談《工程地下水》課程的教學與實踐＊

唐益群，嚴婧婧

（1.同濟大學 巖土及地下工程教育部重點實驗室，上海 楊浦區(qū) 200092；2.同濟大學 地下建筑與工程系，上海 楊浦區(qū) 200092）

一、前 言

隨著中國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，工程建設中由地下水引發(fā)的工程地質與環(huán)境問題日益突出。作為地質工程專業(yè)的一門專業(yè)課程，《工程地下水》課程從工程角度出發(fā)，探討地下水的性質、地下水所引發(fā)的工程地質問題與防治等，通過本課程的教學希望學生能夠學習并思考如何避免或減輕由于地下水問題引發(fā)的工程地質問題與環(huán)境問題。

在《工程地下水》課程教學過程中深深地感到，教師的教學水平直接影響人才培養(yǎng)的質量，教師的教學方法又直接影響學生接受知識的深度與分析問題和解決問題的能力。在課堂教學過程中，教師站在講臺上照本宣科，學生在臺下昏昏欲睡，課堂上接受到的知識少之又少，而為了應付考試，課下又得花費數(shù)倍的時間來自習。而對于經(jīng)驗豐富的教師來說，如何合理地運用各種教學方法和技巧，調動學生學習的積極性，使得學生能夠輕松接受知識并且經(jīng)久不忘，這也是一種教學技巧，也是一門學問。

二、《工程地下水》教學實踐

《工程地下水》是一門與工程實踐結合緊密的課程，但是由于學時數(shù)的限制，學生并沒有更多的時間真真去接觸工程實踐，為了使學生能夠對教學內容更深入地理解，這就需要教師從多方面、多角度地為同學做講解，并穿插工程實例的介紹使得書本上的知識鮮活起來。筆者在多年講授這門課程的教學實踐中，在理論與實踐的結合上取得了比較好的教學效果，歸納后有以下幾方面的感想，供有關教學人員參考。

（一）多種教學手段相結合

在這個信息化的時代，許多教師都會結合幻燈片、動畫、視頻等多種方式來進行授課。筆者認為這是一種很好的方式，因為它一方面由于信息量大，可以灌輸給學生更多的知識，另一方面可以通過形象生動的圖像來刺激學生的感官，使得學生對于所學知識產(chǎn)生濃厚的興趣。例如，筆者在介紹降水井的布置、井身結構、濾管構造時，配以相應的圖片，可以用較短的時間就將一個問題解釋清楚，同時學生又有了一個直觀的認識，記憶也更加深刻。在課程后期，筆者安排學生觀看了一部某隧道施工排水的錄像，通過這個錄像使得學生對于所學的諸如知識在實際工程中的實際應用有了一個更為清晰的認識。這些動畫、錄像所提供的形象資料，以動態(tài)畫面的組合并側重于圖形的宏觀和微觀的表現(xiàn)，既能彌補教材、幻燈片上平面圖的不足，又能將施工排水細節(jié)描寫與全景結合起來，畫面豐富多彩，生動、簡潔、清楚的解說，配以和諧的音樂，并能在關鍵之處多次重復，不僅可以使得教學重點、難點突出，還能為學生創(chuàng)造一種身臨其境的學習環(huán)境，以取得更好的教學效果。

當然，事物都具有兩面性，多媒體教學雖然有很多優(yōu)點，但也不是萬能的，對于多媒體的完全依賴是不可取的。因此，在《工程地下水》課程教學中，對于學生比較難以掌握的重點問題，筆者會在黑板上以板書形式進行畫圖、說明、列式等為學生解釋。例如，在講解地下含水層計算公式推導時的勢函數(shù)及勢的疊加原理時，筆者先通過畫圖解釋了源點、匯點以及勢的概念，以及其是如何引入本學科解決地下含水層計算公式的，形象易懂；之后逐一介紹了含水層的勢函數(shù)、單一抽水井的勢函數(shù)、如何利用勢的疊加原理求解有邊界時井的計算公式以及求解井群的計算公式，這樣由易到難，由簡到繁，一步步分析、求解、邏輯嚴密，推理順暢，前后關系一目了然，學生理解得也很透徹。

總之，在這門課程的講解中，筆者努力將傳統(tǒng)的教學方式與新型多媒體教學方式有機結合，使課堂講課效率達到了最佳效果。

（二）教師講授與課堂討論相結合

古人有很好的讀書經(jīng)驗：“俯而讀，仰而思”，也就是說讀書學習應該和思考緊密結合［1］（P117）。過去，在課堂教學中許多教師仍然采取的是填鴨式的授課方式，將知識一滴不剩全都灌入學生的腦中，這使得許多學生不再動腦思考問題，只是等待著教師給以標準答案。這種傳統(tǒng)的課堂教學方式，過多地凸顯了教師在教學過程中的主導性，教師主宰一切，忽視了學生的主體性和創(chuàng)造性，嚴重削弱了學生學習的自主能動性，使“教”與“學”嚴重地失去了平衡。

在《工程地下水》課程教學方法改革過程中，考慮采用一種雙向活動，即同時發(fā)揮教師和學生兩個方面的積極性，兩個積極性要相互協(xié)調，相互配合，才能取得最佳的教學效果。因此，筆者采用了課堂教學與討論相結合的教學形式，讓學生能夠運用所學的知識去分析問題、解決問題。例如，在講解孔隙水壓力對土體強度的影響時，筆者提出了“何為主固結，何為次固結，兩者發(fā)生的時間順序是怎樣的？”這看似是一個簡單的問題，但如果平時學習時并未深入思考過，正確回答這個問題也是有一定難度的。筆者在學生討論的過程中通過點撥，并鼓勵學生各抒己見，通過畫圖等方式表達自己的看法，這樣討論得到的知識能夠讓學生認識更加深刻，課堂氛圍也更加活躍。又如，在講解過濾器結構設計時，筆者提出了一個“是否濾水管長度越長，出水量就越大？”的問題，并引導學生從水泵的流量、濾水管直徑到含水層性質等方面進行分析討論。這樣通過分析、思考、討論所得到的不僅僅是一個問題的答案，還能夠讓學生之間相互借鑒，取長補短，最終得到的知識不僅理解透徹，而且記憶深刻。同時，由于教師在課堂上隨時提問，學生們便有一種緊張感而始終全神貫注地聽講，課堂效率較高。

在課堂討論過程中，教師的角色是很重要的。首先要求教師所提出的問題是有一些深度但容易被同學所忽略的；而在之后在討論中，學生提出觀點后，教師也并不應馬上發(fā)表看法說對或錯，而應讓更多的學生都能夠表達自己的想法。往往一個學生的某一點想法就給其他學生以靈感，然后層層遞進，教師在適當時加以啟發(fā)，最后便找到了問題的答案。有時，筆者會僅就學生們回答問題的思路進行適當?shù)狞c評，并不會提供一個標準答案，目的是讓學生能夠在課后查閱一些資料，這樣既不會給學生限定一個框架，也能夠使學生在自己尋找答案過程中對問題的理解更加深刻一點。正可謂“學而不思則罔，思而不學則殆”，唯有將學習與思考緊密結合，才能夠達到最佳效果。

（三）課堂教學與課后作業(yè)相結合

布置作業(yè)是與課堂教學緊密結合的一種教學手段，適當?shù)夭贾靡恍┳鳂I(yè)有助于學生更好地理解課堂所學內容，將其運用于實際工程中。筆者認為，作業(yè)不在多而在精，合理地而適量的課后作業(yè)，不僅能夠讓學生溫故知新，還應當給以一定的自主發(fā)揮空間，可以有所創(chuàng)新。在《工程地下水》課程中，筆者就布置了幾次很有代表性的作業(yè)，對于學生理解掌握課程內容幫助很大。

在布置作業(yè)時，首先要考慮作業(yè)的內容?！豆こ痰叵滤愤@門課程中筆者準備了內容豐富、涵蓋了諸多方面的作業(yè)。例如根據(jù)抽水試驗資料用靈敏度分析方法計算導水系數(shù)和貯水系數(shù)，學生可以用自己熟悉的編程語言完成作業(yè)；降水鉆孔結構設計，學生可以用CAD完成繪圖；水質分析報告可以讓學生聯(lián)系之前水文地球化學課程的相關知識。通過獨立思考完成作業(yè)，可以使得學生對于課程中的知識有一次系統(tǒng)的復習，對知識的應用也有了進一步的提高。其次，在作業(yè)的檢查形式上，筆者不再拘泥于過去的教師批改，而是大膽創(chuàng)新，采用了學生互動的新模式。例如，課程中與工程結合最為緊密的一次作業(yè)是輕型井點降水設計，從井點的布置到井點管管身的設計，可以算是一個較小的工程項目。筆者希望學生能夠通過作業(yè)，了解工程中降水方案與輕型井點降水設計的整個過程，對于學生們今后的工作很有幫助，也體現(xiàn)了《工程地下水》課程教學中“工程”二字的意義。在作業(yè)布置一周后的課堂上，筆者分別讓四位學生在黑板上書寫好自己的計算過程，并要求其余學生參照上述四位學生的計算過程進行自我評判，然后另請四位學生進行點評?！皽毓识?，可以為師矣”。在這堂課上，學生充當了教師的角色，通過一寫一評，學生們學習到了他人的長處，并認識到自己方案的不足；對于有異議的地方，通過討論來解決，使得學生對于工程降水的原理有了更加深入的理解。

（四）理論學習與實踐相結合

達爾文曾說：“最有價值的知識是關于方法的知識?！币虼耍瑔螁瓮ㄟ^理論教學還不能夠完全達到教與學的最高境界，只有將理論運用于實踐，讓學生掌握了理論知識運用的方法，才算是將最有價值的東西傳授給了學生。

因此，在結束了理論教學后，筆者還為學生安排了與《工程地下水》課程相配合的抽水試驗，這為學生提供了一個理論與實踐相結合的好機會。雖然課堂上教師已經(jīng)介紹過了穩(wěn)定流、非穩(wěn)定流的抽水試驗原理，地下水流量、水位的測量方法，含水層滲透系數(shù)、導水系數(shù)、貯水系數(shù)等水文地質參數(shù)的求解過程，但是真正到抽水試驗現(xiàn)場還是需要學生耐心地學習流量、水位的測量方法以及如何操作，如何記錄等等。在現(xiàn)場抽水試驗結束后進行數(shù)據(jù)處理時，則要求學生能夠正確熟練地運用配線法、直線法、水位恢復法等方法計算含水層的滲透系數(shù)、導水系數(shù)、貯水系數(shù)等水文地質參數(shù)，了解它們的具體適用條件，能夠知曉如何判別、剔除或修正不合理的試驗數(shù)據(jù)等。由此可以看出，通過現(xiàn)場抽水試驗的實際操作，不僅鍛煉了學生的動手能力，而且在實踐中深化了理論知識，并學會了知識的運用。

三、結 語

一種好的教學方法，能夠有效地提高課堂效率。教學不應是教師單方面的講授，而應是教師與學生之間、學生與學生之間的互動，營造好和諧的課堂，和諧的課堂，能體現(xiàn) “教”與“學”的和諧發(fā)展，能促進學生智力的發(fā)展，知識的掌握和能力的提高，實現(xiàn)“和諧”教育教學的目標［2］（P235）。教師通過各種教學方法，如多媒體教學、手繪圖、掛圖等形象的物件，來調動學生學習的積極性，如果學生能夠在課堂上勤于思考，善于總結，并能夠熟練運用所學知識，才能夠很好地保證教學質量。在《工程地下水》這門課程教學中，筆者運用各種教學技巧與方法，使學生不僅能夠對于理論知識了解透徹，同時也學會了將理論知識應用與工程實際，由此感到這是一個比較成功的教學實踐，故總結歸納成文，拋磚引玉，供有關教學人員在教學過程中借鑒、參考。

［1］唐益群，羅玉珊.從學生的角度淺析教與學［J］.邯鄲學院學報，2011，21（1）.

［2］蔣 頎.構建和諧課堂的心理學思考［J］.大眾科技，2011（7）.