毛緒美,謝 楊
(中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)環(huán)境學(xué)院 湖北 武漢 430074)
水文地質(zhì)學(xué)是水文學(xué)和地質(zhì)學(xué)的交叉學(xué)科,水文地質(zhì)學(xué)作為一門年輕的學(xué)科,致力于研究巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈、人類活動相互作用下的地下水、水量和水質(zhì)的時(shí)空變化規(guī)律,以及其對各個圈層的影響,進(jìn)而為人類與自然的協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展服務(wù)。水文地質(zhì)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容與水力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、環(huán)境學(xué)和地球科學(xué)等多個專業(yè)學(xué)科有關(guān)。
水文地質(zhì)專業(yè)本科教學(xué)采用“基礎(chǔ)課—專業(yè)基礎(chǔ)課—專業(yè)課”的模式循序漸進(jìn)地進(jìn)行,教師教學(xué)認(rèn)真,講解內(nèi)容透徹,學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)真,考試就能獲得較高的分?jǐn)?shù)。但是,一些學(xué)生在本科四年畢業(yè)之時(shí)仍非常迷茫,不知道自己能做什么,到實(shí)際工作時(shí),不知道如何使用自己學(xué)到的知識。為了消除學(xué)生的“迷?!?,教師勤懇鉆研,從內(nèi)容和方法上進(jìn)行了調(diào)整,使知識點(diǎn)更易理解,然而收效甚微。本文根據(jù)水文地質(zhì)專業(yè)特點(diǎn),從“迷?!敝蟹醋贰鞍Y結(jié)”,從“困惑”中升華思考,提出“破局”建議。
在本科學(xué)習(xí)中,水文地質(zhì)專業(yè)的學(xué)生需要學(xué)習(xí)水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、水力學(xué)、地下水動力學(xué)、水文地球化學(xué)、專門水文地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)數(shù)值模擬、溶質(zhì)運(yùn)移等多門專業(yè)課程。從水文地質(zhì)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的性質(zhì)來看,學(xué)生還需要學(xué)習(xí)大學(xué)英語、高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等多門綜合性課程。相對于其他專業(yè)來說,水文地質(zhì)專業(yè)具有課程內(nèi)容和專業(yè)知識點(diǎn)多的特點(diǎn),并且每一門課程的知識點(diǎn)都較為龐雜,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中需要花費(fèi)更多的時(shí)間對所學(xué)知識進(jìn)行歸納總結(jié)、逐步融會貫通。
野外實(shí)地教學(xué)是水文地質(zhì)專業(yè)學(xué)習(xí)中必不可少的項(xiàng)目。水文地質(zhì)專業(yè)相關(guān)的野外實(shí)地教學(xué),其學(xué)習(xí)模式較為固定,即對應(yīng)課程的指導(dǎo)老師帶著對“水文地質(zhì)”這個詞還沒有多少概念的學(xué)生去野外參加水文地質(zhì)實(shí)習(xí)。野外實(shí)地教學(xué)是水文地質(zhì)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中不可或缺的一個環(huán)節(jié),同時(shí)也是水文地質(zhì)專業(yè)學(xué)生形成專業(yè)思維和素質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),它對傳統(tǒng)理論教學(xué)有著深化和拓展的作用。野外實(shí)地教學(xué)的目的在于讓學(xué)生鞏固所學(xué)專業(yè)知識、提高對實(shí)際水文地質(zhì)現(xiàn)象的分析能力和對實(shí)際問題的解決能力。同時(shí),在野外實(shí)習(xí)時(shí)教師能夠更加具體地了解學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況,進(jìn)而制訂相應(yīng)的改進(jìn)措施。
水文地質(zhì)專業(yè)研究的對象多為地下水,然而在實(shí)際中,地下水與巖石的一系列演變需要經(jīng)過成千上萬年的時(shí)間,其演變的過程無法通過實(shí)際的觀察來進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)生只能粗略了解地下水與巖石的一系列演變結(jié)果,通過結(jié)果來倒著分析演變過程,而無法直觀地感受到演變的過程。學(xué)生對各個地底層的結(jié)構(gòu)無法直觀感受,只能通過實(shí)驗(yàn)和教師講解來學(xué)習(xí)和掌握,若不深入思考學(xué)習(xí),則可能會對地下水結(jié)構(gòu)了解得較為粗糙。
水文地質(zhì)專業(yè)隸屬工科,專業(yè)教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生能夠綜合分析水文地質(zhì)條件,并對地下水作出定性、定量的評價(jià);能夠分析研究工程地質(zhì)條件和定性、定量評價(jià)工程地質(zhì)問題;能夠分析地下水與人類活動的關(guān)系,并對環(huán)境水文地質(zhì)作出初步評價(jià);能夠設(shè)計(jì)及管理地下水資源開采方案;能夠?qū)λ牡刭|(zhì)與工程地質(zhì)勘查進(jìn)行初步設(shè)計(jì),并具備一定的管理能力。由此,學(xué)生在經(jīng)過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)之后,能夠從事與地下水有關(guān)的勘察、開發(fā)、利用、保護(hù)工作,并且具備工程地質(zhì)的評價(jià)和勘察能力。
大學(xué)階段的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)方法、考試和老師授課都與高中學(xué)習(xí)有所差異。具體體現(xiàn)在,高中學(xué)習(xí)的目標(biāo)是考上好的大學(xué),因此高中是填鴨式的教育,往往是書山漫步、題海作戰(zhàn),而大學(xué)主要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力;高中階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容少而精,一般只有幾門主要課程,而在大學(xué)中,所學(xué)的內(nèi)容更多、知識面更廣、難度更大;高中階段的主要教學(xué)方式是老師課堂面授,每一天、每一節(jié)課都安排得具體得當(dāng),緊湊的教學(xué)、大量的課堂提問和課后作業(yè)用來強(qiáng)化所學(xué)的知識,而在大學(xué)中課堂上課時(shí)間相對減少,自習(xí)時(shí)間大大增加,更加要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)而不是老師逼著學(xué)習(xí);高中老師講課都十分具體詳細(xì),不管簡單復(fù)雜都會耐心地反復(fù)講解直到大部分學(xué)生理解透徹,而大學(xué)老師講課主要講授重、難點(diǎn),主要還是要依靠學(xué)生課后花時(shí)間自主學(xué)習(xí)。
大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為專業(yè)課很簡單很好學(xué),但是又難以學(xué)得很好。剛上大學(xué)的學(xué)生之前很少接觸實(shí)驗(yàn),當(dāng)從理論知識轉(zhuǎn)移到專業(yè)實(shí)踐時(shí),許多學(xué)生不能適應(yīng),缺乏足夠的感性認(rèn)識和抽象思維。再者,許多專業(yè)課的知識點(diǎn)較為凌亂、復(fù)雜、理論性不強(qiáng),內(nèi)容上的邏輯聯(lián)系不夠緊密,因此許多人會出現(xiàn)專業(yè)課一聽就懂,但是課后就忘得干干凈凈的現(xiàn)象。
由于以上種種在學(xué)習(xí)上的差異,很多學(xué)生不能很好地適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方法,沿用高中的老套路,上課認(rèn)真聽老師講課,課后花的時(shí)間卻不夠,而大學(xué)一門課程一般是一周一節(jié)或一周兩節(jié),時(shí)間跨度較大,這就很容易造成學(xué)前忘后的現(xiàn)象,前面學(xué)的知識沒有花足夠的時(shí)間去鞏固,一周之后的下一節(jié)課就忘得差不多了。
在水文地質(zhì)專業(yè)的學(xué)習(xí)中,很多學(xué)生學(xué)習(xí)完一門課程之后卻無法使用所學(xué)知識,不能獨(dú)立觀察出水文地質(zhì)現(xiàn)象。例如,在結(jié)束水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)這一門課程之后,許多學(xué)生甚至見到某種巖石之后還無法判斷其種類,還需要翻書、查閱資料;在參觀某個景區(qū)溶洞的時(shí)候,不能夠利用所學(xué)知識觀察出其中所含的水文地質(zhì)現(xiàn)象。
部分學(xué)生能夠觀察水文地質(zhì)現(xiàn)象,卻不知道如何從理論上來分析其原因。例如,學(xué)生見到溫泉能夠判斷出這是一種水文地質(zhì)現(xiàn)象,卻不能分析出為什么這里會有溫泉、為什么溫泉的水會是熱的;發(fā)現(xiàn)隔水層有充水現(xiàn)象,卻不能從相關(guān)的水文地質(zhì)概念去分析其充水類型,不能從理論上來分析其組成、巖性和構(gòu)造,以及隔水層充水原因;能觀察出某地的地面沉降,卻不能分析出為什么此地會有地面沉降、地面沉降該如何恢復(fù)。
當(dāng)然,還有一些學(xué)生能夠從理論上來分析自己觀察到的水文地質(zhì)現(xiàn)象,卻不知道理論知識和遇到的水文地質(zhì)問題有什么內(nèi)在的聯(lián)系。例如,在隧道施工時(shí),一些學(xué)生能夠很容易地分析隧道區(qū)的巖溶發(fā)育特征和水文地質(zhì)特征,卻不知道這些巖溶的發(fā)育特征和水文地質(zhì)特征與巖溶的涌水量有什么內(nèi)在聯(lián)系,無法進(jìn)一步進(jìn)行隧道巖溶的涌水分析;能夠從理論上分析巖石的含水層會受到巖體節(jié)理、裂隙或溶蝕裂隙、溶蝕管道等的影響,卻不知道這些影響與地下水徑流有何內(nèi)在聯(lián)系。正是因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)中無法將理論與實(shí)際的水文地質(zhì)問題聯(lián)系起來,本科專業(yè)學(xué)生對專業(yè)更加的“迷茫”。
在水文地質(zhì)專業(yè)教學(xué)上,教師在課堂上對水文地質(zhì)專業(yè)知識點(diǎn)的講解都很透徹,學(xué)生理解也很到位,但在野外實(shí)踐中,有許多學(xué)生不能把理論與實(shí)際結(jié)合,很多教師都對此很困惑。大學(xué)四年,學(xué)校會根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)制訂培養(yǎng)計(jì)劃,通常會采用基礎(chǔ)課—專業(yè)基礎(chǔ)課—專業(yè)課的方式,循序漸進(jìn)地教學(xué),使學(xué)生由淺入深、由表及里地了解專業(yè)內(nèi)容,掌握專業(yè)知識。教師在課堂上也會詳細(xì)地講解教學(xué)內(nèi)容,通過PPT展示知識點(diǎn),并標(biāo)記重點(diǎn)內(nèi)容,加深學(xué)生的印象。期間,教師也會使用板書形象地解釋學(xué)生不能理解的知識點(diǎn),且及時(shí)與學(xué)生溝通,了解學(xué)生的理解程度,再進(jìn)行接下來的教學(xué)。學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)也很好,能及時(shí)與老師進(jìn)行溝通,對于理解到位的知識點(diǎn)會向老師反饋,對于沒有馬上理解的知識點(diǎn)也會立刻告訴老師,與老師進(jìn)行討論。從學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)來看,大部分學(xué)生應(yīng)該都理解并掌握了教學(xué)知識點(diǎn)。但是在野外實(shí)踐教學(xué)中,學(xué)生的表現(xiàn)卻不盡如人意。許多學(xué)生不能準(zhǔn)確地分辨相應(yīng)的水文地質(zhì)現(xiàn)象,對老師提出的問題通常會回答“不知道”“不認(rèn)識”或者“不清楚”。而老師提出的問題許多都是在課堂上講解過的,或者是可以在書本上找到的。面對學(xué)生的這種表現(xiàn),很多教師都會產(chǎn)生困惑。
為了使學(xué)生更透徹地理解所學(xué)的專業(yè)知識,將所學(xué)知識合理運(yùn)用到實(shí)踐之中,學(xué)校每年都會組織野外教學(xué)實(shí)踐。首先,以學(xué)生為主體的野外教學(xué)實(shí)踐活動會改變學(xué)生的社會角色,使學(xué)生學(xué)會主動地解決問題,承擔(dān)責(zé)任,還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、擔(dān)當(dāng)意識和責(zé)任意識。其次,野外教學(xué)實(shí)踐活動是一種理論聯(lián)系實(shí)際的有效途徑,在這一過程中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用課堂上所學(xué)的理論知識,重新認(rèn)識并解決一些專業(yè)問題,增強(qiáng)學(xué)生的動手能力,同時(shí),教師還能夠找出學(xué)生理論知識的薄弱點(diǎn),以便后期在教學(xué)的過程中做到有的放矢。
教師在野外教學(xué)實(shí)踐中會帶領(lǐng)學(xué)生沿途觀察周圍的地貌特征、巖性特征和水文地質(zhì)現(xiàn)象等,并詳細(xì)地描述各種水文地質(zhì)現(xiàn)象,不僅從宏觀的角度解釋各種現(xiàn)象的形成機(jī)制,還從微觀的角度講解巖土的組成特點(diǎn)等。對于學(xué)生提出的疑問,教師也都進(jìn)行了詳細(xì)的解答,學(xué)生當(dāng)時(shí)也都表示“學(xué)會了”。但是當(dāng)教師讓學(xué)生用自己的話說出各種水文地質(zhì)現(xiàn)象的形成機(jī)制時(shí),學(xué)生的回答往往不能令教師滿意,學(xué)生通常沒有說出關(guān)鍵點(diǎn),或者是顧左右而言他。盡管教師多次詳細(xì)講解過各種水文地質(zhì)現(xiàn)象,但是學(xué)生還是不能形成自己的認(rèn)知體系,這令教師倍感困惑。
作為一所研究型高等學(xué)校,根據(jù)專業(yè)需要制訂一系列的課程體系是其職責(zé)所在。教師根據(jù)制訂的培養(yǎng)計(jì)劃,要逐步增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)技能,除此之外,還要幫助學(xué)生掌握發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的方法。本科教學(xué)的目的之一就是使學(xué)生能夠在某一領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮所長,可以在某個專業(yè)或行業(yè)內(nèi)有一席之地。如果教育脫離社會需要,本身就不宜提倡。所以教師要把專業(yè)知識講解得清楚明白,幫助學(xué)生構(gòu)建完整的專業(yè)知識體系,使學(xué)生有能力去解決一些實(shí)際問題。對此,學(xué)校和教師都盡到了自己的職責(zé)。學(xué)校根據(jù)每個專業(yè)的特點(diǎn),列出了相應(yīng)的培養(yǎng)計(jì)劃,必修課為專業(yè)課,選修課可根據(jù)自己的興趣來選擇,培養(yǎng)學(xué)生的多學(xué)科素養(yǎng)。在本科四年中,教師會把知識點(diǎn)講解得清楚明白,同時(shí)結(jié)合野外教學(xué),逐步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思維,平常上課時(shí)也會把多學(xué)科結(jié)合起來,幫助學(xué)生構(gòu)建專業(yè)知識體系。但是,學(xué)生往往不能把學(xué)到的知識運(yùn)用到實(shí)際中,面對一些現(xiàn)實(shí)問題時(shí),常常不知所措,或者經(jīng)常忽略問題的某些方面,想不出比較完整的解決辦法。這同樣令教師感到困惑。
水文地質(zhì)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容多,知識點(diǎn)龐雜,覆蓋面比較廣,需要學(xué)生記住的概念多,并且其中一些概念學(xué)生理解起來比較困難。所以教師可以利用實(shí)際的水文地質(zhì)現(xiàn)象來引出和剖解相關(guān)知識點(diǎn),用實(shí)際的水文地質(zhì)現(xiàn)象解釋復(fù)雜的知識點(diǎn)可以使學(xué)生加深印象,在現(xiàn)實(shí)中看到相關(guān)現(xiàn)象時(shí)能夠快速回憶出所學(xué)的知識,從而掌握當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件。在這一過程中教師可以運(yùn)用多媒體技術(shù),輔以板書講解。多媒體課件圖文并茂,文字簡潔精練,圖片豐富且經(jīng)典,配以教師講解,既可以使講授內(nèi)容豐富多樣,又能激發(fā)學(xué)生的興趣,吸引學(xué)生的注意力。
教師還可以采用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和野外實(shí)踐結(jié)合的辦法加強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解。開展室內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)教師可以通過巖石和礦物標(biāo)本,或者搭建相關(guān)水文地質(zhì)模型的方法來幫助學(xué)生鞏固所學(xué)的理論知識。例如,當(dāng)講授地下水滲流的基本定律時(shí),教師可以在實(shí)驗(yàn)室授課,帶領(lǐng)學(xué)生現(xiàn)場完成達(dá)西實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過親手實(shí)踐,可以深入了解達(dá)西設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思想過程,并且深刻理解地下水滲流的基本現(xiàn)象,從而可以更好地運(yùn)用達(dá)西公式。在野外實(shí)踐中學(xué)生則可以通過觀察校內(nèi)外的典型水文地質(zhì)現(xiàn)象來進(jìn)一步加強(qiáng)對所學(xué)知識的感悟。以實(shí)際的水文地質(zhì)現(xiàn)象來引出和解釋知識點(diǎn),將理論和現(xiàn)實(shí)結(jié)合,可以為將來學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)問題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
對于教師把野外水文地質(zhì)現(xiàn)象講解得非常清楚,但學(xué)生不能認(rèn)識其形成機(jī)制這一問題,教師可以采用理論和問題相結(jié)合的方法來剖解水文地質(zhì)現(xiàn)象,使學(xué)生能夠全面地認(rèn)識它,形成自己的見解。教師把水文地質(zhì)專業(yè)的知識點(diǎn)詳細(xì)講解給學(xué)生,使學(xué)生有一定的專業(yè)基礎(chǔ),再以實(shí)際問題為例,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已學(xué)的知識去解決問題,從而全面了解水文地質(zhì)現(xiàn)象。例如,對于地面沉降的現(xiàn)象,教師可以提問:是什么原因造成這種現(xiàn)象出現(xiàn)的?給出足夠的時(shí)間讓學(xué)生思考,尋找答案,教師逐個對學(xué)生的答案進(jìn)行講評。期間,教師通過講解學(xué)生的答案,慢慢引領(lǐng)學(xué)生理解該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,并對答案加以補(bǔ)充修正,使學(xué)生正確認(rèn)識該水文地質(zhì)現(xiàn)象。該教學(xué)方法可以提高學(xué)生的積極性,使學(xué)生高度參與課堂學(xué)習(xí),拓展學(xué)生對知識的理解,形成自己的認(rèn)知體系。
教師可以嘗試以水文地質(zhì)問題為核心構(gòu)建學(xué)生的知識體系。水文地質(zhì)專業(yè)課程多,學(xué)科交叉性強(qiáng),同一水文地質(zhì)現(xiàn)象可以涉及多個學(xué)科,學(xué)生所學(xué)知識繁雜,難以構(gòu)建自己的知識體系。教師嘗試將水文地質(zhì)問題作為突破口,可以引起學(xué)生的濃厚興趣,使學(xué)生主動探索,運(yùn)用多學(xué)科知識從不同方面思考、解決問題,從而構(gòu)建自己的知識體系,為將來解決現(xiàn)實(shí)問題打下穩(wěn)固基礎(chǔ)。以水文地質(zhì)問題為核心,可以分為三個環(huán)節(jié):①教師可以在上課前提出問題,學(xué)生在課余時(shí)間對問題進(jìn)行思考,初步掌握解決問題所需的知識點(diǎn)。②教師和學(xué)生在課上對問題集中討論,從多個方面分析問題,形成準(zhǔn)確統(tǒng)一的認(rèn)識,教師再對重難點(diǎn)問題進(jìn)行講解,使學(xué)生初步認(rèn)識到解決問題的步驟,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到問題的多學(xué)科性,幫助學(xué)生構(gòu)建涵蓋多學(xué)科的知識體系。③根據(jù)學(xué)生在課上的表現(xiàn),教師分析學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,布置相應(yīng)的作業(yè),幫助學(xué)生鞏固學(xué)習(xí)成果。
要想成為一名優(yōu)秀的水文地質(zhì)專業(yè)人才,學(xué)生就必須要有解決實(shí)際問題的能力。如果只是背熟書本上的死知識,那么解決實(shí)際問題是有一些困難的。教師要以知識體系和實(shí)際問題提升學(xué)生的專業(yè)能力,使學(xué)生能夠全面發(fā)展。在平常的教學(xué)過程中,教師要以實(shí)際問題為切入點(diǎn),詳細(xì)講解專業(yè)知識,幫助學(xué)生逐步構(gòu)建知識體系,再把實(shí)際問題作為考題,檢驗(yàn)學(xué)生對知識的掌握程度,并繼續(xù)豐富學(xué)生的知識儲備,在循環(huán)往復(fù)的教學(xué)過程中,加強(qiáng)鞏固學(xué)生的知識體系,使之成為專業(yè)技術(shù)人才。
通過探索學(xué)生的“迷?!焙徒處煹摹袄Щ蟆?,我們了解到水文地質(zhì)專業(yè)學(xué)生難以把理論與實(shí)踐相結(jié)合的原因。從“困惑”中思考,本文提出一些破局建議:教師以知識體系和實(shí)際問題提升學(xué)生的專業(yè)能力,在教學(xué)過程中,將理論與實(shí)際相結(jié)合,這樣不僅能夠增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,使學(xué)生掌握扎實(shí)的知識,還能夠?yàn)閷W(xué)生解決實(shí)際問題提供方向。