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關鍵詞:道橋工程專業 工程地質學教學改革
道橋工程建設在國民經濟發展過程中發揮了重要的基礎作用。工程地質學是制定控制地質作用與合理利用地質環境的一門科學,在道橋工程建設中具有非常重要的作用。隨著當前人才市場的多元化需求,高職院校加強工程地質學教學研究,深化工程地質學教學改革,成為適應社會經濟發展的市場化人才培養途徑。
1.道橋工程專業工程地質學概述
道橋工程專業是專門培養各類掌握道橋工程基本知識理論技能,能夠在公路隧道、橋梁建筑、地下工程、輸水工程以及地基處理等領域中從事規劃設計、施工管理和技術研究的高級工程人才的學科體系。工程地質學是研究與人類工程建筑活動有關地質問題的學科,工程地質學主要運用地質學原理或方法研究建設工程現場工地的地質巖層、土體結構性質以及水文變化空間分布規律,根據施工工程地質條件環境進行科學分析和預測可能存在的工程地質問題以及相關具有破壞性能的影響因素,并及時研究和制定合理的應對措施,控制不良地質現象的危害性。為保障工程建設的合理規劃與正確設計、順利施工及正常使用提供可靠的地質科學依據。工程地質學屬于地質學研究的重要科學門類。
2.高職院校工程地質學教學現狀
道橋工程專業的工程地質學是培養道橋工程技術應用型人才的教學。工程地質學作為道橋工程專業課程體系不可缺少的一門專業基礎課,其教學內容和方法要不斷地適應道橋工程建設的需要。工程地質學是研究和解決與工程建設有關地質問題的一門學科,是培養建設工程開發在人員必須具備的工程地質素質的系統工程,涉及到教材內容、教學方法、教學資源等各個環節,體現工程地質專業特點。當前市場經濟環境條件下,高職院校的人才培養模式由文化型、學科型專門人才培養逐漸向創新能力高素質人才的培養方式進行轉變。
長期以來,由于職業技術教育的職業性特點,高職院校道橋工程專業工程地質學教學呈現了教學師資力量薄弱,教學資源與教學環境缺失、教學模式手段滯后,實踐與理論嚴重脫節的弊端和問題。教學理念的創新意識浮淺,淡化了道橋專業學生創新應用能力的培養。目前來說,由于工程地質學學科特點涉及面較為廣泛,內容相對繁雜、邏輯性強,很多高職院校道橋工程專業工程地質學教學不能與時俱進,應用實踐性差,不利于學生的綜合能力提升。很多高職學校在工程地質學教學中,師資力量與學生基礎落差大,受客觀條件制約,多媒體等教學手段在很多高職院校的工程地質學教學方面得不到有效利用,導致學生的學習潛力得不到創造性發掘。當前社會經濟的多元化發展推動了道橋工程的規?;l展,市場化人才教育改革理念促進了高職院校工程地質學教育教學的深化改革與創新實踐。如何推動工程地質學教學改革的深入落實,成為新形勢下高職院校道橋工程專業教學的重要研究方向。
3.當前深化工程地質學的教學改革措施
隨著現代職業教育教學理念的逐步深化與拓展,加強高職院校工程地質學教學改革,適應工程建設人才資源時代性需求的具體措施如下:
3.1 強化工程地質學教學改革理念
教學理念的積極轉變是實現當前職業教育教學改革的重要前提。相對來說,道橋工程專業工程地質學作為一門理論性、實踐性都很強的學科,涉及的知識領域相當廣泛,隨著當前社會經濟人才資源發展的多元化,道橋工程專業人才具有較強的市場化需求趨向。立足于當前教育改革理念的深化與落實,強化教學服務意識,充分認識高職院校教學改革的重要性和必要性,加強高職院校道橋工程專業工程地質學教學理念創新,是推動道橋工程專業工程地質學教學發展的關鍵。
3.2 優化工程地質學專業教學內容
教學內容是教學活動的重要載體。工程地質學是道橋工程與地質學相結合的一門邊緣科學。針對當前高職院校工程地質學教學內容抽象繁雜、枯燥繁瑣的普遍問題,應基于為社會培養高等技術應用人才的職業教育目標,注重教學內容的實用性和可操作性選擇,在基礎知識理論方面的教學內容上,盡量多涉及與專業相關的工程地質問題,把生活中的各類工程地質問題與理論內容密切聯系起來。3.3 創新工程地質學教學模式方法
教學方法和教學模式是實現教育教學質量提高的重要手段,堅持實踐創新原則,優化教學手段,采用多種形式的教學方法來吸引學生,有效發揮學生的主觀能動性和創造性潛能,激發學生對于工程地質學研究的學習積極性。隨著計算機信息技術的不斷開發和應用,多媒體網絡等現代化開放式教學手段已經被越來越多的應用到工程地質學課程中,堅持實踐教學創新,開展校內實踐活動,加大校外實踐資源活動基地建設,結合生產實踐中的工程實例資料,采用行為導向教學法等多種教學模式引導學生加強對工程現場的直觀感受與觀摩體驗,在實踐活動中獲得各種工程地質構造知識,提高教學效果。
3.4 加強學生創新思維能力的培養
面對當前的知識經濟時代,職業教育必須面向時展需求,職業能力培養成為當前時代人才發展的重要目標。工程地質學是研究地質學與道橋工程關系的地質學學科,學生必須具備相當敏銳和獨特的地質工程思維方法和觀察思考能力,提高學生創新思維素質,培養學生創新能力,成為當前高職院校工程地質教學改革的關鍵環節。
結束語:
總之,道橋工程專業工程地質學科教學,是當前高職院校培養土木工程綜合型人才的有效途徑。新形勢下,堅持教育教學理論改革,深化教學方法研究,優化教學內容資源,是促進高職院校工程地質學教學可持續發展的重要策略。
參考文獻:
[1]張淵《淺析土木工程專業工程地質學的教學改革》山西建筑2009
【關鍵詞】工程地質學;工程實踐;教學改革
【Abstract】Practical teaching will be reinforced in higher school.And cultivating practical talents will be the key direction.“Engineering geology”is just the course which needs reinforcing the practical teaching.According to the engineering case,this paper has analysed the importance of practical teaching of“Engineering geology”in the modern engineering construction field.And the thinking of practical teaching has been summarized.
【Key words】Engineering geology;Engineering practice;Educational reform
根據我國2010-2020年中長期教育改革和發展規劃綱要,全國高等學校結合專業和人才培養要求,加強實踐教學環節,向應用型人才的培養方向轉變。應用型本科人才培養的目標突出表現為培養具備繼續學習能力的高素質應用型、技術技能型、復合型人才。而《工程地質學》正是在這一背景下的需要加強實踐型教學的課程。在工程建設領域,無論是建筑工程、道路工程,還是水利水運工程和礦業工程,大量成功或失敗工程案例都表明只有充分重視建(構)筑物所處的地質環境,協調人、工程與環境的關系,才可能得到自然的尊重,創造人類歷史的文明。正是認識到這一點,各大院校中相關專業開設有《工程地質學》這門課程,也足以顯示了該課程的專業基礎性和重要性。
1 工程地質學在應用型本科教學中的定位
《工程地質學》是研究和解決與工程建設相關的地質問題,為工程建設服務的一門學科,是工程地質專業的一門重要專業課,也是巖土工程、礦業工程等其他非地質專業的專業基礎課[3],與工程建設活動緊密的結合在一起。各種大型工程活動都在一定的地質環境中才能進行,研究工程建設與地質環境之間的相互制約、相互影響就是工程地質學的主要內容。因此,《工程地質學》運用地質學理論和方法研究地質環境,查明地質災害的規律和防治對策,以確保工程建設安全、經濟和正常運行。工程地質學的主要內容包括多個方面,如巖土體的屬性、地殼的動力地質作用、工程穩定性等等。工程地質學的研究方法也是多種多樣的,有地質學方法、室內實驗和現場測試方法、計算和模擬方法等等。按照以“建設工程中的工程地質問題”為目標,課程所構建的框架和內容如圖1。
2 工程建設中的地質問題
《工程地質學》這門課程實踐性較強[4-5],涉及到的工程地質問題非常廣泛,如與生產建設緊密相關的建筑工程、采礦工程、水利水電工程、交通運輸工程等都與工程地質問題緊密聯系(圖2)。
發生的地質問題主要有區域穩定問題,如活斷層、地震、水庫誘發地震、砂土液化和地面沉降等等。搞清楚這些地質問題發育的規律性,對于工程建設選址具有重要意義。另外還有巖土體穩定性問題,如斜坡穩定、洞室穩定、地基巖土體穩定的成因、發展史和力學機制的分析等,這些用于具體場地穩定性評價具有重要意義。工程地質問題還包括與地下滲流有關的巖溶滲漏分析和滲透變形分析;與侵蝕堆積有關的河流侵蝕堆積和海湖邊岸磨蝕堆積等等問題。工程建設過程中工程地質問題時刻都在發生,影響和改變著我們的生活。下面以實例說明工程地質問題在生活中的體現。
甘肅舟曲縣于2010年8月突發特大泥石流災害,人員損失慘重。據地質專家分析此次災害的發生與該區的地理環境以及該區的氣候特點相關。該區地勢西北高、東南低,垂直高差大,氣候垂直變化顯著,而且災害發生前突降暴雨,正是這些地質條件的變化促發泥石流的發生。因此工程地質問題中斜坡穩定性問題的專項研究對于減少或預防地質災害具有指導意義。
日本于2011年3月發生9級地震,地震引發了大規模海嘯,造成重大人員傷亡。據美國地質勘探局分析,此次地震由太平洋板塊和北美板塊的運動所致。太平洋板塊每年相對于北美板塊向西運動數厘米,太平洋板塊在日本海溝俯沖入日本下方,并向西侵入歐亞板塊,此次大地震正是運動過程中積累的能量突然釋放導致的結果。因此工程地質問題中區域穩定性的活斷層問題的研究對于近些年頻發的地震問題具有一定的工程意義。
另外北京地區2012年7月份遭受雨之后,多處路面出現規模較大的天坑,嚴重影響到市民的出行,天坑的出現同樣屬于工程地質災害問題是本課程研究的內容之一。所以工程地質問題存在于人類建設的方方面面,當今學好《工程地質學》這門課程是解決此類問題的首要前提。
3 工程地質的教學實踐思路
3.1 工程地質教學中所存在的問題
1)重理論輕實踐方面。
2)按傳統教學和思路進行,過于強調單一的地質學,未能與工程地質相結合,(換句話就是現在的教學仍按地質學專業的要求去教學,未與工程結合,這會導致課時不夠,同時學生學的無趣)。
3)于課程的重視不夠,認為工程地質與專業關聯不大。
3.2 工程地質教學實踐思路
1)輕地質重工程地質,突出與工程的相關性。
2)實踐教學的實施。
針對周邊環境遭受破壞的影響,目前大多學校找到典型的地質剖面較難。除了常規的地質體和地質現象實習,還應結合當地建設的特點,有針對性地進行地質實習,如與建設單位相聯系,在揭開地表的時候看一些相關的地質現象;另一方面,與勘察單位相聯系,正確認識地質體和巖土體。
3.3 教、學相長
要成為合格的工程地質工作者,一方面要具備較強的專業知識,同時還要有創新的思想和靈活的頭腦[6],特別是在工程建設過程中,處理隨機出現的各種地質問題,不僅需要有工程地質知識的靈活運用,還要有多學科理論的融合與提升的能力,因此,在《工程地質學》這門課程的教學過程中要重點培養學生做好這樣幾點:首先,做到基礎地質知識要扎實;第二,是積累豐富的工程實踐經驗;第三,分析工程地質問題要思路周密,遇事沉穩且果斷。因此要培養出優秀的工程地質人員應該從教與學兩個方面入手:
1)教
(1)課堂
《工程地質學》是一門實踐性很強的學科,所以不能脫離實際案例而單純講授抽象的理論知識。如講授巖石的分類、結構和構造特征時,要結合實際現場講解當其作為建筑材料、地基、邊坡與洞室圍巖時對工程性質的不同要求等。在講授滑坡、崩塌、泥石流等現象對工程的影響時,更要結合實際案例進行具體的分析,讓授課不再是抽象而空洞的理論。
(2)實驗環節
學院為方便學生認識和鑒定常見造巖礦物及三大類巖石,投資購買全套的礦物和巖石標本,并全面開放實驗室。讓學生有較多機會接觸、認識、鑒定標本,學生之間相互交流討論實驗體會,對常見造巖礦物及巖石的主要特征熟記于心。
(3)實踐環節
工程地質實習地點選擇地層出露比較完全,地質現象比較豐富、與課堂內容結合緊密的基礎工程建設工地。通過實習使學生更加深入的理解課堂上講授的抽象理論,并學會結合實際分析工程建設與地質條件的關系,熟悉工程建設中常見的地質條件并給以正確的評價和合理的處理方法。
2)學
學生既是教學的載體,更是學習的主人,只有調動起學生學習的主動性,才會培養出優秀的工程地質工作者。
(1)培養一名優秀工程地質工作者是一個長期的過程,所以在學習過程中要有耐心和信心。每一個人的成功都是從點點滴滴累積的。
(2)大腦中知識的增長是累進的過程,工程地質學是一門綜合學科,因此與地質學科相關聯的以及與工程建設相關的學科都應該打好基礎,作為工程地質學課程的鋪墊。
(3)不能忽略實踐教學環節,讓學生們在實踐中加深對理論知識的理解。要意識到地質工作的復雜性和靈活多變性。
3)考核
本課程強調理論與實踐的結合,教師結合實際的工程地質問題,強調互動性和問題實質的理解。每位同學的成績由三部分綜合構成,即:
(1)期末考試卷面成績(50%);
(2)課堂討論及考勤(20%);
(3)案例分析作業成績(30%)。
成績分為五個等級:優秀(90分以上)、良好(80-89分)、中等(70-79分)、及格(60-69分)、不及格(60分以下)。
4 結語
《工程地質學》是非地質專業的專業基礎課程,本課程學時不多,但課程內容涵蓋廣、教學內容比較抽象,所以教學過程是一個不斷完成挑戰的過程。在教學過程中, 教師首先要培養學生具備工程地質的思維和創新的能力, 使學生學會工程地質思維方法, 讓學生們的創新能力得到充分的發展。同時也要保證足夠的工程地質實踐課時,參觀現場并搜集相關的工程地質案例,從而培養出具有綜合素質的高級工程技術人才。
【參考文獻】
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[4]李增升,田磊.工程地質課程實踐性教學淺析[J].內江科技,2015(7):145-146.
[5]師偉,徐一灃,鮑國.《工程地質》課程實踐教學改革探討[J].新課程(教育學術),2011(1):39.
關鍵詞:工程地質 思考 辯證關系 環境
中圖分類號:TU 文獻標識碼:A 文章編號:1008-925X(2012)O8-0116-01
1、引言
19世紀中葉,國外的地質工作者開始對工程地質條件進行系統理論研究,逐步形成了工程地質學的學科體系[1]。工程地質學是研究與工程建設、人類活動有關的各種地質作用與環境,研究工程與地質體之間的相互作用關系及其產生的有關問題的科學[2]。工程地質學的研究對象,從根本上講就是工程地質條件與工程建筑之間的運動和發展,其實質就是各類工程地質問題,工程地質問題的提出、分析和解決是工程地質學的主旋律,構成了其的基本的矛盾運動,并有力地推動了其發展。
2、工程地質問題的回顧
2.1.1 學科性質
傳統工程地質的核心任務就是查明工程地質條件,結合工程作出相關的工程地質評價[2];從工程學角度來看,工程地質學科必須深化到工程中去,將查明條件、評價評判再往前延伸,開展工程設計和施工工程地質。因此,從工程地質學科特性來說應是地質學與工程的交叉結合,它和基礎地質學不同,具有理學和工學的雙重特性,這就決定了工程地質問題是工程地質學永恒的主題。
2.1.2 學科產生與發展的歷程
學科的產生和發展與工程建設及人類工程活動相伴生,工程地質學作為一門應用學科,它的形成和發展依賴于工程建設的需求和發展。經過40多年的工程實踐和理論創新,工程地質學的內涵和外延不斷拓展,步入了現代科學技術的行列。從引進蘇聯工程地質學理論和方法開始,經過50年成千上萬項工程的多方實踐和理論創新,使我國的工程地質學得到突飛猛進的發展,取得顯著成就,積累大量經驗,獲得突破性進展,在一定程度上形成了具有我國自己特色的工程地質學體系。舉世矚目的三峽工程,黃河小浪底水利工程等的興建,標志著中國工程地質實踐的廣度、深度都達到了很高的水平,反映了中國工程地質發展的歷程及與其相匹配的工程地質水平。
工程地質人員通過對工程地質問題的分析解決,逐漸形成了特定的思維方式,它是理論和實踐的結合和概括。因此,思維方式的發展反映了工程地質學科的進步和發展歷程。工程地質思維主要經歷了以下幾種形式:地質演化思維、地質結構思維、地質工程(巖土工程)思維、環境工程地質思維、工程地質系統思維[3]。這些思維的發展體現著工程地質工作者在長期的工作中所總結出來的優秀經驗,同時體現了人類認識自然改造自然的辯證過程。
從工程地質學發展的過程我們可以發現這個過程是人類對自然的一個認識過程,從被動到主動,從主動到拓展,逐步完善使得地質工程發展更加趨向于完美。
3、工程地質問題的發展
3.1.1 工程地質問題的提出基于學科知識領域
任何一門學科都有其研究對象、研究內容、研究方法、基本問題、基本理論和研究前沿等,并由此構成一門學科的知識領域。因此,在研究事物的某一層面時,對象的內核與外延的界定必然涉及相應學科的知識領域,并使學科功能得到一定的體現。
一個現象或問題的產生可能有多個原因,各自依賴于一定的學科知識,因此就有相應的解決方法。以滑坡為例,滑坡的破壞可能是由于斜坡巖土體強度不夠、可能是由于河流沖刷坡腳使斜坡形狀發生變化,也有可能是由于斜坡內應力狀態發生變化所致。相應地,對這些滑坡的研究需要運用滑坡動力學、地震工程學、工程地質學及巖體力學等學科知識,并因此提出不同的抗滑減災措施,使各個學科的研究目標得以實現
3.1.2 工程地質問題的界定體現學科的發展
工程地質條件并非一成不變,而是具有一定的生命特征,有其產生演化特性因此工程地質學發展的過程是一個不斷創新的過程,體現的是一種發展的思維而不是定勢思維。傳統工程地質學中,工程地質條件通常包括區域構造地質、地形地貌、地層巖性、物理力學性質、地下水、動力地質現象等方面,顯然無法包容制約工程建設活動的各類因素,工程地質環境代替工程地質條件,可理解為地質環境與工程環境的迭加與復合,是當代工程地質學的研究對象。環境工程地質不僅要研究工程活動中地質環境對工程安全的影響,而且要研究工程活動對人類生存環境的影響,其主要目的是保護地質環境,使人類工程活動與地質環境保持良好的協調關系。體現的是人與自然和諧相處的思想。這是工程地質人員以發展的眼光在不斷變化的工程中總結的規律也是寶貴的經驗。
基于工程地質條件環境化、活性化思想提出的工程地質問題稱為具有環境化、活性化思想的工程地質問題[3]。由于問題的提出基于學科的知識領域,因此對這類工程地質問題的界定就必然反映出工程地質學科的發展水平。目前,我國在水土保持、水庫運用管理、庫壩聯合運用以及加高淤積水庫大壩的勘察研究方面積累了許多寶貴經驗,提出了研究水庫淤積問題的主要工程地質任務,并總結出“蓄清排混”的運用規律。
水庫泥沙淤積問題的界定反映出在水庫工程地質工作中考慮水庫建設與地質環境相互影響的重要性,充分體現了工程地質條件環境化的思想。
4、結束語
工程地質問題是地質學科和工程學科的交叉點,工程地質學通過這一交叉點不斷和邊緣以外的學科結合、交織和滲透,從而改進內涵、擴大外延,促進學科發展,并形成了特定的思維方式,因此,工程地質問題是工程地質學發展的源動力。具有環境化、活性化思想的工程地質問題的提出基于本學科的知識領域,因此,對這類工程地質問題以工程地質環境作為研究對象,全面研究工程建設與地質環境的相互聯系、相互制約和相互作用,保護環境,保證社會、經濟可持續發展已成為當代工程地質學的主要特征,表明工程地質學發展進入了新的發展階段。
參考文獻:
[1]陳禮儀,黃潤秋.地質工程專業人才培養模式的思考與實踐[J].中國地質教育,2005 ,(4) : 34-38
關鍵詞:工程地質 學科價值 科學發展 分析
工程地質的研究內容主要包括確定巖土成分、組織結構、性質等,同時研究分析特殊地質隊建筑工程穩定性的影響。對工程地質進行研究主要是為了對建筑工程所在地區的地質進行勘察,對可能存在的問題進行分析。這樣就可以為選擇合適的場地,解決建筑過程中可能面臨的問題做好準備。
一、工程地質學科的發展及其科學性
每一門學科都有存在的價值和意義,工程地質學科也不例外。人類要生存和發展就要進行建設。近些年來,建筑工程的規模不斷擴大,對工程地質的運用也越來越頻繁。在前期,工程地質的主要任務是對工程進行選址,對地質進行評價,以保證工程的安全。這個時候對工程地質的要求主要在于發現地質的規律及其對工程的作用以及適應性。
從工程地質學科的發展來看,主要分為以下三個階段:
傳統工程地質學階段。這一階段存在于50年代到70年代,在這一階段,工程地質的主要作用在于提供全面的資料和數據以便進行工程選址和設計。這一時期在理論、方法和實際操作中和世界地質工程學還是有較大差距的。人們也沒有認識到工程地質在社會發展中的作用。
傳統地質工程學到現代地質工程學的過渡階段。這一階段從70年代到80年代。在這一階段工程地質已經慢慢走上正軌,發展很順利。主要進行工程地質災害的評價和監測。這個時候逐漸引進了西方發達國家的先進理論和技術。
現代工程地質學階段。這一階段是80年代中后期,世界科學技術飛速發展,各國形勢也發生了很大變化。人口、資源以及環境等問題成為世界性的問題。隨著人口的逐漸增多,對資源的需求量越來越大、環境污染越來越嚴重。而地質問題與這三者息息相關。這個時候需要對工程地質的理論和技術進行研究,逐步實現科學現代化。
因為工程地質學的特殊性,很多人覺得這是一個技術性問題,忽視了它的科學性和理論性。事實上,工程地質學包括工程學、力學、地質學等多個方面。不僅幫助人們認識自然還可以改造自然。
二、工程地質學科的理論及發展
工程地質學科的基本理論形態包括“成因演化論”、“ 結構控制論”和“ 相互作用論”。
成因演化論。這一理論體系是從歐美引入的。強調的是地質體的成因決定工程地質的性質,而演化能改變性質。工程地質條件的形成是內外動力作用綜合的結果。主要任務是查清工程地質的條件以及形成的原因,以此為路徑解決工程地質問題。
結構控制論。結構控制論是由中國工程地質學家建立的,強調地質結構控制地質體力學行為。所有的活動包括人類活動都會改變地質體的結構,從而改變地質力學行為。所以我們要查行處地質結構,然后進行分析,以解決工程建設過程中可能出現的地質問題。
相互作用論。就像力的作用是相互的一樣,人類活動和地質之間也是相互作用的。一方面來說,地質環境的好壞與適合與否決定了人們對地質區域的選擇。人們會經過研究分析后對地質進行評價然后對工程環境進行選擇。而另一方面,人們的建設活動也在改造者地質環境。前后兩者之間是相互影響的,工程地質的作用就在于協調這兩者之間的關系,達到一定的平衡。
三、新時代工程地質存在問題的特點
近年來,我國經濟獲得高速發展,經濟發展時期一個重要的部分就是建設。隨著建設規模的不斷擴大,埋藏越來越深,地下的設施也越來越多。工程地質面臨著新的嚴峻的挑戰。
在大型水利工程建設過程中,存在著庫岸崩塌滑坡的現象、水庫誘發地震和動力學問題以及深巖體精密探測和隧道的提前預報等問題。
在能源開發工程中, 峽谷區岸坡(應力場)演化與山體卸荷變形成因, 大規模開挖中高儲能巖體變形破壞機理與過程, 地表水入滲非線性模型與各向異性巖體水力學規律, 大型土石混雜堆積體的結構、力學與水力學特性, 萬年尺度核廢料地質處置中水巖熱化耦合作用, 深層地熱開發利用等。
在鐵路、公路等交通網絡工程中, 含雜質碳酸鹽巖溶規律與隧洞巖溶塌陷和涌水, 峽谷區深厚松散層橋基及邊坡動力變形破壞機理, 高速鐵路軟基零沉降控制計算理論, 地下采空區地球物理特性與判別標準, 跨海通道高壓突水等工程地質問題。
也就是說,隨著工程規模的擴大,埋藏深度的增加,地震等作用的風險越來越高。人類工程活動頻繁的參與使得地質體成因等理論已經不能夠完全適應現在的狀況。巖體結構對工程地質過程的控制作用在常溫下和在高溫等特殊環境下也是不相同的。原來的經典理論在現在復雜的地質狀況下,面臨著挑戰。
四、工程地質科學發展分析
在現在復雜的情況下,對工程地質學的研究顯得尤為重要。在未來,我們主要對一下幾個方面進行研究:
首先是地質環境。主要是指動力學地質環境和災害地質環境。災害地質環境主要包括水文地質環境、風化、崩滑流破壞等物理地質作用環境。
其次是地質體工程性質研究。這個主要包括結構性質和力學性質。所謂結構性質研究就是對地質的非連續性、隨機性等進行研究。而物理學性質則是指對高溫、高壓等物理特性下的地質環境進行研究。大體上從80年代中期開始,中國工程地質學進入了現代工程地質學階段。這個階段的背景是:世界科學技術飛速發展,地球科學向著國際化和統一化方向迅速發展;全世界面臨人口、資源、環境三大課題;由于人類工程經濟活動的廣度和深度不斷擴大,環境的污染和破壞日益嚴重,使合理開發利用和保護、治理環境成為迫切需要解決的世界性重大課題,從而促進了環境科學學科體系的迅速形成和發展。工程地質學與人口、資源、環境這三大課題的研究都有著密切的關系。這就為工程地質學開辟了廣闊的發展前景。在這個階段,中國工程地質學的基本任務是通過引進和創新,加強基礎理論、方法和技術的研究,用先進的理論、方法和技術武裝自己,逐步實現學科現代化。這個階段最主要的標志是中國環境工程地質學的形成和發展。因此,可以把這個階段說成是“環境工程地質學”階段。
工程地質學是復雜的,交叉性強的一門學科。涉及到地質、工程、物理學等各個方面。所以在未來的研究中我們要積極的將這些技術相結合,利用各自的優勢作為分析和參考的依據。同時,研究學家們要將自己納入世界范圍之內,地質研究要與時俱進,與國外的先進團隊和機構進行交流探討,引進先進的理論和技術以為己用。
總而言之,隨著經濟的發展和建設現代化城市的需要,城市建設成為國家關注的重點。工程地質經過多年的發展,無論從技術上還是理論上,較之原來都有很大的提升。但是,隨著城市建設規模的擴大以及地下建設的深入,我們面臨的地質環境問題也越來越多。在新的時期,國家的建設依賴于工程地質科學的迅速發展。我們應該更多的關注工程地質科學,從而為國家的建設和發展做出應有的貢獻。
參考文獻:
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[2] 王思敬;地圈動力學--地質環境、災害與工程研究基礎[J];工程地質學報;2004(02)
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)10-0213-02
安全科學與工程作為一級學科始,前人在學科發展[1][2]、課程建設[3][4]、教學方法[5]、人才培養[6-8]等方面進行了卓有成效的研究,工程地質學是安全工程專業一門重要的基礎課程,四川師范大學在構建安全工程卓越工程師教育教學體系過程中,工程地質學課程結構、教學方法及教學模式相對滯后,本文結合工程地質學課程及安全工程專業特點,探討安全工程專業工程地質學課程存在的問題,提出課程改革的思路和措施。
1.工程地質學的特點
工程地質學以地質問題為研究對象,是工程科學、地質科學及環境科學相互滲透、交叉形成的一門邊緣科學[9]。我校安全工程專業開設的工程地質學涉及建筑、礦山兩大學科領域,涉及內容包括基礎地質學、巖土工程性質、地質勘察與評價等,具有鮮明的專業特色。
1.1基礎地質學特點?;A地質學是研究地球及其演變的一門自然科學[10],涉及內容包括礦物巖石學、構造地質學、資源、環境學等多門學科。當前很難為學生傳授一種統一的思想來解決今后可能遇到的地質問題,因此在講授基礎地質學基本理論的同時,重點啟發學生應用地質學基本原理具體問題具體分析,為培養能分析、解決實際問題,具有創新能力的卓越工程師奠定基礎。
1.2巖土工程性質特點。巖土工程性質是討論巖土的成因類型、巖石礦物學特征、組成成分、結構和構造,他們的物理性質和力學性質,巖土工程分類以及不良性質的改善和處理等。不同礦物形成的巖體或土體其性質不同。巖土的物理、力學性質影響巖、土體的強度、變形及其滲流構成了巖土工程地質性質的理論基礎,是教學的核心內容。
1.3地質勘察與評價特點。工程地質勘察是為查明影響工程建筑物的地質因素而進行的地質調查研究工作[9]。主要是對地質災害、工業與民用建筑物、地下建筑工程、水利水電及礦山地質的勘察。在教學過程中,不僅要講授工程地質勘察的通用方法,還要讓學生了解不同方法的適用性、工程地質勘察與評價的研究進展及發展趨勢。
1.4工程地質學課程特點。工程地質學課程涉及基礎地質學、巖土工程學、地質勘察學、土木工程學及煤礦地質學等相關學科領域內容,其研究對象具有復雜性,研究方法具有多樣性,課程內容廣泛、知識點多、理論性強等特點,內容相對抽象、難以理解,在教學過程中應充分研究內容特點,綜合應用不同的教學方法,引導學生對知識進行理解掌握,以達到教學目的。
2.工程地質教學存在的問題
大規模工程建設、煤炭資源開發帶來眾多新的復雜的工程地質問題(如高邊坡工程、深基坑工程、長隧道工程、深部煤炭開發、高溫高壓礦井等),安全生產存在眾多隱患。如何在有限的學時內,讓學生既能夯實理論基礎,又具備能解決實際問題的能力是擺在本課程教學面前重要的問題。當前教學過程中還存在著教學內容不合理、教學方法單一、教學模式落后等問題影響課程教學質量。
2.1教學內容不合理。安全工程專業目前使用的教材為趙法鎖教授等編寫的“工程地質學”[11] ,主要參考書為李智毅教授編寫的“工程地質學概論”[9]、李雋蓬教授編寫的“土木工程地質”[12] 和胡紹祥教授編寫的“礦山地質學”[13],使用教材重點突出基礎地質、巖土及地質災害內容。但未包含礦山工程中常見的工程地質問題,缺少與本校安全工程相適應的知識結構,很難讓學生全面了解礦山工程地質的特點和問題。而“礦山地質學”則缺少與建筑安全相適應的知識構架。
2.2教學方法單一。目前,工程地質學的教學依然采用課堂講授輔以ppt演示的傳統方式。且ppt未經過合理的開發,造成一些具體講解的基本原理和公式的推導過程被忽略[14],教學效果不理想。
2.3教學模式落后。以往的工程地質學教學以“教師書本講解――學生接受學習”為主。缺少對實際問題的分析及不確定問題的探討;教學以教師為主體,忽略了學生的主體地位;缺少與學生的有效交流和溝通,學生的主觀能動性得不到發揮。
3.工程地質學課程改革
由于“工程地質學”課程對安全工程本科生的培養立足于掌握基礎地質、巖土工程性質及工程勘察的基礎知識,初步具備分析建筑工程、礦山工程實際地質問題的能力。因此,針對目前課程存在的問題,從課程結構、教學手段、教學模式三個方面提出了課程改革思路和措施。
3.1優化教學模塊,調整課程結構。將“工程地質學”課程內容分為基礎理論模塊和專業特色模塊?;A理論模塊包括基礎地質學、巖土工程性質、工程地質勘察三篇內容,重在強化理論基礎。專業特色模塊兼有建筑、礦山特色,其中建筑特色選取地基工程、邊坡工程及地下工程中與工程地質相關知識內容,重在面向建筑安全;礦山特色選取煤炭資源、煤礦工程與工程地質相關內容,重在面向礦山,培養學生初步分析實際問題的能力,各模塊的具體內容見表1。
表1 “工程地質學”課程模塊分配表
3.2豐富教學手段,夯實基礎知識?;A知識是進行生產和科研的基礎,考慮到工程地質學課程特點,傳統的單一教學方式講解不便,學生聽講積極性不高,教學效果不理想。圖文并茂的多媒體課件調動課堂情緒;典型案例分析提高學生學習主動性及自主分析實際問題的能力;引導式教學引導學生主動思考,思維發散;討論式教學讓學生進行思想碰撞,總結歸納;實驗教學提高學生的專業素質及科研思維。通過多種教學方法的結合達到夯實基礎知識,提升專業素質,提高科研思維的效果。
3.3 “課上思考學習、線上交流學習”教學模式充分發揮學生的“主體”地位,教師作為“客體”在教學課程中起到引導及監督作用。課堂上主要通過圖片、視頻等引出問題,學生分析基礎知識,引導學生學習思路,由學生自主思路完成基本知識的學習,實現“課上思考學習”。如在講解土的三相介質物質組成時,首先展示建筑傾倒照片,引出地基失穩工程地質問題,使學生帶著問題去思考,然后通過講解抽取地下水引起地面沉降引導學生去發現、理解土是由固相、液相、氣相組成的三相介質。
由于“課上思考學習”時間短、任務重,許多教學問題難以在課堂解決,而網絡即時通訊軟件可以使教師、學生互動交流且不受時間限制,為“線上交流學習”提供了條件。如2014年4月7日19時,云南省曲靖市麒麟區東山鎮下海子煤礦透水事故,媒體關注,通過qq群即時與同學們討論透水事故發生可能的水源、通道及影響因素,引導學生分析透水事故產生及預防措施,并實時跟蹤事故情況,通過即時實例來完成知識的學習。
收稿日期:2012-11-16
作者簡介:汪演強(1955-),男,廣東石油化工學院建筑工程學院工程師,主要從事巖土工程勘察及工程地質學研究,(E-mail)。
摘要:工程地質學在土木工程專業中具有至關重要的學科地位。針對目前工程地質學課程存在的主要問題,對工程地質學課程建設及教學方法提出切實可行的改革措施。全方位培養學生理論聯系實際能力、分析問題和解決問題的能力、創新能力和工程意識,培養具有較高素質的高級技術人才。
關鍵詞:工程地質學;土木工程專業; 教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)03-0091-04 一、 工程地質學的學科地位
土木工程專業人才培養方案提出的培養目標是:畢業生能在房屋建筑、工程勘察、地基基礎、地下建筑、道路、橋梁等設計、研究、施工、教育、管理、投資開發部門從事技術或管理工作。工程地質學是土木工程專業一門必修的專業基礎課,一方面為土力學與基礎工程學等專業課程的學習奠定基礎,另一方面擔負著與工程地質勘察有關的應用地質學基礎理論知識學習及實踐實習的重要任務,培養學生的實踐能力及創新精神。工程地質學通過巖土工程勘察為工程建設服務。在工程建設中首先要查明建設地區或建筑場地的工程地質條件,分析、預測和評價可能存在和發生的工程地質問題,及其對建筑物和地質環境的影響和危害,提出防治不良地質作用的措施??梢姳仨氁性鷮嵉墓こ痰刭|學知識才能在實際工程建設中完成工程地質勘察任務。
工程地質問題,是涉及生命和財產安全的大問題,稍有疏忽即可釀成大禍。西安建筑科技大學舊圖書館、鐵一局幼兒園教學樓以及西安化工六院某家屬樓等,都是由于建筑場地地質條件沒勘察清楚,剛好建在地裂縫上而遭到破壞。1976年7月28日唐山7.8級大地震,造成65萬多間房屋坍塌,24萬多人死亡,主要是建筑結構防震措施缺失及地基液化造成的房屋倒塌,原唐山礦冶學院的圖書館樓因地基液化下陷了一層半。委內瑞拉曾發生6.4級地震,致使樓房地基土液化下陷(圖1),也屬于地基處理方案不合理造成的工程地質問題。2009年6月27日上?!暗箻恰惫こ淌鹿剩?13層樓房(7號樓)整體倒覆(圖2),事故原因是施工方將樓房南側開挖4.6 m深的地下室挖出的土方堆置在樓北側,高度達10 m左右,加上雨水滲入誘發土體失穩,致使基礎樁折斷樓房失去支撐而倒覆。該工程事故屬人工改變地質環境及雨水滲入誘發土體失穩的工程地質問題。從以上工程事故案例可以看出,天災固然不可抗拒,但人禍可以避免,這就要求土木工程師熟練掌握工程地質學知識??梢姽こ痰刭|學課程設置,在土木工程建設中具有舉足輕重的學科地位。
圖1 地基土液化樓房下陷
圖2 上海倒樓事故現場
二、工程地質學課程存在的主要問題
據調查了解及結合學院的實際情況,目前土木工程專業工程地質學教學在師資、實踐教學方面存在許多問題[1],而最突出的問題主要有以下兩方面。
首先是課程授課學時少。土木工程專業工程地質學為30學時,實際授課課時為26學時。其他多數院校的課時設置為36學時[2]。而按新專業設置,工程地質學教學內容多,在教學內容安排上除了滿足主要的工業與民用建筑專業方向外,還要兼顧道路與橋梁工程、巖土工程、地下工程等專業方向。地質基礎知識是學科基礎,必須牢固掌握,而工程巖土學、水文地質學基礎、工程地質分析及巖土工程勘察是分析和解決工程地質問題的專業應用部分,這些知識更加重要。課時設置太少,教學深度難以達到人才培養方案中的培養目標。
其次,室內實驗及野外實習少,個別院校沒有開設實驗實習。 因課時少,在課程設計中往往是首先減少實驗實習,致使實踐教學環節薄弱或缺失。同時,非地質院校開設的土木工程專業,基本上都沒有地質基礎方面的實驗室,如礦物巖石實驗室、地質構造模型室,以及野外地質實習基地。野外地質實習的師資力量也不足,一般非地質院校僅有1~2位工程地質學任課教師,不具備帶領野外實習的條件,所以基本上都沒有開設野外實習。學生在學習中缺少感性認識,紙上談兵使這門實踐性很強的課程教學大打折扣。
三、教學改革措施
基于工程地質學課程目前存在的主要問題及課程設置的重要性,在適當增加教學課時及工程地質實驗實習資金投入的同時,依據多年教學經驗,應從以下兩方面著手改革。
(一)課程建設方面的改革
(1)相關課程的任課教師組成教學科研團隊,開展相關的教學科研活動。由于工程地質學課程教學課時少,所以從事工程地質學教學的教師相對較少,不能形成強大的師資隊伍。但工程地質學、土力學及基礎工程學課程知識相關性較大,可以組成一個教學科研團隊,開展相關的教學科研活動及設計性、綜合性實驗研究。對這些課程中相互交叉、重復的部分內容進行協商調整。如工程地質學中土的工程地質特性,包括土的物質組成、土的物理力學性質、土的分類與分級,以及地下水的徑流狀態等,在土力學中屬于重點內容。房屋建筑工程地質問題及深基坑開挖工程地質問題,在基礎工程學中有較詳細講授。這些內容在工程地質學中不宜重復授課。
(2) 充分利用實驗室教學資源。 據調查了解,許多理工科院校在開辦土木工程專業的同時,也開設有地理科學類專業,廣東石油化工學院也開設了這兩個專業。地理科學類專業開設的地質學也都需要進行地質基礎實驗。為充分利用實驗室教學資源,節約實驗室重復建設的資金投入,建議兩個專業共同建設使用礦物巖石實驗室、地質構造模型室,完善地質基礎實驗教學。開展常見造巖礦物及三大類巖石的認識、鑒定實驗,增強學生對礦物、巖石的感性認識,開展地質構造模型實驗,使學生理解并掌握地質構造的立體空間展布。
(3)開設巖土工程勘察綜合性實驗。在土木工程專業人才培養目標中可見,畢業生應能在工程勘察部門從事技術及管理工作。因此,在加強巖土工程勘察理論知識講授的同時,有必要開設巖土工程勘察綜合性實驗。把工程地質學、土力學、基礎工程學與工程測量等課程中簡單、分散、獨立的相關實驗統一起來,組合成為巖土工程勘察綜合性實驗。實驗內容包括對某一建筑場地測量定位、鉆探、原位測試、采取巖土試樣、鑒定描述、室內土工試驗,綜合分析評價,確定土巖層承載力特征值,建議建筑物的基礎持力層及基礎類型,提出與建筑場地、環境相關的巖土工程綜合治理建議。綜合性實驗旨在把實驗項目與生產實際聯系起來,培養學生的動手能力、綜合運用能力、創新能力。巖土工程勘察綜合性實驗應連續進行,獨立設置課程,時間具有連續性,可以培養學生連續工作的毅力和能力,利于學生提前熟悉就業環境,增強工程意識,形成嚴謹的科學態度。巖土工程勘察綜合性實驗更貼近土木工程專業實際,體現大工程觀的教育思想。
(4) 開設工程地質相關的專題講座。 定期開設工程地質相關專題講座,介紹工程地質與工程建設的依附關系,介紹工程建設、巖土工程治理等方面有關工程地質的典型案例和最新研究成果,提高學生對工程地質學的學習興趣和日后工程建設設計施工時對工程地質條件的重視。介紹工程地質的新理論、新技術和新方法,拓寬學生的知識面,開闊視野,使學生更多地了解、接受最新的前沿科技成果,使學生能站在更高、更廣的角度分析問題,為學生將來成為優秀的土木工程師打下扎實的基礎。
(二) 教學方法改革
(1)首先要教會學生獲取知識及創新的能力。 大學本科教學的核心并不是讓學生去掌握某一種實驗方法或某一個專業知識,而是讓學生學會發現問題、解決問題的思路及方法,培養學生獲取知識及創新的能力[3],實現青出于藍而勝于藍。根據專業特點,掌握地質學“將今論古、以古證今”的思維方式和研究方法,養成從地質演化角度分析工程地質條件的思維習慣。地球的內外力地質作用是永不停息的,無時無刻都在按地質演化規律發生著變化,特定的建筑工程與場地地質環境之間是有條件的、動態的平衡,一旦某一因素的變化超越了平衡極限,平衡被打破,工程地質條件就要發生變化,甚至危害建設工程,引發建設工程事故。學會分類、總結、歸納及演繹的邏輯思維方法,將復雜的地質現象(問題)簡單化,將特殊的地質現象(問題)典型化,將一般的地質現象(問題)規律化[4]。提高學生自主獲取知識的能力,拓展思維,使學生能在課堂授課時間以外,通過自學獲得更多有關工程地質的知識,為日后的拓展學習奠定基礎,增強創新意識,提升創新能力。
(2)重視學生對實物標本的接觸觀摩鑒定,實施全開放實驗。為學生認識、鑒定常見造巖礦物及常見巖石創造條件,實施全開放實驗。也就是在相應的內容講授及實物標本鑒定演示后,把多套常見礦物巖石標本分組留給學生長時間保管。如圖3所示,學生在宿舍利用課余時間做常見礦物巖石鑒定實驗,學生在做鑒定實驗時允許其刻劃、敲打標本,讓學生有較多機會接觸、認識、鑒定實物標本,并相互交流討論鑒定體會,反復識記常見造巖礦物及巖石的主要特征。填補部分院校沒有地質基礎實驗室的缺陷,可以收到在實驗室實驗異曲同工的效果。在實際工作中常見的礦物主要有石英、長石、云母、方解石等,常見的巖石主要有花崗巖、閃長巖、玄武巖、礫巖、砂巖、泥巖、頁巖、石灰巖、片麻巖、千枚巖等,這些礦物巖石標本比較容易采集??衫靡巴鈱嵙坎杉@些常見的礦物巖石標本,或到地質勘察及地質礦產生產單位收集這些標本,個別難采集的標本應投入資金購買。正由于這些標本容易采集,可當作易耗品借給學生保管,課程結束后才回收標本,提高實驗標本的利用率。
圖3 學生利用課余時間鑒定礦物巖石標本
(3)重視地質理論與工程實踐的密切聯系。 地質是工程地質,不能脫離工程建設而單純講授地質理論。如講授三大類巖石時,應結合工程實例分析其工程性質,介紹其作為建筑材料、地基、邊坡與周圍環境的工程性質。在講授地下水對工程建設的影響、常見不良地質作用及其防治、不同工程類型常見工程地質問題等內容時,緊密結合較典型的實際工程案例講授。如茂名市某單位辦公樓建筑基礎工程案例,建筑物設計有一層地下室,設計采用天然地基箱型基礎,由于設計人員對地下水設防水位不重視,沒有抗浮設計,在樓房建到地面時回填了基坑邊坡,平整了室外地面。當建到第二層時,一場暴雨使整棟建筑物上浮,升高了38 cm,造成工程事故。通過具體工程案例,與學生共同分析、討論,找出工程事故的工程地質原因,提出有關工程地質問題的防治措施,培養學生理論聯系實際的能力,及分析問題、解決問題的能力。
(4)充分利用多媒體技術教學。 多媒體教學不僅可以擴大課堂教學的信息量,而更主要的是增強教學直觀性,提高教學質量。如將各種地質現象、工程地質問題、不良地質作用及其防治措施,特別是由于地質原因造成的工程事故及處理措施,以圖片的形式給學生演示,輔助教學。把地質構造、地層接觸關系等地質演化形成過程制作成動畫,使學生更容易理解并增強記憶。如背斜、向斜構造的形成過程及在地面出露的巖層新老關系特征,以動畫展示各階段的過程:地殼下降的同時沉積一套從下至上、由老到新的地層層序地層受水平運動擠壓形成背斜、向斜褶皺構造顯示背斜核部為老巖層,兩翼為新巖層,向斜核部為新巖層,兩翼為老巖層地殼上升的同時背斜、向斜上部地層被風化剝蝕削平或背斜成谷向斜成山從地表面顯示中間為老巖層,兩側新巖層對稱重復出現的為背斜;中間為新巖層,兩側老巖層對稱重復出現的為向斜。利用錄像設備將野外地質實習、巖土工程勘察施工(包括各種測試、鉆探等)制作成電視錄像片,在講授相應的內容時播放,或放在網絡教學平臺,讓學生隨時下載觀看。增強感性認識,為實踐實習打好基礎,也可以節省實踐實習時間,或代替部分實踐實習,填補部分院校沒有開設實踐實習教學的不足。生動、形象、直觀的教學使學生更容易理解。
四、結語
工程地質學是土木工程專業必修的專業基礎課,是一門學時不多、內容豐富、教學難度較大、富有挑戰性的課程。要培養基礎理論知識充實,具有較強的實踐能力和創新精神,綜合素質高的優秀土木工程師,學校必須要加大對專業建設的投入:完善基礎地質實驗室并定期補充足夠數量的實驗標本,建立野外地質實習基地,確保相應的實踐實習,包括工程地質勘察實習。任課教師更要加強學習,不斷總結、改革教學方法,更新工程地質新技術、新方法,收集積累工程實踐案例,從工程建設實際出發培養具有綜合素質的高級工程技術人才。
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Teaching reform on engineering geology
WANG Yanqiang
(School of Civil Engineering, Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming 525000, P. R. China)
關鍵詞:工程地質學;教學改革
中圖分類號:G451 文獻標識碼:A
1 引言
工程地質學為地質學的一個應用分支,研究的是人類工程活動與地質環境之間的相互制約關系。土木工程活動會改變地質環境,從而帶來相應的各種工程地質問題,只有對工程建設的地質條件進行深入研究分析,才能避免各類問題的產生,所以工程地質學這門課程在土木工程專業中是至關重要的,是土木工程專業的一門專業基礎課,為后續《土力學》、《基礎工程》、《道橋工程》、《地下工程》等課程打下基礎。
土木工程專業選用的《工程地質學》教材不同于地質專業教材,涵蓋內容廣泛,課時少,知識不夠細致深入是本課程的一個主要特點,課程知識實踐性較強,學生學習多停留的知識表面,不能由表及里,加之此課程在土木工程專業多為考查課,不能引起學生足夠重視,所以以往的教學手段方法不能滿足現行的課程設置,教學改革勢在必行。結合自己教學經驗談談教學中的一些改革方法,實現應用型人才的培養。
2教學中存在的問題
1)課程課時量不夠
我校工程地質學課程總學時為32學時,其中含2課時實驗室認識實習。筆者走訪了多個院校,土木工程專業的工程地質學課時量設置多為32學時,有些院校設置為24學時。對于地質學相關專業課時量設置多為64課時。土木專業的工程地質學主要內容包括地質學基本理論,巖石、巖體和土體的工程性質以及常見的不良地質現象及地質災害以及工程地質各類勘查方法,因此本課程內容繁雜,涉及面廣,抽象難解,學生想在課程上對知識融會貫通是比較困難的。
2)學生興趣不濃
土木工程專業的學生缺乏地質學方面的基礎知識背景,學生對于課程內容理解起來有難度,影響了學生學習的積極性。土木工程專業地質學相關課程只有一門工程地質學,沒有 《普通地質學》、《巖石學》、《構造地質學》、《水文地質學》等課程做基礎,更加增大了老師教授和學生學習的困難。
學生對于這門課程的重視度不夠。工程地質學多被定為考查課,學生多認為考查課不重要,學習中不能引起學生的重視,同時,在土木工程專業課程中,工程地質與其他專業課聯系不是很緊密,學生認識不到工程地質學的重要性,認為其在專業中的用途不大。
3)教學實踐環節薄弱。
工程地質學實踐應包括室內試驗和野外實習兩部分。通過筆者調查,土木工程專業的室內實驗,對于力學實驗,土工實驗大多高校都比較完善,而對于地質類實驗室大部分高校都不太健全。對于野外實踐,由于學校師資有限,實習基地不好確定,學生眾多不好管理,對于許多高校的土木工程專業工程地質實驗是非常欠缺甚至是不存在的。正是由于實踐教學的缺乏,導致學生學習只能看到知識的表象以及掌握一些基本概念,不能深入內容的實質,不能由表及里。
3 教學改革探討
1)教學內容改革
工程地質學課程內容多,涉及范圍廣,從兩方面進行調整:(1)適當增加課程量,學時不低于38課時,保證其教學質量。(2)精簡教學內容,根據工程地質課程的內容,結合土木工程專業相關知識之間的聯系,對課程內容進行刪減和補充。工程地質學內容劃分為三部分,第一部分是地質學基礎知識,主要講解地質作用、巖石、地質構造等知識,本專業學生對地質學基礎知識相對缺乏,因此,首先要向學生介紹工程地質學基礎知識,讓學生具備地質思維方式思考工程地質問題。第二部分為工程地質理論,主要講解巖土層工程地質性質及各種工程地質問題,這部分教學應以寬、泛為主,詳、探為輔。第三部分為工程地質勘查,針對專業側重點,著重講解相關地質勘察方法。
2)教學方法改革
(1)布置課外作業。
布置課外作業的方式我們并不陌生,但對于工程地質學這門課程作用尤為明顯??梢圆贾靡恍┱n本上找不著但又與教學內容相關的問題,那么學生帶著疑問就會利用圖書館、網絡或者實地參觀考察以及其他更有力的手段才能完成,培養了學生自己解決問題的能力。另外,還可以布置以分組形式完成的作業,每個組成員都有自己的任務,這樣帶著責任大家都會很積極,努力完成自己的部分。甚至組與組之間在完成作業的優劣方面形成競爭,加強了每個學生的團隊意識和危機意識。
(2)課堂考核。
對當堂課所學知識,隨機抽取幾位同學回答即時問題,雖然方法平常,但在一定程度上會使學生時刻保持“警惕”狀態,提高學習效率?;蛘呤敲看谓蛔鳂I后,在課堂上隨機抽取幾位同學在講堂上向大家講解自己的作業,雖然學生有怨言,但大多數同學認為收益頗豐。
(3)改變現代化的教學手段。
在教學過程中,積極采用多媒體技術使教學內容與表現形式呈現多樣化,加大了授課信息量,但也需要注意一些問題。多媒體教學不應只是文字、圖像、視頻的簡單羅列,而是在簡單的內容鋪墊之后快速進入正題,展示出所應該掌握的內容,然后利用一些有針對性的圖像、視頻文件加以輔助,即時抓住學生的思維和興趣,使他們在盡量短的時間內了解并掌握重點知識。因為學生在課堂上不可能每一刻都能全神貫注,如果所講內容過于枯燥,或者教學時間過長,學生在堅持認真聽課一段時間后未免會走神,所以多媒體教學中的內容安排順序要適當,能夠在短時間內吸引學生注意力,讓學生在聚精會神的時間段內完成知識的學習,從而大大提高課堂教學的效率和質量。
3)實踐教學改革
工程地質學是一門實踐性很強的課程,最終能夠達到學以致用,才是教學的最終目的。工程地質實踐教學應該積極開展室內試驗和野外實習。室內試驗主要包括室內礦物、巖石鑒定,即用肉眼鑒定主要造巖礦物的特征及鑒定方法,對三大類巖石的成分、結構、構造和產狀等方面進行鑒定。學生可以把課本上的知識和實物聯系起來,使思維方式立體化。以往礦物和巖石的認識通常是根據已知礦物或巖石來對其特征進行描述,可以通過給學生提供未知的標本,根據學生觀察其特征來確定其類別,從而提高了學生的思考和動手能力,加深知識的理解。如果條件允許還應積極開展野外地質實習,通過對自然界的地質結構、構造和工程結構的直接觀察和接觸,進一步理解和掌握本課程課堂教學所學理論知識。
4)考核方式改革
工程地質考核方式多樣化,摒棄以往閉卷考試的考核方式??梢宰寣W生提交讀書報告及小論文的形式,培養學生獨立學習獨立思考的能力。針對學生讀書報告內容進行答辯,一方面考察學生對這門課程知識的掌握程度,另一方面讓學生對自己的報告進行總結,享受收獲,彌補不足。工程地質學采取考查的考核方式,針對學生重視不夠,上課積極性不高,缺課請假等現象,在尊重學院教學考核規定的基礎上,最大限度地增大平時成績的考核分值,把平時成績的比重增加到40%,把學生“限制”在課堂上。
5結論
工程地質學作為一門專業基礎課,內容廣泛,教學存在難度。通過教學內容、教學方法等方面的改革增強學生的學習興趣,使學生認識到這門課程的重要性,讓學生在多樣化的考核方式中加強對知識的認知、理解和掌握,提高學生發現問題、解決問題的能力。
參考文獻:
許兆義.工程地質學基礎[M]中國鐵道出版社,2011