淺談水文地質專業本科教學中的“迷霧”與“破局”

毛緒美，謝 楊

（中國地質大學（武漢）環境學院 湖北 武漢 430074）

水文地質學是水文學和地質學的交叉學科，水文地質學作為一門年輕的學科，致力于研究巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈、人類活動相互作用下的地下水、水量和水質的時空變化規律，以及其對各個圈層的影響，進而為人類與自然的協調持續發展服務。水文地質專業的教學內容與水力學、地質學、環境學和地球科學等多個專業學科有關。

水文地質專業本科教學采用“基礎課—專業基礎課—專業課”的模式循序漸進地進行，教師教學認真，講解內容透徹，學生學習認真，考試就能獲得較高的分數。但是，一些學生在本科四年畢業之時仍非常迷茫，不知道自己能做什么，到實際工作時，不知道如何使用自己學到的知識。為了消除學生的“迷?！?，教師勤懇鉆研，從內容和方法上進行了調整，使知識點更易理解，然而收效甚微。本文根據水文地質專業特點，從“迷茫”中反追“癥結”，從“困惑”中升華思考，提出“破局”建議。

1 水文地質專業的特點

1.1 專業知識點多

在本科學習中，水文地質專業的學生需要學習水文地質學基礎、水力學、地下水動力學、水文地球化學、專門水文地質學、水文地質數值模擬、溶質運移等多門專業課程。從水文地質專業教學內容的性質來看，學生還需要學習大學英語、高等數學、概率論與數理統計、計算機基礎等多門綜合性課程。相對于其他專業來說，水文地質專業具有課程內容和專業知識點多的特點，并且每一門課程的知識點都較為龐雜，導致學生在學習的過程中需要花費更多的時間對所學知識進行歸納總結、逐步融會貫通。

1.2 需要野外實地教學

野外實地教學是水文地質專業學習中必不可少的項目。水文地質專業相關的野外實地教學，其學習模式較為固定，即對應課程的指導老師帶著對“水文地質”這個詞還沒有多少概念的學生去野外參加水文地質實習。野外實地教學是水文地質專業實踐教學中不可或缺的一個環節，同時也是水文地質專業學生形成專業思維和素質的關鍵環節，它對傳統理論教學有著深化和拓展的作用。野外實地教學的目的在于讓學生鞏固所學專業知識、提高對實際水文地質現象的分析能力和對實際問題的解決能力。同時，在野外實習時教師能夠更加具體地了解學生對所學知識的掌握情況，進而制訂相應的改進措施。

1.3 研究對象為地下水，表面現象和觀察時間有限

水文地質專業研究的對象多為地下水，然而在實際中，地下水與巖石的一系列演變需要經過成千上萬年的時間，其演變的過程無法通過實際的觀察來進行學習，學生只能粗略了解地下水與巖石的一系列演變結果，通過結果來倒著分析演變過程，而無法直觀地感受到演變的過程。學生對各個地底層的結構無法直觀感受，只能通過實驗和教師講解來學習和掌握，若不深入思考學習，則可能會對地下水結構了解得較為粗糙。

1.4 隸屬工科，以解決實際問題為主要目的

水文地質專業隸屬工科，專業教學目標是使學生能夠綜合分析水文地質條件，并對地下水作出定性、定量的評價；能夠分析研究工程地質條件和定性、定量評價工程地質問題；能夠分析地下水與人類活動的關系，并對環境水文地質作出初步評價；能夠設計及管理地下水資源開采方案；能夠對水文地質與工程地質勘查進行初步設計，并具備一定的管理能力。由此，學生在經過大學四年的學習之后，能夠從事與地下水有關的勘察、開發、利用、保護工作，并且具備工程地質的評價和勘察能力。

2 水文地質專業本科生的“迷?！?/h2>

2.1 學前忘后，不知所學知識體系是什么

大學階段的學習目標、學習內容、學習方式、學習方法、考試和老師授課都與高中學習有所差異。具體體現在，高中學習的目標是考上好的大學，因此高中是填鴨式的教育，往往是書山漫步、題海作戰，而大學主要培養學生的實踐動手能力和創新能力；高中階段的學習內容少而精，一般只有幾門主要課程，而在大學中，所學的內容更多、知識面更廣、難度更大；高中階段的主要教學方式是老師課堂面授，每一天、每一節課都安排得具體得當，緊湊的教學、大量的課堂提問和課后作業用來強化所學的知識，而在大學中課堂上課時間相對減少，自習時間大大增加，更加要求學生自主學習而不是老師逼著學習；高中老師講課都十分具體詳細，不管簡單復雜都會耐心地反復講解直到大部分學生理解透徹，而大學老師講課主要講授重、難點，主要還是要依靠學生課后花時間自主學習。

大多數學生認為專業課很簡單很好學，但是又難以學得很好。剛上大學的學生之前很少接觸實驗，當從理論知識轉移到專業實踐時，許多學生不能適應，缺乏足夠的感性認識和抽象思維。再者，許多專業課的知識點較為凌亂、復雜、理論性不強，內容上的邏輯聯系不夠緊密，因此許多人會出現專業課一聽就懂，但是課后就忘得干干凈凈的現象。

由于以上種種在學習上的差異，很多學生不能很好地適應大學的學習方法，沿用高中的老套路，上課認真聽老師講課，課后花的時間卻不夠，而大學一門課程一般是一周一節或一周兩節，時間跨度較大，這就很容易造成學前忘后的現象，前面學的知識沒有花足夠的時間去鞏固，一周之后的下一節課就忘得差不多了。

2.2 學完所有知識點，但不能獨立觀察水文地質現象

在水文地質專業的學習中，很多學生學習完一門課程之后卻無法使用所學知識，不能獨立觀察出水文地質現象。例如，在結束水文地質學基礎這一門課程之后，許多學生甚至見到某種巖石之后還無法判斷其種類，還需要翻書、查閱資料；在參觀某個景區溶洞的時候，不能夠利用所學知識觀察出其中所含的水文地質現象。

2.3 能觀察出水文地質現象，但不知如何從理論上分析

部分學生能夠觀察水文地質現象，卻不知道如何從理論上來分析其原因。例如，學生見到溫泉能夠判斷出這是一種水文地質現象，卻不能分析出為什么這里會有溫泉、為什么溫泉的水會是熱的；發現隔水層有充水現象，卻不能從相關的水文地質概念去分析其充水類型，不能從理論上來分析其組成、巖性和構造，以及隔水層充水原因；能觀察出某地的地面沉降，卻不能分析出為什么此地會有地面沉降、地面沉降該如何恢復。

2.4 能進行理論分析，但不知理論知識和遇到的水文地質問題有什么內在聯系

當然，還有一些學生能夠從理論上來分析自己觀察到的水文地質現象，卻不知道理論知識和遇到的水文地質問題有什么內在的聯系。例如，在隧道施工時，一些學生能夠很容易地分析隧道區的巖溶發育特征和水文地質特征，卻不知道這些巖溶的發育特征和水文地質特征與巖溶的涌水量有什么內在聯系，無法進一步進行隧道巖溶的涌水分析；能夠從理論上分析巖石的含水層會受到巖體節理、裂隙或溶蝕裂隙、溶蝕管道等的影響，卻不知道這些影響與地下水徑流有何內在聯系。正是因為在學習中無法將理論與實際的水文地質問題聯系起來，本科專業學生對專業更加的“迷?！?。

3 水文地質專業教師的“困惑”

3.1 對知識點講解很詳細，但學生一到野外實踐就“不認識了”

在水文地質專業教學上，教師在課堂上對水文地質專業知識點的講解都很透徹，學生理解也很到位，但在野外實踐中，有許多學生不能把理論與實際結合，很多教師都對此很困惑。大學四年，學校會根據專業特點制訂培養計劃，通常會采用基礎課—專業基礎課—專業課的方式，循序漸進地教學，使學生由淺入深、由表及里地了解專業內容，掌握專業知識。教師在課堂上也會詳細地講解教學內容，通過PPT展示知識點，并標記重點內容，加深學生的印象。期間，教師也會使用板書形象地解釋學生不能理解的知識點，且及時與學生溝通，了解學生的理解程度，再進行接下來的教學。學生在課堂上的表現也很好，能及時與老師進行溝通，對于理解到位的知識點會向老師反饋，對于沒有馬上理解的知識點也會立刻告訴老師，與老師進行討論。從學生在課堂上的表現來看，大部分學生應該都理解并掌握了教學知識點。但是在野外實踐教學中，學生的表現卻不盡如人意。許多學生不能準確地分辨相應的水文地質現象，對老師提出的問題通常會回答“不知道”“不認識”或者“不清楚”。而老師提出的問題許多都是在課堂上講解過的，或者是可以在書本上找到的。面對學生的這種表現，很多教師都會產生困惑。

3.2 對野外水文地質現象講解得很清楚，但學生不能認識其形成機制

為了使學生更透徹地理解所學的專業知識，將所學知識合理運用到實踐之中，學校每年都會組織野外教學實踐。首先，以學生為主體的野外教學實踐活動會改變學生的社會角色，使學生學會主動地解決問題，承擔責任，還可以培養學生的創新意識、擔當意識和責任意識。其次，野外教學實踐活動是一種理論聯系實際的有效途徑，在這一過程中，教師可以引導學生利用課堂上所學的理論知識，重新認識并解決一些專業問題，增強學生的動手能力，同時，教師還能夠找出學生理論知識的薄弱點，以便后期在教學的過程中做到有的放矢。

教師在野外教學實踐中會帶領學生沿途觀察周圍的地貌特征、巖性特征和水文地質現象等，并詳細地描述各種水文地質現象，不僅從宏觀的角度解釋各種現象的形成機制，還從微觀的角度講解巖土的組成特點等。對于學生提出的疑問，教師也都進行了詳細的解答，學生當時也都表示“學會了”。但是當教師讓學生用自己的話說出各種水文地質現象的形成機制時，學生的回答往往不能令教師滿意，學生通常沒有說出關鍵點，或者是顧左右而言他。盡管教師多次詳細講解過各種水文地質現象，但是學生還是不能形成自己的認知體系，這令教師倍感困惑。

3.3 對專業知識體系講解得很清楚，但學生解決實際問題的能力不夠

作為一所研究型高等學校，根據專業需要制訂一系列的課程體系是其職責所在。教師根據制訂的培養計劃，要逐步增強學生的專業技能，除此之外，還要幫助學生掌握發現問題并解決問題的方法。本科教學的目的之一就是使學生能夠在某一領域內發揮所長，可以在某個專業或行業內有一席之地。如果教育脫離社會需要，本身就不宜提倡。所以教師要把專業知識講解得清楚明白，幫助學生構建完整的專業知識體系，使學生有能力去解決一些實際問題。對此，學校和教師都盡到了自己的職責。學校根據每個專業的特點，列出了相應的培養計劃，必修課為專業課，選修課可根據自己的興趣來選擇，培養學生的多學科素養。在本科四年中，教師會把知識點講解得清楚明白，同時結合野外教學，逐步培養學生的專業思維，平常上課時也會把多學科結合起來，幫助學生構建專業知識體系。但是，學生往往不能把學到的知識運用到實際中，面對一些現實問題時，常常不知所措，或者經常忽略問題的某些方面，想不出比較完整的解決辦法。這同樣令教師感到困惑。

4 水文地質專業本科教學的“破局”

4.1 以實際水文地質現象引出和剖解知識點

水文地質專業的教學內容多，知識點龐雜，覆蓋面比較廣，需要學生記住的概念多，并且其中一些概念學生理解起來比較困難。所以教師可以利用實際的水文地質現象來引出和剖解相關知識點，用實際的水文地質現象解釋復雜的知識點可以使學生加深印象，在現實中看到相關現象時能夠快速回憶出所學的知識，從而掌握當地的水文地質條件。在這一過程中教師可以運用多媒體技術，輔以板書講解。多媒體課件圖文并茂，文字簡潔精練，圖片豐富且經典，配以教師講解，既可以使講授內容豐富多樣，又能激發學生的興趣，吸引學生的注意力。

教師還可以采用室內實驗和野外實踐結合的辦法加強學生對知識點的理解。開展室內實驗時教師可以通過巖石和礦物標本，或者搭建相關水文地質模型的方法來幫助學生鞏固所學的理論知識。例如，當講授地下水滲流的基本定律時，教師可以在實驗室授課，帶領學生現場完成達西實驗。學生通過親手實踐，可以深入了解達西設計實驗的思想過程，并且深刻理解地下水滲流的基本現象，從而可以更好地運用達西公式。在野外實踐中學生則可以通過觀察校內外的典型水文地質現象來進一步加強對所學知識的感悟。以實際的水文地質現象來引出和解釋知識點，將理論和現實結合，可以為將來學生解決現實問題打下堅實的基礎。

4.2 將理論和問題相結合剖解水文地質現象

對于教師把野外水文地質現象講解得非常清楚，但學生不能認識其形成機制這一問題，教師可以采用理論和問題相結合的方法來剖解水文地質現象，使學生能夠全面地認識它，形成自己的見解。教師把水文地質專業的知識點詳細講解給學生，使學生有一定的專業基礎，再以實際問題為例，引導學生根據已學的知識去解決問題，從而全面了解水文地質現象。例如，對于地面沉降的現象，教師可以提問：是什么原因造成這種現象出現的？給出足夠的時間讓學生思考，尋找答案，教師逐個對學生的答案進行講評。期間，教師通過講解學生的答案，慢慢引領學生理解該現象產生的原因，并對答案加以補充修正，使學生正確認識該水文地質現象。該教學方法可以提高學生的積極性，使學生高度參與課堂學習，拓展學生對知識的理解，形成自己的認知體系。

4.3 以水文地質問題為核心構建知識體系

教師可以嘗試以水文地質問題為核心構建學生的知識體系。水文地質專業課程多，學科交叉性強，同一水文地質現象可以涉及多個學科，學生所學知識繁雜，難以構建自己的知識體系。教師嘗試將水文地質問題作為突破口，可以引起學生的濃厚興趣，使學生主動探索，運用多學科知識從不同方面思考、解決問題，從而構建自己的知識體系，為將來解決現實問題打下穩固基礎。以水文地質問題為核心，可以分為三個環節：①教師可以在上課前提出問題，學生在課余時間對問題進行思考，初步掌握解決問題所需的知識點。②教師和學生在課上對問題集中討論，從多個方面分析問題，形成準確統一的認識，教師再對重難點問題進行講解，使學生初步認識到解決問題的步驟，引導學生認識到問題的多學科性，幫助學生構建涵蓋多學科的知識體系。③根據學生在課上的表現，教師分析學生的學習效果，布置相應的作業，幫助學生鞏固學習成果。

4.4 以知識體系和實際問題提升學生的專業能力

要想成為一名優秀的水文地質專業人才，學生就必須要有解決實際問題的能力。如果只是背熟書本上的死知識，那么解決實際問題是有一些困難的。教師要以知識體系和實際問題提升學生的專業能力，使學生能夠全面發展。在平常的教學過程中，教師要以實際問題為切入點，詳細講解專業知識，幫助學生逐步構建知識體系，再把實際問題作為考題，檢驗學生對知識的掌握程度，并繼續豐富學生的知識儲備，在循環往復的教學過程中，加強鞏固學生的知識體系，使之成為專業技術人才。

5 結論

通過探索學生的“迷茫”和教師的“困惑”，我們了解到水文地質專業學生難以把理論與實踐相結合的原因。從“困惑”中思考，本文提出一些破局建議：教師以知識體系和實際問題提升學生的專業能力，在教學過程中，將理論與實際相結合，這樣不僅能夠增強學生學習的興趣，使學生掌握扎實的知識，還能夠為學生解決實際問題提供方向。