工程地質(zhì)與水文地質(zhì)課程教學(xué)改革與實踐

劉小虎，何佳佳

（1.安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院，安徽 淮南 232001；2.淮南師范學(xué)院外國語學(xué)院，安徽 淮南 232001）

2010年中國工程院、教育部聯(lián)合土木行業(yè)協(xié)會啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，為滿足國家建設(shè)對土木工程人才的迫切需求，奠定本科生專業(yè)知識基礎(chǔ)，培養(yǎng)專業(yè)知識過硬的卓越工程師。而“工程地質(zhì)與水文地質(zhì)”是高校土木工程本科生的一門基礎(chǔ)專業(yè)課程，具有教學(xué)涉及面廣、內(nèi)容復(fù)雜、理論與實踐結(jié)合強的特點。課程基于地質(zhì)學(xué)知識探究工程建設(shè)中地形地貌、巖土性質(zhì)及地下水問題，計劃通過課程的理論與實踐學(xué)習(xí)，構(gòu)建土木工程本科生在地質(zhì)學(xué)方面的基本知識框架，為畢業(yè)后實際工程建設(shè)提供基礎(chǔ)理念。從礦物及巖石的分類、地質(zhì)構(gòu)造及地貌、巖土的性質(zhì)、地下水及工程地質(zhì)勘察等方面知識進行了詳細(xì)介紹，以期培養(yǎng)出工程素養(yǎng)高，技術(shù)知識扎實的工程技術(shù)人員。工程地質(zhì)及水文地質(zhì)課程對土木工程本科生從事相關(guān)工作有著重要作用。本文首先針對該課程的特點進行簡要介紹，然后針對實際教學(xué)中存在的問題，提出“互聯(lián)網(wǎng)+”等課程教學(xué)優(yōu)化模式，為提高工程地質(zhì)與水文地質(zhì)課程的教學(xué)效果提供參考意見。

1 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)課程特點

工程地質(zhì)與水文地質(zhì)是土木工程基礎(chǔ)必修專業(yè)課，我校土木建筑學(xué)院的巖土與地下工程系、道路與橋梁工程系和建筑工程系的學(xué)生在大三上學(xué)期開設(shè)此門課程，課程共設(shè)置26 個學(xué)時。首先，教學(xué)內(nèi)容涉及面廣，與地質(zhì)學(xué)相關(guān)名詞和定性描述較多。如礦物類型、三大類巖石名稱、褶皺、斷裂構(gòu)造、地貌、地下水分類、巖溶、滑坡及采空區(qū)等。知識點小、多、碎，需要大量記憶，學(xué)習(xí)過程較為枯燥。其次，課程教學(xué)的目的是讓學(xué)生能源于書本且能高于書本，將知識用于工程實踐中。課程中的知識有助于工程具體實施，很多書本上的概念需要通過工程實習(xí)來升華領(lǐng)會。學(xué)生必須通過實驗和實習(xí)，將課本上的知識與實際的地質(zhì)現(xiàn)象相聯(lián)系，從而更全面正確地理解工程地質(zhì)概念。例如當(dāng)學(xué)習(xí)過礦物及巖石分類知識后，怎么樣在工程現(xiàn)場正確識別各類礦物與巖石類別是一項復(fù)雜而重要的工作。此外，工程地質(zhì)與水文地質(zhì)是一門工程基礎(chǔ)學(xué)科，課程教學(xué)內(nèi)容涉及廣，涉及土木、礦業(yè)、水利等多個學(xué)科專業(yè)。因此知識體系不能很好地聚焦于某個具體的本科專業(yè)學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性降低。

2 課程教學(xué)現(xiàn)存問題

2.1 課堂教學(xué)與工程實踐需求相矛盾

工程地質(zhì)與水文地質(zhì)課程是一門理論與實際緊密結(jié)合的課程，課程的安排往往是首先集中書本教學(xué)，傳授學(xué)生基本知識，后組織認(rèn)識實習(xí)，帶學(xué)生認(rèn)識現(xiàn)場。這種教學(xué)方法使得有些前期書本知識掌握較差的學(xué)生，在后期的認(rèn)識實習(xí)中基本處于人云亦云，走馬觀花的狀態(tài)。將來進入工作后，不能將所學(xué)知識有效應(yīng)用于現(xiàn)場，指導(dǎo)現(xiàn)場。例如書本上學(xué)習(xí)的地質(zhì)構(gòu)造中的褶皺知識點，其中的背斜與向斜分別為巖層向上隆起與向下彎曲的褶皺結(jié)構(gòu)，但工程實踐中由于巖層受風(fēng)、水的侵蝕剝離作用后地層表觀上表現(xiàn)出的現(xiàn)象與書本上的有所差別。此外斷裂構(gòu)造中的正、逆斷層在實際工程中若揭露斷面較小時識別也存在困難。

2.2 考核方式與學(xué)生學(xué)習(xí)效果相矛盾

課程質(zhì)量的考核采用卷面筆試、實習(xí)報告和平時考勤相結(jié)合的方式。其中筆試內(nèi)容有名詞解釋、判斷題、選擇題、簡答題，卷面考試成績占總成績的60%，實習(xí)報告與平時考勤各占20%，由于課程內(nèi)容多涉及記憶知識點，而理論推導(dǎo)計算較少，這樣會使得考前臨時抱佛腳、死記硬背的學(xué)生在考試中也能獲得較好成績。學(xué)生的實習(xí)敷衍了事，沒有及時將所學(xué)知識點與實際地質(zhì)現(xiàn)場相結(jié)合。學(xué)生在實習(xí)中沒有認(rèn)真做到書本與現(xiàn)場現(xiàn)象相互對照識別，課程的教學(xué)目的沒有很好達到，培養(yǎng)的學(xué)生不能在實際工作中成為合格“工程師”。可見，此套考核體系不能很好地督促學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)，學(xué)生心中對知識學(xué)習(xí)的渴望不能被激發(fā)。

2.3 教學(xué)水平與授課內(nèi)容的復(fù)雜性相矛盾

首先，隨著高校青年教師的增多，青年教師對于工程地質(zhì)與水文地質(zhì)課程的課堂教學(xué)把握能力有待提高，如前述所說該課程涉及知識面廣，需要將課程內(nèi)容有效聯(lián)系現(xiàn)場工程實際。而青年教師往往才開始上課，對教學(xué)內(nèi)容的掌握程度有些欠缺，教學(xué)方法的整合能力還不足。其次，青年教師對課堂的駕馭能力還不足，對于教學(xué)方法、教學(xué)流程及教學(xué)的目標(biāo)研究不夠，在調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性方面考慮較少，課堂上往往是照本宣科、填鴨式的教學(xué)模式，課堂氣氛沉悶。再次，青年教師對課程教學(xué)與課堂教授節(jié)奏把握不準(zhǔn)，不能深入研究課堂教學(xué)的內(nèi)容，及時學(xué)習(xí)當(dāng)下新技術(shù)、新知識改進教學(xué)內(nèi)容。此外，青年教師通常缺乏工程實際經(jīng)驗，在工程實習(xí)教學(xué)中往往機械化教學(xué)，不能很好地激發(fā)學(xué)生對課程知識學(xué)習(xí)的渴望?？傮w來說，課程內(nèi)容的復(fù)雜性給教學(xué)經(jīng)驗不足的青年教師教學(xué)工作帶來一些困擾。

3 課程教學(xué)改革措施

3.1 優(yōu)化課程內(nèi)容及教學(xué)方式

該課程涉及內(nèi)容范圍廣，針對本?，F(xiàn)有專業(yè)特色，教師應(yīng)重視基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，通過多媒體手段，向?qū)W生展示各種礦物及巖土圖片，使學(xué)生對枯燥的名詞解釋有深入了解。利用“互聯(lián)網(wǎng)+”廣泛收集相關(guān)視頻與圖片，通過MOOC 學(xué)堂、雨課堂等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，豐富教師教學(xué)內(nèi)容，采眾家之長，優(yōu)化自身的教學(xué)方法。例如在介紹地球巖石類型及形成過程時，可以視頻導(dǎo)入的方式，由巖漿噴發(fā)后形成巖漿巖，及沉積巖和變質(zhì)巖的發(fā)育過程介紹，給學(xué)生一個整體形象的認(rèn)識，然后導(dǎo)入各種巖石定義，圖文對照，使學(xué)生的認(rèn)識更具體，記憶更深刻。此外，在進行第八章不良地質(zhì)作用及防治的教學(xué)中，對于滑坡、泥石流、采空區(qū)等知識點的教學(xué)通常是通過其自身定義來說明，穿插對應(yīng)的教學(xué)視頻可以形象直觀地說明各自的特點，再針對其各自特點介紹發(fā)生原因，讓學(xué)生由表及里了解這個知識點。最后，還可以精選優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程推薦學(xué)生課后自學(xué)，豐富他們的學(xué)習(xí)內(nèi)容。并在學(xué)習(xí)平臺上給學(xué)生留設(shè)一些興趣問題，建立答疑交流群，定期了解學(xué)生學(xué)習(xí)效果，及時回答學(xué)生心中疑問。

3.2 優(yōu)化課程考核體系

基于現(xiàn)有的教學(xué)考核標(biāo)準(zhǔn)，對工程地質(zhì)與水文地質(zhì)課程教學(xué)考核模式進行了一些探索。土木類專業(yè)的工程地質(zhì)課程為2 學(xué)分，32 學(xué)時。其中26 學(xué)時的理論課，6 學(xué)時的實習(xí)課程。保持卷面考試、實習(xí)課及平時考勤成績占總成績的比例不變。首先繼續(xù)嚴(yán)格平時考勤，考勤點名不固定在上課前，可隨機變化，并可以增加點名次數(shù)，以期培養(yǎng)學(xué)生良好的上課習(xí)慣，這是保障學(xué)生有效學(xué)習(xí)知識的前提；其次，對卷面考試題型進行調(diào)整，增加填空題及案例分析題，使得學(xué)生對該課程的基礎(chǔ)知識及運用方法有效掌握。實習(xí)課程不擬定固定題目，以開放性問題為主，要求學(xué)生自己去識別一種礦物、巖石或構(gòu)造，激發(fā)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的積極性，將本門課程所學(xué)知識真正應(yīng)用到實際中去。教學(xué)的目的是為國家培養(yǎng)人才，讓學(xué)生真正的學(xué)習(xí)所用?？己说哪康氖嵌酱俸蜋z驗學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，要以知識為載體，檢驗和提升學(xué)生能力為導(dǎo)向去激勵他們。工程地質(zhì)與水文地質(zhì)是一門實用的工程技術(shù)基礎(chǔ)課程，為更好地培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力，要設(shè)置科學(xué)的考核目標(biāo)。

3.3 教師教學(xué)能力提升

老師的自身素質(zhì)及教學(xué)水平直接影響著學(xué)生對課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)。有些青年教師自身的知識體系有待完善或教學(xué)方式方法有待提升。因此，學(xué)校首先應(yīng)組織青年授課老師聆聽經(jīng)驗豐富的教師上課，學(xué)習(xí)授課方法；讓年青教師參加校外交流學(xué)習(xí)，掌握先進教學(xué)手段，豐富課堂教學(xué)形式。探索符合本校學(xué)生自身情況的教學(xué)模式，遵循學(xué)生自身的發(fā)展規(guī)律，認(rèn)認(rèn)真真教授每一節(jié)課。應(yīng)組建教學(xué)團隊，優(yōu)化團隊職稱、學(xué)歷、年齡結(jié)構(gòu)，同心同德共建課程教學(xué)模式，促使教師間的相互學(xué)習(xí)。其次，制定專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和實習(xí)實訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)。多與現(xiàn)場工程經(jīng)驗豐富的工程師交流，設(shè)置工程師實訓(xùn)講堂，優(yōu)化教師知識結(jié)構(gòu)，提升課程教學(xué)質(zhì)量。最后，應(yīng)建立科學(xué)合理的教師教學(xué)能力考核制度。青年教師應(yīng)有不斷提升自我教學(xué)能力和豐富自身知識的意識，不斷學(xué)習(xí)優(yōu)化自身能力。通過授課經(jīng)驗豐富的同行教師對其的評價，反饋授課教師自身存在的不足，建立合理的獎懲制度。引導(dǎo)青年教師不斷奮進的意識，營造一個積極向上，永攀高峰的教師團體。

3.4 課堂教學(xué)與工程實習(xí)有機結(jié)合

工程實踐教學(xué)是本科教育，尤其是工科教育必不可少又非常重要的環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生動手能力與實踐能力的必要載體。地質(zhì)實習(xí)是將理論與工程有效鏈接的關(guān)鍵步驟，要求學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)識自然界中的地理與地質(zhì)現(xiàn)象。課堂教學(xué)知識點多，學(xué)生機械背誦相對名詞的定義，記憶效果差。學(xué)?？梢越M織收集一些地質(zhì)巖土體樣本，在課堂教學(xué)的同時，配合參觀相關(guān)標(biāo)本。例如礦物的肉眼鑒定是學(xué)生學(xué)習(xí)完這門學(xué)科后應(yīng)具備的基本技能，在參觀標(biāo)本的同時，選取幾個常規(guī)巖體，指導(dǎo)學(xué)生從顏色、硬度及特性方面去實際認(rèn)識這類巖石，并通過動手操作過程領(lǐng)會鑒定礦物的基本方法。

通過學(xué)校平臺聯(lián)系大型企業(yè)，建立優(yōu)質(zhì)的質(zhì)實習(xí)基地。帶領(lǐng)學(xué)生從學(xué)校走入工廠，直接與實際工程結(jié)合。巖土工程專業(yè)的學(xué)生可以去參觀煤礦生產(chǎn)企業(yè)，例如淮南礦業(yè)集團顧橋礦是亞洲非常具有代表性的深部礦井，礦井開采深度已達千米，地下的地質(zhì)構(gòu)造是學(xué)生擴寬視野的很好教材。組織學(xué)生參加各種與地質(zhì)相關(guān)的學(xué)科知識競賽或工程科研項目，幫助學(xué)生了解科研，弄清所學(xué)知識對科研的作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的濃厚興趣。此外，實習(xí)指導(dǎo)教師應(yīng)提前準(zhǔn)備實習(xí)內(nèi)容、地點與考核辦法，老師組織學(xué)生形成實習(xí)小組，優(yōu)化實習(xí)資源配置。地質(zhì)實習(xí)往往地處荒郊野外，在保證學(xué)生人身安全的同時，能較好地對學(xué)生進行歷練，培養(yǎng)其吃苦耐勞精神。最后，建議將實習(xí)分階段進行，與課程教學(xué)有機結(jié)合，兩者教學(xué)實現(xiàn)相互交叉，相互促進。實習(xí)期間應(yīng)豐富學(xué)生的生活，組織學(xué)生進行班級文化娛樂活動，使學(xué)生在快樂中學(xué)習(xí)，歡樂中成長，從而最大限度地激發(fā)學(xué)生對該門課程知識學(xué)習(xí)的渴望，收獲人生寶貴的知識財富。

4 結(jié)語

“工程地質(zhì)與水文地質(zhì)”課程教學(xué)工作進行以上四個方面的教學(xué)改革與實踐后，學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)積極性增強，課堂學(xué)習(xí)氣氛活躍，課下與老師互動增多，明顯由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。該種教學(xué)方法讓學(xué)生深刻了解書本知識與工程生產(chǎn)之間的緊密聯(lián)系，讓學(xué)生真正感受到課堂學(xué)習(xí)的重要性。另外教師自身的教學(xué)水平也得到提高，尤其是青年教師的知識儲備量不斷與時俱進，教學(xué)方法不斷優(yōu)化，課程教學(xué)質(zhì)量得到明顯提高。教學(xué)相長，形成了良性循環(huán)。學(xué)生的實踐能力得到鍛煉，用人單位普遍反映本校培養(yǎng)的人才能夠快速適應(yīng)現(xiàn)場，獨立完成相關(guān)工作，說明重基礎(chǔ)、重能力的培養(yǎng)模式使得學(xué)生對知識與能力的掌握更加完善。