新時代背景下《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的教育教學改革路徑研究

◇河南工程學院環(huán)境與生物工程學院 翁紅波

《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》是一門理論與實踐緊密結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程內(nèi)容豐富，教學內(nèi)容具有很強的綜合性和應用性。本文就多年來高校地質(zhì)專業(yè)《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程教育教學過程中現(xiàn)存的問題進行梳理與分析，并從優(yōu)化教學內(nèi)容、創(chuàng)新多樣化教學方法、促進多學科交叉融合、利用生產(chǎn)案例開展教學、專業(yè)知識與思政教育有機結(jié)合等方面提出了相應的改革措施，希望可以為培養(yǎng)高水平應用型人才提供一定參考，也為后續(xù)教學實踐及相關(guān)地學類課程的教學改革提供借鑒與參考。

《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》是水文與水資源工程、地下水科學與工程、環(huán)境工程、地質(zhì)工程以及資源勘查工程等地學相關(guān)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課。作為一門理論與實踐密切結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課程，水文地質(zhì)學已經(jīng)歷經(jīng)百年的歷史，由單純的應用學科，演變成具有多個應用與理論分支的地下水科學，成為地球系統(tǒng)科學最為活躍的基礎(chǔ)學科之一[1]。本門課程要求學生掌握水文地質(zhì)基礎(chǔ)概念與原理的同時，更加注重培養(yǎng)其解決問題的能力，特別是今后工作中生產(chǎn)實踐可能遇到的問題和我國經(jīng)濟社會發(fā)展迫切需要解決的若干水文地質(zhì)問題[2]。

河南工程學院環(huán)境與生物工程學院是由1980年初原鄭州煤田職工地質(zhì)學院地質(zhì)系發(fā)展演變而來，地質(zhì)學科設(shè)置始于1981年，歷經(jīng)40年的辦學歷史，現(xiàn)有資源勘查工程和勘查技術(shù)與工程兩個地質(zhì)類專業(yè)。我院開設(shè)的水文地質(zhì)學基礎(chǔ)是地質(zhì)學的一門分支應用學科，課程內(nèi)容側(cè)重于水文地質(zhì)學中涉及的基本概念、基本理論、基本原理以及基本方法的講解。我國高等教育正處于全面改革與發(fā)展的關(guān)鍵時期，黨的十九大提出要“實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展”，傳統(tǒng)的“填鴨式”教學已經(jīng)過時，為適應培育具備實踐創(chuàng)新和解決復雜問題的高素質(zhì)人才的目標，應對地質(zhì)類專業(yè)開設(shè)的水文地質(zhì)學課程教學過程存在的問題進行一一梳理，并對新時期教學改革措施進行積極的探索，以更好地適應當前生產(chǎn)實踐對新型綜合型人才的迫切需求。

1 《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》教學過程中存在的問題

1.1 課程教學內(nèi)容比較單一，缺乏實踐教學環(huán)節(jié)

以資源勘查工程專業(yè)為例，《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程采用的是2018年由地質(zhì)出版社出版的《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》（第七版），屬普通高等教育“十二五”國家級規(guī)劃教材，由張人權(quán)、梁杏、靳孟貴等編著，課程設(shè)計總學時數(shù)為40，其中課堂講授40學時，實踐教學0學時。在40個學時內(nèi)講授16個章節(jié)的內(nèi)容，要求學生重點掌握水文地質(zhì)學的基本概念、基本原理與基本分析方法，并在此基礎(chǔ)上了解國內(nèi)外最新研究成果，學會提出問題、分析問題及解決問題的思路與方法[3]。對于有經(jīng)驗的教師來說基本可以滿足理論知識的講授，但對于一門理論與實踐緊密結(jié)合的應用性學科來說，課堂設(shè)計只有理論教學是遠遠不夠的，實踐教學是該課程教學體系中必不可少的教學手段之一[4]。水文地質(zhì)學基礎(chǔ)課程中涉及的概念、原理較多，單靠學生課堂講解學習不僅達不到良好的學習效果，而且容易造成理論與實踐的脫節(jié)。

1.2 傳統(tǒng)教學方式弊端日益突出

目前《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的課堂教學中，教師一般采用板書和多媒體相結(jié)合的教學方式，多媒體操作靈活，為輔助教師講解，多用于呈現(xiàn)知識的重點和難點，使教學內(nèi)容在一定程度上更加直觀、形象、生動，但對于課時量安排較少的課程，要在規(guī)定的課時里涵蓋課程的所有內(nèi)容，勢必會造成每節(jié)課教學內(nèi)容過多，信息量過大的問題，不僅讓老師沒有足夠的時間講解課程中的難疑點，學生的接受能力和學習效果也會大打折扣。此外，受去年全球爆發(fā)的新型冠狀病毒疫情的影響，全國高校都積極響應“停課不停學”的號召，傳統(tǒng)的課堂教學受到限制，線上教學勢在必行。線上教學可以突破時空的限制，學生在教師引導下自主開展學習，將傳統(tǒng)的以“教師講授為主”的教學模式轉(zhuǎn)向以“學生自主學習為主”的教學模式，提高了學生自主學習的能力和興趣。然而這種教學模式也存在其固有的問題，如學生在線學習缺乏有效的監(jiān)管，缺乏傳統(tǒng)課堂師生之間的情景課堂教學互動與體驗，實驗實踐教學無法開展等弊端[7]。因此，如何實現(xiàn)傳統(tǒng)課堂教學和新時期線上教學的有效融合，促進教學方法的多樣化改革以適應當代社會對高水平應用型人才的需求是個亟待解決的問題。

1.3 缺少專業(yè)知識與思政教育的深度結(jié)合

在構(gòu)建全員、全過程、全方位“三全育人”的大格局下，高校教學工作者已經(jīng)開始積極探索“課程思政”的育人理念，但對于《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》這門學科來說，在日常專業(yè)教學過程中，思政教育的滲透還遠遠不夠。很多學生掌握了系統(tǒng)的科學文化知識，培養(yǎng)了分析、解決問題的能力品質(zhì)，卻忽略了價值觀的正確引導。

2 《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程教學改革探討

2.1 優(yōu)化教學內(nèi)容，合理增加實踐教學環(huán)節(jié)

我校為應用型技術(shù)大學，目標是培養(yǎng)職業(yè)化應用型人才，強調(diào)培養(yǎng)學生動手實踐能力、綜合素質(zhì)水平與創(chuàng)新思維能力，實踐教學是實現(xiàn)地質(zhì)類專業(yè)人才培養(yǎng)的重要途徑。增加水文地質(zhì)學實踐課程已經(jīng)成為水文地質(zhì)學課程教學體系中必不可少的教學手段之一，在多年的水文地質(zhì)工作和教學研究的基礎(chǔ)上，可從以下兩個方面豐富該課程的實踐教學內(nèi)容。

（1）增加實驗教學課時。實驗教學是高等院校教學不可或缺的重要組成部分，是理論聯(lián)系實際的橋梁，更是培養(yǎng)學生由知識型人才提升為創(chuàng)新型、應用型人才的重要途徑[5-6]。目前我校環(huán)境與生物工程學院實驗中心占地面積3100m2，儀器設(shè)備2000余臺套，1個校級實驗教學示范中心，擁有環(huán)境化學實驗室、環(huán)境檢測實驗室、環(huán)境工程原理實驗室、水污染控制實驗室、巖礦實驗室、地質(zhì)顯微鏡室、地球物理勘探實驗室等共計22個專業(yè)實驗室。根據(jù)已有的實驗儀器設(shè)備，結(jié)合水文地質(zhì)學基礎(chǔ)課程的相關(guān)特點，合理增設(shè)實驗教學，例如達西滲流實驗、潛水和承壓水模擬實驗、包氣帶毛細測定實驗、孔隙水測定實驗、水質(zhì)分析測定實驗等。通過實驗教學，不僅可以讓學生鞏固理論教學中的基本知識、提高學生實驗技能，更重要的是培養(yǎng)學生綜合分析問題、應用所學知識解決實際生產(chǎn)問題的創(chuàng)新能力。

（2）安排野外實習環(huán)節(jié)。依據(jù)水文地質(zhì)學基礎(chǔ)課程的內(nèi)容和特點，該門課程與實際生產(chǎn)和工程項目緊密聯(lián)系，很多晦澀難懂的知識點必須要經(jīng)過實踐才能真正掌握并理解。在理論授課和實驗教學的基礎(chǔ)上，提供一些野外的實習機會，比如觀察地下水埋藏條件及溢出情況、構(gòu)成含水層的巖層條件、一些特殊的巖溶地貌等，這些不僅可以開闊學生的視野，直觀感受課程帶來的樂趣，還可以對自己掌握的水文地質(zhì)學的相關(guān)知識通過野外實習及時總結(jié)、查缺補漏，不斷提高學生自主學習的能力。

2.2 促進教學方法多樣化，不斷提升課堂教學水平

（1）提升課堂教學表現(xiàn)力。授課教師要充分做好課前準備，熟知教材，精心制作內(nèi)容豐富、知識點凝練、邏輯過程合理的多媒體課件，圖文并茂，對課程中出現(xiàn)的水文地質(zhì)現(xiàn)象配以野外實習的典型照片，對一些抽象的知識點，例如達西定律滲流、地下水流系統(tǒng)、地下水動態(tài)平衡等通過數(shù)值模擬技術(shù)、編程繪圖技術(shù)等進行動態(tài)化的動畫展示，運用啟發(fā)式或者討論式的教學方法，增強與學生之間的互動交流，不斷提升課堂的表現(xiàn)力和趣味性。

（2）課堂教學和線上教學相結(jié)合。隨著知識更新速度的加快和學習資源信息量的急劇增加，開展線上線下混合式教學，培養(yǎng)學生自主學習能力，去應對復雜的問題已經(jīng)成為高校面臨的挑戰(zhàn)[7-8]。依據(jù)《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》的教學實踐，筆者建議對課程中一些基礎(chǔ)性知識通過線上教學的方式，由教師引導學生利用課下碎片時間通過移動電子設(shè)備進行學習。一方面基礎(chǔ)性知識比較淺顯易懂，容易引起學生主動學習的興趣，另一方面可以節(jié)省大量課堂時間，給師生足夠的時間去鉆研復雜性知識，有效利用課程已有的學時安排；而對于課程中一些主觀性問題、知識的重點和難點，特別是實驗操作和野外實習討論則放在集中式課堂授課，也就是線下教學。面對面的溝通交流和現(xiàn)場演示可以加深學生對課程復雜問題的認知和理解，鞏固線上線下教學成果。課堂教學和線上教學相結(jié)合是一種創(chuàng)新學習的教學模式，它能夠突破時空限制，為課程教學全過程提供一個立體的、多維的教學環(huán)境，也讓教與學、線上與線下、課上與課外等實現(xiàn)了有機融合，實現(xiàn)了課程教學的全員、全過程、全方位育人，為深化課程教學改革提供了新的突破方向。

2.3 在非地質(zhì)專業(yè)中開展水文地質(zhì)學基礎(chǔ)課程，促進多學科交叉融合

我校的《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程目前僅在地質(zhì)類專業(yè)中開設(shè)，還未在其他非地質(zhì)專業(yè)中有所涉及。然而此門課程是研究地下水的一門應用學科，地球中無處不在的地下水是各種地質(zhì)作用的積極參與者，與礦業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境、資源調(diào)查、地質(zhì)災害防治、土木工程、計算機數(shù)據(jù)處理等都具有密切的聯(lián)系。針對當前國民經(jīng)濟建設(shè)的需要，及其與眾多學科的交叉融合、相互滲透，《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程已經(jīng)在各類地礦高校的地下水科學與工程、水文與水資源工程、水力學、環(huán)境工程、土木工程、給排水科學與工程、巖土工程、大數(shù)據(jù)技術(shù)等專業(yè)均有開設(shè)[9-10]，并取得了不錯的教學成果。因此筆者建議在生產(chǎn)應用密切聯(lián)系的非地質(zhì)專業(yè)，特別是環(huán)境工程、采礦工程、地下水科學與工程等專業(yè)開設(shè)該門課程。將學習重點放在培養(yǎng)學生的實際應用能力和創(chuàng)新能力上，促進多學科交叉滲透，不僅可以提升教師的多學科教學能力，還可以滿足當前生產(chǎn)實際對新型綜合素質(zhì)人才的需求。

2.4 鼓勵采用生產(chǎn)案例開展教學，充分發(fā)揮我校“雙師型”人才優(yōu)勢

近兩年來，為積極應對世界經(jīng)濟結(jié)構(gòu)發(fā)生重大轉(zhuǎn)向的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，對高校人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)上提出的新要求。我校逐漸構(gòu)建了一支素質(zhì)精良，與高級應用型人才培養(yǎng)相適應的“雙師型”師資隊伍。雙師型教師隊伍具有扎實的理論基礎(chǔ)，豐富的實踐經(jīng)驗，是應用型人才培養(yǎng)的師資保障。在水文地質(zhì)學基礎(chǔ)課程的教學工程中，根據(jù)具體的章節(jié)內(nèi)容，結(jié)合一些水文地質(zhì)相關(guān)的生產(chǎn)案例，指導學生分析問題，解決實際生產(chǎn)問題能力。例如在教材第14章地下水資源與水資源管理的課堂講授中，可以通過某一區(qū)域的地下水資源評價案例，幫助同學們加深對補給區(qū)、徑流區(qū)以及排泄區(qū)的理解。引導其計算地下水的補給量、儲存資源量和可開采資源量。重點理解三種資源量的概念區(qū)別及計算方法，通過生產(chǎn)案例可以把抽象的知識具體化，更容易被學生理解和掌握，可以起到事半功倍的教學效果。

2.5 深挖課程思政元素，拓展教師知識領(lǐng)域

全面推進課程思政建設(shè)，就是要寓價值觀引導與知識傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀[11]。《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》是研究地下水科學的一門實踐性學科，重在培養(yǎng)學生綜合分析問題，解決實際生產(chǎn)問題的能力。該門課程不僅與我們賴以生存的大自然息息相關(guān)，還蘊含著豐富的哲學思辨與人文價值。結(jié)合該學科的知識結(jié)構(gòu)，鼓勵教師深度挖掘提煉專業(yè)知識體系中所蘊含的德育元素和精神內(nèi)涵。開展專業(yè)知識授課和課程思政相結(jié)合，可以進一步拓展教師的知識領(lǐng)域，幫助學生形成辯證性思維，提升學生學習積極性與興趣，使人的思想政治覺悟及愛國情感在日常的學習中得到潛移默化的影響與提升。《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》是一門理論與實踐緊密結(jié)合的應用性學科，強調(diào)理論知識學習的同時應更加注重實踐能力的培養(yǎng)。本文從優(yōu)化教學內(nèi)容、創(chuàng)新多樣化教學方法、促進多學科交叉融合、利用生產(chǎn)案例開展教學及專業(yè)知識與思政教育有機結(jié)合等五個方面提出了新時代背景下《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》課程的教育教學改革路徑，以促進創(chuàng)新型、應用型人才培養(yǎng)。

3 結(jié)束語