巖土工程專業“水文地質”課程教學模式探討

陳潔金，楊 暉

巖土工程專業“水文地質”課程教學模式探討

陳潔金1，楊 暉2

(1.長沙理工大學 土木與建筑工程學院，湖南 長沙 410014; 2.長沙民政職業技術學院，湖南 長沙 410004)

水文地質作為巖土工程專業的專業基礎課，應用性和實踐性強，內容豐富而龐雜，缺乏系統的理論體系。為了適應創新型技術人才培養的需要，結合長沙理工大學精品課程建設項目，通過教學實踐的不斷探索及總結，從教學內容的專業化及模塊化、教材建設及更新、教學方法的多樣化、課程實習實用化等方面進行探討，以期進一步提高教學效果。

水文地質;精品課程建設;教學多樣化;教材建設;課程實習

學生通過對該課程的學習，要求掌握對地下水類型、補徑排的運動規律和水文地質條件的分析、掌握地下水的滲流與巖土的滲透性及地下水涌水量的計算方法，熟悉地下水對地下工程的影響及其防治措施，了解地下水對生態環境、地質災害影響等。使學生經過本課程的學習之后具備水文地質參數的獲取、工程地下水計算以及巖土工程問題中水文地質問題分析的基本素質和能力，加強培養學生的科學思維能力、分析和解決問題能力、動手能力，為從事巖土工程的設計、施工及維護管理奠定基礎。

目前水文地質課程教學和實習的方法、內容等已不能滿足新時期巖土工程人才培養的需要，迫切需要進行改革。本文指出了目前教學與實習中存在的一些主要問題，從教學教材、教學方法、實踐性教學環節等方面進行探討，改進教學質量，豐富教學內容與途徑，增加現場實踐環節，以培養學生實際動手和理論與實踐相結合的能力。

一、課程教學中存在的短板

(一)缺乏相應教材

目前高校應用最多的水文地質教材是王大純先生為工程地質水文地質專業編寫的“水文地質學基礎”和劉兆昌先生為給排水工程專業編寫的“供水水文地質”。兩本教材出發點不一樣，“水文地質學基礎”作為地下水科學入門教科書，主要闡明水文地質學基本概念、基本原理和基本分析方法。而“供水水文地質”從資源的角度出發，在基本概念和基本理論的基礎上主要介紹地下水資源水質評價、水資源勘察以及水資源管理，并重點介紹了地下水污染評價和治理方法。“水文地質”作為長沙理工大學《工程地質》精品課程建設的組成部分，在2007年對水文地質教材進行編寫，主要加入了地下工程的防排水等內容，對水文地質基本原理與方法進行了刪減，作為內部教材進行了三年的教學試驗，效果不明顯，后來又改用王大純先生的“水文地質學基礎”。

(二)單一的教學方法效果不理想

目前，水文地質教學主要采用多媒體教學，其優勢明顯，信息量大、操作靈活、形象、直觀、生動、能激發學生的學習熱情等。但其缺點也很明顯，“信息量大，放映快，來不及理解導致接受的少”，“上課沒有輕松感、教師應多與同學溝通，融為一體，課堂氣氛應活躍一些”，“多媒體要與黑板板書結合”等。教師平時不注重擴充知識內容，僅限于播放一些簡單的圖片，缺乏實踐案例，“填鴨式”教學形式單一，缺乏啟迪性、互動性，導致學生積極性不高，上課睡覺、玩手機、甚者高談闊論。

(三)實踐性教學環節未得到重視

“水文地質”是一門實踐性強的科學，室內實驗和野外實習是水文地質教學中的重要環節，但這一直是我校水文地質教學中的薄弱環節，沒有專門的水文地質實驗室和水文地質實習基地。

(四)課時量少、教學任務重

水文地質內容豐富、概念多、原理多，再加上現在課時縮短嚴重，造成教師在教學重點內容的選擇和學時的分配上顧此失彼，一些重要的知識點少講或漏將，水文地質知識結構的整體性受到破壞，再加上現在的學生自覺性差，導致學生培養質量不高。

二、水文地質課程教學模式探討

(一)講授、實驗與實習有機結合

課堂講授、室內實驗和野外實習是完成水文地質學教學內容的三大必要環節，這三大環節的密切配合和有機結合是水文地質教學的關鍵，這三個環節各有特點，但都是以讓學生掌握水文地質學知識、理解水文地質現象、初步分析和解決水文地質問題為主要目的。在講課中，對基本概念、基本原理要講清楚、講完整，講透徹;而對有些應用性和延伸性內容則留下一些空白，將其交由實驗和實習來填補和延伸，在實踐中靈活掌握基本分析方法，不斷提高分析問題和提出問題的能力。

(二)強化教材建設

如何根據專業對水文地質知識的需求，對專業技能的需求選擇性的構建水文地質課程的課程體系和教學內容是教材建設中迫切需要解決的問題。目前巖土工程專業迫切需要一本適合專業特點的水文地質教材，在“水文地質學基礎”增加教材內容應該包括以下幾個方面:

(1)地下水的儲存與循環;

(2)地下水的物理性質和化學成分;

(3)地下水的運動;

(4)不同地貌下地下水分布特征;

(5)工程建設中常見的水文地質問題;

(6)水文地質參數的確定;

(7)工程地下水計算;

(8)滲流作用下堤壩岸坡穩定性分析;

(9)地下水的監控與量測;

(10)地下水與生態環境;

(11)地下水與地質災害;

(12)地下水污染評價與治理。

(三)模塊化教學模式

水文地質是一門緊密結合工程實際的課程，涉及內容非常廣泛。根據巖土工程專業的特點，按照“新、寬、少、精”的原則對教學內容進行選取，抓住課程的主線，形成了六個主要的知識模塊:地下水的儲存與循環、地下水物理與化學性質、地下水的運動、水文地質參數的確定、工程地下水計算、專門水文地質問題。在推廣模塊化教學方法的過程中，將“一課一人上”變為“一課多人上”的教學模式，每個教師發揮自己科研領域的獨特優勢，將精力集中于自己擅長的一個或幾個模塊，相比傳統教學模式，學生可領略不同教師的不同教學風格，豐富模塊的知識結構，收獲不一般的教學效果。

(四)教學形式多樣化

1.把握主線、突出重點、適當增補應用內容

認真鉆研教材，實踐案例，積極增補新材料、新技術、新工藝的相關知識，保證教學內容的先進性、新穎性與實用性。保持內容結構體系穩定性，凝練與擴充并重，突出重點內容，適當增加工程應用內容。在課程講授過程中，突出重點，主次分明，結合具體工程應用，把涉及到的問題講透徹。

2.教學方法靈活多變

實際教學中，我們靈活地穿插各種不同的教學方法和手段，采用傳統教學與現代教學相結合的方法，講授式教學、案例式教學、討論式教學、研究式教學和工程設計式教學。各種教學模式能培養學生不同的學習能力。

在課程講授過程中，每門學科都有自己的特點和思想，水文地質學是一門應用型學科，是巖土工程的專業基礎課，概念和基本理論豐富，在教學的過程中幫助學生形成“相對”和“系統”的思想，水文地質學的基本概念基本上都是建立在相對于工程應用的基礎上，“含水層”和“隔水層”是兩個相對的概念，不是絕對的，同一套地層在不同的工程中可能是兩套絕然不同的水文特征和水文含義。地下水系統理論都是建立在“系統理論”的基礎上，如果教學過程能注重思想的培養，往往會收到意想不到的效果。

案列式教學能培養學生解決實際問題的能力，譬如首先通過多媒體演示開灤趙各莊礦九東F3斷層突水災害，分析煤礦開采過程中涌突水的特點以及礦區地下水系統的特點，讓學生分組討論如何有效防治突水災害，如何進行超前預報預警。指令學生分組進行課下資料查詢、問題研究與總結，以調查報告、研究論文方式提交作業。

工程設計式教學是針對具體水文地質問題，讓學生進行課程設計，基坑降水是巖土工程師經常遇到的問題，為此，要根據地形條件，土壤的性質，地下水位的高低和滲水量的大小，采取有效的工程措施，使施工時基坑處于干燥狀態。課前老師準備一個具體工程實例，在課堂上老師首先講解基坑降水設計中應該注意的具體事項，然后讓學生進行設計，包括涌水量計算，井點管數量與井距的確定，以及抽水設備的選擇等，最后有針對性總結學生在設計過程中存在的主要問題，這樣能讓學生感覺學以致用，增強學習主動性。

多種教學模式的有機結合，相互相成，全方位培養學生的綜合素質，在實際中體現“寬口徑、厚基礎、高素質”的高等教育新導向。

3.多形式的考核方式

水文地質課程的教學環節分三部分組成，首先是課堂理論知識講授，其次是室內實驗，最后是野外地質實習，學生學習成績的評定也主要是這三部分組成，多模式教學下，每學期至少有4～5次課程設計、調查報告或研究論文。從理論知識掌握程度、自主學習能力、分析解決問題能力和動手創新能力等多方位、多層面對學生進行考核，綜合評定學生的課程學習成績。

三、結論

教學方法與手段是高等教育研究的一個重要主題，水文地質作為巖土工程專業的專業基礎課，應用性和實踐性強，內容豐富而龐雜，缺乏系統的理論體系。目前課時量減少、教學任務重、實習基地少，實踐不規范，嚴重影響水文地質課程的教學質量，為了適應創新型技術人才培養的需要，結合長沙理工大學精品課程建設項目，通過教學實踐的不斷探索及總結，從教學內容的專業化及模塊化、教材建設及更新、教學方法的多樣化、課程實習實用化等方面進行探討，并通過近幾年的教學實踐，我們嘗試進行了教學內容和方法的改革，并取得一定的效果和經驗。此教學模式供相關專業老師參考。

［1］梁四海，周訓.“水文地質學”實踐教學改革點滴體會［J］.中國地質教育，2005，(2).

［2］馬亞杰，常江，韓秀麗.“水文地質學基礎”課“精小化”實踐［J］.河北聯合大學學報(社會科學版)，2012，12 (4).

［3］梁宜林.礦山地質基礎教學課程體系改革研究［J］.長春工程學院學報(社會科學版)，2003，4(1):51～52.

G640

A

2095-4654(2014)08-0008-02

2014-04-20