浅谈水文地质专业本科教学中的“迷雾”与“破局”

毛绪美，谢 杨

（中国地质大学（武汉）环境学院 湖北 武汉 430074）

水文地质学是水文学和地质学的交叉学科，水文地质学作为一门年轻的学科，致力于研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈、人类活动相互作用下的地下水、水量和水质的时空变化规律，以及其对各个圈层的影响，进而为人类与自然的协调持续发展服务。水文地质专业的教学内容与水力学、地质学、环境学和地球科学等多个专业学科有关。

水文地质专业本科教学采用“基础课—专业基础课—专业课”的模式循序渐进地进行，教师教学认真，讲解内容透彻，学生学习认真，考试就能获得较高的分数。但是，一些学生在本科四年毕业之时仍非常迷茫，不知道自己能做什么，到实际工作时，不知道如何使用自己学到的知识。为了消除学生的“迷茫”，教师勤恳钻研，从内容和方法上进行了调整，使知识点更易理解，然而收效甚微。本文根据水文地质专业特点，从“迷茫”中反追“症结”，从“困惑”中升华思考，提出“破局”建议。

1 水文地质专业的特点

1.1 专业知识点多

在本科学习中，水文地质专业的学生需要学习水文地质学基础、水力学、地下水动力学、水文地球化学、专门水文地质学、水文地质数值模拟、溶质运移等多门专业课程。从水文地质专业教学内容的性质来看，学生还需要学习大学英语、高等数学、概率论与数理统计、计算机基础等多门综合性课程。相对于其他专业来说，水文地质专业具有课程内容和专业知识点多的特点，并且每一门课程的知识点都较为庞杂，导致学生在学习的过程中需要花费更多的时间对所学知识进行归纳总结、逐步融会贯通。

1.2 需要野外实地教学

野外实地教学是水文地质专业学习中必不可少的项目。水文地质专业相关的野外实地教学，其学习模式较为固定，即对应课程的指导老师带着对“水文地质”这个词还没有多少概念的学生去野外参加水文地质实习。野外实地教学是水文地质专业实践教学中不可或缺的一个环节，同时也是水文地质专业学生形成专业思维和素质的关键环节，它对传统理论教学有着深化和拓展的作用。野外实地教学的目的在于让学生巩固所学专业知识、提高对实际水文地质现象的分析能力和对实际问题的解决能力。同时，在野外实习时教师能够更加具体地了解学生对所学知识的掌握情况，进而制订相应的改进措施。

1.3 研究对象为地下水，表面现象和观察时间有限

水文地质专业研究的对象多为地下水，然而在实际中，地下水与岩石的一系列演变需要经过成千上万年的时间，其演变的过程无法通过实际的观察来进行学习，学生只能粗略了解地下水与岩石的一系列演变结果，通过结果来倒着分析演变过程，而无法直观地感受到演变的过程。学生对各个地底层的结构无法直观感受，只能通过实验和教师讲解来学习和掌握，若不深入思考学习，则可能会对地下水结构了解得较为粗糙。

1.4 隶属工科，以解决实际问题为主要目的

水文地质专业隶属工科，专业教学目标是使学生能够综合分析水文地质条件，并对地下水作出定性、定量的评价；能够分析研究工程地质条件和定性、定量评价工程地质问题；能够分析地下水与人类活动的关系，并对环境水文地质作出初步评价；能够设计及管理地下水资源开采方案；能够对水文地质与工程地质勘查进行初步设计，并具备一定的管理能力。由此，学生在经过大学四年的学习之后，能够从事与地下水有关的勘察、开发、利用、保护工作，并且具备工程地质的评价和勘察能力。

2 水文地质专业本科生的“迷茫”

2.1 学前忘后，不知所学知识体系是什么

大学阶段的学习目标、学习内容、学习方式、学习方法、考试和老师授课都与高中学习有所差异。具体体现在，高中学习的目标是考上好的大学，因此高中是填鸭式的教育，往往是书山漫步、题海作战，而大学主要培养学生的实践动手能力和创新能力；高中阶段的学习内容少而精，一般只有几门主要课程，而在大学中，所学的内容更多、知识面更广、难度更大；高中阶段的主要教学方式是老师课堂面授，每一天、每一节课都安排得具体得当，紧凑的教学、大量的课堂提问和课后作业用来强化所学的知识，而在大学中课堂上课时间相对减少，自习时间大大增加，更加要求学生自主学习而不是老师逼着学习；高中老师讲课都十分具体详细，不管简单复杂都会耐心地反复讲解直到大部分学生理解透彻，而大学老师讲课主要讲授重、难点，主要还是要依靠学生课后花时间自主学习。

大多数学生认为专业课很简单很好学，但是又难以学得很好。刚上大学的学生之前很少接触实验，当从理论知识转移到专业实践时，许多学生不能适应，缺乏足够的感性认识和抽象思维。再者，许多专业课的知识点较为凌乱、复杂、理论性不强，内容上的逻辑联系不够紧密，因此许多人会出现专业课一听就懂，但是课后就忘得干干净净的现象。

由于以上种种在学习上的差异，很多学生不能很好地适应大学的学习方法，沿用高中的老套路，上课认真听老师讲课，课后花的时间却不够，而大学一门课程一般是一周一节或一周两节，时间跨度较大，这就很容易造成学前忘后的现象，前面学的知识没有花足够的时间去巩固，一周之后的下一节课就忘得差不多了。

2.2 学完所有知识点，但不能独立观察水文地质现象

在水文地质专业的学习中，很多学生学习完一门课程之后却无法使用所学知识，不能独立观察出水文地质现象。例如，在结束水文地质学基础这一门课程之后，许多学生甚至见到某种岩石之后还无法判断其种类，还需要翻书、查阅资料；在参观某个景区溶洞的时候，不能够利用所学知识观察出其中所含的水文地质现象。

2.3 能观察出水文地质现象，但不知如何从理论上分析

部分学生能够观察水文地质现象，却不知道如何从理论上来分析其原因。例如，学生见到温泉能够判断出这是一种水文地质现象，却不能分析出为什么这里会有温泉、为什么温泉的水会是热的；发现隔水层有充水现象，却不能从相关的水文地质概念去分析其充水类型，不能从理论上来分析其组成、岩性和构造，以及隔水层充水原因；能观察出某地的地面沉降，却不能分析出为什么此地会有地面沉降、地面沉降该如何恢复。

2.4 能进行理论分析，但不知理论知识和遇到的水文地质问题有什么内在联系

当然，还有一些学生能够从理论上来分析自己观察到的水文地质现象，却不知道理论知识和遇到的水文地质问题有什么内在的联系。例如，在隧道施工时，一些学生能够很容易地分析隧道区的岩溶发育特征和水文地质特征，却不知道这些岩溶的发育特征和水文地质特征与岩溶的涌水量有什么内在联系，无法进一步进行隧道岩溶的涌水分析；能够从理论上分析岩石的含水层会受到岩体节理、裂隙或溶蚀裂隙、溶蚀管道等的影响，却不知道这些影响与地下水径流有何内在联系。正是因为在学习中无法将理论与实际的水文地质问题联系起来，本科专业学生对专业更加的“迷茫”。

3 水文地质专业教师的“困惑”

3.1 对知识点讲解很详细，但学生一到野外实践就“不认识了”

在水文地质专业教学上，教师在课堂上对水文地质专业知识点的讲解都很透彻，学生理解也很到位，但在野外实践中，有许多学生不能把理论与实际结合，很多教师都对此很困惑。大学四年，学校会根据专业特点制订培养计划，通常会采用基础课—专业基础课—专业课的方式，循序渐进地教学，使学生由浅入深、由表及里地了解专业内容，掌握专业知识。教师在课堂上也会详细地讲解教学内容，通过PPT展示知识点，并标记重点内容，加深学生的印象。期间，教师也会使用板书形象地解释学生不能理解的知识点，且及时与学生沟通，了解学生的理解程度，再进行接下来的教学。学生在课堂上的表现也很好，能及时与老师进行沟通，对于理解到位的知识点会向老师反馈，对于没有马上理解的知识点也会立刻告诉老师，与老师进行讨论。从学生在课堂上的表现来看，大部分学生应该都理解并掌握了教学知识点。但是在野外实践教学中，学生的表现却不尽如人意。许多学生不能准确地分辨相应的水文地质现象，对老师提出的问题通常会回答“不知道”“不认识”或者“不清楚”。而老师提出的问题许多都是在课堂上讲解过的，或者是可以在书本上找到的。面对学生的这种表现，很多教师都会产生困惑。

3.2 对野外水文地质现象讲解得很清楚，但学生不能认识其形成机制

为了使学生更透彻地理解所学的专业知识，将所学知识合理运用到实践之中，学校每年都会组织野外教学实践。首先，以学生为主体的野外教学实践活动会改变学生的社会角色，使学生学会主动地解决问题，承担责任，还可以培养学生的创新意识、担当意识和责任意识。其次，野外教学实践活动是一种理论联系实际的有效途径，在这一过程中，教师可以引导学生利用课堂上所学的理论知识，重新认识并解决一些专业问题，增强学生的动手能力，同时，教师还能够找出学生理论知识的薄弱点，以便后期在教学的过程中做到有的放矢。

教师在野外教学实践中会带领学生沿途观察周围的地貌特征、岩性特征和水文地质现象等，并详细地描述各种水文地质现象，不仅从宏观的角度解释各种现象的形成机制，还从微观的角度讲解岩土的组成特点等。对于学生提出的疑问，教师也都进行了详细的解答，学生当时也都表示“学会了”。但是当教师让学生用自己的话说出各种水文地质现象的形成机制时，学生的回答往往不能令教师满意，学生通常没有说出关键点，或者是顾左右而言他。尽管教师多次详细讲解过各种水文地质现象，但是学生还是不能形成自己的认知体系，这令教师倍感困惑。

3.3 对专业知识体系讲解得很清楚，但学生解决实际问题的能力不够

作为一所研究型高等学校，根据专业需要制订一系列的课程体系是其职责所在。教师根据制订的培养计划，要逐步增强学生的专业技能，除此之外，还要帮助学生掌握发现问题并解决问题的方法。本科教学的目的之一就是使学生能够在某一领域内发挥所长，可以在某个专业或行业内有一席之地。如果教育脱离社会需要，本身就不宜提倡。所以教师要把专业知识讲解得清楚明白，帮助学生构建完整的专业知识体系，使学生有能力去解决一些实际问题。对此，学校和教师都尽到了自己的职责。学校根据每个专业的特点，列出了相应的培养计划，必修课为专业课，选修课可根据自己的兴趣来选择，培养学生的多学科素养。在本科四年中，教师会把知识点讲解得清楚明白，同时结合野外教学，逐步培养学生的专业思维，平常上课时也会把多学科结合起来，帮助学生构建专业知识体系。但是，学生往往不能把学到的知识运用到实际中，面对一些现实问题时，常常不知所措，或者经常忽略问题的某些方面，想不出比较完整的解决办法。这同样令教师感到困惑。

4 水文地质专业本科教学的“破局”

4.1 以实际水文地质现象引出和剖解知识点

水文地质专业的教学内容多，知识点庞杂，覆盖面比较广，需要学生记住的概念多，并且其中一些概念学生理解起来比较困难。所以教师可以利用实际的水文地质现象来引出和剖解相关知识点，用实际的水文地质现象解释复杂的知识点可以使学生加深印象，在现实中看到相关现象时能够快速回忆出所学的知识，从而掌握当地的水文地质条件。在这一过程中教师可以运用多媒体技术，辅以板书讲解。多媒体课件图文并茂，文字简洁精练，图片丰富且经典，配以教师讲解，既可以使讲授内容丰富多样，又能激发学生的兴趣，吸引学生的注意力。

教师还可以采用室内实验和野外实践结合的办法加强学生对知识点的理解。开展室内实验时教师可以通过岩石和矿物标本，或者搭建相关水文地质模型的方法来帮助学生巩固所学的理论知识。例如，当讲授地下水渗流的基本定律时，教师可以在实验室授课，带领学生现场完成达西实验。学生通过亲手实践，可以深入了解达西设计实验的思想过程，并且深刻理解地下水渗流的基本现象，从而可以更好地运用达西公式。在野外实践中学生则可以通过观察校内外的典型水文地质现象来进一步加强对所学知识的感悟。以实际的水文地质现象来引出和解释知识点，将理论和现实结合，可以为将来学生解决现实问题打下坚实的基础。

4.2 将理论和问题相结合剖解水文地质现象

对于教师把野外水文地质现象讲解得非常清楚，但学生不能认识其形成机制这一问题，教师可以采用理论和问题相结合的方法来剖解水文地质现象，使学生能够全面地认识它，形成自己的见解。教师把水文地质专业的知识点详细讲解给学生，使学生有一定的专业基础，再以实际问题为例，引导学生根据已学的知识去解决问题，从而全面了解水文地质现象。例如，对于地面沉降的现象，教师可以提问：是什么原因造成这种现象出现的？给出足够的时间让学生思考，寻找答案，教师逐个对学生的答案进行讲评。期间，教师通过讲解学生的答案，慢慢引领学生理解该现象产生的原因，并对答案加以补充修正，使学生正确认识该水文地质现象。该教学方法可以提高学生的积极性，使学生高度参与课堂学习，拓展学生对知识的理解，形成自己的认知体系。

4.3 以水文地质问题为核心构建知识体系

教师可以尝试以水文地质问题为核心构建学生的知识体系。水文地质专业课程多，学科交叉性强，同一水文地质现象可以涉及多个学科，学生所学知识繁杂，难以构建自己的知识体系。教师尝试将水文地质问题作为突破口，可以引起学生的浓厚兴趣，使学生主动探索，运用多学科知识从不同方面思考、解决问题，从而构建自己的知识体系，为将来解决现实问题打下稳固基础。以水文地质问题为核心，可以分为三个环节：①教师可以在上课前提出问题，学生在课余时间对问题进行思考，初步掌握解决问题所需的知识点。②教师和学生在课上对问题集中讨论，从多个方面分析问题，形成准确统一的认识，教师再对重难点问题进行讲解，使学生初步认识到解决问题的步骤，引导学生认识到问题的多学科性，帮助学生构建涵盖多学科的知识体系。③根据学生在课上的表现，教师分析学生的学习效果，布置相应的作业，帮助学生巩固学习成果。

4.4 以知识体系和实际问题提升学生的专业能力

要想成为一名优秀的水文地质专业人才，学生就必须要有解决实际问题的能力。如果只是背熟书本上的死知识，那么解决实际问题是有一些困难的。教师要以知识体系和实际问题提升学生的专业能力，使学生能够全面发展。在平常的教学过程中，教师要以实际问题为切入点，详细讲解专业知识，帮助学生逐步构建知识体系，再把实际问题作为考题，检验学生对知识的掌握程度，并继续丰富学生的知识储备，在循环往复的教学过程中，加强巩固学生的知识体系，使之成为专业技术人才。

5 结论

通过探索学生的“迷茫”和教师的“困惑”，我们了解到水文地质专业学生难以把理论与实践相结合的原因。从“困惑”中思考，本文提出一些破局建议：教师以知识体系和实际问题提升学生的专业能力，在教学过程中，将理论与实际相结合，这样不仅能够增强学生学习的兴趣，使学生掌握扎实的知识，还能够为学生解决实际问题提供方向。