巖土工程專業(yè)“水文地質(zhì)”課程教學(xué)模式探討

陳潔金，楊 暉

巖土工程專業(yè)“水文地質(zhì)”課程教學(xué)模式探討

陳潔金1，楊 暉2

(1.長沙理工大學(xué) 土木與建筑工程學(xué)院，湖南 長沙 410014; 2.長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410004)

水文地質(zhì)作為巖土工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，應(yīng)用性和實(shí)踐性強(qiáng)，內(nèi)容豐富而龐雜，缺乏系統(tǒng)的理論體系。為了適應(yīng)創(chuàng)新型技術(shù)人才培養(yǎng)的需要，結(jié)合長沙理工大學(xué)精品課程建設(shè)項(xiàng)目，通過教學(xué)實(shí)踐的不斷探索及總結(jié)，從教學(xué)內(nèi)容的專業(yè)化及模塊化、教材建設(shè)及更新、教學(xué)方法的多樣化、課程實(shí)習(xí)實(shí)用化等方面進(jìn)行探討，以期進(jìn)一步提高教學(xué)效果。

水文地質(zhì);精品課程建設(shè);教學(xué)多樣化;教材建設(shè);課程實(shí)習(xí)

學(xué)生通過對該課程的學(xué)習(xí)，要求掌握對地下水類型、補(bǔ)徑排的運(yùn)動規(guī)律和水文地質(zhì)條件的分析、掌握地下水的滲流與巖土的滲透性及地下水涌水量的計(jì)算方法，熟悉地下水對地下工程的影響及其防治措施，了解地下水對生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害影響等。使學(xué)生經(jīng)過本課程的學(xué)習(xí)之后具備水文地質(zhì)參數(shù)的獲取、工程地下水計(jì)算以及巖土工程問題中水文地質(zhì)問題分析的基本素質(zhì)和能力，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、分析和解決問題能力、動手能力，為從事巖土工程的設(shè)計(jì)、施工及維護(hù)管理奠定基礎(chǔ)。

目前水文地質(zhì)課程教學(xué)和實(shí)習(xí)的方法、內(nèi)容等已不能滿足新時(shí)期巖土工程人才培養(yǎng)的需要，迫切需要進(jìn)行改革。本文指出了目前教學(xué)與實(shí)習(xí)中存在的一些主要問題，從教學(xué)教材、教學(xué)方法、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行探討，改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，豐富教學(xué)內(nèi)容與途徑，增加現(xiàn)場實(shí)踐環(huán)節(jié)，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手和理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。

一、課程教學(xué)中存在的短板

(一)缺乏相應(yīng)教材

目前高校應(yīng)用最多的水文地質(zhì)教材是王大純先生為工程地質(zhì)水文地質(zhì)專業(yè)編寫的“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”和劉兆昌先生為給排水工程專業(yè)編寫的“供水水文地質(zhì)”。兩本教材出發(fā)點(diǎn)不一樣，“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”作為地下水科學(xué)入門教科書，主要闡明水文地質(zhì)學(xué)基本概念、基本原理和基本分析方法。而“供水水文地質(zhì)”從資源的角度出發(fā)，在基本概念和基本理論的基礎(chǔ)上主要介紹地下水資源水質(zhì)評價(jià)、水資源勘察以及水資源管理，并重點(diǎn)介紹了地下水污染評價(jià)和治理方法?！八牡刭|(zhì)”作為長沙理工大學(xué)《工程地質(zhì)》精品課程建設(shè)的組成部分，在2007年對水文地質(zhì)教材進(jìn)行編寫，主要加入了地下工程的防排水等內(nèi)容，對水文地質(zhì)基本原理與方法進(jìn)行了刪減，作為內(nèi)部教材進(jìn)行了三年的教學(xué)試驗(yàn)，效果不明顯，后來又改用王大純先生的“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”。

(二)單一的教學(xué)方法效果不理想

目前，水文地質(zhì)教學(xué)主要采用多媒體教學(xué)，其優(yōu)勢明顯，信息量大、操作靈活、形象、直觀、生動、能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情等。但其缺點(diǎn)也很明顯，“信息量大，放映快，來不及理解導(dǎo)致接受的少”，“上課沒有輕松感、教師應(yīng)多與同學(xué)溝通，融為一體，課堂氣氛應(yīng)活躍一些”，“多媒體要與黑板板書結(jié)合”等。教師平時(shí)不注重?cái)U(kuò)充知識內(nèi)容，僅限于播放一些簡單的圖片，缺乏實(shí)踐案例，“填鴨式”教學(xué)形式單一，缺乏啟迪性、互動性，導(dǎo)致學(xué)生積極性不高，上課睡覺、玩手機(jī)、甚者高談闊論。

(三)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)未得到重視

“水文地質(zhì)”是一門實(shí)踐性強(qiáng)的科學(xué)，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和野外實(shí)習(xí)是水文地質(zhì)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，但這一直是我校水文地質(zhì)教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)，沒有專門的水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室和水文地質(zhì)實(shí)習(xí)基地。

(四)課時(shí)量少、教學(xué)任務(wù)重

水文地質(zhì)內(nèi)容豐富、概念多、原理多，再加上現(xiàn)在課時(shí)縮短嚴(yán)重，造成教師在教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容的選擇和學(xué)時(shí)的分配上顧此失彼，一些重要的知識點(diǎn)少講或漏將，水文地質(zhì)知識結(jié)構(gòu)的整體性受到破壞，再加上現(xiàn)在的學(xué)生自覺性差，導(dǎo)致學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量不高。

二、水文地質(zhì)課程教學(xué)模式探討

(一)講授、實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)有機(jī)結(jié)合

課堂講授、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和野外實(shí)習(xí)是完成水文地質(zhì)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的三大必要環(huán)節(jié)，這三大環(huán)節(jié)的密切配合和有機(jī)結(jié)合是水文地質(zhì)教學(xué)的關(guān)鍵，這三個環(huán)節(jié)各有特點(diǎn)，但都是以讓學(xué)生掌握水文地質(zhì)學(xué)知識、理解水文地質(zhì)現(xiàn)象、初步分析和解決水文地質(zhì)問題為主要目的。在講課中，對基本概念、基本原理要講清楚、講完整，講透徹;而對有些應(yīng)用性和延伸性內(nèi)容則留下一些空白，將其交由實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)來填補(bǔ)和延伸，在實(shí)踐中靈活掌握基本分析方法，不斷提高分析問題和提出問題的能力。

(二)強(qiáng)化教材建設(shè)

如何根據(jù)專業(yè)對水文地質(zhì)知識的需求，對專業(yè)技能的需求選擇性的構(gòu)建水文地質(zhì)課程的課程體系和教學(xué)內(nèi)容是教材建設(shè)中迫切需要解決的問題。目前巖土工程專業(yè)迫切需要一本適合專業(yè)特點(diǎn)的水文地質(zhì)教材，在“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”增加教材內(nèi)容應(yīng)該包括以下幾個方面:

(1)地下水的儲存與循環(huán);

(2)地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分;

(3)地下水的運(yùn)動;

(4)不同地貌下地下水分布特征;

(5)工程建設(shè)中常見的水文地質(zhì)問題;

(6)水文地質(zhì)參數(shù)的確定;

(7)工程地下水計(jì)算;

(8)滲流作用下堤壩岸坡穩(wěn)定性分析;

(9)地下水的監(jiān)控與量測;

(10)地下水與生態(tài)環(huán)境;

(11)地下水與地質(zhì)災(zāi)害;

(12)地下水污染評價(jià)與治理。

(三)模塊化教學(xué)模式

水文地質(zhì)是一門緊密結(jié)合工程實(shí)際的課程，涉及內(nèi)容非常廣泛。根據(jù)巖土工程專業(yè)的特點(diǎn)，按照“新、寬、少、精”的原則對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選取，抓住課程的主線，形成了六個主要的知識模塊:地下水的儲存與循環(huán)、地下水物理與化學(xué)性質(zhì)、地下水的運(yùn)動、水文地質(zhì)參數(shù)的確定、工程地下水計(jì)算、專門水文地質(zhì)問題。在推廣模塊化教學(xué)方法的過程中，將“一課一人上”變?yōu)椤耙徽n多人上”的教學(xué)模式，每個教師發(fā)揮自己科研領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢，將精力集中于自己擅長的一個或幾個模塊，相比傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生可領(lǐng)略不同教師的不同教學(xué)風(fēng)格，豐富模塊的知識結(jié)構(gòu)，收獲不一般的教學(xué)效果。

(四)教學(xué)形式多樣化

1.把握主線、突出重點(diǎn)、適當(dāng)增補(bǔ)應(yīng)用內(nèi)容

認(rèn)真鉆研教材，實(shí)踐案例，積極增補(bǔ)新材料、新技術(shù)、新工藝的相關(guān)知識，保證教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性、新穎性與實(shí)用性。保持內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性，凝練與擴(kuò)充并重，突出重點(diǎn)內(nèi)容，適當(dāng)增加工程應(yīng)用內(nèi)容。在課程講授過程中，突出重點(diǎn)，主次分明，結(jié)合具體工程應(yīng)用，把涉及到的問題講透徹。

2.教學(xué)方法靈活多變

實(shí)際教學(xué)中，我們靈活地穿插各種不同的教學(xué)方法和手段，采用傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)相結(jié)合的方法，講授式教學(xué)、案例式教學(xué)、討論式教學(xué)、研究式教學(xué)和工程設(shè)計(jì)式教學(xué)。各種教學(xué)模式能培養(yǎng)學(xué)生不同的學(xué)習(xí)能力。

在課程講授過程中，每門學(xué)科都有自己的特點(diǎn)和思想，水文地質(zhì)學(xué)是一門應(yīng)用型學(xué)科，是巖土工程的專業(yè)基礎(chǔ)課，概念和基本理論豐富，在教學(xué)的過程中幫助學(xué)生形成“相對”和“系統(tǒng)”的思想，水文地質(zhì)學(xué)的基本概念基本上都是建立在相對于工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上，“含水層”和“隔水層”是兩個相對的概念，不是絕對的，同一套地層在不同的工程中可能是兩套絕然不同的水文特征和水文含義。地下水系統(tǒng)理論都是建立在“系統(tǒng)理論”的基礎(chǔ)上，如果教學(xué)過程能注重思想的培養(yǎng)，往往會收到意想不到的效果。

案列式教學(xué)能培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，譬如首先通過多媒體演示開灤趙各莊礦九東F3斷層突水災(zāi)害，分析煤礦開采過程中涌突水的特點(diǎn)以及礦區(qū)地下水系統(tǒng)的特點(diǎn)，讓學(xué)生分組討論如何有效防治突水災(zāi)害，如何進(jìn)行超前預(yù)報(bào)預(yù)警。指令學(xué)生分組進(jìn)行課下資料查詢、問題研究與總結(jié)，以調(diào)查報(bào)告、研究論文方式提交作業(yè)。

工程設(shè)計(jì)式教學(xué)是針對具體水文地質(zhì)問題，讓學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，基坑降水是巖土工程師經(jīng)常遇到的問題，為此，要根據(jù)地形條件，土壤的性質(zhì)，地下水位的高低和滲水量的大小，采取有效的工程措施，使施工時(shí)基坑處于干燥狀態(tài)。課前老師準(zhǔn)備一個具體工程實(shí)例，在課堂上老師首先講解基坑降水設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的具體事項(xiàng)，然后讓學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括涌水量計(jì)算，井點(diǎn)管數(shù)量與井距的確定，以及抽水設(shè)備的選擇等，最后有針對性總結(jié)學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中存在的主要問題，這樣能讓學(xué)生感覺學(xué)以致用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)主動性。

多種教學(xué)模式的有機(jī)結(jié)合，相互相成，全方位培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，在實(shí)際中體現(xiàn)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)”的高等教育新導(dǎo)向。

3.多形式的考核方式

水文地質(zhì)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)分三部分組成，首先是課堂理論知識講授，其次是室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，最后是野外地質(zhì)實(shí)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)成績的評定也主要是這三部分組成，多模式教學(xué)下，每學(xué)期至少有4～5次課程設(shè)計(jì)、調(diào)查報(bào)告或研究論文。從理論知識掌握程度、自主學(xué)習(xí)能力、分析解決問題能力和動手創(chuàng)新能力等多方位、多層面對學(xué)生進(jìn)行考核，綜合評定學(xué)生的課程學(xué)習(xí)成績。

三、結(jié)論

教學(xué)方法與手段是高等教育研究的一個重要主題，水文地質(zhì)作為巖土工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，應(yīng)用性和實(shí)踐性強(qiáng)，內(nèi)容豐富而龐雜，缺乏系統(tǒng)的理論體系。目前課時(shí)量減少、教學(xué)任務(wù)重、實(shí)習(xí)基地少，實(shí)踐不規(guī)范，嚴(yán)重影響水文地質(zhì)課程的教學(xué)質(zhì)量，為了適應(yīng)創(chuàng)新型技術(shù)人才培養(yǎng)的需要，結(jié)合長沙理工大學(xué)精品課程建設(shè)項(xiàng)目，通過教學(xué)實(shí)踐的不斷探索及總結(jié)，從教學(xué)內(nèi)容的專業(yè)化及模塊化、教材建設(shè)及更新、教學(xué)方法的多樣化、課程實(shí)習(xí)實(shí)用化等方面進(jìn)行探討，并通過近幾年的教學(xué)實(shí)踐，我們嘗試進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容和方法的改革，并取得一定的效果和經(jīng)驗(yàn)。此教學(xué)模式供相關(guān)專業(yè)老師參考。

［1］梁四海，周訓(xùn).“水文地質(zhì)學(xué)”實(shí)踐教學(xué)改革點(diǎn)滴體會［J］.中國地質(zhì)教育，2005，(2).

［2］馬亞杰，常江，韓秀麗.“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”課“精小化”實(shí)踐［J］.河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(社會科學(xué)版)，2012，12 (4).

［3］梁宜林.礦山地質(zhì)基礎(chǔ)教學(xué)課程體系改革研究［J］.長春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(社會科學(xué)版)，2003，4(1):51～52.

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