工程實例教學(xué)在工程地質(zhì)課程中的應(yīng)用

姜景山

摘要：通過選取實例、設(shè)計教案、課堂講授、問答互動和點評總結(jié)環(huán)節(jié)將工程實例教學(xué)引入到工程地質(zhì)課程中，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，加深了對專業(yè)知識的掌握，培養(yǎng)了工程地質(zhì)思維能力，增強了學(xué)生的責(zé)任意識，提高了工程實踐能力，有效促進了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：工程實例；實踐教學(xué)；工程地質(zhì)；工程建設(shè)；工程地質(zhì)問題

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）32-0193-03

一、序言

工程地質(zhì)課程是高等院校土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，是應(yīng)用工程地質(zhì)的基本知識和理論，查明工程地質(zhì)條件和不良地質(zhì)現(xiàn)象，以便為科學(xué)合理地開展工程活動提供可靠地質(zhì)依據(jù)。工程地質(zhì)課程主要教學(xué)內(nèi)容涉及礦物和巖石、地層和地質(zhì)構(gòu)造、巖土的工程性質(zhì)、水的地質(zhì)作用、不良地質(zhì)現(xiàn)象、工程地質(zhì)勘察等。消化吸收并牢固掌握工程地質(zhì)知識對于畢業(yè)后從事土木工程相關(guān)的規(guī)劃、設(shè)計、施工、管理、咨詢等相關(guān)的工作具有重要的意義，特別是2010年6月23日“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”啟動實施以來，對大學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力提出了更高要求，尤其是應(yīng)用型本科院校對學(xué)生的實踐能力更加關(guān)注。我校作為應(yīng)用型本科院校，同時也是“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點高校，對學(xué)生的工程實踐能力的培養(yǎng)極為重視，但由于生源質(zhì)量、師資水平、課程設(shè)置、教學(xué)方法上的一些不足，學(xué)生上課的積極性和主動性不夠，特別是學(xué)生對工程地質(zhì)課程不夠重視，認為不是重要的專業(yè)課程，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和效果較差。因此，如何針對工程地質(zhì)課程的特點，有針對性地采用合適的教學(xué)方法提高教學(xué)的效果是值得探索的問題。

二、工程地質(zhì)的特點

工程地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)學(xué)的一個分支，是研究與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題的科學(xué)。國際工程地質(zhì)協(xié)會前主席Michael Langer曾說過“工程地質(zhì)是一門科學(xué)和藝術(shù)，同時也是一種挑戰(zhàn)”。工程地質(zhì)的科學(xué)性體現(xiàn)在其基本問題可以用數(shù)學(xué)和力學(xué)理論進行闡述，同時工程地質(zhì)研究的對象和問題異常復(fù)雜往往難以定量描述體現(xiàn)出藝術(shù)性，加上工程建設(shè)規(guī)模和難度的增大，工程地質(zhì)問題的難度逐漸增大，給學(xué)科發(fā)展帶來了新的挑戰(zhàn)。工程地質(zhì)首先與工程活動有關(guān)，同時又與地質(zhì)學(xué)研究的地球密切相關(guān)。由于人類工程活動主要在地殼表層1km范圍內(nèi)進行，最深的科研和石油鉆井也才達到12km，因此，地殼表層的地質(zhì)環(huán)境對土木工程的安全性和經(jīng)濟性等帶來影響，如2014年5月2日阿富汗巴達赫尚省偏遠山區(qū)因連日多雨造成地質(zhì)環(huán)境惡化引發(fā)重大山體滑坡，近2700人死亡。同時工程建設(shè)又會反過來影響地質(zhì)環(huán)境，甚至?xí)斐芍卮蟮刭|(zhì)災(zāi)害，如2015年12月20日深圳光明新區(qū)恒泰裕工業(yè)園因臨時淤泥渣土場違規(guī)超納導(dǎo)致70余人死亡或失蹤的重大山體滑坡災(zāi)害，因此，工程建設(shè)與地質(zhì)環(huán)境之間既相互作用又相互制約。

三、工程地質(zhì)課程的特點

工程地質(zhì)課程是高校土木工程的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，是應(yīng)用工程地質(zhì)的基本理論和知識解決工程建設(shè)中出現(xiàn)的地質(zhì)問題的一門學(xué)科。工程地質(zhì)課程的特點體現(xiàn)在：（1）知識點多。工程地質(zhì)課程需要應(yīng)用工程地質(zhì)的基本理論和知識，課程講授中主要涉及的基礎(chǔ)地質(zhì)知識有礦物和巖石、地層和地質(zhì)構(gòu)造、水的地質(zhì)作用等內(nèi)容。而這些主要內(nèi)容的下面則涉及許多次一級的內(nèi)容和知識點等，如礦物、巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖、地殼運動和地質(zhì)作用、巖層及巖層產(chǎn)狀、褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造、地質(zhì)年代、地質(zhì)圖、地表水的地質(zhì)作用、地下水的地質(zhì)作用等。這些次一級的知識點的下面還牽涉更多更次一級的知識點，如巖漿巖部分細分為巖漿巖的形成過程、地質(zhì)特性、分類及鑒定特征等。因此，基礎(chǔ)地質(zhì)知識部分涉及的知識點眾多，而且很多知識點還容易混淆，教學(xué)過程中必須每個知識點都講解清楚，這是學(xué)好工程地質(zhì)課程的基礎(chǔ)。（2）實踐性強。工程地質(zhì)是應(yīng)用地質(zhì)學(xué)的基本知識為工程建設(shè)服務(wù)的學(xué)科，與工程實踐緊密結(jié)合，具有很強的實踐性，特別是我校作為應(yīng)用型本科院校，對學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)極為關(guān)注。這些都要求學(xué)生在掌握地質(zhì)學(xué)的基本理論和知識之后，還必須掌握地質(zhì)環(huán)境對工程建設(shè)的影響危害、分類分級和防治措施等。如地質(zhì)構(gòu)造對工程建設(shè)的影響、地表水和地下水對土木工程的影響、不良地質(zhì)現(xiàn)象對工程建設(shè)的影響等，這是土木工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)工程地質(zhì)課程較為關(guān)心的內(nèi)容。

四、工程地質(zhì)課程教學(xué)的原則

1.有助于增強工程地質(zhì)思維能力。工程地質(zhì)體的形成、演化、組成、構(gòu)造等都非常復(fù)雜，導(dǎo)致工程地質(zhì)體的性質(zhì)也異常復(fù)雜。學(xué)習(xí)工程地質(zhì)課程首先要樹立工程地質(zhì)分析的時空觀念，即工程地質(zhì)體隨時間和空間變化的觀念。地質(zhì)體的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等隨時間是不斷發(fā)展變化的，如三大巖石的逐漸演化；同時，工程地質(zhì)體在三維空間也是變化的，如地層和地質(zhì)構(gòu)造的三維空間變化特征。其次，堅持工程地質(zhì)分析的定性觀念，任何事物都有從量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)化，必須做到正確定性分析，否則所謂的精確定量分析毫無意義。最后，建立工程地質(zhì)分析的系統(tǒng)觀念，工程地質(zhì)條件影響因素眾多，除了要抓住關(guān)鍵因素，其他的因素也不能忽略，否則可能排除了重要誘因，造成工程地質(zhì)災(zāi)害。只有具備了工程地質(zhì)的思維能力，工程地質(zhì)分析才能靈活、正確、周全，工程措施才能科學(xué)、合理、可行。

2.有助于提高工程實踐能力。工程地質(zhì)是應(yīng)用地質(zhì)學(xué)的基本理論和知識為工程建設(shè)服務(wù)的學(xué)科，與工程實踐緊密結(jié)合。工程地質(zhì)課程教學(xué)也應(yīng)與工程實踐緊密聯(lián)系，包括課堂講授環(huán)節(jié)和工程實習(xí)環(huán)節(jié)，這樣學(xué)生才能學(xué)到有用的工程科學(xué)知識，畢業(yè)后才具有較高的解決工程地質(zhì)問題的實踐能力，如掌握邊坡的穩(wěn)定性分析和滑坡的防治措施等，這些都是工程建設(shè)中經(jīng)常遇到的問題，必須熟練掌握以便應(yīng)對工程活動中的突發(fā)情況。

3.有助于激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性。工程地質(zhì)課程教學(xué)應(yīng)避免以往教師在課堂上一言堂、滿堂灌式的單一灌輸理論和專業(yè)知識而學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高的情況。平時僅完成少量的課后作業(yè)，有的甚至不動腦筋直接參照書本、網(wǎng)上資源甚至他人的解答，缺少思考和討論?？荚囈捕际强靠记巴粨魪?fù)習(xí)、死記硬背，很少理解和掌握同實際工程的聯(lián)系和實際工程應(yīng)用?？傮w上看，工程地質(zhì)課程的普遍現(xiàn)狀是學(xué)生對工程地質(zhì)課程的學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)的積極性和主動性較差。因此，為培養(yǎng)具有熟練掌握工程地質(zhì)專業(yè)知識和具備較高工程地質(zhì)實踐能力的應(yīng)用型本科人才，必須對傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)進行改革，以便激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的工程實踐能力，增強學(xué)生工程地質(zhì)思維能力。

五、工程實例教學(xué)及其在工程地質(zhì)課程中的應(yīng)用

1.工程實例教學(xué)簡介。工程實例教學(xué)是指將能滿足教學(xué)需求、反映教學(xué)內(nèi)容的工程實例（重大工程、重大災(zāi)害等）引入到課程教學(xué)中，結(jié)合工程實例對課程中相關(guān)知識點進行有針對性地講授，同時充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)相關(guān)知識、分析問題和解決問題，既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情、通俗易懂地掌握專業(yè)知識，又能增強學(xué)生學(xué)習(xí)的使命感和責(zé)任感。

工程實例教學(xué)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：（1）激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。改變了傳統(tǒng)的就書講書的模式，通過工程實例提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，有利于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，提高了教學(xué)效果。（2）提高實踐能力。將專業(yè)理論和知識與工程實際聯(lián)系起來，了解工程中常見的解決方案和工程措施，進一步明確專業(yè)知識的用途，增強了學(xué)生的實踐能力。（3）開闊學(xué)生視野。通過選取最新的國家重點工程或重大災(zāi)害（事故），使學(xué)生了解最新的工程地質(zhì)科學(xué)技術(shù)和發(fā)展趨勢，開闊了學(xué)生學(xué)習(xí)的視野，掌握前沿知識和最新動向，增強工程地質(zhì)思維能力，有助于更好為工程建設(shè)服務(wù)。（4）增強責(zé)任觀念。重大工程實例可以鼓舞學(xué)生學(xué)習(xí)士氣，提高使命感，而重大災(zāi)害和事故則可以簡單直觀地展示嚴(yán)重后果，增強學(xué)生的責(zé)任意識，在目前學(xué)風(fēng)浮躁的情況下尤為重要和必要。

2.工程實例教學(xué)在工程地質(zhì)課程中的應(yīng)用。通過多次在工程地質(zhì)課程中嘗試采用工程實例教學(xué)，建議課程教學(xué)中采用如下幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：（1）選取實例。針對課程章節(jié)知識點，選擇合適的工程實例。（2）設(shè)計教案。對工程實例進行設(shè)計，使之滿足正常課程講授內(nèi)容和程序。（3）課堂講授。結(jié)合工程實例課堂講授相關(guān)知識點。（4）問答互動。知識點講授完成后，向?qū)W生提出問題，讓學(xué)生思考、分析，并請學(xué)生進行解答。（5）點評總結(jié)。點評學(xué)生學(xué)習(xí)和答問情況，總結(jié)本課學(xué)習(xí)的知識點、重點和難點等。

以不良地質(zhì)現(xiàn)象中泥石流為例介紹工程實例教學(xué)在工程地質(zhì)課程中的應(yīng)用。（1）選取實例。首先，根據(jù)課堂講授內(nèi)容，選取2010年8月7日甘肅舟曲特大泥石流為例，之所以選擇舟曲泥石流主要是本次泥石流發(fā)生時間距離現(xiàn)在較近，學(xué)生更易接受，同時，此次泥石流災(zāi)害危害極大，共造成1700余人遇難或失蹤，至今仍是舟曲人揮之不去的夢魘，再次，本次泥石流災(zāi)害后開展了亞洲最大的泥石流綜合治理工程，工程防治措施十分典型。（2）設(shè)計教案。設(shè)計講授內(nèi)容，首先介紹泥石流的定義，隨后引入舟曲泥石流災(zāi)害，然后講授泥石流的分布、形成、分類和防治等內(nèi)容，在介紹上述知識點的同時穿插工程實例進行講解。（3）課堂講授。根據(jù)設(shè)計的內(nèi)容和順序，課堂上講授知識點和工程實例，講授過程中注意幻燈片與板書、圖片和視頻相結(jié)合的方式，以吸引學(xué)生的注意力。（4）答問互動。知識點介紹完成后，留給學(xué)生問題進行思考分析，為什么舟曲泥石流造成了如此重大的災(zāi)害？隨后請學(xué)生回答講解，加強師生互動。（5）點評總結(jié)。對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進行點評，鼓勵肯定學(xué)生的學(xué)習(xí)，并厘清學(xué)生掌握欠缺或薄弱之處，同時對本課知識點、重點難點等進行總結(jié)。通過在課堂中引入工程實例教學(xué)，學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)熱情高漲，答問互動環(huán)節(jié)加強了教生互動并促進了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)了學(xué)生工程地質(zhì)思維能力，課堂講授與工程實例緊密結(jié)合提高了學(xué)生的實踐能力，泥石流災(zāi)害嚴(yán)重后果在感官和精神上的巨大沖擊和觸動增強了學(xué)生學(xué)好專業(yè)知識的責(zé)任感和使命感，與以往的單一講授專業(yè)知識的灌輸模式相比，教學(xué)效果得到了較大提高，在后續(xù)的課程教學(xué)中將針對不同章節(jié)的內(nèi)容繼續(xù)探索不同的教學(xué)方法，為社會培養(yǎng)卓越的工程技術(shù)人員。

六、結(jié)語

工程地質(zhì)課程是一門與實踐緊密結(jié)合的學(xué)科，課程教學(xué)中應(yīng)注重理論聯(lián)系實際，針對課程教學(xué)內(nèi)容和特點將工程實例教學(xué)引入到課堂教學(xué)中，通過選取實例、設(shè)計教案、課堂講授、答問互動、點評總結(jié)等環(huán)節(jié)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，培養(yǎng)了學(xué)生工程地質(zhì)思維能力，增強了學(xué)生的責(zé)任意識，提高了學(xué)生的實踐能力，取得了較好的教學(xué)效果。

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