岩土工程专业“水文地质”课程教学模式探讨

陈洁金，杨 晖

岩土工程专业“水文地质”课程教学模式探讨

陈洁金1，杨 晖2

(1.长沙理工大学 土木与建筑工程学院，湖南 长沙 410014; 2.长沙民政职业技术学院，湖南 长沙 410004)

水文地质作为岩土工程专业的专业基础课，应用性和实践性强，内容丰富而庞杂，缺乏系统的理论体系。为了适应创新型技术人才培养的需要，结合长沙理工大学精品课程建设项目，通过教学实践的不断探索及总结，从教学内容的专业化及模块化、教材建设及更新、教学方法的多样化、课程实习实用化等方面进行探讨，以期进一步提高教学效果。

水文地质;精品课程建设;教学多样化;教材建设;课程实习

学生通过对该课程的学习，要求掌握对地下水类型、补径排的运动规律和水文地质条件的分析、掌握地下水的渗流与岩土的渗透性及地下水涌水量的计算方法，熟悉地下水对地下工程的影响及其防治措施，了解地下水对生态环境、地质灾害影响等。使学生经过本课程的学习之后具备水文地质参数的获取、工程地下水计算以及岩土工程问题中水文地质问题分析的基本素质和能力，加强培养学生的科学思维能力、分析和解决问题能力、动手能力，为从事岩土工程的设计、施工及维护管理奠定基础。

目前水文地质课程教学和实习的方法、内容等已不能满足新时期岩土工程人才培养的需要，迫切需要进行改革。本文指出了目前教学与实习中存在的一些主要问题，从教学教材、教学方法、实践性教学环节等方面进行探讨，改进教学质量，丰富教学内容与途径，增加现场实践环节，以培养学生实际动手和理论与实践相结合的能力。

一、课程教学中存在的短板

(一)缺乏相应教材

目前高校应用最多的水文地质教材是王大纯先生为工程地质水文地质专业编写的“水文地质学基础”和刘兆昌先生为给排水工程专业编写的“供水水文地质”。两本教材出发点不一样，“水文地质学基础”作为地下水科学入门教科书，主要阐明水文地质学基本概念、基本原理和基本分析方法。而“供水水文地质”从资源的角度出发，在基本概念和基本理论的基础上主要介绍地下水资源水质评价、水资源勘察以及水资源管理，并重点介绍了地下水污染评价和治理方法。“水文地质”作为长沙理工大学《工程地质》精品课程建设的组成部分，在2007年对水文地质教材进行编写，主要加入了地下工程的防排水等内容，对水文地质基本原理与方法进行了删减，作为内部教材进行了三年的教学试验，效果不明显，后来又改用王大纯先生的“水文地质学基础”。

(二)单一的教学方法效果不理想

目前，水文地质教学主要采用多媒体教学，其优势明显，信息量大、操作灵活、形象、直观、生动、能激发学生的学习热情等。但其缺点也很明显，“信息量大，放映快，来不及理解导致接受的少”，“上课没有轻松感、教师应多与同学沟通，融为一体，课堂气氛应活跃一些”，“多媒体要与黑板板书结合”等。教师平时不注重扩充知识内容，仅限于播放一些简单的图片，缺乏实践案例，“填鸭式”教学形式单一，缺乏启迪性、互动性，导致学生积极性不高，上课睡觉、玩手机、甚者高谈阔论。

(三)实践性教学环节未得到重视

“水文地质”是一门实践性强的科学，室内实验和野外实习是水文地质教学中的重要环节，但这一直是我校水文地质教学中的薄弱环节，没有专门的水文地质实验室和水文地质实习基地。

(四)课时量少、教学任务重

水文地质内容丰富、概念多、原理多，再加上现在课时缩短严重，造成教师在教学重点内容的选择和学时的分配上顾此失彼，一些重要的知识点少讲或漏将，水文地质知识结构的整体性受到破坏，再加上现在的学生自觉性差，导致学生培养质量不高。

二、水文地质课程教学模式探讨

(一)讲授、实验与实习有机结合

课堂讲授、室内实验和野外实习是完成水文地质学教学内容的三大必要环节，这三大环节的密切配合和有机结合是水文地质教学的关键，这三个环节各有特点，但都是以让学生掌握水文地质学知识、理解水文地质现象、初步分析和解决水文地质问题为主要目的。在讲课中，对基本概念、基本原理要讲清楚、讲完整，讲透彻;而对有些应用性和延伸性内容则留下一些空白，将其交由实验和实习来填补和延伸，在实践中灵活掌握基本分析方法，不断提高分析问题和提出问题的能力。

(二)强化教材建设

如何根据专业对水文地质知识的需求，对专业技能的需求选择性的构建水文地质课程的课程体系和教学内容是教材建设中迫切需要解决的问题。目前岩土工程专业迫切需要一本适合专业特点的水文地质教材，在“水文地质学基础”增加教材内容应该包括以下几个方面:

(1)地下水的储存与循环;

(2)地下水的物理性质和化学成分;

(3)地下水的运动;

(4)不同地貌下地下水分布特征;

(5)工程建设中常见的水文地质问题;

(6)水文地质参数的确定;

(7)工程地下水计算;

(8)渗流作用下堤坝岸坡稳定性分析;

(9)地下水的监控与量测;

(10)地下水与生态环境;

(11)地下水与地质灾害;

(12)地下水污染评价与治理。

(三)模块化教学模式

水文地质是一门紧密结合工程实际的课程，涉及内容非常广泛。根据岩土工程专业的特点，按照“新、宽、少、精”的原则对教学内容进行选取，抓住课程的主线，形成了六个主要的知识模块:地下水的储存与循环、地下水物理与化学性质、地下水的运动、水文地质参数的确定、工程地下水计算、专门水文地质问题。在推广模块化教学方法的过程中，将“一课一人上”变为“一课多人上”的教学模式，每个教师发挥自己科研领域的独特优势，将精力集中于自己擅长的一个或几个模块，相比传统教学模式，学生可领略不同教师的不同教学风格，丰富模块的知识结构，收获不一般的教学效果。

(四)教学形式多样化

1.把握主线、突出重点、适当增补应用内容

认真钻研教材，实践案例，积极增补新材料、新技术、新工艺的相关知识，保证教学内容的先进性、新颖性与实用性。保持内容结构体系稳定性，凝练与扩充并重，突出重点内容，适当增加工程应用内容。在课程讲授过程中，突出重点，主次分明，结合具体工程应用，把涉及到的问题讲透彻。

2.教学方法灵活多变

实际教学中，我们灵活地穿插各种不同的教学方法和手段，采用传统教学与现代教学相结合的方法，讲授式教学、案例式教学、讨论式教学、研究式教学和工程设计式教学。各种教学模式能培养学生不同的学习能力。

在课程讲授过程中，每门学科都有自己的特点和思想，水文地质学是一门应用型学科，是岩土工程的专业基础课，概念和基本理论丰富，在教学的过程中帮助学生形成“相对”和“系统”的思想，水文地质学的基本概念基本上都是建立在相对于工程应用的基础上，“含水层”和“隔水层”是两个相对的概念，不是绝对的，同一套地层在不同的工程中可能是两套绝然不同的水文特征和水文含义。地下水系统理论都是建立在“系统理论”的基础上，如果教学过程能注重思想的培养，往往会收到意想不到的效果。

案列式教学能培养学生解决实际问题的能力，譬如首先通过多媒体演示开滦赵各庄矿九东F3断层突水灾害，分析煤矿开采过程中涌突水的特点以及矿区地下水系统的特点，让学生分组讨论如何有效防治突水灾害，如何进行超前预报预警。指令学生分组进行课下资料查询、问题研究与总结，以调查报告、研究论文方式提交作业。

工程设计式教学是针对具体水文地质问题，让学生进行课程设计，基坑降水是岩土工程师经常遇到的问题，为此，要根据地形条件，土壤的性质，地下水位的高低和渗水量的大小，采取有效的工程措施，使施工时基坑处于干燥状态。课前老师准备一个具体工程实例，在课堂上老师首先讲解基坑降水设计中应该注意的具体事项，然后让学生进行设计，包括涌水量计算，井点管数量与井距的确定，以及抽水设备的选择等，最后有针对性总结学生在设计过程中存在的主要问题，这样能让学生感觉学以致用，增强学习主动性。

多种教学模式的有机结合，相互相成，全方位培养学生的综合素质，在实际中体现“宽口径、厚基础、高素质”的高等教育新导向。

3.多形式的考核方式

水文地质课程的教学环节分三部分组成，首先是课堂理论知识讲授，其次是室内实验，最后是野外地质实习，学生学习成绩的评定也主要是这三部分组成，多模式教学下，每学期至少有4～5次课程设计、调查报告或研究论文。从理论知识掌握程度、自主学习能力、分析解决问题能力和动手创新能力等多方位、多层面对学生进行考核，综合评定学生的课程学习成绩。

三、结论

教学方法与手段是高等教育研究的一个重要主题，水文地质作为岩土工程专业的专业基础课，应用性和实践性强，内容丰富而庞杂，缺乏系统的理论体系。目前课时量减少、教学任务重、实习基地少，实践不规范，严重影响水文地质课程的教学质量，为了适应创新型技术人才培养的需要，结合长沙理工大学精品课程建设项目，通过教学实践的不断探索及总结，从教学内容的专业化及模块化、教材建设及更新、教学方法的多样化、课程实习实用化等方面进行探讨，并通过近几年的教学实践，我们尝试进行了教学内容和方法的改革，并取得一定的效果和经验。此教学模式供相关专业老师参考。

［1］梁四海，周训.“水文地质学”实践教学改革点滴体会［J］.中国地质教育，2005，(2).

［2］马亚杰，常江，韩秀丽.“水文地质学基础”课“精小化”实践［J］.河北联合大学学报(社会科学版)，2012，12 (4).

［3］梁宜林.矿山地质基础教学课程体系改革研究［J］.长春工程学院学报(社会科学版)，2003，4(1):51～52.

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