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关键词:道桥工程专业 工程地质学教学改革
道桥工程建设在国民经济发展过程中发挥了重要的基础作用。工程地质学是制定控制地质作用与合理利用地质环境的一门科学,在道桥工程建设中具有非常重要的作用。随着当前人才市场的多元化需求,高职院校加强工程地质学教学研究,深化工程地质学教学改革,成为适应社会经济发展的市场化人才培养途径。
1.道桥工程专业工程地质学概述
道桥工程专业是专门培养各类掌握道桥工程基本知识理论技能,能够在公路隧道、桥梁建筑、地下工程、输水工程以及地基处理等领域中从事规划设计、施工管理和技术研究的高级工程人才的学科体系。工程地质学是研究与人类工程建筑活动有关地质问题的学科,工程地质学主要运用地质学原理或方法研究建设工程现场工地的地质岩层、土体结构性质以及水文变化空间分布规律,根据施工工程地质条件环境进行科学分析和预测可能存在的工程地质问题以及相关具有破坏性能的影响因素,并及时研究和制定合理的应对措施,控制不良地质现象的危害性。为保障工程建设的合理规划与正确设计、顺利施工及正常使用提供可靠的地质科学依据。工程地质学属于地质学研究的重要科学门类。
2.高职院校工程地质学教学现状
道桥工程专业的工程地质学是培养道桥工程技术应用型人才的教学。工程地质学作为道桥工程专业课程体系不可缺少的一门专业基础课,其教学内容和方法要不断地适应道桥工程建设的需要。工程地质学是研究和解决与工程建设有关地质问题的一门学科,是培养建设工程开发在人员必须具备的工程地质素质的系统工程,涉及到教材内容、教学方法、教学资源等各个环节,体现工程地质专业特点。当前市场经济环境条件下,高职院校的人才培养模式由文化型、学科型专门人才培养逐渐向创新能力高素质人才的培养方式进行转变。
长期以来,由于职业技术教育的职业性特点,高职院校道桥工程专业工程地质学教学呈现了教学师资力量薄弱,教学资源与教学环境缺失、教学模式手段滞后,实践与理论严重脱节的弊端和问题。教学理念的创新意识浮浅,淡化了道桥专业学生创新应用能力的培养。目前来说,由于工程地质学学科特点涉及面较为广泛,内容相对繁杂、逻辑性强,很多高职院校道桥工程专业工程地质学教学不能与时俱进,应用实践性差,不利于学生的综合能力提升。很多高职学校在工程地质学教学中,师资力量与学生基础落差大,受客观条件制约,多媒体等教学手段在很多高职院校的工程地质学教学方面得不到有效利用,导致学生的学习潜力得不到创造性发掘。当前社会经济的多元化发展推动了道桥工程的规模化发展,市场化人才教育改革理念促进了高职院校工程地质学教育教学的深化改革与创新实践。如何推动工程地质学教学改革的深入落实,成为新形势下高职院校道桥工程专业教学的重要研究方向。
3.当前深化工程地质学的教学改革措施
随着现代职业教育教学理念的逐步深化与拓展,加强高职院校工程地质学教学改革,适应工程建设人才资源时代性需求的具体措施如下:
3.1 强化工程地质学教学改革理念
教学理念的积极转变是实现当前职业教育教学改革的重要前提。相对来说,道桥工程专业工程地质学作为一门理论性、实践性都很强的学科,涉及的知识领域相当广泛,随着当前社会经济人才资源发展的多元化,道桥工程专业人才具有较强的市场化需求趋向。立足于当前教育改革理念的深化与落实,强化教学服务意识,充分认识高职院校教学改革的重要性和必要性,加强高职院校道桥工程专业工程地质学教学理念创新,是推动道桥工程专业工程地质学教学发展的关键。
3.2 优化工程地质学专业教学内容
教学内容是教学活动的重要载体。工程地质学是道桥工程与地质学相结合的一门边缘科学。针对当前高职院校工程地质学教学内容抽象繁杂、枯燥繁琐的普遍问题,应基于为社会培养高等技术应用人才的职业教育目标,注重教学内容的实用性和可操作性选择,在基础知识理论方面的教学内容上,尽量多涉及与专业相关的工程地质问题,把生活中的各类工程地质问题与理论内容密切联系起来。3.3 创新工程地质学教学模式方法
教学方法和教学模式是实现教育教学质量提高的重要手段,坚持实践创新原则,优化教学手段,采用多种形式的教学方法来吸引学生,有效发挥学生的主观能动性和创造性潜能,激发学生对于工程地质学研究的学习积极性。随着计算机信息技术的不断开发和应用,多媒体网络等现代化开放式教学手段已经被越来越多的应用到工程地质学课程中,坚持实践教学创新,开展校内实践活动,加大校外实践资源活动基地建设,结合生产实践中的工程实例资料,采用行为导向教学法等多种教学模式引导学生加强对工程现场的直观感受与观摩体验,在实践活动中获得各种工程地质构造知识,提高教学效果。
3.4 加强学生创新思维能力的培养
面对当前的知识经济时代,职业教育必须面向时展需求,职业能力培养成为当前时代人才发展的重要目标。工程地质学是研究地质学与道桥工程关系的地质学学科,学生必须具备相当敏锐和独特的地质工程思维方法和观察思考能力,提高学生创新思维素质,培养学生创新能力,成为当前高职院校工程地质教学改革的关键环节。
结束语:
总之,道桥工程专业工程地质学科教学,是当前高职院校培养土木工程综合型人才的有效途径。新形势下,坚持教育教学理论改革,深化教学方法研究,优化教学内容资源,是促进高职院校工程地质学教学可持续发展的重要策略。
参考文献:
[1]张渊《浅析土木工程专业工程地质学的教学改革》山西建筑2009
【关键词】工程地质学;工程实践;教学改革
【Abstract】Practical teaching will be reinforced in higher school.And cultivating practical talents will be the key direction.“Engineering geology”is just the course which needs reinforcing the practical teaching.According to the engineering case,this paper has analysed the importance of practical teaching of“Engineering geology”in the modern engineering construction field.And the thinking of practical teaching has been summarized.
【Key words】Engineering geology;Engineering practice;Educational reform
根据我国2010-2020年中长期教育改革和发展规划纲要,全国高等学校结合专业和人才培养要求,加强实践教学环节,向应用型人才的培养方向转变。应用型本科人才培养的目标突出表现为培养具备继续学习能力的高素质应用型、技术技能型、复合型人才。而《工程地质学》正是在这一背景下的需要加强实践型教学的课程。在工程建设领域,无论是建筑工程、道路工程,还是水利水运工程和矿业工程,大量成功或失败工程案例都表明只有充分重视建(构)筑物所处的地质环境,协调人、工程与环境的关系,才可能得到自然的尊重,创造人类历史的文明。正是认识到这一点,各大院校中相关专业开设有《工程地质学》这门课程,也足以显示了该课程的专业基础性和重要性。
1 工程地质学在应用型本科教学中的定位
《工程地质学》是研究和解决与工程建设相关的地质问题,为工程建设服务的一门学科,是工程地质专业的一门重要专业课,也是岩土工程、矿业工程等其他非地质专业的专业基础课[3],与工程建设活动紧密的结合在一起。各种大型工程活动都在一定的地质环境中才能进行,研究工程建设与地质环境之间的相互制约、相互影响就是工程地质学的主要内容。因此,《工程地质学》运用地质学理论和方法研究地质环境,查明地质灾害的规律和防治对策,以确保工程建设安全、经济和正常运行。工程地质学的主要内容包括多个方面,如岩土体的属性、地壳的动力地质作用、工程稳定性等等。工程地质学的研究方法也是多种多样的,有地质学方法、室内实验和现场测试方法、计算和模拟方法等等。按照以“建设工程中的工程地质问题”为目标,课程所构建的框架和内容如图1。
2 工程建设中的地质问题
《工程地质学》这门课程实践性较强[4-5],涉及到的工程地质问题非常广泛,如与生产建设紧密相关的建筑工程、采矿工程、水利水电工程、交通运输工程等都与工程地质问题紧密联系(图2)。
发生的地质问题主要有区域稳定问题,如活断层、地震、水库诱发地震、砂土液化和地面沉降等等。搞清楚这些地质问题发育的规律性,对于工程建设选址具有重要意义。另外还有岩土体稳定性问题,如斜坡稳定、洞室稳定、地基岩土体稳定的成因、发展史和力学机制的分析等,这些用于具体场地稳定性评价具有重要意义。工程地质问题还包括与地下渗流有关的岩溶渗漏分析和渗透变形分析;与侵蚀堆积有关的河流侵蚀堆积和海湖边岸磨蚀堆积等等问题。工程建设过程中工程地质问题时刻都在发生,影响和改变着我们的生活。下面以实例说明工程地质问题在生活中的体现。
甘肃舟曲县于2010年8月突发特大泥石流灾害,人员损失惨重。据地质专家分析此次灾害的发生与该区的地理环境以及该区的气候特点相关。该区地势西北高、东南低,垂直高差大,气候垂直变化显著,而且灾害发生前突降暴雨,正是这些地质条件的变化促发泥石流的发生。因此工程地质问题中斜坡稳定性问题的专项研究对于减少或预防地质灾害具有指导意义。
日本于2011年3月发生9级地震,地震引发了大规模海啸,造成重大人员伤亡。据美国地质勘探局分析,此次地震由太平洋板块和北美板块的运动所致。太平洋板块每年相对于北美板块向西运动数厘米,太平洋板块在日本海沟俯冲入日本下方,并向西侵入欧亚板块,此次大地震正是运动过程中积累的能量突然释放导致的结果。因此工程地质问题中区域稳定性的活断层问题的研究对于近些年频发的地震问题具有一定的工程意义。
另外北京地区2012年7月份遭受雨之后,多处路面出现规模较大的天坑,严重影响到市民的出行,天坑的出现同样属于工程地质灾害问题是本课程研究的内容之一。所以工程地质问题存在于人类建设的方方面面,当今学好《工程地质学》这门课程是解决此类问题的首要前提。
3 工程地质的教学实践思路
3.1 工程地质教学中所存在的问题
1)重理论轻实践方面。
2)按传统教学和思路进行,过于强调单一的地质学,未能与工程地质相结合,(换句话就是现在的教学仍按地质学专业的要求去教学,未与工程结合,这会导致课时不够,同时学生学的无趣)。
3)于课程的重视不够,认为工程地质与专业关联不大。
3.2 工程地质教学实践思路
1)轻地质重工程地质,突出与工程的相关性。
2)实践教学的实施。
针对周边环境遭受破坏的影响,目前大多学校找到典型的地质剖面较难。除了常规的地质体和地质现象实习,还应结合当地建设的特点,有针对性地进行地质实习,如与建设单位相联系,在揭开地表的时候看一些相关的地质现象;另一方面,与勘察单位相联系,正确认识地质体和岩土体。
3.3 教、学相长
要成为合格的工程地质工作者,一方面要具备较强的专业知识,同时还要有创新的思想和灵活的头脑[6],特别是在工程建设过程中,处理随机出现的各种地质问题,不仅需要有工程地质知识的灵活运用,还要有多学科理论的融合与提升的能力,因此,在《工程地质学》这门课程的教学过程中要重点培养学生做好这样几点:首先,做到基础地质知识要扎实;第二,是积累丰富的工程实践经验;第三,分析工程地质问题要思路周密,遇事沉稳且果断。因此要培养出优秀的工程地质人员应该从教与学两个方面入手:
1)教
(1)课堂
《工程地质学》是一门实践性很强的学科,所以不能脱离实际案例而单纯讲授抽象的理论知识。如讲授岩石的分类、结构和构造特征时,要结合实际现场讲解当其作为建筑材料、地基、边坡与洞室围岩时对工程性质的不同要求等。在讲授滑坡、崩塌、泥石流等现象对工程的影响时,更要结合实际案例进行具体的分析,让授课不再是抽象而空洞的理论。
(2)实验环节
学院为方便学生认识和鉴定常见造岩矿物及三大类岩石,投资购买全套的矿物和岩石标本,并全面开放实验室。让学生有较多机会接触、认识、鉴定标本,学生之间相互交流讨论实验体会,对常见造岩矿物及岩石的主要特征熟记于心。
(3)实践环节
工程地质实习地点选择地层出露比较完全,地质现象比较丰富、与课堂内容结合紧密的基础工程建设工地。通过实习使学生更加深入的理解课堂上讲授的抽象理论,并学会结合实际分析工程建设与地质条件的关系,熟悉工程建设中常见的地质条件并给以正确的评价和合理的处理方法。
2)学
学生既是教学的载体,更是学习的主人,只有调动起学生学习的主动性,才会培养出优秀的工程地质工作者。
(1)培养一名优秀工程地质工作者是一个长期的过程,所以在学习过程中要有耐心和信心。每一个人的成功都是从点点滴滴累积的。
(2)大脑中知识的增长是累进的过程,工程地质学是一门综合学科,因此与地质学科相关联的以及与工程建设相关的学科都应该打好基础,作为工程地质学课程的铺垫。
(3)不能忽略实践教学环节,让学生们在实践中加深对理论知识的理解。要意识到地质工作的复杂性和灵活多变性。
3)考核
本课程强调理论与实践的结合,教师结合实际的工程地质问题,强调互动性和问题实质的理解。每位同学的成绩由三部分综合构成,即:
(1)期末考试卷面成绩(50%);
(2)课堂讨论及考勤(20%);
(3)案例分析作业成绩(30%)。
成绩分为五个等级:优秀(90分以上)、良好(80-89分)、中等(70-79分)、及格(60-69分)、不及格(60分以下)。
4 结语
《工程地质学》是非地质专业的专业基础课程,本课程学时不多,但课程内容涵盖广、教学内容比较抽象,所以教学过程是一个不断完成挑战的过程。在教学过程中, 教师首先要培养学生具备工程地质的思维和创新的能力, 使学生学会工程地质思维方法, 让学生们的创新能力得到充分的发展。同时也要保证足够的工程地质实践课时,参观现场并搜集相关的工程地质案例,从而培养出具有综合素质的高级工程技术人才。
【参考文献】
[1]刘海燕,吕大炜,王东东,刘莹,王平丽,田红.多门课程融合的教学方法研究――以《煤地质学》课程为例[J].教育教学论坛,2016(4)16:171-173.
[2]吕大炜,王东东,李增学,等.“多学科一体化”地质教学模式及其应用――以“岩相古地理”教学为例[J].高等理科教育,2014(4):112-117.
[3]徐文杰.工程地质教学改革、创新与MOOC建设――以清华大学《工程地质》课程为例[J].工程地质学报,2015,S1.123.
[4]李增升,田磊.工程地质课程实践性教学浅析[J].内江科技,2015(7):145-146.
[5]师伟,徐一沣,鲍国.《工程地质》课程实践教学改革探讨[J].新课程(教育学术),2011(1):39.
关键词:工程地质 思考 辩证关系 环境
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1008-925X(2012)O8-0116-01
1、引言
19世纪中叶,国外的地质工作者开始对工程地质条件进行系统理论研究,逐步形成了工程地质学的学科体系[1]。工程地质学是研究与工程建设、人类活动有关的各种地质作用与环境,研究工程与地质体之间的相互作用关系及其产生的有关问题的科学[2]。工程地质学的研究对象,从根本上讲就是工程地质条件与工程建筑之间的运动和发展,其实质就是各类工程地质问题,工程地质问题的提出、分析和解决是工程地质学的主旋律,构成了其的基本的矛盾运动,并有力地推动了其发展。
2、工程地质问题的回顾
2.1.1 学科性质
传统工程地质的核心任务就是查明工程地质条件,结合工程作出相关的工程地质评价[2];从工程学角度来看,工程地质学科必须深化到工程中去,将查明条件、评价评判再往前延伸,开展工程设计和施工工程地质。因此,从工程地质学科特性来说应是地质学与工程的交叉结合,它和基础地质学不同,具有理学和工学的双重特性,这就决定了工程地质问题是工程地质学永恒的主题。
2.1.2 学科产生与发展的历程
学科的产生和发展与工程建设及人类工程活动相伴生,工程地质学作为一门应用学科,它的形成和发展依赖于工程建设的需求和发展。经过40多年的工程实践和理论创新,工程地质学的内涵和外延不断拓展,步入了现代科学技术的行列。从引进苏联工程地质学理论和方法开始,经过50年成千上万项工程的多方实践和理论创新,使我国的工程地质学得到突飞猛进的发展,取得显著成就,积累大量经验,获得突破性进展,在一定程度上形成了具有我国自己特色的工程地质学体系。举世瞩目的三峡工程,黄河小浪底水利工程等的兴建,标志着中国工程地质实践的广度、深度都达到了很高的水平,反映了中国工程地质发展的历程及与其相匹配的工程地质水平。
工程地质人员通过对工程地质问题的分析解决,逐渐形成了特定的思维方式,它是理论和实践的结合和概括。因此,思维方式的发展反映了工程地质学科的进步和发展历程。工程地质思维主要经历了以下几种形式:地质演化思维、地质结构思维、地质工程(岩土工程)思维、环境工程地质思维、工程地质系统思维[3]。这些思维的发展体现着工程地质工作者在长期的工作中所总结出来的优秀经验,同时体现了人类认识自然改造自然的辩证过程。
从工程地质学发展的过程我们可以发现这个过程是人类对自然的一个认识过程,从被动到主动,从主动到拓展,逐步完善使得地质工程发展更加趋向于完美。
3、工程地质问题的发展
3.1.1 工程地质问题的提出基于学科知识领域
任何一门学科都有其研究对象、研究内容、研究方法、基本问题、基本理论和研究前沿等,并由此构成一门学科的知识领域。因此,在研究事物的某一层面时,对象的内核与外延的界定必然涉及相应学科的知识领域,并使学科功能得到一定的体现。
一个现象或问题的产生可能有多个原因,各自依赖于一定的学科知识,因此就有相应的解决方法。以滑坡为例,滑坡的破坏可能是由于斜坡岩土体强度不够、可能是由于河流冲刷坡脚使斜坡形状发生变化,也有可能是由于斜坡内应力状态发生变化所致。相应地,对这些滑坡的研究需要运用滑坡动力学、地震工程学、工程地质学及岩体力学等学科知识,并因此提出不同的抗滑减灾措施,使各个学科的研究目标得以实现
3.1.2 工程地质问题的界定体现学科的发展
工程地质条件并非一成不变,而是具有一定的生命特征,有其产生演化特性因此工程地质学发展的过程是一个不断创新的过程,体现的是一种发展的思维而不是定势思维。传统工程地质学中,工程地质条件通常包括区域构造地质、地形地貌、地层岩性、物理力学性质、地下水、动力地质现象等方面,显然无法包容制约工程建设活动的各类因素,工程地质环境代替工程地质条件,可理解为地质环境与工程环境的迭加与复合,是当代工程地质学的研究对象。环境工程地质不仅要研究工程活动中地质环境对工程安全的影响,而且要研究工程活动对人类生存环境的影响,其主要目的是保护地质环境,使人类工程活动与地质环境保持良好的协调关系。体现的是人与自然和谐相处的思想。这是工程地质人员以发展的眼光在不断变化的工程中总结的规律也是宝贵的经验。
基于工程地质条件环境化、活性化思想提出的工程地质问题称为具有环境化、活性化思想的工程地质问题[3]。由于问题的提出基于学科的知识领域,因此对这类工程地质问题的界定就必然反映出工程地质学科的发展水平。目前,我国在水土保持、水库运用管理、库坝联合运用以及加高淤积水库大坝的勘察研究方面积累了许多宝贵经验,提出了研究水库淤积问题的主要工程地质任务,并总结出“蓄清排混”的运用规律。
水库泥沙淤积问题的界定反映出在水库工程地质工作中考虑水库建设与地质环境相互影响的重要性,充分体现了工程地质条件环境化的思想。
4、结束语
工程地质问题是地质学科和工程学科的交叉点,工程地质学通过这一交叉点不断和边缘以外的学科结合、交织和渗透,从而改进内涵、扩大外延,促进学科发展,并形成了特定的思维方式,因此,工程地质问题是工程地质学发展的源动力。具有环境化、活性化思想的工程地质问题的提出基于本学科的知识领域,因此,对这类工程地质问题以工程地质环境作为研究对象,全面研究工程建设与地质环境的相互联系、相互制约和相互作用,保护环境,保证社会、经济可持续发展已成为当代工程地质学的主要特征,表明工程地质学发展进入了新的发展阶段。
参考文献:
[1]陈礼仪,黄润秋.地质工程专业人才培养模式的思考与实践[J].中国地质教育,2005 ,(4) : 34-38
关键词:工程地质 学科价值 科学发展 分析
工程地质的研究内容主要包括确定岩土成分、组织结构、性质等,同时研究分析特殊地质队建筑工程稳定性的影响。对工程地质进行研究主要是为了对建筑工程所在地区的地质进行勘察,对可能存在的问题进行分析。这样就可以为选择合适的场地,解决建筑过程中可能面临的问题做好准备。
一、工程地质学科的发展及其科学性
每一门学科都有存在的价值和意义,工程地质学科也不例外。人类要生存和发展就要进行建设。近些年来,建筑工程的规模不断扩大,对工程地质的运用也越来越频繁。在前期,工程地质的主要任务是对工程进行选址,对地质进行评价,以保证工程的安全。这个时候对工程地质的要求主要在于发现地质的规律及其对工程的作用以及适应性。
从工程地质学科的发展来看,主要分为以下三个阶段:
传统工程地质学阶段。这一阶段存在于50年代到70年代,在这一阶段,工程地质的主要作用在于提供全面的资料和数据以便进行工程选址和设计。这一时期在理论、方法和实际操作中和世界地质工程学还是有较大差距的。人们也没有认识到工程地质在社会发展中的作用。
传统地质工程学到现代地质工程学的过渡阶段。这一阶段从70年代到80年代。在这一阶段工程地质已经慢慢走上正轨,发展很顺利。主要进行工程地质灾害的评价和监测。这个时候逐渐引进了西方发达国家的先进理论和技术。
现代工程地质学阶段。这一阶段是80年代中后期,世界科学技术飞速发展,各国形势也发生了很大变化。人口、资源以及环境等问题成为世界性的问题。随着人口的逐渐增多,对资源的需求量越来越大、环境污染越来越严重。而地质问题与这三者息息相关。这个时候需要对工程地质的理论和技术进行研究,逐步实现科学现代化。
因为工程地质学的特殊性,很多人觉得这是一个技术性问题,忽视了它的科学性和理论性。事实上,工程地质学包括工程学、力学、地质学等多个方面。不仅帮助人们认识自然还可以改造自然。
二、工程地质学科的理论及发展
工程地质学科的基本理论形态包括“成因演化论”、“ 结构控制论”和“ 相互作用论”。
成因演化论。这一理论体系是从欧美引入的。强调的是地质体的成因决定工程地质的性质,而演化能改变性质。工程地质条件的形成是内外动力作用综合的结果。主要任务是查清工程地质的条件以及形成的原因,以此为路径解决工程地质问题。
结构控制论。结构控制论是由中国工程地质学家建立的,强调地质结构控制地质体力学行为。所有的活动包括人类活动都会改变地质体的结构,从而改变地质力学行为。所以我们要查行处地质结构,然后进行分析,以解决工程建设过程中可能出现的地质问题。
相互作用论。就像力的作用是相互的一样,人类活动和地质之间也是相互作用的。一方面来说,地质环境的好坏与适合与否决定了人们对地质区域的选择。人们会经过研究分析后对地质进行评价然后对工程环境进行选择。而另一方面,人们的建设活动也在改造者地质环境。前后两者之间是相互影响的,工程地质的作用就在于协调这两者之间的关系,达到一定的平衡。
三、新时代工程地质存在问题的特点
近年来,我国经济获得高速发展,经济发展时期一个重要的部分就是建设。随着建设规模的不断扩大,埋藏越来越深,地下的设施也越来越多。工程地质面临着新的严峻的挑战。
在大型水利工程建设过程中,存在着库岸崩塌滑坡的现象、水库诱发地震和动力学问题以及深岩体精密探测和隧道的提前预报等问题。
在能源开发工程中, 峡谷区岸坡(应力场)演化与山体卸荷变形成因, 大规模开挖中高储能岩体变形破坏机理与过程, 地表水入渗非线性模型与各向异性岩体水力学规律, 大型土石混杂堆积体的结构、力学与水力学特性, 万年尺度核废料地质处置中水岩热化耦合作用, 深层地热开发利用等。
在铁路、公路等交通网络工程中, 含杂质碳酸盐岩溶规律与隧洞岩溶塌陷和涌水, 峡谷区深厚松散层桥基及边坡动力变形破坏机理, 高速铁路软基零沉降控制计算理论, 地下采空区地球物理特性与判别标准, 跨海通道高压突水等工程地质问题。
也就是说,随着工程规模的扩大,埋藏深度的增加,地震等作用的风险越来越高。人类工程活动频繁的参与使得地质体成因等理论已经不能够完全适应现在的状况。岩体结构对工程地质过程的控制作用在常温下和在高温等特殊环境下也是不相同的。原来的经典理论在现在复杂的地质状况下,面临着挑战。
四、工程地质科学发展分析
在现在复杂的情况下,对工程地质学的研究显得尤为重要。在未来,我们主要对一下几个方面进行研究:
首先是地质环境。主要是指动力学地质环境和灾害地质环境。灾害地质环境主要包括水文地质环境、风化、崩滑流破坏等物理地质作用环境。
其次是地质体工程性质研究。这个主要包括结构性质和力学性质。所谓结构性质研究就是对地质的非连续性、随机性等进行研究。而物理学性质则是指对高温、高压等物理特性下的地质环境进行研究。大体上从80年代中期开始,中国工程地质学进入了现代工程地质学阶段。这个阶段的背景是:世界科学技术飞速发展,地球科学向着国际化和统一化方向迅速发展;全世界面临人口、资源、环境三大课题;由于人类工程经济活动的广度和深度不断扩大,环境的污染和破坏日益严重,使合理开发利用和保护、治理环境成为迫切需要解决的世界性重大课题,从而促进了环境科学学科体系的迅速形成和发展。工程地质学与人口、资源、环境这三大课题的研究都有着密切的关系。这就为工程地质学开辟了广阔的发展前景。在这个阶段,中国工程地质学的基本任务是通过引进和创新,加强基础理论、方法和技术的研究,用先进的理论、方法和技术武装自己,逐步实现学科现代化。这个阶段最主要的标志是中国环境工程地质学的形成和发展。因此,可以把这个阶段说成是“环境工程地质学”阶段。
工程地质学是复杂的,交叉性强的一门学科。涉及到地质、工程、物理学等各个方面。所以在未来的研究中我们要积极的将这些技术相结合,利用各自的优势作为分析和参考的依据。同时,研究学家们要将自己纳入世界范围之内,地质研究要与时俱进,与国外的先进团队和机构进行交流探讨,引进先进的理论和技术以为己用。
总而言之,随着经济的发展和建设现代化城市的需要,城市建设成为国家关注的重点。工程地质经过多年的发展,无论从技术上还是理论上,较之原来都有很大的提升。但是,随着城市建设规模的扩大以及地下建设的深入,我们面临的地质环境问题也越来越多。在新的时期,国家的建设依赖于工程地质科学的迅速发展。我们应该更多的关注工程地质科学,从而为国家的建设和发展做出应有的贡献。
参考文献:
[1] 王思敬;傅冰俊;杨志法等;中国岩石力学与工程的世纪成就[M];南京: 河海大学出版社;2004
[2] 王思敬;地圈动力学--地质环境、灾害与工程研究基础[J];工程地质学报;2004(02)
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)10-0213-02
安全科学与工程作为一级学科始,前人在学科发展[1][2]、课程建设[3][4]、教学方法[5]、人才培养[6-8]等方面进行了卓有成效的研究,工程地质学是安全工程专业一门重要的基础课程,四川师范大学在构建安全工程卓越工程师教育教学体系过程中,工程地质学课程结构、教学方法及教学模式相对滞后,本文结合工程地质学课程及安全工程专业特点,探讨安全工程专业工程地质学课程存在的问题,提出课程改革的思路和措施。
1.工程地质学的特点
工程地质学以地质问题为研究对象,是工程科学、地质科学及环境科学相互渗透、交叉形成的一门边缘科学[9]。我校安全工程专业开设的工程地质学涉及建筑、矿山两大学科领域,涉及内容包括基础地质学、岩土工程性质、地质勘察与评价等,具有鲜明的专业特色。
1.1基础地质学特点。基础地质学是研究地球及其演变的一门自然科学[10],涉及内容包括矿物岩石学、构造地质学、资源、环境学等多门学科。当前很难为学生传授一种统一的思想来解决今后可能遇到的地质问题,因此在讲授基础地质学基本理论的同时,重点启发学生应用地质学基本原理具体问题具体分析,为培养能分析、解决实际问题,具有创新能力的卓越工程师奠定基础。
1.2岩土工程性质特点。岩土工程性质是讨论岩土的成因类型、岩石矿物学特征、组成成分、结构和构造,他们的物理性质和力学性质,岩土工程分类以及不良性质的改善和处理等。不同矿物形成的岩体或土体其性质不同。岩土的物理、力学性质影响岩、土体的强度、变形及其渗流构成了岩土工程地质性质的理论基础,是教学的核心内容。
1.3地质勘察与评价特点。工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作[9]。主要是对地质灾害、工业与民用建筑物、地下建筑工程、水利水电及矿山地质的勘察。在教学过程中,不仅要讲授工程地质勘察的通用方法,还要让学生了解不同方法的适用性、工程地质勘察与评价的研究进展及发展趋势。
1.4工程地质学课程特点。工程地质学课程涉及基础地质学、岩土工程学、地质勘察学、土木工程学及煤矿地质学等相关学科领域内容,其研究对象具有复杂性,研究方法具有多样性,课程内容广泛、知识点多、理论性强等特点,内容相对抽象、难以理解,在教学过程中应充分研究内容特点,综合应用不同的教学方法,引导学生对知识进行理解掌握,以达到教学目的。
2.工程地质教学存在的问题
大规模工程建设、煤炭资源开发带来众多新的复杂的工程地质问题(如高边坡工程、深基坑工程、长隧道工程、深部煤炭开发、高温高压矿井等),安全生产存在众多隐患。如何在有限的学时内,让学生既能夯实理论基础,又具备能解决实际问题的能力是摆在本课程教学面前重要的问题。当前教学过程中还存在着教学内容不合理、教学方法单一、教学模式落后等问题影响课程教学质量。
2.1教学内容不合理。安全工程专业目前使用的教材为赵法锁教授等编写的“工程地质学”[11] ,主要参考书为李智毅教授编写的“工程地质学概论”[9]、李隽蓬教授编写的“土木工程地质”[12] 和胡绍祥教授编写的“矿山地质学”[13],使用教材重点突出基础地质、岩土及地质灾害内容。但未包含矿山工程中常见的工程地质问题,缺少与本校安全工程相适应的知识结构,很难让学生全面了解矿山工程地质的特点和问题。而“矿山地质学”则缺少与建筑安全相适应的知识构架。
2.2教学方法单一。目前,工程地质学的教学依然采用课堂讲授辅以ppt演示的传统方式。且ppt未经过合理的开发,造成一些具体讲解的基本原理和公式的推导过程被忽略[14],教学效果不理想。
2.3教学模式落后。以往的工程地质学教学以“教师书本讲解――学生接受学习”为主。缺少对实际问题的分析及不确定问题的探讨;教学以教师为主体,忽略了学生的主体地位;缺少与学生的有效交流和沟通,学生的主观能动性得不到发挥。
3.工程地质学课程改革
由于“工程地质学”课程对安全工程本科生的培养立足于掌握基础地质、岩土工程性质及工程勘察的基础知识,初步具备分析建筑工程、矿山工程实际地质问题的能力。因此,针对目前课程存在的问题,从课程结构、教学手段、教学模式三个方面提出了课程改革思路和措施。
3.1优化教学模块,调整课程结构。将“工程地质学”课程内容分为基础理论模块和专业特色模块。基础理论模块包括基础地质学、岩土工程性质、工程地质勘察三篇内容,重在强化理论基础。专业特色模块兼有建筑、矿山特色,其中建筑特色选取地基工程、边坡工程及地下工程中与工程地质相关知识内容,重在面向建筑安全;矿山特色选取煤炭资源、煤矿工程与工程地质相关内容,重在面向矿山,培养学生初步分析实际问题的能力,各模块的具体内容见表1。
表1 “工程地质学”课程模块分配表
3.2丰富教学手段,夯实基础知识。基础知识是进行生产和科研的基础,考虑到工程地质学课程特点,传统的单一教学方式讲解不便,学生听讲积极性不高,教学效果不理想。图文并茂的多媒体课件调动课堂情绪;典型案例分析提高学生学习主动性及自主分析实际问题的能力;引导式教学引导学生主动思考,思维发散;讨论式教学让学生进行思想碰撞,总结归纳;实验教学提高学生的专业素质及科研思维。通过多种教学方法的结合达到夯实基础知识,提升专业素质,提高科研思维的效果。
3.3 “课上思考学习、线上交流学习”教学模式充分发挥学生的“主体”地位,教师作为“客体”在教学课程中起到引导及监督作用。课堂上主要通过图片、视频等引出问题,学生分析基础知识,引导学生学习思路,由学生自主思路完成基本知识的学习,实现“课上思考学习”。如在讲解土的三相介质物质组成时,首先展示建筑倾倒照片,引出地基失稳工程地质问题,使学生带着问题去思考,然后通过讲解抽取地下水引起地面沉降引导学生去发现、理解土是由固相、液相、气相组成的三相介质。
由于“课上思考学习”时间短、任务重,许多教学问题难以在课堂解决,而网络即时通讯软件可以使教师、学生互动交流且不受时间限制,为“线上交流学习”提供了条件。如2014年4月7日19时,云南省曲靖市麒麟区东山镇下海子煤矿透水事故,媒体关注,通过qq群即时与同学们讨论透水事故发生可能的水源、通道及影响因素,引导学生分析透水事故产生及预防措施,并实时跟踪事故情况,通过即时实例来完成知识的学习。
收稿日期:2012-11-16
作者简介:汪演强(1955-),男,广东石油化工学院建筑工程学院工程师,主要从事岩土工程勘察及工程地质学研究,(E-mail)。
摘要:工程地质学在土木工程专业中具有至关重要的学科地位。针对目前工程地质学课程存在的主要问题,对工程地质学课程建设及教学方法提出切实可行的改革措施。全方位培养学生理论联系实际能力、分析问题和解决问题的能力、创新能力和工程意识,培养具有较高素质的高级技术人才。
关键词:工程地质学;土木工程专业; 教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)03-0091-04 一、 工程地质学的学科地位
土木工程专业人才培养方案提出的培养目标是:毕业生能在房屋建筑、工程勘察、地基基础、地下建筑、道路、桥梁等设计、研究、施工、教育、管理、投资开发部门从事技术或管理工作。工程地质学是土木工程专业一门必修的专业基础课,一方面为土力学与基础工程学等专业课程的学习奠定基础,另一方面担负着与工程地质勘察有关的应用地质学基础理论知识学习及实践实习的重要任务,培养学生的实践能力及创新精神。工程地质学通过岩土工程勘察为工程建设服务。在工程建设中首先要查明建设地区或建筑场地的工程地质条件,分析、预测和评价可能存在和发生的工程地质问题,及其对建筑物和地质环境的影响和危害,提出防治不良地质作用的措施。可见必须要有扎实的工程地质学知识才能在实际工程建设中完成工程地质勘察任务。
工程地质问题,是涉及生命和财产安全的大问题,稍有疏忽即可酿成大祸。西安建筑科技大学旧图书馆、铁一局幼儿园教学楼以及西安化工六院某家属楼等,都是由于建筑场地地质条件没勘察清楚,刚好建在地裂缝上而遭到破坏。1976年7月28日唐山7.8级大地震,造成65万多间房屋坍塌,24万多人死亡,主要是建筑结构防震措施缺失及地基液化造成的房屋倒塌,原唐山矿冶学院的图书馆楼因地基液化下陷了一层半。委内瑞拉曾发生6.4级地震,致使楼房地基土液化下陷(图1),也属于地基处理方案不合理造成的工程地质问题。2009年6月27日上海“倒楼”工程事故, 13层楼房(7号楼)整体倒覆(图2),事故原因是施工方将楼房南侧开挖4.6 m深的地下室挖出的土方堆置在楼北侧,高度达10 m左右,加上雨水渗入诱发土体失稳,致使基础桩折断楼房失去支撑而倒覆。该工程事故属人工改变地质环境及雨水渗入诱发土体失稳的工程地质问题。从以上工程事故案例可以看出,天灾固然不可抗拒,但人祸可以避免,这就要求土木工程师熟练掌握工程地质学知识。可见工程地质学课程设置,在土木工程建设中具有举足轻重的学科地位。
图1 地基土液化楼房下陷
图2 上海倒楼事故现场
二、工程地质学课程存在的主要问题
据调查了解及结合学院的实际情况,目前土木工程专业工程地质学教学在师资、实践教学方面存在许多问题[1],而最突出的问题主要有以下两方面。
首先是课程授课学时少。土木工程专业工程地质学为30学时,实际授课课时为26学时。其他多数院校的课时设置为36学时[2]。而按新专业设置,工程地质学教学内容多,在教学内容安排上除了满足主要的工业与民用建筑专业方向外,还要兼顾道路与桥梁工程、岩土工程、地下工程等专业方向。地质基础知识是学科基础,必须牢固掌握,而工程岩土学、水文地质学基础、工程地质分析及岩土工程勘察是分析和解决工程地质问题的专业应用部分,这些知识更加重要。课时设置太少,教学深度难以达到人才培养方案中的培养目标。
其次,室内实验及野外实习少,个别院校没有开设实验实习。 因课时少,在课程设计中往往是首先减少实验实习,致使实践教学环节薄弱或缺失。同时,非地质院校开设的土木工程专业,基本上都没有地质基础方面的实验室,如矿物岩石实验室、地质构造模型室,以及野外地质实习基地。野外地质实习的师资力量也不足,一般非地质院校仅有1~2位工程地质学任课教师,不具备带领野外实习的条件,所以基本上都没有开设野外实习。学生在学习中缺少感性认识,纸上谈兵使这门实践性很强的课程教学大打折扣。
三、教学改革措施
基于工程地质学课程目前存在的主要问题及课程设置的重要性,在适当增加教学课时及工程地质实验实习资金投入的同时,依据多年教学经验,应从以下两方面着手改革。
(一)课程建设方面的改革
(1)相关课程的任课教师组成教学科研团队,开展相关的教学科研活动。由于工程地质学课程教学课时少,所以从事工程地质学教学的教师相对较少,不能形成强大的师资队伍。但工程地质学、土力学及基础工程学课程知识相关性较大,可以组成一个教学科研团队,开展相关的教学科研活动及设计性、综合性实验研究。对这些课程中相互交叉、重复的部分内容进行协商调整。如工程地质学中土的工程地质特性,包括土的物质组成、土的物理力学性质、土的分类与分级,以及地下水的径流状态等,在土力学中属于重点内容。房屋建筑工程地质问题及深基坑开挖工程地质问题,在基础工程学中有较详细讲授。这些内容在工程地质学中不宜重复授课。
(2) 充分利用实验室教学资源。 据调查了解,许多理工科院校在开办土木工程专业的同时,也开设有地理科学类专业,广东石油化工学院也开设了这两个专业。地理科学类专业开设的地质学也都需要进行地质基础实验。为充分利用实验室教学资源,节约实验室重复建设的资金投入,建议两个专业共同建设使用矿物岩石实验室、地质构造模型室,完善地质基础实验教学。开展常见造岩矿物及三大类岩石的认识、鉴定实验,增强学生对矿物、岩石的感性认识,开展地质构造模型实验,使学生理解并掌握地质构造的立体空间展布。
(3)开设岩土工程勘察综合性实验。在土木工程专业人才培养目标中可见,毕业生应能在工程勘察部门从事技术及管理工作。因此,在加强岩土工程勘察理论知识讲授的同时,有必要开设岩土工程勘察综合性实验。把工程地质学、土力学、基础工程学与工程测量等课程中简单、分散、独立的相关实验统一起来,组合成为岩土工程勘察综合性实验。实验内容包括对某一建筑场地测量定位、钻探、原位测试、采取岩土试样、鉴定描述、室内土工试验,综合分析评价,确定土岩层承载力特征值,建议建筑物的基础持力层及基础类型,提出与建筑场地、环境相关的岩土工程综合治理建议。综合性实验旨在把实验项目与生产实际联系起来,培养学生的动手能力、综合运用能力、创新能力。岩土工程勘察综合性实验应连续进行,独立设置课程,时间具有连续性,可以培养学生连续工作的毅力和能力,利于学生提前熟悉就业环境,增强工程意识,形成严谨的科学态度。岩土工程勘察综合性实验更贴近土木工程专业实际,体现大工程观的教育思想。
(4) 开设工程地质相关的专题讲座。 定期开设工程地质相关专题讲座,介绍工程地质与工程建设的依附关系,介绍工程建设、岩土工程治理等方面有关工程地质的典型案例和最新研究成果,提高学生对工程地质学的学习兴趣和日后工程建设设计施工时对工程地质条件的重视。介绍工程地质的新理论、新技术和新方法,拓宽学生的知识面,开阔视野,使学生更多地了解、接受最新的前沿科技成果,使学生能站在更高、更广的角度分析问题,为学生将来成为优秀的土木工程师打下扎实的基础。
(二) 教学方法改革
(1)首先要教会学生获取知识及创新的能力。 大学本科教学的核心并不是让学生去掌握某一种实验方法或某一个专业知识,而是让学生学会发现问题、解决问题的思路及方法,培养学生获取知识及创新的能力[3],实现青出于蓝而胜于蓝。根据专业特点,掌握地质学“将今论古、以古证今”的思维方式和研究方法,养成从地质演化角度分析工程地质条件的思维习惯。地球的内外力地质作用是永不停息的,无时无刻都在按地质演化规律发生着变化,特定的建筑工程与场地地质环境之间是有条件的、动态的平衡,一旦某一因素的变化超越了平衡极限,平衡被打破,工程地质条件就要发生变化,甚至危害建设工程,引发建设工程事故。学会分类、总结、归纳及演绎的逻辑思维方法,将复杂的地质现象(问题)简单化,将特殊的地质现象(问题)典型化,将一般的地质现象(问题)规律化[4]。提高学生自主获取知识的能力,拓展思维,使学生能在课堂授课时间以外,通过自学获得更多有关工程地质的知识,为日后的拓展学习奠定基础,增强创新意识,提升创新能力。
(2)重视学生对实物标本的接触观摩鉴定,实施全开放实验。为学生认识、鉴定常见造岩矿物及常见岩石创造条件,实施全开放实验。也就是在相应的内容讲授及实物标本鉴定演示后,把多套常见矿物岩石标本分组留给学生长时间保管。如图3所示,学生在宿舍利用课余时间做常见矿物岩石鉴定实验,学生在做鉴定实验时允许其刻划、敲打标本,让学生有较多机会接触、认识、鉴定实物标本,并相互交流讨论鉴定体会,反复识记常见造岩矿物及岩石的主要特征。填补部分院校没有地质基础实验室的缺陷,可以收到在实验室实验异曲同工的效果。在实际工作中常见的矿物主要有石英、长石、云母、方解石等,常见的岩石主要有花岗岩、闪长岩、玄武岩、砾岩、砂岩、泥岩、页岩、石灰岩、片麻岩、千枚岩等,这些矿物岩石标本比较容易采集。可利用野外实量采集这些常见的矿物岩石标本,或到地质勘察及地质矿产生产单位收集这些标本,个别难采集的标本应投入资金购买。正由于这些标本容易采集,可当作易耗品借给学生保管,课程结束后才回收标本,提高实验标本的利用率。
图3 学生利用课余时间鉴定矿物岩石标本
(3)重视地质理论与工程实践的密切联系。 地质是工程地质,不能脱离工程建设而单纯讲授地质理论。如讲授三大类岩石时,应结合工程实例分析其工程性质,介绍其作为建筑材料、地基、边坡与周围环境的工程性质。在讲授地下水对工程建设的影响、常见不良地质作用及其防治、不同工程类型常见工程地质问题等内容时,紧密结合较典型的实际工程案例讲授。如茂名市某单位办公楼建筑基础工程案例,建筑物设计有一层地下室,设计采用天然地基箱型基础,由于设计人员对地下水设防水位不重视,没有抗浮设计,在楼房建到地面时回填了基坑边坡,平整了室外地面。当建到第二层时,一场暴雨使整栋建筑物上浮,升高了38 cm,造成工程事故。通过具体工程案例,与学生共同分析、讨论,找出工程事故的工程地质原因,提出有关工程地质问题的防治措施,培养学生理论联系实际的能力,及分析问题、解决问题的能力。
(4)充分利用多媒体技术教学。 多媒体教学不仅可以扩大课堂教学的信息量,而更主要的是增强教学直观性,提高教学质量。如将各种地质现象、工程地质问题、不良地质作用及其防治措施,特别是由于地质原因造成的工程事故及处理措施,以图片的形式给学生演示,辅助教学。把地质构造、地层接触关系等地质演化形成过程制作成动画,使学生更容易理解并增强记忆。如背斜、向斜构造的形成过程及在地面出露的岩层新老关系特征,以动画展示各阶段的过程:地壳下降的同时沉积一套从下至上、由老到新的地层层序地层受水平运动挤压形成背斜、向斜褶皱构造显示背斜核部为老岩层,两翼为新岩层,向斜核部为新岩层,两翼为老岩层地壳上升的同时背斜、向斜上部地层被风化剥蚀削平或背斜成谷向斜成山从地表面显示中间为老岩层,两侧新岩层对称重复出现的为背斜;中间为新岩层,两侧老岩层对称重复出现的为向斜。利用录像设备将野外地质实习、岩土工程勘察施工(包括各种测试、钻探等)制作成电视录像片,在讲授相应的内容时播放,或放在网络教学平台,让学生随时下载观看。增强感性认识,为实践实习打好基础,也可以节省实践实习时间,或代替部分实践实习,填补部分院校没有开设实践实习教学的不足。生动、形象、直观的教学使学生更容易理解。
四、结语
工程地质学是土木工程专业必修的专业基础课,是一门学时不多、内容丰富、教学难度较大、富有挑战性的课程。要培养基础理论知识充实,具有较强的实践能力和创新精神,综合素质高的优秀土木工程师,学校必须要加大对专业建设的投入:完善基础地质实验室并定期补充足够数量的实验标本,建立野外地质实习基地,确保相应的实践实习,包括工程地质勘察实习。任课教师更要加强学习,不断总结、改革教学方法,更新工程地质新技术、新方法,收集积累工程实践案例,从工程建设实际出发培养具有综合素质的高级工程技术人才。
参考文献:
[1]潘文胜.工程地质学课程教学存在的问题及其教学改革[J].教育与职业,2008(9):87-88.
[2]李斌,冯柯.土木工程地质学课程教学改革研究[J].山西建筑, 2011,37(3):233-234.
[3]张俊林.在本科毕业设计中培养学生创新能力的改革与实践[J].重庆科技学院学报:社会科学版,2008(1):20-21.
[4]曹丽文.工程地质学思维方法培养的教学研究[J].中国地质教育,2002(4): 54-57.
Teaching reform on engineering geology
WANG Yanqiang
(School of Civil Engineering, Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming 525000, P. R. China)
关键词:工程地质学;教学改革
中图分类号:G451 文献标识码:A
1 引言
工程地质学为地质学的一个应用分支,研究的是人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系。土木工程活动会改变地质环境,从而带来相应的各种工程地质问题,只有对工程建设的地质条件进行深入研究分析,才能避免各类问题的产生,所以工程地质学这门课程在土木工程专业中是至关重要的,是土木工程专业的一门专业基础课,为后续《土力学》、《基础工程》、《道桥工程》、《地下工程》等课程打下基础。
土木工程专业选用的《工程地质学》教材不同于地质专业教材,涵盖内容广泛,课时少,知识不够细致深入是本课程的一个主要特点,课程知识实践性较强,学生学习多停留的知识表面,不能由表及里,加之此课程在土木工程专业多为考查课,不能引起学生足够重视,所以以往的教学手段方法不能满足现行的课程设置,教学改革势在必行。结合自己教学经验谈谈教学中的一些改革方法,实现应用型人才的培养。
2教学中存在的问题
1)课程课时量不够
我校工程地质学课程总学时为32学时,其中含2课时实验室认识实习。笔者走访了多个院校,土木工程专业的工程地质学课时量设置多为32学时,有些院校设置为24学时。对于地质学相关专业课时量设置多为64课时。土木专业的工程地质学主要内容包括地质学基本理论,岩石、岩体和土体的工程性质以及常见的不良地质现象及地质灾害以及工程地质各类勘查方法,因此本课程内容繁杂,涉及面广,抽象难解,学生想在课程上对知识融会贯通是比较困难的。
2)学生兴趣不浓
土木工程专业的学生缺乏地质学方面的基础知识背景,学生对于课程内容理解起来有难度,影响了学生学习的积极性。土木工程专业地质学相关课程只有一门工程地质学,没有 《普通地质学》、《岩石学》、《构造地质学》、《水文地质学》等课程做基础,更加增大了老师教授和学生学习的困难。
学生对于这门课程的重视度不够。工程地质学多被定为考查课,学生多认为考查课不重要,学习中不能引起学生的重视,同时,在土木工程专业课程中,工程地质与其他专业课联系不是很紧密,学生认识不到工程地质学的重要性,认为其在专业中的用途不大。
3)教学实践环节薄弱。
工程地质学实践应包括室内试验和野外实习两部分。通过笔者调查,土木工程专业的室内实验,对于力学实验,土工实验大多高校都比较完善,而对于地质类实验室大部分高校都不太健全。对于野外实践,由于学校师资有限,实习基地不好确定,学生众多不好管理,对于许多高校的土木工程专业工程地质实验是非常欠缺甚至是不存在的。正是由于实践教学的缺乏,导致学生学习只能看到知识的表象以及掌握一些基本概念,不能深入内容的实质,不能由表及里。
3 教学改革探讨
1)教学内容改革
工程地质学课程内容多,涉及范围广,从两方面进行调整:(1)适当增加课程量,学时不低于38课时,保证其教学质量。(2)精简教学内容,根据工程地质课程的内容,结合土木工程专业相关知识之间的联系,对课程内容进行删减和补充。工程地质学内容划分为三部分,第一部分是地质学基础知识,主要讲解地质作用、岩石、地质构造等知识,本专业学生对地质学基础知识相对缺乏,因此,首先要向学生介绍工程地质学基础知识,让学生具备地质思维方式思考工程地质问题。第二部分为工程地质理论,主要讲解岩土层工程地质性质及各种工程地质问题,这部分教学应以宽、泛为主,详、探为辅。第三部分为工程地质勘查,针对专业侧重点,着重讲解相关地质勘察方法。
2)教学方法改革
(1)布置课外作业。
布置课外作业的方式我们并不陌生,但对于工程地质学这门课程作用尤为明显。可以布置一些课本上找不着但又与教学内容相关的问题,那么学生带着疑问就会利用图书馆、网络或者实地参观考察以及其他更有力的手段才能完成,培养了学生自己解决问题的能力。另外,还可以布置以分组形式完成的作业,每个组成员都有自己的任务,这样带着责任大家都会很积极,努力完成自己的部分。甚至组与组之间在完成作业的优劣方面形成竞争,加强了每个学生的团队意识和危机意识。
(2)课堂考核。
对当堂课所学知识,随机抽取几位同学回答即时问题,虽然方法平常,但在一定程度上会使学生时刻保持“警惕”状态,提高学习效率。或者是每次交作业后,在课堂上随机抽取几位同学在讲堂上向大家讲解自己的作业,虽然学生有怨言,但大多数同学认为收益颇丰。
(3)改变现代化的教学手段。
在教学过程中,积极采用多媒体技术使教学内容与表现形式呈现多样化,加大了授课信息量,但也需要注意一些问题。多媒体教学不应只是文字、图像、视频的简单罗列,而是在简单的内容铺垫之后快速进入正题,展示出所应该掌握的内容,然后利用一些有针对性的图像、视频文件加以辅助,即时抓住学生的思维和兴趣,使他们在尽量短的时间内了解并掌握重点知识。因为学生在课堂上不可能每一刻都能全神贯注,如果所讲内容过于枯燥,或者教学时间过长,学生在坚持认真听课一段时间后未免会走神,所以多媒体教学中的内容安排顺序要适当,能够在短时间内吸引学生注意力,让学生在聚精会神的时间段内完成知识的学习,从而大大提高课堂教学的效率和质量。
3)实践教学改革
工程地质学是一门实践性很强的课程,最终能够达到学以致用,才是教学的最终目的。工程地质实践教学应该积极开展室内试验和野外实习。室内试验主要包括室内矿物、岩石鉴定,即用肉眼鉴定主要造岩矿物的特征及鉴定方法,对三大类岩石的成分、结构、构造和产状等方面进行鉴定。学生可以把课本上的知识和实物联系起来,使思维方式立体化。以往矿物和岩石的认识通常是根据已知矿物或岩石来对其特征进行描述,可以通过给学生提供未知的标本,根据学生观察其特征来确定其类别,从而提高了学生的思考和动手能力,加深知识的理解。如果条件允许还应积极开展野外地质实习,通过对自然界的地质结构、构造和工程结构的直接观察和接触,进一步理解和掌握本课程课堂教学所学理论知识。
4)考核方式改革
工程地质考核方式多样化,摒弃以往闭卷考试的考核方式。可以让学生提交读书报告及小论文的形式,培养学生独立学习独立思考的能力。针对学生读书报告内容进行答辩,一方面考察学生对这门课程知识的掌握程度,另一方面让学生对自己的报告进行总结,享受收获,弥补不足。工程地质学采取考查的考核方式,针对学生重视不够,上课积极性不高,缺课请假等现象,在尊重学院教学考核规定的基础上,最大限度地增大平时成绩的考核分值,把平时成绩的比重增加到40%,把学生“限制”在课堂上。
5结论
工程地质学作为一门专业基础课,内容广泛,教学存在难度。通过教学内容、教学方法等方面的改革增强学生的学习兴趣,使学生认识到这门课程的重要性,让学生在多样化的考核方式中加强对知识的认知、理解和掌握,提高学生发现问题、解决问题的能力。
参考文献:
许兆义.工程地质学基础[M]中国铁道出版社,2011