论“五育融合”在新工科专业课中的实践

——以地下水水文学课程为例

    林  琳 ， 黄  爽 

（武汉大学水利水电学院 湖北·武汉 430072）

[摘  要] “五育融合”需要就不同的课程展开新的视野格局、切入点、角度和策略，推进教与学全面培养体系的构建。地下水水文学课程作为一门专业基础课具有重大的价值和丰富的精神，必须呈现出新的发展态势以符合课程思政要求。当前面临的问题集中在融合意识、融合措施和融合过程等方面。从育人假设、育人阶段、育人实践、育人理念、育人思维和育人能力六个方面探索“五育融合”的实践策略，在基础课教学中体现出创新性价值，对地下水水文学课程的融合式发展具有重大意义。

[关键词] 五育融合；地下水水文学；发展态势；实践

[基金项目] 2023年度国家自然科学基金联合基金项目“渭河流域数字孪生灌区构建与智慧调控”（U2243235）。

[作者简介]林琳，（1981-），女，河南省新乡市，博士，武汉大学水利水电学院副教授，研究方向为地下水水文学；黄爽，（1972-），女，山西省运城市，博士，武汉大学水利水电学院副教授，研究方向为地下水与土壤环境。

[中图分类号］G642.0      ［文献标志码］A       

1 引言

“五育融合”推动基础教育高质量发展逐渐成为当前基础教育改革和发展的热点、趋势、前沿^[1]。地下水水文学课程是水文学的一门分支学科，与地质学、地理学、气候学、地表水水文学、土壤学有密切联系，其知识点背后蕴含的价值与精神非常丰富，作为一门专业基础课，要想达到高质量发展，建设高质量体系，必须以“五育融合”为前提，即大力发展素质教育，促进德育、智育、体育、美育、劳动教育和新工科专业课程的有机融合。结合新工科存在“交融化、数据化、智能化” 的学科特性，为本科生提供综合性学习体验很有必要。

当前面临的问题集中在融合意识、融合措施和融合过程等方面。首先，《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》在中国教育发展中起到了巨大的推动、引领作用，而当前，《中国教育现代化2035》在不同领域、不同专题上实现了具体化。也就是说，国家需要就不同的课程展开新的视野格局、切入点、角度和策略。其次，秉承教育部关于《高等学校课程思政建设指导纲要》，明确将思想政治教育贯穿人才培养体系，提升高校人才培养质量^[2]。要育好人，育出理想的人，育出遵守各专业职业道德与规范的人，一定要通过“五育融合”的方式。第三，教育的高质量发展有很多路径，只有坚持并重视“五育融合”才能保证不走弯路，才能保证基础课程在传统背景下呈现新的发展态势。本文从“五育是什么”出发，结合课程教学特点、内容分析、学情分析，确定本课程的“五育”教学目标，挖掘“五育”元素的融合切入点和教育目标，进行“五育融合”教学实践，探索专业课程开展“五育融合”教学改革实施方法。

2 “五育融合”与地下水水文学课程的实践

为了分层次、分阶段理解“五育”如何更加科学合理地应用于地下水水文学课程中，探讨以育人假设对应地下水的运动规律探求，以育人阶段分析地下水资源评价内容的逐层次推进，以育人实践探寻融合视野下的地下水调控，以育人理念指导地下水管理，以育人思维指导地下水环境的防控措施，以育人能力提升地下水数值模型的应用效率问题。

2.1 “育人假设”与地下水的运动

达西定律首次对地下水的运动进行定量描述，达西渗流实验是在饱和水流条件下通过大量稳定流实验得出^[3]。潜水含水层中地下水运动的基本方程以裘布依假定为基础进行简化。以上关于地下水运动的基本理论是以假设为前提的，没有这些假设就没有现代地下水水文学的发展。教育学中“五育融合”的育人假设不是将五育分裂开来，而是认为任何一种教育行为都同时包含了“德智体美劳”的可能性，预设人的成长发展不仅是“全面发展”，更是“融合发展”。教师在课堂上讲授基于假设的达西定律和地下水运动的基本方程，科学家将其应用于实践中，并在实践中发展地下水运动的基本理论，开创非达西流和基于大孔隙的地下水运动方程，专业课的教育也因此而得以进步，推动了学生在课堂上学习的深度和广度。

大学生具有很强的可塑性，他们的成长有无限可能，正因为如此，对大学生进行基于“育人假设”的专业课教育才能让他们变得更大更强更专业。“五育”就是教育的多维可能性，基于地下水运动理论中的物理因素假设，将之蕴含于课堂教学中，引领学生尝试运用这些原理探究新的发展，提高教育质量、整体优化教学效果，实现人才培养目标。

2.2 “育人阶段”与地下水资源评价

地下水资源评价首先要分析地下水资源特点及全社会用水特点，明确地下水资源评价的任务，确定地下水资源分析计算的内容，进而提出区域地下水资源评价方法^[4]，这是一个逐阶段推进的过程，从中体现出了五育缺一不可，对应了“育人阶段”是一个发展的阶段。具体表现为：自然资源特点及社会性特点对应了“德”，当前对自然资源的保护获得前所未有的重视，社会经济水平也在不断发展，不合理不合法地对地下水资源进行滥用和无序开采就是违背了教育中的“德”，只有遵循一定的开采规律，才能更好保护珍贵的水资源；评价任务对应了“体”，处于“育人阶段”的实践过程，需要收集和整理大量的地下水和水文地质数据资料，尤其在当前大数据背景下，具备足够的体能很有必要；分析计算对应了“智”，采用高性能计算机和人工智能计算方法的过程中，智育获得最好的体现；评价方法体现了“美”和“劳”，通过对多种评价方法进行对比，从而找到最优解，是一种美育的审视，采用最优方法进行评价，需要付出一定的劳动。以上分析是对教育的整体性或完整性的倡导，体现了“育人阶段”的发展，也是完成地下水资源评价的必须步骤。为了避免“五育没有并举”，“五育不够贯通”，从而造成“五育没有共生”，应该着重于实践方式或落实方式。

区域地下水均衡法的内容是进行地下水资源评价的一种重要方法，它包括划分均衡区、确定均衡要素、确定用水量、对不同补给条件下的不同灌区进行地下水资源评价，这是一个五育逐步贯通的过程。前两项内容是对研究区域水资源的识别，涵盖了社会各行业对均衡区划分的德育、确定均衡要素的智育和参数匹配效果的美育；后两项内容则主要体现了多项用水量计算过程中的体育和劳育，让学生在进行一个综合性任务的过程中追求五育共生共长的最高境界。

2.3 “育人实践”与地下水调控

毫无疑问，教育之育人在于“行动”和“实践”，具有动词特性。对于地下水动态监测预报，只有将实时观测和分析研究地下水动态变化过程纳入实践，才能了解和掌握地下水运动规律，从而对地下水进行合理的调控和管理，使之向着可持续发展的方向进行。针对我国南方不同的渍害低产田需要提出不同的治理措施，比如田内蓄水致渍对应的解决方案为选择合适的灌溉水源并改种作物，因涝致渍的解决方案为田间排涝工程配套的完善。总的来说，这些都是教育在行动的最好体现，根据客观情况，实事求是地解决不同地下水问题，实现地下水合理调控。对于北方平原地区，解决旱涝盐渍问题的原则是充分利用地表水、合理开发地下水和适当引用外区来水，这其中配置的一个“度”就在于教育中的行动力。何为“合理”，何为“适当”，反应了对地下水动态的控制要求，需要在实践中具体问题具体分析，这对学生的行动力作出了考验。地下水调控涉及的大概念、核心问题和实践参与是五育融合的具体体现，而相应的综合性实践作业是全面全方位实现育人目标的实践。

2.4 “育人理念”与地下水管理

    育人质量提升的主要瓶颈和难题在于“育人理念”，新时代新的历史阶段应该提出新的教育理念，“融合理念”可以有效避免各育之间相互割裂、对立，甚至相互矛盾。《地下水管理条例》（2021）指出，地下水管理坚持统筹规划、节水优先、高效利用、系统治理的原则，这是地下水水文学教育中应当坚持的理念。地下水管理的技术方法包括水文地质勘察技术方法、地下水信息的现代化管理方法、地下水优化管理与决策的技术方法。其中，第一种方法属于科学探究工作，体现了“劳育论”和“体育论”，其最新的理念为重视水文环境，加强环境立法；第二种方法在当前人工智能和大数据的背景下，可以涵盖多种功能，包括信息采集、定时上报、智能报警、数据存储和远程维护，体现了“智育论”；第三种方法是一种全新的理念，优化需要具有数学基础、最优性条件、各种求解方法和智能算法，充分体现了“德育论”、“智育论”和“美育论”，为“五育融合”带来新的发展方向。

2.5 “育人思维”与地下水环境

教育和科学研究相辅相成，体现的是系统思维。学生根据自己知识结构，按照自己的价值观念，遵循自己的思维习惯，就会形成不同的思维方式，教师在教学中可以采用适当的方式进行引导，以保证学生思维方式的完善性。当前无论是线性思维方式还是非线性思维方式，应用于地下水水文学课程的教学中可以从地下水的环境保护角度来分析。

地下水的不合理开采会破坏含水层的天然应力状态和平衡条件，导致各种环境地质灾害的发生。其控制措施为限制地下水开采量，进行地表水人工回灌，补给地下水资源，调整地下水的开采层次，避免集中开采。秉承“有机关联式育人思维”，上述控制措施是相互关联的，如果学生不具有思维的关联性，就会在实践中采取偏颇的处理方式。对于海水入侵问题，因水力条件的改变，咸淡水界面发生变动，可以采取“整体融通式思维”，其控制措施为严格限制地下水开采量，使开采量小于补给量，以保持地下水对海水的正向水力坡度，优化开采布局和开采方案等。由于地下水水质污染的监测和治理比较困难，因此，对地下水环境的保护尤其重要，采取“综合渗透式思维”，系统进行污染源调查、地下水水质监测、合理布局减污和防污措施，治理污染含水层，是破解传统教育的方法，是产生“系统教育力”的关键。

2.6 “育人能力”与地下水数值模型

    “育人能力”针对不同的主体具有各自不同的意义，对于教师来说，是将学习的兴趣、意识、方法、能力与习惯培养给学生；对于学生来说，意味着一种全新的“学习能力”，多种方式的学习和多种角度的学习。Visual MODFLOW是一款三维地下水流和溶质运移模拟评价的标准可视化系统^[5]，Visual MODFLOW Flex软件实现了概念模型和数值模型的转化，具备二维和三维可视化功能。学生通过课堂上学习地下水运动方程的数值模拟方法，在实践中通过运用Visual MODFLOW对地下水流场进行模拟，解决当地区域的水质、地下水供应和水源保护问题，属于一种人机交互式学习。Visual MODFLOW也可与地下水模拟系统GMS进行嵌套，这属于知识的拓展和认知的加深。随着未来的发展，会有更多的软件出现在地下水运动仿真领域，只掌握课堂知识而没有过硬的自主学习能力是不够的。从教师角度来讲，“新能力”昭示着要有“五育融合”的“教学新基本功”，既要善于在自己的学科领域充分发挥每一堂课、每一个教育活动综合性的“五育效应”，也要善于融合利用各育的育人资源，实现基于融合、为了融合和在融合之中的新型教学方式。

3 结语

当前，地下水水文学课程的“讲学条件”和“动力体系”等约束条件已随着我国颁布《地下水管理条例》(2021)以及《地下水环境监测技术规范》(2021)等得到解决。在各项措施推动过程中，围绕“五育融合”和“全面培养体系”，需要注意：避免将五育进行传统的简单叠加，而应在整体的框架内，在五育相互关联的层面上，全面思考并整体设计各育的具体实施。对于地下水水文学课程来说，就是要将地下水运动的基本理论与地下水数值模型相结合，在评价地下水文要素的基础上进行地下水资源评价。

推动基于“五育融合”基础教育治理新体系构建所切实需要的“融合”，以提升任课教师基本业务水平。课堂上公平公正对待每一位学生，引入具体工程项目在课堂教学中的分量，增加生产实践在课程结业中所占的分值比例。突出“高质量的实施过程”和“高质量的融合过程”，同步带动“评价对象”转向到地下水水质与地下水水环境。突出基于五育的“融合机制”，此系统应该能够回答在高校课堂内地下水运动的基本理论知识与地下水数学模型的融合，在工程实践单位地下水资源评价与地下水调控和管理的融合，促成“五育之间的相互作用”。展现出宏观的地下水调控与微观的地下水环境之间的联动作用，探索育人质量评价新机制。解决学生培养中理论知识与实践能力相结合的整体评价之难，改变孤立评价学生每章节学习能力之方式。突出“教育主体”的作用，任课教师作为基础课的主体要经常更新自己的知识架构，将最新的研究成果适当地融入课程教学中，形成教学新基本功。

在跨学科协作实践中探究“五育融合”的实现路径、影响因素和形成机制，地下水水文学课程存在多学科交叉的特点，可与其他工程类学科融通整合。探索“五育融合课堂”的模样，实现跨越阶段的教材更新，研究学科专业特点，选择课堂授课、小组讨论、课下实践等多种教学方法，设计提问、小作业、大作业等教学环节，挖掘教学内容中的五育元素。总之，“五育融合”是新时代的一场重大探索和伟大实践，需要学校、学院、教师、学生、社会等各教育主体的融合努力和共同培育。

[参考文献]

[1] 林才回, 陈琳, 吴炜旻. 五育融合的内涵理解与学科落实[J]. 福建教育. 2022. (46): 6-7.

[2] 落全枝. “五育融合”视域下新时代大学生家国情怀的培育路径探究[J]. 科教文汇(中旬刊). 2021. 545(29): 37-40.

[3] 张蔚榛. 沈荣开. 地下水文与地下水调控[M]. 北京. 中国水利水电出版社. 1998.

[4] 陈康, 李方红, 高志娟, 刘振英. 水文地质学基础课程教学实践探讨[J]. 科教文汇(中旬刊). 2012. (12): 49, 79.

[5] D. K. Todd. L. W. Ma. Groundwater Hydrology[M]. Third Edition. USA. Publisher: Wiley. 2004.

Practice of "Five Education Fusion" on Professional Courses under the Background of Emerging Engineering: Taking the Groundwater Hydrology course as an Example

Lin Lin, Huang Shuang

(School of Water Resources and Hydropower, Wuhan University, Wuhan, Hubei 430072)

Abstract “Five-education Integration” requires a new vision pattern, entry point, angle and strategy for different courses to promote the construction of a comprehensive teaching and studying training system. As a professional basic course, “Groundwater Hydrology” has great value and rich spirit, and must show a new development trend. The current problems focus on integration awareness, integration measures, integration process, and etc. Exploring the practical strategy of "Five-education Integration" from six aspects: education hypothesis, education stage, education practice, education concept, education thinking and education ability, which reflects the innovative value in the teaching of basic courses, is of great significance to the integrated development of “Groundwater Hydrology”.

Key words five-education integration; groundwater hydrology; development trend; practice