綜攝教學(xué)法在工程地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用

孫 強(qiáng)，朱術(shù)云，曹麗文

中國礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116

教學(xué)方法

綜攝教學(xué)法在工程地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用

孫 強(qiáng)，朱術(shù)云，曹麗文

中國礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116

本文結(jié)合工程地質(zhì)學(xué)特點(diǎn)分析了工程地質(zhì)教學(xué)的主體內(nèi)涵，提出了在相關(guān)教學(xué)中運(yùn)用綜攝法的重要性及其主要措施，培養(yǎng)學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識之上能合理有效地運(yùn)用知識解決問題的能力，并探討了在綜攝法教學(xué)中需要注意的思維訓(xùn)練方式和要點(diǎn)。

綜攝法；工程地質(zhì)學(xué) ；教學(xué)改革

我國工程地質(zhì)教育已經(jīng)走過了60多年歷程，期間從教學(xué)內(nèi)容和理念的創(chuàng)立與發(fā)展是伴隨著眾多工程實(shí)踐成長的，從無到有、從小到大、從少數(shù)領(lǐng)域的簡單分析評價到多個部門、多領(lǐng)域的工程地質(zhì)研究，從而到現(xiàn)在凝聚成為具有鮮明中國特色的研究與教學(xué)體系[1-8]。工程地質(zhì)的核心內(nèi)容可概括為：以工程地質(zhì)條件研究為基礎(chǔ)、以工程地質(zhì)問題分析為核心、以工程地質(zhì)評價為目的、以工程地質(zhì)勘察為手段[3-4]，首先研究工程地質(zhì)條件的各個方面—地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地應(yīng)力、巖土類型及其工程地質(zhì)性質(zhì)、物理（自然）地質(zhì)現(xiàn)象、水文地質(zhì)條件、建筑材料，在獲得這些信息后，再分析存在的工程地質(zhì)問題，在這個過程中涵蓋了地質(zhì)體與工程建筑的各個基本方面[3]。

隨著工程活動范圍和領(lǐng)域的擴(kuò)大，工程技術(shù)日新月異的發(fā)展，不同學(xué)科領(lǐng)域知識的交叉和爆炸式增長，對工程地質(zhì)教學(xué)的手段和理念提出了新的挑戰(zhàn)：如何在有限的課堂時間內(nèi)使學(xué)生把握工程地質(zhì)學(xué)科的核心內(nèi)涵。當(dāng)前的工程地質(zhì)教學(xué)實(shí)際情況是多在48學(xué)時以內(nèi)，這種情況下很難使得學(xué)生掌握所有的相關(guān)知識，特別是面臨地質(zhì)條件復(fù)雜、環(huán)境多變的具體工程問題的分析時。因此，如何在教學(xué)活動中實(shí)現(xiàn)師生雙方的創(chuàng)造性交流是當(dāng)前的一個教學(xué)趨勢和要求[9-10]。

本文將通過探討綜攝法在工程地質(zhì)教學(xué)活動的應(yīng)用，為相關(guān)的教學(xué)改革提供一些新的思路。

一、工程地質(zhì)教學(xué)的主體內(nèi)涵

為了順利完成工程地質(zhì)教學(xué)活動，有必要使學(xué)生明確工程地質(zhì)學(xué)習(xí)的主要對象、基本任務(wù)和主體內(nèi)容。

首先，工程地質(zhì)學(xué)是評價、預(yù)測和改造與工程建筑等有關(guān)的地質(zhì)問題的一門科學(xué)，以工程建筑及建設(shè)項目為服務(wù)對象，以地質(zhì)學(xué)為研究基礎(chǔ)；以數(shù)學(xué)力學(xué)為計算工具的學(xué)科。因此，工程地質(zhì)的教學(xué)與學(xué)習(xí)都是在研究和討論人類在工程活動中行為與地質(zhì)環(huán)境的相互作用與相互適應(yīng)性，

其次，工程地質(zhì)學(xué)習(xí)的基本任務(wù)就是掌握工程地質(zhì)條件與工程活動的地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)，明確人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境（工程地質(zhì)條件）之間的相互作用，以便正確評價、合理利用、有效改造和完善保護(hù)地質(zhì)環(huán)境。

最后，學(xué)生通過工程地質(zhì)課程學(xué)習(xí)需要重點(diǎn)掌握的內(nèi)容包括：巖石和土體的物理-力學(xué)性質(zhì)及其工程性質(zhì)，如巖石與土的礦物組成及其排列形成的微觀結(jié)構(gòu)等對建筑工程穩(wěn)定性的影響，弄清巖土體的不同的分類要求和指標(biāo)，了解不良地質(zhì)條件下的巖土體的改良方法；建立起人與環(huán)境和諧發(fā)展的工程地質(zhì)觀念，形成關(guān)于自然環(huán)境對工程活動的制約與人類工程活動對自然環(huán)境的影響的雙向作用機(jī)制的基本認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上，掌握崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質(zhì)作用對工程建筑的危害及其預(yù)測、評價和防治措施；熟悉工程常見的地基、硐室等工程地質(zhì)問題，以及地下水運(yùn)動規(guī)律及其對工程活動的影響；掌握主要勘察程序、方法和手段。

通過上面的對工程地質(zhì)教學(xué)主體內(nèi)涵的論述可以看出，在教學(xué)活動中學(xué)生需要領(lǐng)悟和掌握的內(nèi)容很多，如果沒有好的教學(xué)思路，往往會導(dǎo)致教學(xué)活動成為就事論事，事倍而功半，很難使學(xué)生把握這門學(xué)科的精髓。同時，工程地質(zhì)會涉及眾多的相關(guān)學(xué)科知識（圖1），如與地球科學(xué)相關(guān)的巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地層學(xué)、地貌學(xué)等，與工程學(xué)和基礎(chǔ)學(xué)科相關(guān)的物理力學(xué)、數(shù)學(xué)等。

圖1 工程地質(zhì)相關(guān)學(xué)科知識

二、綜攝教學(xué)法的運(yùn)用

綜攝法又稱類比思考法，其源自在我們對外部事物的學(xué)習(xí)和認(rèn)識過程中，常常是在某些帶有啟發(fā)暗示的“指揮下”進(jìn)行的，而這種“指揮”與我們的思考方法和意識關(guān)系不大，卻是我們?nèi)粘Ｉ钪械乃娝劽芮邢嚓P(guān)[11]。因此，可以利用外物來啟發(fā)思考、激發(fā)靈感解決問題。

工程地質(zhì)教學(xué)中，我們可以借助于學(xué)生已有的相關(guān)學(xué)科知識和日常生活經(jīng)歷，在此基礎(chǔ)上開綜攝法教學(xué)。在教學(xué)中鍛煉學(xué)生對所面對事物的異質(zhì)同化和同質(zhì)異化兩種思維方式。

當(dāng)我們面臨未知的或者不熟悉的事物時，常常會采取拿性質(zhì)不同的現(xiàn)有事物的分析和模擬方式去與之相對比，在此基礎(chǔ)上提出設(shè)想。這種方式稱之為異質(zhì)同化，即根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和知識來分析比較所面對的問題。例如，當(dāng)開展某項工程的地質(zhì)問題調(diào)查時，可以與醫(yī)生全面診斷病人一樣，先逐項檢查，然后根據(jù)檢查結(jié)果分析存在的病癥，這樣會使得技術(shù)（研究）路線明晰，而且有很強(qiáng)的可操作性與指導(dǎo)性。

如何擺脫固有的思維方式和問題分析方法的桎梏，進(jìn)行創(chuàng)造性分析和解決問題是我們需要面對的難題。因此，如何運(yùn)用新的知識或從新視角進(jìn)行審視、分析、研究和處理原有的資料和技術(shù)手段顯得十分必要，在此基礎(chǔ)上使得認(rèn)識有新的突破，這過程即為同質(zhì)異化思考方法。例如，在狹窄的海邊場地進(jìn)行海底隧道掘進(jìn)時，一方面需要的很大的場地存放施工材料（如做襯砌），另一方面又需要相關(guān)場地堆放掘進(jìn)所產(chǎn)生的大量巖屑廢渣，那么可以通過同質(zhì)異化思維，我們可以考慮在不影響地質(zhì)環(huán)境的情況下，用掘進(jìn)產(chǎn)生的廢料進(jìn)行人為營造陸地，同時解決了材料堆放和廢料處理的問題。

為了在教學(xué)中可以使學(xué)生的創(chuàng)造力的潛能得到進(jìn)一步鍛煉，可以進(jìn)行以下4種模式的訓(xùn)練。

（1）人格性的模擬，充分調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生主體感官認(rèn)識。例如，在邊坡相關(guān)知識的講授中，可以讓學(xué)生假設(shè)自己是邊坡，針對坡腳、坡肩、坡體等不同位置的特點(diǎn)與自己身體做對比，如果邊坡發(fā)生失穩(wěn)可以采取什么手段，如何去處理，然后再尋找解決問題的方案，最終歸結(jié)為削肩、捆腰、壓腳三個主體內(nèi)容。

（2）直接性的模擬，根據(jù)所要關(guān)注的對象與模擬事物之間的關(guān)聯(lián)性，將模擬對象視為范本，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行論證思考，提出處理問題的方案。例如，邊坡災(zāi)害的問題，很多學(xué)生的家鄉(xiāng)或?qū)W校周邊有生活的例子，可以直接作為例子講授，既直接，又有生活氣息。

（3）象征性的模擬，通過把問題構(gòu)想成為直接的物質(zhì)對象，使學(xué)生形成形象化的物質(zhì)對象，進(jìn)而激勵其腦力活動，開發(fā)其創(chuàng)造潛力。例如，在學(xué)習(xí)巖石風(fēng)化時，可以將植物的根劈破壞直接視為巖石的拉裂破壞。

（4）想象性的模擬，利用人大腦的自由想象能力，引導(dǎo)學(xué)生通過幻想和聯(lián)想等為工程地質(zhì)問題的分析和解決尋找靈感，提出創(chuàng)造性方案。 例如，在某處發(fā)生地震，可以讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，分析可能出現(xiàn)的次生災(zāi)害問題，進(jìn)而擴(kuò)展成地質(zhì)災(zāi)害鏈和立體防災(zāi)減災(zāi)教學(xué)。

總之，綜攝教學(xué)法在工程地質(zhì)中的應(yīng)用就是以生活中的實(shí)例或?qū)W生已有知識為媒介，將學(xué)習(xí)內(nèi)容分成若干要素，針對具體的要素進(jìn)行分析討論，并組織構(gòu)建各要素之間的綜合關(guān)聯(lián)性，在此基礎(chǔ)上激發(fā)學(xué)生的潛在靈感，形成系統(tǒng)的認(rèn)識學(xué)習(xí)，進(jìn)而掌握工程地質(zhì)的內(nèi)涵要素（圖2）。

三、結(jié)語

在應(yīng)用綜攝教學(xué)法時要注意充分調(diào)動學(xué)生的積極性，使能夠集中注意力。同時，要貫徹同質(zhì)異化和異質(zhì)同化兩個原則，引導(dǎo)學(xué)生分析對比事物異同，建立形象而豐富的思考空間，通過新思考方式的訓(xùn)練，激發(fā)創(chuàng)造性設(shè)想，提出創(chuàng)造性解決方案。綜攝教學(xué)法的運(yùn)用對于學(xué)生認(rèn)知能力會有很大幫助，體現(xiàn)為對問題的洞察、思考和解決能力的綜合提高。通過綜合訓(xùn)練、全面發(fā)展、擴(kuò)展思維，加強(qiáng)交流，達(dá)到教書育人的目的。

圖2 綜攝教學(xué)運(yùn)用步驟

[1] 孫廣忠.地質(zhì)工程理論與實(shí)踐[M].北京：地震出版社，1996.

[2] 孫玉科.工程地質(zhì)學(xué)發(fā)展與創(chuàng)新思路探討[J].巖土工程界，2002，5(5)：20-22.

[3] 王思敬.中國工程地質(zhì)世紀(jì)成就[M].北京：地質(zhì)出版社，2004.

[4] 張咸恭，王思敬，張倬元，等.中國工程地質(zhì)學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2000.

[5] 孫英學(xué)，張發(fā)明.“工程地質(zhì)學(xué)”平臺課教學(xué)新模式的思考與創(chuàng)新[J].中國地質(zhì)教育，2009，(1)：107-109.

[6] 張宏兵，張發(fā)明，宋漢周.地質(zhì)工程專業(yè)定位引發(fā)人才培養(yǎng)方案革新的思考[J].中國地質(zhì)教育，2007，(2)：34-37.

[7] 曹麗文，桑樹勛 地質(zhì)工程專業(yè)研究教學(xué)模式初探[J].中國地質(zhì)教育，2008，(2)：84-86.

[8] 趙奇，周進(jìn)生，覃家海.地質(zhì)工程需求視角下的地質(zhì)高等教育思考[J].中國地質(zhì)教育，2006，(4)：10-13.

[9] 孫強(qiáng)，楊繼紅，朱術(shù)云.從認(rèn)知過程探討工程地質(zhì)教學(xué)[J].中國地質(zhì)教育，2010，(3)：105-107.

[10] 孫強(qiáng)，朱術(shù)云，楊偉峰，等.從工程地質(zhì)學(xué)討論教學(xué)中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)[J].中國地質(zhì)教育，2011，(3)：54-56.

[12] 張永聲.思維方法大全[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1990：1-2.

Synectics M ethod and its App lication in Engineering Geology Teaching

SUN Qiang, ZHU Shu-yun, CAO Li-wen
China university of M ining and Technology, Xuzhou, 221116, China

The importance of synectics method and main measures were put forward based on characteristics and main connotation of geological engineering practice. The teaching purpose of engineering geology is to cultivate students to solve problems effectively based on the maser of basic know ledge. Meanwhile, thinking training and key points needed to be emphasized in synectics method was discussed in this paper.

synectics method; engineering geology; teaching reform

G 642

A

1006-9372 （2012）03-0083-03

2012-04-20。

國家自然科學(xué)基金（41102201）；中國礦業(yè)大學(xué)青年教師教學(xué)改革資助計劃、中國礦業(yè)大學(xué)教學(xué)改革計劃資助。

孫 強(qiáng)，男，副教授，主要從事工程地質(zhì)、巖土工程的教學(xué)與研究。