李 鐸,李方紅,陳 康,許廣明,燕良東
河北地質(zhì)大學(xué) 水資源與環(huán)境學(xué)院,河北 石家莊 050031
實踐教學(xué)
黃壁莊水文地質(zhì)實習(xí)基地建設(shè)與教學(xué)改革
李 鐸,李方紅,陳 康,許廣明,燕良東
河北地質(zhì)大學(xué) 水資源與環(huán)境學(xué)院,河北 石家莊 050031
實踐教學(xué)是地質(zhì)類專業(yè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。近年來,隨著新理論、新技術(shù)、新方法和新手段的發(fā)展,實踐教學(xué)改革勢在必行。本文結(jié)合水文地質(zhì)行業(yè)對人才的知識需求,以及石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)和水文地質(zhì)類專業(yè)的特點,進(jìn)行了不斷的改革,在實習(xí)內(nèi)容拓展、學(xué)生能力培養(yǎng)、儀器設(shè)備建設(shè)中進(jìn)行了較大的改進(jìn);在實習(xí)指導(dǎo)教師培養(yǎng)、考核方式和實習(xí)教學(xué)管理與監(jiān)督方面進(jìn)行了較大的改革,取得了良好的教學(xué)效果。
水文地質(zhì);實習(xí)基地;實踐教學(xué);教學(xué)改革
hydrogeology; training base; practical training;teaching reform
河北地質(zhì)大學(xué)地下水科學(xué)與工程專業(yè)和水文與水資源工程專業(yè)是在原水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。地下水科學(xué)與工程專業(yè)課程設(shè)置與原水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè)相近。水文與水資源工程專業(yè)課程設(shè)置以原水文地質(zhì)課程為主,兼顧了地表水資源的部分課程,其特色是地下水資源的勘查、評價、開發(fā)和管理。這兩個專業(yè)本科階段共設(shè)置4次野外實習(xí),大一地質(zhì)認(rèn)識實習(xí)2周,大二地質(zhì)填圖實習(xí)4周,大三水文地質(zhì)實習(xí)5周和大四畢業(yè)實習(xí)7周。水文地質(zhì)實習(xí)是地下水科學(xué)與工程專業(yè)和水文與水資源工程專業(yè)培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識極為重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),是學(xué)生到野外進(jìn)一步理論聯(lián)系實際、進(jìn)行專業(yè)知識和專業(yè)思想雙重教育的重要手段,是培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析問題和解決問題的邏輯思維能力的重要過程,同時也是培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞艱苦奮斗精神的最佳機(jī)會。
近年來,國內(nèi)學(xué)者對實習(xí)基地建設(shè),進(jìn)行了許多改革,肖長來等提出了具有專業(yè)特色的四階段創(chuàng)新模式[1];武雄等針對中國地質(zhì)大學(xué)(北京)水文地質(zhì)專業(yè)教學(xué)實習(xí),提出了建立實習(xí)區(qū)三維水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型、制作多媒體專業(yè)圖件和演示系統(tǒng)、豐富實習(xí)內(nèi)容增強(qiáng)學(xué)生動手能力的培養(yǎng)的改革[2];高淑貞等探索了地質(zhì)、測量、水文與工程地質(zhì)、地球物理方法跨專業(yè)綜合實踐教學(xué)體系[3];張紫昭等對實習(xí)內(nèi)容完善和實踐環(huán)節(jié)建設(shè)提出了進(jìn)一步的改進(jìn)[4];李虎杰等構(gòu)建了“一個中心、三個層次、四個訓(xùn)練”的實踐教學(xué)體系,將理論教學(xué)、實驗教學(xué)和實踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合在一起[5];王心源等強(qiáng)調(diào)了新技術(shù)手段在實踐教學(xué)中的應(yīng)用,提出了積極推進(jìn)高校與地方共建實習(xí)基地[6];羅玉華等討論了巢湖地學(xué)實習(xí)基地的管理模式,實行廠校共建的管理模式,重視加強(qiáng)野外實習(xí)的配套建設(shè),完善基地體系,建立開放型實習(xí)基地[7]。這些針對水文地質(zhì)實習(xí)教學(xué)的改革,對水文地質(zhì)實踐教學(xué)基地建設(shè)起到了積極的推進(jìn)作用。
河北地質(zhì)大學(xué)在50多年發(fā)展過程中,建設(shè)有多個地學(xué)實習(xí)基地,即,河北秦皇島柳江盆地地質(zhì)認(rèn)識實習(xí)基地,河北下花園地質(zhì)實習(xí)基地,河北張河灣地質(zhì)實習(xí)基地,河北淶源地質(zhì)實習(xí)基地,河北臨城地質(zhì)實習(xí)基地,河北黃壁莊水文地質(zhì)實習(xí)基地,河北宣化水文地質(zhì)實習(xí)基地等。由于地
質(zhì)條件和其他原因,現(xiàn)在保留的實習(xí)基地為河北秦皇島柳江盆地地質(zhì)認(rèn)識實習(xí)基地、河北張河灣地質(zhì)實習(xí)基地、河北臨城地質(zhì)實習(xí)基地、河北黃壁莊水文地質(zhì)實習(xí)基地。黃壁莊教學(xué)實習(xí)基地作為水文地質(zhì)實習(xí)有著優(yōu)越的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件,經(jīng)過多年的建設(shè),在實習(xí)內(nèi)容拓展、學(xué)生能力培養(yǎng)、儀器設(shè)備建設(shè)中進(jìn)行了較大的改進(jìn),在實習(xí)指導(dǎo)教師培養(yǎng)、考核方式和實習(xí)教學(xué)管理與監(jiān)督方面進(jìn)行了較大的改革,取得了良好的教學(xué)效果。
黃壁莊實習(xí)區(qū)位于河北省石家莊市西北部,距市區(qū)約25km,橫跨石家莊市轄屬的平山縣、靈壽縣、正定縣和鹿泉市四縣市交界區(qū)域,面積約86km2。區(qū)內(nèi)公路四通八達(dá),主要有石家莊市至平山縣、鹿泉市和靈壽縣的高等級公路,縣與縣之間的高等級公路,各鄉(xiāng)村之間的村村通公路,為實習(xí)提供了便利的交通條件。
黃壁莊地區(qū)處于太行山東側(cè)與華北平原銜接部位,主要地貌單元有:低山、丘陵、山間洼地與溝谷、山前傾斜平原與河谷。西南部為低山、丘陵,最高峰海拔498m,溝谷縱橫,地形切割明顯,坡度較大,相對高差50~200m;東部和東北部為滹沱河沖洪積扇的頂、中部,屬傾斜平原及河谷地貌,地勢相對較低。
實習(xí)區(qū)內(nèi)的主要河流為滹沱河,此外,黃壁莊水庫、石津渠、靈正渠和南水北調(diào)應(yīng)急工程引水渠道等蓄水和石家莊市引水工程也位于該區(qū)內(nèi)。
河谷階地區(qū)主要為黃壁莊水庫大壩下游滹沱河河谷階地,發(fā)育有一級階地和臺地,其中一級階地因洪水及人為作用影響而不明顯。在河流兩岸均可見到臺地,其下部巖性為中更新統(tǒng)粉土類土、砂、卵礫石的混雜堆積物,無分選,礫石成分復(fù)雜,巖性與上游各種類型的基巖成分相同,礫石磨圓度較好,呈圓狀、次圓狀,礫徑大小不—,一般小于50cm;上部巖性為上更新統(tǒng)黃土狀土,柱狀節(jié)理發(fā)育,富含鈣質(zhì)結(jié)核,偶見少量亞砂土,夾少量砂、礫石,有些地方可見古土壤層。臺地陡坎高10 m左右,臺地面平坦。實習(xí)區(qū)第四紀(jì)地層在山前傾斜平原、山間洼地及河谷等地區(qū)廣泛分布。地層成因類型復(fù)雜,主要有沖洪積、坡積、坡洪積、殘積、風(fēng)積和人工堆積等。
黃壁莊水庫總庫容為12.1億 m3,為石家莊市城市供水水源地。水庫樞紐由主壩、副壩、正常溢洪道、非常溢洪道、石津渠渠首重力壩及電站、靈正渠穿壩涵管及電站等六項主要建筑物組成。主壩和副壩均為水中填土均質(zhì)土壩,主壩全長1843m,副壩長6907.3m。上游采用粘土水平鋪蓋防滲,鋪蓋層厚度1 m左右。主壩壩基覆蓋層為中粗砂和卵礫,厚7~16m,下游設(shè)褥墊反濾排水。副壩壩基覆蓋層為25~40m的粘土、砂、卵礫石層,副壩壩基滲漏嚴(yán)重,壩后設(shè)減壓井和排水溝,排水減壓。水庫長期帶病運行,安全方面存在隱患,1986年被國家列為首批43座重點病險庫之一。副壩于1999~2003年進(jìn)行防滲加固。黃壁莊水庫的這些特征,成為一個非常好的教學(xué)案例。
黃壁莊地區(qū)地下水類型較全,西南部山區(qū)為基巖區(qū),分布有高于莊組和中寒武統(tǒng)石灰?guī)r巖溶水,大紅峪組砂巖裂隙水,山前分布第四系孔隙水,有現(xiàn)代河谷區(qū)和古河道區(qū),地貌單元清楚,地下水富水性和水化學(xué)分區(qū)明顯,水文地質(zhì)條件比較清楚。是進(jìn)行水文地質(zhì)實習(xí)非常好的區(qū)域。
實踐教學(xué)作為專業(yè)教學(xué)的重要組成部分,是培養(yǎng)綜合型高素質(zhì)人才的重要途徑,通過這一過程使學(xué)生獲得感性認(rèn)識,掌握基本方法、基本技術(shù)的必要教學(xué)環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會科學(xué)思考和掌握正確的分析方法,鍛煉創(chuàng)造性解決實際問題的能力。
穩(wěn)定的實習(xí)基地是實踐教學(xué)活動的基本前提和保證,實習(xí)基地的設(shè)施和條件直接影響著實習(xí)教學(xué)的質(zhì)量[8]。
1.實習(xí)環(huán)節(jié)
三年級實習(xí)時間為5周,共分為四個階段。第一階段,踏勘,主要了解本區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件,水利工程概況,垃圾填埋場選址、防滲、防污和廢液氣處理等,在此基礎(chǔ)上選擇實測水文地質(zhì)剖面線;第二階段,實測水文地質(zhì)剖面,掌握實測水文地質(zhì)剖面的方法,剖面圖的編制要求和方法,提交實測水文地質(zhì)剖面成果圖;第三階段,水文地質(zhì)勘查,進(jìn)行水文地質(zhì)測繪、水文地質(zhì)試驗等調(diào)查工作;第四階段,資料整理和編寫報告,按照規(guī)范整理調(diào)查數(shù)據(jù)、試驗數(shù)據(jù),編制成果圖和成果表,評價地下水資源量和地下水水質(zhì),編寫水文地質(zhì)報告。
2.實習(xí)內(nèi)容和擴(kuò)展
黃壁莊水文地質(zhì)教學(xué)實習(xí)是在完成部分專業(yè)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的野外綜合性實習(xí),是大學(xué)三年級的主要教學(xué)內(nèi)容之一,其目的是通過實習(xí),
使學(xué)生加深對課堂知識的理解,增強(qiáng)感性認(rèn)識,初步掌握水文地質(zhì)工作程序和工作方法,熟悉本專業(yè)的工作規(guī)范,掌握水文地質(zhì)勘察方法、野外試驗和室內(nèi)測試技術(shù),學(xué)會資料整理和編寫水文地質(zhì)生產(chǎn)報告;提高專業(yè)素質(zhì),增強(qiáng)分析問題、解決問題的能力,同時養(yǎng)成實事求是、吃苦耐勞的工作作風(fēng)。
黃壁莊水文地質(zhì)教學(xué)實習(xí)主要內(nèi)容包括:水文地質(zhì)測繪、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查、環(huán)境污染調(diào)查、水文地質(zhì)試驗、地下水水量評價、地下水水質(zhì)評價、地下水資源保護(hù)、黃壁莊水庫工程建筑特征及問題,垃圾填埋場的選址及防污工程,資料整理、編圖和編寫報告等?;旧虾w了水文地質(zhì)工作的全過程和全部內(nèi)容。
多年來,我校與中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所建立了長期友好的合作關(guān)系,借助水環(huán)所的試驗場平臺安排我校學(xué)生實習(xí),試驗場有氣象觀測站、抽水試驗系統(tǒng)、大型蒸滲試驗儀等,我校學(xué)生在此進(jìn)行氣象觀測實習(xí)和干擾井群抽水試驗實習(xí)。
3.學(xué)生能力培養(yǎng)
三年級專業(yè)實習(xí)安排在學(xué)生完成了專業(yè)主體課程的學(xué)習(xí)之后。在實習(xí)教學(xué)中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位,充分調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在實習(xí)踏勘和實測剖面之后,由學(xué)生自己按照規(guī)范設(shè)計水文地質(zhì)測繪的路線、調(diào)查點的分布、調(diào)查內(nèi)容、水樣的采取等所有工作,安排每天的調(diào)查路線、資料整理、組員的分工合作等。學(xué)生自行完成抽水試驗設(shè)計,進(jìn)行抽水試驗和水文地質(zhì)參數(shù)計算,編寫抽水試驗報告。在老師指導(dǎo)下,完成資料匯總,編寫報告,最終提交生產(chǎn)成果。
通過三年級實習(xí)的鍛煉后,學(xué)生的動手能力、野外獨立工作能力和文字整理能力及表達(dá)能力都有了很大的提高,具備了進(jìn)行水文、地下水資源調(diào)查、評價和開發(fā)利用等方面的基本技能。
4.儀器設(shè)備建設(shè)
20世紀(jì)三年級水文地質(zhì)實習(xí)所用儀器還局限在傳統(tǒng)的三大件(地質(zhì)錘、羅盤和放大鏡),水位觀測也采用電線和電表的老方法,近年來我校投入建設(shè)經(jīng)費,增加了GPS、水位自動檢測儀、水質(zhì)分析儀、流量計、聲頻大地電場儀等。這些儀器的增加,開發(fā)了多項實習(xí)內(nèi)容,開闊了學(xué)生的視野,加強(qiáng)了學(xué)生的實踐能力。
學(xué)院從2005年至今引進(jìn)了19名青年博士和碩士,這些青年教師全部來自于高校和研究院所的應(yīng)屆畢業(yè)生,實踐能力相對較弱。學(xué)院針對這一情況制訂了青年教師培養(yǎng)計劃:(1)加強(qiáng)地質(zhì)基礎(chǔ)知識。要求新引進(jìn)的青年教師,第一年跟本科生一起學(xué)習(xí)“地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”、“礦物巖石學(xué)”和“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”課程,進(jìn)入地質(zhì)實驗室,學(xué)習(xí)礦物、巖石手標(biāo)本的認(rèn)識。(2)加強(qiáng)野外實踐的培訓(xùn)。新引進(jìn)的教師,前三年必須參加一年級的認(rèn)識實習(xí)、二年級的地質(zhì)填圖實習(xí)和三年級水文地質(zhì)專業(yè)實習(xí),利用實習(xí)前的踏勘時間,由老教師在野外集中講授野外地質(zhì)現(xiàn)象,并進(jìn)行集體備課統(tǒng)一認(rèn)識。前三年青年教師不能單獨指導(dǎo)學(xué)生實習(xí),只能輔助老教師帶學(xué)生實習(xí)。要求新教師至少有一次與學(xué)生一樣完成圖形的繪制和報告的編寫。(3)參加生產(chǎn)項目。鼓勵青年教師參加老教師主持的生產(chǎn)項目,或者利用假期時間參加生產(chǎn)單位的水文地質(zhì)調(diào)查項目,得到充分實踐鍛煉。
為了達(dá)到較好的教學(xué)效果,規(guī)定1名教師帶學(xué)生數(shù)為10~15名。盡可能地做到單獨指導(dǎo)。
學(xué)生的評價指標(biāo)主要與他們的主觀能動性、綜合能力、投入程度、技術(shù)掌握熟練程度等相關(guān)。以往對學(xué)生實習(xí)考核主要是考核實習(xí)報告編寫、相應(yīng)圖件編繪和野外實習(xí)表現(xiàn)。水文地質(zhì)實習(xí)以小組為單位,8~10人一組,報告編寫和圖件編繪以小組為單位,每個小組可以一起討論,這樣有些學(xué)生存在偷懶抄襲現(xiàn)象。為盡可能避免上述事情的發(fā)生,我們采用了綜合考核方式,考核實習(xí)報告編寫、圖件編繪、野外表現(xiàn)、野外記錄、室內(nèi)資料整理、巖石標(biāo)本識別和綜合考試,按照重要程度給出權(quán)重,最后取加權(quán)平均值為學(xué)生的最終成績。
實習(xí)報告考核編寫內(nèi)容是否正確全面,水文地質(zhì)條件表述是否準(zhǔn)確,語言文字表達(dá)是否規(guī)范等;圖件編制考核圖件內(nèi)容是否正確及符合規(guī)范;野外記錄是否全面、工整,回來后是否進(jìn)行了整理等;標(biāo)本識別主要讓學(xué)生辨認(rèn)本實習(xí)區(qū)出現(xiàn)的巖石類型、特征;綜合考試主要考核區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件、相關(guān)的基礎(chǔ)知識、實習(xí)時進(jìn)行的工作方法、試驗方法等實習(xí)過程中涉及的相關(guān)知識。
黃壁莊實習(xí)區(qū)距石家莊市區(qū)約25km,距學(xué)校
不到40km,交通方便,學(xué)校從交通公司租大巴送學(xué)生到達(dá)實習(xí)區(qū)。學(xué)生學(xué)習(xí)、生活在學(xué)校,學(xué)校的教學(xué)條件、生活條件等均可以利用。因此,實習(xí)的硬件與生活條件都比較優(yōu)越,確保實習(xí)正常進(jìn)行。
學(xué)校和學(xué)院對野外教學(xué)實習(xí)進(jìn)行規(guī)范管理,學(xué)校制訂了《石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院實習(xí)教學(xué)工作管理規(guī)定》、《石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院校外實習(xí)安全管理規(guī)定》,學(xué)院制訂了《野外教學(xué)實習(xí)管理規(guī)定》、《實習(xí)指導(dǎo)教師守則》,實習(xí)隊制訂了《黃壁莊實習(xí)基地管理規(guī)定》、《學(xué)生紀(jì)律及違紀(jì)處罰規(guī)定》、《黃壁莊實習(xí)教學(xué)大綱》、《黃壁莊教學(xué)實習(xí)計劃》。通過這些規(guī)定的執(zhí)行,規(guī)范了教師的教學(xué)行為,教師按照實習(xí)教學(xué)大綱的要求指導(dǎo)學(xué)生實習(xí)。實習(xí)結(jié)束后,實習(xí)隊撰寫實習(xí)總結(jié),總結(jié)經(jīng)驗,找出不足,以便進(jìn)一步改正。
各級管理部門對生產(chǎn)實習(xí)進(jìn)行監(jiān)督,校、院對實習(xí)隊提交實習(xí)計劃進(jìn)行嚴(yán)格審核,審核通過后返回實習(xí)隊實施。實習(xí)過程中,學(xué)校、學(xué)院不定期抽查實習(xí)計劃執(zhí)行情況,督促實習(xí)隊按計劃執(zhí)行。實習(xí)隊通過檢查教師的教案、學(xué)生記錄和筆記,考核教師的工作過程是否到位,教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容是否按教學(xué)計劃進(jìn)行,考核學(xué)生是否認(rèn)真聽講、是否認(rèn)真觀察野外地質(zhì)現(xiàn)象。
總之,經(jīng)過多年建設(shè),地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件較好,實習(xí)內(nèi)容較全面,學(xué)生通過實習(xí)可獲得較全面系統(tǒng)的專業(yè)訓(xùn)練。但黃壁莊水文地質(zhì)實習(xí)基地還存在著不足:基礎(chǔ)地質(zhì)資料較少,還需要進(jìn)一步收集和調(diào)查;缺少水文地質(zhì)鉆探和地球物理勘探實習(xí)內(nèi)容。這些將在今后的建設(shè)中逐漸完善。
[1] 肖長來,梁秀娟,高淑貞,等.地下水科學(xué)與工程專業(yè)本科實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革與實踐[J].中國地質(zhì)教育,2012(1):28-33.
[2] 武雄,胡伏生,劉明柱,等.秦皇島柳江盆地水文地質(zhì)專業(yè)教學(xué)實習(xí)改革初探[J].中國地質(zhì)教育,2008(4):164-166.
[3] 高淑貞,郭巍,金錦花,等.地學(xué)野外綜合實踐教學(xué)體系的創(chuàng)建和探索[J].中國地質(zhì)教育,2013(1):19-22.
[4] 張紫昭,董青紅,趙新生,等.新疆大學(xué)昌吉實習(xí)基地建設(shè)和教學(xué)應(yīng)用[J].中國地質(zhì)教育,2012(3):61-63.
[5] 李虎杰,崔春龍,陳廷方.地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生工程素養(yǎng)和實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實踐[J].中國地質(zhì)教育,2010(3):14-17.
[6] 王心源,張廣勝,賈冠忠,等.安徽省巢湖野外地質(zhì)實習(xí)基地建設(shè)與改革研究[J].中國地質(zhì)教育,2012(3):47-51.
[7] 羅玉華,連蕓.巢湖地學(xué)實習(xí)基地的建設(shè)與管理模式[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2007,21(5):43-46.
[8] 葉真華.同濟(jì)大學(xué)巢湖地質(zhì)實習(xí)基地建設(shè)和教學(xué)改革[J].中國地質(zhì)教育,2012(1):128-131.
G642
A
1006-9372(2016)02-0078-04
2015-08-01。
河北省高等教育教學(xué)教改研究與實踐項目(2015GJJG119);河北省高等學(xué)校實驗教學(xué)示范中心“水資源環(huán)境實驗教學(xué)中心”;河北省高等學(xué)校本科教育創(chuàng)新高地“水利水電教育創(chuàng)新高地”。
李 鐸,男,教授,主要從事水文地質(zhì)教學(xué)與研究工作。
投稿網(wǎng)址: www.chinageoeducation.net.cn 聯(lián)系郵箱:bjb3162@cugb.edu.cn
李鐸,李方紅,陳康,等.黃壁莊水文地質(zhì)實習(xí)基地建設(shè)與教學(xué)改革[J].中國地質(zhì)教育,2016,25(2):78-81.
Title: Teaching Reform and Construction of Hydrogeology Training Base in Huangbizhuang
Author(s): LI Duo, LI Fang-hong, CHEN Kang, XU Guang-ming, YAN Liang-dong