王巧煥， 何春鋒

（東華理工大學，江西南昌 330013）

水文地質學實驗是水文地質學課程教學過程中必不可少的一個環(huán)節(jié)，通過實驗教學，一方面可以使學生鞏固、加深理解理論教學中的基本知識;另一方面可以培養(yǎng)學生綜合分析問題和應用知識解決實際問題的能力［1］。然而，在傳統(tǒng)的水文地質學實驗教學中，教學任務實施主要以驗證性、演示性實驗為主，同時采取以教師為中心的灌輸式教學模式，這在一定程度上抑制了學生的主動性和創(chuàng)造性的發(fā)展［2］。另外，實驗考核方式主要以學生的實驗報告為主，導致學生對實驗過程不夠重視，實驗時馬馬虎虎，草草了事，使得水文地質學實驗流于形式［3］，不利于學生的專業(yè)素養(yǎng)發(fā)展。

為滿足新形勢下高等專業(yè)教育人才培養(yǎng)的需要，結合水文地質學實驗的特點，主要從實驗教學內容、實驗教學方法、實驗教學設備以及實驗考核方式等方面進行了探索性改革，取得了一些成效，現(xiàn)將具體改革做簡單的總結，希望對相關實驗教學提供一點借鑒。

1 實驗教學改革的總體思路

實驗教學是高等院校教學不可或缺的重要組成部分，它在培養(yǎng)學生綜合素質和創(chuàng)新能力方面所起的作用是其他任何教學形式都無法替代的［4－7］。實驗教學是理論結合實際的橋梁，是培養(yǎng)學生由知識型人才提升為創(chuàng)新型人才的重要途徑［8］。因此，水文地質學實驗教學改革總體思路是:以提高學生綜合素質為出發(fā)點，豐富實驗教學內容，完善實驗考核評價機制，以教學方法和手段改革為抓手，充分發(fā)揮學生學習的主動性、能動性，培養(yǎng)學生學習知識、理解知識、發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，并能運用所學知識解決實際問題的能力［9］。通過水文地質學實驗教學改革的探索，能夠充分調動學生學習的興趣，激發(fā)其學習的潛能，更好地培養(yǎng)出具有實踐能力和創(chuàng)新能力的人才，最終達到提高實驗教學質量的目的。

2 實驗教學改革的途徑

2．1 更新和擴充實驗儀器設備

以往的水文地質學實驗儀器設備主要為驗證性和演示性實驗提供平臺，包括滲透系數(shù)測定裝置、潛水和承壓水模擬裝置、包氣帶毛細測定裝置、孔隙與水測定裝置等，儀器設備類型少，只能滿足基本的實驗教學，在設計性和創(chuàng)新性實驗方面都沒法滿足，故不能激起學生學習興趣，難以提高學生的綜合能力，降低了實驗教學效果。為了改變這一現(xiàn)狀，結合學校國家級實驗教學示范中心建設以及新實驗室的建設，實驗室更新了所有的儀器設備，并增加了設計性、創(chuàng)新性實驗儀器設備，主要有橫臥變徑式達西滲流儀裝置、淋溶和吸附試驗裝置、多級次地下水流動系統(tǒng)演示儀裝置、地下水系統(tǒng)與污染修復模擬裝置等儀器設備，為學生學習提供了一個良好的主動動手和開放的實驗平臺。另外，學校每年都有儀器設備購置經(jīng)費投入，故可以根據(jù)水文地質學教學需要，不斷更新和擴充較新型的實驗儀器設備。

2．2 豐富實驗教學內容

水文地質學是研究地下水的一門學科，課程內容較抽象，其課程實驗是讓學生理解地下水與周圍環(huán)境（巖石圈、生物圈、水圈、大氣圈以及人類活動）相互作用時水質、水量的時空變化規(guī)律，以促進理論知識的理解和掌握。合理科學地設置實驗教學內容是實驗教學改革的重點，是實現(xiàn)培養(yǎng)目標、提高實驗教學質量的核心環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的水文地質學實驗主要按照理論教學要求進行設置，以驗證性和演示性實驗為主。實驗內容不能反映社會實際和生產(chǎn)、科研實際，不能激發(fā)學生興趣，致使許多學生在畢業(yè)設計或工作中遇到問題時缺乏獨立分析和解決問題的能力［10］。因此，為使學生既能掌握基本實驗操作方法，也能培養(yǎng)學生科學思維能力和創(chuàng)新設計能力，在安排實驗內容與實驗儀器的使用時應遵循從低到高、從基礎到綜合、從知識的學習到能力的培養(yǎng)逐級提高的原則［11］。

（1）基礎型實驗。這類實驗是培養(yǎng)學生掌握水文地質學基礎理論知識和實驗方法技能，是后續(xù)實驗的基礎和前提，主要包括驗證性實驗和演示性實驗。其實驗內容主要有達西滲流實驗、孔隙與水實驗、毛細上升高度測定實驗、潛水與承壓水演示實驗等。如達西滲流實驗主要讓學生掌握達西定律表達式Q=KIω及式中各項物理意義和它們之間的關系，并能根據(jù)達西定律推求飽和砂層中滲透系數(shù)K。潛水與承壓水演示實驗主要是讓學生加深理解與潛水、承壓水有關的概念，并能直觀地觀察地下水流運動規(guī)律，更清楚地明白流網(wǎng)含義與用途。該類型實驗是為綜合設計型實驗做鋪墊。

（2）綜合設計型實驗。這類實驗是培養(yǎng)學生分析和解決問題的綜合能力，其實驗內容是教材中沒有的題目，主要來源于水文地質相關的實際問題，涉及幾種基本的實驗方法，難易度適中，題目有松散巖石顆粒組成與滲透系數(shù)關系實驗、多孔介質溶質運移實驗、淋溶和吸附實驗等。學生可以根據(jù)自己感興趣題目選擇1個實驗，自己查閱文獻、自行設計、自行實施，這樣能拓寬學生的知識面，增強學生學習的積極性，有利于培養(yǎng)學生的綜合能力。

（3）應用創(chuàng)新型實驗。這類實驗主要是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，讓那些學有余力想嘗試自己感興趣的水文地質相關問題實驗的學生到實驗室進行創(chuàng)新實驗，以激發(fā)其主動探索的熱情。學生可以自己擬定題目，自己進行實驗方案設計、實驗過程實施、實驗結果分析等。另外，可以鼓勵學生參與大學生科技創(chuàng)新活動或參與教師科研項目，研究、開發(fā)一些新的實驗項目等。

總之，根據(jù)以上所述實驗教學內容，實驗教師結合實際效果，修改實驗教學大綱和實驗指導書。

2．3 改革實驗教學方法和手段

傳統(tǒng)的水文地質學實驗教學主要采用的是教師講解和示范，學生按實驗指導書的步驟機械地操作，缺乏思考，這樣不但使學生對實驗教學感到乏味，而且極大地束縛了學生創(chuàng)造性思維［12］，達不到實驗教學的目的。為此，可以通過以下實驗教學方法和手段進行改革。

（1）注重理論教學與實驗教學的有機結合。由于實驗課和理論課課時有限，要保證教學質量，二者要統(tǒng)籌安排，結合成一個整體。教師之間要相互配合，理論教師在講到有關實驗內容的理論知識時，可以給學生講解一下，并讓學生進行實驗前的預習;實驗教師在進行該實驗內容時，可以通過提問和預習報告來了解學生對實驗內容和課程內容的理解程度，進而有針對性地指導學生實驗。這既可以節(jié)約時間，又能培養(yǎng)學生學習實驗的興趣。

（2）采用激勵式教學方式，強調學生實驗的主體性。通過課前預習，實驗教師可以根據(jù)學生需要肯定的需求及時給予鼓勵，在實驗過程中，讓學生自己動手按照實驗方案進行實驗的準備、實驗的操作和實驗完成后的掃尾工作等，教師只在具體過程中進行檢查和指導，最后將結果在實驗考核中加以評價，從而可以充分調動學生學習積極性和參與的主動性。

（3）采用因材施教的個性化教學方法。根據(jù)每個學生的實際狀況，因材施教。教師可以提供不同類型的自選實驗項目，讓學生根據(jù)自己喜好和能力選擇適當實驗項目，在教師輔導下，學生自主完成方案設計、資料收集、實驗過程、報告編寫，其成果在實驗考核中加以體現(xiàn)，達到激發(fā)學生個性潛質和創(chuàng)造力的目的。同時，可以將部分教師的有關水文地質學的科研課題帶到實驗室來做，使學生更多地了解最新的水文地質發(fā)展動態(tài)。挑選一些學有余力且對科研課題有興趣的學生，讓他們參與教師的科研工作，并給予及時的指導，使其進展順利，保證其成就感，從而充分激發(fā)學生學習的興趣并使其盡早地掌握科研業(yè)務工作技能。

（4）采用多媒體等現(xiàn)代化教學技術手段。目前，水文地質學實驗教學主要以板書進行講述，教學效果一般，故實驗教師可以將實驗教學內容制作成幻燈片，并在實驗教學中加以應用。如在講述河間地塊地下水流運動時，地下水流向隨著抽水井關閉和開啟時水流運動變化過程就很難形象地講述給學生，因此，教師可以將實驗過程制作成動畫再講解實驗原理、實驗步驟等，這極大提高了實驗教學效率，并能吸引學生學習的興趣。

2．4 完善實驗教學考核評價機制

考核就如一根指揮棒，學生往往根據(jù)實驗課程考核方式來確定學習方式，傳統(tǒng)的實驗報告評價指標單一、死板，既不利于學生學習興趣的激發(fā)［13］，也不利于學生對實驗操作、實驗過程等的重視。在當今新形勢下，這種實驗考核方式已經(jīng)遠遠不能滿足人才培養(yǎng)目標的需求。我們根據(jù)這幾年實驗教學經(jīng)驗以及借鑒國內外實驗教學改革的成果，進一步完善了“實驗過程考核與結果評價結合、注重實驗過程考核;個人評價與團隊考核融合，注重團隊考核”的實驗考核評價機制，鼓勵學生在實驗過程中學習。教師可以根據(jù)學生實驗前的預習報告、實驗過程中的儀器操作、實驗完成后的數(shù)據(jù)處理以及實驗成果報告分別給予評價，同時還要對學生設計的實驗方案的可行性和實施性進行評價。另外，由于受到實驗儀器設備的限制，學生實驗幾乎都是分組進行的，所以教師在考核中要著重考慮學生的協(xié)調和團隊協(xié)作能力，培養(yǎng)學生團隊合作意識，為以后的團隊工作提供實踐經(jīng)驗。

2．5 開放實驗室

由于水文地質學實驗內容改革途徑是增加綜合設計型和應用創(chuàng)新型實驗，這就需要與之相應地開放水文地質學實驗室。開放水文地質學實驗室有利于充分利用實驗室資源，是提高實驗室資源利用率的主要方式。一方面，它給學生提供了較大的實驗靈活性，充分發(fā)揮了學生學習的主動性和積極性，學生可以按照自己擬定的題目或參與各種科研項目，不斷地進行各種實驗，進而在實驗過程中得到鍛煉，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。另一方面，它也為教師進行科研創(chuàng)新提供了較好的實驗平臺，進而也提升了其科研水平，促進學科發(fā)展，同時也可以更好地指導學生，極大地提高了實驗教學質量。

3 結語

水文地質學實驗教學是水文地質學課程教學的一個重要環(huán)節(jié)，實踐證明，通過從實驗教學內容、教學方法和手段、考核方式等方面的改革，極大的發(fā)揮了實驗室的效能和提高了實驗教學質量，從而為學生綜合素質提高奠定了基礎，對學生以后學習和工作意義重大。

由于科學技術不斷發(fā)展，實驗教師也要與時俱進，不斷地查閱國內外與水文地質學實驗教學內容相關的新文獻，及時把新理論、新方法、新技術等加入到實驗教學中去，為國家培養(yǎng)出更為優(yōu)秀的水文地質專業(yè)人才。

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