科教融合育人理念下的研究生課程教學(xué)模式探索

［摘 要］隨著工程地質(zhì)學(xué)科的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已難以滿足人才培養(yǎng)需求。文章探討了科教融合育人理念在高等工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)中的實踐應(yīng)用，提出了課程改革應(yīng)聚焦于更新教學(xué)內(nèi)容、強(qiáng)化實踐教學(xué)、創(chuàng)新教學(xué)方法以及調(diào)整課程評估體系。通過整合前沿科研成果與實際工程案例，著力強(qiáng)化項目制實踐及虛擬仿真實驗，并推行問題導(dǎo)向式學(xué)習(xí)方法與研究型教學(xué)模式，從而促進(jìn)學(xué)生在學(xué)術(shù)研究與實際應(yīng)用中的綜合競爭力，使其能夠更好地適應(yīng)未來復(fù)雜多變的科研與工作環(huán)境。此外，課程評估方式的多元化和雙向反饋機(jī)制，在一定程度上有效促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)自主性和綜合素質(zhì)的提升?？平倘诤辖虒W(xué)模式不僅促進(jìn)了學(xué)術(shù)與實踐的結(jié)合，還提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、實踐能力和科研素養(yǎng)，為培養(yǎng)高素質(zhì)的工程地質(zhì)專業(yè)人才提供有益的參考和借鑒。

［關(guān)鍵詞］科教融合；研究生教育；高等工程地質(zhì)學(xué)；教學(xué)模式改革；實踐能力

［中圖分類號］G642 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A ［文章編號］2095-3437（2025）11-0005-05

一、研究背景

2020年印發(fā)的《關(guān)于加快新時代研究生教育改革發(fā)展的意見》提出，要完善科教融合育人機(jī)制，加強(qiáng)學(xué)術(shù)學(xué)位研究生知識創(chuàng)新能力培養(yǎng)；要強(qiáng)化產(chǎn)教融合育人機(jī)制，加強(qiáng)研究生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)?？梢哉f，探索科教融合育人理念下的研究生課程教學(xué)模式，具有重要的現(xiàn)實意義。

研究生課程高等工程地質(zhì)學(xué)是在本科課程工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)上開設(shè)的課程，旨在加深和提高學(xué)生對工程建設(shè)中常見的工程地質(zhì)現(xiàn)象與問題的理解，并能利用所學(xué)知識分析、評價和解決工程地質(zhì)問題。課程主要圍繞各類復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的工程問題展開，如斜坡巖土體穩(wěn)定性、地下洞室圍巖穩(wěn)定性、地基巖體穩(wěn)定性、滲透變形等。該課程內(nèi)容復(fù)雜，具有獨立性、規(guī)范性強(qiáng)以及理論與實踐結(jié)合密切的特點。同時，處理復(fù)雜工程地質(zhì)問題的新技術(shù)、新方法也在飛速發(fā)展，涉及遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、人工智能等領(lǐng)域。面對龐大的理論知識體系與日新月異的新技術(shù)手段，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已難以達(dá)到理想的授課效果。為了解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，許多國內(nèi)外學(xué)者對高等工程地質(zhì)學(xué)這類理論與實踐緊密結(jié)合的專業(yè)課程進(jìn)行了深入研究和探討。

在研究生課程建設(shè)方面，研究者普遍認(rèn)為應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)師生角色，并倡導(dǎo)采用以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)方法[1-2]。例如，基于CDIO理念，魏玉靜等[3]提出了“三螺旋模式”教學(xué)，強(qiáng)調(diào)實踐和實驗的重要性。俞縉等[4]則注重激發(fā)研究生的專業(yè)興趣，提出應(yīng)開展現(xiàn)場調(diào)研和實驗教學(xué)。穆文平等[5]構(gòu)建了以課程目標(biāo)為核心的“五位一體”課程體系。郭振威等[6]關(guān)注交叉思維和多元評價體系的構(gòu)建對地球物理課程教學(xué)改革的借鑒意義。而高崗等[7]則針對油氣勘探地質(zhì)工程與評價課程，建議從課程目標(biāo)和內(nèi)容出發(fā)，采用多樣化的教學(xué)方法，以提升學(xué)生的實踐能力。

在研究生培養(yǎng)體系方面，許多學(xué)者從不同角度探討了培養(yǎng)機(jī)制的改革。唐益群等[8]對以往教學(xué)模式進(jìn)行了反思，并提出了多主體協(xié)同和產(chǎn)學(xué)研融合的培養(yǎng)理念，強(qiáng)調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)、實踐能力和國際視野的均衡發(fā)展。陳橋[9]聚焦地球化學(xué)課程的教學(xué)改革，重視科技平臺的建設(shè)。王賢敏等[10]則討論了自主創(chuàng)新和多學(xué)科交叉對研究生能力培養(yǎng)的重要性。

總的來看，國內(nèi)外學(xué)者在研究生課程建設(shè)和培養(yǎng)體系等研究方面取得了顯著成果[11-14]，但在高等工程地質(zhì)學(xué)等理論與實踐結(jié)合的課程中，科研成果的應(yīng)用仍顯不足。因此，開展科教融合育人理念下的高等工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)模式研究與實踐迫在眉睫。

二、科教融合育人理念的核心內(nèi)涵

科教融合育人是指將科研資源轉(zhuǎn)化為教學(xué)優(yōu)質(zhì)資源，以促進(jìn)教學(xué)科研協(xié)同培養(yǎng)創(chuàng)新人才，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，主要包括兩個方面：一是把最新科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)、拓展授課內(nèi)容；二是將研究方法滲透到教學(xué)方法中，培養(yǎng)研究生從事科學(xué)研究的思維和意識，進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。錢偉長院士在20世紀(jì)80年代就提出：“不上課就不是老師，不搞科研就不是好老師?！盵15]研究生教育必須拆除教學(xué)與科研之間的“高墻”，教學(xué)沒有科研的底蘊(yùn)，就是一種沒有觀點的教育、沒有靈魂的教育。教學(xué)與科研的結(jié)合，能夠充分發(fā)揮教學(xué)與科研相互促進(jìn)的作用，實現(xiàn)教學(xué)過程科研化、科研過程教學(xué)化，最終形成二者相互推動、相互促進(jìn)的良性循環(huán)。將最新科研成果引入研究生課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，以科研方法和內(nèi)容輔助工程地質(zhì)專業(yè)課程教學(xué)，將課程內(nèi)容與各類工程地質(zhì)問題相聯(lián)系，促使研究生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程時發(fā)生學(xué)習(xí)遷移，加深對基本原理、基本概念和計算方法的掌握。這一教學(xué)模式不僅可以使抽象的問題通俗化、形象化，還可以培養(yǎng)研究生解決問題的思維能力，提高研究生學(xué)習(xí)的積極性。

三、基于科教融合育人理念的教學(xué)模式改革設(shè)計

教學(xué)團(tuán)隊以“融研于教、以研促教”為導(dǎo)向，廣泛搜集整理高等工程地質(zhì)學(xué)課程科研素材，將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，將研究方法滲透到教學(xué)方法中。通過對比分析國內(nèi)外研究生教學(xué)模式，研究科教融合育人理念下的高等工程地質(zhì)學(xué)研究生專業(yè)課程科研案例教學(xué)模式，提出具體的課堂教學(xué)實施方案。培養(yǎng)研究生的自我探索、自主研究意識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)由“注入式教學(xué)”向“啟發(fā)式教學(xué)”的轉(zhuǎn)變。圖1為基于科教融合育人理念的教學(xué)模式改革設(shè)計基本框架。

（一）更新教學(xué)內(nèi)容

在科教融合育人理念的指導(dǎo)下，更新教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)改革的核心任務(wù)之一。為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和實踐能力的高層次人才，必須將最新的科研成果和工程實踐融入課程教學(xué)。教學(xué)團(tuán)隊對高等工程地質(zhì)學(xué)的教學(xué)大綱進(jìn)行了全面審視和調(diào)整。

1.教師應(yīng)主動將自身的科研成果融入教學(xué)內(nèi)容。例如，增加了關(guān)于人工智能在工程地質(zhì)中的應(yīng)用、新型地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)等專題，將最新的數(shù)值模擬方法、監(jiān)測技術(shù)和預(yù)警模型等內(nèi)容納入課程。這不僅能使學(xué)生了解學(xué)科前沿動態(tài)，還能激發(fā)他們的科研興趣。

2.引入國內(nèi)外重大工程案例。例如，將某大型水電站壩基滲透變形治理的成功經(jīng)驗作為教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生分析其中的工程地質(zhì)問題和解決方案。通過真實案例，學(xué)生能夠更直觀地理解理論知識的實際應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)的針對性和實效性。

3.更新教學(xué)資料和教材。由于工程地質(zhì)學(xué)科發(fā)展迅速，傳統(tǒng)教材可能無法涵蓋最新的研究成果和技術(shù)方法。教師可以編寫具有前沿性的講義、案例集或參考文獻(xiàn)清單，供學(xué)生學(xué)習(xí)。同時，鼓勵學(xué)生查閱最新的學(xué)術(shù)期刊和會議論文，培養(yǎng)他們自主獲取知識的能力。

4.建立校企合作機(jī)制。邀請行業(yè)專家、工程技術(shù)人員來校參加講座，分享最新的工程實踐經(jīng)驗和技術(shù)創(chuàng)新。通過這種方式，學(xué)生不僅能了解學(xué)科發(fā)展的最新動態(tài)，還能拓寬視野，了解行業(yè)需求。

（二）強(qiáng)化實踐教學(xué)

實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要環(huán)節(jié)。為了實現(xiàn)理論與實踐的深度融合，需要在教學(xué)中強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié)。

1.豐富實驗教學(xué)內(nèi)容。為了更好地培養(yǎng)研究生的科研能力和創(chuàng)新思維，課程改革應(yīng)側(cè)重于設(shè)計更具挑戰(zhàn)性和科研性質(zhì)的實驗項目，如物理模型試驗、數(shù)值模擬實驗、復(fù)雜系統(tǒng)的多尺度建模與驗證等。此外，結(jié)合最新的科研前沿，學(xué)生可以進(jìn)行跨學(xué)科的實驗設(shè)計與模擬研究，如利用計算機(jī)輔助設(shè)計與有限元分析等方法，驗證和優(yōu)化基于實際工程問題的理論模型。

2.推進(jìn)實習(xí)和現(xiàn)場教學(xué)。組織學(xué)生前往實際工程現(xiàn)場，如隧道施工、邊坡治理等項目現(xiàn)場，進(jìn)行實地考察和實踐操作。通過親身參與工程實踐，學(xué)生能夠直觀地感受工程地質(zhì)問題的復(fù)雜性和解決方案的多樣性，從而提高實際問題解決能力。

3.實施項目制教學(xué)。以真實的工程問題為背景，設(shè)立課程項目，組織學(xué)生以團(tuán)隊形式開展研究。例如，針對某一滑坡災(zāi)害，要求學(xué)生從地質(zhì)調(diào)查、數(shù)據(jù)分析到治理方案設(shè)計，完整地進(jìn)行一次工程項目模擬。這種教學(xué)方式培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作精神和項目管理能力。

4.利用虛擬仿真技術(shù)強(qiáng)化實踐教學(xué)。開發(fā)工程地質(zhì)虛擬實驗平臺，模擬復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和工程條件，使學(xué)生在安全可控的環(huán)境中進(jìn)行實踐操作。這不僅提高了教學(xué)的效率，還突破了時間和空間的限制。

（三）創(chuàng)新教學(xué)方法

教學(xué)方法的創(chuàng)新是提升教學(xué)效果的重要途徑，能夠激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)造力。

1.實施研究型學(xué)習(xí)模式。教師應(yīng)為學(xué)生提供開放性的研究課題，引導(dǎo)他們自主探索。例如，在課程中提出尚未解決的工程地質(zhì)問題，鼓勵學(xué)生組成研究小組，共同查閱文獻(xiàn)、設(shè)計實驗、提出解決方案，通過這種方式培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力。

2.采用問題導(dǎo)向教學(xué)方法。在課堂教學(xué)中，以實際工程問題為切入點，引導(dǎo)學(xué)生思考和討論。例如，在講解滲透變形理論時，先提出一個實際工程中遇到的滲流問題，鼓勵學(xué)生提出可能的解決思路，再結(jié)合理論知識進(jìn)行分析。這種方法能夠提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)效果。

3.實施翻轉(zhuǎn)課堂模式。將部分理論知識的學(xué)習(xí)放在課外，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)完成，課堂上則重點進(jìn)行討論、答疑和實踐活動。例如，學(xué)生在課前預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，課堂上針對疑難問題進(jìn)行深入探討。這種模式能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

4.利用信息技術(shù)手段輔助教學(xué)。借助多媒體、在線互動平臺等豐富教學(xué)形式。例如，通過動畫演示、三維建模等手段，直觀展示復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和工程過程，增強(qiáng)教學(xué)的生動性和趣味性。

（四）調(diào)整課程評估體系

課程評估體系的調(diào)整是教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)。為了全面評價學(xué)生的科研能力和實際問題解決能力，需要構(gòu)建多元化的評估體系。

1.豐富評價方式。除了傳統(tǒng)的筆試，還增加了課程論文、項目報告、口頭匯報等多種形式。例如，要求學(xué)生提交一份工程地質(zhì)分析報告，評估其在資料收集、數(shù)據(jù)分析、方案設(shè)計等方面的能力。同時，通過口頭匯報和答辯的方式，考查學(xué)生的表達(dá)能力和應(yīng)變能力。

2.強(qiáng)調(diào)過程評價。關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，如課堂參與度、團(tuán)隊合作情況、平時作業(yè)質(zhì)量等。例如，記錄學(xué)生在項目中的貢獻(xiàn)度、合作態(tài)度等，將其作為評估的重要依據(jù)。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任心和團(tuán)隊精神。

3.引入自我評價和互評機(jī)制。鼓勵學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反思，總結(jié)經(jīng)驗和不足。同時，通過同學(xué)之間的互評，促進(jìn)交流和學(xué)習(xí)。例如，在小組項目實施中，組員之間互相評價，促進(jìn)團(tuán)隊的良性合作。

4.設(shè)置科研能力評價指標(biāo)。針對學(xué)生在研究型學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)，如創(chuàng)新性思維、科研方法應(yīng)用、問題解決能力等，給予相應(yīng)的評價和反饋。例如，評估學(xué)生研究課題的創(chuàng)新點、實驗設(shè)計的合理性、結(jié)果分析的深度等。

5.建立教師與學(xué)生的雙向反饋機(jī)制。教師及時向?qū)W生反饋評估結(jié)果，提出改進(jìn)建議。學(xué)生也可以對教學(xué)內(nèi)容和方法提出意見，促進(jìn)教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。

通過上述評估體系的調(diào)整，能夠全面客觀地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，激勵他們不斷提升科研能力和實際問題解決能力。

四、 教學(xué)效果評估與分析

為驗證高等工程地質(zhì)學(xué)課程的教學(xué)改革效果，教學(xué)團(tuán)隊從定量與定性兩個維度開展了教學(xué)效果評估，并對學(xué)生能力的提升進(jìn)行了深入分析。

（一）教學(xué)效果的定量與定性評估

1.課堂參與度顯著提高。在科教融合理念下，教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變（如啟發(fā)式教學(xué)、問題導(dǎo)向教學(xué)及翻轉(zhuǎn)課堂）激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂上學(xué)生的主動性明顯增強(qiáng)。教師反饋表明，學(xué)生參與討論、提出問題的頻率提高，表現(xiàn)出更強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)意識。

2.實驗報告與項目作業(yè)的質(zhì)量有了顯著提升。通過引入更具挑戰(zhàn)性的實驗內(nèi)容和工程案例，學(xué)生的綜合能力得到了鍛煉。實驗報告和項目作業(yè)的內(nèi)容更具創(chuàng)新性、分析更為深入，且能有效結(jié)合最新的科研成果和工程實踐，展示出了學(xué)生更強(qiáng)的科研思維和實踐能力。

課程評估方式的多元化也起到了重要作用。除傳統(tǒng)的筆試外，還增加了項目報告、口頭匯報和團(tuán)隊評估等方式。通過提交工程地質(zhì)分析報告、參與項目設(shè)計等，學(xué)生的科研能力和實際問題解決能力得到了提高。教師與學(xué)生的雙向反饋機(jī)制使得教學(xué)過程更加靈活有效，學(xué)生能及時根據(jù)反饋調(diào)整學(xué)習(xí)策略。

（二）學(xué)生能力提升分析

通過開展基于科教融合育人理念的教學(xué)改革，學(xué)生在多個方面的能力得到了明顯提升。

1.科研能力的進(jìn)階。學(xué)生在課程中不僅能學(xué)習(xí)理論知識，還能通過項目研究、實驗設(shè)計等環(huán)節(jié)，深入探討實際工程地質(zhì)問題。通過自主研究，學(xué)生能夠?qū)⒆钚驴蒲谐晒c工程實踐相結(jié)合，提升了解決復(fù)雜問題的能力。2023級地質(zhì)工程系有碩士研究生26人，其中11人于2023年9月選修了本課程，15人未選修本課程。通過統(tǒng)計2023年9月至2024年9月學(xué)生的學(xué)業(yè)成績發(fā)現(xiàn)，選修了本課程的學(xué)生整體排名優(yōu)于未選修本課程的學(xué)生（見表1）。

2.實踐能力增強(qiáng)。通過現(xiàn)場考察、虛擬仿真實驗等方式，學(xué)生能夠在實際工程環(huán)境中應(yīng)用所學(xué)理論，解決如邊坡穩(wěn)定性、地下洞室圍巖穩(wěn)定性等實際問題。此類實踐環(huán)節(jié)使學(xué)生的綜合應(yīng)用能力得到了強(qiáng)化，能夠更好地適應(yīng)未來的工程地質(zhì)工作要求。

3.跨學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)。學(xué)生不僅能掌握工程地質(zhì)學(xué)的核心知識，還能結(jié)合計算機(jī)模擬、遙感技術(shù)等學(xué)科工具，進(jìn)行復(fù)雜問題的分析和預(yù)測。這種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式拓寬了學(xué)生的知識面，并增強(qiáng)了他們在多學(xué)科團(tuán)隊中的工作能力。

4.團(tuán)隊協(xié)作能力提升。在項目制教學(xué)中，學(xué)生通過團(tuán)隊合作完成工程任務(wù)，不僅提高了溝通協(xié)作的能力，而且鍛煉了項目管理和解決問題的綜合能力。評估結(jié)果顯示，學(xué)生在團(tuán)隊中的協(xié)作能力、溝通能力得到了明顯提升。

五、 結(jié)論與展望

基于科教融合育人理念的高等工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)改革取得了顯著的成果。改革的關(guān)鍵在于將最新科研成果融入教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，強(qiáng)化實踐教學(xué)，并在評估體系上進(jìn)行多元化設(shè)計。通過這些改進(jìn)，課程教學(xué)質(zhì)量得到了提升，有效促進(jìn)了學(xué)生的科研能力、創(chuàng)新思維能力及實踐能力的全面發(fā)展。

盡管取得了一定的成績，但改革仍有提升空間。未來，仍需要更加注重與行業(yè)的緊密合作，進(jìn)一步優(yōu)化實踐教學(xué)內(nèi)容和形式，以適應(yīng)快速發(fā)展的行業(yè)需求。此外，隨著科技的進(jìn)步，要進(jìn)一步結(jié)合新興技術(shù)，如生成式人工智能等，為學(xué)生提供更加前沿和全面的學(xué)習(xí)平臺。

科教融合育人理念將繼續(xù)推動教學(xué)模式的創(chuàng)新。隨著學(xué)科技術(shù)的不斷發(fā)展，未來的課程將更加注重跨學(xué)科知識的融合，提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的綜合能力和創(chuàng)新能力。這不僅有助于提升課程教學(xué)質(zhì)量，還能為社會培養(yǎng)出更多具有國際視野、創(chuàng)新能力的高層次專業(yè)人才。

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［責(zé)任編輯：蘇祎穎］