非地質專業“水文地質學基礎”課程教學改革探索

張良　劉小滿

[摘 要]“水文地質學基礎”是地礦類高校中和地質學科相關的非地質專業的重要基礎課，課程內容豐富，基礎理論性很強。以河南理工大學地球信息科學與技術專業為例，對非地質專業“水文地質學基礎”課程的授課現狀進行分析，闡述課程教學中存在的問題，針對不同專業對水文地質知識的需求不同，對課程內容的選擇和授課方式的多樣化等方面進行探索，從而提出改革的舉措。

[關鍵詞]非地質專業 水文地質學 教學改革

[中圖分類號] G423.07 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）18-0172-02

水文地質學是研究地下水的科學，主要研究地下水在與巖石圈、地幔、水圈、大氣圈、生物圈和人類活動相互作用下，其水量與水質在時間和空間上的變化，以及對各個圈層產生的影響，從而服務于人與自然協調的可持續發展。[1]以河南理工大學為例，水文地質學是該校地質工程和水文與水資源工程專業的一門主干專業基礎課，同時也是勘查技術與工程、地球信息科學與技術、土木工程等專業的重要基礎課，是一門比較系統、基礎理論性很強的地質學課程。

河南理工大學地球信息科學與技術專業（以下簡稱“地科”專業）主要學習地球科學與信息技術相關的基礎理論知識與技能，培養具有扎實的地學理論基礎，掌握地學信息獲取與處理、地球物理勘探技術、地學軟件開發，能從事國土資源數字化、遙感及地球信息識別、處理與分析的高級專門人才。筆者去年負責地球信息科學與技術專業2009級學生的“水文地質學”這門課的教學工作。“水文地質學”是該專業的專業限選課，2009級兩個班共54名學生，其中48名學生選擇此課。通過課程的學習，掌握水文地質學的基本概念、基本理論和方法，對于以后該專業學生畢業后從事相關工作提供理論依據。因此，作為任課教師，搞好非地質專業“水文地質學”課程的教學工作，顯得尤為重要。

一、非地質專業“水文地質學基礎”授課現狀分析

以河南理工大學為例，目前，在地科專業、勘查技術與工程等和地質學科相關的非地質專業中，水文地質學作為專業限選課，有逐漸被萎縮和淡化的趨勢，主要表現在一是同為地質相關專業，課程性質由必修變為限選，二是野外實踐教學環節減少或取消，三是學時數減少。究其原因，主要是制訂專業教學大綱時，討論不充分，另外學校資金投入不夠。地質學科實踐性較強，野外實踐花費較高，對于學院而言，實習經費主要花在地質專業的相關課程的實習上，而非地質專業的一些地質基礎課程就處于尷尬的境地。

二、非地質專業“水文地質學基礎”教學中存在的問題

一是學時較少。對于非地質專業學生學習水文地質學課程，由于缺少相關基礎知識，必須拿出較多的時間學習水文地質基礎知識，因而學時數需求較大。比如，中國地質大學的“水文地質學基礎”課程50學時，包括實習和實驗10個學時，同濟大學的“水文地質學實驗”13學時，而我校地科專業開設此門課程只有32學時，并無實驗和實習課。“水文地質學基礎”中基礎知識較多、概念繁雜，在有限的學時內學好這門基礎課難度較大。二是野外實習與理論學習時間安排有矛盾。地科專業在大一下學期有嵩山地質認識實習，其中一條線路是水文地質實習，而地科專業開設這門課在大四上學期。學生在沒有學這門課時就去現場實習，導致老師講得很多，學生由于沒有基礎，聽得也很茫然。三是教學內容的學時分配上存在問題。在編寫教學大綱時，是根據總的教學目標先將學時確定下來，然后根據學時來編寫教學大綱，這就造成在教學內容的選擇和學時的分配上存在矛盾。

三、教學探索

筆者在“水文地質學基礎”課程的教學基礎上，針對地科專業，在教學內容和授課方式上進行探討，僅供借鑒。

（一）授課內容的選擇

1.授課內容重點突出

筆者在授課時參考的教材為《水文地質學基礎》（王大純編）和《水文地質學基礎》（第六版，張人權等編）。由于學時的關系，教師不可能采取全篇精講的方式來教課，只能有所側重的教授并使學生掌握水文地質學的一些概念，如巖石的水理性質、地下水的賦存等，地下水運動的基本規律、地下水補給與排泄進行重點講解，地球上水的分布及地下水與環境等方面的內容比較簡單，通俗易懂，讓學生自學即可。

2.補充內容，擴展學生知識面

鑒于地科專業是地質與信息技術相結合的專業，河南理工大學又為煤炭主體專業為主的高校，多數學生畢業后去煤礦企業就業，所以筆者在授課時加入了煤礦水害防治信息化、相關研究生優秀碩士論文、課題科研報告等方面的內容，使學生了解所學知識在實際生產中的應用情況，拓寬學生的知識面，增加學習此門課程的興趣，培養學生的創新意識。

3.增加實驗環節

另外，在授課中安排4～6個學時做水文地質學實驗，測定巖石的水理性質，如持水度、給水度、孔隙度、容水度等，理解地下水賦存和運移參數及相互關系；測定滲透系數，理解達西定律的物理意義。在實驗中，避免“教師說得多，學生做得少”的局面，讓學生先回顧相關概念和知識，然后按照實驗步驟來做實驗，引導學生發現一般規律，提出問題，而后老師解答問題。通過做實驗，鍛煉了學生的動手操作能力，并且能使學生更深刻的理解相關知識。

（二）授課方式的多樣化

1.“討論式”教學法的應用

在上每一節課之前，先提出幾個和本節課有關的問題，供學生思考。可以集體討論，如果學生都明白，就稍微一點就過；如果學生想不到，就給予適當的引導，最后講原理和方法，讓學生徹底明白。引導學生將知識和實例結合起來，啟發學生的思維，激發學生濃厚的興趣。如在講地下水化學成分形成作用時，可以從灰巖地區泉口出現鈣化的原因，提出為什么油田儲層地下水中H2S、NH4+濃度較高，而SO42-，NO3-含量很低等問題；在講地下水與環境的內容時，提出水質引起的氟斑牙、水垢、地面沉降等問題。

2.多媒體教學手段的使用

隨著信息化的普及，現在高校課程都采取多媒體教學。多媒體傳遞的信息量大，可以豐富教學內容，圖文并茂，可以彌補有限的學時滿足不了教學任務的情況。但同時應該注意，利用多媒體教學，授課速度容易加快，為了讓學生對所學知識消化吸收，要避免“念屏”現象。[2]多媒體不能完全替代課堂板書，課堂教學中應該板書與多媒體結合使用。比如在講“流網繪制”這一節時，在多媒體上可以列出繪制流網的具體步驟和流網成圖，但是如何畫流網必須要現場板書演示，教會學生如何根據邊界條件確定等水頭線或流線，然后根據流線和等水頭線正交規則，得到正交網格即流網圖。如果只給出步驟和流網成圖，學生對流網的繪制還是一頭霧水。

3.角色互換法的使用

角色互換即為學生當老師，老師當學生。將班級分成若干小組，每小組3～5人，在每次課下課時，給某一小組布置任務（可以是即將上課的內容，也可以是針對某種現象進行解釋等），下次課上課前抽出10～20分鐘讓他們對任務進行講解（小組選出代表講解，其他人輔助解答），之后老師和其他學生都可以進行點評或討論。這樣可以讓學生產生動力多去查閱資料，多思考，真正達到師生互動，避免一貫的老師講、學生聽的被動局面。

4.教學與實踐相結合

在課堂上主要是注重概念、原理和方法的講解，要結合現場實踐，注重對學生感性認識和實際操作能力的培養。在本課程的教學過程中，可以利用學校處于以煤炭為主要工業的焦作的優勢，帶學生深入礦區，了解礦區水資源的概況、區域地質條件和水文地質條件，了解地下水的補徑排的關系，感性認識煤炭開采引起的地面沉降、巖溶塌陷等環境地質問題，結合“專門水文地質學”和“地下水動力學”等課程的學習，探討煤礦突水的防治方法，使理論與實踐相結合。

四、結語

水文地質學基礎是“地科”專業比較重要的專業基礎課，課程內容豐富，概念較多，理論性較強，教學難度較大。非地質專業在水文地質課程教學中，要根據不同專業對地質知識的需求選擇授課內容[3]，同時教學過程中，教師要注意授課方式的多樣化，讓學生參與教學中來，達到師生互動，最終使學生的綜合素質和創新能力得到提高。

[ 注 釋 ]

[1] 張人權，等.水文地質學基礎[M].北京：地質出版社，2011.

[2] 郭會榮，梁杏，孫蓉琳，高云福.《水文地質學基礎》課程多媒體教學改革與實踐[J].湖南環境生物職業技術學院學報，2007（4）.

[3] 朱崇輝，劉俊民，嚴寶文.工程地質與水文地質課程教學改革研究[J].水利與建筑工程學報，2010（2）：40.

[責任編輯：鐘 嵐]