工程地質(zhì)野外實習教學改革與探索

摘?要：工程地質(zhì)野外實習作為土木工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的重要組成部分，是提高學生綜合分析工程地質(zhì)條件及工程地質(zhì)問題等方面創(chuàng)新能力的重要手段。本文分析了工程地質(zhì)野外實習存在的主要問題，分別從結(jié)合課堂教學內(nèi)容與野外實習、豐富實習資源、錄制指導(dǎo)教師現(xiàn)場教學視頻和拓展新的教學手段等方面探討了野外實習教學改革的具體措施，為工程地質(zhì)實踐教學提供參考。通過改革完善實習教學環(huán)節(jié)，達到讓學生將工程地質(zhì)的基本理論與工程實踐相結(jié)合，提高專業(yè)技能和創(chuàng)新實踐能力的目的。

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì);野外實習;實習教學資源;技術(shù)手段

Abstract：Field practice in engineering geology is an important part of the practice of civil engineering，and it is also an important means to improve students' innovative ability in comprehensive analysis of engineering geological conditions and engineering geological problems.This paper analyzes the main problems existing in the field practice of engineering geology.On this basis，the reform measures of field practice teaching were discussed from the aspects of combining classroom teaching content and field practice，enriching practice resources，recording on-site teaching videos of instructors，and expanding new teaching methods，so as to provide reference for engineering geology practice teaching.Through reform and improvement of the practice teaching links，the goals of allowing students to combine the basic theories of engineering geology with engineering practice，and to improve professional skills and innovative practical capabilities can be obtained.

Keywords：Engineering Geology;Field practice;Practical teaching resources;Technical means

一、概述

工程地質(zhì)學作為土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要講授建筑場地的工程地質(zhì)條件、可能存在的工程地質(zhì)問題及其處理方法，其目的在于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力。一般情況下，工程地質(zhì)包括理論教學、室內(nèi)試驗及野外實習三個教學環(huán)節(jié)。其中，野外實習主要是對各種地質(zhì)現(xiàn)象及地質(zhì)作用的實地觀察分析，是課堂教學的延伸和拓展，具有很強的實踐性，是促使學生理論聯(lián)系實際、對理論知識進行驗證和鞏固的重要環(huán)節(jié)，是提高學生綜合分析工程地質(zhì)條件及工程地質(zhì)問題等方面創(chuàng)新能力的重要手段。

在工程教育專業(yè)認證發(fā)展的背景下，土木工程專業(yè)的實踐教學環(huán)節(jié)也相應(yīng)地進行了調(diào)整和改革（如教學內(nèi)容、教學方法、教學素質(zhì)及能力目標等），以順應(yīng)市場化需求[1-2]。作為土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，工程地質(zhì)的實踐教學環(huán)節(jié)也應(yīng)進行對應(yīng)的調(diào)整和改革。從目前來看，已有部分教育從業(yè)者積極響應(yīng)，并積累了一定的教學成果和經(jīng)驗。如宋盛淵等基于工程教育專業(yè)認證理念，從以學生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向等方面對工程地質(zhì)教學改革進行了探討[3]。龍慧等在新工科背景下討論了利用互聯(lián)網(wǎng)+和VR等信息化手段對工程地質(zhì)教學內(nèi)容、教學方法及教學資源建設(shè)等方面的改革[4]。劉勇健等基于OBE-CDIO模式提出了“四層階梯式”的工程地質(zhì)實踐教學模式[5]。王盛年等探討了在工程地質(zhì)野外教學中引入虛擬仿真技術(shù)實現(xiàn)虛擬地質(zhì)實習的應(yīng)用前景及優(yōu)點，分別從實習內(nèi)容、模塊構(gòu)建、技術(shù)框架及教學方法等四個方面進行了探索[6]。由上述研究可以看出，在工程地質(zhì)野外實習教學中，互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、信息化及其他智能手段被引入教學改革中，充分體現(xiàn)了當前智慧教育的發(fā)展優(yōu)勢及課程教學改革的趨勢。

二、工程地質(zhì)野外實習存在的問題

根據(jù)工程地質(zhì)課程的主要內(nèi)容，野外實習主要涉及造巖礦物和巖石的野外識別、各種地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象的野外識別與分析、第四系地層勘察、水文地質(zhì)現(xiàn)象、不良地質(zhì)作用（如風化、斜坡災(zāi)害、巖溶及地震效應(yīng)等）、地質(zhì)圖的識讀與繪制、工程勘察技術(shù)手段訓(xùn)練等內(nèi)容。就目前大部分高校開設(shè)的工程地質(zhì)野外實習教學內(nèi)容來看，很難覆蓋所有內(nèi)容，傳統(tǒng)的野外實習主要存在以下問題：

（一）實習場地有限，不能全面涵蓋實習教學內(nèi)容

工程地質(zhì)野外實習內(nèi)容涵蓋面很廣，受實習經(jīng)費及學時等因素的限制，一般僅能選取一個或幾個實習場地，從中確定幾條實習路線，能考察的地質(zhì)現(xiàn)象及地質(zhì)作用等有限，難以全面涵蓋實習教學內(nèi)容。在有限的場地條件下，不能讓學生全部將課堂教學內(nèi)容向野外延伸，學生將課堂知識與野外現(xiàn)象認知結(jié)合有限，這必然影響實踐環(huán)節(jié)的教學效果。

（二）實習過程中難以兼顧每個學生的實際操作需求

在野外實習過程中，常以4～5人的小組為單位進行野外觀察教學，各組成員或有具體分工。這也容易引發(fā)一些問題，如部分學生更喜歡野外游玩，心思不在野外實習上，在小組隊伍里渾水摸魚。另一方面，針對具體的地質(zhì)現(xiàn)象，受場地和時間的制約，難以允許每個學生近距離實地觀察、記錄和分析，并進行產(chǎn)狀測量等相關(guān)實訓(xùn)操作。這限制了學生的實際動手能力的發(fā)揮，也降低了實習的趣味性，不利于激發(fā)學生的學習積極性。

（三）指導(dǎo)教師不能時時關(guān)注每一個學生，影響實習教學效果

一個專業(yè)班級的人數(shù)通常在30人左右，甚至更多。受野外環(huán)境的限制，指導(dǎo)教師既要完成實習講解，又要關(guān)注學生反應(yīng)，通常只能對距離身邊較近的學生關(guān)注較多，進行類似“一對一”的指導(dǎo)。外圍學生不能靠近指導(dǎo)教師，在教學過程中感受有限，影響實習教學效果。

（四）野外安全保障及管理難度較大

工程地質(zhì)的野外實習多為人跡較少的荒郊野外，道路不平坦，懸崖峭壁常見，山中蚊蟲較多，不利于保障師生安全。學生從課堂到野外，難免興奮，嬉戲打鬧，易引起安全事故。加之實習時間安排在室內(nèi)課堂教學完成后，此時正值炎熱夏季，師生長時間暴露在太陽底下，也容易中暑。另外，白天從實習場地回來后，部分學生也可能不聽指導(dǎo)老師要求，利用夜間進行各種娛樂活動，如出去聚餐、游玩等，增加了管理難度。

（五）實習花費較高

實習場地一般較遠，且偏離城市市區(qū)，多為人跡較少的野外，學生從學校出發(fā)到實習所在城市，以及從住宿地到實習場地均需長途坐車，上述情況累積的各種交通費用、食宿費用及保險等費用均增加了實習成本，不利于拓展野外實習。

由上述問題可知，工程地質(zhì)的野外教學必然會受到較大影響，傳統(tǒng)的野外實習應(yīng)做出適當調(diào)整[7-8]。在當前智慧教育大力發(fā)展的情形下，將部分新的技術(shù)手段引入工程地質(zhì)野外實習教學，或可為該課程教學改革提供新的思路。本文從課堂教學改革及引入新的技術(shù)手段等方面對工程地質(zhì)的野外實習教學改革進行了探討。

三、工程地質(zhì)野外實習的教學改革與探索

在當前智慧教育發(fā)展情形下，各院校專業(yè)老師結(jié)合雨課堂、騰訊會議及騰訊課堂等平臺與各種網(wǎng)絡(luò)資源（如慕課、各種網(wǎng)絡(luò)視頻等）進行工程地質(zhì)線上線下教學。就其教學效果來看，其與傳統(tǒng)教學模式相差不大，因而得到了廣泛推廣[9]。然而對于野外實習而言，大部分教學常以典型的地質(zhì)現(xiàn)象圖片和視頻進行講解，與學生親臨現(xiàn)場觀察分析的實習教學效果仍具有一定差異。為此，本文從如下幾個方面進行了野外實習教學改革探討。

（一）理論聯(lián)系實際，課堂教學與野外實習相結(jié)合

工程地質(zhì)野外實習是課堂教學的延伸，兩者并非獨立模塊。首先，教師可提前對野外實習場地進行教學考察，準備教學資源。在備課時，根據(jù)教學內(nèi)容引入相應(yīng)的野外實習內(nèi)容，合理安排。其次，教師在進行課堂教學時，可實時引入相關(guān)實習場地的地質(zhì)現(xiàn)象等內(nèi)容，引導(dǎo)學生進行觀察分析，總結(jié)知識點。由于目前工程地質(zhì)教學時數(shù)普遍較少，這就要求教師在不改變教學大綱等要求的前提下，盡量發(fā)掘野外實習與課堂教學的切入點，做到有機結(jié)合。再次，可考慮以布置作業(yè)或小組討論的形式，要求學生對一些典型的野外地質(zhì)現(xiàn)象根據(jù)所學內(nèi)容進行分析總結(jié)，達到課堂教學與野外實習相結(jié)合的目的。最后，實時收集學生反饋信息，總結(jié)分析學生作業(yè)或討論中存在的問題，不斷修改完善教學內(nèi)容，調(diào)整教學方式。

（二）結(jié)合校區(qū)周邊，豐富實習教學資源

考慮到實習場地一般距離較遠，大量學生集中的長途旅行及住宿等不利于拓展實習教學。教師可充分考察調(diào)研學校周邊，發(fā)掘?qū)嵙暯虒W資源，盡量減少長途跋涉及聚集。以筆者單位所在的地區(qū)為例，當?shù)匚挥谯皬]斷裂構(gòu)造帶，發(fā)育有多條繼承性活動斷裂;水系資源豐富，有駱馬湖、廢黃河及京杭運河等水系，河流地質(zhì)作用顯著;對于不良地質(zhì)作用，發(fā)育有宿遷閘滑坡、韓山堆填土滑坡等，可就近取材補充實習教學資源。根據(jù)調(diào)研考察資料進行歸納總結(jié)，提煉出可用于實習教學的資源，以興趣小組的形式進行野外觀察分析。另外，也可鼓勵同學對自己家鄉(xiāng)的地質(zhì)現(xiàn)象進行觀察分析，活用課堂教學知識，拓展實習層面。

（三）減少人員聚集，指導(dǎo)教師現(xiàn)場教學

考慮到長途跋涉成本較高，可以錄制視頻的形式組織經(jīng)驗豐富的實習指導(dǎo)教師進行現(xiàn)場教學，具體如下：首先，確定實習場地及路線，選派經(jīng)驗豐富的指導(dǎo)老師及專業(yè)的視頻錄制攝像人員及安全人員，確定野外實習小組和校內(nèi)多媒體調(diào)度組;其次，指導(dǎo)老師開展野外調(diào)查，進行野外實習內(nèi)容講解，錄制人員錄制視頻，安全員進行現(xiàn)場協(xié)調(diào)，確保各人員人身安全;再次，對錄像視頻進行后期加工處理，并在校內(nèi)通過協(xié)調(diào)小組組織學生觀看學習，做好記錄。同時，校內(nèi)協(xié)調(diào)小組收集學生問題、建議及意見等反饋信息，及時傳達給野外實習小組，根據(jù)教學需要進行補充完善;最后，以隨堂測驗或答辯的形式對學生實習情況進行考核，并要求學生提交實習報告，掌握學生的實習情況。根據(jù)實習記錄、出勤情況、實習期參與討論的積極性、考核成績及實習報告完成情況等學生數(shù)據(jù)進行綜合評定。

（四）利用信息化技術(shù)，拓展教學手段

近年來信息化技術(shù)大力發(fā)展，不斷被用于高校教學科研中，并已取得一定成果。其中，虛擬仿真技術(shù)雖創(chuàng)建的是虛擬世界，但可使現(xiàn)實場景再現(xiàn)，具有實景化、重復(fù)性、拓展性和易操作等優(yōu)點。考慮到工程地質(zhì)野外實習的一系列問題，可根據(jù)實際情況引入虛擬仿真技術(shù)模擬構(gòu)建現(xiàn)場實習場景，營造“沉浸式觀察和體驗式數(shù)字測量”等仿真環(huán)境，將實習現(xiàn)場場景虛擬化，實習實訓(xùn)等測量操作真實化。后續(xù)可擴展至VR平臺，編寫配套教材，實現(xiàn)工程地質(zhì)虛擬野外實習。

綜上所述，針對工程地質(zhì)野外實習存在的問題，本文探討了部分野外實習的改革措施，其中第一條和第四條主要針對室內(nèi)課堂教學，第二條和第三條主要為室外實際場地教學，教師在實施過程中要不斷收集反饋信息，不斷總結(jié)修改并完善，不斷優(yōu)化教學設(shè)計，最終使工程地質(zhì)野外實習與課堂教學有機結(jié)合，達到讓學生將工程地質(zhì)的基本理論與工程實踐相結(jié)合，提高專業(yè)技能和創(chuàng)新實踐能力的目的。

結(jié)語

工程地質(zhì)野外實習作為土木工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的重要組成部分，對于培養(yǎng)具有創(chuàng)新實踐能力的專業(yè)人才具有重要作用。本文分析了工程地質(zhì)野外實習存在的主要問題，從教師課堂教學創(chuàng)新出發(fā)，將課堂教學與野外實習相結(jié)合、豐富實習資源、錄制指導(dǎo)教師現(xiàn)場教學視頻和拓展新的教學手段等方面提出了教學改革措施。通過改革完善野外實習教學，能夠讓學生將工程地質(zhì)的基本理論與工程實踐相結(jié)合，在專業(yè)技能和專業(yè)素質(zhì)方面的能力顯著提高，具備在土木工程中初步分析解決常見工程地質(zhì)問題的能力。

參考文獻：

[1]馬建軍，黃林沖，梁禹，黨文剛.基于工程素養(yǎng)和學術(shù)能力培養(yǎng)的工程地質(zhì)教學改革探索[J].教育教學論壇，2020，36：150-152.

[2]胡阿香，息朝莊，梁小強，姚琦，龔彬彬.淺談土木工程專業(yè)工程地質(zhì)的教學改革與實踐[J].教育現(xiàn)代化，2020，7（53）：79-81，98.

[3]宋盛淵，徐佩華，張文，曹琛.基于工程教育專業(yè)認證理念的《工程地質(zhì)勘察》課程教學改革研究[J].科技視界，2019，000（029）：162-163.

[4]龍慧，陳文昭，胡萍，彭成，樊軍偉.新工科背景下土木工程地質(zhì)教學探討[J].科技資訊，2020，018（006）：120-121.

[5]劉勇健，管民生，梁仕華，楊學強.基于OBE-CDIO模式的工程地質(zhì)教學改革探析[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（86）：68-70.

[6]王盛年，張鵬，陳新民.工程地質(zhì)野外實習虛擬仿真實驗教學探索[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（91）：125-126.

[7]劉舉，盧力強，李巖，孫曉涵，張建新.基于大流量時代的土木工程專業(yè)工程地質(zhì)課程實踐教學模式改革探討[J].高教學刊，2020（02）：126-128.

[8]何斌，白曉紅，韓鵬舉，董曉強.土木工程專業(yè)工程地質(zhì)課程實踐教學方法改革探索[J].教育教學論壇，2018，52：107-108.

[9]汪玉容，魯旭榮.基于OBE理念的線上線下混合式教學改革在工程地質(zhì)與基礎(chǔ)工程中的實踐[J].安徽建筑，2021（05）.

項目：宿遷學院高層次人才引進項目“地震作用下的三維邊坡穩(wěn)定性可靠度研究”;2021年宿遷學院校級一流課程建設(shè)項目（2021ylkc06）;宿遷學院教學改革研究項目SQU2021JGYB07

*通訊作者：徐朝霞（1986—?），女，博士，主要從事巖土工程、工程地質(zhì)研究。