案例—理论—实战演练三位一体化理念教学模式

荆秀艳　谢金艳　刘转年　唐胜利

[摘 要]地下水污染修复治理需要理论扎实和实践应用能力强的高素质专业人才。为加强理论和实践应用能力，教师在地下水污染与修复课程教学中，在分析研究生培养目标、教学大纲、生源特点和专业背景对课堂教学质量影响的基础上，构筑了理论教学、应用案例和实战演练三位一体的教学理念。通过“案例—提问—资料查阅—小组讨论—理论总结—实战演练”教学模式的实施，可使学生将理论知识直接应用于解决工程实际问题，逐步提高学生适应社会的能力。

[关键词]地下水污染;案例;三位一体;教学模式

[中图分类号] G724 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）09-0062-04

研究生课程学习是研究生培养过程中的基础性环节。通过课程阶段的学习，可以发挥研究生系统分析与探索复杂问题的能力。地下水污染与修复课程是环境科学与工程专业研究生培养阶段的重要专业课。本课程教学目标是通过系统的讲授地下水基础知识和污染的基本理论，使学生掌握地下水的赋存与运动特征、地下水污染调查与评价、地下水污染防控技术和地下水环境保护方法等[1]，让学生初步具备地下水污染处理工程的设计、科学研究和管理的能力。近年来，地下水污染与修复课程的教学以教师课堂讲授理论知识为主。虽然绝大部分学生都能够掌握所学的课程知识，但是学习的积极性、主动性以及教学参与度都不高，因而造成学生不能很好地进行知识的应用，未能取得满意的预期教学效果的现状。如何提高地下水污染与修复课程的教学质量和学习效果，已成为本课程教学关注的重点。在该课程的研究生教学中，教师结合本学科的特点及学生群体的来源，通过理论教学、应用案例和实战演练三位一体的教学理念，利用案例作为教学媒介，以学生的自主性和探索性学习为基础，通过教师讲授基本知识、提出问题、组织学生讨论、撰写案例分析报告等过程来实现教学目的，改善教学效果，从而提高学生理论知识水平和解决实际问题能力的教学方法，克服了以往脱离实际、满堂灌的教授方式的弊端。

一、三位一体化教学思路

以研究生课程地下水污染与修复的课堂教学质量为出发点，本文在分析研究生学习现状的基础上，结合分析西安科技大学地质与环境学院（以下简称“我院”）环境科学与工程学科研究生的生源特点、培养方案与目标、教学大纲和行业背景展开工作，实施理论教学、应用案例和实战演练三位一体[2]的教学理念，即典型区域水文地质条件、地下水污染模拟和地下水污染及修复案例的引入，多媒体视频课件的演示与地下水理论基础和实践应用知识的强化紧密联系在一起的教学方法。具体教学理念如图1所示。

二、研究生课堂教学质量影响因素分析

（一）研究生培养方案

人才培养方案是研究生院组织教学过程、安排教学任务和确定教学编制的基本依据，是对人才培养目标、培养模式以及培养过程和方式的总体设计。随着国家对复合型人才需求的增加和研究生招生规模的不断扩大，各高校出现了相近专业、异地生源及工科文科生源交叉考取的现象。一般情况下，课程设置不考虑研究生生源专业背影和知识结构的差别，同专业研究生与跨专业研究生在培养方向上基本一致[3]。例如我院依据专业特点，在环境科学培养方向上突出了地矿特色，设置了地下水污染与修复课程作为研究生阶段的专业课程。针对这门课程，需要水文地质学基础等相关课程作前导课程，对于大多数环境专业和跨专业的学生来说，其在本科阶段均未有过相关知识的学习，因此针对环境跨专业研究生水文地质学基础理论缺乏的特点，授课过程要有意识地通过多种途径弥补这方面的不足，以增强学生的实践技能。

（二）教学大纲

研究生课程是根据研究生人才培养方案选定的。每门课程均有针对性的课程学习目标，课程目标的实现突显教学大纲编制的重要性。教学大纲规定了教师教什么和如何教，学生学什么和如何学，有助于管理部门对教学质量进行评价，也有助于用人单位明晓求职者的学习经历是否与其单位运行目标一致[4]。地下水污染与修复课程具有明显的行业特点，在地下水污染评价和污染的治理方面，涉及标准及相关环境法规的更新及治理方法的研究进展。因此，在课程实施过程中，根据学生的反馈和学科的发展，需要不断地跟进、更新和完善有关行业背景、标准、法律法规和典型案例等相关方面的教学内容。

（三）生源特点

近几年，研究生入学生源发生了一定程度的变化，跨专业研究生比例有所增加[5]。就环境专业来说，其所跨专业范围较广，涉及环境科学专业、给排水专业、水资源专业及化学专业等。根据近几年的授课情况来看，本校研究生在本科阶段开设过地学有关知识理论，对于授课内容掌握得更好一些，本校或校外其他专业生源的研究生，由于本科階段缺乏系统的学习，在专业基础知识方面相对薄弱，知识体系和结构需要修补或建构[6]，本科非本专业的研究生源需要特别关注。

（四）课程行业背景影响分析

研究生的培养与社会行业背景联系密切。自近代工业革命以来，长期的工业活动直接造成了日益严重的地下水污染。受到污染的地下水对人体健康及工农业有着极大的危害。目前我国存在污染场地涉及面广，且污染情况复杂、种类繁多、场地监管不足等问题，与国内同期的水污染和大气污染治理相比，地下水污染的治理进度明显落后，缺少符合国情的实用修复技术与工程建设经验。在这种行业背景下，学生要有相应的专业知识才能更好地开展学习和研究工作。应充分依托各类社会资源，促进学校、教师的发展，进而根据行业的需求，反过来有效促进研究生课程体系的建设，提升研究生的行业背景专业知识，为研究生以后的就业和深造奠定更好的基础。

三、案例教学过程中的教学模式

基于课程案例教学质量影响因素分析，拟通过理论联系实际的方式开展教学模式探讨，具体的教学模式框架如图2所示。

地下水环境保护既是基础课与专业课的纽带，又是理论与实践的桥梁，更是培养学生理论知识应用的重要课程。该门课程采用多媒体视频、查阅资料和典型案例等多种教学手段，结合设置提问、小组讨论、理论讲授和实战演练等教学模式，吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，使学生由被动变主动，自然而然地发现案例中的基本原理，从而加深对理论知识的掌握，并能够将理论知识与工程实际问题联系起来，提高将理论知识应用在分析解决工程实际问题中的能力。实现掌握理论知识、培养工程能力的目的，构筑从理论知识通往工程能力的桥梁。

四、教学实践应用案例

地下水污染与防治这门课程主要内容包括三个方面，即水文地质学基础理论、地下水污染基础理论和地下水污染的修复与防治。课程内容体现了从基础知识到综合实践运用逐步提升的授课过程。水文地质学研究的对象——地下水，埋藏在地面以下，学生难以直接观察到地下水的分布特征，此外，地下水污染也具有长期性、复杂性和隐蔽性的特点。因此，针对不同的课程内容，教学手段和方法存在一定的差异性，下面列举实例分别介绍。

（一）水文地质学基础理论授课案例

水文地质学基础理论授课采用生活案例和水文地质图件相结合的方法进行，首先通过展示打井视频和气象因素图、地貌图、地质图、水化学图、水文地质图平面图和剖面图等重要水文地质图件，让学生了解到学习水文地质学基础理论在社会和国民经济中的实际意义，让学生熟悉和看懂与水文地质学基础理论相关的水文地质图件，同时理解各种图件所揭示的水文地质信息。在获得感观认识后，将水文地质学基础理论知识以提问方式进行串联起来，例如：什么叫地下水？→地下水储存在什么样的空间？→地下水以什么样的形式存在？→地下水与岩石介质之间表现出什么样的水理性质？→地下水是怎样分类的？→地下水赋存在地质空间哪些部位？通过提问，引导学生思考水文地质学相关理论知识，并在此基础上，针对问题进行查阅资料和分组讨论。然后由教师系统地对水文地质学基础理论进行总结，如图3所示。如此开展课堂教学实践，有利于激发学生的学习兴趣，提高课堂教学质量，实现掌握理论知识，达到培养工程能力的目的。

（二）地下水污染基础理论授课案例

地下水埋藏在天然的地质体中，在天然的水文地质条件下，人类活动引发了地下水污染和地质环境的破坏。多数研究生缺乏对地下水污染过程的了解。在授课之前，教师可以先演示地下水污染的过程，并介绍地下水污染模型可以预测地下水污染的浓度和范围，使学生在获得感性认识的同时，建立地下水污染的空间和时间概念，进一步激发其对地下水污染研究的兴趣。通过地下水污染模拟的演示，提出其中的污染模拟模块操作，并设置“污染物进入进地下水的途径是什么？污染物在地下水迁移中发生哪些物理、化学和生物过程？污染物迁移的对流-弥散方程如何建立及求解？”等问题，促进学生主动思考，使学生掌握地下水污染过程的理论基础，并提高其解决地下水污染相关问题的能力。地下水污染模拟演示与教学思路如图5、图6所示。

（三）地下水污染与修复案例

我国地下水污染问题日益严峻，据2011年中国水资源公报显示，主要问题显现在三个方面：区域性地下水污染、重点地区地下水污染和重点场地地下水污染，包括氮污染、重金属污染和石油类污染等。其中场地污染中石油储运过程出现的跑漏现象对地下水造成各种各样污染的事件频频发生。欧美国家近10年来的水文地质研发经费的重点投向了地下水污染与环境修复技术研究。相比之下，我国同类研究相对薄弱。基于我国地下水修复与防治目前的研究背景，教师以某地石油管道泄露为例，与学生一起探讨野外调查的方法，分析石油污染的分布特征及对环境造成的风险，并在此基础上通过查阅国内外修复案例，提出适合本地区的地下水污染修复方案。应用现状实例教学方法，启发学生将理论与现实出现水污染问题相结合，掌握目前地下水污染处理的方法和一些技术性问题，为以后工作打下坚实的基础。

五、结论

授课过程中，理论基础与工程应用联系紧密，互为补充，明确学习任务和目标。理论和工程问题涉及数学、物理、化学和生物等多学科知识，涉及面广而复杂，在教学中将理论教学、实战演练及应用案例有机结合形成三位一体的教学模式，不仅活躍了课堂气氛，激发了学生学习兴趣，更重要的是通过“案例—提问—资料查阅—小组讨论—理论总结—实战演练”教学模式的实施，学生能将理论知识直接应用于解决工程实际问题，逐步提高自身应用理论知识解决实际工程问题的能力。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 王焰新.地下水污染与防治[M].北京：高教出版社，2007.

[2] 黄洁，邹大力.创新创业导向下“三位一体”工作室制人才培养模式的研究与实践[J].教育理论与实践，2019（36），2019（24）：46-49，63-64.

[3] 段玉龙，王文和，敬小非，等.基于“3481”人才培养模式的研究生课程案例教学模式探索[J].高教学刊，2019（24）：46-49.

[4] 张俊宗，熊华军.修（制）订研究生培养方案的123456准则：西北师范大学为例[J].学位与研究生教育，2018（6），2019（24）：46-49，38-44.

[5] 李虎杰.地质类跨专业硕士研究生培养的几点思考[J].高教研究：西南科技大学，2011（2）：60-61.

[6] 肖正辉，杨荣丰，曹运江.地质跨专业硕士研究生培养浅析：以湖南科技大学为例[J].教育教学论坛，2019（30）：221-222.

[责任编辑：刘凤华]