地下水利用课程混合式教学模式改革与实践

地下水利用是农业水利工程专业的基础必修课程，课程涉及的内容丰富庞杂，且大部分较为抽象，线下授课的教学模式较为单一，学生学习难度较大，因此地下水利用课程的教学模式改革十分必要。结合本课程目前线下授课的传统教学方式和学生学习效率低的现状，介绍了线上与线下融合教学的优点及地下水利用课程混合式教学模式改革的必要性，提出了开展地下水利用课程混合式教学实践的建议，对促进信息技术与教育教学融合及提高教学质量、培养学生个性化发展具有实际意义。

《地下水利用》是我国北方各省（自治区、直辖市）高等学校农业水利工程专业的必修课程，是水利水电工程、水文与水资源工程专业的一门技术基础课程。课程的教学任务是指导学生通过本课程理论学习与实践，掌握必要的地下水运动理论与地下水开发利用技术，主要包括地下水赋存规律、地下水运动基本方程、地下水资源计算与评价、集水建筑物的设计与施工、地下水开发利用规划设计、地下水超采引起的环境问题及地下水资源合理开发利用和保护的措施。该课程加强了地下水资源评价基本概念、地表水地下水资源平衡分析、地下水资源评价数值法在工程设计中的应用及地下水资源保护等方面的理论分析与实际应用。为从事地下水开发利用工程的建设与管理奠定基础，提高从事地下水开发利用保护与管理方面的知识和工作以及科研能力。

2023年6月28日，为加强地下水保护开发利用管理，保障地下水可持续利用，水利部、自然资源部研究制定了《地下水保护利用管理办法》。我国是地下水利用历史最悠久的国家之一，尤其新中国成立以来，地下水利用事业有了迅猛的发展，地下水利用的理论与技术日趋完善。但随着我国地下水开发利用程度不断加大，不少井灌区地下水超采和污染问题突出。干旱区半干旱地区缺水，水资源在时空上分布不均，水利工程建设特别是控制性工程建设滞后，社会经济发展受到很大制约。地下水资源是水资源的主要组成部分，合理开采利用地下水，对缓解地区水资源总量不足、时空分布不均和防止与治理土壤盐渍化具有积极的作用。因此，为说明地下水利用在我国农田灌溉事业中的地位，必须对学生讲明我国干旱半干旱地区的分布及水文特点、地下水灌溉特点，尤其要求学生加强认识新疆内陆干旱半干旱地区的地下水特点及分布规律。

2019年10月，教育部印发了《教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》（教高〔2019〕6号），意见中提出要提升高校教学质量，深化教育教学制度改革，旨在通过教学模式改革全面提高教学水平和人才培养质量。随着信息技术不断创新，教学方式也更加多样化和智能化，信息时代和知识社会对教育提出了发展核心素养的紧迫要求，为加强地下水利用课程的整体设计，对该课程进行混合式教学模式的改革，实施“线上+线下”混合教学模式，充分利用线上资源教学，建设线上线下一体化的教学资源，开展丰富多彩的科学实践活动，以提高教师的授课效率，增加学生投入学习的时间，提高自主学习时间比例，大力培养学生的学习积极性、创新思维和科学精神。

1 地下水利用课程现状

课程选用的教材是虎胆﹒吐马尔白主编的中国水利水电出版社出版《地下水利用》（第4版），教材中有关地下水运动理论的知识较为抽象，且需查清水资源开发利用现状及其所存在的问题，在此基础上提出地区可持续开发利用的水资源量，合理地进行水资源配置，制定出切实可行的地下水开发利用规划。教材中对于近年来地下水开发利用的现状及其引发的问题涉及较少。在本校的地下水利用课程传统教学方法中，部分内容过于抽象，并且教学模式的创新性不足，这导致了学生的学习积极性和主动性不足，从而影响了他们的吸收能力。针对这种现象及目前线上授课的发展趋势，亟须对地下水利用课程进行改革，课程改革不仅可以增加关于地下水利用的热点话题，还可以在教学过程中融入部分科研课题，提高学生学习的创新能力，丰富学生的知识面和科研能力，推动课堂教学与数字技术深度融合。

2 地下水利用课程教学改革的意义

混合式教学是结合“线上”与“线下”的教学模式，使线上授课融入传统的线下教学。混合式教学需要把理解性教学作为核心理念，即教师为理解而教，学生为理解而学，教师为理解而设计教学课程。

2.1 课程情况

地下水利用课程为农业水利工程专业的必修课程，该课程使学生深入了解国内外地下水开发利用情况和该学科的发展前景。通过课程中单井和井群出水量计算、水文地质参数计算与选取，地下水资源计算与评价以及地下水集水建筑物的规划、布置、设计与管理等方面的理论和方法，针对水资源开发利用现状及其所存在的问题，结合地区国民经济发展对水的需求，从地表水、地下水开发利用和生态环境实际条件出发，制定出切实可行的地下水开发利用规划。为从事地下水的合理开发利用、管理和保护以及科学研究等奠定坚实的专业基础。

2.2 教学方式

随着信息化时代的快速发展，多元化、快节奏的网络新经济逐步将传统的线下授课方式转变为公开授课、慕课和翻转课堂等线上授课方式，由于传统的教学模式存在一些不容忽视的不足，部分内容较为抽象，授课方式以教师、课本和课堂为中心，使学生较为被动地接受新知识，缺乏学习的主动性和创造性；线上授课学习资源丰富，具有个性化、自主化学习的优点，但这种单向讲授的互动性不够。为方便教师更好地了解学生，兼顾学生对课堂的差异化需求，提高学生学习兴趣，最大限度地实现教学目标，提高学生学习效果，采用线上+线下多元教学模式的融合，适应教育信息化的飞速发展，才能更好地提高学生的学习效率、学习能力和思维品质，也是高等院校实现人才培养的有效且十分重要的举措。

2.3 实践层面

线上学习可利用网络平台上的视频、PPT等学习资源，或手机端app如慕课、超星学习通等，使学生能更加便捷有效地学习有关地下水利用或相关课程的基础知识和课程内容讲解，不仅能够满足课堂教学需求，也可以根据自己的学习时间或需求对部分内容进行重复学习，从而达到线上网络课程实践的目的。通过线上+线下互补型的教学模式可以保证知识技能讲解的精准性，提高学生学习新知识、应用新知识的激情，由此充分发挥线上和线下教学的独特优势，促进教育质量全面提高。

3 地下水利用混合式教学实践的建议

3.1 混合式教学模式的设计

混合式教学模式的教学设计一般包括前期分析（包括教学对象、教学目标、教学内容和设备环境评估）、设计（包括课程设计、定制教学策略）、实施（包括课堂教学和线上学习）和评估（包括教学资源、教学效果、教学实施）四个环节。

3.2 混合式教学的课程设计

混合式教学课程的设计需注意融课前、课中、课后于一体，即要做到课前了解学情，课中把握教学进程，课后检测目标达成情况，需综合应用练习、测验、成果分析、表现观察等多元方式，全方位、多层次地把握学生学习情况。

混合式教学课程的设计需收集有关地下水利用的相关线上资源，如慕课的优质课程地下水动力学、水文地质学基础、地下水污染与防治等，根据地下水利用课程的教学内容制作地下水利用课程线上+线下的教学课件、习题库、讨论库和测试库等。授课教师利用线上平台将课程资源进行上传、修改，学生根据自身情况合理安排自主学习。课程的资源建设需将理论与实际结合，不仅要讲授课程重点，更要突出与地下水利用课程相关的最新前沿动态，以达到混合式教学模式的目的，使授课更具吸引力，学生更加主动积极参与课程教学。

3.3 混合式教学新模式的探索

地下水利用课程混合式教学模式是将传统课堂学习与网络在线学习相融合，授课教师借助电脑、智能手机等工具根据教学目标与任务指导学生开展个性化学习，培养学生建构知识、自主解决问题的能力，有利于增强学生自主学习、实践创新的能力，但完全依赖线上学习是不可取的，部分学生自制力欠佳，学习态度不够认真，难以把握课程重点。因此，线下传统教学方式不可或缺，面授的最大优点是可以进行师生或生生交流研讨与互动，利于学生意志、品质的形成，是学生学习和成长过程中不可或缺的情感需求，是理论与实践充分融合的最佳路径。教学新模式也需要教师在教学工作中不断反思、调整，从而准确把握教学实情，提高教学质量。

按照混合式教学模式的设计，地下水利用课程可以分为四步：（1）明确教学对象，即授课学生为农业水利工程和水利水电工程本科生，在综合运用已学过的基础课、专业基础课及有关专业课的基础上，通过本课程理论学习，增强学生地下水开发利用保护与管理方面的知识储备，提高相关的工作及科研能力。因此针对教学的重点内容，可选择相关的优质慕课课程制定地下水利用的线上开放课程。

（2）课前设计包括地下水利用线上和线下的课程设计、基于线上相关的优质课程定制混合式教学模式的教学策略，如线下授课以“引导与帮助”为主，精练教学内容，课堂内增加师生互动和提问、设疑等。

（3）实施包括借助线上平台进行授课及教师课堂面授。

（4）课后需进行地下水利用教学资源、教学效果及教学实施的评估，最终探索出促进学生个性化学习的地下水利用课程混合式教学新模式。

3.4 地下水利用课程教学方法的改革

随着科技进步，授课教师的线上教学手段也更加现代化、信息化和多样化，同时也提高了对教学和学习方法的要求。一方面，学生接收信息的方式更加多样、便捷，一成不变的课堂授课方式已不能满足现代学生的理解和创新认知；另一方面，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》强调要根据各学生的特点和差异，主张将学习和思考相结合，实现知识和行动的一致性，并根据学生的不同特点进行教学，积极推广启发式、探索式、讨论式和参与式的教学方法，以帮助学生掌握学习技巧。因此，教学方法改革是提高教育教学质量的必要手段。

教学方法改革的目标主要是激发学生的学习兴趣和热情，提高学生自学和发现、分析、解决问题的能力，混合式教学主要以启发式、互动式和探究式方式为主，引导学生主动思考、积极提问、自主探究。引导学生借助数字技术建构知识间的内在关联，促进教学内容结构化，做到举一反三、融会贯通。多种教学方式被广泛应用，如教师利用线上平台结合相关背景资料提出问题，并引导学生分析、得出相关答案，教师最后加以总结；教师根据教学重点提出课题，让学生参与讨论和研究，并共同得到结果。充分的互动促使学生高度投入与深度参与教学过程，促进学生高阶思维、团队协作、社会情感能力发展。

对地下水利用课程来说，混合式教学可以将课堂讲授与讨论、习题和课题研究等教学方式相结合。将课程内容进行整合和具体化，提出供学生深度学习的有意义的单元主题。（1）结合教学内容和热点问题多方式展现。由于近来与地下水相关的热点事件频发，可由地下水引发的热点事件为主题开展以学生为主的讨论，在讨论之前教师预先布置好任务，并予以指导，学生讨论时可采用灵活多样的表现形式，如报告、剪辑视频、文献整理等，可充分调动学生学习的积极性和表现欲，从而达到一定的教学效果。（2）课堂主题汇报的方式。基于合理开发利用地下水可充分发挥地下水开发利用的综合效益，但地下水超采会引发地下水位下降、地面塌陷和土地荒漠化等严重问题，因此让学生自己线上搜索相关案例，并结合实际情况汇报合理开发利用地下水的必要性，这种方式不仅可以加强学生对本课程重点的理解，又可以锻炼学生的自信心。（3）分组讨论方式。教师可以根据某个教学重点提出问题，让学生分小组进行讨论后得到不同小组的讨论结果，教师对各小组的结果进行总结和补充，以此增加学生上课的参与度。（4）自主出题式。教师在讲完每一章的重点和难点后，由学生自主出题，教师将切合重点的题目汇总成习题后下发给学生，学生完成习题后由出题的学生进行讲解和答疑，启发学生进行自主思考，提高学生自学和发现、分析、解决问题的能力。（5）利用多媒体教学。将教学重点与现实情况结合，如地下水集水建筑物的分类可分为垂直系统（包括筒井、管井、大口井、轻型井等）、水平系统（包括截潜流工程、坎儿井等）、联合系统（包括辐射井、卧管井、筒管井、水柜、联井、虹吸井等）和引泉工程（引泉坑道和引泉蓄水建筑物）等类型，分类多且复杂，为避免学生死记硬背，就要借助多媒体利用动画和幻灯片将地下水集水建筑物的不同类别向学生进行演示，提高学生学习兴趣。

3.5 教学实践的创新

地下水利用课程的实践教学环节较为薄弱，教学多以书本上的知识为核心，包括听讲、练习、考试等形式，较少考虑学生的需求和接受程度，忽视了学生全面素质的提高，也束缚了创造性人才的培养。因此，在地下水利用教学过程中，应增加教学中的实践环节，强化“实践意识”，明确实践在学科培养中的重要地位，如通过考察、调研、观赏、阅读、创作等实践方式将知识落实、深化，用独特的学科方式来学习地下水利用课程，通过实践把书本的知识与学生的身心有机融为一体，外在的知识才能变成学生内在的能力和品格，构建以实践为中心的新型育人方式。即达到“核心素养观”，让课程目标始终聚焦于培养学生在真实情景中解决复杂问题的高级能力和人性能力。

3.6 考核模式的多样化改革

在以往的教学过程中，教师对学生的成绩评价仅仅是简单的考试形式，随着教学模式的改革，考核模式也要逐步过渡到学生发展的过程性评价，不能仅靠试卷成绩作为考核的结果。考核模式的多样化是把作业、专题讨论的表现情况、课堂测试或章节测试等作为考核的一部分，再与课程的终结性评价相结合，最终对学生进行综合评定。为了保证教学质量，使考核更加规范、标准，需同时建立地下水利用课程的试题库，试题内容不限于课本内的主要知识点，可结合主要的热点话题，使试题库尽可能形式多样、内容覆盖面广，难度适中，使用方便。还需加强对学生阅读文献能力、科研能力的综合性要求，考试中引入科研论文的实例，以引导学生全面发展成为高素质的人才。

3.7 建立多样化教学评价体系

目前我国高校教学评价的方式主要包括学生评价、同行评价、督导评价等，评价过度关注书本知识的掌握程度，无法对教师的教、学生的学起到应有的激励与积极的导向作用。随着教学模式的多样化，教学评价体系也需适应时代的新要求，教学评价体系要考虑学生的综合能力，强调评价主体多元化，并且重视学生的自我评价在整个评价中的作用。依据评价结果优化教学策略，改进教学过程，或自动推送相关学习资源，促进学生开展自适应学习。教学模式的改革在教学评价中要体现学生自我反馈、自我调控、自我完善的作用，促进学生素质的全面发展。学生的自我评价也能及时督促学生自身和教师及时做出反馈和调整，有利于课程的有序和顺利开展。

4 结语

地下水利用课程教学内容过于注重书本知识的现状，需加强课程内容与学生生活及现代社会和科技发展的联系，授课教师应与学生积极互动、共同发展，注重培养学生的独立性和自主性，引导学生调查、探究，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。混合式教学模式的改革与实践需“因校制宜”，应结合本校甚至班级的特点，规划好本校的课程体系和实施策略，更合理地安排教学内容，强化内容关联，促进学生对关键内容的理解与把握，再选择合适的线上资源，结合现实的学习状况，融入最新前沿动态，开展地下水利用课程教学改革。随着地下水开发利用现状、存在问题及地下水保护利用规划的不断进行，推动了地下水利用课程教学模式的改革，不仅能够提高教学质量，为学生优势特长的多样化发展提供丰富多样的课程，体现办学特色，还可以培养学生个性化发展。

（作者单位：1.新疆农业大学水利与土木工程学院；2.新疆水文水资源工程技术研究中心）