新时代背景下《水文地质学基础》课程的教育教学改革路径研究

◇河南工程学院环境与生物工程学院 翁红波

《水文地质学基础》是一门理论与实践紧密结合的专业基础课程，课程内容丰富，教学内容具有很强的综合性和应用性。本文就多年来高校地质专业《水文地质学基础》课程教育教学过程中现存的问题进行梳理与分析，并从优化教学内容、创新多样化教学方法、促进多学科交叉融合、利用生产案例开展教学、专业知识与思政教育有机结合等方面提出了相应的改革措施，希望可以为培养高水平应用型人才提供一定参考，也为后续教学实践及相关地学类课程的教学改革提供借鉴与参考。

《水文地质学基础》是水文与水资源工程、地下水科学与工程、环境工程、地质工程以及资源勘查工程等地学相关专业的核心基础课。作为一门理论与实践密切结合的专业基础课程，水文地质学已经历经百年的历史，由单纯的应用学科，演变成具有多个应用与理论分支的地下水科学，成为地球系统科学最为活跃的基础学科之一[1]。本门课程要求学生掌握水文地质基础概念与原理的同时，更加注重培养其解决问题的能力，特别是今后工作中生产实践可能遇到的问题和我国经济社会发展迫切需要解决的若干水文地质问题[2]。

河南工程学院环境与生物工程学院是由1980年初原郑州煤田职工地质学院地质系发展演变而来，地质学科设置始于1981年，历经40年的办学历史，现有资源勘查工程和勘查技术与工程两个地质类专业。我院开设的水文地质学基础是地质学的一门分支应用学科，课程内容侧重于水文地质学中涉及的基本概念、基本理论、基本原理以及基本方法的讲解。我国高等教育正处于全面改革与发展的关键时期，党的十九大提出要“实现高等教育内涵式发展”，传统的“填鸭式”教学已经过时，为适应培育具备实践创新和解决复杂问题的高素质人才的目标，应对地质类专业开设的水文地质学课程教学过程存在的问题进行一一梳理，并对新时期教学改革措施进行积极的探索，以更好地适应当前生产实践对新型综合型人才的迫切需求。

1 《水文地质学基础》教学过程中存在的问题

1.1 课程教学内容比较单一，缺乏实践教学环节

以资源勘查工程专业为例，《水文地质学基础》课程采用的是2018年由地质出版社出版的《水文地质学基础》（第七版），属普通高等教育“十二五”国家级规划教材，由张人权、梁杏、靳孟贵等编著，课程设计总学时数为40，其中课堂讲授40学时，实践教学0学时。在40个学时内讲授16个章节的内容，要求学生重点掌握水文地质学的基本概念、基本原理与基本分析方法，并在此基础上了解国内外最新研究成果，学会提出问题、分析问题及解决问题的思路与方法[3]。对于有经验的教师来说基本可以满足理论知识的讲授，但对于一门理论与实践紧密结合的应用性学科来说，课堂设计只有理论教学是远远不够的，实践教学是该课程教学体系中必不可少的教学手段之一[4]。水文地质学基础课程中涉及的概念、原理较多，单靠学生课堂讲解学习不仅达不到良好的学习效果，而且容易造成理论与实践的脱节。

1.2 传统教学方式弊端日益突出

目前《水文地质学基础》课程的课堂教学中，教师一般采用板书和多媒体相结合的教学方式，多媒体操作灵活，为辅助教师讲解，多用于呈现知识的重点和难点，使教学内容在一定程度上更加直观、形象、生动，但对于课时量安排较少的课程，要在规定的课时里涵盖课程的所有内容，势必会造成每节课教学内容过多，信息量过大的问题，不仅让老师没有足够的时间讲解课程中的难疑点，学生的接受能力和学习效果也会大打折扣。此外，受去年全球爆发的新型冠状病毒疫情的影响，全国高校都积极响应“停课不停学”的号召，传统的课堂教学受到限制，线上教学势在必行。线上教学可以突破时空的限制，学生在教师引导下自主开展学习，将传统的以“教师讲授为主”的教学模式转向以“学生自主学习为主”的教学模式，提高了学生自主学习的能力和兴趣。然而这种教学模式也存在其固有的问题，如学生在线学习缺乏有效的监管，缺乏传统课堂师生之间的情景课堂教学互动与体验，实验实践教学无法开展等弊端[7]。因此，如何实现传统课堂教学和新时期线上教学的有效融合，促进教学方法的多样化改革以适应当代社会对高水平应用型人才的需求是个亟待解决的问题。

1.3 缺少专业知识与思政教育的深度结合

在构建全员、全过程、全方位“三全育人”的大格局下，高校教学工作者已经开始积极探索“课程思政”的育人理念，但对于《水文地质学基础》这门学科来说，在日常专业教学过程中，思政教育的渗透还远远不够。很多学生掌握了系统的科学文化知识，培养了分析、解决问题的能力品质，却忽略了价值观的正确引导。

2 《水文地质学基础》课程教学改革探讨

2.1 优化教学内容，合理增加实践教学环节

我校为应用型技术大学，目标是培养职业化应用型人才，强调培养学生动手实践能力、综合素质水平与创新思维能力，实践教学是实现地质类专业人才培养的重要途径。增加水文地质学实践课程已经成为水文地质学课程教学体系中必不可少的教学手段之一，在多年的水文地质工作和教学研究的基础上，可从以下两个方面丰富该课程的实践教学内容。

（1）增加实验教学课时。实验教学是高等院校教学不可或缺的重要组成部分，是理论联系实际的桥梁，更是培养学生由知识型人才提升为创新型、应用型人才的重要途径[5-6]。目前我校环境与生物工程学院实验中心占地面积3100m2，仪器设备2000余台套，1个校级实验教学示范中心，拥有环境化学实验室、环境检测实验室、环境工程原理实验室、水污染控制实验室、岩矿实验室、地质显微镜室、地球物理勘探实验室等共计22个专业实验室。根据已有的实验仪器设备，结合水文地质学基础课程的相关特点，合理增设实验教学，例如达西渗流实验、潜水和承压水模拟实验、包气带毛细测定实验、孔隙水测定实验、水质分析测定实验等。通过实验教学，不仅可以让学生巩固理论教学中的基本知识、提高学生实验技能，更重要的是培养学生综合分析问题、应用所学知识解决实际生产问题的创新能力。

（2）安排野外实习环节。依据水文地质学基础课程的内容和特点，该门课程与实际生产和工程项目紧密联系，很多晦涩难懂的知识点必须要经过实践才能真正掌握并理解。在理论授课和实验教学的基础上，提供一些野外的实习机会，比如观察地下水埋藏条件及溢出情况、构成含水层的岩层条件、一些特殊的岩溶地貌等，这些不仅可以开阔学生的视野，直观感受课程带来的乐趣，还可以对自己掌握的水文地质学的相关知识通过野外实习及时总结、查缺补漏，不断提高学生自主学习的能力。

2.2 促进教学方法多样化，不断提升课堂教学水平

（1）提升课堂教学表现力。授课教师要充分做好课前准备，熟知教材，精心制作内容丰富、知识点凝练、逻辑过程合理的多媒体课件，图文并茂，对课程中出现的水文地质现象配以野外实习的典型照片，对一些抽象的知识点，例如达西定律渗流、地下水流系统、地下水动态平衡等通过数值模拟技术、编程绘图技术等进行动态化的动画展示，运用启发式或者讨论式的教学方法，增强与学生之间的互动交流，不断提升课堂的表现力和趣味性。

（2）课堂教学和线上教学相结合。随着知识更新速度的加快和学习资源信息量的急剧增加，开展线上线下混合式教学，培养学生自主学习能力，去应对复杂的问题已经成为高校面临的挑战[7-8]。依据《水文地质学基础》的教学实践，笔者建议对课程中一些基础性知识通过线上教学的方式，由教师引导学生利用课下碎片时间通过移动电子设备进行学习。一方面基础性知识比较浅显易懂，容易引起学生主动学习的兴趣，另一方面可以节省大量课堂时间，给师生足够的时间去钻研复杂性知识，有效利用课程已有的学时安排；而对于课程中一些主观性问题、知识的重点和难点，特别是实验操作和野外实习讨论则放在集中式课堂授课，也就是线下教学。面对面的沟通交流和现场演示可以加深学生对课程复杂问题的认知和理解，巩固线上线下教学成果。课堂教学和线上教学相结合是一种创新学习的教学模式，它能够突破时空限制，为课程教学全过程提供一个立体的、多维的教学环境，也让教与学、线上与线下、课上与课外等实现了有机融合，实现了课程教学的全员、全过程、全方位育人，为深化课程教学改革提供了新的突破方向。

2.3 在非地质专业中开展水文地质学基础课程，促进多学科交叉融合

我校的《水文地质学基础》课程目前仅在地质类专业中开设，还未在其他非地质专业中有所涉及。然而此门课程是研究地下水的一门应用学科，地球中无处不在的地下水是各种地质作用的积极参与者，与矿业生产、生态环境、资源调查、地质灾害防治、土木工程、计算机数据处理等都具有密切的联系。针对当前国民经济建设的需要，及其与众多学科的交叉融合、相互渗透，《水文地质学基础》课程已经在各类地矿高校的地下水科学与工程、水文与水资源工程、水力学、环境工程、土木工程、给排水科学与工程、岩土工程、大数据技术等专业均有开设[9-10]，并取得了不错的教学成果。因此笔者建议在生产应用密切联系的非地质专业，特别是环境工程、采矿工程、地下水科学与工程等专业开设该门课程。将学习重点放在培养学生的实际应用能力和创新能力上，促进多学科交叉渗透，不仅可以提升教师的多学科教学能力，还可以满足当前生产实际对新型综合素质人才的需求。

2.4 鼓励采用生产案例开展教学，充分发挥我校“双师型”人才优势

近两年来，为积极应对世界经济结构发生重大转向的产业转型升级，对高校人才培养结构上提出的新要求。我校逐渐构建了一支素质精良，与高级应用型人才培养相适应的“双师型”师资队伍。双师型教师队伍具有扎实的理论基础，丰富的实践经验，是应用型人才培养的师资保障。在水文地质学基础课程的教学工程中，根据具体的章节内容，结合一些水文地质相关的生产案例，指导学生分析问题，解决实际生产问题能力。例如在教材第14章地下水资源与水资源管理的课堂讲授中，可以通过某一区域的地下水资源评价案例，帮助同学们加深对补给区、径流区以及排泄区的理解。引导其计算地下水的补给量、储存资源量和可开采资源量。重点理解三种资源量的概念区别及计算方法，通过生产案例可以把抽象的知识具体化，更容易被学生理解和掌握，可以起到事半功倍的教学效果。

2.5 深挖课程思政元素，拓展教师知识领域

全面推进课程思政建设，就是要寓价值观引导与知识传授和能力培养之中，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观[11]。《水文地质学基础》是研究地下水科学的一门实践性学科，重在培养学生综合分析问题，解决实际生产问题的能力。该门课程不仅与我们赖以生存的大自然息息相关，还蕴含着丰富的哲学思辨与人文价值。结合该学科的知识结构，鼓励教师深度挖掘提炼专业知识体系中所蕴含的德育元素和精神内涵。开展专业知识授课和课程思政相结合，可以进一步拓展教师的知识领域，帮助学生形成辩证性思维，提升学生学习积极性与兴趣，使人的思想政治觉悟及爱国情感在日常的学习中得到潜移默化的影响与提升。《水文地质学基础》是一门理论与实践紧密结合的应用性学科，强调理论知识学习的同时应更加注重实践能力的培养。本文从优化教学内容、创新多样化教学方法、促进多学科交叉融合、利用生产案例开展教学及专业知识与思政教育有机结合等五个方面提出了新时代背景下《水文地质学基础》课程的教育教学改革路径，以促进创新型、应用型人才培养。

3 结束语