉及特定的地貌类型，如“岩溶”“冰川”等。Google Earth是在NASA 生产的SRTM全球数字高程数据的基础上进行的三维建模，并在此基础上进行遥感图像的三维显示，效果逼真。通过Google Earth，可以调整视角高度从而获得不同的观察尺度，也可调整方向为学生提供全方位演示。

【示例】“地下水文学”第一章第四节：岩溶水

岩溶水是一种特殊的地下水类型，如果没有见过岩溶，很难真正理解岩溶水文过程机制。借助Google Earth引领学生深入岩溶区（图1），切身感受岩溶地貌及其影响下的水文过程，增加其现场感，从而提高学习兴趣和效果。

图1 “岩溶水”Google Earth课堂演示实例

（二）水文循环过程的直观图解

水文循环是通过降水、蒸散发、下渗、地面径流与地下径流等环节进行的水量和能量交换，这些过程对于学生来说具有一定的抽象性，尤其是一些特殊的水循环现象，在缺少现场经验的情况下学生很难理解其内在机制。利用Google Earth辅助教学能够很好地解决这些问题，它不仅能够为学生提供全尺度的水循环图景，让学生能够从宏观上去理解各种水循环模式的内在机理，而且能够让学生思考世界不同地区的水文情势差异，培养其国际视野。

【示例】“地下水文学”第三章：地下水的补给、径流与排泄

在讲解此章时，引入河西走廊这一具有历史感的实例，为学生展示地下水的特殊魅力（图2）。通过Google Earth演示，为学生形象地展示河西走廊典型的“雪山—河流—洪积扇—泉群—河流—地下水”循环模式。这不仅能够让学生深刻理解地下水补给、径流及排泄，同时也让学生对河西走廊水与人类的关系有更深刻的思考。

图2 中国西北干旱地区典型水循环模式与绿洲分布

（三）水文演化过程的动态演示