楊 陽 王 瓊* 毛無衛(wèi)

（[1]同濟大學巖土及地下工程教育部重點實驗室 上海 200092；[2]同濟大學地下建筑與工程系 上海 200092）

水文地質學以地下水為主要研究對象，通過分析巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動作用下地下水水量和水質的時空變化規(guī)律，達到合理利用地下水并防治其危害的目的。作為地質資源與地質工程的核心專業(yè)基礎課，“水文地質學基礎”課程先后列入同濟大學本科卓越課程計劃建設課程和2013年度上海市重點課程項目建設課程，并于2018年獲上海高校本科市級精品課程。

在一流大學、一流專業(yè)、一流課程的建設過程中，結合“三全育人”綜合改革，高校教學工作者們開始積極踐行“課程思政”育人理念，[1]挖掘蘊含在專業(yè)課中的思政教育元素，把社會主義核心價值觀融入教書育人的全過程。水文地質學具有較強的工程實踐性，重視水文地質學實驗教學，對鞏固、深化理論教學知識點以及提高學生綜合分析問題、解決問題的能力十分重要。[2-3]本文將結合水文地質學實驗的特點，闡述其中的思政內涵，促使學生進一步增強對地下水系統(tǒng)及其與環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)之間關系的理解，在實踐過程中樹立可持續(xù)發(fā)展的理念，滿足新形勢下高等專業(yè)教育人才培養(yǎng)的需要。

1 水文地質實驗思政內容與教學案例

結合水文地質學基礎課程的特點，同濟大學“水文地質學”實驗課共設置了“孔隙度、給水度和持水度”“達西滲流實驗（常水頭、變水頭）”“毛細實驗”“潛水含水層中的水流運動”以及“地下水中離子測定”在內的六項實驗項目。作為培養(yǎng)學生實踐能力的重要平臺，水文地質實驗課程設計中的知識要點和技術手段均圍繞操作實踐展開，為大學生從事工程建設和科學研究補齊關于“地下水”的短板。[4]另一方面，在強調知識結構與專業(yè)技能的基礎之上，該課程不僅與自然聯(lián)系密切，蘊含著豐富的哲學思辨與人文價值，也與工程密不可分，處處體現(xiàn)著現(xiàn)代發(fā)展觀與環(huán)保生態(tài)理念。因此，有必要發(fā)揮其課程思政的作用，在育人過程中進一步實現(xiàn)科學價值觀的引領和思維觀念的塑造。為此，從實驗課程內容出發(fā)，提出以下思政教育融入點的建議。

1.1 地下水動態(tài)均衡的哲學內涵

地下水是全球水資源的一部分，與大氣水資源和地表水資源密切聯(lián)系、互相轉化。地下水儲量穩(wěn)定，處理成本低，科學合理地開發(fā)利用地下水資源對城市用水、農田灌溉和工業(yè)生產(chǎn)意義重大。一旦過度開采，則容易引發(fā)不良環(huán)境效應，甚至造成地面沉降、土壤鹽漬化等嚴重地質災害。在給水度、持水度實驗講解過程中，可以從地下水周期性、趨勢性的變化角度入手，逐步滲透自然界的平衡法則。以地下水的動態(tài)與環(huán)境地質作用的變化發(fā)展為基礎，引申到資源或災害在外界環(huán)境下不斷發(fā)展變化，甚至相互轉換的實例，如蘇南太湖流域地下水過度開采引起地面沉降，而位于杭州的龍井泉，對開采開發(fā)嚴格限制，注重泉源保護，水質清洌甘美，和與之相映生輝的龍井寺、龍井村構成極具人氣的景觀。在享受資源帶來的便利時，必須用發(fā)展的眼光、普遍聯(lián)系的觀點看問題，不能只顧眼前利益。使學生理解工程建設、經(jīng)濟發(fā)展要以資源環(huán)境承載能力為基礎，以自然規(guī)律為準則，只有敬畏自然，方能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1.2 達西滲透定律的實踐意義

達西定律是描述飽和土中水的滲流速度與水力坡降之間的線性關系的實驗定律，通過達西滲流實驗的教學與實踐，使學生掌握達西定律各參數(shù)之間的物理關系，加深對地下水滲流理論的認識。隨著地下水在土體孔隙中滲透，由于滲透阻力的作用，沿程必然伴隨著能量的損失。達西定律中蘊含著世界上一種普遍的規(guī)律，即流正比于勢，反比于阻。[5]結合水流、車流、人流等實例，以更加生動形象的手法傳授理性的知識與概念。作為滲流中最基本的定律,達西定律形式簡潔,最早是由實驗證實。借助于精心設計的室內試驗，排除次要因素的干擾，將所要研究的對象控制于相對純粹的狀態(tài)。[6]老師在實驗背景的講述中可以著重向學生介紹探索科學的過程和追求真理的歷程，以及假設條件對控制性實驗的重要性，以此突出實踐的意義。與此同時，應做進一步引申：針對砂質土體中的層流運動，達西定律應用較好，但當水力梯度較大而引發(fā)紊流，或在粘土和具有細裂隙的巖石中，達西定律已不再適用。以此為契機，向學生傳遞注重工程實際的重要性，引導學生體會理論與實踐相輔相成，互相促進的過程。

1.3 地下水環(huán)境的保護意識

城市化進程中因工業(yè)廢水和城市污水的不規(guī)范排放使得污染物進入地表水和地下水中，造成含水層污染，引發(fā)水質惡化。水文地質學中有大量的涉及地下水環(huán)境的內容，而“地下水中離子測定”的實驗目的除了揭示不同成分和成因地下水的水文地球化學作用之外，也是對學生進行環(huán)境保護教育，宣傳生態(tài)文明建設的絕佳機會，可以將國內外典型的污水處理工程案例作為補充材料介紹給學生，如以日本琵琶湖水富治理歷程與經(jīng)驗為例。[7]隨著經(jīng)濟高速發(fā)展，工業(yè)廢水和生活污水的排入，琵琶湖水質急劇惡化，逐漸向富營養(yǎng)轉變，甚至爆發(fā)淡水赤潮和藍藻水華。1972年開始，通過引進先進的生物氮移除技術的污染源對策，結合控制雨水徑流、完善湖岸森林等生態(tài)修復對策，歷經(jīng)30余年，逐漸實現(xiàn)了生態(tài)恢復、防洪和供水的健康景象。琵琶湖流域人口密集，在水質明顯改善后，配合湖濱公園和周邊景觀等建設，成為近畿地區(qū)的“生命之湖”。通過融入“綠水青山就是金山銀山”的理念，傳授我國最新的污水處理措施和地下水環(huán)境保護政策，引導學生建立正確的專業(yè)觀、價值觀、環(huán)保意識和天下意識。

2 基于思政教育的實驗教學全過程改革途徑

2.1 課前內容準備

目前，水文地質學實驗教學多圍繞背景介紹-儀器操作-結果整理的步驟進行，教學模式程式化嚴重，往往只注重了專業(yè)知識的傳授，忽視了德育的培養(yǎng)，普遍存在思政元素挖掘不足的問題。作為教學活動的主導人，實驗教師應在充分了解實驗項目的基礎之上，將水文地質實驗課中的思想教育和人文教育內容融入教學資料中，并及時增添新理論、新技術、新案例，使水文地質實驗教學向生動、趣味、實用的方向發(fā)展。同時，應積極參加校方組織的交流培訓和思政學習活動，與時俱進，不斷提升自身的思想水平。積極申報各類思政教改項目，不斷完善已有的教學模式，從教學手法、教學內容上進行創(chuàng)新，并拓展豐富的實驗教學相關活動，以此提高學生的專業(yè)興趣和學習積極性。

2.2 課中操作實踐

根據(jù)水文地質實驗的特點，所有項目均需要配合完成，在小組內明確分工，與同組成員溝通協(xié)調，積極配合，幫助學生樹立“團結就是力量”的思想。在持水度、給水度測定、毛細上升高度測定和達西實驗中，實驗室通常會提供不同顆粒級配的砂土作為實驗介質，通過分析水在不同介質中的運動規(guī)律，幫助學生理解不同介質的水理性質。鑒于一組成員較難在有限時間內完成所有介質的實驗工作，在實驗過程中，教師應做好引導工作，有意鍛煉學生的團結協(xié)作精神，通過小組間關于實驗結果的對比分析和深入討論，鼓勵學生從實驗細節(jié)中理解造成結果差異的根本原因，進而聯(lián)系到工程實際，介紹基坑、隧道等地下工程中防水、疏水措施的意義，以此增加學生的專業(yè)興趣，培養(yǎng)服務于國家國民經(jīng)濟建設和社會可持續(xù)發(fā)展的遠大志向。

2.3 結果整理分析

在實驗結果分析中引導學生從地下水資源和工程地下水的雙重角度，思考地下水流運動規(guī)律在水資源開發(fā)利用、地下水污染治理以及地質災害方面的作用。從資源的角度，理解滲流對于地下水補給、排泄、污染物的遷移影響以及其與地下水系統(tǒng)、地下水環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)的關系，建立綠色可持續(xù)發(fā)展理念；從工程的角度，了解水在土中流動較快時則可能引起壩基滲流，基坑滲流、塌方、泥石流及流土等地質災害，建立尊重自然的思想。在此過程中，引導學生進行身為地質工程專業(yè)人員的責任討論，使學生更加深刻地體會到所學專業(yè)的重要意義，樹立獻身水文地質工程事業(yè)的信念。

2.4 課后拓展交流

課后，將專業(yè)知識點和課程思政要點進行深度整合，圍繞“立德樹人”目標，通過線上公開平臺如手機APP、公眾號等途徑發(fā)布思政閱讀材料及課外拓展學習資料。注重引入時事分析討論，及時更新水文地質相關工程案例，如結合洋山深水港、世茂深坑洲際酒店、港珠澳大橋等，增加學生對專業(yè)知識的理解與運用能力，引導學生在完成實驗之余，進一步思考所學知識理論的實用價值。積極開展師生互動，幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀，加強學生的專業(yè)認同感，培養(yǎng)學生服務于國家國民經(jīng)濟建設和社會可持續(xù)發(fā)展的遠大志向，為建設生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明社會做出貢獻。

3 結語

面對高校教育改革與發(fā)展的新形勢，高校思想政治教育已不單單局限于思政課教師，實驗課教師也應發(fā)揮思政教育的主導優(yōu)勢。從專業(yè)視野、課堂文化、學科建設等方面，將水文地質學的專業(yè)知識與社會主義核心價值觀有機融合。在實驗教學的全過程中，滲透思政教育細節(jié)，幫助學生從思政角度進一步認識、理解專業(yè)知識，為國家培養(yǎng)出更多富于使命感與責任感的水文地質人才。