“鉆探與掘探”課程體系與教學(xué)方法研究

高正夏

河海大學(xué)　地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇　南京　210098

“鉆探與掘探”課程體系與教學(xué)方法研究

高正夏

河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210098

摘 要：“鉆探與掘探”是河海大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)的專業(yè)必修課，本文針對該課程內(nèi)容散雜、定性描述多等特點(diǎn)，設(shè)計了不同的教學(xué)方法。同時強(qiáng)調(diào)，只有密切與其他課程的聯(lián)系，并加強(qiáng)與人文素質(zhì)教育的有機(jī)結(jié)合，才能使課堂教學(xué)從有效向高效轉(zhuǎn)化。

關(guān)鍵詞：鉆探與掘探；課程體系；教學(xué)方法

河海大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)1978年開始招收第一屆本科生，當(dāng)時的專業(yè)名是水文地質(zhì)與工程地質(zhì)，而專業(yè)課的名稱和教學(xué)內(nèi)容都在不斷地變化發(fā)展之中。以本課程為例，專業(yè)創(chuàng)辦之初，課程名稱是“水利水電工程地質(zhì)鉆探”，主要為適應(yīng)當(dāng)時創(chuàng)辦專業(yè)的宗旨，即為我國水利水電工程培養(yǎng)地質(zhì)人才。后來，課程名又改為“勘探技術(shù)”，該名稱并不是很合適，因?yàn)榭碧郊夹g(shù)包含的范圍很廣，除鉆探與掘探外，至少還有物探、化探等。所以最新的課程改革，把課程名稱改為“鉆探與掘探”，與“物探與化探”“工程地質(zhì)原位測試”等課程并列為專業(yè)必修課。

一、“鉆探與掘探”教學(xué)內(nèi)容與課程體系

“鉆探與掘探”是地質(zhì)工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課。該課程的主要任務(wù)是使學(xué)生系統(tǒng)了解各種勘探方法及其相關(guān)技術(shù)，掌握勘探孔布置的原則、基巖中鉆探的三大方法、土層中的鉆進(jìn)特別是原狀土的取樣技術(shù)以及與鉆探緊密相關(guān)的三大試驗(yàn)（注水試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)）。課程還對探井、探槽、探硐的有關(guān)知識、勘探現(xiàn)場的野外描述和內(nèi)業(yè)資料整理以及計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用作了介紹。通過該課程的學(xué)習(xí)，為今后繼續(xù)學(xué)習(xí)工程地質(zhì)勘察、水文地質(zhì)勘察、巖土工程勘察等建立必要的知識準(zhǔn)備，同時還可以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)意識，了解地質(zhì)工程專業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要性。同時地質(zhì)工程專業(yè)也是一個十分辛苦的行業(yè)，要求學(xué)生具備吃苦耐勞的素質(zhì)、較強(qiáng)的野外動手能力，靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力等（表1）。

表1　“鉆探與掘探”課程教學(xué)體系及學(xué)生能力培養(yǎng)

一項工程建設(shè)會動用各種勘探手段，而鉆探與掘探是最核心的手段，與其他勘探手段有非常緊密的關(guān)系（圖1）。

圖1　鉆探與掘探與其他常見勘探手段的關(guān)系

二、“鉆探與掘探”課程特點(diǎn)與教學(xué)方法

“鉆探與掘探”課程有以下幾個顯著的特點(diǎn)：（1）內(nèi)容散雜，大多為定性的描述，沒有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和邏輯推理；（2）涉及機(jī)械設(shè)備、冶金工藝等本專業(yè)學(xué)生不太熟悉的內(nèi)容；（3）實(shí)踐性較強(qiáng)，光靠課堂講授，學(xué)生無法掌握將來工作必需的實(shí)用技能。

教學(xué)方法從宏觀上講主要包括：以語言形式獲得間接經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)方法，以直觀形式獲得直接經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)方法和以實(shí)訓(xùn)形式獲得技能、技巧的教學(xué)方法等。這些教學(xué)方法都有極其重要的實(shí)用價值，對提高教學(xué)質(zhì)量具有特定的功效。但任何教學(xué)方法都不是萬能的，它需要教師切實(shí)把握各種教學(xué)方法的特點(diǎn)、作用、適用范圍和條件以及課程的特點(diǎn)，使其在教學(xué)實(shí)踐中真正有效和高效。

針對“鉆探與掘探”課程的特點(diǎn)，筆者在教學(xué)方法的選擇上主要考慮了以下幾方面。

（1）針對課程散雜枯燥的特點(diǎn)，加強(qiáng)課堂設(shè)計。人的大腦分左右兩半球，它們各有不同的功能。大腦左半球主要功能是進(jìn)行邏輯推理和語言表達(dá)，右半球的主要功能是進(jìn)行空間和形象的思維，具體體現(xiàn)在直覺、節(jié)奏、形象、想象、空間感、整體性等方面的能力。課堂設(shè)計時要充分考慮左右腦的功能分工，把一些抽象的問題通過形象表現(xiàn)出來，如講授“中國古代鉆探史”卓筒井部分時，可充分采用文學(xué)、歷史、旅游等元素，涉及李冰、蘇東坡、李約瑟，自貢鹽井、燊海井以及西方同時期鉆井技術(shù)和礦產(chǎn)資源的開采歷史。利用圖片動畫讓同學(xué)加深卓筒井鉆進(jìn)工藝的理解，講解科技的同時，兼顧了文學(xué)、歷史、藝術(shù)，使學(xué)生接受科技教育的同時還接受了人文素質(zhì)教育。關(guān)鍵是兩節(jié)課90分鐘的時間讓學(xué)生的左右大腦功能交替得到發(fā)揮，無形中提高了課堂效率（圖2）。

圖2　課程知識點(diǎn)與人類大腦左右半球的功能分工

（2）合理使用多媒體。很多學(xué)生在上這門課之前連鉆機(jī)是什么樣都沒印象，更談不上對鉆頭、鉆桿、鉆進(jìn)過程的認(rèn)識。這部分內(nèi)容涉及許多機(jī)械冶金常識，單純用語言敘述，效果不佳。多媒體手段在這兒就派上了用場，例如講鉆進(jìn)過程時，先放一段半小時左右典型工地的真實(shí)鉆探視頻，然后再就視頻中出現(xiàn)的知識點(diǎn)提出若干問題，組織學(xué)生通過錄像回憶討論，最后再將視頻重復(fù)看一遍，學(xué)生可以掌握該部分關(guān)鍵的名詞術(shù)語，同時，對鉆機(jī)鉆孔的真實(shí)情況又有了比較強(qiáng)烈的感性認(rèn)識。又例如，講到鉆孔彎曲時，因鉆孔彎曲是在三維空間變化的，很難想象鉆孔的真實(shí)軌跡，這時，通過一段典型的動畫，問題就變得很清晰。目前，多媒體手段已很普遍，但很容易走向另一個極端，好多教師離開了PPT，課就無法講，從頭到尾，幻燈片一張接一張放，學(xué)生眼睛非常疲勞，實(shí)際上，一些傳統(tǒng)的教學(xué)手段如適當(dāng)?shù)陌鍟荒軖仐?，多媒體手段一定要用得恰到好處。

（3）抓好實(shí)踐性教學(xué)。針對課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，在教學(xué)中也做了充分考慮，基本上從三個環(huán)節(jié)來彌補(bǔ)純課堂講授的不足。第一，引入課內(nèi)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，即在課堂講授時采用真實(shí)的工程案例和工程圖紙。如講授工程的鉆孔與探硐布置時，首先將真實(shí)的水利工程水工建筑物布置圖展示給大家，讓同學(xué)們充分討論在不同的工程勘探階段鉆探與掘探工作如何布置，然后再將設(shè)計院的布置方案與同學(xué)們討論的方案進(jìn)行比較，使學(xué)生能更緊密地與工程實(shí)際接軌。第二，利用兄弟課程的野外實(shí)習(xí)機(jī)會。如我校同期開設(shè)了一門“工程地質(zhì)原位測試”，安排了半個學(xué)分的實(shí)習(xí)，原位測試很多工作離不開鉆機(jī)和鉆孔，所以在原位測試實(shí)習(xí)的同時，讓學(xué)生有意識地結(jié)合“鉆探與掘探”課程相關(guān)知識進(jìn)行實(shí)習(xí)，既為學(xué)校節(jié)省了實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)，同時也提高了“鉆探與掘探”課的教學(xué)質(zhì)量。第三，充分利用我校地質(zhì)專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)?！般@探與掘探”課程中有一個很重要的內(nèi)容，就是鉆孔的野外編錄和掘探工程的野外編錄，這部分內(nèi)容如果光依靠講授和看書，基本上沒有什么效果，必須采用單兵實(shí)訓(xùn)的方法才能見效，一門課學(xué)時有限，實(shí)訓(xùn)的現(xiàn)場條件也不具備，所以在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中專門安排了地質(zhì)編錄環(huán)節(jié)，極大地彌補(bǔ)了課堂教學(xué)的不足。

三、 幾個問題的探討

儒家經(jīng)典《禮記》中有一段話：“雖有佳肴，弗食，不知其旨也；雖有至道，弗學(xué)，不知其善也。是故學(xué)然后知不足，教然后知困。知不足，然后能自反；知困，然后能自強(qiáng)也。故曰：教學(xué)相長也?！苯虒W(xué)是科學(xué)也是藝術(shù)，教學(xué)無止境，在今后的教學(xué)中，筆者認(rèn)為以下兩方面值得進(jìn)一步探討。

（1）有效教學(xué)源于20世紀(jì)上半葉西方的教學(xué)科學(xué)化運(yùn)動，其核心是以學(xué)生有無進(jìn)步與發(fā)展作為衡量教學(xué)效益的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在一切教學(xué)活動中，學(xué)生永遠(yuǎn)是主體，一個教師口才再好，多媒體課件做得再漂亮，如果學(xué)生沒有學(xué)到任何東西，教學(xué)效果仍然為零，所以，一切教學(xué)方法和教學(xué)手段的采用，都必須使教學(xué)有效，也就是讓學(xué)生掌握所講課程的必備知識。教學(xué)有效是底線，我們還必須努力使教學(xué)高效，關(guān)于如何使教學(xué)從有效變高效，目前沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。筆者認(rèn)為所謂高效應(yīng)該體現(xiàn)在花最少的錢和最少的課時完成了課程的教學(xué)任務(wù)。我們現(xiàn)在一門課的學(xué)時數(shù)往往都是相差不多的整數(shù)，常見的為2個學(xué)分即32個課時，但課與課的信息量往往很難科學(xué)界定，所以目前的這種課程學(xué)分制應(yīng)該存在一定的學(xué)時浪費(fèi)。另外學(xué)校的實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)往往也非常有限，如何把錢花在刀刃上也值得深入研究。

（2）科技教育與人文教育的有機(jī)結(jié)合是很多有識之士的共識，專業(yè)課課程體系設(shè)置不夠?qū)挿?，以至很多大學(xué)專業(yè)課老師非常強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容的專業(yè)性和前沿性，而忽視了教育是培養(yǎng)人的綜合素質(zhì)這一根本目的。筆者認(rèn)為應(yīng)該在一門課中盡可能有意識地把科技教育和人文教育統(tǒng)一起來。其實(shí)，大學(xué)教育與中小學(xué)教育甚于幼兒園教育并沒有本質(zhì)上的區(qū)別，很多的教學(xué)理念和教學(xué)方法是相通的。

通過多年的“鉆探與掘探”課教學(xué)實(shí)踐，筆者深切感到要想上好這門課，必須時刻樹立以學(xué)生為中心的思想，對學(xué)生要充滿愛心，要盡其所能了解所教每個學(xué)生的特點(diǎn)。教學(xué)效果的唯一評判標(biāo)準(zhǔn)就是學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握了多少知識和技能，尤其是技能的培養(yǎng)更應(yīng)放到傳授知識的前面，而能力不僅僅是專業(yè)能力，而應(yīng)包括人文在內(nèi)的綜合能力。教師的境界應(yīng)該有三重，第一境界為解惑，滿足學(xué)生的好奇心；第二境界為授業(yè)，解決學(xué)生的職業(yè)需求；第三境界為傳道，使學(xué)生的身心全面健康地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊叔子.求學(xué)的方法[M].西安：陜西師范大學(xué)出版社，2002：181-198.

[2] 盧予北.鉆探技術(shù)研究與實(shí)踐[M].鄭州：黃河水利出版社，2008.

[3] 劉廣志.中國鉆探科學(xué)技術(shù)史[M].北京：地質(zhì)出版社，1998.

[4] 陸忠花.“技能導(dǎo)向”教學(xué)法研究[J].素質(zhì)教育論壇，2010，(10)：44-46.

[5] 王國忠，金麗，林巖，等.問題歸納教學(xué)法的研究與探討[J].齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2010，(13)：2139-2140.

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-9372 （2013）04-0075-03

收稿日期：2013-08-07。

作者簡介：高正夏，副教授，主要從事地下水資源及工程勘探的教學(xué)和研究工作。

Study On Curriculum System and Teaching Methods of the Course of Drilling and Mining Exploration

GAO Zheng-xia
Hohai University, Nanjing 210098, China

Abstract：Drilling and mining exploration is a professional required course of geological engineering of Hohai University. The paper designed different teaching methods against the characteristics of the course such as scattered content and more qualitative description.In addition, it is possible that the classroom teaching is transformed from effectiveness to efficiency only through close contact with other courses and humanistic quality education.

Key words：drilling and mining exploration; curriculum system; teaching method