水资源与水环境课程思政教学实践案例研究 \t

2024-12-25 00:00:00吴一平
高教学刊 2024年35期

摘 要:在当今全球变化的背景下,水资源与水环境保护是我国新时代生态文明建设的核心内容,也是国家经济社会与生态环境可持续发展的关键保障。该研究以水资源与水环境课程中的一节——都江堰水利工程及其内涵为案例,开展课程思政教学实践探索。该文详细阐述该课程思政案例的教学设计、方法及实践过程,详解如何充分利用课程中蕴含的思政元素将专业教育与思政教育有机融合,实现在讲授专业知识的同时潜移默化地开展思政教育,以期树立学生节水环保意识和绿色发展理念,培养学生精勤求学和科技兴国的责任担当和家国情怀,最终践行全方位育人。

关键词:水资源;水环境;水利工程;都江堰;课程思政

中图分类号:G641 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2024)35-0115-05

Abstract: In the context of global change, the protection of water resources and the aquatic environment is central to China's ecological civilization construction in the new era, and it is crucial for the sustainable development of the nation's economy, environment, and society. This study uses a section from the Water Resources and Water Environment course-specifically, the Dujiangyan Water Conservancy Project and its implications-as a case to explore the integration of ideological and political education within the curriculum. The paper provides a detailed account of the course's ideological and political education case, including its teaching design, methods, and implementation process. It explains how to effectively utilize the ideological elements inherent in the course to seamlessly integrate professional education with ideological and political education. The objective is to impart professional knowledge while subtly incorporating ideological and political education, aiming to develop students' awareness of water conservation, environmental protection, and green development principles, and to cultivate their sense of responsibility, commitment to scientific and technological advancement, and national pride. Ultimately, this approach seeks to achieve a comprehensive educational experience.

Keywords: water resources; water environment; hydraulic engineering; Dujiangyan; ideological and political education in courses

都江堰水利工程是一项拥有悠久历史的宏大工程,修建于两千多年前,被誉为“活的水利博物馆”。这个水利工程以其独特的“无坝引水”特征而在世界上独一无二。无论是在我国还是在世界范围内,都江堰水利工程都被视为古代水利工程的瑰宝,是世界水利的明珠。它不仅展现了古代中国人民卓越的水利技术,更体现了他们对自然资源的智慧利用和环境保护的理念。在如今科技高度发达的时代,都江堰水利工程依然屹立不倒,向人们展示着古老而伟大的文明。都江堰沿用至今仍发挥着防洪、灌溉、航运等重要作用,这对于将成都平原打造成“水旱从人”的天府之国可谓功不可没、造福千年。因此,都江堰促进了川蜀地区生态、经济、社会和文化的大发展[1]。本文围绕都江堰水利工程讲授的专业背景与知识主要包括:工程主体与修建过程、工作原理与功能作用。首先,在没有炸药和机械等的条件下,工程修建遇到了诸多难题,李冰父子率领民众探索出冰火相激之法,利用热胀冷缩原理开山凿石,耗时八年打开宝瓶口实现引水。其次,工程选址和布局借助了弯道水流特点,体现了利用自然、因势利导,从而达到事半功倍之效果;鱼嘴和飞沙堰的工作利用了弯道水流规律实现了分水、泄洪和排沙。最后,三项主体工事通力配合、协调统一,体现了人与自然和谐的理念及系统工程的科学思想[2]。依据专业知识内容,可以挖掘的思政要素很丰富,不仅有科学思想、哲学思维和系统理论,也有品性担当和民族精神,更有文化自信和家国情怀。最终使学生形成正确的世界观、人生观和价值观,激发学生对科学的探索和利用科技报效国家、服务人民的使命感,从而达到全方位育人的目的。

一 案例教学展示

(一) 案例描述

四川省位于中国西南地区,地形复杂,拥有众多河流。从川西到川东,地势落差接近7 000 m,形成了一个明显的西北高、东南低的格局。在这个地区,最重要的一条河流是岷江。岷江是长江上游最大的支流之一,从成都平原的西侧向南流去。岷江的水势湍急,特别是在丰水季节,当岷江从上游的高山深谷中涌出时,水量浩荡,逐渐形成洪水。这些洪水顺势淹没了成都平原,给当地农作物的种植带来了严重的影响。古代的蜀地,即今天的四川省,因为其特殊的地理位置和岷江的特性,常常被称为“泽国”“赤盆”,意味着这片土地非涝即旱。除了洪水的影响外,岷江还给这个地区带来了其他的问题。由于四川省地形复杂,岷江上游洪水带来了大量的泥沙,这导致河道淤积,河床不断上升。随着河床的上升,船舶航行变得异常困难,限制了交通和贸易等方面的发展。这进一步加剧了当地的水患问题,给人们的生活带来了巨大困扰。与洪水相反,在枯水季节,岷江的水被玉垒山拦截,无法东流入成都平原。这导致了农业无法得到足够的灌溉水源,影响了农作物的生长和收成。农业是古代社会的经济支柱,而岷江的特性使得古代蜀地的农业无法得到充分的保障,增加了人们生存的压力。因此,早年成都平原饱受旱涝之苦。秦国吞并蜀国后,为了进一步扩大势力、攻占楚国并实现整个天下的一统,决定将成都平原打造成重要的基地和军事粮仓。然而,成都平原一直受到岷江水患的困扰,给这一战略目标带来了巨大的威胁。为了解决这一问题,秦国派遣了精通治水的李冰担任蜀郡太守,并着手进行大规模的治水工作。李冰父子沿着岷江两岸进行实地考察,详细了解了当地的水情和地势情况。在深入研究后,他们提出了“分洪以减灾,引水以灌田”的治水理念。按照这一理念,他们决定采取科学有效的措施,既要分流洪水以减少灾害的发生,又要引水灌溉农田,实现水资源的合理利用。经过八年时间的不懈努力,李冰父子克服了各种困难,率领一众工匠成功地建成了都江堰水利工程。这一工程以鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口为核心,采用无坝取水的方式,实现了限量引水、泄洪排沙以及灌溉农田的目标。都江堰水利工程的建成彻底改变了成都平原恶劣的自然条件,实现了岷江水患的根治,极大地改善了当地的生态环境[3-4]。都江堰水利工程的建成不仅仅解决了成都平原的水患问题,还为该地区的经济社会发展带来了巨大的推动力。通过合理利用水资源,农田得到了有效灌溉,农作物得到了充足的供水,从而增加了农业产量。与此同时,灌溉系统的建设也促进了农村的发展,提高了人民的生活水平。另外,由于都江堰水利工程实现了泄洪排沙,减少了岷江泥沙带来的淤积问题,航运贸易得以畅通,进一步促进了经济的繁荣。总之,都江堰水利工程的成功建设是秦国吞并蜀国后为了统一天下而着手进行的一项重要任务。李冰父子的智慧和毅力,使得这一工程成为中国古代水利工程的杰作,为解决岷江水患、改善生态环境、促进经济社会发展作出了巨大贡献。都江堰的成功经验也为后世的治水工作提供了宝贵的借鉴和启示[5]。

(二) 教学方法与教学设计

1 教学方法

本节内容采用多种教学方法相结合的方式进行课程思政实践教学。首先,教师发挥引导作用,通过对知识点的解析和说明,引导学生深入理解和思考。其次,课程以案例为依托,通过实际案例的分析和研究,使学生能够将抽象的思想和理论应用到具体的情境中去。同时,多媒体应用在课堂教学中起到了重要的辅助作用,通过图片、视频等形式展示相关的信息和实例,使学生更加直观地理解和接受思政教育的内容。此外,小组讨论互动是课程思政实践教学的重要环节,学生可以在小组中进行思想交流和碰撞,通过讨论激发出更多的创新思维和见解。代表发言则是对学生个体表达能力的培养与提升,通过代表发言,学生可以进一步理清自己的思路,并将自己的观点传达给整个班级。最后,教师进行总结反馈,对学生的学习情况进行总结评价,并针对性地给出建议和指导,帮助学生更好地理解和应用课程内容。通过这样的多元化教学方式,课程思政实践教学不仅能够提高学生的思想素养和综合能力,还能够更好地培养学生的创新意识和实践能力,促进其全面发展。

2 教学设计

第一步:课程导入。

授课教师首先介绍水文学的研究对象与内容。从定义上明确水文学是研究地球上水的起源、存在、分布、循环和运动等变化规律和应用这些规律为人类服务的知识体系[6]。其次,讲授水文学的核心内容——水文循环。通过介绍地球上水的分布、总淡水和容易利用淡水所占的份额等让学生们明白全球淡水资源极为短缺和宝贵;通过强调中国的人均水资源量仅占世界平均水平的28%,而且我国不仅是水资源型缺水国家,也是水质型缺水国家[7],让大家产生更强的紧迫感和忧患意识。进而,激发大家要自觉养成节约用水的习惯,建立起水与生态环境保护意识,形成正确的生态文明观(图1)。再者,讲授我国主要受大陆季风气候影响,水资源在时间上和空间上分布极为不均,水旱灾害频发,水资源供需矛盾日趋严峻[8]。从而引出水利就是为了人类社会的生存和发展,对水进行时空调控以防治旱涝灾害,开发利用和保护水资源;而通过调控地表和地下水资源,达到除害兴利之目的而修建的工程被称为水利工程[9](图1)。最后引导出,虽然古今中外各类水利工程不胜枚举,但这节课讲解世界上唯一留存、无坝引水、两千多年来屹立不倒且沿用至今的享誉国内外的中国古代著名水利工程——都江堰水利工程,到这里就引导出了本节课的案例。

图1 案例导入环节

第二步:案例介绍。

在课程中,首先会对都江堰的工程概况进行讲授。为了引起学生的兴趣,我们会播放一段都江堰水利工程的介绍视频,以多媒体的方式呈现给学生。通过这种直观的方式,学生可以更好地了解都江堰的自然条件、位置布局、主体工事、功能作用、修建过程等方面的背景知识。这样,学生们就能够从整体上对都江堰有一个清晰而全面的认识。视频中将详细介绍都江堰的自然条件,包括该地区的水文地质情况、气候特点等。同时,通过展示都江堰的位置布局图,学生们可以了解到都江堰工程在地理位置上的重要性以及与周边区域的联系。此外,视频还会介绍都江堰工程的主体工事,如堤坝、分水堰、引水渠等,以及它们各自的功能和作用(图2)。学生们可以通过对这些工程构筑物的了解,深入理解都江堰水利工程的整体结构和工作原理。除了工程本身,视频还会展示都江堰水利工程的修建过程。学生们将看到修建过程中所面临的困难和挑战,以及人们如何克服这些困难并逐步完成整个工程的建设。通过对修建过程的了解,学生们将深刻认识到都江堰水利工程背后的艰辛努力和智慧积累。通过这样的课程设计,学生们可以通过观看视频,直观地了解都江堰水利工程的各个方面,从而对其产生浓厚的兴趣和探索欲望。同时,通过多媒体的方式,学生们也能够更加深入地理解和记忆相关知识,提高他们的学习效果。这种综合运用教学手段的方式,不仅能够满足学生对知识的渴望,还能够提高他们的学习主动性和参与度,促进他们对都江堰水利工程及其历史文化的全面认识与理解。

其次,讲授主体工事的工作原理。通过团队制作的原理图和公开获取的视频动画,向学生们详细介绍了工程的三项主体工事为①鱼嘴:作用是分水排沙。根据典型弯道过水横断面的形状——凸岸浅、凹岸深;凸岸流速慢,凹岸流速快,让大家理解弯道水流的特点为丰水期,凸岸一侧流量大(过水量大);而枯水期,凹岸一侧流量大(过水量大)。李冰父子正是利用这一特点,在江中修建鱼嘴,实现丰水期和枯水期分别取水四成和六成,达到了无坝无闸引水和趋利避害,这就是著名的“四六分水”。另外,弯道水流规律(回旋流理论),表层清水流向凹岸,底层浊水流向凸岸,这样八成的泥沙随底层浊流排至外江(岷江主流),从而达到排沙之目的,这就是著名的“二八分沙”(图3)。②飞沙堰:作用是调水、泄洪、排沙。枯水期,飞沙堰阻挡内江水流至外江,实现截水并引至宝瓶口;洪水期,内江多余的水越过飞沙堰流向外江,实现泄洪;根据弯道水流特点,河水向前流动的过程中伴随有横向环流,表层清水向凹岸,底层浊水向凸岸,这样大部分泥沙被排至外江,有效缓解泥沙淤积。飞沙堰排沙也被称为“二次排沙”。可见,飞沙堰的高度至关重要,“深淘滩,低作堰”就成了都江堰的岁修准则(图3)。③宝瓶口:作用是分洪和取水。一方面,汛期宝瓶口取走一部分江水,达到为岷江分洪的目的;另一方面,宝瓶口引水至成都平原,实现了农田灌溉。这部分是本案例的核心内容,思政元素也相当丰富[10]。工程的选址、工作原理、发挥的功能作用,无不体现了两千多年前古代劳动人民的智慧,他们不仅发现了科学规律,而且能够加以充分利用——借助自然、因势利导构筑工事;利用弯道水流规律和环流飞沙特点,实现分水排沙,趋利避害。这也进一步加强了学生的文化自信和民族自豪感。

再者,回过头来讲授这座水利工程的修建动机和建设过程。①修建动机:都江堰的建设初衷是为了防洪抗旱、保障军粮,所以它一开始瞄准的就是国家战略(秦昭王欲一统天下),服务的是社会重大需求,改善了民生,促进了生产,这才造就了其彪炳史册的伟业和难以言表的贡献。②修建过程:其一,宝瓶口修建借助了热胀冷缩原理,采用冰火相激以凿山碎石,耗时八年,终于凿开缺口实现引水。这种发现和利用科学规律的智慧以及愚公移山的精神都是值得肯定和学习的。其二,这项绝妙的工程并不是一开始就全盘设计出来的,为了引水东流,凿开宝瓶口;发现东边地势高、水流不畅,于是在江中修建鱼嘴,提升水位、加大引水和排沙;后又发现枯季引水依然不够,还存在泥沙淤积,那就再建一座飞沙堰,实现截水和二次排沙。可见,当时人们“遇到问题—分析解决;遇到新问题,再分析解决”;这一往复的过程体现的是摸着石头过河、不断探索的科学精神;同时也显示了我们民族百折不挠、愈挫愈勇的奋斗精神。

最后,总结都江堰水利工程分水、泄洪、排沙的功能作用,引用司马迁在《史记》中的论断总结都江堰水利工程的重要性——“都江堰建成,使成都平原‘水旱从人,不知饥馑,时无荒年,天下谓之天府也’”。都江堰水利工程集古人智慧精华,护千年农业发展。建成后,成都平原沃野千里,两千多年经久不衰,至今仍在发挥着经济、环境和生态等多种效益,可谓世界水利史上的璀璨明珠。教师再阐释该工程的三大意义:第一,防洪、灌溉、航运,有效地缓解了水旱灾害,保障了民生,改善了生态。第二,提高了生产力而稳定了蜀地的政治统治,有效地维护了国家和区域安全。第三,在保障安全和生态的基础上,促进了区域经济、社会和文化的大力发展,所谓生态兴,则文明兴。

图2 工程概况与主体工事

图3 工作原理

第三步:小组讨论。

在教师讲述完李冰父子修建都江堰工程的事迹后,我们会引导学生分小组进行讨论,并分享他们从这一水利工程中所学到的和所体会到的。通过这种互动的方式,学生们可以更深入地思考和理解都江堰水利工程为何被称为中国古代水利的瑰宝、世界水利的璀璨明珠。在小组讨论中,学生们可以一起探讨都江堰水利工程的巨大意义与价值。他们可以从环境保护角度出发,讨论都江堰如何有效调节水资源,解决干旱和洪水问题,同时实现灌溉和农业发展的平衡。他们还可以从经济发展的角度出发,探讨都江堰的修建如何为当地带来了繁荣和富裕,推动了社会进步和发展。此外,学生们还可以从技术创新与工程管理的角度出发,分析李冰父子在修建过程中所面临的困难和挑战,以及他们采取的解决方法和创新技术。通过这样的交流讨论,学生们可以相互启发和借鉴,不仅加深了对都江堰水利工程的理解,还能够拓宽他们的视野和思维方式。同时,这种互动课堂也大大激发了学生的学习兴趣和主动性。学生们在团队合作中培养了思考、组织和表达能力,他们能够更自信地陈述自己的观点,并尊重他人的意见。这种互动的教学方式有助于培养学生的批判性思维和创新精神,提高他们的综合素养和解决问题的能力。通过这样的学习体验,学生们将更深刻地认识到都江堰水利工程的伟大价值和影响,以及中国在水利工程领域的卓越贡献。

第四步:案例总结。

教师在听完学生发言后,进一步总结课堂内容,着重强调本节课所传授的主要知识内容是工程概况、工作原理、修建过程及功能作用。除了专业知识总结外,教师再从学生们的感悟体会和之前案例讲解中点出的思政元素,水到渠成地引申出思政教育的内容,可以归结为两大类。一类是科学思想、哲学思维及系统理论,包括借助自然、发现并利用科学规律;“遇到问题—分析解决,遇到新问题—再分析解决”这种摸着石头过河的哲学思维和科学探索精神;整个工程各项工事协调配合所体现的人与自然和谐的哲学思维和系统工程理论。另一类是性格品质和民族精神,包括李冰父子爱岗敬业和求实创新的工匠精神、勇挑重担和为民务实的奉献精神等;中国古代人民勤劳聪慧和勇敢坚毅的优秀品质,愚公移山、顽强拼搏和百折不挠的韧性和民族精神。因此,专业知识和思政教育有机融合,极大地丰富了课程内容,增强了课程趣味性,培养了学生专业自信和专业兴趣,启发了学生拼搏奋进的品性和爱国主义情怀,增强了文化自信和民族自豪感,最终使学生树立正确的世界观、人生观和价值观,激发他们科技创新、报效国家、服务民生的使命感与责任担当。

二 案例反思

本节课针对水文学的主要研究对象和内容,导入水利工程,重点讲授都江堰水利工程及其内涵。课程讲授采用了教师引导、案例讲解、多媒体应用、小组讨论互动和教师总结反馈等相结合的方式开展水资源与水环境课程思政实践教学。总体上,凭借课程内容中所蕴含的大量思政元素,潜移默化地将思政教育融入专业知识教育中,极大地丰富了课程内容,增强了课程趣味性,拓宽了课程的广度和深度,提升了育人的维度和高度。从实践效果看,专业教育与思政教育有机融合,两者相辅相成、相得益彰,学生在掌握专业知识和技能本领的同时,形成了正确的“三观”:培养了节水环保意识、生态绿色发展理念、精勤求学和科技兴国的责任担当和家国情怀。总之,课程思政达到了全方位育人的目的。另外,根据学生的课后评价和反馈,希望以后能够增加考察实践环节,该建议预期将进一步增强教学效果和学生的体验,提升育人成效。总之,在今后的课程教学中将以本案例为鉴,吸取经验和建议,认真组织和创新教学方式与手段,增加与课程相关的历史人物事迹、伟大工程建设、哲学思维和科学精神等的讲述和引申,并结合实践和科研项目,多措施协同推进,旨在将“立德树人”贯穿教学的始终,努力培养德才兼备的社会主义建设者和接班人。

三 结束语

本文以都江堰水利工程的课程教学实践为例,探索了如何将专业知识教育与思想政治教育有机融合,体现了课程思政在新时代高等教育中的应用价值。通过充分挖掘都江堰的历史背景、工程技术及其生态智慧,课程不仅帮助学生掌握了水资源与水环境领域的核心知识,还培养了他们的环境保护意识和社会责任感。实践表明,基于真实案例的课程思政设计能够有效激发学生的学习兴趣和家国情怀,并增强他们对可持续发展理念的理解和认同。在未来的教学中,将继续深化课程思政内涵,优化教学方法和评价机制,使思政教育与专业课程同频共振,进一步助力学生成长为具有全球视野和社会担当的复合型人才。

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