新工科背景下“構造地質學”課程教學改革
——以西南交通大學地質工程專業(yè)為例

王 虎，裴秋明，覃禮貌，梁 翼，趙曉彥

（西南交通大學 地球科學與環(huán)境工程學院，四川 成都 611756）

構造地質學的研究對象為地殼或巖石圈的地質構造，側重于地質體的形成、形態(tài)和變形作用及其相互影響、時空分布、演化規(guī)律和成因機制等方面。根據國務院學位委員會和中華人民共和國教育部《學位授予和人才培養(yǎng)學科目錄設置與管理辦法》（學位〔2009〕10號）規(guī)定，該學科屬于理學范疇（分類號：070904）。然而隨著我國西部地區(qū)近年來大型基建項目的開工，如“川藏”“滇藏”“中巴”“中尼”等為代表的國家重大工程項目的實施，該學科在新工科建設背景下的針對解決具體工程地質問題的應用性和需求性隨之持續(xù)增長，從而導致以往側重于理學的教學模式可能會存在一定的局限性。

因此，本文以西南交通大學地質工程專業(yè)為例，提出一套因地制宜的教學改革設想并融入“構造地質學”課程教學中，并逐步轉換到新工科建設背景下的教學模式，由此取得的一些教學改革成效可為其他相關院校地質工程方向的構造地質學類課程建設提供一定的參考與借鑒。

一、面向地質工程專業(yè)的“構造地質學”課程存在的問題

西南交通大學地質工程專業(yè)創(chuàng)設于1958年，以軌道交通工程地質為特色，緊密結合國家和區(qū)域經濟社會發(fā)展需求，建設軌道交通領域國內一流、國際知名的應用與創(chuàng)新復合型專業(yè)。該“地質工程”專業(yè)在2003年獲博士學位授予權，并于2005年被評為“國家級特色專業(yè)”及“國家卓越工程師培養(yǎng)計劃專業(yè)”。于2019年入選首批國家級“雙萬計劃”本科專業(yè)。該專業(yè)現有4個教學班，年級平均人數達到約90人?！皹嬙斓刭|學”授課教材為《構造地質學（第三版）》（李忠權主編），盡管教學章節(jié)覆蓋面廣泛，如主要涵蓋沉積巖的原生構造、地質構造分析的力學基礎、褶皺構造、節(jié)理、斷層、劈理及線理、巖漿巖體構造、變質巖區(qū)構造、新構造及活動構造等知識點，但這些內容仍舊主要以概念和基礎理論進行重點闡述，特別是在面對具體的工程地質問題時可能會束手無策，提供的解決方案缺乏較好的實用性，對于工程實際應用顯得能力不足，出現上述現象的一個重要原因是學生在學習過程中容易死記硬背基本概念，對各種理論知識難以透徹掌握。

大部分學生在該課程學習時明顯表現出學習興趣不濃、學習動力不足的特征，一方面是大部分學生填報志愿專業(yè)缺乏了解，或第一志愿專業(yè)并非地質工程類，對該專業(yè)不太感興趣甚至還存在抵觸情緒；與此同時，學生對于“構造地質學”課程與如何應對和解決復雜工程地質問題缺乏有效鏈接，理論學習與實踐應用存在脫節(jié)現象；此外，部分學生認為該專業(yè)面臨較艱辛的工作環(huán)境，存在從事該行業(yè)的畏難情緒。

如果在“構造地質學”教學過程中仍采用傳統的理學教學方式，即更多地側重于基本概念與理論的講授，將很難有效調動學生的學習動力和積極性，這對學生的專業(yè)能力培養(yǎng)將帶來更多負面的效果，也會在學生的職業(yè)操守和科學素養(yǎng)培養(yǎng)方面大打折扣。由此可見，將“構造地質學”從傳統的理學教學模式合理的切換到新工科建設背景下的教學模式刻不容緩。一是可以更好地提升學生對構造地質學的深度理解和應用能力；二是可以滿足更多地質相關企事業(yè)單位對學生專業(yè)工作能力的殷切期盼；三是能進一步有助于深化地質院校在面臨國家重大基礎建設需求背景下的教學改革。

因此，如何在課程教學上提出更好、更有效的改進措施，探索基于國家戰(zhàn)略發(fā)展需求的新工科建設背景下的教學新模式是本次教學改革的研究重點。

二、基于OBE教育理念的人才培養(yǎng)目標重新定位

OBE（Outcomes-Based Education）即成果導向教育，是當前國際高等教育界所廣泛認同的一種先進且新穎的教育理念，強調相應的課程體系建設以學生為中心。以該理論為基礎，明確畢業(yè)生應當具備的各種能力，以此為重要基礎反向設計科學有效的人才培養(yǎng)方案。通過分析發(fā)現，應以提高學生解決復雜工程地質問題能力為目標導向，這與提倡的“構造地質學”從理學教學向新工科建設背景下教學模式的切換具有相似之處。

特別是在西南交通大學地質工程專業(yè)入選教育部“雙萬計劃”首批建設行列平臺時，我們需要更進一步深化“面向未來、適應需求、引領發(fā)展、理念先進、保障有力”的建設目標?；诖?，地質工程系通過集中研討的方式對本科培養(yǎng)方案進行頂層設計優(yōu)化，完成了地質工程人才的培養(yǎng)方案修訂，最終明確了“地質過程—力學機理—工程技術”三位一體的學術理念，培養(yǎng)具有深厚地質學、數理、力學基礎，并能在土木工程、軌道交通、國土規(guī)劃等行業(yè)中獨立從事勘察、設計、施工、管理工作，且具有健全人格、職業(yè)操守、社會擔當、科學素養(yǎng)、全球視野、創(chuàng)新精神的地質工程專業(yè)高素質人才。以上培養(yǎng)目標的重新定位，對構造地質學類課程教育改革具有重要的指導意義。

三、課程改革探索

（一）凝練概念與理論講解，增加互動式案例分析

對學生而言，首先掌握概念的含義是最基本的要求，其次能深入理解相關原理和理論則是進一步提升科學邏輯能力的關鍵，這也是“構造地質學”理學教學模式的核心所在。然而，在面臨新工科建設的背景下，教師還需要更進一步凝練上述內容的教學思路。如針對“構造地質學”，需要更為明確的梳理出每個章節(jié)的關鍵詞和疑難點，并要用有限的時間闡述這些要點；對于簡單的、重復性的易于學習和理解的章節(jié)內容，則可以留給學生課后復習與預習，這樣能夠將教學期間大量的碎片化時間進行有機整合，為課堂上開展針對具體案例的互動式教學提供了保障。例如針對該課程的新構造及活動構造章節(jié)，我們在教學時會提出真實的“川藏”鐵路地質選線問題，讓學生組成不同小組分別基于所學知識對局部線路的選擇開展辯論式討論，教師最后再給予點評和專業(yè)引導，讓學生加深對斷層、褶皺、節(jié)理及應力分析的理解。這些互動式案例教學能有助于學生建立起更為系統的地學知識體系，并能增加學習動力和積極性，更能有助于學生真正地認識到構造地質學的價值所在。

（二）提升課堂實驗技能，強化實踐基地平臺

“構造地質學”的理學教學模式往往更多側重于理論部分而忽略了實驗教學內容，教師有針對性地在理論學習基礎上專門增加1學分的課時用于培養(yǎng)學生的實驗動手能力，如有針對性地開展地質圖的判讀和圖切剖面實驗課。通過這1學分對應的16學時的訓練，能明顯地感受到學生在完成設定實驗內容后，對各個章節(jié)的基礎理論理解更加深入。同時，該項實驗課內容也為高年級階段的野外地質實習做好了鋪墊，起到了更好的銜接作用。

在實踐環(huán)節(jié)方面，我們進一步強化野外工作能力，通過區(qū)域地質填圖的方式全面提升學生的地質素養(yǎng)，培養(yǎng)學生野外觀察和思考能力、獨立工作與協作能力、報告撰寫與制圖能力等；與此同時，依托陸地交通地質災害防治技術國家工程實驗室、中鐵二院國家級工程實踐教育中心等平臺，并積極與國家川藏鐵路技術創(chuàng)新中心，中鐵第一、第二、第三、第四勘察設計院等單位探討校企實踐及科創(chuàng)教育新模式，以期實現理論認知與工程實踐的有機統一，為社會培養(yǎng)基礎理論扎實、動手能力強、具有創(chuàng)新能力的復合型工程地質人才。

（三）引入新技術、新方法，提供專業(yè)英語學習窗口

如果僅僅局限教材內容，可能會讓學生誤解“構造地質學”為一門落后的、缺乏進展的學科，因此，需要教師適當的引入新技術、新方法和新應用。這樣有助于學生能夠接觸到最新的科技成果，認識到“構造地質學”學科的持續(xù)發(fā)展狀態(tài)，更能夠解決各種復雜的地質問題并優(yōu)化學生的專業(yè)技能。例如，實驗教學環(huán)節(jié)引入Stereonet開源軟件，通過現場教授學生做極射赤平投影、玫瑰花圖等，這大大提高了地質作圖效率，并能讓學生深刻理解該作圖的基本原理和方法。

另外，適當引入“構造地質學”的專業(yè)英語內容在當前教育國際化背景下顯得非常重要。首先，能夠引導學生接觸學科發(fā)展的最前沿，開拓學生的國際視野；其次，還能提高學生的聽說讀寫英語實用化技能，特別是隨著我國基礎建設行業(yè)迅速發(fā)展，現在已經有越來越多地質方面的企業(yè)在國際上承接各種大型項目，這就要求學生具備較高的專業(yè)英語能力，而從本科階段就逐步培養(yǎng)學生專業(yè)英語能力能夠提高學生的核心競爭力。對此，教師嘗試引入新版Structural Geology（Haakon Fossen主編），該教材具備紙質版和網絡版動態(tài)圖解析內容，內容全面且實用性強，通過該教材的輔助教學，進一步提高了學生的國際視野。

（四）設立校友工作室，增加學生與企事業(yè)單位面對面的交流機會

學生的被認可度最終由市場決定，即各類地質企事業(yè)單位將會對學生的專業(yè)能力給予評價，這也會直接決定學生未來的就業(yè)趨勢。在此背景下，學院設立專門的校友工作室，邀請優(yōu)秀校友擔任企業(yè)導師、學業(yè)/就業(yè)指導教師，提供更多與企事業(yè)單位的接觸交流機會，讓學生提前了解到企事業(yè)單位對學生專業(yè)能力的需求性和未來就業(yè)發(fā)展方向。例如，高校多次舉辦企業(yè)與學生面對面活動，通過邀請企業(yè)的相關領導和學生開展座談會交流，交流內容從企業(yè)文化、待遇、工作環(huán)境、成長空間諸多方面深入交流，取得了較好的效果。

結語

為適應和滿足企事業(yè)單位對地質工程專業(yè)人才培養(yǎng)的新要求，提高新工科建設背景下學生應對各種復雜工程地質問題的專業(yè)能力和科學素養(yǎng)。本文以西南交通大學地質工程專業(yè)“構造地質學”課程教學改革為例，探討了一系列探索性舉措和面臨的問題。首先，我們根據專業(yè)方向的頂層設計理念優(yōu)化了教學方案，旨在突出重新定位人才的培育；其次，在教學內容方面，通過進一步凝練理論講解、突出實踐環(huán)節(jié)、引入新技術和新方法、推廣穿插式專業(yè)英語、構建企業(yè)與學生面對面平臺等教學模塊，以此充分提高學生的專業(yè)綜合能力；最后，要求教師積極學習國內外先進教學思想與管理經驗并深化交流合作方式，提升整個師資水平。上述教學改革對課堂教學的提升效果較為明顯，后期將進一步總結和反思，在實踐中不斷優(yōu)化完善和持續(xù)改進，形成一套可推廣的、實踐基地能輻射的新工科建設背景下的教改模式。