談《工程地下水》課程的教學(xué)與實(shí)踐＊

唐益群，嚴(yán)婧婧

（1.同濟(jì)大學(xué) 巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 楊浦區(qū) 200092；2.同濟(jì)大學(xué) 地下建筑與工程系，上海 楊浦區(qū) 200092）

一、前 言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，工程建設(shè)中由地下水引發(fā)的工程地質(zhì)與環(huán)境問(wèn)題日益突出。作為地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，《工程地下水》課程從工程角度出發(fā)，探討地下水的性質(zhì)、地下水所引發(fā)的工程地質(zhì)問(wèn)題與防治等，通過(guò)本課程的教學(xué)希望學(xué)生能夠?qū)W習(xí)并思考如何避免或減輕由于地下水問(wèn)題引發(fā)的工程地質(zhì)問(wèn)題與環(huán)境問(wèn)題。

在《工程地下水》課程教學(xué)過(guò)程中深深地感到，教師的教學(xué)水平直接影響人才培養(yǎng)的質(zhì)量，教師的教學(xué)方法又直接影響學(xué)生接受知識(shí)的深度與分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在課堂教學(xué)過(guò)程中，教師站在講臺(tái)上照本宣科，學(xué)生在臺(tái)下昏昏欲睡，課堂上接受到的知識(shí)少之又少，而為了應(yīng)付考試，課下又得花費(fèi)數(shù)倍的時(shí)間來(lái)自習(xí)。而對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的教師來(lái)說(shuō)，如何合理地運(yùn)用各種教學(xué)方法和技巧，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使得學(xué)生能夠輕松接受知識(shí)并且經(jīng)久不忘，這也是一種教學(xué)技巧，也是一門(mén)學(xué)問(wèn)。

二、《工程地下水》教學(xué)實(shí)踐

《工程地下水》是一門(mén)與工程實(shí)踐結(jié)合緊密的課程，但是由于學(xué)時(shí)數(shù)的限制，學(xué)生并沒(méi)有更多的時(shí)間真真去接觸工程實(shí)踐，為了使學(xué)生能夠?qū)虒W(xué)內(nèi)容更深入地理解，這就需要教師從多方面、多角度地為同學(xué)做講解，并穿插工程實(shí)例的介紹使得書(shū)本上的知識(shí)鮮活起來(lái)。筆者在多年講授這門(mén)課程的教學(xué)實(shí)踐中，在理論與實(shí)踐的結(jié)合上取得了比較好的教學(xué)效果，歸納后有以下幾方面的感想，供有關(guān)教學(xué)人員參考。

（一）多種教學(xué)手段相結(jié)合

在這個(gè)信息化的時(shí)代，許多教師都會(huì)結(jié)合幻燈片、動(dòng)畫(huà)、視頻等多種方式來(lái)進(jìn)行授課。筆者認(rèn)為這是一種很好的方式，因?yàn)樗环矫嬗捎谛畔⒘看螅梢怨噍斀o學(xué)生更多的知識(shí)，另一方面可以通過(guò)形象生動(dòng)的圖像來(lái)刺激學(xué)生的感官，使得學(xué)生對(duì)于所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生濃厚的興趣。例如，筆者在介紹降水井的布置、井身結(jié)構(gòu)、濾管構(gòu)造時(shí)，配以相應(yīng)的圖片，可以用較短的時(shí)間就將一個(gè)問(wèn)題解釋清楚，同時(shí)學(xué)生又有了一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，記憶也更加深刻。在課程后期，筆者安排學(xué)生觀看了一部某隧道施工排水的錄像，通過(guò)這個(gè)錄像使得學(xué)生對(duì)于所學(xué)的諸如知識(shí)在實(shí)際工程中的實(shí)際應(yīng)用有了一個(gè)更為清晰的認(rèn)識(shí)。這些動(dòng)畫(huà)、錄像所提供的形象資料，以動(dòng)態(tài)畫(huà)面的組合并側(cè)重于圖形的宏觀和微觀的表現(xiàn)，既能彌補(bǔ)教材、幻燈片上平面圖的不足，又能將施工排水細(xì)節(jié)描寫(xiě)與全景結(jié)合起來(lái)，畫(huà)面豐富多彩，生動(dòng)、簡(jiǎn)潔、清楚的解說(shuō)，配以和諧的音樂(lè)，并能在關(guān)鍵之處多次重復(fù)，不僅可以使得教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)突出，還能為學(xué)生創(chuàng)造一種身臨其境的學(xué)習(xí)環(huán)境，以取得更好的教學(xué)效果。

當(dāng)然，事物都具有兩面性，多媒體教學(xué)雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但也不是萬(wàn)能的，對(duì)于多媒體的完全依賴(lài)是不可取的。因此，在《工程地下水》課程教學(xué)中，對(duì)于學(xué)生比較難以掌握的重點(diǎn)問(wèn)題，筆者會(huì)在黑板上以板書(shū)形式進(jìn)行畫(huà)圖、說(shuō)明、列式等為學(xué)生解釋。例如，在講解地下含水層計(jì)算公式推導(dǎo)時(shí)的勢(shì)函數(shù)及勢(shì)的疊加原理時(shí)，筆者先通過(guò)畫(huà)圖解釋了源點(diǎn)、匯點(diǎn)以及勢(shì)的概念，以及其是如何引入本學(xué)科解決地下含水層計(jì)算公式的，形象易懂；之后逐一介紹了含水層的勢(shì)函數(shù)、單一抽水井的勢(shì)函數(shù)、如何利用勢(shì)的疊加原理求解有邊界時(shí)井的計(jì)算公式以及求解井群的計(jì)算公式，這樣由易到難，由簡(jiǎn)到繁，一步步分析、求解、邏輯嚴(yán)密，推理順暢，前后關(guān)系一目了然，學(xué)生理解得也很透徹。

總之，在這門(mén)課程的講解中，筆者努力將傳統(tǒng)的教學(xué)方式與新型多媒體教學(xué)方式有機(jī)結(jié)合，使課堂講課效率達(dá)到了最佳效果。

（二）教師講授與課堂討論相結(jié)合

古人有很好的讀書(shū)經(jīng)驗(yàn)：“俯而讀，仰而思”，也就是說(shuō)讀書(shū)學(xué)習(xí)應(yīng)該和思考緊密結(jié)合［1］（P117）。過(guò)去，在課堂教學(xué)中許多教師仍然采取的是填鴨式的授課方式，將知識(shí)一滴不剩全都灌入學(xué)生的腦中，這使得許多學(xué)生不再動(dòng)腦思考問(wèn)題，只是等待著教師給以標(biāo)準(zhǔn)答案。這種傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式，過(guò)多地凸顯了教師在教學(xué)過(guò)程中的主導(dǎo)性，教師主宰一切，忽視了學(xué)生的主體性和創(chuàng)造性，嚴(yán)重削弱了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能動(dòng)性，使“教”與“學(xué)”嚴(yán)重地失去了平衡。

在《工程地下水》課程教學(xué)方法改革過(guò)程中，考慮采用一種雙向活動(dòng)，即同時(shí)發(fā)揮教師和學(xué)生兩個(gè)方面的積極性，兩個(gè)積極性要相互協(xié)調(diào)，相互配合，才能取得最佳的教學(xué)效果。因此，筆者采用了課堂教學(xué)與討論相結(jié)合的教學(xué)形式，讓學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。例如，在講解孔隙水壓力對(duì)土體強(qiáng)度的影響時(shí)，筆者提出了“何為主固結(jié)，何為次固結(jié)，兩者發(fā)生的時(shí)間順序是怎樣的？”這看似是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，但如果平時(shí)學(xué)習(xí)時(shí)并未深入思考過(guò)，正確回答這個(gè)問(wèn)題也是有一定難度的。筆者在學(xué)生討論的過(guò)程中通過(guò)點(diǎn)撥，并鼓勵(lì)學(xué)生各抒己見(jiàn)，通過(guò)畫(huà)圖等方式表達(dá)自己的看法，這樣討論得到的知識(shí)能夠讓學(xué)生認(rèn)識(shí)更加深刻，課堂氛圍也更加活躍。又如，在講解過(guò)濾器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，筆者提出了一個(gè)“是否濾水管長(zhǎng)度越長(zhǎng)，出水量就越大？”的問(wèn)題，并引導(dǎo)學(xué)生從水泵的流量、濾水管直徑到含水層性質(zhì)等方面進(jìn)行分析討論。這樣通過(guò)分析、思考、討論所得到的不僅僅是一個(gè)問(wèn)題的答案，還能夠讓學(xué)生之間相互借鑒，取長(zhǎng)補(bǔ)短，最終得到的知識(shí)不僅理解透徹，而且記憶深刻。同時(shí)，由于教師在課堂上隨時(shí)提問(wèn)，學(xué)生們便有一種緊張感而始終全神貫注地聽(tīng)講，課堂效率較高。

在課堂討論過(guò)程中，教師的角色是很重要的。首先要求教師所提出的問(wèn)題是有一些深度但容易被同學(xué)所忽略的；而在之后在討論中，學(xué)生提出觀點(diǎn)后，教師也并不應(yīng)馬上發(fā)表看法說(shuō)對(duì)或錯(cuò)，而應(yīng)讓更多的學(xué)生都能夠表達(dá)自己的想法。往往一個(gè)學(xué)生的某一點(diǎn)想法就給其他學(xué)生以靈感，然后層層遞進(jìn)，教師在適當(dāng)時(shí)加以啟發(fā)，最后便找到了問(wèn)題的答案。有時(shí)，筆者會(huì)僅就學(xué)生們回答問(wèn)題的思路進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評(píng)，并不會(huì)提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案，目的是讓學(xué)生能夠在課后查閱一些資料，這樣既不會(huì)給學(xué)生限定一個(gè)框架，也能夠使學(xué)生在自己尋找答案過(guò)程中對(duì)問(wèn)題的理解更加深刻一點(diǎn)。正可謂“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”，唯有將學(xué)習(xí)與思考緊密結(jié)合，才能夠達(dá)到最佳效果。

（三）課堂教學(xué)與課后作業(yè)相結(jié)合

布置作業(yè)是與課堂教學(xué)緊密結(jié)合的一種教學(xué)手段，適當(dāng)?shù)夭贾靡恍┳鳂I(yè)有助于學(xué)生更好地理解課堂所學(xué)內(nèi)容，將其運(yùn)用于實(shí)際工程中。筆者認(rèn)為，作業(yè)不在多而在精，合理地而適量的課后作業(yè)，不僅能夠讓學(xué)生溫故知新，還應(yīng)當(dāng)給以一定的自主發(fā)揮空間，可以有所創(chuàng)新。在《工程地下水》課程中，筆者就布置了幾次很有代表性的作業(yè)，對(duì)于學(xué)生理解掌握課程內(nèi)容幫助很大。

在布置作業(yè)時(shí)，首先要考慮作業(yè)的內(nèi)容。《工程地下水》這門(mén)課程中筆者準(zhǔn)備了內(nèi)容豐富、涵蓋了諸多方面的作業(yè)。例如根據(jù)抽水試驗(yàn)資料用靈敏度分析方法計(jì)算導(dǎo)水系數(shù)和貯水系數(shù)，學(xué)生可以用自己熟悉的編程語(yǔ)言完成作業(yè)；降水鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，學(xué)生可以用CAD完成繪圖；水質(zhì)分析報(bào)告可以讓學(xué)生聯(lián)系之前水文地球化學(xué)課程的相關(guān)知識(shí)。通過(guò)獨(dú)立思考完成作業(yè)，可以使得學(xué)生對(duì)于課程中的知識(shí)有一次系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，對(duì)知識(shí)的應(yīng)用也有了進(jìn)一步的提高。其次，在作業(yè)的檢查形式上，筆者不再拘泥于過(guò)去的教師批改，而是大膽創(chuàng)新，采用了學(xué)生互動(dòng)的新模式。例如，課程中與工程結(jié)合最為緊密的一次作業(yè)是輕型井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)，從井點(diǎn)的布置到井點(diǎn)管管身的設(shè)計(jì)，可以算是一個(gè)較小的工程項(xiàng)目。筆者希望學(xué)生能夠通過(guò)作業(yè)，了解工程中降水方案與輕型井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，對(duì)于學(xué)生們今后的工作很有幫助，也體現(xiàn)了《工程地下水》課程教學(xué)中“工程”二字的意義。在作業(yè)布置一周后的課堂上，筆者分別讓四位學(xué)生在黑板上書(shū)寫(xiě)好自己的計(jì)算過(guò)程，并要求其余學(xué)生參照上述四位學(xué)生的計(jì)算過(guò)程進(jìn)行自我評(píng)判，然后另請(qǐng)四位學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。“溫故而知新，可以為師矣”。在這堂課上，學(xué)生充當(dāng)了教師的角色，通過(guò)一寫(xiě)一評(píng)，學(xué)生們學(xué)習(xí)到了他人的長(zhǎng)處，并認(rèn)識(shí)到自己方案的不足；對(duì)于有異議的地方，通過(guò)討論來(lái)解決，使得學(xué)生對(duì)于工程降水的原理有了更加深入的理解。

（四）理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合

達(dá)爾文曾說(shuō)：“最有價(jià)值的知識(shí)是關(guān)于方法的知識(shí)。”因此，單單通過(guò)理論教學(xué)還不能夠完全達(dá)到教與學(xué)的最高境界，只有將理論運(yùn)用于實(shí)踐，讓學(xué)生掌握了理論知識(shí)運(yùn)用的方法，才算是將最有價(jià)值的東西傳授給了學(xué)生。

因此，在結(jié)束了理論教學(xué)后，筆者還為學(xué)生安排了與《工程地下水》課程相配合的抽水試驗(yàn)，這為學(xué)生提供了一個(gè)理論與實(shí)踐相結(jié)合的好機(jī)會(huì)。雖然課堂上教師已經(jīng)介紹過(guò)了穩(wěn)定流、非穩(wěn)定流的抽水試驗(yàn)原理，地下水流量、水位的測(cè)量方法，含水層滲透系數(shù)、導(dǎo)水系數(shù)、貯水系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)的求解過(guò)程，但是真正到抽水試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)還是需要學(xué)生耐心地學(xué)習(xí)流量、水位的測(cè)量方法以及如何操作，如何記錄等等。在現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，則要求學(xué)生能夠正確熟練地運(yùn)用配線法、直線法、水位恢復(fù)法等方法計(jì)算含水層的滲透系數(shù)、導(dǎo)水系數(shù)、貯水系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)，了解它們的具體適用條件，能夠知曉如何判別、剔除或修正不合理的試驗(yàn)數(shù)據(jù)等。由此可以看出，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)的實(shí)際操作，不僅鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，而且在實(shí)踐中深化了理論知識(shí)，并學(xué)會(huì)了知識(shí)的運(yùn)用。

三、結(jié) 語(yǔ)

一種好的教學(xué)方法，能夠有效地提高課堂效率。教學(xué)不應(yīng)是教師單方面的講授，而應(yīng)是教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)，營(yíng)造好和諧的課堂，和諧的課堂，能體現(xiàn) “教”與“學(xué)”的和諧發(fā)展，能促進(jìn)學(xué)生智力的發(fā)展，知識(shí)的掌握和能力的提高，實(shí)現(xiàn)“和諧”教育教學(xué)的目標(biāo)［2］（P235）。教師通過(guò)各種教學(xué)方法，如多媒體教學(xué)、手繪圖、掛圖等形象的物件，來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，如果學(xué)生能夠在課堂上勤于思考，善于總結(jié)，并能夠熟練運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，才能夠很好地保證教學(xué)質(zhì)量。在《工程地下水》這門(mén)課程教學(xué)中，筆者運(yùn)用各種教學(xué)技巧與方法，使學(xué)生不僅能夠?qū)τ诶碚撝R(shí)了解透徹，同時(shí)也學(xué)會(huì)了將理論知識(shí)應(yīng)用與工程實(shí)際，由此感到這是一個(gè)比較成功的教學(xué)實(shí)踐，故總結(jié)歸納成文，拋磚引玉，供有關(guān)教學(xué)人員在教學(xué)過(guò)程中借鑒、參考。

［1］唐益群，羅玉珊.從學(xué)生的角度淺析教與學(xué)［J］.邯鄲學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，21（1）.

［2］蔣 頎.構(gòu)建和諧課堂的心理學(xué)思考［J］.大眾科技，2011（7）.