對標國際的工程地質學課程改革與思考

馮錦艷 于志全

摘要：在對比國內外名校教學方法和教學內容的基礎上，文章梳理了北京航空航天大學交通科學與工程學院六屆在校生和四屆有半年以上工作經驗畢業(yè)生的反饋信息和建議要求，對工程地質學課程改革進行了探討。改革后的工程地質學課程體系，以經典知識系統(tǒng)為基礎，以工程案例庫為補充，以國際教學水平為目標，依托中英文教材建設，形成了集注冊考試題庫、實踐教學以及社會資源為一體的課程體系特色，學生的主體作用和教師的引領作用得到充分發(fā)揮。新的課程體系有利于縮短專業(yè)人才的培養(yǎng)周期，為國際科研領域輸送高水平專業(yè)人才。

關鍵詞：工程地質；課程教學；教材建設；案例庫；角色轉換

中圖分類號：G642.0；TU42 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2018）01-0066-04

在中國，土木工程投資是固定資產投資的重要組成部分，以2014年為例，中國固定資產投資512 020.65億元，與土木工程相關的投資達到了349 789.05億元[1]，建筑業(yè)就業(yè)人員規(guī)模僅次于制造業(yè)，行業(yè)影響深遠。工程地質學的服務對象不僅包括房屋建筑、橋梁隧道、江河堤壩，還包括智能化交通、上天（登月計劃）入地（地下工程）下海（海洋工程）工程[2]。這些工程依托工程實踐經驗獲得快速發(fā)展，而并非僅僅依賴理論，可見，工程地質學科具有很強的實踐性和應用性。

中國的工程地質事業(yè)起步較晚，在20世紀50年代之后才有了長足的進步和發(fā)展，如三峽水利樞紐工程、烏江和黃河等大型階梯水電站的建設[3]，以及中巴經濟走廊國際工程項目的啟動[4]等。重大工程的建設極大地豐富了工程地質學科的內容，有利于促進工程地質學科的發(fā)展，使中國逐漸成為國際工程地質界的重要成員。2014年中國全國工程地質年會已經達到美國土木工程師學會（ASCE）年會規(guī)模，行業(yè)水平主要表現(xiàn)在以下幾方面：一是敢于觸碰國際工程地質學科難點；二是為國家建設提供技術支撐；三是高新技術在工程地質領域得到廣泛應用；四是工程地質學家開始就一些專業(yè)問題進行哲學思考等[4]。雖然中國的工程地質學科取得了諸多研究成果，但與國際先進水平相比尚存一存一定的差距，主要表現(xiàn)在地下空間的勘察和利用領域、地下水的監(jiān)測和管理領域、超深基坑的勘察和支護領域，以及新能源的合理開采領域等科研成果還相對落后，在一定程度上限制了工程地質學課程教學質量，進而也影響人才的培養(yǎng)質量和培養(yǎng)周期。

工程地質學科對建筑物安全影響重大，一旦出現(xiàn)勘察質量問題，或遇到人為的火災、爆炸事故，以及洪水、地震、泥石流等自然災害，將會造成嚴重后果。例如，2015年12月20日深圳市光明新區(qū)發(fā)生一起特大生產安全事故，由于受納場渣土堆填體滑動導致滑坡災害，造成33棟建筑物被掩埋，7人死亡，75人失聯(lián)，事故原因引人深思。

Goldsmith等[5]認為，工程地質學家應該同時具備調查、分析、交流、談判和應用的綜合技能。工程地質學對工程項目的優(yōu)化、效率的提高、早期干預及其決策發(fā)揮著重要的作用[6]。土木工程項目無不對環(huán)境產生影響，同時也會對當?shù)厣鐣洕l(fā)展帶來重大的現(xiàn)實意義。因此需要提高公眾對工程地質的認知，加強對工程項目的科學宣傳，積極推進工程最小環(huán)境影響解決方案的研究等。

伴隨中國“十三五”規(guī)劃的啟動，工程地質學科正在迅速崛起，努力縮小工程地質學科與國際先進水平的差距，發(fā)展“入海”“入地”技術與裝備系統(tǒng)，形成“萬米透明”“超深進入”和“深地、深海探測”體系[7-8]?？梢灶A見在不久的將來，工程地質學科各領域將出現(xiàn)諸多令人矚目的研究成果。因此，如何將科研最新成果融入工程地質課程教學中，提高人才的培養(yǎng)質量是值得思考和探討的問題，這對加快與國際教育的接軌，培養(yǎng)高素質人才，縮短專業(yè)人才培養(yǎng)周期，加速中國國際工程地質學科的研究進度具有重要意義。本文以下主要以北京航空航天大學工程地質學課程教學為例展開研究。

一、工程地質學課程教學現(xiàn)狀剖析

（一）學生對課程教學的反饋信息

學生的評價是教學質量的最直觀體現(xiàn)。自2011年起對學生進行工程地質學課程相關信息的調研和追蹤。所調研的學生分為兩類，一類為在校大三學生，在課程結束后了解學生對課程教學的評價；另一類是有半年以上工作經驗的畢業(yè)生，他們對課程教學的反饋信息。

對在校生的跟蹤調研從2011年起，一直持續(xù)到2016年，調查人數(shù)為262人，其中包括中文留學生20人。跟蹤信息包括學生對教材、教學內容、教學案例、教學方法和教師教學水平等各方面的滿意度，調查結果（見表1）以5分制計算。

對具有工作經驗畢業(yè)生的調研自2013年起（2013年調研的畢業(yè)生為2011年在校學習的大三本科生），2016年結束，跟蹤調研畢業(yè)生總計82人，畢業(yè)生工作單位主要集中在房地產公司、施工單位和設計院等。調研信息包括教授內容與工作內容的契合度、教學內容的前沿性以及對課程教學的建議等（見表2），滿意度以5分制計算。

在校本科生有出國深造、升學和就業(yè)三方面需求，調研結果顯示：學生對傳統(tǒng)的知識體系和教學水平滿意度較高，滿意度較低的方面主要集中在教學實踐性不足、學科的國際化與前沿性不夠、教學方式需要調整以及師生互動有待加強等。

畢業(yè)生反饋信息則主要集中在實際應用方面，調研結果顯示：教學內容與實際工作的契合度有待提高，教學內容的前沿性尚待加強，教材建設和課程案例等也需要進一步完善。

（二） 國內外高校課程教學調研結果

以國際化教學水平為目標，先后調研了伯克利大學、多倫多大學、悉尼大學、墨爾本大學、香港科技大學、清華大學以及北京科技大學土木工程專業(yè)工程地質學課程教學情況。各高校的共性是[9-10]：教師的科研水平和教學水平是提高教學質量的根本；各課程的系統(tǒng)知識體系均來源于國內外經典教材，教學內容不局限于單一教材；教學案例前沿化國際化，且能突出各高校強勢學科特色；實踐教學和試驗課程是學生掌握專業(yè)知識的重要環(huán)節(jié)；以學生為主體的教學模式對提高學生的綜合能力和素質具有重要作用。

二、 對標國際的課程體系改革

北京航空航天大學工程地質學課程改革以國際化水平為目標，突出機場建設優(yōu)勢學科特色。 2013-2014年度完成教學內容和教學方法的改革，2014-2015年度完成中英文教材建設，2015-2016年度完成課程體系建設，多項改革均取得了一定的成效。

（一）中英文教材建設

教材是教學之本，是教學內容的基礎[10]，學生普遍反映需要一本經典的體系全面的教材，且能突出北京航空航天大學機場建設和遙感應用技術優(yōu)勢學科。在對國內外眾多教材和專著進行比選后，發(fā)現(xiàn)涉及機場勘察尤其是山區(qū)機場地質勘察內容的很少，無法滿足機場道路工程專業(yè)學生的學習需求。

在梳理國內外教材和專著的基礎上，2015年底北京航空航天大學出版社出版了《工程地質學》中文教材，2016年底出版了“Engineering Geology”英文教材。教材在體現(xiàn)經典知識體系的基礎上，著重突出北航機場建設和遙感技術優(yōu)勢學科在地質勘查中的應用。

（二）加強工程案例庫建設

更新教材耗時耗力，而案例庫的建設是解決這一問題的最佳手段。案例教學應遵循經典案例新講、國際案例參考學習、前沿案例組織探討的準則，讓學生不但能了解科研動態(tài)，而且能掌握科研成果在實踐中的應用方法。

工程案例以國際前沿性案例為主體，不但能夠突顯工程地質學科最新發(fā)展動態(tài)，而且具有很強的實用性。該課程先后將“山區(qū)機場穩(wěn)定性”“圣安德烈斯活斷層與地震”“危地馬拉地陷”“風化與大洋路十二門徒”和“珠港澳海底沉管隧道”等案例融入教學中。

（三） 充分利用社會資源推進實踐教學

有效利用社會資源解決教學資源短缺的問題，著力推進實踐教學。如建立中國地質博物館教學實習基地，到北京首都機場航站樓進行實踐學習等。此外，還聘請北京市軌道專家走進課堂，為學生介紹中國在軌道交通基礎設施方面與世界先進水平的差異，以彌補教師缺少一線設計和建設經驗的不足。

（四） 轉換角色，以學生為教學主體

隨著信息化的快速發(fā)展，學生可以多種渠道學習專業(yè)知識，如網絡公開課、在線直播、微信公眾號、自主實習等。因此，教師應改變傳統(tǒng)授課模式，給學生提供更好的學習平臺，才能使學生學有所獲。

課程教學中充分利用各種信息渠道，鼓勵學生自主查閱學習資料，或者將自己的興趣點與教學內容結合起來進行文獻檢索，并將自學所獲和同學討論分享。教師可引導學生查閱專業(yè)頂級期刊“Nature”和“Science”等，這對培養(yǎng)學生的科研能力和創(chuàng)新能力具有積極作用。

課程教學中以學生為主體的角色轉換，對教師提出了更高要求。教師需要對學生的選題內容進行點評、糾錯和補充，對重要的知識點和研究方向需作延伸介紹，起到教師的引領作用。為此教師應密切關注科研動態(tài)，把握學科的最新發(fā)展狀況。

選題報告時，學生可自由分組進行，每年約48人，2013年分為10組，2014年分為12組，2015年分為15組，2016年分為22組。從四年的統(tǒng)計數(shù)據（圖1）可以看出，學生對學科前沿課題和頂級期刊的關注度有提高，并且逐漸接受并使用英文進行報告討論。2016年學生關注的前沿課題涉及地殼與地幔界面鉆孔的科研項目、中國頁巖氣的開采、特殊地貌等，還有兩組學生對“Science”的文章進行了延伸討論。

（五） 課程體系建設效果

圖2將工程地質學課程改革前后學生的滿意度進行了對比，可以看出，學生對課程改革的滿意度在逐年提高，尤其是2016年，各項滿意度均達到了較高水平。由此可見，將科研與教學內容密切結合，以及將科研成果及時轉化為本科教學內容的教育模式學生和社會是肯定的。這一模式可以提高人才培養(yǎng)質量，縮短人才培養(yǎng)周期，實現(xiàn)用人單位和學生的無縫對接。

三、 結語

工程地質學課程教學改革得到學生的認可，2016年獲得了北航的教學成果獎。對標國際的工程地質學課程體系建設，將前沿的科研項目、最新的科研成果、國際前沿案例及時合理地轉化為教學內容，有利于提高教學質量，促進專業(yè)人才的培養(yǎng)。北航的工程地質學課程體系，以經典知識體系為基礎，以國際教學水平為目標，依托中英文教材建設，形成了集工程案例庫、注冊考試題庫和社會資源為一體的課程體系特色，教學中充分發(fā)揮學生的主體作用和教師的引領作用，課程教學取得了良好的實效。

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