高校水文地質學課程實踐性教學模式研究

郭亮 張軍偉 黃璐

摘要：作為地下水學科的入門課程，水文地質學的理論教學與實踐教學各行其道、彼此獨立，重理論輕實踐，重課堂輕實習，重卷面成績輕動手能力的現象在高校中普遍存在，割裂了學生對地質學知識體系連貫認知的同時亦束縛其思維創造性和實踐創新能力，阻礙新時期地質工程應用型人才培養目標的實現。本文基于課程屬性與施教現狀的詳細分析，闡述了水文地質學教學革新的必要性，提出了包括創建野外地質實習和校內實驗室操演兩大實踐教學平臺在內的一些提升地質工程專業實踐性教學成效的革新舉措。研究也可為其他高校地質工程應用型人才實踐教學提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞：高等教育；水文地質學；實踐性教學；教學革新

中圖分類號：G642 文獻識別碼：A 文章編號：1674-9324（2019）23-0126-03

一、引言

巖、土、水是人類認識地球的三大主線，也是各類工程活動賴以依存的物質基礎。為了更好地認知水，從研究地下水自然現象、形成過程及其基本規律出發，逐步演變為對地下水的定性、定量評價，20世紀30年代發展成為一門系統、完整、獨立的學科即水文地質學。旨在探究地下水與周圍環境及人類活動相互作用下的水質、水量變化規律，尋求合理利用水資源并防治地下水危害的有效方式，在滿足經濟建設和工程發展需求的前提下運用這些規律興利除害、造福人類[1]。

作為環境地質工程、水文與水資源工程等專業學生接觸地下水科學的入門課程，水文地質學以認知為基礎，力求闡明地下水的基本概念、基本原理和基本分析方法；以能力培養為中心，使學生深入理解基本概念、融會貫通基本原理、靈活掌握分析方法[2]。以求在工程實踐中遇到復雜水文地質問題時能正本清源、舉一反三[3]。

然而，在過去很長一段時期內，許多高校的水文地質學課程在課堂理論教學與野外實踐教學方面卻彼此獨立，出現了重理論輕實踐，重課內輕課外，重卷面成績輕動手能力的現象[4]。人為割裂了學生對地質學知識體系的連貫性認知，不僅嚴重束縛個體對象的思維創新與能力提升，而且直接導致高等教育的培養目標普遍背離科研院所和施工單位的實際需求[5]。

另外，水文地質學科領域基本概念多、涉及知識面廣、信息量大。以往的培養模式下，教師只顧單向輸出知識，很少考慮學生的接收能力；與此同時，學生往往將自己大量的時間與精力耗費在概念、詞匯、專業術語的識記方面，對教師所授知識的吸收成效平平。久而久之，課堂上出現“教師一人唱戲，學生集體失語”的現象不足為奇。

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》明確要求：“遵循人才成長規律，深化教育教學改革，形成各類人才輩出、拔尖創新人才不斷涌現的局面。”對旨在培養創新人才的高等教育而言，革新教學模式，探索便于激發學生創新意識、創新精神和創新能力的新型教學方法勢在必行[6]。

二、教學革新舉措

針對此類專門研究地下水的學科，水文地質學教學革新應從以下幾方面著手。

（一）專業理論與實踐教學并舉

理論是實踐的基礎，實踐是理論學習的目的，兩者相輔相成，缺一不可。俗話說：實踐面前出真知，實踐才是檢驗理論的唯一途徑。學生通過實踐可以學到更多書本上接觸不到的知識，會有思想性、經驗性和規律性的收獲。然而只有當理論與實踐齊頭并舉時才能達到“1+1>2”的超凡效果。為了早日達成新時期地質工程應用型人才培養目標，水文地質學在施教過程中必須摒棄“重理論、輕實踐”的陳舊思想，著力推進專業理論與實踐教學并舉的教學模式。

實踐教學通常包括野外實習和實驗室操演。因便于調動主觀能動性，激發積極探索熱情，實踐教學的過程亦是針對性訓練學生水文地質思維，提升科研水平與服務社會能力的過程，有助實現學生動手能力和解決實際問題能力等綜合素養的全面提升。①野外實習方面。作為地質學的一條分支，水文地質學的學習要求學生具有一定的地學知識儲備，如巖石學、礦物學及構造地質學等基礎知識。野外實習恰恰為其提供一條便捷的查漏補缺途徑，通過直觀感受地質現象，激發個體主動探索的熱情，有助學生對抽象概念的深刻理解。如讓學生參與野外原位試驗（抽水試驗、壓水試驗、滲水試驗）的設備安裝、數據采集、分析處理等環節，加深學生對水文地質參數（貯水系數、導水系數、滲透系數等）的理解與認知。進一步而言，學生經歷實踐鍛煉會不自覺地將野外洞察的現象與發現的問題跟書本知識比對、修正，自然深化其對理論知識的認知水平。②實驗室操演方面。充分發掘實驗室此類常規教學平臺的實物演練功效，為學生創造實際操練機會，進而提升其動手能力與實操水平。比如，利用常規水文地質參數室內測試儀，演示孔隙或裂隙介質導水系數、儲水系數、持水度、給水度等參數的室內測定方法及流程，教授學生水文地質參數的測量技巧與注意事項，讓學生在實操中發現問題、解決問題，進而舉一反三、深化提升。

（二）拓寬知識面，增強實用性

師者：傳道、授業、解惑。自古以來，教師的職責都不局限在傳授書本知識，更重要的則在于引導學生開闊眼界范圍、拓寬知識領域，洞察前沿科學的研究現狀及發展趨勢。眾所周知，科研是教學的“源頭活水”，是感知學科前沿動態、提升師者業務水平的重要途徑。科研動態的時時關注促使教師將本領域前沿學術成果不斷充實到自己的課堂教學中，及時填補原有課程體系與最新研究成果間的“知識斷層”，從而吸引學生關注的熱情、激發探索的動力。通常，科研水平高的教師往往對教學內容思考得更加清晰透徹，對關鍵知識點把握得更為準確深刻，更易在教學中做到深入淺出、從容自若。

施教時教師將課堂教學內容與自己的科研成果結合，明確所授方法理論的適用對象、擴展尺度及其延伸范圍。此舉不僅有助于拓寬學生的知識面，更益于全面構建實用性知識體系。另外還可以在課堂中適時穿插講述一些自己的科研經歷（特別是遭遇的科研難題及解決辦法），給學生提供一種站在“老師的視角”思考并解決問題的全新體驗，拓寬學生知識面、鍛煉思考能力的同時培養其嚴謹的治學態度和刻苦的學習精神。比如，教師可依托自己正在承擔的科研課題，將研究成果或實施經驗以第一人稱的口吻給學生講述，給學生提供難得的開闊眼界的機會。

針對水文地質學這類與人們生產和生活緊密相關的課程，教學過程中更應從發展生產與提高生活的實際需求出發，構建實用性教學體系。比如，長期以來受人類活動影響，地下水的賦存、補給、徑流和化學成分均有一定差異。教學過程中帶領學生開展野外水文踏勘，結合現場踏勘編制而成的潛水等水位線圖、承壓水等水壓線圖、總礦化度試驗分析地下水動態變化規律及誘發化學組分變化的原因，為合理開采地下水及防治地下水污染此類實用性課題提供科學指導。另外，通過巖溶及巖溶水發育規律的系統探究分析地下水給實際工程建設或礦山開采造成的不利影響，進一步有針對性地制定高效實用的防治措施。

（三）巧用多媒體，捕獲學生心

大多數學生都有一種心理傾向：喜歡某位老師就會愛屋及烏地喜歡他所講授的課程；哪門課程的課堂氣氛活躍，便偏向于喜歡哪門課。可見，為了吸引學生的學習興趣，激發學生的學習熱情，教師要善于將心理學中的“負強化理論”運用到自己的課堂教學當中。比如，授課時盡可能借助或發掘形式多樣、活靈活現的教學素材或輔助工具，其中功能強大、圖文并茂的多媒體課件便是現代課堂教學的一件“利器”。

眾所周知，課堂板書（黑板加粉筆）此類傳統教學手段對概念的闡釋或理論的講解通常是不具體的，學生往往無法獲取直觀感受。多媒體的出現改變了傳統單一的教學手段，將抽象晦澀的書面知識直觀形象化。形象的素材比抽象的概念更易被大腦接受和識記，有助于激發學生的學習興趣，調動其積極主動性。

多媒體教學能將形象的圖片或生動的動畫插入預授知識點。此手段不僅豐富了課堂教學內容，亦能在視覺和聽覺上給受眾以沖擊，使其得到雙重滿足。對于受條件所限無法廣泛開展實踐教學的院校而言，利用多媒體手段彌補實踐教學欠缺顯得尤為重要。比如，以巖體裂隙產生、擴張、連通的實景圖片為素材制作的多媒體課件能給學生強烈的視覺沖擊，便于從根源上闡述基巖裂隙水的流通與運移擴散特征。另外，在涉及河流地質作用的知識環節，為了讓學生對河流演化進程中的侵蝕、搬運、沉積作用產生更加深刻的理解與認知，適宜借助多媒體加載不同時期河流的典型形貌特征圖片或動畫，直觀展示現代河流從幼年期孕育到壯年期發展以至老年期成型的動態演變進程。

然而放映速度快、畫面轉瞬即逝的屬性決定了多媒體課件并非教師的“萬能鑰匙”。如果幻燈片放映速度超過學生“消化”速度，整堂課為抄錄筆記而“疲于奔命”的學生根本無暇思考所授知識點，授課成效將大打折扣。因此，多媒體應與教師的板書、講解有機結合，比如，重要知識點以板書的形式突出強調，以便學生理解記憶；多媒體播放過程中適時穿插典型工程案例的剖析講解，使學生切實體會到水文地質學是一門與工程實際緊密結合的實用性課程，有助提升其主動學習的興趣。

三、結語

新時期的高等教育不應局限于培養學生對基本概念和理論知識的理解與識記，更應注重學生思維方式和實踐能力層面的提升。

水文地質學作為地下水學科的入門課程，是水文水資源工程等專業課程體系中不可或缺的基礎課程，也是深入學習水文地質與工程地質專業課的必備基礎。為了早日達成新時期地質工程應用型人才培養目標，教師授課時應注重專業理論與實踐教學并舉；拓寬知識面、增加實用性知識的講解比重，實現課堂知識與工程實踐的有機結合，著力提升學生解決實際工程問題的能力；進一步，將圖文并茂的多媒體課件與生動形象的教學語言相結合，增強課堂的愉悅和諧度，讓教學變成一項有趣的活動，易于被學生欣然接受；另外，遇到個別生澀難懂的知識概念時，帶領學生至現場以實物講解，形成“學生樂意學，老師愿意教”的良性教學風氣，自然達成事半功倍的教學成效。

參考文獻：

[1]張人權，梁杏，靳孟貴，等.水文地質學基礎（第七版）[M].北京：地質出版社，2018.

[2]陳康，李方紅，高志娟，劉振英.水文地質學基礎課程教學實踐探討[J].科教文匯，2012，（35）：49-50.

[3]陳夢熊.環境水文地質學的最新發展與今后趨勢[J].地質科技管理，1995，（3）：28-33.

[4]張人權.關于水文地質學的一些思考[J].地質科技情報，2002，21（1）：1-6.

[5]崔淑卿，陳娟，楊蘇榮.我國水文地質學發展與現狀[J].內蒙古水利，2012，（5）：6-7.

[6]周志芳.創新實踐是水文地質學發展的必由之路[J].中國地質教育，2015，（1）：6-9.