非地質(zhì)專業(yè)“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革探索

張良　劉小滿

[摘 要]“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”是地礦類高校中和地質(zhì)學(xué)科相關(guān)的非地質(zhì)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容豐富，基礎(chǔ)理論性很強。以河南理工大學(xué)地球信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例，對非地質(zhì)專業(yè)“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”課程的授課現(xiàn)狀進(jìn)行分析，闡述課程教學(xué)中存在的問題，針對不同專業(yè)對水文地質(zhì)知識的需求不同，對課程內(nèi)容的選擇和授課方式的多樣化等方面進(jìn)行探索，從而提出改革的舉措。

[關(guān)鍵詞]非地質(zhì)專業(yè) 水文地質(zhì)學(xué) 教學(xué)改革

[中圖分類號] G423.07 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）18-0172-02

水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的科學(xué)，主要研究地下水在與巖石圈、地幔、水圈、大氣圈、生物圈和人類活動相互作用下，其水量與水質(zhì)在時間和空間上的變化，以及對各個圈層產(chǎn)生的影響，從而服務(wù)于人與自然協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。[1]以河南理工大學(xué)為例，水文地質(zhì)學(xué)是該校地質(zhì)工程和水文與水資源工程專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是勘查技術(shù)與工程、地球信息科學(xué)與技術(shù)、土木工程等專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，是一門比較系統(tǒng)、基礎(chǔ)理論性很強的地質(zhì)學(xué)課程。

河南理工大學(xué)地球信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（以下簡稱“地科”專業(yè)）主要學(xué)習(xí)地球科學(xué)與信息技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識與技能，培養(yǎng)具有扎實的地學(xué)理論基礎(chǔ)，掌握地學(xué)信息獲取與處理、地球物理勘探技術(shù)、地學(xué)軟件開發(fā)，能從事國土資源數(shù)字化、遙感及地球信息識別、處理與分析的高級專門人才。筆者去年負(fù)責(zé)地球信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2009級學(xué)生的“水文地質(zhì)學(xué)”這門課的教學(xué)工作?！八牡刭|(zhì)學(xué)”是該專業(yè)的專業(yè)限選課，2009級兩個班共54名學(xué)生，其中48名學(xué)生選擇此課。通過課程的學(xué)習(xí)，掌握水文地質(zhì)學(xué)的基本概念、基本理論和方法，對于以后該專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)工作提供理論依據(jù)。因此，作為任課教師，搞好非地質(zhì)專業(yè)“水文地質(zhì)學(xué)”課程的教學(xué)工作，顯得尤為重要。

一、非地質(zhì)專業(yè)“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”授課現(xiàn)狀分析

以河南理工大學(xué)為例，目前，在地科專業(yè)、勘查技術(shù)與工程等和地質(zhì)學(xué)科相關(guān)的非地質(zhì)專業(yè)中，水文地質(zhì)學(xué)作為專業(yè)限選課，有逐漸被萎縮和淡化的趨勢，主要表現(xiàn)在一是同為地質(zhì)相關(guān)專業(yè)，課程性質(zhì)由必修變?yōu)橄捱x，二是野外實踐教學(xué)環(huán)節(jié)減少或取消，三是學(xué)時數(shù)減少。究其原因，主要是制訂專業(yè)教學(xué)大綱時，討論不充分，另外學(xué)校資金投入不夠。地質(zhì)學(xué)科實踐性較強，野外實踐花費較高，對于學(xué)院而言，實習(xí)經(jīng)費主要花在地質(zhì)專業(yè)的相關(guān)課程的實習(xí)上，而非地質(zhì)專業(yè)的一些地質(zhì)基礎(chǔ)課程就處于尷尬的境地。

二、非地質(zhì)專業(yè)“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)中存在的問題

一是學(xué)時較少。對于非地質(zhì)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)水文地質(zhì)學(xué)課程，由于缺少相關(guān)基礎(chǔ)知識，必須拿出較多的時間學(xué)習(xí)水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識，因而學(xué)時數(shù)需求較大。比如，中國地質(zhì)大學(xué)的“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”課程50學(xué)時，包括實習(xí)和實驗10個學(xué)時，同濟(jì)大學(xué)的“水文地質(zhì)學(xué)實驗”13學(xué)時，而我校地科專業(yè)開設(shè)此門課程只有32學(xué)時，并無實驗和實習(xí)課?！八牡刭|(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”中基礎(chǔ)知識較多、概念繁雜，在有限的學(xué)時內(nèi)學(xué)好這門基礎(chǔ)課難度較大。二是野外實習(xí)與理論學(xué)習(xí)時間安排有矛盾。地科專業(yè)在大一下學(xué)期有嵩山地質(zhì)認(rèn)識實習(xí)，其中一條線路是水文地質(zhì)實習(xí)，而地科專業(yè)開設(shè)這門課在大四上學(xué)期。學(xué)生在沒有學(xué)這門課時就去現(xiàn)場實習(xí)，導(dǎo)致老師講得很多，學(xué)生由于沒有基礎(chǔ)，聽得也很茫然。三是教學(xué)內(nèi)容的學(xué)時分配上存在問題。在編寫教學(xué)大綱時，是根據(jù)總的教學(xué)目標(biāo)先將學(xué)時確定下來，然后根據(jù)學(xué)時來編寫教學(xué)大綱，這就造成在教學(xué)內(nèi)容的選擇和學(xué)時的分配上存在矛盾。

三、教學(xué)探索

筆者在“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)基礎(chǔ)上，針對地科專業(yè)，在教學(xué)內(nèi)容和授課方式上進(jìn)行探討，僅供借鑒。

（一）授課內(nèi)容的選擇

1.授課內(nèi)容重點突出

筆者在授課時參考的教材為《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》（王大純編）和《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》（第六版，張人權(quán)等編）。由于學(xué)時的關(guān)系，教師不可能采取全篇精講的方式來教課，只能有所側(cè)重的教授并使學(xué)生掌握水文地質(zhì)學(xué)的一些概念，如巖石的水理性質(zhì)、地下水的賦存等，地下水運動的基本規(guī)律、地下水補給與排泄進(jìn)行重點講解，地球上水的分布及地下水與環(huán)境等方面的內(nèi)容比較簡單，通俗易懂，讓學(xué)生自學(xué)即可。

2.補充內(nèi)容，擴(kuò)展學(xué)生知識面

鑒于地科專業(yè)是地質(zhì)與信息技術(shù)相結(jié)合的專業(yè)，河南理工大學(xué)又為煤炭主體專業(yè)為主的高校，多數(shù)學(xué)生畢業(yè)后去煤礦企業(yè)就業(yè)，所以筆者在授課時加入了煤礦水害防治信息化、相關(guān)研究生優(yōu)秀碩士論文、課題科研報告等方面的內(nèi)容，使學(xué)生了解所學(xué)知識在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，拓寬學(xué)生的知識面，增加學(xué)習(xí)此門課程的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

3.增加實驗環(huán)節(jié)

另外，在授課中安排4～6個學(xué)時做水文地質(zhì)學(xué)實驗，測定巖石的水理性質(zhì)，如持水度、給水度、孔隙度、容水度等，理解地下水賦存和運移參數(shù)及相互關(guān)系；測定滲透系數(shù)，理解達(dá)西定律的物理意義。在實驗中，避免“教師說得多，學(xué)生做得少”的局面，讓學(xué)生先回顧相關(guān)概念和知識，然后按照實驗步驟來做實驗，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)一般規(guī)律，提出問題，而后老師解答問題。通過做實驗，鍛煉了學(xué)生的動手操作能力，并且能使學(xué)生更深刻的理解相關(guān)知識。

（二）授課方式的多樣化

1.“討論式”教學(xué)法的應(yīng)用

在上每一節(jié)課之前，先提出幾個和本節(jié)課有關(guān)的問題，供學(xué)生思考?？梢约w討論，如果學(xué)生都明白，就稍微一點就過；如果學(xué)生想不到，就給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，最后講原理和方法，讓學(xué)生徹底明白。引導(dǎo)學(xué)生將知識和實例結(jié)合起來，啟發(fā)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生濃厚的興趣。如在講地下水化學(xué)成分形成作用時，可以從灰?guī)r地區(qū)泉口出現(xiàn)鈣化的原因，提出為什么油田儲層地下水中H2S、NH4+濃度較高，而SO42-，NO3-含量很低等問題；在講地下水與環(huán)境的內(nèi)容時，提出水質(zhì)引起的氟斑牙、水垢、地面沉降等問題。

2.多媒體教學(xué)手段的使用

隨著信息化的普及，現(xiàn)在高校課程都采取多媒體教學(xué)。多媒體傳遞的信息量大，可以豐富教學(xué)內(nèi)容，圖文并茂，可以彌補有限的學(xué)時滿足不了教學(xué)任務(wù)的情況。但同時應(yīng)該注意，利用多媒體教學(xué)，授課速度容易加快，為了讓學(xué)生對所學(xué)知識消化吸收，要避免“念屏”現(xiàn)象。[2]多媒體不能完全替代課堂板書，課堂教學(xué)中應(yīng)該板書與多媒體結(jié)合使用。比如在講“流網(wǎng)繪制”這一節(jié)時，在多媒體上可以列出繪制流網(wǎng)的具體步驟和流網(wǎng)成圖，但是如何畫流網(wǎng)必須要現(xiàn)場板書演示，教會學(xué)生如何根據(jù)邊界條件確定等水頭線或流線，然后根據(jù)流線和等水頭線正交規(guī)則，得到正交網(wǎng)格即流網(wǎng)圖。如果只給出步驟和流網(wǎng)成圖，學(xué)生對流網(wǎng)的繪制還是一頭霧水。

3.角色互換法的使用

角色互換即為學(xué)生當(dāng)老師，老師當(dāng)學(xué)生。將班級分成若干小組，每小組3～5人，在每次課下課時，給某一小組布置任務(wù)（可以是即將上課的內(nèi)容，也可以是針對某種現(xiàn)象進(jìn)行解釋等），下次課上課前抽出10～20分鐘讓他們對任務(wù)進(jìn)行講解（小組選出代表講解，其他人輔助解答），之后老師和其他學(xué)生都可以進(jìn)行點評或討論。這樣可以讓學(xué)生產(chǎn)生動力多去查閱資料，多思考，真正達(dá)到師生互動，避免一貫的老師講、學(xué)生聽的被動局面。

4.教學(xué)與實踐相結(jié)合

在課堂上主要是注重概念、原理和方法的講解，要結(jié)合現(xiàn)場實踐，注重對學(xué)生感性認(rèn)識和實際操作能力的培養(yǎng)。在本課程的教學(xué)過程中，可以利用學(xué)校處于以煤炭為主要工業(yè)的焦作的優(yōu)勢，帶學(xué)生深入礦區(qū)，了解礦區(qū)水資源的概況、區(qū)域地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，了解地下水的補徑排的關(guān)系，感性認(rèn)識煤炭開采引起的地面沉降、巖溶塌陷等環(huán)境地質(zhì)問題，結(jié)合“專門水文地質(zhì)學(xué)”和“地下水動力學(xué)”等課程的學(xué)習(xí)，探討煤礦突水的防治方法，使理論與實踐相結(jié)合。

四、結(jié)語

水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)是“地科”專業(yè)比較重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容豐富，概念較多，理論性較強，教學(xué)難度較大。非地質(zhì)專業(yè)在水文地質(zhì)課程教學(xué)中，要根據(jù)不同專業(yè)對地質(zhì)知識的需求選擇授課內(nèi)容[3]，同時教學(xué)過程中，教師要注意授課方式的多樣化，讓學(xué)生參與教學(xué)中來，達(dá)到師生互動，最終使學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力得到提高。

[ 注 釋 ]

[1] 張人權(quán)，等.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：地質(zhì)出版社，2011.

[2] 郭會榮，梁杏，孫蓉琳，高云福.《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》課程多媒體教學(xué)改革與實踐[J].湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2007（4）.

[3] 朱崇輝，劉俊民，嚴(yán)寶文.工程地質(zhì)與水文地質(zhì)課程教學(xué)改革研究[J].水利與建筑工程學(xué)報，2010（2）：40.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]