水文与水资源工程专业本科生产实习教学模式改革与实践
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作者:方樟 肖长来 杜新强 王福刚
摘 要：随着地质类专业对实践能力以及社会需求的不断提高，对吉林大学水文与水资源工程专业生产实习教学模式进行探索，在保持浓厚地学特色的基础上与时俱进，实习环节持续改进，实习地点的逐渐固定，实习深度不断深化，实习报告不断整合。总结形成了水文与水资源工程专业生产实习的“4321”教学模式。在充裕的实践时间保证下，完成由启发教学到独立调查再到深入环境水文地质问题的分析的三个层次的升华，使学生由理论到实践，由简单问题分析到解决复杂问题，锻炼其解决复杂工程问题的能力，对培养适应社会发展需求的人才奠定良好的基础，具有重要的意义。
关键词：专业生产实习 教学模式 地下水科学与工程
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）05（a）-0216-03
实践教学是地质类专业人才培养的关键环节，特别是生产实习是地质类各专业的一个重要的教学实践环节，是理论联系实际、掌握地质野外工作方法、培养学生综合分析问题和解决问题能力的重要机会[1]。学生在学习了水文地质学基础、地下水动力学、水文地球化学等专业课的基础上进行的，通过水文地质调查、地下水动态观测与分析、抽水试验等项目的训练，使学生将专业基础课上学习的原理和理论与生产实际结合，深入理解教材，培养分析问题和解决复杂问题的能力[2]。
吉林大学水文与水资源工程学科点创建于1952年，其前身为水文地质及工程地质专业[2]。自1997年设置水文与水资源工程专业，之后的实习教学内容和教学模式持续改进。特别是专业生产实习的教学模式，经过近20年的师资力量的蓄积和实践教学内容的大量挖掘和不断提炼，在保持浓厚地学特色的基础上与时俱进，实习环节持续改进，实习地点的逐渐固定，实习深度的不断深化，实习报告的不断整合。到2017年吉林大学水文与水资源工程专业的生产实习终于初步形成了“4321”教学模式，即“四个环节、三个地区、两个层次、一个报告”的模式。
1 实习环节的持续改进（四个环节）
从实习环节来看，水文与水资源工程专业的生产实习主要包括4个，整个实习时长为8周。
1.1 启发性阶段实践教学环节
该教学阶段的目的是通过专业教师现场启发性的教学与指导，使学生了解和掌握各种类型地下水的赋存条件和富集规律，并能结合地形地貌、气象水文、地层岩性和地质构造等基本条件进行较为深入的分析，掌握不同地形地貌条件下孔隙水、裂隙水、岩溶水的形成、赋存及变化特征的分析方法和思路，通过典型水源地水井布局分析，进一步认识建立水源地应具备的条件、地表水和地下水的相互转化关系，通过渗水试验、压水试验，熟悉和掌握水文地质参数的测定方法及参数的影响因素。目前启发性阶段的实践教学以秦皇岛柳江盆地的水文和水文地质教学路线为主，安排了6～8条路线，主要考虑秦皇岛柳江盆地地层分布典型、简单，水文地质现象的成因具有代表性，学生容易理解接受;在此基础上，实习队伍转至兴城，在兴城杨家杖子地区又发掘了多条教学路线。考虑到两个地区地质水文地质条件的差异以及兴城杨家杖子地区的相对复杂性，又在该地区安排了3～5条的启发性教学路线，作为水文地质问题由简单到复杂的过度，为之后的独立水文与水文地质调查奠定基础，该阶段的实习时长约2.5周。
1.2 水文地质调查教学环节
该环节的教学目的是在启发性实践教学的基础上，圈定合理的工作区，由学生以组为单位独立安排并完成水文水资源调查及水文地质填图，进一步掌握各种类型地下水及地表水的野外调查方法、调查程序和主要调查内容，培养学生野外发现问题和解决问题的实际工作能力。2017年吉林大学水文与水资源工程专业的水文地质调查圈定的工作区为杨家杖子地区，划定50km2左右的范围。该阶段的任务基本由学生独立完成，老师针对每天的调查情况进行指导，该阶段的实习时长约1.5周。
1.3 环境水文地质专题教学環节
环境水文地质学是研究与地下水有关的在天然条件或人为因素的影响下，与人体健康或人类生活及生产活动相关的各种环境水文地质问题，进而防护、改善和治理的一门科学。杨家杖子地区钼矿开采引起的水污染和曹庄地区的海水入侵均是典型的环境水文地质问题。而且位置均在吉林大学兴城实习基地附近。因此自2011年开始，吉林大学地下水科学与工程系对兴城杨家杖子及周边地区专业实践教学资源进行了调查分析，经过6年的努力，建成了杨家杖子综合性专业实践教学示范区。环境水文地质实践教学的目标是紧密结合当前专业领域的工作需求，突出和强化学生全面系统的专业综合能力的培养，具体实施过程为：以实习区典型的环境与水资源问题为抓手，通过教师引导→发现问题→确定目标→编写设计→学生主导→设计实施→报告整编→提升能力的一整套教学体系实施，使学生基本掌握我国水文地质、环境水文地质调查工作的流程、工作方法，具备开展相关工作的领导、组织、实施能力，毕业后能够在最短的时间达到我国当前相关企事业单位对本专业领域的人才工作能力的要求[3]。该阶段的实习时长约2周。
1.4 抽水试验教学环节
抽水试验作是确定含水层参数、了解水文地质条件的主要方法。希望通过该实习环节，学生能掌握抽水试验的目的意义、工作程序、现场记录的主要内容、数据采集与处理方法，掌握相关资料的整理、编录方法和要求，了解对抽水试验工作质量进行评价的一般原则，能够利用学过的理论及方法进行水文地质参数计算，并对参数的合理性和精确性进行分析和检验[4]。该阶段的实习时长约2周。 2 实习地点的逐渐固定（三个地点）
吉林大学水文与水资源工程专业2012年之前的实习地点为秦皇岛-白城-长春三地。由于原白城抽水试验基地降水效果差且住宿成问题，2013年开始就在吉林大学朝阳校区气象与地下水动态监测试验场进行（该场地于2010年建成，为本科教学提供了良好的实验场地）;2013年，在兴城-长春两地实习;2014年开始，探索秦皇岛-兴城-长春三地实习模式。经过4年的摸索，地下水科学与工程系的老师一致认为保留典型水文地质路线，发掘新资源这一思路符合目前吉林大学水文与水资源工程专业生产实习的需求。因此，在今后的一段时间内将采用秦皇岛-兴城-长春三地实习模式。
秦皇岛实习基地位于秦皇岛市抚宁县石门寨镇上庄坨村。实习区域地层出露齐全，构造较为发育，水系发育完整。分布有松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类岩溶水、碎屑岩类孔隙裂隙水和一般基岩裂隙水（构造裂隙水、风化裂隙水、成岩裂隙水），此外还有低温泉水，岩溶水开采曾产生许多岩溶地面塌陷，而煤炭开采造成了大面积的地下水疏干区，水文地质问题的类型较为全面，是进行野外地质与水文地质实习的良好基地。
吉林大学兴城野外实践教学基地位于辽宁省兴城市海滨，于2003年正式启用。实践教学区域以兴城市为中心，北东至葫芦岛市连山区葫芦岛港，西北至葫芦岛市杨家杖子经济技术开发区，西南至兴城市闻家满族乡，南至兴城市海滨满族乡台里村，实习区域总面积可达1500km2。20余条地质实习教学路线及3个地质填图区距离兴城教学基地直线距离一般不超过25km，全部有公路相通，交通十分便利。从2011年开始吉林大学地下水科学与工程系历经6年的水文地质路线的挖掘和整理，目前已初步完成了10条水文地质教学路线和两个环境水文地质教学专题教学资源。
朝阳校区地下水与气象长期观测试验场位于长春市吉林大学朝阳校区内，建成于2010年，试验场内有8眼井，其中2眼抽水井，6眼观测井，同时还有蒸发皿、雨量计，土壤水分传感器等。具有抽水试验和气象观测的功能，同时也为大学生创新实验提供了良好的野外实验场所。
3 实习深度的不断深化（两个层次）
自1997年设置水文与水资源工程专业以来，其生产实习内容一直局限在傳统水文地质的范畴，水文学方面的实习内容很少，实习资源建设也十分滞后。另外，近30年来的专业实习教学模式一直都是“启发性教学+水文地质调查”的模式。从2013—2016年，经过4年的兴城实习资源的教学实践，对已有实习资源有了进一步认识，同时针对水资源有关的典型环境水文地质问题进行了梳理，确定了矿山开采对水环境影响专题、海水入侵专题等相关的特色专题，使学生在水文地质调查的基础上，深入发掘不同地区水环境问题的原因、机理及防治措施等[3]。对实习内容进一步深化，以适应社会发展的需求，这一过程从实习内容上达到了一个新的深度。
4 实习报告的不断整合（一个报告）
2012年之前的秦皇岛-白城-长春三地实习时期，水文与水资源工程专业实习报告为两个，一个是秦皇岛野外水文地质调查与评价报告，另一个为抽水试验报告;2013年兴城-长春两地实习时的报告为兴城野外水文地质调查与评价报告，另一个为抽水试验报告。2014—2016年，实行了秦皇岛-兴城-长春三地实习模式，这三年的实习报告包括秦皇岛水文地质调查与评价报告、兴城杨家杖子钼矿开采对水土环境影响报告、曹庄海水入侵调查与评价报告、三合水库污染源调查评价报告、地下水与气象长期观测试验场抽水试验报告5个，内容虽丰富，但成果显得有些凌乱，缺乏系统性。2017年系实习团队的成员讨论多次，最后达成共识，将实习内容有机融合，最后成果形成1个报告，涵盖三地四个环节。实习报告名为《吉林大学水文与水文地质生产实习报告》，内容分为4个篇幅，包括典型路线调查篇、水文与水文地质调查篇、环境水文地质专题篇、抽水试验篇，以实习内容为主线，将3个实习地点的内容有机融合在一起。报告的整合使学生对于整个实习过程的知识能有机融合贯通，成为一个整体。
5 结语
生产实习教学是专业教学计划中的重要组成部分，需要在建设过程中不断改进和完善，以适应学科的不断发展和社会需求。吉林大学地下水科学与工程系具有悠久的历史，地学特色浓厚。实习周期长，实习内容丰富是水文与水资源工程专业生产实习的特点。本次对于对水文与水资源工程专业生产实习内容进行整合，使专业实习教学形成了一套集基本技能训练、基本工作方法学习、专业思维能力、独立工作能力、团队写作能力和创新能力的培养为一体的综合教学模式[5-7]。教学模式进行的改革和创新，对于提高本科专业的整体教学水平和学生的实践能力具有巨大的提升作用，对该学科的发展具有重要意义，也对地质类专业或具有地质背景专业的生产实习的教学模式改革具有一定的参考价值。
参考文献
[1] 杨伦.野外地质教学实习与学生人格培养推荐[J].中国地质教育，1996（2）：53-54.
[2] 肖长来，梁秀娟，高淑贞，等.地下水科学与工程专业本科教学环节改革与实践[J].中国地质教育，2012（1）：28-33.
[3] 王福刚，曹玉清，方樟，等.环境水文地质调查实习指导书[M].北京：地质出版社，2017.
[4] 谷洪彪，迟宝明，姜纪沂.地下水科学与工程专业抽水试验教学基地建设的思考[J].中国地质教育，2013（1）：82-85.
[5] 马传明.地下水科学与工程专业实习教学过程优化的研究与实践[J].长春理工大学学报，2011，6（6）：191-193.
[6] 汪丙国，梁杏，万军伟.地下水科学与工程专业实习教学体系的构建[J].中国地质教育，2009（4）：105-110.
[7] 马传明.地下水科学与工程专业实习教学质量保障体系的构建与实践[J].中国地质教育，2011（1）： 45-49.
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