适用于水文专业的“地球科学概论”课程教学研究
时间：2020-08-06 03:53:15 来源：达达文档网 本文已影响 人 
赵景宇 臧春娟 李建楼 王明梁 刘文沛
摘要：水文與水资源工程专业不是纯粹的工程专业，是一门以地球科学基本理论为基础，以“水”为核心研究对象的工程技术学科，既要体现出地学的特点，又要满足为工程设计和运行管理服务的需求。地球科学概论作为该专业学生重要的基础知识课程，笔者在该课程授课实践过程中认识到，要想切实提高该课程的教育质量，教学环节中存在以下4个方面值得进一步深入思考：（1） 教学教材均为通用教材，没有体现水文与水资源专业特色内容;（2） 教学实验安排不合理，与水文专业结合不够密切;（3） 野外实验、实践教学平台构建不足，教学条件缺乏;（4） 教学方法单一，传统的“标准化”授课模式教学效果不佳，缺乏混合式学习模式的探索。针对上述4个问题，笔者进行了调研思考，希望能够为建设适合水文与水资源工程专业的“地球科学概论”课程体系构建提供思路和借鉴。
关键词：水文与水资源工程;地球科学概论;教学研究
中图分类号：N41 文献标识码：A
1 概述
水利建设事业事关经济社发展全局，不仅关系防洪安全、供水安全、粮食安全，而且关系经济安全、生态安全、国家安全等诸多方面。因此，大力发展水利类学科建设，培养能够在国土资源、水利、城建、环境保护等部门从事水文分析与计算、水资源规划与管理、水环境保护与治理、水利工程建设与设计等方面工作的应用研究型人才符合社会发展的需要，是促进经济长期平稳较快发展与社会和谐稳定的保证。2018年，依托于国家工程技术研究中心、安徽省博士后科研工作站，我校新增了水文与水资源工程专业。
水文与水资源工程专业是一门研究地球系统中水的来源、运动、循环，水的时间变化和空间分布，水旱灾害防治、水资源合理开发利用、水环境保护和生态系统修复提供科学依据的学科[1-2]，也是地球科学的重要分支之一，因此，对于水文与水资源工程专业的学生而言，需要具备详细系统的有关地球科学的基本知识、基本概念和基本原理。在水文与水资源工程专业学生培养过程中，“地球科学概论”作为本专业的主干课程，系统地阐述了有关地球的基本知识，各种动力地质作用的基本原理和过程，地壳或岩石圈的运动规律及其发展演化的基本概念等[3]，为以后该专业学生更好的理解高年级要学习的“水文与水资源学”“地下水水文学”等课程奠定基础。
水文与水资源工程专业是我校新增专业，学科建设仍处在探索过程中，笔者承担了该专业的第一次“专业导论”野外实践、第一门专业课程“地球科学概论”的教学任务，在教学和实践过程中深感责任重大。通过教学实践过程笔者认识到，教学环节中存在一些问题，笔者进行了调研思考，希望能够通过本文的阐述，为建设适合水文与水资源工程专业的“地球科学概论”课程体系构建提供思路和借鉴。
2 “地球科学概论”课程的教学工作存在的问题
笔者通过“地球科学概论”课程的教学工作，认为本课程的教学环节中存在以下4个方面需要进一步改进。
2.1 教学教材均为通用教材，没有体现水文与水资源专业特色内容
目前发行的几本《地球科学概论》教材（如高等教育出版社的《地球科学导论》、石油工业出版社出版的《地球科学概论》[3]等）基本是通识教育教材，涉及地球科学的地质学、地球物理学、地理学、气象学、海洋学、水文学、环境地学、地球系统科学等领域的基本知识，该类教材更适合于地质学、地球物理学、地理学、地质工程、资源勘查工程等专业教学工作。结合水文与水资源专业特色的内容较少，对于水文专业大方向把握的内容很少涉及，所以在上课的过程中要求授课教师根据目前经济社会发展的趋势，水文与水资源在社会中的需求，学科的发展方向，补充这方面的内容。同时这就要求教师具有深入的专业知识，一定的专业高度[4]。
2.2 教学实验安排不合理，与水文专业结合不够密切
从水文与水资源工程的学科特征来看，该门课程具有较强的工程实践性。因此，对学生这门课程的能力培养，既离不开课堂的理论教学，也离不开必要的实验环节[5]。“地球科学概论”的教学实验安排中，以矿物的形态及物理性质、三大岩岩石标本鉴赏与描述、常见生物化石标本鉴赏与描述、构造模型及地质图读图等为主，这些实验安排更加适合地质、资勘等专业教学工作，对于水文与水资源专业应当适当将实验课程安排在河流及其地质作用、地下水及其地质作用、海洋及其地质作用、湖泊及其地质作用等章节。
2.3 野外实验、实践教学平台构建不足，教学条件缺乏
工科教育有别于中国其他学科高等教育最大的特点就是重实践，重应用[6]。工科教育过程中，良好的实验、实践教学平台是保证实验教学质量的基础。对于水文专业而言，实验、实践教学平台应由室内实验室及野外现场教学两部分组成。室内实验室完成教学过程中的地质学基础实验，如以矿物的形态及物理性质、三大岩岩石标本鉴赏与描述、常见生物化石标本鉴赏与描述等。野外现场教学完成教学过程中的课程设计与野外实际现象相结合部分，如河流及其地质作用、地下水及其地质作用等。目前，我校学生在上课过程中，室内实验室能够满足教学要求，但是野外教学现场情况仍有待改善，因为是新增专业，很多与野外实践教学相关的野外教学基地还在建设中。
2.4 教学方法单一，传统的“标准化”授课模式教学效果不佳，缺乏混合式学习模式的探索
教师在教学过程中，认真备课，课堂讲授时尽心尽力，但学生听课却是心不在焉，这种传统的“标准化”授课模式教学效果不佳，学生在学习过程中缺乏主动思考，课堂气氛沉闷[7-8]。这种“标准化”授课模式，将所有的学生视为相同的个体，采用无差别化的培养模式，忽略了学生个体在兴趣、认知水平、能力等各方面的差异，这势必会造成“教”“学”“用”存在着一定的脱节，教学效果不佳。翻转课堂是起源于可汗学院及其创始人萨尔曼·可汗，是近几年获得了国内外很多教育工作者们关注的教学模式，基本思路是学生在课前通过学习教师提供的教学视频、查阅资料、完成一定数量的作业等方式进行知识的学习，在学生有一定的课前准备基础上，教师进行疑惑解答、知识讲解，由此实现了师生或生生之间的良性互动，转变学生被动学习为主动学习的教育模式[9-11]。大量实践证明，翻转课堂在激发学生的学习主动性、改善教学效果等方面都具有积极作用[12-13]。
信息化环境下，通过计算机、手机、平板电脑等高科技设备的使用，学生与外界信息的接触面更广，利用自身的贮备知识及与之相匹配的设备、媒体和教材开展自主学习的渠道增多，学生学习特点个体差异性更为突出。特别是对于高等教育而言，基于班级授课制，强调知识传递、以教定学的知识传授模式日益显示出在现代信息化教育背景下的不适性，而强调问题中心、以学为主的整合探究模式的信息化教学方式体现出愈发明显的优越性[14]。
这就促使高等教育必须在教育理念、教学目标、教学模式和教学手段等方面进行变革，既要继续挖掘传统课堂中教师引导、启发和引导教学过程的积极作用，又要充分发挥学生主体自主学习的主动性、积极性和创造性，在信息化基础上实现高层次的混合式学习。
3 关于问题解决的思考
针对上述问题，笔者将从以下几个方面进行“地球科学概论”课程的教学改革探索研究。
（1）自编教学内容与传统教学教材相结合，自编部分体现水文与水资源专业特色内容。“地球科学概论”作为地球科学最为基础的专业课程，涵盖了地球科学众多知识，但在目前很多高校现行教学活动中，存在和知识体系设置不合理的问题。通过修订宿州学院2019水文与水资源工程专业人才培养方案，申请者发现现行的“地球科学概论”知识体系中的部分内容与“自然地理学”或者是“第四纪地质学”或者是“地貌学”部分内容相互重复，主要包括河流地质作用、冰川地质作用、海洋地质作用等章节，虽然侧重点不同，但内容重复严重;与此同时，“地球科学概论”知识体系中缺少气象学知识，若该专业开设“气象学”课程可弥补，若未开设“气象学”课程，授课过程中应将气象学知识添加进入“地球科学概论”知识体系中。
（2）积极寻找适合野外现场教学实验基地，积极联系校外水文局、水资源研究实验室等单位，改善野外教学条件，弥补野外实验、实践教学平台构建不足的问题。
（3）改变原有的教学模式，教学过程中探索性进行翻转课堂+信息化混合式教学实验。每次课课前布置观看相关教学视频、查阅资料、完成作业，并制作PPT，课前20分钟分小组进行汇报，针对学生自学过程中暴露出的问题，有针对性地进行讲解。依托学校网络教学平台，建设网络课程及网络讨论平台，并与学生进行邮件、QQ或微信的沟通与交流，就课程学习中遇到的问题和难点进行答疑解惑。
参考文献
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