實(shí)施多元化教改，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才

通過(guò)實(shí)驗(yàn)組織與指導(dǎo)、科研型課題、計(jì)算機(jī)軟件模擬及考核方法的改革，刺激學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的掌握及創(chuàng)新性，較傳統(tǒng)的教學(xué)模式，本教學(xué)方法可以幫助學(xué)生盡早了解相關(guān)學(xué)科的前沿動(dòng)態(tài)，進(jìn)入科研狀態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)新型人才培養(yǎng)創(chuàng)造條件。

多孔介質(zhì)中土壤溶質(zhì)遷移課程研究的是溶于水體或多孔介質(zhì)中的溶液的過(guò)程、規(guī)律和機(jī)理。多孔介質(zhì)中的液相部分并非純水，而是含有根中無(wú)機(jī)與有機(jī)溶質(zhì)的溶液。溶質(zhì)在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移不僅與水的流動(dòng)相關(guān)，而且與溶質(zhì)的理化性質(zhì)以及在水力驅(qū)動(dòng)過(guò)程中所發(fā)生的物理、化學(xué)和生物過(guò)程等密切關(guān)系。多孔介質(zhì)中土壤溶質(zhì)遷移這門(mén)課程所包括的內(nèi)容已不僅僅局限于土壤物理學(xué)，同時(shí)也包括了土壤化學(xué)的研究。因此，多孔介質(zhì)中的土壤溶質(zhì)運(yùn)移這門(mén)課程所涉及的學(xué)科范圍屬于土壤學(xué)科，是土壤物理和土壤化學(xué)的交叉學(xué)科。而進(jìn)一步從水文和水文地質(zhì)學(xué)科角度分析，則屬于土壤水文學(xué)或包氣帶水文學(xué)的范疇。從環(huán)境科學(xué)角度，則屬于環(huán)境土壤或環(huán)境水文學(xué)的研究對(duì)象。因此，通過(guò)這門(mén)學(xué)科的學(xué)習(xí)可以有效地掌握多門(mén)課程的基礎(chǔ)理論，對(duì)地下水環(huán)境污染的預(yù)測(cè)防治理論及應(yīng)用均有重要意義，同時(shí)該門(mén)課程中提出的理論和方法，亦可提高地下水中污染物運(yùn)移監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，使之符合野外大區(qū)域尺度的實(shí)際情況。

一多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移課程的改革實(shí)踐與創(chuàng)新

多孔介質(zhì)中的溶質(zhì)遷移課程是我校水利水電學(xué)院農(nóng)業(yè)水土工程專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一，教學(xué)目的以掌握多孔介質(zhì)中的溶質(zhì)遷移理論知識(shí)為主要目的。但近年來(lái)由于工業(yè)迅速發(fā)展，農(nóng)業(yè)化肥農(nóng)藥的大量投入，土壤、地下水的污染日益嚴(yán)重，為我們土壤及地下水環(huán)境保護(hù)敲響警鐘。因此，對(duì)于本課程知識(shí)的掌握就不能僅僅限定在教材的范圍中，應(yīng)該教會(huì)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)以致用，只有這樣才能體現(xiàn)本課程所述理論的“實(shí)踐性”價(jià)值。

對(duì)于多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移課程，由于本課程知識(shí)理論抽象、枯燥，模型方程難理解，難求解，是學(xué)生普遍認(rèn)為不僅難學(xué)而且用處不大的課程。因此，在教學(xué)實(shí)踐中，我們期望改變目前的現(xiàn)狀，探索并建立了以學(xué)生能力培養(yǎng)為主，理論與實(shí)踐聯(lián)系的教學(xué)方法體系，吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的、基礎(chǔ)性、前沿性和時(shí)代性的教學(xué)實(shí)踐范例；提出了采用與研究型教學(xué)理念相適應(yīng)的學(xué)習(xí)資料，以及授課與課堂討論形式，課后作業(yè)類(lèi)型、試驗(yàn)技能和考核方法；授課環(huán)節(jié)中采用中英文雙語(yǔ)授課，課程講授過(guò)程中將專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)穿插授課環(huán)節(jié)，并加強(qiáng)傳統(tǒng)教材，網(wǎng)絡(luò)多媒體和電子教材的建設(shè)；同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新試驗(yàn)素質(zhì)，強(qiáng)化研究型實(shí)驗(yàn)，完善實(shí)驗(yàn)方法，提升創(chuàng)新思維與科研實(shí)踐能力。

多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移作為農(nóng)業(yè)水土工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)理論課程與主干課程，課程知識(shí)面廣，知識(shí)點(diǎn)較多和綜合性強(qiáng)。因此，在授課環(huán)節(jié)中應(yīng)注重基礎(chǔ)理論的講授，結(jié)合目前科研過(guò)程中已開(kāi)展或正在開(kāi)展的科研實(shí)踐舉例來(lái)充實(shí)課程內(nèi)容，并采用啟發(fā)式教學(xué)，提出一些與實(shí)踐相關(guān)的思考問(wèn)題以供學(xué)生積極主動(dòng)思考，拓展學(xué)生的思維能力。在講授課程內(nèi)容過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生從整個(gè)課程章節(jié)的系統(tǒng)組成出發(fā)，了解每章在該課程中的作用以及各章之間的內(nèi)在聯(lián)系，達(dá)到系統(tǒng)理解本課程的全部?jī)?nèi)容。在重點(diǎn)闡述基本測(cè)試?yán)碚摵蜏y(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)上，介紹學(xué)科前沿發(fā)展方向和最新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如新的測(cè)試新方法、新型傳感器、數(shù)據(jù)記錄儀與自動(dòng)采集系統(tǒng)、虛擬測(cè)試技術(shù)和“3S”技術(shù)等，開(kāi)拓學(xué)生的視野、豐富學(xué)生的知識(shí)面。

二實(shí)驗(yàn)課程的組織和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新

在多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移課程的部分章節(jié)中，如溶質(zhì)穿透曲線概念及研究方法、土壤溶質(zhì)隨坡面徑流中，由于其溶質(zhì)遷移物理過(guò)程復(fù)雜、研究機(jī)理抽象，學(xué)生較難理解。因此，我們將課程地點(diǎn)安排設(shè)置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，掙脫教室的束縛，把實(shí)驗(yàn)室同樣作為學(xué)習(xí)的場(chǎng)所，以學(xué)生親自動(dòng)手、實(shí)際模擬、實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和后期數(shù)據(jù)處理為主要手段，讓學(xué)生充分理解什么是孔隙體積，什么是相對(duì)濃度及相對(duì)體積，什么是相對(duì)混合深度，通過(guò)課內(nèi)穿插的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，大大提升了學(xué)生對(duì)于本門(mén)課程的興趣，同時(shí)亦使學(xué)生認(rèn)識(shí)并掌握試驗(yàn)研究的程序、內(nèi)容與方法，以提高學(xué)生的綜合分析能力，為以后的科研工作進(jìn)行系統(tǒng)的方法、思路、綜合能力和科研報(bào)告撰寫(xiě)等的訓(xùn)練，以期提高學(xué)生的科研工作能力。

同時(shí)依據(jù)本門(mén)課程的難點(diǎn)、重點(diǎn)，將本門(mén)課程的重要研究理論與相關(guān)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，學(xué)生通過(guò)前期實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備充分了解本研究理論的影響因素；通過(guò)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作，繼續(xù)加深對(duì)本理論的理解，克服學(xué)生接受復(fù)雜理論的恐懼心理，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)而提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收程度。

三課程的研究性教學(xué)方法的創(chuàng)新

對(duì)于農(nóng)業(yè)水土工程專(zhuān)業(yè)選修課程體系的選擇，我們?cè)诔浞种v授本課程基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的前提下，首次建立了以教師命題為主，學(xué)生自己興趣愛(ài)好相結(jié)合的方式。授課環(huán)節(jié)中設(shè)立子專(zhuān)題，給學(xué)生較多的空間，使學(xué)生在課余時(shí)間利用各種渠道收集與研究專(zhuān)題相關(guān)的資料，獲取與本課程相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，并嚴(yán)格按照科技論文的形式撰寫(xiě)讀書(shū)報(bào)告，闡述對(duì)本課程的理解（學(xué)科發(fā)展綜述、存在科學(xué)問(wèn)題以及自己的認(rèn)識(shí)等），轉(zhuǎn)變老師作為知識(shí)權(quán)威和壟斷者的角色，變“學(xué)科教師”為學(xué)生“導(dǎo)師”，引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，向社會(huì)學(xué)習(xí)、向他人學(xué)習(xí)。教學(xué)方式的改革不僅能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立查閱中英文文獻(xiàn)和綜合分析文獻(xiàn)資料的能力，還能鍛煉與培養(yǎng)學(xué)生形成相關(guān)科學(xué)研究的方法和技能。通過(guò)對(duì)課程教學(xué)方法的改革，一定程度上改變了傳統(tǒng)的教學(xué)體系與教學(xué)方式，增強(qiáng)本科學(xué)習(xí)階段的研究性教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的素質(zhì)與綜合能力。

四通過(guò)多媒體課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)軟件模擬教學(xué)的創(chuàng)新

由于本門(mén)課程公式、參數(shù)較多，一個(gè)模型有時(shí)甚至可以有數(shù)十幾個(gè)參數(shù)，在授課過(guò)程中，若僅以簡(jiǎn)單的多媒體傳授為主，那么就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于本門(mén)課程的一知半解，其教學(xué)也不能取得較好的效果，對(duì)學(xué)生本專(zhuān)業(yè)發(fā)展也極為不利。因此，在本門(mén)課程理論偏多的章節(jié)，我們將能夠處理相關(guān)模型，求解參數(shù)的模型、說(shuō)明書(shū)及其相關(guān)已有的研究數(shù)據(jù)提前拷貝給學(xué)生。同時(shí)在授課時(shí)，安排4名學(xué)生攜帶筆記本電腦一臺(tái)，在課堂上通過(guò)與教師同步軟件操作處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，來(lái)用于課堂模型模擬學(xué)習(xí)。通過(guò)一步步教授學(xué)生如何學(xué)會(huì)使用相關(guān)軟件求解復(fù)雜溶質(zhì)遷移參數(shù)及溶質(zhì)遷移過(guò)程模擬，獲取獨(dú)立處理相關(guān)問(wèn)題的能力，同時(shí)處理數(shù)據(jù)的過(guò)程又進(jìn)一步加深了學(xué)生們對(duì)于本課程基礎(chǔ)知識(shí)的理解與認(rèn)識(shí)。幾堂課下來(lái)，學(xué)生基本能夠?qū)?fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，抽象問(wèn)題具體化，課堂效果較好。

五課程評(píng)價(jià)體系和考核方法的改革與創(chuàng)新

從2005年起，我們就本課程的教學(xué)借鑒了國(guó)外一流大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院及國(guó)內(nèi)重點(diǎn)大學(xué)多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移課程相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容與方法。我們通過(guò)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)國(guó)外大學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)以啟發(fā)型、自主型和開(kāi)放型的教學(xué)方法為主，更加注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在考核方面尤為重視，多采用開(kāi)放式題目，學(xué)生可自選與課程內(nèi)容相關(guān)的題目，來(lái)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)課程考核，注重培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成命題的精神和意識(shí)，且日常作業(yè)以大作業(yè)為主，著重培養(yǎng)學(xué)生的探究與創(chuàng)新意識(shí)。

在此基礎(chǔ)上，圍繞創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域教學(xué)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合西安理工大學(xué)本科專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的實(shí)際情況，探究與改革教學(xué)的考試方式了。傳統(tǒng)考試形式多以一次性定時(shí)閉卷考試為主。傳統(tǒng)考核方法具有諸多弊端。首先學(xué)生以臨時(shí)突擊應(yīng)付考試為主，平時(shí)課堂學(xué)習(xí)及課后復(fù)習(xí)較少；二是對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力考查，不利于創(chuàng)新性思維的發(fā)揮。采用新的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，可以改變傳統(tǒng)的一考定終身評(píng)價(jià)方式，注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的評(píng)價(jià)與激勵(lì)?？偝煽?jī)由平時(shí)作業(yè)、課堂討論表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)研究和研究性創(chuàng)新、期末考試共4部分組成，分別占總成績(jī)的10%、10%、20%、60%。

為考察學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)的程度，期末考試時(shí)我們采取閉卷考試方式，確保學(xué)生熟練掌握本課程的基礎(chǔ)理論和重點(diǎn)理論。而對(duì)于理解性的內(nèi)容，以課程實(shí)驗(yàn)研究與創(chuàng)新性考核為主。通過(guò)考核學(xué)生制訂實(shí)驗(yàn)方案和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的合理性與可行性、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的邏輯性性和完整性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析的邏輯性、正確性與可靠性，以及分析儀器操作步驟的合理性、對(duì)掌握儀器使用方法的熟練程度；實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫(xiě)的規(guī)范性、條理性與整潔性，圖表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與規(guī)范性；對(duì)實(shí)驗(yàn)思考問(wèn)題解答的正確性與創(chuàng)新性等。同時(shí)考核中，我們還設(shè)立了創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的考核，考察學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中所展示的創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力、總結(jié)歸納能力、科研實(shí)踐技能以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。

與此同時(shí)，為增強(qiáng)課堂講授的效果，根據(jù)本課程的特點(diǎn)，把本專(zhuān)業(yè)教師的相關(guān)科研成果引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)開(kāi)展研究型實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能力。注重學(xué)生的創(chuàng)造精神培養(yǎng)，擴(kuò)展學(xué)生自主研究思考空間。以達(dá)到使學(xué)生由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變成為“我要學(xué)”的主動(dòng)接受事實(shí)的目的，注重學(xué)生的理論推理的邏輯思維、實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。此外也進(jìn)行了考核評(píng)價(jià)方式改革等實(shí)踐，如開(kāi)辟了免試通道，鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生參加國(guó)內(nèi)外的創(chuàng)新型競(jìng)賽項(xiàng)目等多種考核方式來(lái)獲得本課程成績(jī)。為學(xué)生提供寬松的學(xué)習(xí)氛圍，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，促進(jìn)了學(xué)生從應(yīng)試性學(xué)習(xí)研究型學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，有利于學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)。

總之，多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移課程教學(xué)改革是具有偉大意義的。盡管我們已經(jīng)做了多年的嘗試，取得了一些成績(jī)，但我們能感受到，高校的課程改革創(chuàng)新之路還很長(zhǎng)，還有很多需要我們進(jìn)一步努力的事情。我們將遵循教學(xué)規(guī)律，不斷改革創(chuàng)新，建立創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，為社會(huì)培養(yǎng)大量學(xué)生和家長(zhǎng)認(rèn)可、企業(yè)需要、就業(yè)前景良好、創(chuàng)業(yè)意識(shí)強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

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