水文與水資源工程專業(yè)本科生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)模式改革與實(shí)踐

方樟 肖長來 杜新強(qiáng) 王福剛

摘? ?要：隨著地質(zhì)類專業(yè)對實(shí)踐能力以及社會需求的不斷提高，對吉林大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)模式進(jìn)行探索，在保持濃厚地學(xué)特色的基礎(chǔ)上與時俱進(jìn)，實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)持續(xù)改進(jìn)，實(shí)習(xí)地點(diǎn)的逐漸固定，實(shí)習(xí)深度不斷深化，實(shí)習(xí)報告不斷整合。總結(jié)形成了水文與水資源工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的“4321”教學(xué)模式。在充裕的實(shí)踐時間保證下，完成由啟發(fā)教學(xué)到獨(dú)立調(diào)查再到深入環(huán)境水文地質(zhì)問題的分析的三個層次的升華，使學(xué)生由理論到實(shí)踐，由簡單問題分析到解決復(fù)雜問題，鍛煉其解決復(fù)雜工程問題的能力，對培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需求的人才奠定良好的基礎(chǔ)，具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)? 教學(xué)模式? 地下水科學(xué)與工程

中圖分類號：G71? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（a）-0216-03

實(shí)踐教學(xué)是地質(zhì)類專業(yè)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，特別是生產(chǎn)實(shí)習(xí)是地質(zhì)類各專業(yè)的一個重要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際、掌握地質(zhì)野外工作方法、培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題能力的重要機(jī)會[1]。學(xué)生在學(xué)習(xí)了水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、地下水動力學(xué)、水文地球化學(xué)等專業(yè)課的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，通過水文地質(zhì)調(diào)查、地下水動態(tài)觀測與分析、抽水試驗(yàn)等項(xiàng)目的訓(xùn)練，使學(xué)生將專業(yè)基礎(chǔ)課上學(xué)習(xí)的原理和理論與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合，深入理解教材，培養(yǎng)分析問題和解決復(fù)雜問題的能力[2]。

吉林大學(xué)水文與水資源工程學(xué)科點(diǎn)創(chuàng)建于1952年，其前身為水文地質(zhì)及工程地質(zhì)專業(yè)[2]。自1997年設(shè)置水文與水資源工程專業(yè)，之后的實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式持續(xù)改進(jìn)。特別是專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的教學(xué)模式，經(jīng)過近20年的師資力量的蓄積和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的大量挖掘和不斷提煉，在保持濃厚地學(xué)特色的基礎(chǔ)上與時俱進(jìn)，實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)持續(xù)改進(jìn)，實(shí)習(xí)地點(diǎn)的逐漸固定，實(shí)習(xí)深度的不斷深化，實(shí)習(xí)報告的不斷整合。到2017年吉林大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)終于初步形成了“4321”教學(xué)模式，即“四個環(huán)節(jié)、三個地區(qū)、兩個層次、一個報告”的模式。

1? 實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的持續(xù)改進(jìn)（四個環(huán)節(jié)）

從實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)來看，水文與水資源工程專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)主要包括4個，整個實(shí)習(xí)時長為8周。

1.1 啟發(fā)性階段實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

該教學(xué)階段的目的是通過專業(yè)教師現(xiàn)場啟發(fā)性的教學(xué)與指導(dǎo)，使學(xué)生了解和掌握各種類型地下水的賦存條件和富集規(guī)律，并能結(jié)合地形地貌、氣象水文、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造等基本條件進(jìn)行較為深入的分析，掌握不同地形地貌條件下孔隙水、裂隙水、巖溶水的形成、賦存及變化特征的分析方法和思路，通過典型水源地水井布局分析，進(jìn)一步認(rèn)識建立水源地應(yīng)具備的條件、地表水和地下水的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，通過滲水試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)，熟悉和掌握水文地質(zhì)參數(shù)的測定方法及參數(shù)的影響因素。目前啟發(fā)性階段的實(shí)踐教學(xué)以秦皇島柳江盆地的水文和水文地質(zhì)教學(xué)路線為主，安排了6～8條路線，主要考慮秦皇島柳江盆地地層分布典型、簡單，水文地質(zhì)現(xiàn)象的成因具有代表性，學(xué)生容易理解接受;在此基礎(chǔ)上，實(shí)習(xí)隊(duì)伍轉(zhuǎn)至興城，在興城楊家杖子地區(qū)又發(fā)掘了多條教學(xué)路線。考慮到兩個地區(qū)地質(zhì)水文地質(zhì)條件的差異以及興城楊家杖子地區(qū)的相對復(fù)雜性，又在該地區(qū)安排了3～5條的啟發(fā)性教學(xué)路線，作為水文地質(zhì)問題由簡單到復(fù)雜的過度，為之后的獨(dú)立水文與水文地質(zhì)調(diào)查奠定基礎(chǔ)，該階段的實(shí)習(xí)時長約2.5周。

1.2 水文地質(zhì)調(diào)查教學(xué)環(huán)節(jié)

該環(huán)節(jié)的教學(xué)目的是在啟發(fā)性實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，圈定合理的工作區(qū)，由學(xué)生以組為單位獨(dú)立安排并完成水文水資源調(diào)查及水文地質(zhì)填圖，進(jìn)一步掌握各種類型地下水及地表水的野外調(diào)查方法、調(diào)查程序和主要調(diào)查內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生野外發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的實(shí)際工作能力。2017年吉林大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)的水文地質(zhì)調(diào)查圈定的工作區(qū)為楊家杖子地區(qū)，劃定50km2左右的范圍。該階段的任務(wù)基本由學(xué)生獨(dú)立完成，老師針對每天的調(diào)查情況進(jìn)行指導(dǎo)，該階段的實(shí)習(xí)時長約1.5周。

1.3 環(huán)境水文地質(zhì)專題教學(xué)環(huán)節(jié)

環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)是研究與地下水有關(guān)的在天然條件或人為因素的影響下，與人體健康或人類生活及生產(chǎn)活動相關(guān)的各種環(huán)境水文地質(zhì)問題，進(jìn)而防護(hù)、改善和治理的一門科學(xué)。楊家杖子地區(qū)鉬礦開采引起的水污染和曹莊地區(qū)的海水入侵均是典型的環(huán)境水文地質(zhì)問題。而且位置均在吉林大學(xué)興城實(shí)習(xí)基地附近。因此自2011年開始，吉林大學(xué)地下水科學(xué)與工程系對興城楊家杖子及周邊地區(qū)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)資源進(jìn)行了調(diào)查分析，經(jīng)過6年的努力，建成了楊家杖子綜合性專業(yè)實(shí)踐教學(xué)示范區(qū)。環(huán)境水文地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)是緊密結(jié)合當(dāng)前專業(yè)領(lǐng)域的工作需求，突出和強(qiáng)化學(xué)生全面系統(tǒng)的專業(yè)綜合能力的培養(yǎng)，具體實(shí)施過程為：以實(shí)習(xí)區(qū)典型的環(huán)境與水資源問題為抓手，通過教師引導(dǎo)→發(fā)現(xiàn)問題→確定目標(biāo)→編寫設(shè)計→學(xué)生主導(dǎo)→設(shè)計實(shí)施→報告整編→提升能力的一整套教學(xué)體系實(shí)施，使學(xué)生基本掌握我國水文地質(zhì)、環(huán)境水文地質(zhì)調(diào)查工作的流程、工作方法，具備開展相關(guān)工作的領(lǐng)導(dǎo)、組織、實(shí)施能力，畢業(yè)后能夠在最短的時間達(dá)到我國當(dāng)前相關(guān)企事業(yè)單位對本專業(yè)領(lǐng)域的人才工作能力的要求[3]。該階段的實(shí)習(xí)時長約2周。

1.4 抽水試驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)

抽水試驗(yàn)作是確定含水層參數(shù)、了解水文地質(zhì)條件的主要方法。希望通過該實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生能掌握抽水試驗(yàn)的目的意義、工作程序、現(xiàn)場記錄的主要內(nèi)容、數(shù)據(jù)采集與處理方法，掌握相關(guān)資料的整理、編錄方法和要求，了解對抽水試驗(yàn)工作質(zhì)量進(jìn)行評價的一般原則，能夠利用學(xué)過的理論及方法進(jìn)行水文地質(zhì)參數(shù)計算，并對參數(shù)的合理性和精確性進(jìn)行分析和檢驗(yàn)[4]。該階段的實(shí)習(xí)時長約2周。

2? 實(shí)習(xí)地點(diǎn)的逐漸固定（三個地點(diǎn)）

吉林大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)2012年之前的實(shí)習(xí)地點(diǎn)為秦皇島-白城-長春三地。由于原白城抽水試驗(yàn)基地降水效果差且住宿成問題，2013年開始就在吉林大學(xué)朝陽校區(qū)氣象與地下水動態(tài)監(jiān)測試驗(yàn)場進(jìn)行（該場地于2010年建成，為本科教學(xué)提供了良好的實(shí)驗(yàn)場地）;2013年，在興城-長春兩地實(shí)習(xí);2014年開始，探索秦皇島-興城-長春三地實(shí)習(xí)模式。經(jīng)過4年的摸索，地下水科學(xué)與工程系的老師一致認(rèn)為保留典型水文地質(zhì)路線，發(fā)掘新資源這一思路符合目前吉林大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的需求。因此，在今后的一段時間內(nèi)將采用秦皇島-興城-長春三地實(shí)習(xí)模式。

秦皇島實(shí)習(xí)基地位于秦皇島市撫寧縣石門寨鎮(zhèn)上莊坨村。實(shí)習(xí)區(qū)域地層出露齊全，構(gòu)造較為發(fā)育，水系發(fā)育完整。分布有松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類巖溶水、碎屑巖類孔隙裂隙水和一般基巖裂隙水（構(gòu)造裂隙水、風(fēng)化裂隙水、成巖裂隙水），此外還有低溫泉水，巖溶水開采曾產(chǎn)生許多巖溶地面塌陷，而煤炭開采造成了大面積的地下水疏干區(qū)，水文地質(zhì)問題的類型較為全面，是進(jìn)行野外地質(zhì)與水文地質(zhì)實(shí)習(xí)的良好基地。

吉林大學(xué)興城野外實(shí)踐教學(xué)基地位于遼寧省興城市海濱，于2003年正式啟用。實(shí)踐教學(xué)區(qū)域以興城市為中心，北東至葫蘆島市連山區(qū)葫蘆島港，西北至葫蘆島市楊家杖子經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，西南至興城市聞家滿族鄉(xiāng)，南至興城市海濱滿族鄉(xiāng)臺里村，實(shí)習(xí)區(qū)域總面積可達(dá)1500km2。20余條地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)路線及3個地質(zhì)填圖區(qū)距離興城教學(xué)基地直線距離一般不超過25km，全部有公路相通，交通十分便利。從2011年開始吉林大學(xué)地下水科學(xué)與工程系歷經(jīng)6年的水文地質(zhì)路線的挖掘和整理，目前已初步完成了10條水文地質(zhì)教學(xué)路線和兩個環(huán)境水文地質(zhì)教學(xué)專題教學(xué)資源。

朝陽校區(qū)地下水與氣象長期觀測試驗(yàn)場位于長春市吉林大學(xué)朝陽校區(qū)內(nèi)，建成于2010年，試驗(yàn)場內(nèi)有8眼井，其中2眼抽水井，6眼觀測井，同時還有蒸發(fā)皿、雨量計，土壤水分傳感器等。具有抽水試驗(yàn)和氣象觀測的功能，同時也為大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供了良好的野外實(shí)驗(yàn)場所。

3? 實(shí)習(xí)深度的不斷深化（兩個層次）

自1997年設(shè)置水文與水資源工程專業(yè)以來，其生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容一直局限在傳統(tǒng)水文地質(zhì)的范疇，水文學(xué)方面的實(shí)習(xí)內(nèi)容很少，實(shí)習(xí)資源建設(shè)也十分滯后。另外，近30年來的專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)模式一直都是“啟發(fā)性教學(xué)+水文地質(zhì)調(diào)查”的模式。從2013—2016年，經(jīng)過4年的興城實(shí)習(xí)資源的教學(xué)實(shí)踐，對已有實(shí)習(xí)資源有了進(jìn)一步認(rèn)識，同時針對水資源有關(guān)的典型環(huán)境水文地質(zhì)問題進(jìn)行了梳理，確定了礦山開采對水環(huán)境影響專題、海水入侵專題等相關(guān)的特色專題，使學(xué)生在水文地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，深入發(fā)掘不同地區(qū)水環(huán)境問題的原因、機(jī)理及防治措施等[3]。對實(shí)習(xí)內(nèi)容進(jìn)一步深化，以適應(yīng)社會發(fā)展的需求，這一過程從實(shí)習(xí)內(nèi)容上達(dá)到了一個新的深度。

4? 實(shí)習(xí)報告的不斷整合（一個報告）

2012年之前的秦皇島-白城-長春三地實(shí)習(xí)時期，水文與水資源工程專業(yè)實(shí)習(xí)報告為兩個，一個是秦皇島野外水文地質(zhì)調(diào)查與評價報告，另一個為抽水試驗(yàn)報告;2013年興城-長春兩地實(shí)習(xí)時的報告為興城野外水文地質(zhì)調(diào)查與評價報告，另一個為抽水試驗(yàn)報告。2014—2016年，實(shí)行了秦皇島-興城-長春三地實(shí)習(xí)模式，這三年的實(shí)習(xí)報告包括秦皇島水文地質(zhì)調(diào)查與評價報告、興城楊家杖子鉬礦開采對水土環(huán)境影響報告、曹莊海水入侵調(diào)查與評價報告、三合水庫污染源調(diào)查評價報告、地下水與氣象長期觀測試驗(yàn)場抽水試驗(yàn)報告5個，內(nèi)容雖豐富，但成果顯得有些凌亂，缺乏系統(tǒng)性。2017年系實(shí)習(xí)團(tuán)隊(duì)的成員討論多次，最后達(dá)成共識，將實(shí)習(xí)內(nèi)容有機(jī)融合，最后成果形成1個報告，涵蓋三地四個環(huán)節(jié)。實(shí)習(xí)報告名為《吉林大學(xué)水文與水文地質(zhì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告》，內(nèi)容分為4個篇幅，包括典型路線調(diào)查篇、水文與水文地質(zhì)調(diào)查篇、環(huán)境水文地質(zhì)專題篇、抽水試驗(yàn)篇，以實(shí)習(xí)內(nèi)容為主線，將3個實(shí)習(xí)地點(diǎn)的內(nèi)容有機(jī)融合在一起。報告的整合使學(xué)生對于整個實(shí)習(xí)過程的知識能有機(jī)融合貫通，成為一個整體。

5? 結(jié)語

生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)是專業(yè)教學(xué)計劃中的重要組成部分，需要在建設(shè)過程中不斷改進(jìn)和完善，以適應(yīng)學(xué)科的不斷發(fā)展和社會需求。吉林大學(xué)地下水科學(xué)與工程系具有悠久的歷史，地學(xué)特色濃厚。實(shí)習(xí)周期長，實(shí)習(xí)內(nèi)容豐富是水文與水資源工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的特點(diǎn)。本次對于對水文與水資源工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行整合，使專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)形成了一套集基本技能訓(xùn)練、基本工作方法學(xué)習(xí)、專業(yè)思維能力、獨(dú)立工作能力、團(tuán)隊(duì)寫作能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為一體的綜合教學(xué)模式[5-7]。教學(xué)模式進(jìn)行的改革和創(chuàng)新，對于提高本科專業(yè)的整體教學(xué)水平和學(xué)生的實(shí)踐能力具有巨大的提升作用，對該學(xué)科的發(fā)展具有重要意義，也對地質(zhì)類專業(yè)或具有地質(zhì)背景專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)的教學(xué)模式改革具有一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊倫.野外地質(zhì)教學(xué)實(shí)習(xí)與學(xué)生人格培養(yǎng)推薦[J].中國地質(zhì)教育，1996（2）：53-54.

[2] 肖長來，梁秀娟，高淑貞，等.地下水科學(xué)與工程專業(yè)本科教學(xué)環(huán)節(jié)改革與實(shí)踐[J].中國地質(zhì)教育，2012（1）：28-33.

[3] 王福剛，曹玉清，方樟，等.環(huán)境水文地質(zhì)調(diào)查實(shí)習(xí)指導(dǎo)書[M].北京：地質(zhì)出版社，2017.

[4] 谷洪彪，遲寶明，姜紀(jì)沂.地下水科學(xué)與工程專業(yè)抽水試驗(yàn)教學(xué)基地建設(shè)的思考[J].中國地質(zhì)教育，2013（1）：82-85.

[5] 馬傳明.地下水科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)過程優(yōu)化的研究與實(shí)踐[J].長春理工大學(xué)學(xué)報，2011，6（6）：191-193.

[6] 汪丙國，梁杏，萬軍偉.地下水科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)體系的構(gòu)建[J].中國地質(zhì)教育，2009（4）：105-110.

[7] 馬傳明.地下水科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量保障體系的構(gòu)建與實(shí)踐[J].中國地質(zhì)教育，2011（1）： 45-49.