《地下水資源管理》課程教學(xué)改革探索

羅建男 鮑新華 辛欣

摘 要：結(jié)合作者在《地下水資源管理》實(shí)際教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)和體會，提出了《地下水資源管理》教學(xué)中存在的內(nèi)容滯后、學(xué)生主動學(xué)習(xí)愿望低以及授課內(nèi)容與實(shí)際集合不高等問題，并針對這些問題從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法兩個方面提出了具體的調(diào)整與改革措施。

關(guān)鍵詞：地下水資源管理 教學(xué) 改革 調(diào)整

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（a）-0125-02

《地下水資源管理》是地下水科學(xué)與工程及水文水資源工程的一門重要的專業(yè)教育課。它的授課任務(wù)是通過該門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)的掌握地下水資源管理相關(guān)基礎(chǔ)知識、初步掌握線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃等在地下水優(yōu)化管理等方面的應(yīng)用，能夠解決實(shí)際復(fù)雜工程問題。

從課程的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合筆者在教學(xué)工作中的一些經(jīng)驗(yàn)體會，該文針對《地下水資源管理》教學(xué)中存在的問題展開研究，提出具體的改革措施，力圖提高該課程的教學(xué)效果。

1 《地下水資源管理》教學(xué)存在的問題

1.1 內(nèi)容滯后

該門課程的主要參考書為陳愛光等主編的《地下水資源管理》[1]，該書是1991年出版的原有五大地質(zhì)類院校統(tǒng)編教材。該書內(nèi)容難易適中，但是內(nèi)容較老。在2000年之后，再無地下水資源管理方面的教材出版。近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長，地下水資源開發(fā)利用逐漸增長，帶來了一些新的問題；同時，隨著國家乃至國際上對地下水資源管理問題的日益重視，也涌現(xiàn)出很多新理論、新方法、新技術(shù)和新規(guī)范。但教學(xué)上還是以傳統(tǒng)的地下水資源管理理論與問題去講授，而對于地下水資源開發(fā)利用中出現(xiàn)的新問題（防止海水入侵管理，人工回灌管理，污染地下水的修復(fù)方案優(yōu)選，地下水污染源的識別等）以及涌現(xiàn)出的新理論和新方法（替代模型法等）介紹很少，造成學(xué)生掌握的知識滯后于學(xué)科發(fā)展[2]。

1.2 學(xué)生主動學(xué)習(xí)的愿望低

在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的愿望低，多數(shù)學(xué)生是為了應(yīng)付期末考試而去學(xué)習(xí)[3]。學(xué)生只是去機(jī)械性的死記硬背一些基本的原理和方法，大多是灌輸性的學(xué)習(xí)，而不是針對具體的地下水資源管理問題，去主動尋求解決方法。這就使得學(xué)生在考試之后就忘記了所學(xué)的內(nèi)容，并且自主發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力不高。

1.3 授課內(nèi)容與實(shí)際結(jié)合不夠高

《地下水資源管理》的授課過程中，大多是結(jié)合例題去講授如何建立地下水資源管理模型，如何進(jìn)行求解，與實(shí)際有一定的結(jié)合。但是結(jié)合度仍然有待進(jìn)一步提高。由于課堂時間有限，大多例題都是經(jīng)過簡化之后的小規(guī)模問題，運(yùn)用解析法來進(jìn)行求解。而實(shí)際的地下水資源管理問題經(jīng)常是大規(guī)模的問題，不可能只是剖分成兩三個網(wǎng)格。該課程的授課對象是大四的本科生，面臨著馬上就業(yè)和進(jìn)行實(shí)際工作的問題。如何針對一個實(shí)際的地下水資源管理問題，讓同學(xué)們建模求解，是一個有待改善的問題。

2 《地下水資源管理》教學(xué)調(diào)整與改革

2.1 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整與改革

2.1.1 編寫新教材、講授新方法、新技術(shù)、關(guān)注國家相關(guān)政策法規(guī)

針對現(xiàn)有教材內(nèi)容陳舊、并且已不再版的問題，應(yīng)結(jié)合近年來地下水資源開發(fā)利用中存在的問題、以及涌現(xiàn)出的新方法、新技術(shù)出版新教材。在授課的過程中，要使學(xué)生積極關(guān)注地下水資源管理領(lǐng)域相關(guān)的國家政策和法律法規(guī)、講授地下水資源管理領(lǐng)域的新方法、新技術(shù)。

2.1.2 引入科研實(shí)例進(jìn)行教學(xué)

將科研中實(shí)際的地下水資源管理問題引入教學(xué)中，使學(xué)生能夠融會貫通的應(yīng)用預(yù)測模型、優(yōu)化模型以及預(yù)測模型與優(yōu)化模型的耦合集成技術(shù)完成實(shí)際地下水資源管理模型的構(gòu)建，并求解，得到具體的管理決策方案，并能夠結(jié)合實(shí)際情況對決策方案進(jìn)行評價。通過實(shí)際問題的引入，提高學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力，并且使學(xué)生了解地下水資源管理在實(shí)際工作中的重要意義。

2.1.3 注重與其他課程的銜接，使大四學(xué)生在畢業(yè)后能夠融會貫通各門課程

應(yīng)該注重與本專業(yè)其它相關(guān)課程的銜接。《地下水資源管理》是在學(xué)習(xí)了《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》《地下水動力學(xué)》《專門水文地質(zhì)學(xué)》《地下水?dāng)?shù)值模擬》《環(huán)境地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》等專業(yè)課程的基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)的。因此課程設(shè)置上，要充分考慮學(xué)生對上述專業(yè)課程的理解，同時要考慮為后續(xù)將要進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。

2.2 教學(xué)方法上的調(diào)整與改革

2.2.1 演繹式的教學(xué)方法

在教學(xué)內(nèi)容的安排上，先從基礎(chǔ)開始，再深入到應(yīng)用，逐步演繹推理，使學(xué)生充分掌握知識點(diǎn)的來龍去脈。

教學(xué)過程中，積極揣摩學(xué)生的思路，隨時與學(xué)生溝通，解答他們的疑問，課堂上層層推進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣，調(diào)動學(xué)生的興趣和思維。例如：從地下水資源開發(fā)利用中存在的地下水超采嚴(yán)重、地下水污染嚴(yán)重以及導(dǎo)致的一系列環(huán)境地質(zhì)問題入手，引導(dǎo)學(xué)生了解地下水資源管理的重要意義，再通過地下水資源管理模型的建立步驟，使同學(xué)們能夠運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)等理論方法解決地下水資源管理問題。通過類似演繹式的教學(xué)方法，使同學(xué)們了解地下水資源管理的意義、建模步驟及求解方法，了解整個來龍去脈。

2.2.2 增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多樣性

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，不僅講授EXCEL規(guī)劃求解方法來解決地下水資源管理問題。增加應(yīng)用MATLAB求解來解決地下水資源管理問題。MATLAB（矩陣實(shí)驗(yàn)室）是一款由美國The MathWorks公司出品的一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，對于矩陣運(yùn)算等數(shù)學(xué)計(jì)算求解過程非常便捷。使同學(xué)能夠運(yùn)用多種現(xiàn)代化工具來求解地下水資源管理問題。

2.2.3 增加討論互動，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性

在教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提前設(shè)計(jì)一些話題，讓學(xué)生利用課余時間先進(jìn)行預(yù)習(xí)、并查閱相關(guān)文獻(xiàn)。然后在課堂上分組進(jìn)行討論，每組派出代表進(jìn)行講解匯報(bào)，其他同學(xué)可以有針對性的進(jìn)行提問和討論，最后教師進(jìn)行總結(jié)、歸納、點(diǎn)評。通過這種方法充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2.2.4 教學(xué)手段多樣化

計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展給課堂教學(xué)帶來了巨大的便利和活力[3-4]。在教學(xué)過程中，應(yīng)充分利用多媒體教學(xué)設(shè)施，對于一些抽象難懂的理論知識，應(yīng)用形象具體的動畫、圖片與文本組合來幫助同學(xué)們理解；對于一些地下水資源開發(fā)利用中引起的環(huán)境地質(zhì)問題，應(yīng)用動畫和圖片的形式來加深同學(xué)們的直觀印象。在地下水資源管理模型的求解過程中，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，使同學(xué)們體會到計(jì)算機(jī)對于地下水資源管理求解問題的巨大幫助。

3 結(jié)語

筆者根據(jù)《地下水資源管理》實(shí)際教學(xué)過程中的經(jīng)驗(yàn)和體會，提出了《地下水資源管理》課程教學(xué)過程中存在的一些問題，并針對這些問題提出了具體的調(diào)整與改革方法。通過教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法的調(diào)整改革，提高《地下水資源管理》課程的教學(xué)效果，提高學(xué)生應(yīng)用地下水資源管理知識解決實(shí)際問題的能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳愛光，李慈君，曹劍鋒.地下水資源管理[M].北京：地質(zhì)出版社，1991.

[2] 竇明，左其亭，李桂秋.水資源規(guī)劃與管理課程建設(shè)與教學(xué)研究[J].高等建筑教育，2009，18（6）：91-94.

[3] 門寶輝，張尚弘，張成，等.《水資源評價與管理》課程教學(xué)改革研究[J].教育教學(xué)論壇，2014（45）：95-97.

[4] 熊正為，陳朝猛，袁華山.《水資源利用與保護(hù)》教學(xué)改革及實(shí)踐[J].邵陽學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，1（2）：127-128.