面向卓越工程師的工程物探實(shí)踐教學(xué)改革探索

劉 曉，甘建軍，唐 春，黃 誠，李 玲

南昌工程學(xué)院 水利與生態(tài)工程學(xué)院，江西 南昌 330099

2010年6月，教育部啟動(dòng)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡稱“卓越計(jì)劃”），旨在培養(yǎng)和造就創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才[1]，為我國走新型工業(yè)化道路和建設(shè)創(chuàng)新型國家提供堅(jiān)實(shí)的人才支撐和智力保證[2]。為了響應(yīng)“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)與要求，提高南昌工程學(xué)院地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，滿足社會(huì)用人單位的需要，在對多所高校工程物探實(shí)踐教學(xué)和用人單位社會(huì)需求調(diào)研和實(shí)踐教學(xué)改革實(shí)踐的基礎(chǔ)上，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考評(píng)方法等幾個(gè)方面展開對工程物探實(shí)踐教學(xué)改革的探討。

一、工程物探實(shí)踐教學(xué)改革的必要性

工程物探是地質(zhì)工程專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)課程，課程主要內(nèi)容是各種物探方法的應(yīng)用及其資料的地質(zhì)解釋方法，要求學(xué)生掌握各種勘探方法技術(shù)，靈活地解決相關(guān)工程地質(zhì)問題[3]。工程物探實(shí)踐課程包含工程物探實(shí)驗(yàn)課、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、原位測試實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。與地球物理勘探（簡稱“物探”）專業(yè)的學(xué)生相比，地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)生所學(xué)的有關(guān)物探的課程只有工程物探一門，課程以電法勘探和地震勘探的知識(shí)為主，所以理論學(xué)習(xí)并不深入，方法介紹比較簡單。并且學(xué)生一般只接觸物探資料，不參與物探生產(chǎn)。在此條件下，學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差異大，生產(chǎn)實(shí)踐機(jī)會(huì)少，學(xué)習(xí)興趣不濃[4]，使得工程物探實(shí)踐教學(xué)效果不好。

在教學(xué)理念和教學(xué)方法上，工程物探實(shí)踐課在教學(xué)上存在理論與實(shí)際相分離的現(xiàn)象，教師偏重講授式教學(xué)、演示式實(shí)驗(yàn)、參觀式實(shí)習(xí)，與實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合少，學(xué)生對實(shí)際工程問題缺乏感性認(rèn)識(shí)。上完實(shí)踐課，學(xué)生反映收獲不大，實(shí)踐課程未達(dá)到加深物探基本概念、鞏固物探基本理論的作用，對提高實(shí)習(xí)的效果往往不太明顯，實(shí)踐過程缺少創(chuàng)新的來源，難以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和分析問題與解決問題的能力，使實(shí)踐課程流于形式。

在考核評(píng)價(jià)方面，工程物探實(shí)驗(yàn)課僅作為理論教學(xué)的附屬部分，作為平時(shí)成績的一部分，生產(chǎn)實(shí)習(xí)和原位測試實(shí)習(xí)多采用實(shí)習(xí)報(bào)告的考核形式來評(píng)定成績，這些評(píng)價(jià)方法相對單一，考核的方法偏于主觀[5]。因此，有必要開展基于“卓越計(jì)劃”的工程物探實(shí)踐教學(xué)改革。

二、基于“卓越計(jì)劃”的工程物探實(shí)踐教學(xué)理念

為了推進(jìn)“卓越計(jì)劃”的實(shí)施，教育部聯(lián)合中國工程院頒布了《卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃通用標(biāo)準(zhǔn)》。標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)本科工程型人才要“掌握扎實(shí)的工程基礎(chǔ)知識(shí)”“了解生產(chǎn)工藝和設(shè)備”“具有分析、提出方案并解決工程實(shí)際問題的能力”“具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)”“具有較好的組織管理能力、較強(qiáng)的交流溝通、環(huán)境適應(yīng)和團(tuán)隊(duì)合作的能力”。隨后，教育部聯(lián)合國土資源部頒布了《國土資源部關(guān)于實(shí)施國土資源領(lǐng)域卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的意見》，意見強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性，指出“加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)，突出野外觀察能力和室內(nèi)分析能力培養(yǎng)”是“卓越計(jì)劃”中的重要工作內(nèi)容[6]。這些教育理念為推進(jìn)“卓越計(jì)劃”的實(shí)施和推動(dòng)工程教育的改革與創(chuàng)新指明了方向。

結(jié)合“卓越計(jì)劃”的教育理念和各高校的工程教育的改革經(jīng)驗(yàn)，工程物探實(shí)踐教學(xué)改革在教學(xué)內(nèi)容上探索出課堂學(xué)習(xí)理論、實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)方案、野外勘查實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)處理和解譯等整體教學(xué)結(jié)構(gòu)；教學(xué)方法上提倡以解決具體的工程地質(zhì)問題為主線的參與式教學(xué)方法[7]；考核上建設(shè)基于實(shí)踐全過程考評(píng)方法。以此深化項(xiàng)目式、參與式教學(xué)模式應(yīng)用，突出做好基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)和創(chuàng)新能力等四個(gè)不同層面能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)。

三、基于“卓越計(jì)劃”的工程物探實(shí)踐教學(xué)改革內(nèi)容

1. 工程物探實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

在調(diào)研的基礎(chǔ)上，圍繞地質(zhì)工程學(xué)科建設(shè)，對工程物探實(shí)踐教學(xué)的各環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。壓縮科普性內(nèi)容，增加工程物探新進(jìn)展和新應(yīng)用的內(nèi)容；增加科研和生產(chǎn)中工程物探能較好解決的工程地質(zhì)實(shí)際問題的案例和討論，如地基沉降物探勘查、壩基壩體防滲探測、管涌等災(zāi)害監(jiān)測、粗根空間探測等新內(nèi)容；強(qiáng)化實(shí)踐中的規(guī)范化操作；增加計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理的環(huán)節(jié)；增加工程物探結(jié)果的解譯環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對物探成果圖的讀圖訓(xùn)練。逐步探索出課堂學(xué)習(xí)理論、實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)方案、野外勘查實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)處理和解譯等的整體教學(xué)結(jié)構(gòu)。

其中，工程地震的野外實(shí)習(xí)要使學(xué)生掌握地震儀的使用和工作參數(shù)的設(shè)置；掌握地震勘探激發(fā)條件的選擇、檢波器的安置條件；掌握折射波法、反射波法野外工作技術(shù)及方法；能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行資料的整理與解釋；了解地震勘探野外工作施工的過程以及組織管理工作[3]。電法勘探的野外實(shí)習(xí)，要使學(xué)生熟悉電法工作原理和布線的原則；掌握電法儀的使用和工作參數(shù)的設(shè)置；熟悉電法儀工作狀態(tài)監(jiān)測方法和采集到壞數(shù)據(jù)時(shí)的處理方法；能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行資料的整理與解釋；了解電法勘探野外工作施工的過程以及組織管理工作。為學(xué)生能夠獨(dú)立應(yīng)用物探方法解決相應(yīng)的工程地質(zhì)問題打下基礎(chǔ)。

2. 以解決實(shí)際問題為導(dǎo)向的參與式教學(xué)方法

針對工程物探課程教學(xué)內(nèi)容和特點(diǎn)，結(jié)合地質(zhì)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，改變相對滯后的科普式實(shí)踐教學(xué)方法，開發(fā)以解決實(shí)際問題為導(dǎo)向的參與式教學(xué)方法。為充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，改變教師事先選定問題、定好實(shí)踐方案的傳統(tǒng)做法，而是根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，通過學(xué)校搭建的“校內(nèi)基地—校外基地—企事業(yè)單位”三位一體的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)[8]，提出多個(gè)實(shí)際生產(chǎn)和科研中的專業(yè)問題[9]（表1）。

由學(xué)生根據(jù)專業(yè)興趣、就業(yè)愿望及社會(huì)需求的調(diào)研，分組選擇不同的工程地質(zhì)問題，研究需要解決的地質(zhì)問題的地球物理特征，尋找合適的物探方法[10]，共同討論出物探的設(shè)計(jì)方案，然后交由教師把關(guān)，對于設(shè)計(jì)方案中疏漏、錯(cuò)誤的地方，教師通過引導(dǎo)和提示，由學(xué)生討論修改完善，最后在教師指導(dǎo)下由學(xué)生團(tuán)隊(duì)到實(shí)習(xí)基地或者工程現(xiàn)場完成勘查實(shí)踐，并回到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，最后進(jìn)行資料解譯，分析物探信息，解決工程地質(zhì)問題并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

通過這樣的方法，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索的興趣和熱情，改變學(xué)生被動(dòng)式的學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓他們在分析問題和解決問題的實(shí)踐過程中將所學(xué)化為所用，培養(yǎng)專業(yè)思維能力，提升學(xué)生的創(chuàng)造力。同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，讓他們認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作的優(yōu)勢和集體的力量，了解團(tuán)隊(duì)工作的方式和要求。

近年來，南昌工程學(xué)院在地質(zhì)工程專業(yè)原廬山地質(zhì)實(shí)習(xí)基地和七一水庫實(shí)習(xí)基地的基礎(chǔ)上，增加了景德鎮(zhèn)玉田水庫實(shí)習(xí)基地、江西吉安市峽江水利樞紐等實(shí)習(xí)基地，并與江西省勘察設(shè)計(jì)院、江西省地質(zhì)工程集團(tuán)、江西省交通勘察設(shè)計(jì)院、江西省水利勘察設(shè)計(jì)院、葛洲壩集團(tuán)有限公司、鐵道部第四勘察設(shè)計(jì)院等20多家企事業(yè)單位聯(lián)合建設(shè)實(shí)踐基地[4]，為以工程地質(zhì)實(shí)際問題為導(dǎo)向的項(xiàng)目式、參與式實(shí)踐教學(xué)開展提供了保障，帶動(dòng)選派工程物探實(shí)踐小組直接參加企業(yè)聯(lián)合實(shí)訓(xùn)。

3. 建設(shè)基于實(shí)踐全過程的考評(píng)方法

教學(xué)過程中，建設(shè)基于實(shí)踐全過程考評(píng)方法。在實(shí)踐方案的調(diào)研、準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)、實(shí)施和總結(jié)等階段，學(xué)生均通過互相討論進(jìn)行質(zhì)量自查和互評(píng)，不斷地完善實(shí)踐方法和思路，并在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)自身的不足及改進(jìn)的方向，教師指導(dǎo)點(diǎn)評(píng)，學(xué)生小組根據(jù)實(shí)踐中個(gè)人的表現(xiàn)和對實(shí)際問題的解決全過程進(jìn)行參與式評(píng)價(jià)。在考核表中，將學(xué)生選題、分工、實(shí)習(xí)過程中表現(xiàn)、圖表質(zhì)量和實(shí)習(xí)報(bào)告全部量化考核，從以“結(jié)果鑒定”為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴斑^程監(jiān)控”為主。

四、結(jié)束語

為彌補(bǔ)地質(zhì)工程專業(yè)傳統(tǒng)的工程物探實(shí)踐教學(xué)的不足，本文分析了當(dāng)前工程物探教學(xué)中存在的問題，從“卓越計(jì)劃”的教育理念和教育目標(biāo)出發(fā)，闡述了工程物探實(shí)踐教學(xué)改革的思路，對工程物探實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，提倡以問題為導(dǎo)向的參與式教學(xué)方法，建設(shè)基于實(shí)踐全過程的考評(píng)方法，以提高學(xué)生的綜合能力，為他們適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要打好基礎(chǔ)，在教改實(shí)踐上取得了一定的效果，學(xué)生對實(shí)踐課程的滿意度不斷提高。下一步，我們會(huì)認(rèn)真總結(jié)驗(yàn)，反思工程物探實(shí)踐教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，期望推動(dòng)卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。