安全工程專業(yè)“工程地質(zhì)學(xué)”教學(xué)改革研究

孫文卿 王雨 華道友 蔣愛良

【摘要】分析了安全工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)的特點(diǎn)，指出課程存在課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法及教學(xué)模式相對滯后等問題，提出了優(yōu)化教學(xué)模塊、調(diào)整課程結(jié)構(gòu)；豐富教學(xué)手段，夯實(shí)基礎(chǔ)知識；采用“課上思考學(xué)習(xí)、線上交流學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式，為進(jìn)一步課程教學(xué)改革提供參考。

【關(guān)鍵詞】安全工程 工程地質(zhì)學(xué) 教學(xué)改革

【基金項(xiàng)目】四川省卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）10-0213-02

安全科學(xué)與工程作為一級學(xué)科始，前人在學(xué)科發(fā)展[1][2]、課程建設(shè)[3][4]、教學(xué)方法[5]、人才培養(yǎng)[6-8]等方面進(jìn)行了卓有成效的研究，工程地質(zhì)學(xué)是安全工程專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，四川師范大學(xué)在構(gòu)建安全工程卓越工程師教育教學(xué)體系過程中，工程地質(zhì)學(xué)課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法及教學(xué)模式相對滯后，本文結(jié)合工程地質(zhì)學(xué)課程及安全工程專業(yè)特點(diǎn)，探討安全工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)課程存在的問題，提出課程改革的思路和措施。

1.工程地質(zhì)學(xué)的特點(diǎn)

工程地質(zhì)學(xué)以地質(zhì)問題為研究對象，是工程科學(xué)、地質(zhì)科學(xué)及環(huán)境科學(xué)相互滲透、交叉形成的一門邊緣科學(xué)[9]。我校安全工程專業(yè)開設(shè)的工程地質(zhì)學(xué)涉及建筑、礦山兩大學(xué)科領(lǐng)域，涉及內(nèi)容包括基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、巖土工程性質(zhì)、地質(zhì)勘察與評價(jià)等，具有鮮明的專業(yè)特色。

1.1基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)特點(diǎn)。基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)是研究地球及其演變的一門自然科學(xué)[10]，涉及內(nèi)容包括礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、資源、環(huán)境學(xué)等多門學(xué)科。當(dāng)前很難為學(xué)生傳授一種統(tǒng)一的思想來解決今后可能遇到的地質(zhì)問題，因此在講授基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)基本理論的同時(shí)，重點(diǎn)啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用地質(zhì)學(xué)基本原理具體問題具體分析，為培養(yǎng)能分析、解決實(shí)際問題，具有創(chuàng)新能力的卓越工程師奠定基礎(chǔ)。

1.2巖土工程性質(zhì)特點(diǎn)。巖土工程性質(zhì)是討論巖土的成因類型、巖石礦物學(xué)特征、組成成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，他們的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)，巖土工程分類以及不良性質(zhì)的改善和處理等。不同礦物形成的巖體或土體其性質(zhì)不同。巖土的物理、力學(xué)性質(zhì)影響巖、土體的強(qiáng)度、變形及其滲流構(gòu)成了巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的理論基礎(chǔ)，是教學(xué)的核心內(nèi)容。

1.3地質(zhì)勘察與評價(jià)特點(diǎn)。工程地質(zhì)勘察是為查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素而進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查研究工作[9]。主要是對地質(zhì)災(zāi)害、工業(yè)與民用建筑物、地下建筑工程、水利水電及礦山地質(zhì)的勘察。在教學(xué)過程中，不僅要講授工程地質(zhì)勘察的通用方法，還要讓學(xué)生了解不同方法的適用性、工程地質(zhì)勘察與評價(jià)的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢。

1.4工程地質(zhì)學(xué)課程特點(diǎn)。工程地質(zhì)學(xué)課程涉及基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、巖土工程學(xué)、地質(zhì)勘察學(xué)、土木工程學(xué)及煤礦地質(zhì)學(xué)等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)容，其研究對象具有復(fù)雜性，研究方法具有多樣性，課程內(nèi)容廣泛、知識點(diǎn)多、理論性強(qiáng)等特點(diǎn)，內(nèi)容相對抽象、難以理解，在教學(xué)過程中應(yīng)充分研究內(nèi)容特點(diǎn)，綜合應(yīng)用不同的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生對知識進(jìn)行理解掌握，以達(dá)到教學(xué)目的。

2.工程地質(zhì)教學(xué)存在的問題

大規(guī)模工程建設(shè)、煤炭資源開發(fā)帶來眾多新的復(fù)雜的工程地質(zhì)問題（如高邊坡工程、深基坑工程、長隧道工程、深部煤炭開發(fā)、高溫高壓礦井等），安全生產(chǎn)存在眾多隱患。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，讓學(xué)生既能夯實(shí)理論基礎(chǔ)，又具備能解決實(shí)際問題的能力是擺在本課程教學(xué)面前重要的問題。當(dāng)前教學(xué)過程中還存在著教學(xué)內(nèi)容不合理、教學(xué)方法單一、教學(xué)模式落后等問題影響課程教學(xué)質(zhì)量。

2.1教學(xué)內(nèi)容不合理。安全工程專業(yè)目前使用的教材為趙法鎖教授等編寫的“工程地質(zhì)學(xué)”[11] ，主要參考書為李智毅教授編寫的“工程地質(zhì)學(xué)概論”[9]、李雋蓬教授編寫的“土木工程地質(zhì)”[12] 和胡紹祥教授編寫的“礦山地質(zhì)學(xué)”[13]，使用教材重點(diǎn)突出基礎(chǔ)地質(zhì)、巖土及地質(zhì)災(zāi)害內(nèi)容。但未包含礦山工程中常見的工程地質(zhì)問題，缺少與本校安全工程相適應(yīng)的知識結(jié)構(gòu)，很難讓學(xué)生全面了解礦山工程地質(zhì)的特點(diǎn)和問題。而“礦山地質(zhì)學(xué)”則缺少與建筑安全相適應(yīng)的知識構(gòu)架。

2.2教學(xué)方法單一。目前，工程地質(zhì)學(xué)的教學(xué)依然采用課堂講授輔以ppt演示的傳統(tǒng)方式。且ppt未經(jīng)過合理的開發(fā)，造成一些具體講解的基本原理和公式的推導(dǎo)過程被忽略[14]，教學(xué)效果不理想。

2.3教學(xué)模式落后。以往的工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)以“教師書本講解——學(xué)生接受學(xué)習(xí)”為主。缺少對實(shí)際問題的分析及不確定問題的探討；教學(xué)以教師為主體，忽略了學(xué)生的主體地位；缺少與學(xué)生的有效交流和溝通，學(xué)生的主觀能動性得不到發(fā)揮。

3.工程地質(zhì)學(xué)課程改革

由于“工程地質(zhì)學(xué)”課程對安全工程本科生的培養(yǎng)立足于掌握基礎(chǔ)地質(zhì)、巖土工程性質(zhì)及工程勘察的基礎(chǔ)知識，初步具備分析建筑工程、礦山工程實(shí)際地質(zhì)問題的能力。因此，針對目前課程存在的問題，從課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)手段、教學(xué)模式三個方面提出了課程改革思路和措施。

3.1優(yōu)化教學(xué)模塊，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。將“工程地質(zhì)學(xué)”課程內(nèi)容分為基礎(chǔ)理論模塊和專業(yè)特色模塊。基礎(chǔ)理論模塊包括基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、巖土工程性質(zhì)、工程地質(zhì)勘察三篇內(nèi)容，重在強(qiáng)化理論基礎(chǔ)。專業(yè)特色模塊兼有建筑、礦山特色，其中建筑特色選取地基工程、邊坡工程及地下工程中與工程地質(zhì)相關(guān)知識內(nèi)容，重在面向建筑安全；礦山特色選取煤炭資源、煤礦工程與工程地質(zhì)相關(guān)內(nèi)容，重在面向礦山，培養(yǎng)學(xué)生初步分析實(shí)際問題的能力，各模塊的具體內(nèi)容見表1。

表1 “工程地質(zhì)學(xué)”課程模塊分配表

3.2豐富教學(xué)手段，夯實(shí)基礎(chǔ)知識?；A(chǔ)知識是進(jìn)行生產(chǎn)和科研的基礎(chǔ)，考慮到工程地質(zhì)學(xué)課程特點(diǎn)，傳統(tǒng)的單一教學(xué)方式講解不便，學(xué)生聽講積極性不高，教學(xué)效果不理想。圖文并茂的多媒體課件調(diào)動課堂情緒；典型案例分析提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性及自主分析實(shí)際問題的能力；引導(dǎo)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生主動思考，思維發(fā)散；討論式教學(xué)讓學(xué)生進(jìn)行思想碰撞，總結(jié)歸納；實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)及科研思維。通過多種教學(xué)方法的結(jié)合達(dá)到夯實(shí)基礎(chǔ)知識，提升專業(yè)素質(zhì)，提高科研思維的效果。

3.3 “課上思考學(xué)習(xí)、線上交流學(xué)習(xí)”教學(xué)模式充分發(fā)揮學(xué)生的“主體”地位，教師作為“客體”在教學(xué)課程中起到引導(dǎo)及監(jiān)督作用。課堂上主要通過圖片、視頻等引出問題，學(xué)生分析基礎(chǔ)知識，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)思路，由學(xué)生自主思路完成基本知識的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)“課上思考學(xué)習(xí)”。如在講解土的三相介質(zhì)物質(zhì)組成時(shí)，首先展示建筑傾倒照片，引出地基失穩(wěn)工程地質(zhì)問題，使學(xué)生帶著問題去思考，然后通過講解抽取地下水引起地面沉降引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、理解土是由固相、液相、氣相組成的三相介質(zhì)。

由于“課上思考學(xué)習(xí)”時(shí)間短、任務(wù)重，許多教學(xué)問題難以在課堂解決，而網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通訊軟件可以使教師、學(xué)生互動交流且不受時(shí)間限制，為“線上交流學(xué)習(xí)”提供了條件。如2014年4月7日19時(shí)，云南省曲靖市麒麟?yún)^(qū)東山鎮(zhèn)下海子煤礦透水事故，媒體關(guān)注，通過qq群即時(shí)與同學(xué)們討論透水事故發(fā)生可能的水源、通道及影響因素，引導(dǎo)學(xué)生分析透水事故產(chǎn)生及預(yù)防措施，并實(shí)時(shí)跟蹤事故情況，通過即時(shí)實(shí)例來完成知識的學(xué)習(xí)。

網(wǎng)絡(luò)海量資源為擴(kuò)展知識及學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了條件，為“線上交流學(xué)習(xí)”提供了保證，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)課程的自主學(xué)習(xí)豐富知識結(jié)構(gòu)，通過引導(dǎo)學(xué)生查閱網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)信息了解學(xué)科前沿，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性及確定自身發(fā)展方向。

工程地質(zhì)學(xué)是一門理論性及實(shí)踐性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，我校安全工程專業(yè)開設(shè)的工程地質(zhì)學(xué)涉及建筑、礦山兩大學(xué)科領(lǐng)域，在構(gòu)建安全工程卓越工程師教育教學(xué)體系過程中，工程地質(zhì)學(xué)課程的課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法及教學(xué)模式相對滯后，針對目前課程存在的問題，提出了優(yōu)化教學(xué)模塊、調(diào)整課程結(jié)構(gòu)；豐富教學(xué)手段，夯實(shí)基礎(chǔ)知識；采用“課上思考學(xué)習(xí)、線上交流學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式，為了適應(yīng)新形勢的要求，本課程的改革還需要進(jìn)一步的思考、研究、歸納和總結(jié)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王凱，李珊，潘俠等.我國安全工程專業(yè)高等教育發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012，8（5）：163-168.

[2]姜慧，李寧，殷惠光.構(gòu)建建筑安全工程學(xué)科研究[J].工程管理學(xué)報(bào)，2011，25（5）：499-503.

[3]孫斌.安全技術(shù)管理專業(yè)課程建設(shè)與人才培養(yǎng)探索[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012，8（6）：201-205.

[4]王雨.專業(yè)認(rèn)證框架下安全工程專業(yè)課程體系改革探索與實(shí)踐[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012，8（5）：169-172.

[5]張洪杰，向曉東，陳旺生.安全工程專業(yè)教學(xué)方法改革與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2011，6（7）：172-175.

[6]蘇三慶，楊更社，王貴榮.煤礦主體專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革探索[J].煤炭高等教育，2012，30（5）：6-9.

[7]李增華，章毛平，王德明.基于優(yōu)勢學(xué)科的礦業(yè)安全創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].煤炭高等教育，2012，30（5）：91-94.

[8]王宏圖，胡國忠，唐建新等.礦業(yè)安全方向創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式與實(shí)踐[J].煤炭高等教育，2012，30（1）：91-93.

[9]李智毅，楊裕云.工程地質(zhì)學(xué)概論[M].北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1994.

[10]夏邦棟.普通地質(zhì)學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1995.

[11]趙法鎖，李相然.工程地質(zhì)學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，2009.

[12]李雋蓬，謝強(qiáng).土木工程地質(zhì)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2001.

[13]胡紹祥，李守春.礦山地質(zhì)學(xué)（第五版）[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2011.

[14]張景鋼，原征嵐，張桂英.安全工程專業(yè)英語課程教學(xué)探討[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2010，6（2）：181-184.

作者簡介：

孫文卿（1985-），男，2011年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)，碩士，四川師范大學(xué)工學(xué)院教師，主要從事安全工程及地質(zhì)資源與地質(zhì)工程的教學(xué)和科研工作。