孔慧敏 谷洪彪 張瑩 張艷 張耀文

摘 要：水文地球化學是地下水科學與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在水文地質(zhì)工作中占有非常重要的地位，課程教學注重理論與實際的結(jié)合。該文以防災(zāi)科技學院《水文地球化學》課程的課堂教學為例，從與其它專業(yè)課程內(nèi)容的優(yōu)化整合，與專業(yè)實習的有效結(jié)合及應(yīng)用，實踐教學的探索與提升三個方面討論并探索課程教學的改革。通過實踐能充分的提高學生學習的主動性及該門課程在專業(yè)領(lǐng)域的實用性，使理論與實踐教學體系很好的融合，取得了良好的教學效果。

關(guān)鍵詞：水文地球化學 實踐教學 教學方法

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（a）-0107-02

水文地球化學是地下水科學與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，它是在水文地質(zhì)學及地球化學的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要研究對象是地下水化學成分的形成和演化，以及各種組分在地下水中的運移規(guī)律，是探索地球表層各帶地下水地球化學作用的一門新興學科[1]。

隨著經(jīng)濟發(fā)展和人類對地下水資源的不斷開發(fā)和利用，地下水環(huán)境不斷惡化，地下水污染修復(fù)技術(shù)不斷的發(fā)展，對地下水科學與工程專業(yè)的學生也提出了新的要求，但是水文地球化學理論是解決這些問題的理論基礎(chǔ)。如何使學生有效的掌握水文地球化學的相關(guān)知識，提高學習的興趣以及增加在專業(yè)領(lǐng)域的實用性成為該課程教學過程中的主要解決的問題。

水文地球化學課程以課堂授課為主，以實驗為輔，該文結(jié)合實際教學過程中的經(jīng)驗總結(jié)，就該課程與其它專業(yè)課程內(nèi)容的優(yōu)化整合，與專業(yè)實習的有效結(jié)合及應(yīng)用，以及實踐教學的探索與提升三個方面進行課程教學的改革，達到提高課堂教學的水平，促進實踐教學的提升的目的。

1 與其它課程內(nèi)容的優(yōu)化整合

1.1 與先導(dǎo)課程的銜接

水文地球化學相關(guān)的先導(dǎo)課程包括：《普通化學》《物理化學》《普通地質(zhì)學》《構(gòu)造地質(zhì)學》《巖石學》及《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》等。

建議在《普通化學》《物理化學》的教學過程中可酌情對水文地球化學課程中應(yīng)用到的知識點進行講解，比如溶解平衡、碳酸平衡、絡(luò)合物計算、氧化還原反應(yīng)、吸附作用、熱力學的狀態(tài)函數(shù)等，并在對普通化學的實驗課程進行體現(xiàn)。

《普通地質(zhì)學》《構(gòu)造地質(zhì)學》《巖石學》作為地質(zhì)類基礎(chǔ)課程，為地下水課程與工程專業(yè)的學習奠定了良好的地質(zhì)基礎(chǔ)，例如地表水及地下水的地質(zhì)作用、構(gòu)造裂隙的發(fā)育、三大巖類的形成及其特征等，都是地下水化學成分形成的基礎(chǔ)條件。

《水文地質(zhì)學基礎(chǔ)》作為專業(yè)基礎(chǔ)課，與水文地球化學的教學聯(lián)系最為密切，“地下水化學成分及其形成作用”章節(jié)有部分交叉內(nèi)容，因此要特別注意課堂教學中概念的統(tǒng)一。例如庫爾洛夫式的書寫、地下水化學分類與圖示方法。

1.2 與同期課程的有效結(jié)合

同期開設(shè)的課程有《環(huán)境水化學》或《水分析化學》，主要講授實驗室水化學分析方法，提高學生實際操作能力，為開展水文地球化學的綜合實驗奠定了良好的實驗室基礎(chǔ)。

1.3 為后續(xù)課程的鋪墊

與該課程聯(lián)系最緊密的后續(xù)專業(yè)課為《環(huán)境同位素水文地質(zhì)》《地下水污染原理及防治》《環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害評價》，因此，水文地球化學的課堂教學中應(yīng)將同位素的概念、地下水污染及地下水質(zhì)量評價等內(nèi)容有效與以上課程進行有效、避免重復(fù)。

2 與實習課程有效結(jié)合與應(yīng)用

我國地學教育教學模式表明，實踐教學是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，充分的實驗室教學實習和野外實踐都是培養(yǎng)地學人才的重要途徑[3-6]。地下水科學與工程專業(yè)人才的培養(yǎng)需經(jīng)歷地學思維至專業(yè)思維再至專業(yè)綜合能力過程的轉(zhuǎn)變，因此認識實習、地質(zhì)教學實習、專業(yè)生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習所組成專業(yè)實踐教學體系發(fā)揮了舉足輕重的作用，專業(yè)實習的教學質(zhì)量直接影響該專業(yè)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[6]，因此充分將實習實踐課程中的內(nèi)容與水文地球化學的課堂教學相結(jié)合，能夠提高課堂教學的水平，也能夠促進實踐教學的提升。

2.1 與認識實習及地質(zhì)實習的銜接

水文地球化學課程的教學在認識實習和地質(zhì)實習之后，因此，在課堂教學中可有效結(jié)合野外實習內(nèi)容，例如巖溶形成的機理、三大巖類與地下水賦存運移及水化學特征的關(guān)系、地形等自然地理因素對地下水化學成分的影響。

2.2 加強在生產(chǎn)實習中水文地球化學知識的應(yīng)用

在地下水科學與工程專業(yè)的生產(chǎn)實習中充分加強對水文地球化學知識的應(yīng)用，在柳江盆地的水文地質(zhì)調(diào)查中的得到具體體現(xiàn)。例如：（1）分析地下水化學組分的成因及影響因素；（2）分析不同巖性的含水層地下水化學成分的特征；（3）利用水化學及同位素的手段探索泉的成因類型，判斷地下水的補給來源等；（4）對水質(zhì)測試數(shù)據(jù)進行水文地球化學分類及水質(zhì)評價。

3 實踐教學的探索與提高

3.1 提高實驗教學及水化學模擬軟件的應(yīng)用

水文地球強調(diào)理論與實踐的結(jié)合，因此學生掌握水化學相關(guān)的實驗操作技能及相關(guān)水化學模擬軟件的基本原理與操作。

根據(jù)長期實驗教學的探索，建議加強水文地球化學實驗的開展，例如增加：（1）巖礦水解實驗；（2）水中碳酸平衡與pH關(guān)系測定實驗；（3）土壤介質(zhì)對氨氮吸附平衡試驗；（4）溶濾實驗；（5）結(jié)合實際場地的綜合實驗。由于課時量有限，因此依照學生興趣分類分組開展單項實驗和綜合實驗設(shè)計，并在課下進行實驗成果的交流匯報。

AqQA或Aquachem等基礎(chǔ)的水化學數(shù)據(jù)分析軟件，可以進行水化學數(shù)據(jù)的可靠性驗證、基本指標的計算、水化學類型的劃分及基礎(chǔ)水化學圖件（如Piper三線圖）的繪制和水質(zhì)評價，因此，可以結(jié)合實例進行課堂教學和實際操作，讓學生掌握基本水化學數(shù)據(jù)分析方法。

水文地球化學模擬軟件WATEQ/PHREEQC/MINEQA2等，可以進行水溶組分平衡分布計算、氧化還原平衡計算、液-氣平衡計算、礦物飽和指數(shù)計算[2]，對學生進行水文地球化學方面的研究提供了很好的技術(shù)支持，因此可篩選個別軟件（PHREEQC）講授基本原理及實例操作，課下讓學生自主進行軟件的實際操作與討論應(yīng)用。

3.2 增加課程設(shè)計，調(diào)動學習主動性，探索開放式教學

以利用水文地球化學的基礎(chǔ)理論解決實際問題為出發(fā)點，結(jié)合地下水科學領(lǐng)域的研究熱點布置課程設(shè)計，例如：探討土壤鹽漬化與高氟地下水的關(guān)系；地下水環(huán)境與地方?。凰挠捕葘θ祟惿畹挠绊?；礦泉水與人體健康等。讓學生通過查閱文獻、網(wǎng)絡(luò)資料、新聞報道等全方位進行調(diào)研，并分組進行匯報討論，調(diào)動學習主動性。

4 結(jié)語

水文地球化學作為地下水科學與工程專業(yè)教學體系中重要的組成部分，在專業(yè)人才目標培養(yǎng)的實現(xiàn)上具有至關(guān)重要的作用。經(jīng)過在課堂教學的改革，與實習課程的結(jié)合及實踐教學中的提升，能充分的提高學生學習的主動性及該門課程在專業(yè)領(lǐng)域的實用性，使理論與實踐教學體系很好的融合，取得了良好的教學效果，提高了地下水科學與工程專業(yè)人才質(zhì)量。

參考文獻

[1] 沈照理，朱宛華.水文地球化學基礎(chǔ)[M].北京：地質(zhì)出版社，1993.

[2] 錢會，馬致遠.水文地球化學[M].地質(zhì)出版社，2005.

[3] 陳駿，胡文瑄，李成.地質(zhì)學實踐教學現(xiàn)狀分析與對策 [J].中國地質(zhì)教育，2007（3）：133-139.

[4] 楊倫.野外地質(zhì)教學實習與學生人格培養(yǎng)[J].中國地質(zhì)教育，1996（2）：53-54.

[5] 馬傳明.地下水科學與工程專業(yè)實習教學質(zhì)量保障體系的構(gòu)建與實踐[J].中國地質(zhì)教育，2011（1）：45-49.

[6] 谷洪彪，遲寶明，姜紀沂.地下水科學與工程專業(yè)抽水試驗教學基地建設(shè)的思考[J].中國地質(zhì)教育，2013（1）：82-85.