案例—理論—實戰演練三位一體化理念教學模式

荊秀艷　謝金艷　劉轉年　唐勝利

[摘 要]地下水污染修復治理需要理論扎實和實踐應用能力強的高素質專業人才。為加強理論和實踐應用能力，教師在地下水污染與修復課程教學中，在分析研究生培養目標、教學大綱、生源特點和專業背景對課堂教學質量影響的基礎上，構筑了理論教學、應用案例和實戰演練三位一體的教學理念。通過“案例—提問—資料查閱—小組討論—理論總結—實戰演練”教學模式的實施，可使學生將理論知識直接應用于解決工程實際問題，逐步提高學生適應社會的能力。

[關鍵詞]地下水污染;案例;三位一體;教學模式

[中圖分類號] G724 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）09-0062-04

研究生課程學習是研究生培養過程中的基礎性環節。通過課程階段的學習，可以發揮研究生系統分析與探索復雜問題的能力。地下水污染與修復課程是環境科學與工程專業研究生培養階段的重要專業課。本課程教學目標是通過系統的講授地下水基礎知識和污染的基本理論，使學生掌握地下水的賦存與運動特征、地下水污染調查與評價、地下水污染防控技術和地下水環境保護方法等[1]，讓學生初步具備地下水污染處理工程的設計、科學研究和管理的能力。近年來，地下水污染與修復課程的教學以教師課堂講授理論知識為主。雖然絕大部分學生都能夠掌握所學的課程知識，但是學習的積極性、主動性以及教學參與度都不高，因而造成學生不能很好地進行知識的應用，未能取得滿意的預期教學效果的現狀。如何提高地下水污染與修復課程的教學質量和學習效果，已成為本課程教學關注的重點。在該課程的研究生教學中，教師結合本學科的特點及學生群體的來源，通過理論教學、應用案例和實戰演練三位一體的教學理念，利用案例作為教學媒介，以學生的自主性和探索性學習為基礎，通過教師講授基本知識、提出問題、組織學生討論、撰寫案例分析報告等過程來實現教學目的，改善教學效果，從而提高學生理論知識水平和解決實際問題能力的教學方法，克服了以往脫離實際、滿堂灌的教授方式的弊端。

一、三位一體化教學思路

以研究生課程地下水污染與修復的課堂教學質量為出發點，本文在分析研究生學習現狀的基礎上，結合分析西安科技大學地質與環境學院（以下簡稱“我院”）環境科學與工程學科研究生的生源特點、培養方案與目標、教學大綱和行業背景展開工作，實施理論教學、應用案例和實戰演練三位一體[2]的教學理念，即典型區域水文地質條件、地下水污染模擬和地下水污染及修復案例的引入，多媒體視頻課件的演示與地下水理論基礎和實踐應用知識的強化緊密聯系在一起的教學方法。具體教學理念如圖1所示。

二、研究生課堂教學質量影響因素分析

（一）研究生培養方案

人才培養方案是研究生院組織教學過程、安排教學任務和確定教學編制的基本依據，是對人才培養目標、培養模式以及培養過程和方式的總體設計。隨著國家對復合型人才需求的增加和研究生招生規模的不斷擴大，各高校出現了相近專業、異地生源及工科文科生源交叉考取的現象。一般情況下，課程設置不考慮研究生生源專業背影和知識結構的差別，同專業研究生與跨專業研究生在培養方向上基本一致[3]。例如我院依據專業特點，在環境科學培養方向上突出了地礦特色，設置了地下水污染與修復課程作為研究生階段的專業課程。針對這門課程，需要水文地質學基礎等相關課程作前導課程，對于大多數環境專業和跨專業的學生來說，其在本科階段均未有過相關知識的學習，因此針對環境跨專業研究生水文地質學基礎理論缺乏的特點，授課過程要有意識地通過多種途徑彌補這方面的不足，以增強學生的實踐技能。

（二）教學大綱

研究生課程是根據研究生人才培養方案選定的。每門課程均有針對性的課程學習目標，課程目標的實現突顯教學大綱編制的重要性。教學大綱規定了教師教什么和如何教，學生學什么和如何學，有助于管理部門對教學質量進行評價，也有助于用人單位明曉求職者的學習經歷是否與其單位運行目標一致[4]。地下水污染與修復課程具有明顯的行業特點，在地下水污染評價和污染的治理方面，涉及標準及相關環境法規的更新及治理方法的研究進展。因此，在課程實施過程中，根據學生的反饋和學科的發展，需要不斷地跟進、更新和完善有關行業背景、標準、法律法規和典型案例等相關方面的教學內容。

（三）生源特點

近幾年，研究生入學生源發生了一定程度的變化，跨專業研究生比例有所增加[5]。就環境專業來說，其所跨專業范圍較廣，涉及環境科學專業、給排水專業、水資源專業及化學專業等。根據近幾年的授課情況來看，本校研究生在本科階段開設過地學有關知識理論，對于授課內容掌握得更好一些，本校或校外其他專業生源的研究生，由于本科階段缺乏系統的學習，在專業基礎知識方面相對薄弱，知識體系和結構需要修補或建構[6]，本科非本專業的研究生源需要特別關注。

（四）課程行業背景影響分析

研究生的培養與社會行業背景聯系密切。自近代工業革命以來，長期的工業活動直接造成了日益嚴重的地下水污染。受到污染的地下水對人體健康及工農業有著極大的危害。目前我國存在污染場地涉及面廣，且污染情況復雜、種類繁多、場地監管不足等問題，與國內同期的水污染和大氣污染治理相比，地下水污染的治理進度明顯落后，缺少符合國情的實用修復技術與工程建設經驗。在這種行業背景下，學生要有相應的專業知識才能更好地開展學習和研究工作。應充分依托各類社會資源，促進學校、教師的發展，進而根據行業的需求，反過來有效促進研究生課程體系的建設，提升研究生的行業背景專業知識，為研究生以后的就業和深造奠定更好的基礎。

三、案例教學過程中的教學模式

基于課程案例教學質量影響因素分析，擬通過理論聯系實際的方式開展教學模式探討，具體的教學模式框架如圖2所示。

地下水環境保護既是基礎課與專業課的紐帶，又是理論與實踐的橋梁，更是培養學生理論知識應用的重要課程。該門課程采用多媒體視頻、查閱資料和典型案例等多種教學手段，結合設置提問、小組討論、理論講授和實戰演練等教學模式，吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣，使學生由被動變主動，自然而然地發現案例中的基本原理，從而加深對理論知識的掌握，并能夠將理論知識與工程實際問題聯系起來，提高將理論知識應用在分析解決工程實際問題中的能力。實現掌握理論知識、培養工程能力的目的，構筑從理論知識通往工程能力的橋梁。

四、教學實踐應用案例

地下水污染與防治這門課程主要內容包括三個方面，即水文地質學基礎理論、地下水污染基礎理論和地下水污染的修復與防治。課程內容體現了從基礎知識到綜合實踐運用逐步提升的授課過程。水文地質學研究的對象——地下水，埋藏在地面以下，學生難以直接觀察到地下水的分布特征，此外，地下水污染也具有長期性、復雜性和隱蔽性的特點。因此，針對不同的課程內容，教學手段和方法存在一定的差異性，下面列舉實例分別介紹。

（一）水文地質學基礎理論授課案例

水文地質學基礎理論授課采用生活案例和水文地質圖件相結合的方法進行，首先通過展示打井視頻和氣象因素圖、地貌圖、地質圖、水化學圖、水文地質圖平面圖和剖面圖等重要水文地質圖件，讓學生了解到學習水文地質學基礎理論在社會和國民經濟中的實際意義，讓學生熟悉和看懂與水文地質學基礎理論相關的水文地質圖件，同時理解各種圖件所揭示的水文地質信息。在獲得感觀認識后，將水文地質學基礎理論知識以提問方式進行串聯起來，例如：什么叫地下水？→地下水儲存在什么樣的空間？→地下水以什么樣的形式存在？→地下水與巖石介質之間表現出什么樣的水理性質？→地下水是怎樣分類的？→地下水賦存在地質空間哪些部位？通過提問，引導學生思考水文地質學相關理論知識，并在此基礎上，針對問題進行查閱資料和分組討論。然后由教師系統地對水文地質學基礎理論進行總結，如圖3所示。如此開展課堂教學實踐，有利于激發學生的學習興趣，提高課堂教學質量，實現掌握理論知識，達到培養工程能力的目的。

（二）地下水污染基礎理論授課案例

地下水埋藏在天然的地質體中，在天然的水文地質條件下，人類活動引發了地下水污染和地質環境的破壞。多數研究生缺乏對地下水污染過程的了解。在授課之前，教師可以先演示地下水污染的過程，并介紹地下水污染模型可以預測地下水污染的濃度和范圍，使學生在獲得感性認識的同時，建立地下水污染的空間和時間概念，進一步激發其對地下水污染研究的興趣。通過地下水污染模擬的演示，提出其中的污染模擬模塊操作，并設置“污染物進入進地下水的途徑是什么？污染物在地下水遷移中發生哪些物理、化學和生物過程？污染物遷移的對流-彌散方程如何建立及求解？”等問題，促進學生主動思考，使學生掌握地下水污染過程的理論基礎，并提高其解決地下水污染相關問題的能力。地下水污染模擬演示與教學思路如圖5、圖6所示。

（三）地下水污染與修復案例

我國地下水污染問題日益嚴峻，據2011年中國水資源公報顯示，主要問題顯現在三個方面：區域性地下水污染、重點地區地下水污染和重點場地地下水污染，包括氮污染、重金屬污染和石油類污染等。其中場地污染中石油儲運過程出現的跑漏現象對地下水造成各種各樣污染的事件頻頻發生。歐美國家近10年來的水文地質研發經費的重點投向了地下水污染與環境修復技術研究。相比之下，我國同類研究相對薄弱。基于我國地下水修復與防治目前的研究背景，教師以某地石油管道泄露為例，與學生一起探討野外調查的方法，分析石油污染的分布特征及對環境造成的風險，并在此基礎上通過查閱國內外修復案例，提出適合本地區的地下水污染修復方案。應用現狀實例教學方法，啟發學生將理論與現實出現水污染問題相結合，掌握目前地下水污染處理的方法和一些技術性問題，為以后工作打下堅實的基礎。

五、結論

授課過程中，理論基礎與工程應用聯系緊密，互為補充，明確學習任務和目標。理論和工程問題涉及數學、物理、化學和生物等多學科知識，涉及面廣而復雜，在教學中將理論教學、實戰演練及應用案例有機結合形成三位一體的教學模式，不僅活躍了課堂氣氛，激發了學生學習興趣，更重要的是通過“案例—提問—資料查閱—小組討論—理論總結—實戰演練”教學模式的實施，學生能將理論知識直接應用于解決工程實際問題，逐步提高自身應用理論知識解決實際工程問題的能力。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 王焰新.地下水污染與防治[M].北京：高教出版社，2007.

[2] 黃潔，鄒大力.創新創業導向下“三位一體”工作室制人才培養模式的研究與實踐[J].教育理論與實踐，2019（36），2019（24）：46-49，63-64.

[3] 段玉龍，王文和，敬小非，等.基于“3481”人才培養模式的研究生課程案例教學模式探索[J].高教學刊，2019（24）：46-49.

[4] 張俊宗，熊華軍.修（制）訂研究生培養方案的123456準則：西北師范大學為例[J].學位與研究生教育，2018（6），2019（24）：46-49，38-44.

[5] 李虎杰.地質類跨專業碩士研究生培養的幾點思考[J].高教研究：西南科技大學，2011（2）：60-61.

[6] 肖正輝，楊榮豐，曹運江.地質跨專業碩士研究生培養淺析：以湖南科技大學為例[J].教育教學論壇，2019（30）：221-222.

[責任編輯：劉鳳華]