谈《工程地下水》课程的教学与实践＊

唐益群，严婧婧

（1.同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 杨浦区 200092；2.同济大学 地下建筑与工程系，上海 杨浦区 200092）

一、前 言

随着中国经济的持续发展，工程建设中由地下水引发的工程地质与环境问题日益突出。作为地质工程专业的一门专业课程，《工程地下水》课程从工程角度出发，探讨地下水的性质、地下水所引发的工程地质问题与防治等，通过本课程的教学希望学生能够学习并思考如何避免或减轻由于地下水问题引发的工程地质问题与环境问题。

在《工程地下水》课程教学过程中深深地感到，教师的教学水平直接影响人才培养的质量，教师的教学方法又直接影响学生接受知识的深度与分析问题和解决问题的能力。在课堂教学过程中，教师站在讲台上照本宣科，学生在台下昏昏欲睡，课堂上接受到的知识少之又少，而为了应付考试，课下又得花费数倍的时间来自习。而对于经验丰富的教师来说，如何合理地运用各种教学方法和技巧，调动学生学习的积极性，使得学生能够轻松接受知识并且经久不忘，这也是一种教学技巧，也是一门学问。

二、《工程地下水》教学实践

《工程地下水》是一门与工程实践结合紧密的课程，但是由于学时数的限制，学生并没有更多的时间真真去接触工程实践，为了使学生能够对教学内容更深入地理解，这就需要教师从多方面、多角度地为同学做讲解，并穿插工程实例的介绍使得书本上的知识鲜活起来。笔者在多年讲授这门课程的教学实践中，在理论与实践的结合上取得了比较好的教学效果，归纳后有以下几方面的感想，供有关教学人员参考。

（一）多种教学手段相结合

在这个信息化的时代，许多教师都会结合幻灯片、动画、视频等多种方式来进行授课。笔者认为这是一种很好的方式，因为它一方面由于信息量大，可以灌输给学生更多的知识，另一方面可以通过形象生动的图像来刺激学生的感官，使得学生对于所学知识产生浓厚的兴趣。例如，笔者在介绍降水井的布置、井身结构、滤管构造时，配以相应的图片，可以用较短的时间就将一个问题解释清楚，同时学生又有了一个直观的认识，记忆也更加深刻。在课程后期，笔者安排学生观看了一部某隧道施工排水的录像，通过这个录像使得学生对于所学的诸如知识在实际工程中的实际应用有了一个更为清晰的认识。这些动画、录像所提供的形象资料，以动态画面的组合并侧重于图形的宏观和微观的表现，既能弥补教材、幻灯片上平面图的不足，又能将施工排水细节描写与全景结合起来，画面丰富多彩，生动、简洁、清楚的解说，配以和谐的音乐，并能在关键之处多次重复，不仅可以使得教学重点、难点突出，还能为学生创造一种身临其境的学习环境，以取得更好的教学效果。

当然，事物都具有两面性，多媒体教学虽然有很多优点，但也不是万能的，对于多媒体的完全依赖是不可取的。因此，在《工程地下水》课程教学中，对于学生比较难以掌握的重点问题，笔者会在黑板上以板书形式进行画图、说明、列式等为学生解释。例如，在讲解地下含水层计算公式推导时的势函数及势的叠加原理时，笔者先通过画图解释了源点、汇点以及势的概念，以及其是如何引入本学科解决地下含水层计算公式的，形象易懂；之后逐一介绍了含水层的势函数、单一抽水井的势函数、如何利用势的叠加原理求解有边界时井的计算公式以及求解井群的计算公式，这样由易到难，由简到繁，一步步分析、求解、逻辑严密，推理顺畅，前后关系一目了然，学生理解得也很透彻。

总之，在这门课程的讲解中，笔者努力将传统的教学方式与新型多媒体教学方式有机结合，使课堂讲课效率达到了最佳效果。

（二）教师讲授与课堂讨论相结合

古人有很好的读书经验：“俯而读，仰而思”，也就是说读书学习应该和思考紧密结合［1］（P117）。过去，在课堂教学中许多教师仍然采取的是填鸭式的授课方式，将知识一滴不剩全都灌入学生的脑中，这使得许多学生不再动脑思考问题，只是等待着教师给以标准答案。这种传统的课堂教学方式，过多地凸显了教师在教学过程中的主导性，教师主宰一切，忽视了学生的主体性和创造性，严重削弱了学生学习的自主能动性，使“教”与“学”严重地失去了平衡。

在《工程地下水》课程教学方法改革过程中，考虑采用一种双向活动，即同时发挥教师和学生两个方面的积极性，两个积极性要相互协调，相互配合，才能取得最佳的教学效果。因此，笔者采用了课堂教学与讨论相结合的教学形式，让学生能够运用所学的知识去分析问题、解决问题。例如，在讲解孔隙水压力对土体强度的影响时，笔者提出了“何为主固结，何为次固结，两者发生的时间顺序是怎样的？”这看似是一个简单的问题，但如果平时学习时并未深入思考过，正确回答这个问题也是有一定难度的。笔者在学生讨论的过程中通过点拨，并鼓励学生各抒己见，通过画图等方式表达自己的看法，这样讨论得到的知识能够让学生认识更加深刻，课堂氛围也更加活跃。又如，在讲解过滤器结构设计时，笔者提出了一个“是否滤水管长度越长，出水量就越大？”的问题，并引导学生从水泵的流量、滤水管直径到含水层性质等方面进行分析讨论。这样通过分析、思考、讨论所得到的不仅仅是一个问题的答案，还能够让学生之间相互借鉴，取长补短，最终得到的知识不仅理解透彻，而且记忆深刻。同时，由于教师在课堂上随时提问，学生们便有一种紧张感而始终全神贯注地听讲，课堂效率较高。

在课堂讨论过程中，教师的角色是很重要的。首先要求教师所提出的问题是有一些深度但容易被同学所忽略的；而在之后在讨论中，学生提出观点后，教师也并不应马上发表看法说对或错，而应让更多的学生都能够表达自己的想法。往往一个学生的某一点想法就给其他学生以灵感，然后层层递进，教师在适当时加以启发，最后便找到了问题的答案。有时，笔者会仅就学生们回答问题的思路进行适当的点评，并不会提供一个标准答案，目的是让学生能够在课后查阅一些资料，这样既不会给学生限定一个框架，也能够使学生在自己寻找答案过程中对问题的理解更加深刻一点。正可谓“学而不思则罔，思而不学则殆”，唯有将学习与思考紧密结合，才能够达到最佳效果。

（三）课堂教学与课后作业相结合

布置作业是与课堂教学紧密结合的一种教学手段，适当地布置一些作业有助于学生更好地理解课堂所学内容，将其运用于实际工程中。笔者认为，作业不在多而在精，合理地而适量的课后作业，不仅能够让学生温故知新，还应当给以一定的自主发挥空间，可以有所创新。在《工程地下水》课程中，笔者就布置了几次很有代表性的作业，对于学生理解掌握课程内容帮助很大。

在布置作业时，首先要考虑作业的内容。《工程地下水》这门课程中笔者准备了内容丰富、涵盖了诸多方面的作业。例如根据抽水试验资料用灵敏度分析方法计算导水系数和贮水系数，学生可以用自己熟悉的编程语言完成作业；降水钻孔结构设计，学生可以用CAD完成绘图；水质分析报告可以让学生联系之前水文地球化学课程的相关知识。通过独立思考完成作业，可以使得学生对于课程中的知识有一次系统的复习，对知识的应用也有了进一步的提高。其次，在作业的检查形式上，笔者不再拘泥于过去的教师批改，而是大胆创新，采用了学生互动的新模式。例如，课程中与工程结合最为紧密的一次作业是轻型井点降水设计，从井点的布置到井点管管身的设计，可以算是一个较小的工程项目。笔者希望学生能够通过作业，了解工程中降水方案与轻型井点降水设计的整个过程，对于学生们今后的工作很有帮助，也体现了《工程地下水》课程教学中“工程”二字的意义。在作业布置一周后的课堂上，笔者分别让四位学生在黑板上书写好自己的计算过程，并要求其余学生参照上述四位学生的计算过程进行自我评判，然后另请四位学生进行点评。“温故而知新，可以为师矣”。在这堂课上，学生充当了教师的角色，通过一写一评，学生们学习到了他人的长处，并认识到自己方案的不足；对于有异议的地方，通过讨论来解决，使得学生对于工程降水的原理有了更加深入的理解。

（四）理论学习与实践相结合

达尔文曾说：“最有价值的知识是关于方法的知识。”因此，单单通过理论教学还不能够完全达到教与学的最高境界，只有将理论运用于实践，让学生掌握了理论知识运用的方法，才算是将最有价值的东西传授给了学生。

因此，在结束了理论教学后，笔者还为学生安排了与《工程地下水》课程相配合的抽水试验，这为学生提供了一个理论与实践相结合的好机会。虽然课堂上教师已经介绍过了稳定流、非稳定流的抽水试验原理，地下水流量、水位的测量方法，含水层渗透系数、导水系数、贮水系数等水文地质参数的求解过程，但是真正到抽水试验现场还是需要学生耐心地学习流量、水位的测量方法以及如何操作，如何记录等等。在现场抽水试验结束后进行数据处理时，则要求学生能够正确熟练地运用配线法、直线法、水位恢复法等方法计算含水层的渗透系数、导水系数、贮水系数等水文地质参数，了解它们的具体适用条件，能够知晓如何判别、剔除或修正不合理的试验数据等。由此可以看出，通过现场抽水试验的实际操作，不仅锻炼了学生的动手能力，而且在实践中深化了理论知识，并学会了知识的运用。

三、结 语

一种好的教学方法，能够有效地提高课堂效率。教学不应是教师单方面的讲授，而应是教师与学生之间、学生与学生之间的互动，营造好和谐的课堂，和谐的课堂，能体现 “教”与“学”的和谐发展，能促进学生智力的发展，知识的掌握和能力的提高，实现“和谐”教育教学的目标［2］（P235）。教师通过各种教学方法，如多媒体教学、手绘图、挂图等形象的物件，来调动学生学习的积极性，如果学生能够在课堂上勤于思考，善于总结，并能够熟练运用所学知识，才能够很好地保证教学质量。在《工程地下水》这门课程教学中，笔者运用各种教学技巧与方法，使学生不仅能够对于理论知识了解透彻，同时也学会了将理论知识应用与工程实际，由此感到这是一个比较成功的教学实践，故总结归纳成文，抛砖引玉，供有关教学人员在教学过程中借鉴、参考。

［1］唐益群，罗玉珊.从学生的角度浅析教与学［J］.邯郸学院学报，2011，21（1）.

［2］蒋 颀.构建和谐课堂的心理学思考［J］.大众科技，2011（7）.