论文部分内容阅读
摘要：通过阐述在“专门水文地质学”教学中培养学生工程意识的意义，结合教学实践，从教师工程意识、教学内容、教学方法和考核方式4个方面分析了在课程教学中不利于工程意识培养的因素，并探讨了在教学中培养学生工程意识的途径。
关键词：专门水文地质学；工程意识；工程素质
作者简介：邓清海（1976-），男，江西新干人，山东科技大学地质科学与工程学院，讲师；张丽萍（1977-），女，山东郯城人，山东科技大学地质科学与工程学院，讲师。（山东 青岛 266510）
基金项目：本文系山东科技大学2009年教育教学研究“群星计划”项目（项目编号：qx0902012）的研究成果。
中国分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）10-0105-02
“专门水文地质学”是水文与水资源专业、地下水科学与工程专业及勘察技术与工程专业的主要专业课之一，主要研究地下水调查及其应用的技术理论和方法。[1，2]“专门水文地质学”以其特殊的课程地位，在培养学生工程意识方面起着不可忽视的作用。笔者就“专门水文地质学”教学与学生工程意识培养的有关问题进行了一些有益的探索，在此谈谈一些认识和体會。
一、课程教学中培养工程意识的意义
1.工程意识的内涵
工程意识即工程技术人员在设计、施工或技术管理过程中，自觉地、有目的地、全面、严格地从工程的角度出发，研究、解决工程设计、勘测、施工、原材料的选择、设备和产品的设计、制造以及经济效果的责任意识，表现为个体在认识客观世界和改造客观世界的活动中所应有的直接影响工程活动的成效和质量，决定工程活动能否有效完成的心理特征。[3]工程意识是工程师最重要、最基本的素质之一，也是当今工科教育的薄弱环节之一。所以，在教学过程中，必须注重加强学生工程意识的培养，使他们能独立思考各种工程问题，这将对学生未来的工程实践起到重要作用。
2.在“专门水文地质学”教学中培养学生工程意识的必要性
20世纪80年代以前，我国水文地质工作主要是开展大规模的水文地质普查、地下水资源调查等。因此，传统的“专门水文地质学”课程体系侧重于地下水资源调查、评价、开发利用、管理及保护的理论、技术和方法，这与当时社会对人才培养的要求相适应。但随着工程规模的不断扩大，在工程勘察、施工和运行管理过程中出现的水文地质问题也越来越多，为有效解决这些问题，地下水调查及其应用的技术理论和方法已经广泛应用于各个工程领域。通过对山东科技大学（以下简称“我校”）水文专业毕业生目前所从事工作的调查发现，其中大部分在从事与工程建设或者矿产资源开采相关的水文地质工作，而从事地下水资源调查、评价工作的较少。因此，为适应国家建设发展的新形势和社会对人才的新需求，当前“专门水文地质学”课程教学也应突出它的工程应用性，把工程意识培养列为教学的基本任务之一。长期以来，正是由于在教学中对工程意识培养不够重视，使得学生分析解决问题的能力没有得到很好的培养。
3.工程意识培养对“专门水文地质学”教学的作用
（1）有利于学生对知识的理解。“专门水文地质学”的研究对象是地下水，它的基本理论具有一定的概况性和抽象性，这给学生的理解和掌握带来一定困难。在教学过程中，如果将书本上的知识与实际工程问题对应，就可使学生深刻全面地理解知识的内涵，更好地掌握课程的基本理论。如进行水文钻探时，应观测冲洗液的消耗量及其颜色、稠度等特性的变化，记录其增减变化量及其位置。如果教师只是泛泛地讲授观测这些信息对评价水文地质条件的作用，学生必然难以理解。此时，可以拿来一个实际工程的水文钻孔记录，对照已知的各岩层的富水性和透水性来分析冲洗液在各个层位的变化。这样，学生很容易就能理解观测冲洗液消耗量的作用。
（2）有利于增强学生分析解决问题的能力。我国传统的大学教育对实践教学重视不够，而且大学所传授知识一般与生产实际需要有一定的差距。这使得学生解决实际问题的能力普遍较差，生产中遇到实际问题时，常常束手无策，这也是长期以来教师致力解决的一个问题。如果能在教学中重视实践教学、加强工程训练，将会增强学生分析解决问题的能力。如关于地下水水位的调查，“专门水文地质学”课程教学大纲要求主要是介绍如何根据地下水露头测量地下水水位及分析其动态特征，但如果教师能在教学过程中结合地下水位变化可能引起的岩土工程危害（如地裂缝、地面塌陷、滑坡等）来讲授这个问题，不仅有助于学生掌握这些方法、技术，还将有效提高他们分析解决实际问题的能力。
（3）有利于培养学生的创造能力。要培养学生的工程意识，就要在教学过程中紧密联系工程实际，而工程实际通常都具有丰富的现场资料，这将启发学生多角度地观察问题、分析问题，举一反三、触类旁通，使学生的发散性思维得到培养；另一方面还能够激发学生的创造欲望，面对工程中的新问题，他们会跃跃欲试，利用已掌握的知识去解决问题。
（4）有利于增强学生的学习积极性。在“专门水文地质”的教学过程中，将理论知识与实际工程相结合，可以使教学更具生动性和直观性。通过解决一些具体工程的实际问题，学生在学习过程中亲身体会到知识的作用和价值，学习兴趣大大提高，从而逐渐由应付考试的被动学习慢慢向获取知识的主动学习转变。
二、课程教学中工程意识培养现存的问题
“专门水文地质学”是一门专业技术方法课，具有很强的实践性，[4]但目前在该课程教学中对学生实践能力、工程意识的培养存在诸多不足，主要表现在四个方面。
1.教师工程意识淡薄
要培养学生的工程意识，提高学生的工程实践能力，教师的工程素质水平具有决定意义。目前我国高校的教师大多直接来自学校，而且承担教学任务的大多是年轻教师，普遍对实际工程不熟悉，存在着工程素质最低、工程意识淡薄的问题。这也造成部分教师认识不到理论知识和工程实际的差别，认为只要将书本内容讲清楚，学生就能解决实际工程中的问题。因此，在教学中很难做到紧密联系工程实际，这不利于学生实际动手能力的提高，在以后的实践中碰到问题，依旧无法解决。由此可见，教师工程意识淡薄，学生的工程意识也难以得到有效培养。
2.教材内容缺少工程实例
教材内容缺少工程实例有多方面的原因：首先传统的“专门水文地质学”课程教学重点是水文地质调查和地下水资源评价的基本理论和方法，[5]因此现有教材中和工程相关的水文地质问题分析方法所占比例较小。其次，“专门水文地质学”涉及的知识点非常多，限于总体篇幅，教材中无法放入太多的工程实例。再次，实际工程大都具有一定的复杂性和特殊性，而且随着科学技术水平的不断提高，在不同时期，针对类似的问题，其解决方法和可采用的技术手段可能也不同。而教材内容一般相对稳定，且通常具有一定的普遍意义。因此，教材中也不适合编入太多的工程实例。但在教学中，教师又不能局限于课本，必须紧跟学科和工程技术的发展，否则会导致学生所学知识落后，难以致用。
3.教学方法落后
在教学方面，“专门水文地质学”课程大多以传统的板书方式授课，这在讲解一些实践性内容时非常困难，如讨论各种野外水文地质实验时，需借助大量的地质图件，利用黑板难以将实验原理、实验装置、实验过程讲解清楚，这使得学生很难获得直观的认识，教学效果得不到保证。此外，由于课程学时数的不断压缩，该课程实验教学课时很少甚至没有，现有的实验基本上也是附属于理论教学，没有综合性的实验，很难实现让学生依据某个实际工程来自行设计实验。另外，由于本课程涉及内容多，信息量大，过去的教学过程中，老师讲得多且细，学生学习过程主要是处于被动的接受知识状态，缺少思考，同时也抑制了一些优秀学生的创造思维。可见，为有效培养学生的工程意识、动手能力、创造力，必须对“专门水文地质学”现有教学方法进行改革。
4.考核方式片面
多年来，该课程都是采用传统的课堂考试模式来对学生学习效果进行考查。对于一门实践性很强的专业课程，笔者认为这种片面的考核方式很难考查出学生的动手能力和分析、解决实际问题的能力。
三、教学中培养工程意识的途径
1.提高教师的工程意识
首先，教师要认识到课程内容与实际联系的必要性和重要性，在教学中要紧密联系工程实际，加强工程意识培养。其次，要努力提高自身的工程素质，条件许可时，要亲临工程现场，参加生产、科研实践，取得一定的工程实践经验。此外，教师要积极和工程单位的专家进行广泛的交流，增长见识，提高自己的综合素质和工程观念。
2.增加工程实例分析，優化教学内容
以专业知识为背景，突出为工程服务这一主线，增加工程水文地质方面的内容，比如笔者在讲授“岩溶地区地下水资源地面调查”时，先简单介绍岩溶地下水资源调查的一般方法，然后重点介绍工程中可能出现的岩溶地下水问题及其调查方法，如岩溶隧道水文地质问题调查方法。同时，教师授课内容也不能局限于教材，应结合生产实践，分专题介绍一些典型实例，通过分析问题、解决问题的形式加深学生对教学内容的认识。如笔者在讲授“矿坑涌水量预测”时，举了3个实例来分别讲授孔隙充水矿床、裂隙充水矿床和岩溶充水矿床进行矿坑涌水量预测可选择的方法和相应的计算过程。
为了实现这一目标，需要教师做大量的课程准备工作，对教学内容进行重新组织、加工精练、补充提高，将理论知识与具体工程以及己有的研究成果相结合，形成一套符合目前形势要求的教学内容。
3.改革教学方法
首先，在课堂教学中采用多媒体与传统教学相结合的组合教学方式。黑板是师生互动、考查学生对知识点掌握情况的重要教具；多媒体教学能节省课时，增加信息量。教学过程中，取二者之长，相互补充。
在教学中注重培养学生的分析能力、动手能力和创新能力。在课堂上要少讲、精讲，有意识地留下一些问题让学生去思考；在教学内容的安排上，先从基础开始，再引入工程实例；改革实验教学方法，增加综合性和设计性试验，提高学生的综合分析能力；开放实验室，激发学生进行科学实验的兴趣和积极性，提高学生的创新意识和创新能力；进行必要的参观实习或者组织学生观看相关工程录像带，让学生在实际工程中去观察、发现问题；增加课程设计，让学生发挥想象思维能力，鼓励自主设计、动手实现。
4.改革考核方式
把工程意识评价纳入课程的考核体系，既要有考试，又要有非考试性测评。教学过程中鼓励学生参与科研，适当增加平时成绩比重，对学生取得的科研成果、独创性见解给予相应的加权分数；在课程即将结束时安排一次综合练习，题目结合工程实际问题，让学生独立完成，以此来考核学生对基础知识的掌握程度和解决实际问题的能力。考试时减少客观题，增加主观题，重视综合运用能力的测验，设置有实际应用背景的大型题目。
通过几年的努力和实践，这套工程意识培养模式取得了较大的成效，通过对我校水文专业毕业生就业状况的调查和分析发现，近几年毕业的学生在参加工作后不久，便能参与甚至独立承担工程项目，他们在工作中表现出了较强的工程意识和创新能力，得到了用人单位的肯定和好评。
参考文献：
[1]王巧焕,何春锋,王麦玲.水文地质学系列课程教学改革的探讨[J].高校论坛,2008,(11):60-61.
[2]曹剑峰,迟宝明,王文科,等.专门水文地质学[M].北京:科学出版社,2006.
[3]杨艳.在《水力学》教学中培养学生的工程意识[J].长江工程职业技术学院学报,2008,25(2):73-74.
[4]刘汉湖,郑世书.《专门水文地质学》教材改革探讨[J].煤炭高等教育,1996,(2):79-80.
[5]陈南祥,杨素珍.水文地质学课程体系改革设想[J].华北水利水电学院学报(社科版),1998,14(2):56-58.
（责任编辑：刘俊卿）
关键词：专门水文地质学；工程意识；工程素质
作者简介：邓清海（1976-），男，江西新干人，山东科技大学地质科学与工程学院，讲师；张丽萍（1977-），女，山东郯城人，山东科技大学地质科学与工程学院，讲师。（山东 青岛 266510）
基金项目：本文系山东科技大学2009年教育教学研究“群星计划”项目（项目编号：qx0902012）的研究成果。
中国分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）10-0105-02
“专门水文地质学”是水文与水资源专业、地下水科学与工程专业及勘察技术与工程专业的主要专业课之一，主要研究地下水调查及其应用的技术理论和方法。[1，2]“专门水文地质学”以其特殊的课程地位，在培养学生工程意识方面起着不可忽视的作用。笔者就“专门水文地质学”教学与学生工程意识培养的有关问题进行了一些有益的探索，在此谈谈一些认识和体會。
一、课程教学中培养工程意识的意义
1.工程意识的内涵
工程意识即工程技术人员在设计、施工或技术管理过程中，自觉地、有目的地、全面、严格地从工程的角度出发，研究、解决工程设计、勘测、施工、原材料的选择、设备和产品的设计、制造以及经济效果的责任意识，表现为个体在认识客观世界和改造客观世界的活动中所应有的直接影响工程活动的成效和质量，决定工程活动能否有效完成的心理特征。[3]工程意识是工程师最重要、最基本的素质之一，也是当今工科教育的薄弱环节之一。所以，在教学过程中，必须注重加强学生工程意识的培养，使他们能独立思考各种工程问题，这将对学生未来的工程实践起到重要作用。
2.在“专门水文地质学”教学中培养学生工程意识的必要性
20世纪80年代以前，我国水文地质工作主要是开展大规模的水文地质普查、地下水资源调查等。因此，传统的“专门水文地质学”课程体系侧重于地下水资源调查、评价、开发利用、管理及保护的理论、技术和方法，这与当时社会对人才培养的要求相适应。但随着工程规模的不断扩大，在工程勘察、施工和运行管理过程中出现的水文地质问题也越来越多，为有效解决这些问题，地下水调查及其应用的技术理论和方法已经广泛应用于各个工程领域。通过对山东科技大学（以下简称“我校”）水文专业毕业生目前所从事工作的调查发现，其中大部分在从事与工程建设或者矿产资源开采相关的水文地质工作，而从事地下水资源调查、评价工作的较少。因此，为适应国家建设发展的新形势和社会对人才的新需求，当前“专门水文地质学”课程教学也应突出它的工程应用性，把工程意识培养列为教学的基本任务之一。长期以来，正是由于在教学中对工程意识培养不够重视，使得学生分析解决问题的能力没有得到很好的培养。
3.工程意识培养对“专门水文地质学”教学的作用
（1）有利于学生对知识的理解。“专门水文地质学”的研究对象是地下水，它的基本理论具有一定的概况性和抽象性，这给学生的理解和掌握带来一定困难。在教学过程中，如果将书本上的知识与实际工程问题对应，就可使学生深刻全面地理解知识的内涵，更好地掌握课程的基本理论。如进行水文钻探时，应观测冲洗液的消耗量及其颜色、稠度等特性的变化，记录其增减变化量及其位置。如果教师只是泛泛地讲授观测这些信息对评价水文地质条件的作用，学生必然难以理解。此时，可以拿来一个实际工程的水文钻孔记录，对照已知的各岩层的富水性和透水性来分析冲洗液在各个层位的变化。这样，学生很容易就能理解观测冲洗液消耗量的作用。
（2）有利于增强学生分析解决问题的能力。我国传统的大学教育对实践教学重视不够，而且大学所传授知识一般与生产实际需要有一定的差距。这使得学生解决实际问题的能力普遍较差，生产中遇到实际问题时，常常束手无策，这也是长期以来教师致力解决的一个问题。如果能在教学中重视实践教学、加强工程训练，将会增强学生分析解决问题的能力。如关于地下水水位的调查，“专门水文地质学”课程教学大纲要求主要是介绍如何根据地下水露头测量地下水水位及分析其动态特征，但如果教师能在教学过程中结合地下水位变化可能引起的岩土工程危害（如地裂缝、地面塌陷、滑坡等）来讲授这个问题，不仅有助于学生掌握这些方法、技术，还将有效提高他们分析解决实际问题的能力。
（3）有利于培养学生的创造能力。要培养学生的工程意识，就要在教学过程中紧密联系工程实际，而工程实际通常都具有丰富的现场资料，这将启发学生多角度地观察问题、分析问题，举一反三、触类旁通，使学生的发散性思维得到培养；另一方面还能够激发学生的创造欲望，面对工程中的新问题，他们会跃跃欲试，利用已掌握的知识去解决问题。
（4）有利于增强学生的学习积极性。在“专门水文地质”的教学过程中，将理论知识与实际工程相结合，可以使教学更具生动性和直观性。通过解决一些具体工程的实际问题，学生在学习过程中亲身体会到知识的作用和价值，学习兴趣大大提高，从而逐渐由应付考试的被动学习慢慢向获取知识的主动学习转变。
二、课程教学中工程意识培养现存的问题
“专门水文地质学”是一门专业技术方法课，具有很强的实践性，[4]但目前在该课程教学中对学生实践能力、工程意识的培养存在诸多不足，主要表现在四个方面。
1.教师工程意识淡薄
要培养学生的工程意识，提高学生的工程实践能力，教师的工程素质水平具有决定意义。目前我国高校的教师大多直接来自学校，而且承担教学任务的大多是年轻教师，普遍对实际工程不熟悉，存在着工程素质最低、工程意识淡薄的问题。这也造成部分教师认识不到理论知识和工程实际的差别，认为只要将书本内容讲清楚，学生就能解决实际工程中的问题。因此，在教学中很难做到紧密联系工程实际，这不利于学生实际动手能力的提高，在以后的实践中碰到问题，依旧无法解决。由此可见，教师工程意识淡薄，学生的工程意识也难以得到有效培养。
2.教材内容缺少工程实例
教材内容缺少工程实例有多方面的原因：首先传统的“专门水文地质学”课程教学重点是水文地质调查和地下水资源评价的基本理论和方法，[5]因此现有教材中和工程相关的水文地质问题分析方法所占比例较小。其次，“专门水文地质学”涉及的知识点非常多，限于总体篇幅，教材中无法放入太多的工程实例。再次，实际工程大都具有一定的复杂性和特殊性，而且随着科学技术水平的不断提高，在不同时期，针对类似的问题，其解决方法和可采用的技术手段可能也不同。而教材内容一般相对稳定，且通常具有一定的普遍意义。因此，教材中也不适合编入太多的工程实例。但在教学中，教师又不能局限于课本，必须紧跟学科和工程技术的发展，否则会导致学生所学知识落后，难以致用。
3.教学方法落后
在教学方面，“专门水文地质学”课程大多以传统的板书方式授课，这在讲解一些实践性内容时非常困难，如讨论各种野外水文地质实验时，需借助大量的地质图件，利用黑板难以将实验原理、实验装置、实验过程讲解清楚，这使得学生很难获得直观的认识，教学效果得不到保证。此外，由于课程学时数的不断压缩，该课程实验教学课时很少甚至没有，现有的实验基本上也是附属于理论教学，没有综合性的实验，很难实现让学生依据某个实际工程来自行设计实验。另外，由于本课程涉及内容多，信息量大，过去的教学过程中，老师讲得多且细，学生学习过程主要是处于被动的接受知识状态，缺少思考，同时也抑制了一些优秀学生的创造思维。可见，为有效培养学生的工程意识、动手能力、创造力，必须对“专门水文地质学”现有教学方法进行改革。
4.考核方式片面
多年来，该课程都是采用传统的课堂考试模式来对学生学习效果进行考查。对于一门实践性很强的专业课程，笔者认为这种片面的考核方式很难考查出学生的动手能力和分析、解决实际问题的能力。
三、教学中培养工程意识的途径
1.提高教师的工程意识
首先，教师要认识到课程内容与实际联系的必要性和重要性，在教学中要紧密联系工程实际，加强工程意识培养。其次，要努力提高自身的工程素质，条件许可时，要亲临工程现场，参加生产、科研实践，取得一定的工程实践经验。此外，教师要积极和工程单位的专家进行广泛的交流，增长见识，提高自己的综合素质和工程观念。
2.增加工程实例分析，優化教学内容
以专业知识为背景，突出为工程服务这一主线，增加工程水文地质方面的内容，比如笔者在讲授“岩溶地区地下水资源地面调查”时，先简单介绍岩溶地下水资源调查的一般方法，然后重点介绍工程中可能出现的岩溶地下水问题及其调查方法，如岩溶隧道水文地质问题调查方法。同时，教师授课内容也不能局限于教材，应结合生产实践，分专题介绍一些典型实例，通过分析问题、解决问题的形式加深学生对教学内容的认识。如笔者在讲授“矿坑涌水量预测”时，举了3个实例来分别讲授孔隙充水矿床、裂隙充水矿床和岩溶充水矿床进行矿坑涌水量预测可选择的方法和相应的计算过程。
为了实现这一目标，需要教师做大量的课程准备工作，对教学内容进行重新组织、加工精练、补充提高，将理论知识与具体工程以及己有的研究成果相结合，形成一套符合目前形势要求的教学内容。
3.改革教学方法
首先，在课堂教学中采用多媒体与传统教学相结合的组合教学方式。黑板是师生互动、考查学生对知识点掌握情况的重要教具；多媒体教学能节省课时，增加信息量。教学过程中，取二者之长，相互补充。
在教学中注重培养学生的分析能力、动手能力和创新能力。在课堂上要少讲、精讲，有意识地留下一些问题让学生去思考；在教学内容的安排上，先从基础开始，再引入工程实例；改革实验教学方法，增加综合性和设计性试验，提高学生的综合分析能力；开放实验室，激发学生进行科学实验的兴趣和积极性，提高学生的创新意识和创新能力；进行必要的参观实习或者组织学生观看相关工程录像带，让学生在实际工程中去观察、发现问题；增加课程设计，让学生发挥想象思维能力，鼓励自主设计、动手实现。
4.改革考核方式
把工程意识评价纳入课程的考核体系，既要有考试，又要有非考试性测评。教学过程中鼓励学生参与科研，适当增加平时成绩比重，对学生取得的科研成果、独创性见解给予相应的加权分数；在课程即将结束时安排一次综合练习，题目结合工程实际问题，让学生独立完成，以此来考核学生对基础知识的掌握程度和解决实际问题的能力。考试时减少客观题，增加主观题，重视综合运用能力的测验，设置有实际应用背景的大型题目。
通过几年的努力和实践，这套工程意识培养模式取得了较大的成效，通过对我校水文专业毕业生就业状况的调查和分析发现，近几年毕业的学生在参加工作后不久，便能参与甚至独立承担工程项目，他们在工作中表现出了较强的工程意识和创新能力，得到了用人单位的肯定和好评。
参考文献：
[1]王巧焕,何春锋,王麦玲.水文地质学系列课程教学改革的探讨[J].高校论坛,2008,(11):60-61.
[2]曹剑峰,迟宝明,王文科,等.专门水文地质学[M].北京:科学出版社,2006.
[3]杨艳.在《水力学》教学中培养学生的工程意识[J].长江工程职业技术学院学报,2008,25(2):73-74.
[4]刘汉湖,郑世书.《专门水文地质学》教材改革探讨[J].煤炭高等教育,1996,(2):79-80.
[5]陈南祥,杨素珍.水文地质学课程体系改革设想[J].华北水利水电学院学报(社科版),1998,14(2):56-58.
（责任编辑：刘俊卿）