高校水文地质学课程实践性教学模式研究

郭亮 张军伟 黄璐

摘要：作为地下水学科的入门课程，水文地质学的理论教学与实践教学各行其道、彼此独立，重理论轻实践，重课堂轻实习，重卷面成绩轻动手能力的现象在高校中普遍存在，割裂了学生对地质学知识体系连贯认知的同时亦束缚其思维创造性和实践创新能力，阻碍新时期地质工程应用型人才培养目标的实现。本文基于课程属性与施教现状的详细分析，阐述了水文地质学教学革新的必要性，提出了包括创建野外地质实习和校内实验室操演两大实践教学平台在内的一些提升地质工程专业实践性教学成效的革新举措。研究也可为其他高校地质工程应用型人才实践教学提供一定的参考与借鉴。

关键词：高等教育；水文地质学；实践性教学；教学革新

中图分类号：G642 文献识别码：A 文章编号：1674-9324（2019）23-0126-03

一、引言

岩、土、水是人类认识地球的三大主线，也是各类工程活动赖以依存的物质基础。为了更好地认知水，从研究地下水自然现象、形成过程及其基本规律出发，逐步演变为对地下水的定性、定量评价，20世纪30年代发展成为一门系统、完整、独立的学科即水文地质学。旨在探究地下水与周围环境及人类活动相互作用下的水质、水量变化规律，寻求合理利用水资源并防治地下水危害的有效方式，在满足经济建设和工程发展需求的前提下运用这些规律兴利除害、造福人类[1]。

作为环境地质工程、水文与水资源工程等专业学生接触地下水科学的入门课程，水文地质学以认知为基础，力求阐明地下水的基本概念、基本原理和基本分析方法；以能力培养为中心，使学生深入理解基本概念、融会贯通基本原理、灵活掌握分析方法[2]。以求在工程实践中遇到复杂水文地质问题时能正本清源、举一反三[3]。

然而，在过去很长一段时期内，许多高校的水文地质学课程在课堂理论教学与野外实践教学方面却彼此独立，出现了重理论轻实践，重课内轻课外，重卷面成绩轻动手能力的现象[4]。人为割裂了学生对地质学知识体系的连贯性认知，不仅严重束缚个体对象的思维创新与能力提升，而且直接导致高等教育的培养目标普遍背离科研院所和施工单位的实际需求[5]。

另外，水文地质学科领域基本概念多、涉及知识面广、信息量大。以往的培养模式下，教师只顾单向输出知识，很少考虑学生的接收能力；与此同时，学生往往将自己大量的时间与精力耗费在概念、词汇、专业术语的识记方面，对教师所授知识的吸收成效平平。久而久之，课堂上出现“教师一人唱戏，学生集体失语”的现象不足为奇。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》明确要求：“遵循人才成长规律，深化教育教学改革，形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。”对旨在培养创新人才的高等教育而言，革新教學模式，探索便于激发学生创新意识、创新精神和创新能力的新型教学方法势在必行[6]。

二、教学革新举措

针对此类专门研究地下水的学科，水文地质学教学革新应从以下几方面着手。

（一）专业理论与实践教学并举

理论是实践的基础，实践是理论学习的目的，两者相辅相成，缺一不可。俗话说：实践面前出真知，实践才是检验理论的唯一途径。学生通过实践可以学到更多书本上接触不到的知识，会有思想性、经验性和规律性的收获。然而只有当理论与实践齐头并举时才能达到“1+1>2”的超凡效果。为了早日达成新时期地质工程应用型人才培养目标，水文地质学在施教过程中必须摒弃“重理论、轻实践”的陈旧思想，着力推进专业理论与实践教学并举的教学模式。

实践教学通常包括野外实习和实验室操演。因便于调动主观能动性，激发积极探索热情，实践教学的过程亦是针对性训练学生水文地质思维，提升科研水平与服务社会能力的过程，有助实现学生动手能力和解决实际问题能力等综合素养的全面提升。①野外实习方面。作为地质学的一条分支，水文地质学的学习要求学生具有一定的地学知识储备，如岩石学、矿物学及构造地质学等基础知识。野外实习恰恰为其提供一条便捷的查漏补缺途径，通过直观感受地质现象，激发个体主动探索的热情，有助学生对抽象概念的深刻理解。如让学生参与野外原位试验（抽水试验、压水试验、渗水试验）的设备安装、数据采集、分析处理等环节，加深学生对水文地质参数（贮水系数、导水系数、渗透系数等）的理解与认知。进一步而言，学生经历实践锻炼会不自觉地将野外洞察的现象与发现的问题跟书本知识比对、修正，自然深化其对理论知识的认知水平。②实验室操演方面。充分发掘实验室此类常规教学平台的实物演练功效，为学生创造实际操练机会，进而提升其动手能力与实操水平。比如，利用常规水文地质参数室内测试仪，演示孔隙或裂隙介质导水系数、储水系数、持水度、给水度等参数的室内测定方法及流程，教授学生水文地质参数的测量技巧与注意事项，让学生在实操中发现问题、解决问题，进而举一反三、深化提升。

（二）拓宽知识面，增强实用性

师者：传道、授业、解惑。自古以来，教师的职责都不局限在传授书本知识，更重要的则在于引导学生开阔眼界范围、拓宽知识领域，洞察前沿科学的研究现状及发展趋势。众所周知，科研是教学的“源头活水”，是感知学科前沿动态、提升师者业务水平的重要途径。科研动态的时时关注促使教师将本领域前沿学术成果不断充实到自己的课堂教学中，及时填补原有课程体系与最新研究成果间的“知识断层”，从而吸引学生关注的热情、激发探索的动力。通常，科研水平高的教师往往对教学内容思考得更加清晰透彻，对关键知识点把握得更为准确深刻，更易在教学中做到深入浅出、从容自若。

施教时教师将课堂教学内容与自己的科研成果结合，明确所授方法理论的适用对象、扩展尺度及其延伸范围。此举不仅有助于拓宽学生的知识面，更益于全面构建实用性知识体系。另外还可以在课堂中适时穿插讲述一些自己的科研经历（特别是遭遇的科研难题及解决办法），给学生提供一种站在“老师的视角”思考并解决问题的全新体验，拓宽学生知识面、锻炼思考能力的同时培养其严谨的治学态度和刻苦的学习精神。比如，教师可依托自己正在承担的科研课题，将研究成果或实施经验以第一人称的口吻给学生讲述，给学生提供难得的开阔眼界的机会。

针对水文地质学这类与人们生产和生活紧密相关的课程，教学过程中更应从发展生产与提高生活的实际需求出发，构建实用性教学体系。比如，长期以来受人类活动影响，地下水的赋存、补给、径流和化学成分均有一定差异。教学过程中带领学生开展野外水文踏勘，结合现场踏勘编制而成的潜水等水位线图、承压水等水压线图、总矿化度试验分析地下水动态变化规律及诱发化学组分变化的原因，为合理开采地下水及防治地下水污染此类实用性课题提供科学指导。另外，通过岩溶及岩溶水发育规律的系统探究分析地下水给实际工程建设或矿山开采造成的不利影响，进一步有针对性地制定高效实用的防治措施。

（三）巧用多媒体，捕获学生心

大多数学生都有一种心理倾向：喜欢某位老师就会爱屋及乌地喜欢他所讲授的课程；哪门课程的课堂气氛活跃，便偏向于喜欢哪门课。可见，为了吸引学生的学习兴趣，激发学生的学习热情，教师要善于将心理学中的“负强化理论”运用到自己的课堂教学当中。比如，授课时尽可能借助或发掘形式多样、活灵活现的教学素材或辅助工具，其中功能强大、图文并茂的多媒体课件便是现代课堂教学的一件“利器”。

众所周知，课堂板书（黑板加粉笔）此类传统教学手段对概念的阐释或理论的讲解通常是不具体的，学生往往无法获取直观感受。多媒体的出现改变了传统单一的教学手段，将抽象晦涩的书面知识直观形象化。形象的素材比抽象的概念更易被大脑接受和识记，有助于激发学生的学习兴趣，调动其积极主动性。

多媒体教学能将形象的图片或生动的动画插入预授知识点。此手段不仅丰富了课堂教学内容，亦能在视觉和听觉上给受众以冲击，使其得到双重满足。对于受条件所限无法广泛开展实践教学的院校而言，利用多媒体手段弥补实践教学欠缺显得尤为重要。比如，以岩体裂隙产生、扩张、连通的实景图片为素材制作的多媒体课件能给学生强烈的视觉冲击，便于从根源上阐述基岩裂隙水的流通与运移扩散特征。另外，在涉及河流地质作用的知识环节，为了让学生对河流演化进程中的侵蚀、搬運、沉积作用产生更加深刻的理解与认知，适宜借助多媒体加载不同时期河流的典型形貌特征图片或动画，直观展示现代河流从幼年期孕育到壮年期发展以至老年期成型的动态演变进程。

然而放映速度快、画面转瞬即逝的属性决定了多媒体课件并非教师的“万能钥匙”。如果幻灯片放映速度超过学生“消化”速度，整堂课为抄录笔记而“疲于奔命”的学生根本无暇思考所授知识点，授课成效将大打折扣。因此，多媒体应与教师的板书、讲解有机结合，比如，重要知识点以板书的形式突出强调，以便学生理解记忆；多媒体播放过程中适时穿插典型工程案例的剖析讲解，使学生切实体会到水文地质学是一门与工程实际紧密结合的实用性课程，有助提升其主动学习的兴趣。

三、结语

新时期的高等教育不应局限于培养学生对基本概念和理论知识的理解与识记，更应注重学生思维方式和实践能力层面的提升。

水文地质学作为地下水学科的入门课程，是水文水资源工程等专业课程体系中不可或缺的基础课程，也是深入学习水文地质与工程地质专业课的必备基础。为了早日达成新时期地质工程应用型人才培养目标，教师授课时应注重专业理论与实践教学并举；拓宽知识面、增加实用性知识的讲解比重，实现课堂知识与工程实践的有机结合，着力提升学生解决实际工程问题的能力；进一步，将图文并茂的多媒体课件与生动形象的教学语言相结合，增强课堂的愉悦和谐度，让教学变成一项有趣的活动，易于被学生欣然接受；另外，遇到个别生涩难懂的知识概念时，带领学生至现场以实物讲解，形成“学生乐意学，老师愿意教”的良性教学风气，自然达成事半功倍的教学成效。

参考文献：

[1]张人权，梁杏，靳孟贵，等.水文地质学基础（第七版）[M].北京：地质出版社，2018.

[2]陈康，李方红，高志娟，刘振英.水文地质学基础课程教学实践探讨[J].科教文汇，2012，（35）：49-50.

[3]陈梦熊.环境水文地质学的最新发展与今后趋势[J].地质科技管理，1995，（3）：28-33.

[4]张人权.关于水文地质学的一些思考[J].地质科技情报，2002，21（1）：1-6.

[5]崔淑卿，陈娟，杨苏荣.我国水文地质学发展与现状[J].内蒙古水利，2012，（5）：6-7.

[6]周志芳.创新实践是水文地质学发展的必由之路[J].中国地质教育，2015，（1）：6-9.