思政化的水文地质课程研究综述

孙永帅，张 薇

（1.中国农业大学 水利与土木工程学院，北京 100083；2.中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京 100083）

将思政元素融合于水文地质课程中，目的是为了增强对于学生的工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命责任感[1]。习近平总书记在2016 年的全国高校思想政治工作会议指出“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”[2]，2019 年习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上提出，要坚持显性教育和隐性教育相统一[3]。思政元素融入到各专业课程教育中成为当下教育讨论的热点内容。

思政元素融入水文地质专业教育中，通过在对学生进行思想教育的过程中，使学生认识到水文地质专业的重要性，水文地质专业的思政教育改革以课堂教育为主要切入点，依托于实践课程教育，课堂教育与实践教育相结合，“润无声”式融入思政元素，完成“立德树人”的教育目标[4]。《水文地质学基础》是一本针对初学者的入门教材，它深入浅出地讲解了水文地质学的核心概念、基本原理和分析技术，使读者能够更好地掌握知识。本文基于此分别对水文地质课程的课堂教育和实践教育所蕴含的思政元素进行深度挖掘，并且选取典型的教学案例从实际上分析思政元素融入后的教学效果。以期为《水文地质学基础》的初学者起到引导作用，对于水文地质方向的教育有一定的借鉴意义。

一 水文地质学基础课程内容研究

水文地质学基础是水文与水资源工程、地下水研究方向、环境工程及地质工程等研究方向的基础性课程。《水文地质学基础》一书将研究重点放在了地下水，旨在探索地下水在不同环境中的变化规律，研究地下水于岩石圈、水圈、大气圈、生物圈，以及人类活动等的关系，从而实现有效利用，避免可能带来的潜在风险。水文地质学研究的重点是探讨地下水的种类及其形成、运行状况、平衡性，并且根据我国的地质环境，深入研究各地的地质构造、地下水的埋藏情况、分布模式及渗漏情况，最终提出有效的地下水资源评价方案[5]。文章以书中的主要内容为例分析水文地质方向的课堂教育中所蕴含的思政元素。《水文地质学基础》一书主要包含十六个章节的内容，主要研究对象是地下水。学者对于水文地质学的长时间研究，课程已经发展形成理论教学、实践教学及课程设计于一体的课程教学体系[6]。将十六个章节的内容进行重新划分类别，可以分为前言介绍篇、基础理论篇、实践应用篇及课外拓展篇[7-8]。

二 水文地质课堂教育思政元素挖掘

针对于上述提出的四个篇章进行思政元素的深入挖掘（表1）。

表1 课程体系及思政元素分析

第一部分为前言介绍部分，包括书中的第一章绪论部分和第二章地球中水的分布与循环。这一篇章主要是针对于水文地质学的研究对象——地下水进行阐述，提出当代水文地质学的特点并进一步提出中国的水文地质特点。本书指出，水文地质学的研究范围已经大大超越了原先饱和带水的范畴，而是饱和带水和不饱和带水。这体现出在水文地质学的不断发展过程中其相关理论也是在不断地完善与发展的，正如哲学中的理论一般，事物是不断发展的且总体趋势是在不断前进的。除此之外，介绍利用“地下水源热泵”新技术作为空调能源。运用科学解决问题的思维方式，使能源利用达到可持续发展的目标。并且该技术有利于改善空气质量，缓解温室气体排放的压力。引起学生运用自己所学的科学知识解决问题，保护环境。书中还提到地下水是不可忽视的地灾因子，并且举例：地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷、浅蚀管涌、矿坑与隧道突水、海水入侵含水层及石窟文物破坏等，这都是地下水利用不当所产生的问题，在课程中引用这些例子引导学生学以致用，正确利用地下水，并且培养学生人与自然和谐共生的理念[9]。除此之外，学习水文地质学基础就不能不提起水文地质学先驱——王大纯先生。给学生讲述王大纯先生优秀事迹，学习王大纯先生的治学严谨、求真务实、勇于开拓的精神[10-11]。

第二部分是基础理论篇，涵盖了书中的第三章到第八章，以及第十章的内容。书中在解释含水层与隔水层定义时，特别之处在“相当数量”这一用词，并且解释道，在大型的供水水源中，供水能力强的岩层才是含水层，但是在小型供水水源中，有些透水性较差的岩层也可以看作是含水层。在这种例子面前可以引导学生学会“一分为二”辩证地看待问题，所有的事情并不是只有一种答案，并且还要学会“因地制宜”“因事制答”。书中描述包气带水时提到，研究包气带水是多个学科都在做的事情，研究水文地质，不仅仅是解决水的问题，而是可以解决多个学科的问题，以此引导学生用自己所学的水文地质的基础知识解决实际应用问题，激发学生对专业的热情，以及职业责任感和自豪感[12]。通过学习地下水中的化学成分更好地了解地下水污染的过程，才可以提出更好的水质改善的解决方法。引导学生形成遵循合理用水、科学治水的理念。在课堂上讲述准格尔盆地西部艾比湖的湖水由地下水补给再通过浓缩作用形成卤水。在这个过程中不仅仅可以向学生讲述地下水的浓缩作用，还可以展示祖国的大好河山，让学生感受大自然的鬼斧神工，激发学生对大自然的敬畏之心及对大自然的热爱之情[13]。

第三部分将第十一章孔隙水、第十二章裂隙水及第十三章岩溶水划分为实践应用篇。由于裂隙介质相当复杂，影响裂隙运动的因素有很多，为了对多种介质及多种影响因素的影响力大小进行评判，可以通过建立数学模型的方法，建立一个简化的概念模型。通过学科融合的方式解决问题，引导学生多维度地思考问题，让学生的思维更加发散，对于自己所学的知识更可以学以致用[14]。在介绍岩溶水时提到我国多位著名地质学家，并且列举了从19 世纪70 年代至今的研究结论，通过这种方式让学生知道我国科研人员的努力，体现出他们身上的探索精神，坚韧不拔的精神，更加反映出大国的工匠精神[15]。书中提出我国的南、北方的岩溶含水介质、孔隙大小及均匀性都有明显的差异，老师在讲解这里的时候就可以引出：我国地大物博，南北方距离足够大才会产生如此现象，激发学生的爱国之情及民族自豪感。正因如此，在解决我国的地下水环境问题时，不能照搬课本知识，应该实地考察，因地制宜[16]。

第四部分课外拓展篇包括第九章及第十四章到第十六章的内容。第九章主要是对地下水流系统进行扩展。最后三章分别是针对于地下水与水资源的关系、与生态环境的关系以及水文地质未来的发展方向和研究的方法。通过对相关知识的扩展可以让学生知道自己所学的知识有很大的发展空间，激发学生对自己所学专业的热爱之情[17]。学习相关的水资源管理和水与生态环境的知识，让学生了解地下水文化，明确地下水的重要地位，贯彻落实可持续发展理念，保证生态环境处于良性循环中。让学生明确节约用水及环保的重要性[18]。

三 水文地质实践教育思政元素挖掘

实践是理论学习的最终目的，实践教学不仅可以让学生巩固自己所学的理论知识，还可以在进行试验过程中提高学生解决问题的能力。但是不能单纯地重视理论教学也不能单纯地重视实践教学，应当合理分配课时，切实转变教育模式，创新教育方法，培养适应新时代的全民人才[19]。在本文中的实践教学是包括实验教学和实习教学两个方面。

翁红波[20-21]认为，实验应该按照其所追求的教学目标进行划分，包括基本实验、复杂综合性研究实验和指导性控制实验。给实验分等定级，划分实验难度，可以更好地在教学实践过程中因材施教。在水文地质学基础课程中基础类实验主要是：孔隙度、持水度和给水度的测定、达西渗流实验、潜水和承压水的模拟实验、包气带毛细力测定实验、孔隙水测定实验和水质分析测定实验等，旨在帮助学生更好地理解相关水文地质知识。通过这类基础实验课程，学生不仅可以深入了解基本的理论知识，还可以熟练掌握一些实践技能，从而更好地将所学知识应用于实际情况，从而提升自身的综合素质。为更进一步增强学生的求知欲望，拓宽学生的知识面，提高学生的综合素质，可以让学生自主进行设计综合类对比试验。野外实习是学生进行自主学习的机会，老师通过布置实习前的准备工作，主要是包括查阅相关的文献资料、准备实习器材等，发挥学生的主观能动性及自主学习的能力，更是让学生通过自己的探索获取知识[22]。带领学生参观水库，在参观过程中介绍我国的水利工程设施，讲述文化遗产。例如，三峡永久船闸全长6.4 km，不仅仅是三峡水利枢纽的三大建筑物之一，而且它的规模、级数和水头都处于世界领先地位，它的建设过程也极具挑战性，可以说是极具创新性的。这样的建筑是2 000 多名武警水电官兵搬掉了18 座山头，在山体中深度开挖而成[23-24]。在学习过程中学生体会到不怕苦、不怕累的工作态度，树立强烈的责任感和担当意识。参观船闸时，学生们不仅被宏伟的建筑物、“天下第一门”的内容所折服，还感受到了中华民族的智慧，比如愚公移山的精神，激发了他们的自信心，使他们拥有了更强的道德、理念、制度和文化的认知，并且给他们带来了极其深刻的思想体验[25-26]。除了深入研究水库的拦河坝、输水建筑和溢洪道的特性，以及它们的防洪能力、可利用能力和死库容，还需要综合考虑坝身、库容、库形和流速等多方面的因素，以确定该水库是湖泊型还是河川型；此外，还需要进行水文观测，以收集入库水的流速、流量、水位及其他水情数据（如沙子含量）。并且参观水库附近的气象服务站，可以通过电脑观测到实施的降水量，并测得年降水量。后期可以进行布置绘图作业任务，测得一定区域的水位变化情况，绘制流网，并在图中标明相关信息[27-29]。在这个过程中可以培养学生的勇于创新、求真务实、精益求精的工作精神。除此之外，寒暑假期间的社会实践活动，例如“三下乡”等活动。组织过程中可以引导学生以访谈的形式对水利企业或者坝区居民进行采访调研，并且可以安排学生在水利工程片区集中进行实践学习[30]。在实践活动过程中学生既可以有学习技能的提高，也可以丰富社会实践的经历，既响应习近平总书记的号召“服务基层”又可以增强学生的社会责任感。

四 水文地质生产实习教育思政元素挖掘

在水文地质生产实习过程中，思政元素是非常重要的，这些元素可以帮助学生更好地理解和应对实际工作中的各种挑战和问题。同时，通过分析发生的水文地质事故，可以更好地挖掘思政元素，从而提高学生的安全责任意识、思想道德素质和社会责任感。

例如，2015 年12 月25 日山东省临沂市平邑县石膏矿区大面积的采空区和巷道坍塌，造成29 人被困。矿难发生后，矿区水文地质条件发生剧烈的变化，产生膏上灰岩带泥质灰岩岩溶裂隙水，闭坑矿山老坑水和竖井井壁涌水三种充水水源。平邑石膏矿的坍塌给城市带来了严重的经济和环境影响。除此之外，经过专家和有关部门的不懈努力，通过地面垂直打孔方式进行救援，最终被困井下的矿工成功获救，这是国内大口径钻孔救援成功的首例，也是世界救援成功的第三例，在矿山救援史上具有里程碑的意义[31-32]。学生通过学习并分析平邑石膏矿坍塌的原因及后续救援过程，可以让学生分析救援过程中遇到的水文地质问题，将自己所学知识应用到实际案例中，激发学生吃苦耐劳、不畏艰难的爱岗敬业的精神，增强学生对水文地质安全的关注，增强社会责任感。

2013年3 月11 日在黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司鹤岗分公司振兴煤矿发生重大水害事故，造成18 人死亡，直接经济损失2 281 万元。由于逆断层下盘放顶煤开采过程中，水裂隙带的发展加剧，从而影响了上部煤层的采空区和断层带，最终导致了一场严重的水害事故发生。此外，由于水文地质技术管理的缺失，以及对于多条不同力学性质断裂构造的相互错动破坏条件下，近距离特厚煤层多煤层放顶重复采动可能引起顶板覆岩抽冒破坏的情况，以及其他一些专业知识的缺失，也都是导致这次事故的主要原因。除此之外，缺乏有效的水害防护措施，导致了严重的水害事故后果。这次事故共造成18 名矿工遇难，造成不可逆的生命财产损失[33-34]。学生可以通过对黑龙江煤矿发生重大水害事故分析，更好地理解水文地质工作的重要性和责任，提高自己的社会责任感和使命感。学生在学习事故问题的过程中，明确基础知识对于水文地质专业的重要性，让学生更加认真学习，激发学生的职业责任感，在面对工程实践问题时，坚持科学的良知。

此外，还可以在生产实习中加强对红色精神的传承。例如，习近平总书记于2022 年10 月28 日来到红旗渠进行考察，并提出“红旗渠就是纪念碑，记载了林县人不认命、不服输、敢于战天斗地的英雄气概。要用红旗渠精神教育人民特别是广大青少年，社会主义是拼出来、干出来、拿命换来的，不仅过去如此，新时代也是如此。”红旗渠是1960 年人工修建的灌渠，是一条在三年自然灾害期间修建出的灌渠，经过十年奋战，才完成通水工作。1969 年，红旗渠的建设为林县带来了巨大的变化，使得有效灌溉面积达到54 万亩（1 亩约等于667 m2），彻底改变了当地人民依赖于自然降雨的艰苦生活状况。借用红旗渠向学生讲述老一辈的自力更生、艰苦创业的故事，增强学生的团结协作、无私奉献精神[35-36]。

五 水文地质学基础课程思政化教学案例研究

为便于分析，本文将课堂教学与实践教学结合为一节课给出案例分析过程。文章以实践教学部分最著名的达西定律实验为例进行分析。

（一）导入

上课之前，通过给学生布置预习任务，查阅达西及达西定律的相关信息。调动学生积极学习的主动性。并且可以给学生播放有关达西生平的介绍视频，引起学生的兴趣，便于学生在后续上课阶段集中注意力。

（二）理论知识讲解

进行理论知识讲解过程中可以通过合理设置以下三个场景与学进行互动，适当融入思政元素。

场景一：引入达西人物。展示达西的照片主要是介绍达西生平工作事迹，着重讲解达西在科研工作中的探索精神。思政元素分析：学生可以学习达西的勇敢开拓精神及对于学术的执着与热爱[37]。

场景二：达西定律的出现，标志着法国第戎市供水净化系统的重大突破，法国水力学家达西在1856 年的研究中，利用均匀砂柱的渗流实验，得出线性渗透定律，这一定律极大地提升了第戎市的供水质量[7]。思政元素分析：让学生切实体会到自己所学知识的重要性，引导学生运用自己所学的知识解决实际应用问题。让学生更加知道要好好学习。

场景三：讲解达西定律相关公式。向同学们介绍，达西定律是后续解决渗流问题，建立数学模型的基础[38-39]。思政元素分析：在这个过程中有达西定律、数学模型及提到解决渗流问题，引导学生多维度多元化地解决问题。要有发散性思维，将自己所学知识融会贯通。

（三）实验过程分析

达西实验旨在收集基础数据，进行试样装样和饱和处理，并进行实验和测试。经过渗流实验的检查，可以获得准确的渗透系数，并且可以利用这些数据进一步地分析和处理，以便更好地验证线性渗透定律。学生进行实验操作过程中，老师需要在场巡视，积极帮助学生解决问题，并且要与学生进行沟通与交流，及时了解学生实验进程[40]。思政元素分析：在达西实验中，学生们不仅要参与“实验操作-实验验证”的实践活动，而且在实施“实验分析与设计”之前，也要深入探讨，从而有效地提升他们的动手实践技能、创新意识及专业思考能力。

六 结束语

课程是传播思政元素的有效途径。通过上述分析，得出以下结论：①文章首先对于《水文地质学基础》一书中所涵盖的思政元素进行分析，得出水文地质学是可以将水文地质得基础知识与科学发展观、可持续发展理念进行结合。②通过课堂理论学习亦或是实践课程学习可以激起同学们的爱国之情、民族自豪感等人文思想政治素养。③向学生们介绍生产实习过程中发生的水文地质事故，从中分析思政元素，从而提高学生在工作中的安全责任意识、思想道德素质和社会责任感。④文章通过列举实际案例，模拟学生在生产实习过程中遇到的问题，学生通过分析问题并解决问题，极大地锻炼了学生运用知识的能力，并激发学生的创新思维。通过上述分析，在水文地质课程中融入思政元素不仅可以激发学生的学习兴趣，提高学生的专业技能，培养学生的道德素养，还可以传播中国优秀的传统文化及中国特色社会主义理念。

在分析水文地质课程与思政元素结合的过程中发现相关的问题。首先是课堂教育中存在的问题，上课过程中“低头族”较多。老师可以通过播放课程视频或者向学生提问的方式改善这种情况，激发学生的学习兴趣。其次是实践教育过程中的问题，第一，实践教育的时间不充分，对于实践过程的细枝末节处理不够好，并且在野外实习过程中需要管理的学生太多，不能很好地进行一对一的指导服务。第二，野外实习过程中，实习器材不够，有的同学是一直负责测量，有的同学一直负责记录，整体上工作分工不合理，有的同学只能学会一项技能。老师可以有针对性地分组，并且按时观察学生的分工情况，并及时提醒学生交换工作，以达到每个学生都会进行有针对性的训练的目的。在此需要指出的是，在上述分析过程中所提到的思政元素不仅仅可以用于所举的例子中，大多数情况向各类思政元素可以共通，没有确切的使用标准，只要是引导学生成为更好的自己，实现“立德树人”的教育目标就可以认为思政元素运用正确。