（1）专业与年级要求

本课程主要面向地质工程专业、勘查技术与工程专业，以及地下水科学与工程专业的本科生及研究生。

（2）基本知识和能力要求

一年级本科生，已经学习了地球科学概论、构造地质学等地质课程，具备地质类专业基础课理论知识，对地学有一定的认识。主要采用自学，预习为主，增长专业认识、激发专业兴趣；

二、三年级本科生，已经学习了土力学、水文地质学等相关专业理论课程，具备专业知识理论体系，掌握了地下水相关的理论知识和抽水试验操作理论。按教学要求进行虚拟仿真实验；

四年级本科生和研究生，已完成本专业所有相关理论课程，具备专业理论知识体系，掌握了抽水试验的理论知识，具备一定的试验操作方法，数据观测及计算分析能力，且在现场进行过抽水试验的一部分操作步骤。主要采取自学，可以巩固所学，同时也是对之前不完整和不形象的实际抽水试验教学的补充和完善。

随着我国基建行业的快速发展，各种超高、地下、架空等各类建筑工程日益增多，进行准确而详尽的岩土工程勘察是修筑各类建筑物的基础和前提。而抽水试验则是岩土工程勘察中获取水文地质参数的重要手段，根据抽水试验的结果，可以评估建筑工程所在地的水文地质条件，为工程设计、施工和后续维护提供依据；评估地下水的渗透性和压力变化，确定浸湿带或不稳定土层的范围、位置和厚度，指导地基加固设计和施工；评估隧道工程对地下水的影响范围和程度，以及对地下水环境的持续性影响，避免对环境造成不良影响等。

抽水试验是地质工程、勘查技术与工程等专业学生需要掌握的基本试验之一，但是完成一个完整的抽水试验存在以下两个现实问题：一是步骤多、周期长，包括选择布井位置、井孔类型和抽水试验类型，进行成井操作（打井、下井管、井壁填充、洗井等），选择抽水方式，进行分阶段、长持时抽水，进行各种数据观测和记录等，试验持续时间从数周至数月不等，取决于地层的岩性、含水层厚度等；二是所用到的仪器设备庞大、繁多，诸如钻机、深井泵、不同类型和数量的井管等。这就决定了抽水试验“费时、费财、费力、费人”的特点。

鉴于此，在实际教学中根本难以完整完成抽水试验的全过程。通常是选择一口现有的井，直接从“抽水”开始，且鉴于时间原因，无法执行“分阶段、长持时”抽水，只能进行一部分的试验步骤。即便如此，试验中依然存在一个无法解决的难题：试验过程中无法直观观测到地下含水层的水位变化。

针对教学难题，本项目团队采用虚拟仿真技术运用三维模型、动画等多种手段模拟仿真抽水试验操作，以虚拟仿真取代现场实践，达到教学“虚实结合，以虚补实”的目标，加深学生对抽水试验理论知识的深入理解，掌握完整的试验操作方法、观测记录方法以及数据分析处理能力。

课程设计了“完成打井—数据观测—计算分析”的完整实验流程，以完成打井为基础，数据观测为核心、计算分析为应用目标的建设原则，充分体现抽水试验整个阶段的工作内容，让学生掌握实际抽水试验的全部工作流程。强化完成打井的基础作用，加深学生针对不同含水层类型选择相应打井类型的理解和掌握，训练学生“根据地质资料对打井各项工作的选择决策能力”；强调数据观测和处理过程中需要注意的事项，培养学生“数据观测过程中的逻辑思考和处理能力”，以及“数据计算分析和解释能力”；设计不同的地层模块，满足不同层次学生的需要，根据自我需要，进行相关地层抽水试验的设计与研究，提高学生“实际工程中分析问题、解决问题的能力”。

1、课程思政目标

本实验教学注重把思想政治工作贯穿教育教学全过程。本实验的最大特点是步骤多、时间长，整个过程需要学生认真、专注，能够培养学生的“工匠”精神；通过学生自主、探究式学习，激发学生科学家精神；通过对地下水环境问题的思考，培养学生生态环保意识。

2、知识目标

(1)抽水试验原理：掌握抽水试验的原理、目的、试验流程和操作方法，掌握不同方法的实用性；加深对抽象概念、理论的理解。

(2)数据观测方法：掌握抽水实验数据观测的方法和依据，掌握含水层类型特征与打井类型、抽水试验类型等的对应关系；

(3)数据的分析解释：掌握数据计算、分析的方法和依据，理解水文地质参数与不同含水地层的对应关系。

3、能力水平

(1)自主决策的能力：具备野外根据地质资料，对打井各项工作的选择决策能力，为实际现场抽水试验进行预训练。

(2)数据处理和逻辑思考能力：具备数据观测过程中的逻辑思考能力，对数据计算分析和解释的能力，为实际工作中知识的应用做好坚实基础。

(3)解释和创新能力：面对复杂地质条件，能够进行相应的试验、探索和研究，创造性的提出自己的设计；具备独立思维、创造性思维和批判思维，具备初步的科学研究能力。

本课程采取“逐层操作考核法”和“效果评价考核法”两种评价方法相结合，实现过程评价和结果评价并重，从而客观公正的评价学生知识掌握和能力培养情况。具体来说“逐层操作考核”只对一次性操作步骤进行打分，既不会影响实验操作的流畅度，又能有效降低实验中不思考、碰运气的成分。“效果评价考核”是完全依托与数学量化算法模型的计算结果，是学生明确所有参数决策均影响最终的结果。