非地质专业“水文地质学基础”课程教学改革探索

张良　刘小满

[摘 要]“水文地质学基础”是地矿类高校中和地质学科相关的非地质专业的重要基础课，课程内容丰富，基础理论性很强。以河南理工大学地球信息科学与技术专业为例，对非地质专业“水文地质学基础”课程的授课现状进行分析，阐述课程教学中存在的问题，针对不同专业对水文地质知识的需求不同，对课程内容的选择和授课方式的多样化等方面进行探索，从而提出改革的举措。

[关键词]非地质专业 水文地质学 教学改革

[中图分类号] G423.07 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）18-0172-02

水文地质学是研究地下水的科学，主要研究地下水在与岩石圈、地幔、水圈、大气圈、生物圈和人类活动相互作用下，其水量与水质在时间和空间上的变化，以及对各个圈层产生的影响，从而服务于人与自然协调的可持续发展。[1]以河南理工大学为例，水文地质学是该校地质工程和水文与水资源工程专业的一门主干专业基础课，同时也是勘查技术与工程、地球信息科学与技术、土木工程等专业的重要基础课，是一门比较系统、基础理论性很强的地质学课程。

河南理工大学地球信息科学与技术专业（以下简称“地科”专业）主要学习地球科学与信息技术相关的基础理论知识与技能，培养具有扎实的地学理论基础，掌握地学信息获取与处理、地球物理勘探技术、地学软件开发，能从事国土资源数字化、遥感及地球信息识别、处理与分析的高级专门人才。笔者去年负责地球信息科学与技术专业2009级学生的“水文地质学”这门课的教学工作。“水文地质学”是该专业的专业限选课，2009级两个班共54名学生，其中48名学生选择此课。通过课程的学习，掌握水文地质学的基本概念、基本理论和方法，对于以后该专业学生毕业后从事相关工作提供理论依据。因此，作为任课教师，搞好非地质专业“水文地质学”课程的教学工作，显得尤为重要。

一、非地质专业“水文地质学基础”授课现状分析

以河南理工大学为例，目前，在地科专业、勘查技术与工程等和地质学科相关的非地质专业中，水文地质学作为专业限选课，有逐渐被萎缩和淡化的趋势，主要表现在一是同为地质相关专业，课程性质由必修变为限选，二是野外实践教学环节减少或取消，三是学时数减少。究其原因，主要是制订专业教学大纲时，讨论不充分，另外学校资金投入不够。地质学科实践性较强，野外实践花费较高，对于学院而言，实习经费主要花在地质专业的相关课程的实习上，而非地质专业的一些地质基础课程就处于尴尬的境地。

二、非地质专业“水文地质学基础”教学中存在的问题

一是学时较少。对于非地质专业学生学习水文地质学课程，由于缺少相关基础知识，必须拿出较多的时间学习水文地质基础知识，因而学时数需求较大。比如，中国地质大学的“水文地质学基础”课程50学时，包括实习和实验10个学时，同济大学的“水文地质学实验”13学时，而我校地科专业开设此门课程只有32学时，并无实验和实习课。“水文地质学基础”中基础知识较多、概念繁杂，在有限的学时内学好这门基础课难度较大。二是野外实习与理论学习时间安排有矛盾。地科专业在大一下学期有嵩山地质认识实习，其中一条线路是水文地质实习，而地科专业开设这门课在大四上学期。学生在没有学这门课时就去现场实习，导致老师讲得很多，学生由于没有基础，听得也很茫然。三是教学内容的学时分配上存在问题。在编写教学大纲时，是根据总的教学目标先将学时确定下来，然后根据学时来编写教学大纲，这就造成在教学内容的选择和学时的分配上存在矛盾。

三、教学探索

笔者在“水文地质学基础”课程的教学基础上，针对地科专业，在教学内容和授课方式上进行探讨，仅供借鉴。

（一）授课内容的选择

1.授课内容重点突出

笔者在授课时参考的教材为《水文地质学基础》（王大纯编）和《水文地质学基础》（第六版，张人权等编）。由于学时的关系，教师不可能采取全篇精讲的方式来教课，只能有所侧重的教授并使学生掌握水文地质学的一些概念，如岩石的水理性质、地下水的赋存等，地下水运动的基本规律、地下水补给与排泄进行重点讲解，地球上水的分布及地下水与环境等方面的内容比较简单，通俗易懂，让学生自学即可。

2.补充内容，扩展学生知识面

鉴于地科专业是地质与信息技术相结合的专业，河南理工大学又为煤炭主体专业为主的高校，多数学生毕业后去煤矿企业就业，所以笔者在授课时加入了煤矿水害防治信息化、相关研究生优秀硕士论文、课题科研报告等方面的内容，使学生了解所学知识在实际生产中的应用情况，拓宽学生的知识面，增加学习此门课程的兴趣，培养学生的创新意识。

3.增加实验环节

另外，在授课中安排4～6个学时做水文地质学实验，测定岩石的水理性质，如持水度、给水度、孔隙度、容水度等，理解地下水赋存和运移参数及相互关系；测定渗透系数，理解达西定律的物理意义。在实验中，避免“教师说得多，学生做得少”的局面，让学生先回顾相关概念和知识，然后按照实验步骤来做实验，引导学生发现一般规律，提出问题，而后老师解答问题。通过做实验，锻炼了学生的动手操作能力，并且能使学生更深刻的理解相关知识。

（二）授课方式的多样化

1.“讨论式”教学法的应用

在上每一节课之前，先提出几个和本节课有关的问题，供学生思考。可以集体讨论，如果学生都明白，就稍微一点就过；如果学生想不到，就给予适当的引导，最后讲原理和方法，让学生彻底明白。引导学生将知识和实例结合起来，启发学生的思维，激发学生浓厚的兴趣。如在讲地下水化学成分形成作用时，可以从灰岩地区泉口出现钙化的原因，提出为什么油田储层地下水中H2S、NH4+浓度较高，而SO42-，NO3-含量很低等问题；在讲地下水与环境的内容时，提出水质引起的氟斑牙、水垢、地面沉降等问题。

2.多媒体教学手段的使用

随着信息化的普及，现在高校课程都采取多媒体教学。多媒体传递的信息量大，可以丰富教学内容，图文并茂，可以弥补有限的学时满足不了教学任务的情况。但同时应该注意，利用多媒体教学，授课速度容易加快，为了让学生对所学知识消化吸收，要避免“念屏”现象。[2]多媒体不能完全替代课堂板书，课堂教学中应该板书与多媒体结合使用。比如在讲“流网绘制”这一节时，在多媒体上可以列出绘制流网的具体步骤和流网成图，但是如何画流网必须要现场板书演示，教会学生如何根据边界条件确定等水头线或流线，然后根据流线和等水头线正交规则，得到正交网格即流网图。如果只给出步骤和流网成图，学生对流网的绘制还是一头雾水。

3.角色互换法的使用

角色互换即为学生当老师，老师当学生。将班级分成若干小组，每小组3～5人，在每次课下课时，给某一小组布置任务（可以是即将上课的内容，也可以是针对某种现象进行解释等），下次课上课前抽出10～20分钟让他们对任务进行讲解（小组选出代表讲解，其他人辅助解答），之后老师和其他学生都可以进行点评或讨论。这样可以让学生产生动力多去查阅资料，多思考，真正达到师生互动，避免一贯的老师讲、学生听的被动局面。

4.教学与实践相结合

在课堂上主要是注重概念、原理和方法的讲解，要结合现场实践，注重对学生感性认识和实际操作能力的培养。在本课程的教学过程中，可以利用学校处于以煤炭为主要工业的焦作的优势，带学生深入矿区，了解矿区水资源的概况、区域地质条件和水文地质条件，了解地下水的补径排的关系，感性认识煤炭开采引起的地面沉降、岩溶塌陷等环境地质问题，结合“专门水文地质学”和“地下水动力学”等课程的学习，探讨煤矿突水的防治方法，使理论与实践相结合。

四、结语

水文地质学基础是“地科”专业比较重要的专业基础课，课程内容丰富，概念较多，理论性较强，教学难度较大。非地质专业在水文地质课程教学中，要根据不同专业对地质知识的需求选择授课内容[3]，同时教学过程中，教师要注意授课方式的多样化，让学生参与教学中来，达到师生互动，最终使学生的综合素质和创新能力得到提高。

[ 注 释 ]

[1] 张人权，等.水文地质学基础[M].北京：地质出版社，2011.

[2] 郭会荣，梁杏，孙蓉琳，高云福.《水文地质学基础》课程多媒体教学改革与实践[J].湖南环境生物职业技术学院学报，2007（4）.

[3] 朱崇辉，刘俊民，严宝文.工程地质与水文地质课程教学改革研究[J].水利与建筑工程学报，2010（2）：40.

[责任编辑：钟 岚]