高校水文地質(zhì)學(xué)課程實(shí)踐性教學(xué)模式研究

郭亮 張軍偉 黃璐

摘要：作為地下水學(xué)科的入門(mén)課程，水文地質(zhì)學(xué)的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)各行其道、彼此獨(dú)立，重理論輕實(shí)踐，重課堂輕實(shí)習(xí)，重卷面成績(jī)輕動(dòng)手能力的現(xiàn)象在高校中普遍存在，割裂了學(xué)生對(duì)地質(zhì)學(xué)知識(shí)體系連貫認(rèn)知的同時(shí)亦束縛其思維創(chuàng)造性和實(shí)踐創(chuàng)新能力，阻礙新時(shí)期地質(zhì)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。本文基于課程屬性與施教現(xiàn)狀的詳細(xì)分析，闡述了水文地質(zhì)學(xué)教學(xué)革新的必要性，提出了包括創(chuàng)建野外地質(zhì)實(shí)習(xí)和校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室操演兩大實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)在內(nèi)的一些提升地質(zhì)工程專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)成效的革新舉措。研究也可為其他高校地質(zhì)工程應(yīng)用型人才實(shí)踐教學(xué)提供一定的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：高等教育；水文地質(zhì)學(xué)；實(shí)踐性教學(xué)；教學(xué)革新

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）23-0126-03

一、引言

巖、土、水是人類認(rèn)識(shí)地球的三大主線，也是各類工程活動(dòng)賴以依存的物質(zhì)基礎(chǔ)。為了更好地認(rèn)知水，從研究地下水自然現(xiàn)象、形成過(guò)程及其基本規(guī)律出發(fā)，逐步演變?yōu)閷?duì)地下水的定性、定量評(píng)價(jià)，20世紀(jì)30年代發(fā)展成為一門(mén)系統(tǒng)、完整、獨(dú)立的學(xué)科即水文地質(zhì)學(xué)。旨在探究地下水與周?chē)h(huán)境及人類活動(dòng)相互作用下的水質(zhì)、水量變化規(guī)律，尋求合理利用水資源并防治地下水危害的有效方式，在滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)和工程發(fā)展需求的前提下運(yùn)用這些規(guī)律興利除害、造福人類[1]。

作為環(huán)境地質(zhì)工程、水文與水資源工程等專業(yè)學(xué)生接觸地下水科學(xué)的入門(mén)課程，水文地質(zhì)學(xué)以認(rèn)知為基礎(chǔ)，力求闡明地下水的基本概念、基本原理和基本分析方法；以能力培養(yǎng)為中心，使學(xué)生深入理解基本概念、融會(huì)貫通基本原理、靈活掌握分析方法[2]。以求在工程實(shí)踐中遇到復(fù)雜水文地質(zhì)問(wèn)題時(shí)能正本清源、舉一反三[3]。

然而，在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，許多高校的水文地質(zhì)學(xué)課程在課堂理論教學(xué)與野外實(shí)踐教學(xué)方面卻彼此獨(dú)立，出現(xiàn)了重理論輕實(shí)踐，重課內(nèi)輕課外，重卷面成績(jī)輕動(dòng)手能力的現(xiàn)象[4]。人為割裂了學(xué)生對(duì)地質(zhì)學(xué)知識(shí)體系的連貫性認(rèn)知，不僅嚴(yán)重束縛個(gè)體對(duì)象的思維創(chuàng)新與能力提升，而且直接導(dǎo)致高等教育的培養(yǎng)目標(biāo)普遍背離科研院所和施工單位的實(shí)際需求[5]。

另外，水文地質(zhì)學(xué)科領(lǐng)域基本概念多、涉及知識(shí)面廣、信息量大。以往的培養(yǎng)模式下，教師只顧單向輸出知識(shí)，很少考慮學(xué)生的接收能力；與此同時(shí)，學(xué)生往往將自己大量的時(shí)間與精力耗費(fèi)在概念、詞匯、專業(yè)術(shù)語(yǔ)的識(shí)記方面，對(duì)教師所授知識(shí)的吸收成效平平。久而久之，課堂上出現(xiàn)“教師一人唱戲，學(xué)生集體失語(yǔ)”的現(xiàn)象不足為奇。

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》明確要求：“遵循人才成長(zhǎng)規(guī)律，深化教育教學(xué)改革，形成各類人才輩出、拔尖創(chuàng)新人才不斷涌現(xiàn)的局面。”對(duì)旨在培養(yǎng)創(chuàng)新人才的高等教育而言，革新教學(xué)模式，探索便于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的新型教學(xué)方法勢(shì)在必行[6]。

二、教學(xué)革新舉措

針對(duì)此類專門(mén)研究地下水的學(xué)科，水文地質(zhì)學(xué)教學(xué)革新應(yīng)從以下幾方面著手。

（一）專業(yè)理論與實(shí)踐教學(xué)并舉

理論是實(shí)踐的基礎(chǔ)，實(shí)踐是理論學(xué)習(xí)的目的，兩者相輔相成，缺一不可。俗話說(shuō)：實(shí)踐面前出真知，實(shí)踐才是檢驗(yàn)理論的唯一途徑。學(xué)生通過(guò)實(shí)踐可以學(xué)到更多書(shū)本上接觸不到的知識(shí)，會(huì)有思想性、經(jīng)驗(yàn)性和規(guī)律性的收獲。然而只有當(dāng)理論與實(shí)踐齊頭并舉時(shí)才能達(dá)到“1+1>2”的超凡效果。為了早日達(dá)成新時(shí)期地質(zhì)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，水文地質(zhì)學(xué)在施教過(guò)程中必須摒棄“重理論、輕實(shí)踐”的陳舊思想，著力推進(jìn)專業(yè)理論與實(shí)踐教學(xué)并舉的教學(xué)模式。

實(shí)踐教學(xué)通常包括野外實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)室操演。因便于調(diào)動(dòng)主觀能動(dòng)性，激發(fā)積極探索熱情，實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程亦是針對(duì)性訓(xùn)練學(xué)生水文地質(zhì)思維，提升科研水平與服務(wù)社會(huì)能力的過(guò)程，有助實(shí)現(xiàn)學(xué)生動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力等綜合素養(yǎng)的全面提升。①野外實(shí)習(xí)方面。作為地質(zhì)學(xué)的一條分支，水文地質(zhì)學(xué)的學(xué)習(xí)要求學(xué)生具有一定的地學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備，如巖石學(xué)、礦物學(xué)及構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)。野外實(shí)習(xí)恰恰為其提供一條便捷的查漏補(bǔ)缺途徑，通過(guò)直觀感受地質(zhì)現(xiàn)象，激發(fā)個(gè)體主動(dòng)探索的熱情，有助學(xué)生對(duì)抽象概念的深刻理解。如讓學(xué)生參與野外原位試驗(yàn)（抽水試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)、滲水試驗(yàn)）的設(shè)備安裝、數(shù)據(jù)采集、分析處理等環(huán)節(jié)，加深學(xué)生對(duì)水文地質(zhì)參數(shù)（貯水系數(shù)、導(dǎo)水系數(shù)、滲透系數(shù)等）的理解與認(rèn)知。進(jìn)一步而言，學(xué)生經(jīng)歷實(shí)踐鍛煉會(huì)不自覺(jué)地將野外洞察的現(xiàn)象與發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題跟書(shū)本知識(shí)比對(duì)、修正，自然深化其對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)知水平。②實(shí)驗(yàn)室操演方面。充分發(fā)掘?qū)嶒?yàn)室此類常規(guī)教學(xué)平臺(tái)的實(shí)物演練功效，為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)際操練機(jī)會(huì)，進(jìn)而提升其動(dòng)手能力與實(shí)操水平。比如，利用常規(guī)水文地質(zhì)參數(shù)室內(nèi)測(cè)試儀，演示孔隙或裂隙介質(zhì)導(dǎo)水系數(shù)、儲(chǔ)水系數(shù)、持水度、給水度等參數(shù)的室內(nèi)測(cè)定方法及流程，教授學(xué)生水文地質(zhì)參數(shù)的測(cè)量技巧與注意事項(xiàng)，讓學(xué)生在實(shí)操中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，進(jìn)而舉一反三、深化提升。

（二）拓寬知識(shí)面，增強(qiáng)實(shí)用性

師者：傳道、授業(yè)、解惑。自古以來(lái)，教師的職責(zé)都不局限在傳授書(shū)本知識(shí)，更重要的則在于引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)闊眼界范圍、拓寬知識(shí)領(lǐng)域，洞察前沿科學(xué)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。眾所周知，科研是教學(xué)的“源頭活水”，是感知學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)、提升師者業(yè)務(wù)水平的重要途徑。科研動(dòng)態(tài)的時(shí)時(shí)關(guān)注促使教師將本領(lǐng)域前沿學(xué)術(shù)成果不斷充實(shí)到自己的課堂教學(xué)中，及時(shí)填補(bǔ)原有課程體系與最新研究成果間的“知識(shí)斷層”，從而吸引學(xué)生關(guān)注的熱情、激發(fā)探索的動(dòng)力。通常，科研水平高的教師往往對(duì)教學(xué)內(nèi)容思考得更加清晰透徹，對(duì)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)把握得更為準(zhǔn)確深刻，更易在教學(xué)中做到深入淺出、從容自若。

施教時(shí)教師將課堂教學(xué)內(nèi)容與自己的科研成果結(jié)合，明確所授方法理論的適用對(duì)象、擴(kuò)展尺度及其延伸范圍。此舉不僅有助于拓寬學(xué)生的知識(shí)面，更益于全面構(gòu)建實(shí)用性知識(shí)體系。另外還可以在課堂中適時(shí)穿插講述一些自己的科研經(jīng)歷（特別是遭遇的科研難題及解決辦法），給學(xué)生提供一種站在“老師的視角”思考并解決問(wèn)題的全新體驗(yàn)，拓寬學(xué)生知識(shí)面、鍛煉思考能力的同時(shí)培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和刻苦的學(xué)習(xí)精神。比如，教師可依托自己正在承擔(dān)的科研課題，將研究成果或?qū)嵤┙?jīng)驗(yàn)以第一人稱的口吻給學(xué)生講述，給學(xué)生提供難得的開(kāi)闊眼界的機(jī)會(huì)。

針對(duì)水文地質(zhì)學(xué)這類與人們生產(chǎn)和生活緊密相關(guān)的課程，教學(xué)過(guò)程中更應(yīng)從發(fā)展生產(chǎn)與提高生活的實(shí)際需求出發(fā)，構(gòu)建實(shí)用性教學(xué)體系。比如，長(zhǎng)期以來(lái)受人類活動(dòng)影響，地下水的賦存、補(bǔ)給、徑流和化學(xué)成分均有一定差異。教學(xué)過(guò)程中帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展野外水文踏勘，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘編制而成的潛水等水位線圖、承壓水等水壓線圖、總礦化度試驗(yàn)分析地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及誘發(fā)化學(xué)組分變化的原因，為合理開(kāi)采地下水及防治地下水污染此類實(shí)用性課題提供科學(xué)指導(dǎo)。另外，通過(guò)巖溶及巖溶水發(fā)育規(guī)律的系統(tǒng)探究分析地下水給實(shí)際工程建設(shè)或礦山開(kāi)采造成的不利影響，進(jìn)一步有針對(duì)性地制定高效實(shí)用的防治措施。

（三）巧用多媒體，捕獲學(xué)生心

大多數(shù)學(xué)生都有一種心理傾向：喜歡某位老師就會(huì)愛(ài)屋及烏地喜歡他所講授的課程；哪門(mén)課程的課堂氣氛活躍，便偏向于喜歡哪門(mén)課。可見(jiàn)，為了吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，教師要善于將心理學(xué)中的“負(fù)強(qiáng)化理論”運(yùn)用到自己的課堂教學(xué)當(dāng)中。比如，授課時(shí)盡可能借助或發(fā)掘形式多樣、活靈活現(xiàn)的教學(xué)素材或輔助工具，其中功能強(qiáng)大、圖文并茂的多媒體課件便是現(xiàn)代課堂教學(xué)的一件“利器”。

眾所周知，課堂板書(shū)（黑板加粉筆）此類傳統(tǒng)教學(xué)手段對(duì)概念的闡釋或理論的講解通常是不具體的，學(xué)生往往無(wú)法獲取直觀感受。多媒體的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)單一的教學(xué)手段，將抽象晦澀的書(shū)面知識(shí)直觀形象化。形象的素材比抽象的概念更易被大腦接受和識(shí)記，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)其積極主動(dòng)性。

多媒體教學(xué)能將形象的圖片或生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)插入預(yù)授知識(shí)點(diǎn)。此手段不僅豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，亦能在視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上給受眾以沖擊，使其得到雙重滿足。對(duì)于受條件所限無(wú)法廣泛開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)的院校而言，利用多媒體手段彌補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)欠缺顯得尤為重要。比如，以巖體裂隙產(chǎn)生、擴(kuò)張、連通的實(shí)景圖片為素材制作的多媒體課件能給學(xué)生強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊，便于從根源上闡述基巖裂隙水的流通與運(yùn)移擴(kuò)散特征。另外，在涉及河流地質(zhì)作用的知識(shí)環(huán)節(jié)，為了讓學(xué)生對(duì)河流演化進(jìn)程中的侵蝕、搬運(yùn)、沉積作用產(chǎn)生更加深刻的理解與認(rèn)知，適宜借助多媒體加載不同時(shí)期河流的典型形貌特征圖片或動(dòng)畫(huà)，直觀展示現(xiàn)代河流從幼年期孕育到壯年期發(fā)展以至老年期成型的動(dòng)態(tài)演變進(jìn)程。

然而放映速度快、畫(huà)面轉(zhuǎn)瞬即逝的屬性決定了多媒體課件并非教師的“萬(wàn)能鑰匙”。如果幻燈片放映速度超過(guò)學(xué)生“消化”速度，整堂課為抄錄筆記而“疲于奔命”的學(xué)生根本無(wú)暇思考所授知識(shí)點(diǎn)，授課成效將大打折扣。因此，多媒體應(yīng)與教師的板書(shū)、講解有機(jī)結(jié)合，比如，重要知識(shí)點(diǎn)以板書(shū)的形式突出強(qiáng)調(diào)，以便學(xué)生理解記憶；多媒體播放過(guò)程中適時(shí)穿插典型工程案例的剖析講解，使學(xué)生切實(shí)體會(huì)到水文地質(zhì)學(xué)是一門(mén)與工程實(shí)際緊密結(jié)合的實(shí)用性課程，有助提升其主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。

三、結(jié)語(yǔ)

新時(shí)期的高等教育不應(yīng)局限于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)基本概念和理論知識(shí)的理解與識(shí)記，更應(yīng)注重學(xué)生思維方式和實(shí)踐能力層面的提升。

水文地質(zhì)學(xué)作為地下水學(xué)科的入門(mén)課程，是水文水資源工程等專業(yè)課程體系中不可或缺的基礎(chǔ)課程，也是深入學(xué)習(xí)水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè)課的必備基礎(chǔ)。為了早日達(dá)成新時(shí)期地質(zhì)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，教師授課時(shí)應(yīng)注重專業(yè)理論與實(shí)踐教學(xué)并舉；拓寬知識(shí)面、增加實(shí)用性知識(shí)的講解比重，實(shí)現(xiàn)課堂知識(shí)與工程實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，著力提升學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力；進(jìn)一步，將圖文并茂的多媒體課件與生動(dòng)形象的教學(xué)語(yǔ)言相結(jié)合，增強(qiáng)課堂的愉悅和諧度，讓教學(xué)變成一項(xiàng)有趣的活動(dòng)，易于被學(xué)生欣然接受；另外，遇到個(gè)別生澀難懂的知識(shí)概念時(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生至現(xiàn)場(chǎng)以實(shí)物講解，形成“學(xué)生樂(lè)意學(xué)，老師愿意教”的良性教學(xué)風(fēng)氣，自然達(dá)成事半功倍的教學(xué)成效。

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