新時代背景下《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》課程的教育教學(xué)改革路徑研究

◇河南工程學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院 翁紅波

《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》是一門理論與實踐緊密結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程內(nèi)容豐富，教學(xué)內(nèi)容具有很強的綜合性和應(yīng)用性。本文就多年來高校地質(zhì)專業(yè)《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》課程教育教學(xué)過程中現(xiàn)存的問題進行梳理與分析，并從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新多樣化教學(xué)方法、促進多學(xué)科交叉融合、利用生產(chǎn)案例開展教學(xué)、專業(yè)知識與思政教育有機結(jié)合等方面提出了相應(yīng)的改革措施，希望可以為培養(yǎng)高水平應(yīng)用型人才提供一定參考，也為后續(xù)教學(xué)實踐及相關(guān)地學(xué)類課程的教學(xué)改革提供借鑒與參考。

《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》是水文與水資源工程、地下水科學(xué)與工程、環(huán)境工程、地質(zhì)工程以及資源勘查工程等地學(xué)相關(guān)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課。作為一門理論與實踐密切結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課程，水文地質(zhì)學(xué)已經(jīng)歷經(jīng)百年的歷史，由單純的應(yīng)用學(xué)科，演變成具有多個應(yīng)用與理論分支的地下水科學(xué)，成為地球系統(tǒng)科學(xué)最為活躍的基礎(chǔ)學(xué)科之一[1]。本門課程要求學(xué)生掌握水文地質(zhì)基礎(chǔ)概念與原理的同時，更加注重培養(yǎng)其解決問題的能力，特別是今后工作中生產(chǎn)實踐可能遇到的問題和我國經(jīng)濟社會發(fā)展迫切需要解決的若干水文地質(zhì)問題[2]。

河南工程學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院是由1980年初原鄭州煤田職工地質(zhì)學(xué)院地質(zhì)系發(fā)展演變而來，地質(zhì)學(xué)科設(shè)置始于1981年，歷經(jīng)40年的辦學(xué)歷史，現(xiàn)有資源勘查工程和勘查技術(shù)與工程兩個地質(zhì)類專業(yè)。我院開設(shè)的水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)是地質(zhì)學(xué)的一門分支應(yīng)用學(xué)科，課程內(nèi)容側(cè)重于水文地質(zhì)學(xué)中涉及的基本概念、基本理論、基本原理以及基本方法的講解。我國高等教育正處于全面改革與發(fā)展的關(guān)鍵時期，黨的十九大提出要“實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展”，傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)已經(jīng)過時，為適應(yīng)培育具備實踐創(chuàng)新和解決復(fù)雜問題的高素質(zhì)人才的目標(biāo)，應(yīng)對地質(zhì)類專業(yè)開設(shè)的水文地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)過程存在的問題進行一一梳理，并對新時期教學(xué)改革措施進行積極的探索，以更好地適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)實踐對新型綜合型人才的迫切需求。

1 《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)過程中存在的問題

1.1 課程教學(xué)內(nèi)容比較單一，缺乏實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

以資源勘查工程專業(yè)為例，《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》課程采用的是2018年由地質(zhì)出版社出版的《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》（第七版），屬普通高等教育“十二五”國家級規(guī)劃教材，由張人權(quán)、梁杏、靳孟貴等編著，課程設(shè)計總學(xué)時數(shù)為40，其中課堂講授40學(xué)時，實踐教學(xué)0學(xué)時。在40個學(xué)時內(nèi)講授16個章節(jié)的內(nèi)容，要求學(xué)生重點掌握水文地質(zhì)學(xué)的基本概念、基本原理與基本分析方法，并在此基礎(chǔ)上了解國內(nèi)外最新研究成果，學(xué)會提出問題、分析問題及解決問題的思路與方法[3]。對于有經(jīng)驗的教師來說基本可以滿足理論知識的講授，但對于一門理論與實踐緊密結(jié)合的應(yīng)用性學(xué)科來說，課堂設(shè)計只有理論教學(xué)是遠遠不夠的，實踐教學(xué)是該課程教學(xué)體系中必不可少的教學(xué)手段之一[4]。水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課程中涉及的概念、原理較多，單靠學(xué)生課堂講解學(xué)習(xí)不僅達不到良好的學(xué)習(xí)效果，而且容易造成理論與實踐的脫節(jié)。

1.2 傳統(tǒng)教學(xué)方式弊端日益突出

目前《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》課程的課堂教學(xué)中，教師一般采用板書和多媒體相結(jié)合的教學(xué)方式，多媒體操作靈活，為輔助教師講解，多用于呈現(xiàn)知識的重點和難點，使教學(xué)內(nèi)容在一定程度上更加直觀、形象、生動，但對于課時量安排較少的課程，要在規(guī)定的課時里涵蓋課程的所有內(nèi)容，勢必會造成每節(jié)課教學(xué)內(nèi)容過多，信息量過大的問題，不僅讓老師沒有足夠的時間講解課程中的難疑點，學(xué)生的接受能力和學(xué)習(xí)效果也會大打折扣。此外，受去年全球爆發(fā)的新型冠狀病毒疫情的影響，全國高校都積極響應(yīng)“停課不停學(xué)”的號召，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)受到限制，線上教學(xué)勢在必行。線上教學(xué)可以突破時空的限制，學(xué)生在教師引導(dǎo)下自主開展學(xué)習(xí)，將傳統(tǒng)的以“教師講授為主”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)向以“學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主”的教學(xué)模式，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和興趣。然而這種教學(xué)模式也存在其固有的問題，如學(xué)生在線學(xué)習(xí)缺乏有效的監(jiān)管，缺乏傳統(tǒng)課堂師生之間的情景課堂教學(xué)互動與體驗，實驗實踐教學(xué)無法開展等弊端[7]。因此，如何實現(xiàn)傳統(tǒng)課堂教學(xué)和新時期線上教學(xué)的有效融合，促進教學(xué)方法的多樣化改革以適應(yīng)當(dāng)代社會對高水平應(yīng)用型人才的需求是個亟待解決的問題。

1.3 缺少專業(yè)知識與思政教育的深度結(jié)合

在構(gòu)建全員、全過程、全方位“三全育人”的大格局下，高校教學(xué)工作者已經(jīng)開始積極探索“課程思政”的育人理念，但對于《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》這門學(xué)科來說，在日常專業(yè)教學(xué)過程中，思政教育的滲透還遠遠不夠。很多學(xué)生掌握了系統(tǒng)的科學(xué)文化知識，培養(yǎng)了分析、解決問題的能力品質(zhì)，卻忽略了價值觀的正確引導(dǎo)。

2 《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革探討

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，合理增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

我校為應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)，目標(biāo)是培養(yǎng)職業(yè)化應(yīng)用型人才，強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力、綜合素質(zhì)水平與創(chuàng)新思維能力，實踐教學(xué)是實現(xiàn)地質(zhì)類專業(yè)人才培養(yǎng)的重要途徑。增加水文地質(zhì)學(xué)實踐課程已經(jīng)成為水文地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)體系中必不可少的教學(xué)手段之一，在多年的水文地質(zhì)工作和教學(xué)研究的基礎(chǔ)上，可從以下兩個方面豐富該課程的實踐教學(xué)內(nèi)容。

（1）增加實驗教學(xué)課時。實驗教學(xué)是高等院校教學(xué)不可或缺的重要組成部分，是理論聯(lián)系實際的橋梁，更是培養(yǎng)學(xué)生由知識型人才提升為創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的重要途徑[5-6]。目前我校環(huán)境與生物工程學(xué)院實驗中心占地面積3100m2，儀器設(shè)備2000余臺套，1個校級實驗教學(xué)示范中心，擁有環(huán)境化學(xué)實驗室、環(huán)境檢測實驗室、環(huán)境工程原理實驗室、水污染控制實驗室、巖礦實驗室、地質(zhì)顯微鏡室、地球物理勘探實驗室等共計22個專業(yè)實驗室。根據(jù)已有的實驗儀器設(shè)備，結(jié)合水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課程的相關(guān)特點，合理增設(shè)實驗教學(xué)，例如達西滲流實驗、潛水和承壓水模擬實驗、包氣帶毛細測定實驗、孔隙水測定實驗、水質(zhì)分析測定實驗等。通過實驗教學(xué)，不僅可以讓學(xué)生鞏固理論教學(xué)中的基本知識、提高學(xué)生實驗技能，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、應(yīng)用所學(xué)知識解決實際生產(chǎn)問題的創(chuàng)新能力。

（2）安排野外實習(xí)環(huán)節(jié)。依據(jù)水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容和特點，該門課程與實際生產(chǎn)和工程項目緊密聯(lián)系，很多晦澀難懂的知識點必須要經(jīng)過實踐才能真正掌握并理解。在理論授課和實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上，提供一些野外的實習(xí)機會，比如觀察地下水埋藏條件及溢出情況、構(gòu)成含水層的巖層條件、一些特殊的巖溶地貌等，這些不僅可以開闊學(xué)生的視野，直觀感受課程帶來的樂趣，還可以對自己掌握的水文地質(zhì)學(xué)的相關(guān)知識通過野外實習(xí)及時總結(jié)、查缺補漏，不斷提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

2.2 促進教學(xué)方法多樣化，不斷提升課堂教學(xué)水平

（1）提升課堂教學(xué)表現(xiàn)力。授課教師要充分做好課前準(zhǔn)備，熟知教材，精心制作內(nèi)容豐富、知識點凝練、邏輯過程合理的多媒體課件，圖文并茂，對課程中出現(xiàn)的水文地質(zhì)現(xiàn)象配以野外實習(xí)的典型照片，對一些抽象的知識點，例如達西定律滲流、地下水流系統(tǒng)、地下水動態(tài)平衡等通過數(shù)值模擬技術(shù)、編程繪圖技術(shù)等進行動態(tài)化的動畫展示，運用啟發(fā)式或者討論式的教學(xué)方法，增強與學(xué)生之間的互動交流，不斷提升課堂的表現(xiàn)力和趣味性。

（2）課堂教學(xué)和線上教學(xué)相結(jié)合。隨著知識更新速度的加快和學(xué)習(xí)資源信息量的急劇增加，開展線上線下混合式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，去應(yīng)對復(fù)雜的問題已經(jīng)成為高校面臨的挑戰(zhàn)[7-8]。依據(jù)《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》的教學(xué)實踐，筆者建議對課程中一些基礎(chǔ)性知識通過線上教學(xué)的方式，由教師引導(dǎo)學(xué)生利用課下碎片時間通過移動電子設(shè)備進行學(xué)習(xí)。一方面基礎(chǔ)性知識比較淺顯易懂，容易引起學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣，另一方面可以節(jié)省大量課堂時間，給師生足夠的時間去鉆研復(fù)雜性知識，有效利用課程已有的學(xué)時安排；而對于課程中一些主觀性問題、知識的重點和難點，特別是實驗操作和野外實習(xí)討論則放在集中式課堂授課，也就是線下教學(xué)。面對面的溝通交流和現(xiàn)場演示可以加深學(xué)生對課程復(fù)雜問題的認知和理解，鞏固線上線下教學(xué)成果。課堂教學(xué)和線上教學(xué)相結(jié)合是一種創(chuàng)新學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，它能夠突破時空限制，為課程教學(xué)全過程提供一個立體的、多維的教學(xué)環(huán)境，也讓教與學(xué)、線上與線下、課上與課外等實現(xiàn)了有機融合，實現(xiàn)了課程教學(xué)的全員、全過程、全方位育人，為深化課程教學(xué)改革提供了新的突破方向。

2.3 在非地質(zhì)專業(yè)中開展水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課程，促進多學(xué)科交叉融合

我校的《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》課程目前僅在地質(zhì)類專業(yè)中開設(shè)，還未在其他非地質(zhì)專業(yè)中有所涉及。然而此門課程是研究地下水的一門應(yīng)用學(xué)科，地球中無處不在的地下水是各種地質(zhì)作用的積極參與者，與礦業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境、資源調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害防治、土木工程、計算機數(shù)據(jù)處理等都具有密切的聯(lián)系。針對當(dāng)前國民經(jīng)濟建設(shè)的需要，及其與眾多學(xué)科的交叉融合、相互滲透，《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》課程已經(jīng)在各類地礦高校的地下水科學(xué)與工程、水文與水資源工程、水力學(xué)、環(huán)境工程、土木工程、給排水科學(xué)與工程、巖土工程、大數(shù)據(jù)技術(shù)等專業(yè)均有開設(shè)[9-10]，并取得了不錯的教學(xué)成果。因此筆者建議在生產(chǎn)應(yīng)用密切聯(lián)系的非地質(zhì)專業(yè)，特別是環(huán)境工程、采礦工程、地下水科學(xué)與工程等專業(yè)開設(shè)該門課程。將學(xué)習(xí)重點放在培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力上，促進多學(xué)科交叉滲透，不僅可以提升教師的多學(xué)科教學(xué)能力，還可以滿足當(dāng)前生產(chǎn)實際對新型綜合素質(zhì)人才的需求。

2.4 鼓勵采用生產(chǎn)案例開展教學(xué)，充分發(fā)揮我?！半p師型”人才優(yōu)勢

近兩年來，為積極應(yīng)對世界經(jīng)濟結(jié)構(gòu)發(fā)生重大轉(zhuǎn)向的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，對高校人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)上提出的新要求。我校逐漸構(gòu)建了一支素質(zhì)精良，與高級應(yīng)用型人才培養(yǎng)相適應(yīng)的“雙師型”師資隊伍。雙師型教師隊伍具有扎實的理論基礎(chǔ)，豐富的實踐經(jīng)驗，是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的師資保障。在水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)工程中，根據(jù)具體的章節(jié)內(nèi)容，結(jié)合一些水文地質(zhì)相關(guān)的生產(chǎn)案例，指導(dǎo)學(xué)生分析問題，解決實際生產(chǎn)問題能力。例如在教材第14章地下水資源與水資源管理的課堂講授中，可以通過某一區(qū)域的地下水資源評價案例，幫助同學(xué)們加深對補給區(qū)、徑流區(qū)以及排泄區(qū)的理解。引導(dǎo)其計算地下水的補給量、儲存資源量和可開采資源量。重點理解三種資源量的概念區(qū)別及計算方法，通過生產(chǎn)案例可以把抽象的知識具體化，更容易被學(xué)生理解和掌握，可以起到事半功倍的教學(xué)效果。

2.5 深挖課程思政元素，拓展教師知識領(lǐng)域

全面推進課程思政建設(shè)，就是要寓價值觀引導(dǎo)與知識傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀[11]。《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》是研究地下水科學(xué)的一門實踐性學(xué)科，重在培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題，解決實際生產(chǎn)問題的能力。該門課程不僅與我們賴以生存的大自然息息相關(guān)，還蘊含著豐富的哲學(xué)思辨與人文價值。結(jié)合該學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)，鼓勵教師深度挖掘提煉專業(yè)知識體系中所蘊含的德育元素和精神內(nèi)涵。開展專業(yè)知識授課和課程思政相結(jié)合，可以進一步拓展教師的知識領(lǐng)域，幫助學(xué)生形成辯證性思維，提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與興趣，使人的思想政治覺悟及愛國情感在日常的學(xué)習(xí)中得到潛移默化的影響與提升?！端牡刭|(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》是一門理論與實踐緊密結(jié)合的應(yīng)用性學(xué)科，強調(diào)理論知識學(xué)習(xí)的同時應(yīng)更加注重實踐能力的培養(yǎng)。本文從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新多樣化教學(xué)方法、促進多學(xué)科交叉融合、利用生產(chǎn)案例開展教學(xué)及專業(yè)知識與思政教育有機結(jié)合等五個方面提出了新時代背景下《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》課程的教育教學(xué)改革路徑，以促進創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)。

3 結(jié)束語