农林院校“地下水动力学”优质课程建设的思路与实践

摘要：文章在介绍西北农林科技大学“地下水动力学”课程设置的背景与建设目标的基础上，结合新时期本科优质课程建设工作，从师资队伍建设、教材建设、教学方法与手段改革、课程实践建设及考试方式改革等方面阐述了该门优质课程建设的思路及做法，并分析了该门课程的建设效果。

关键词：地下水动力学；优质课程；农林院校

中图分类号：G642.3文献标识码：A文章编号：1002-4107（2014）09-0027-03

基金项目：西北农林科技大学校重点优质课程建设项目（2013）

为了贯彻《国家中长期教育改革和发展纲要》及教育部《关于全面提高高等教育质量的若干意见》的文件精神[1]，西北农林科技大学全面开展了以教学内容和教学方法改革为核心,以优质课程项目建设为依托的本科教学质量建设工程。“地下水动力学”作为西北农林科技大学水文与水资源工程本科专业的核心课程，2003年入选校级精品课程，2013年被列入校级重点优质课程建设项目，现就课程建设过程中的一些思路及做法进行研讨。

一、课程设置的背景及建设目标

（一）课程设置与建设的背景

西北农林科技大学作为西北地区水利类专业办学历史最悠久的高等农林院校，1932年著名水利专家李仪祉先生创办了陕西水利专修班，1934年设立西北农林专科学校水利组，目前学校水利与建筑工程学院设有水文与水资源工程、农业水利工程及水利水电工程等6个本科专业，拥有8个硕士学位授权点和5个博士学位授权点。多年来，学校十分重视水利建设专门人才的培养，并结合西北地区经济社会发展对水资源开发利用需求，在不同专业开设与地下水开发利用相关的课程，开展地下水资源可持续利用理论与技术的研究工作。1977年恢复高考制度后，先在农田水利工程专业开设了“地下水利用”课程，其中“地下水动力学”的内容占到40％，地下水运动基本理论知识和研究方法的学习为学生从事地下水开发利用与管理工作打下了良好的专业基础[2]；1985年西北农林科技大学申请获准设置“水资源规划与利用”专业，考虑到地下水资源开发利用在北方地区社会经济发展和生态环境建设中的重要支撑作用，在该专业培养方案中将“地下水动力学”作为必修专业基础课单独开设（50学时），并且主编、出版了该门课程的全国农业院校统编教材；1998年教育部将原有的“水资源规划与利用”和“水文地质”专业合并为“水文与水资源工程”专业，随着培养计划的修订，课程学时调整为40学时（仍为学科基础必修课）。为了适应课程学时的变化，我们不断对课程内容和体系进行优化调整，并对教学方法进行改革，获得了良好的教学效果，2003年该门课程入选校级精品课程。

为了适应培养厚基础、宽口径、高素质应用型人才的要求，2008年学校对“水文与水资源工程”专业的培养方案进行了进一步修订，“地下水动力学”课程作为水文与水资源工程专业的核心课程，学时减少至32学时（该学时数远远低于国内其他理工类院校课程的学时数，如吉林大学、南京大学等）。面对课程学时的大幅度压缩及教材陈旧的问题，课组教师经过教学研讨，一致认为该课程应该从教材选用、教学方法与手段改革及实践性教学环节等方面进行课程的全面建设，一方面使该课程与国内其他院校同类专业课程接轨，另一方面也体现农林院校的课程特色。为此，2010年开始选用水利学科专业规范核心课程统编教材，并结合西北农林科技大学专业培养目标，对课程教学大纲、课程内容及学时分配进行了调整，同时积极进行网络课程建设，改革教学方法和手段，提高了课堂教学的效果和效率，2013年该门课程入选校级重点优质课程建设项目。

（二）课程特点及建设目标

“地下水动力学”课程以渗流基本理论、沟流理论、井流理论等为基础，运用解析法、数值法及实验方法研究地下水运动问题。课程的特点是概念多、公式推演多、逻辑性强、数理基础要求高、学科交叉性强，应用领域广泛。该门课程是水文与水资源工程专业一门重要的专业基础课程，西北农林科技大学作为地处水资源短缺、生态环境脆弱的西北地区的农林985高校，地下水运动理论及研究方法的学习不仅对培养具有鲜明专业特色的本科水利建设人才具有重要的现实意义[3]，而且也对西北农林科技大学水文学及水资源、农业水土工程及农业水资源和水环境工程等硕士、博士点的学科建设具有重要的支撑作用[4]。

根据课程特点及专业人才培养要求，本着“立足实际，合理规划，稳步实施”的原则，以更新教育教学观念、全面提高本科人才培养质量为根本目标，通过师资队伍建设、教材建设、教学方法和手段的改革以及实践教学条件的完善，力求将“地下水动力学”课程建设成为一门开放、互动、特色鲜明的优质课程。通过该门课程的学习，使学生系统掌握地下水运动的基本理论，并能利用这些理论及方法分析解决水资源规划、评价、开发、利用与保护中有关的地下水问题，从而为将来从事水利建设事业打下良好的专业基础。

二、课程建设的思路及内容

（一）注重师资队伍建设

教师队伍建设是优质课程建设的关键。早在20世纪80年代初，课组就开始实行青年教师导师制，并制定严格的助课制度，同时以具有前瞻性的眼光鼓励青年教师攻读硕士、博士学位，或出国深造，以全面提升教师的教学水平和能力；与此同时，课组也十分重视科学研究和社会服务工作，黄土区三水转化理论与调控技术、灌区地表水与地下水联合调控与管理、地下水开发利用理论与技术研究在国内有着重要的影响。在秉承老一代教师重视师资队伍建设优良传统的基础上，结合新时期人才培养对教师的要求，主要做了以下几方面的工作。

一是注重师资队伍的结构建设，西北农林科技大学作为地处西北地区的农林高校，多年来教师队伍的结构性矛盾比较突出，近十年来，借学校人才建设的契机，课组从英国利兹大学招聘博士1名，同时通过在职攻读学位、国内外研修及合作等途径，不断提高教师学历层次和教育教学水平，目前任课教师平均年龄43岁，60％具有博士学位，已形成了一支老中青结合、知识结构和学缘结构合理、相对稳定的师资队伍。二是坚持教授为本科生授课制度，并作为其基本岗位职责，如课程建设负责人（教授）30多年来坚持给本科生上课，充分发挥了教授在提高课程教学质量中的示范带头作用。三是实行青年教师导师制和听课制，安排教学经验丰富、教学水平高的老教师作为导师，对教学的各个环节进行指导，同时青年教师在单独授课之前，要求至少听一门教授所讲的相关课程，并完成辅导、答疑、批改作业等教学环节的训练，以历练其教学基本功。四是注重科研水平和社会服务能力的提升。近几年来，课组教师通过国家自然科学基金项目、水利部公益性行业专项、科技计划支撑项目及一些横向项目，承担了与地下水动力学基础理论有关的“西北旱区绿洲农业发展对流域尺度水循环的影响及生态环境效应”、“灌区地下水开发利用关键技术”、“大型灌区地表水与地下水联合调控技术及管理模式”及“西北渠井双灌区渠井配置标准与调控技术”等研究工作，不仅提升了教师的科研水平和社会服务能力，而且也将国内外最新研究成果融入本科教学，极大地丰富了教学内容，获得了良好的教学效果。通过多年的师资队伍建设，课组已形成了一支年富力强、团结协作、素质优良的教师队伍。

（二）优化教材建设

为了适应不同时期专业培养方案对课程教学大纲的要求，本课程的教材建设经历了三个发展阶段。1985年—1991年使用校内自编教材，学时为50学时；1992年—2009年，选用当时课组带头人李佩成教授主编的《地下水动力学》农业院校统编教材，学时为40学时；2008年随着对专业培养方案的修订，“地下水动力学”课程作为水文与水资源工程专业的核心课程，学时为32学时。为了使农林院校与国内其他理工科院校同类专业选用相同的教材，同时也为了西北农林科技大学水文与水资源工程专业进行全国工程教育认证的需要，从2010年开始选用水利学科专业规范核心课程统编教材——《地下水动力学》（南京大学吴吉春、薛禹群主编），与此同时，结合西北农林科技大学教学大纲对课程内容及学时的要求，自编了《地下水动力学习题集》和《实验指导书》，使之与教材配套使用。近几年的教学实践表明，课程已具备了一套符合专业培养目标和教学大纲要求、配套适用的教材和教学用书，应用效果良好。

（三）改革教学方法与手段

本课程教学的重点是地下水运动的基本概念、基本定律，各种条件下地下水稳定流和非稳定流的解析解法及适用条件；难点是运用水文地质学的方法对实体模型进行科学合理的概化，建立相应的物理模型及数学模型并进行求解；课程的特点是概念多、公式推演多、逻辑性强、数理基础要求高。在多年的教学实践中，针对教学中遇到的“内容多、学时少”，“概念抽象、公式复杂”及“如何合理运用计算公式”等问题，我们不断转变教育思想观念，探索与改进教学方法及手段，以适应新时期人才培养对课程的要求。

一是教育思想观念的转变。课堂教学努力做到“学时少、内容新、效果好”，强调基本概念及基本原理，而弱化公式推导，引导学生将注意力放在弄清公式的物理概念、建立条件及适用范围方面，如讲授干扰井流理论时，结合西北大型灌区防治盐渍化的排水问题，让学生理解干扰现象产生的正、负效应，学会正确使用公式，解决灌区地下水位合理调控问题，以体现农林院校的专业特色。二是教学手段的改进。针对该门课学时不断减少而内容多的问题，积极探索从板书配合挂图到应用多媒体教学手段的改革，并根据课程内容的特点，灵活运用PPT与板书相结合的方式，注重重点与难点内容的讲解，提高课堂教学效果，目前已完成了网络课程的建设，给学生提供了自主学习与互动交流的平台，获得了良好的教学效果。三是坚持作业逐一认真批改、一次作业一讲评的制度，尤其是通过对作业中存在的典型性问题的讲解，可以帮助学生进一步梳理思路，启发思维，将所学知识融会贯通；与此同时，坚持通过课后辅导、答疑，解决课堂遗留的难点问题。四是结合科研工作中地下水流数学模型概化的实例，讲清楚实体模型与数学模型之间的关系及求解方法，使学生加深对地下水运动问题的认识。

（四）加强课程实践建设

针对本课程理论性强、实际应用领域宽的特点，在教学中注重理论学习与实践的结合，构建了“三维一体”的课程实践平台。

一是设置室内验证性实验，如通过稳定渗流及井流模型实验等，加深学生对达西定律和地下水向井孔运动规律的认识与理解；二是根据学校地处西北的地域性特点，安排一周的地下水综合实习，将“水文地质勘查”、“水文地质学”、“地下水动力学”及“地下水开发利用工程”等课程的内容相融合，通过水文地质测绘及地下水开发利用实地调查，使学生了解地下水开发利用在西北地区的重要性，同时也更进一步认识地下水的形成、储存及运动的规律，以便为后续课程的学习打下专业基础。三是通过为期三周的专业综合实习，让学生真实感受地下水资源合理开发利用对社会经济发展及生态环境建设的重要性，并运用所学专业知识，结合实际从不同角度开展专题讨论，探讨解决相关地下水问题的途径与对策，以锻炼和培养学生实践能力和创新意识，增强专业责任感。如2011年7月，课组教师带领2008级水文与水资源工程专业学生赴甘肃石羊河流域进行专业综合实习，通过从流域上游到下游的走访调查、流域管理局技术人员的专题报告，使学生切身体会到水资源不合理开发利用，尤其是下游民勤盆地地下水超采所引发的地下水位下降、土地沙化及土壤盐渍化等生态环境问题，既加深了学生对“地下水动力学”课程基本理论的理解，也增强了专业意识和社会责任感，获得了良好的实践教学效果。

（五）完善考核机制与方法

为了培养学生认真、严谨的学习态度，促进教风及学风建设，“地下水动力学”课程考核引入过程考核机制[5]，将平时考勤、实验及作业成绩在综合成绩中的比例从原来的25％提高到30％，并对作业在文字表达、图表绘制及数据计算等方面提出了严格要求，注重课程学习过程中对学生综合素质和能力的培养，改变了过去重考试轻作业的倾向；按课程教学大纲命题，试卷设A、B卷，有参考答案和严格的评分标准，并根据考试结果反馈的信息不断改进教学方法，力求使教与学两个方面相协调，进一步提高了课程教学质量和水平。

三、课程建设的实践与效果

“地下水动力学”课程在西北农林科技大学有着悠久的历史沉淀，自2003年该课程入选学校精品课程以来，课组教师一直以高标准、高质量建设优质课程为目标，通过在师资队伍建设、教材建设、教学方法及手段改革、实践教学环节及考核方法等方面不断地改进、实践与完善，已经获得了良好的教学效果。

学院教学督导组专家认为，课组教师注重课程建设，课程资源丰富，教师严谨负责的教学态度、板书与多媒体有机结合及理论联系实际的启发式教学深受学生欢迎。主讲教师曾获学校 “连续7次评教优秀奖”，近3年来该门课程学生评教均为“优秀”；毕业生质量跟踪调查反馈信息表明，学习“地下水动力学”课程的基本理论和方法对于他们从事水资源规划、利用与保护工作有着重要的支撑作用，特别是在西北地区从事地下水资源开发、利用与管理工作的学生，认为该门课程的学习更是受益匪浅。

多年来，通过对“地下水动力学”课程建设的不断探索与实践，使该门课程的建设水平有了显著提高，但也存在一些仍需继续建设的方面，如在线测试、试题库建设及授课视频等都需要进一步完善；另外我们也认为，农林院校的该门优质课程建设既要有自己专业特色，同时也要与其他理工科院校的同类优质课程接轨，并通过相互交流，不断探索研究高标准、高质量建设优质课程的思路与措施，期望将该门课程全面建成优质教学资源共享课程。

参考文献：

[1]教育部.关于全面提高高等教育质量的若干意见[EB/OL].http：///gao_jiao_788/20120423/t20120423_768680.shtml.

[2]李宗利，马孝义，蔡焕杰等.农业水利工程专业人才培养模式实践与探索[J].高等农业教育，2012，(6).

[3]张鑫，蔡焕杰，辛全才.水文与水资源工程本科特色专业建设与实践[J].西北农林科技大学学报：社会科学版，2010，（S）.

[4]李佩成.论新时期地下水开发利用与管理的新使命[J].地下水，2001，（1）.

[5]高翅，王平祥.开展优质课程建设的探索与实践[J].高等农业教育，2003，（7）.