黄壁庄水文地质实习基地建设与教学改革

河北地质大学地下水科学与工程专业和水文与水资源工程专业是在原水文地质与工程地质专业的基础上发展起来的。地下水科学与工程专业课程设置与原水文地质与工程地质专业相近。水文与水资源工程专业课程设置以原水文地质课程为主，兼顾了地表水资源的部分课程，其特色是地下水资源的勘查、评价、开发和管理。这两个专业本科阶段共设置4次野外实习，大一地质认识实习2周，大二地质填图实习4周，大三水文地质实习5周和大四毕业实习7周。水文地质实习是地下水科学与工程专业和水文与水资源工程专业培养和训练学生水文地质学基础知识极为重要的实践教学环节，是学生到野外进一步理论联系实际、进行专业知识和专业思想双重教育的重要手段，是培养学生的观察能力、分析问题和解决问题的逻辑思维能力的重要过程，同时也是培养学生吃苦耐劳艰苦奋斗精神的最佳机会。 近年来，国内学者对实习基地建设，进行了许多改革，肖长来等提出了具有专业特色的四阶段创新模式[1]；武雄等针对中国地质大学（北京）水文地质专业教学实习，提出了建立实习区三维水文地质结构模型、制作多媒体专业图件和演示系统、丰富实习内容增强学生动手能力的培养的改革[2]；高淑贞等探索了地质、测量、水文与工程地质、地球物理方法跨专业综合实践教学体系[3]；张紫昭等对实习内容完善和实践环节建设提出了进一步的改进[4]；李虎杰等构建了“一个中心、三个层次、四个训练”的实践教学体系，将理论教学、实验教学和实践教学有机结合在一起[5]；王心源等强调了新技术手段在实践教学中的应用，提出了积极推进高校与地方共建实习基地[6]；罗玉华等讨论了巢湖地学实习基地的管理模式，实行厂校共建的管理模式，重视加强野外实习的配套建设，完善基地体系，建立开放型实习基地[7]。这些针对水文地质实习教学的改革，对水文地质实践教学基地建设起到了积极的推进作用。 河北地质大学在50多年发展过程中，建设有多个地学实习基地，即，河北秦皇岛柳江盆地地质认识实习基地，河北下花园地质实习基地，河北张河湾地质实习基地，河北涞源地质实习基地，河北临城地质实习基地，河北黄壁庄水文地质实习基地，河北宣化水文地质实习基地等。由于地 质条件和其他原因，现在保留的实习基地为河北秦皇岛柳江盆地地质认识实习基地、河北张河湾地质实习基地、河北临城地质实习基地、河北黄壁庄水文地质实习基地。黄壁庄教学实习基地作为水文地质实习有着优越的地质、水文地质条件，经过多年的建设，在实习内容拓展、学生能力培养、仪器设备建设中进行了较大的改进，在实习指导教师培养、考核方式和实习教学管理与监督方面进行了较大的改革，取得了良好的教学效果。 一、黄壁庄实习基地概况 黄壁庄实习区位于河北省石家庄市西北部，距市区约25km，横跨石家庄市辖属的平山县、灵寿县、正定县和鹿泉市四县市交界区域，面积约86km2。区内公路四通八达，主要有石家庄市至平山县、鹿泉市和灵寿县的高等级公路，县与县之间的高等级公路，各乡村之间的村村通公路，为实习提供了便利的交通条件。 黄壁庄地区处于太行山东侧与华北平原衔接部位，主要地貌单元有：低山、丘陵、山间洼地与沟谷、山前倾斜平原与河谷。西南部为低山、丘陵，最高峰海拔498m，沟谷纵横，地形切割明显，坡度较大，相对高差50～200m；东部和东北部为滹沱河冲洪积扇的顶、中部，属倾斜平原及河谷地貌，地势相对较低。 实习区内的主要河流为滹沱河，此外，黄壁庄水库、石津渠、灵正渠和南水北调应急工程引水渠道等蓄水和石家庄市引水工程也位于该区内。 河谷阶地区主要为黄壁庄水库大坝下游滹沱河河谷阶地，发育有一级阶地和台地，其中一级阶地因洪水及人为作用影响而不明显。在河流两岸均可见到台地，其下部岩性为中更新统粉土类土、砂、卵砾石的混杂堆积物，无分选，砾石成分复杂，岩性与上游各种类型的基岩成分相同，砾石磨圆度较好，呈圆状、次圆状，砾径大小不—，一般小于50cm；上部岩性为上更新统黄土状土，柱状节理发育，富含钙质结核，偶见少量亚砂土，夹少量砂、砾石，有些地方可见古土壤层。台地陡坎高10 m左右，台地面平坦。实习区第四纪地层在山前倾斜平原、山间洼地及河谷等地区广泛分布。地层成因类型复杂，主要有冲洪积、坡积、坡洪积、残积、风积和人工堆积等。 黄壁庄水库总库容为12.1亿 m3，为石家庄市城市供水水源地。水库枢纽由主坝、副坝、正常溢洪道、非常溢洪道、石津渠渠首重力坝及电站、灵正渠穿坝涵管及电站等六项主要建筑物组成。主坝和副坝均为水中填土均质土坝，主坝全长1843m，副坝长6907.3m。上游采用粘土水平铺盖防渗，铺盖层厚度1 m左右。主坝坝基覆盖层为中粗砂和卵砾，厚7～16m，下游设褥垫反滤排水。副坝坝基覆盖层为25～40m的粘土、砂、卵砾石层，副坝坝基渗漏严重，坝后设减压井和排水沟，排水减压。水库长期带病运行，安全方面存在隐患，1986年被国家列为首批43座重点病险库之一。副坝于1999～2003年进行防渗加固。黄壁庄水库的这些特征，成为一个非常好的教学案例。 黄壁庄地区地下水类型较全，西南部山区为基岩区，分布有高于庄组和中寒武统石灰岩岩溶水，大红峪组砂岩裂隙水，山前分布第四系孔隙水，有现代河谷区和古河道区，地貌单元清楚，地下水富水性和水化学分区明显，水文地质条件比较清楚。是进行水文地质实习非常好的区域。 二、实习基地建设 实践教学作为专业教学的重要组成部分，是培养综合型高素质人才的重要途径，通过这一过程使学生获得感性认识，掌握基本方法、基本技术的必要教学环节，培养学生学会科学思考和掌握正确的分析方法，锻炼创造性解决实际问题的能力。 稳定的实习基地是实践教学活动的基本前提和保证，实习基地的设施和条件直接影响着实习教学的质量[8]。 1.实习环节 三年级实习时间为5周，共分为四个阶段。第一阶段，踏勘，主要了解本区的地质、水文地质条件，水利工程概况，垃圾填埋场选址、防渗、防污和废液气处理等，在此基础上选择实测水文地质剖面线；第二阶段，实测水文地质剖面，掌握实测水文地质剖面的方法，剖面图的编制要求和方法，提交实测水文地质剖面成果图；第三阶段，水文地质勘查，进行水文地质测绘、水文地质试验等调查工作；第四阶段，资料整理和编写报告，按照规范整理调查数据、试验数据，编制成果图和成果表，评价地下水资源量和地下水水质，编写水文地质报告。 2.实习内容和扩展 黄壁庄水文地质教学实习是在完成部分专业课学习的基础上进行的野外综合性实习，是大学三年级的主要教学内容之一，其目的是通过实习， 使学生加深对课堂知识的理解，增强感性认识，初步掌握水文地质工作程序和工作方法，熟悉本专业的工作规范，掌握水文地质勘察方法、野外试验和室内测试技术，学会资料整理和编写水文地质生产报告；提高专业素质，增强分析问题、解决问题的能力，同时养成实事求是、吃苦耐劳的工作作风。 黄壁庄水文地质教学实习主要内容包括：水文地质测绘、环境地质调查、环境污染调查、水文地质试验、地下水水量评价、地下水水质评价、地下水资源保护、黄壁庄水库工程建筑特征及问题，垃圾填埋场的选址及防污工程，资料整理、编图和编写报告等。基本上涵盖了水文地质工作的全过程和全部内容。 多年来，我校与中国地质科学院水文地质环境地质研究所建立了长期友好的合作关系，借助水环所的试验场平台安排我校学生实习，试验场有气象观测站、抽水试验系统、大型蒸渗试验仪等，我校学生在此进行气象观测实习和干扰井群抽水试验实习。 3.学生能力培养 三年级专业实习安排在学生完成了专业主体课程的学习之后。在实习教学中强调学生的主体地位，充分调动和发挥学生的学习自主性，培养学生的创新能力。在实习踏勘和实测剖面之后，由学生自己按照规范设计水文地质测绘的路线、调查点的分布、调查内容、水样的采取等所有工作，安排每天的调查路线、资料整理、组员的分工合作等。学生自行完成抽水试验设计，进行抽水试验和水文地质参数计算，编写抽水试验报告。在老师指导下，完成资料汇总，编写报告，最终提交生产成果。 通过三年级实习的锻炼后，学生的动手能力、野外独立工作能力和文字整理能力及表达能力都有了很大的提高，具备了进行水文、地下水资源调查、评价和开发利用等方面的基本技能。 4.仪器设备建设 20世纪三年级水文地质实习所用仪器还局限在传统的三大件（地质锤、罗盘和放大镜），水位观测也采用电线和电表的老方法，近年来我校投入建设经费，增加了GPS、水位自动检测仪、水质分析仪、流量计、声频大地电场仪等。这些仪器的增加，开发了多项实习内容，开阔了学生的视野，加强了学生的实践能力。 三、实习指导教师培养和配备 学院从2005年至今引进了19名青年博士和硕士，这些青年教师全部来自于高校和研究院所的应届毕业生，实践能力相对较弱。学院针对这一情况制订了青年教师培养计划：（1）加强地质基础知识。要求新引进的青年教师，第一年跟本科生一起学习“地质学基础”、“矿物岩石学”和“构造地质学”课程，进入地质实验室，学习矿物、岩石手标本的认识。（2）加强野外实践的培训。新引进的教师，前三年必须参加一年级的认识实习、二年级的地质填图实习和三年级水文地质专业实习，利用实习前的踏勘时间，由老教师在野外集中讲授野外地质现象，并进行集体备课统一认识。前三年青年教师不能单独指导学生实习，只能辅助老教师带学生实习。要求新教师至少有一次与学生一样完成图形的绘制和报告的编写。（3）参加生产项目。鼓励青年教师参加老教师主持的生产项目，或者利用假期时间参加生产单位的水文地质调查项目，得到充分实践锻炼。 为了达到较好的教学效果，规定1名教师带学生数为10～15名。尽可能地做到单独指导。 四、考核方式改革 学生的评价指标主要与他们的主观能动性、综合能力、投入程度、技术掌握熟练程度等相关。以往对学生实习考核主要是考核实习报告编写、相应图件编绘和野外实习表现。水文地质实习以小组为单位，8～10人一组，报告编写和图件编绘以小组为单位，每个小组可以一起讨论，这样有些学生存在偷懒抄袭现象。为尽可能避免上述事情的发生，我们采用了综合考核方式，考核实习报告编写、图件编绘、野外表现、野外记录、室内资料整理、岩石标本识别和综合考试，按照重要程度给出权重，最后取加权平均值为学生的最终成绩。 实习报告考核编写内容是否正确全面，水文地质条件表述是否准确，语言文字表达是否规范等；图件编制考核图件内容是否正确及符合规范；野外记录是否全面、工整，回来后是否进行了整理等；标本识别主要让学生辨认本实习区出现的岩石类型、特征；综合考试主要考核区内水文地质条件、相关的基础知识、实习时进行的工作方法、试验方法等实习过程中涉及的相关知识。 五、实习条件的保障 黄壁庄实习区距石家庄市区约25km，距学校 不到40km，交通方便，学校从交通公司租大巴送学生到达实习区。学生学习、生活在学校，学校的教学条件、生活条件等均可以利用。因此，实习的硬件与生活条件都比较优越，确保实习正常进行。 六、实习教学管理与监督 学校和学院对野外教学实习进行规范管理，学校制订了《石家庄经济学院实习教学工作管理规定》、《石家庄经济学院校外实习安全管理规定》，学院制订了《野外教学实习管理规定》、《实习指导教师守则》，实习队制订了《黄壁庄实习基地管理规定》、《学生纪律及违纪处罚规定》、《黄壁庄实习教学大纲》、《黄壁庄教学实习计划》。通过这些规定的执行，规范了教师的教学行为，教师按照实习教学大纲的要求指导学生实习。实习结束后，实习队撰写实习总结，总结经验，找出不足，以便进一步改正。 各级管理部门对生产实习进行监督，校、院对实习队提交实习计划进行严格审核，审核通过后返回实习队实施。实习过程中，学校、学院不定期抽查实习计划执行情况，督促实习队按计划执行。实习队通过检查教师的教案、学生记录和笔记，考核教师的工作过程是否到位，教学过程和教学内容是否按教学计划进行，考核学生是否认真听讲、是否认真观察野外地质现象。 总之，经过多年建设，地质条件、水文地质条件较好，实习内容较全面，学生通过实习可获得较全面系统的专业训练。但黄壁庄水文地质实习基地还存在着不足：基础地质资料较少，还需要进一步收集和调查；缺少水文地质钻探和地球物理勘探实习内容。这些将在今后的建设中逐渐完善。

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