非地質類專業工程地質課程實踐教學探討

張永杰 王桂堯 劉龍武 陳潔金

收稿日期：2013-02-27

基金項目：長沙理工大學教學改革研究項目“《工程地質》雙語教學研究與實踐”

作者簡介：張永杰（1981-），男，長沙理工大學土木與建筑學院講師，博士，主要從事巖土工程教學與研究，（E-mail）yjiezhang309@sohu.com。

摘要：工程地質課程實踐教學是培養學生運用工程地質基礎理論知識分析、解決工程實際問題的重要途徑。文章根據長沙理工大學、中南大學和湖南大學非地質類專業工程地質課程實踐教學調研結果，從實踐教學課時不足、校外實踐教學經費不足、校外實踐教學場地偏少與實踐教學師生比例過低等4個方面分析了高校非地質類專業工程地質課程實踐教學存在的問題，并從教學課時安排調整、教學內容注重結合實踐、實際工程討論式教學方法、結合工程實踐開展實驗與校外實踐教學方法等5個方面提出了具體的教學改革思路，以期為相關課程講授提供借鑒。

關鍵詞：工程地質；實踐教學；教學方法；教學改革

中圖分類號：G642.0文獻標志碼：A文章編號：10052909（2013）05014104工程地質是土木工程專業的專業基礎課，主要研究與人類工程建設活動有關的地質問題，是一門實踐性很強的自然科學。如何在有限的理論與實踐教學時間內增強學生對眾多地質名詞和工程地質現象的理解與感性認識，培養學生發現問題、解決問題的能力，強化學生實踐動手能力，提高工程地質實踐教學效果，是一個值得深入探討的問題。

工程地質實踐教學通過課堂、室內試驗與校外實習等綜合實踐活動，讓學生接觸各種真實的地質現象與工程地質問題，加深學生對理論知識的理解與掌握，是培養學生實際操作技能的重要環節。傳統的工程地質實踐教學由室內實驗與校外實習兩部分組成，近年有學者提出應從課堂教學、室內實驗和野外實習三方面進行工程地質實踐教學。本文對非地質類專業工程地質課程實踐教學進行探討，并總結了實踐教學工作的相關經驗，旨在促進工程地質課程實踐教學改革，提高學生的學習自主性、參與性以及創新能力與動手能力。

一、工程地質課程實踐教學存在的問題

與國外相比，中國高等教育存在重理論、輕實踐的傾向，實踐教學管理松散，經費投入相對不足，導致學生實際動手能力較差，難以滿足社會發展與市場需求[1]。究其原因，主要有以下幾個方面。（一）實踐教學課時不足

長沙理工大學非地質類專業工程地質課程教學計劃為32個校內講授課時（含4個室內實驗課時）與1周校外實習；中南大學非地質類專業工程地質課程為32個校內教學學時和1周校外實習學時，其中校內32個學時安排了2個學時的礦物巖石標本觀察描述、2個學時的電視錄像教學和2個學時的地質圖閱讀作業講評；湖南大學工程地質課程僅設置32個講授課時，其中包含4個室內實驗課時，但從2013年開始增加16個課時的班級討論，未設置校外實習課時。通過上述比較可知，3所學校工程地質課程的總學分相同，但安排有所側重，湖南大學缺少校外實習課時，而長沙理工大學與中南大學則缺少討論課時，應進行相應調整。

（二）校外實踐教學經費不足

受學校辦學經費限制，實踐教學環節經費相對不足。目前校外實習經費標準最高是每人每周100元，對于兩個教學班60～70名學生而言，上述費用僅夠1周校外實習的包車費和現場講解協調費，且實習場地只能位于長沙附近，便于當天往返；若到距離較遠的場地，即便老師與學生自己解決住宿、飲食，交通費也會遠遠超出預算費用。這種情況下老師只能帶領學生在長沙市附近的幾個固定實習點進行工程地質基本理論實習，與公路、水利、隧道等工程有關的地質問題僅根據具體建設情況臨時安排。實習經費不足嚴重影響了實習的有效開展。

（三）校外實踐教學場地偏少

實習場地是工程地質實踐教學的主要場所。根據場地或工程建設的時效性，實習場地可分為2類：一類是固定的實習場地，其在一定時間內不會出現較大地形、地貌或地質情況變化，一般位于公園、旅游景區或廢棄礦區內，適合工程地質基礎理論實踐教學，如長沙的岳麓山、石燕湖等，但該類場地較分散，實習費力耗時，并且實踐內容有限；另一類是臨時性實習場地，實踐內容隨工程建設進度而發生變化，如湘江綜合樞紐工程、長湘高速公路、南湖路越江隧道等，適合工程性實踐教學，但其時效性較強，并非每個年級的學生都具有這一實習條件。

（四）實踐教學師生比例過低

工程地質課程每個教學班一般包含2～3個行政班，由1名老師授課，校外實踐教學時往往由該老師帶隊，此時師生比達到1∶60～1∶90，在實踐教學過程中既要負責聯系車輛、實習場地和安全等后勤管理工作，又要指導學生實踐并進行相關講解，工作量與責任大，實踐教學難度較大，實踐教學效果十分有限。若按照行政班單獨進行實踐教學則費用太高，且學校現有師資力量難以滿足要求。

二、工程地質課程實踐教學改革

為培養非工程地質專業學生工程地質實踐能力，提供實踐教學質量，針對工程地質課程實踐教學存在的問題，筆者在總結相關教學經驗的基礎上，結合個人教學經歷，從教學課時安排調整、教學內容注重結合實踐、實際工程討論教學、結合工程實踐開展實驗與校外實踐教學方法等5方面進行了實踐教學改革的嘗試。

（一）教學課時安排調整

高等建筑教育2013年第22卷第5期

張永杰，等非地質類專業工程地質課程實踐教學探討

結合長沙理工大學工程地質課程教學經驗，并參考中南大學與湖南大學的課程安排，對校內32個學時的講授內容與時間進行調整。課堂講授安排20個學時，重點講解工程地質基礎理論，如巖石、地質構造、風化與地表流水的地質作用、地下水的地質作用以及巖體結構與穩定性分析；課程內容討論安排10個學時，結合典型工程實例對常見不良地質現象與工程地質問題以及地貌與第四紀松散沉積物和工程地質勘探等相關內容進行課堂討論；礦物巖石標本觀察安排2個學時，通過講解與觀察了解礦物與巖石相關特性。與之前相比，減少了理論講授，增加了針對具體工程問題的課堂討論。這樣調整課時有利于教師將部分工程實踐性較強的知識講授得更清楚，加深學生對知識的理解，實現教學形式的多樣性，增強教學過程的探索性。

（二）教學內容注重結合實踐

在講解工程地質名詞時多配置圖片，特別是實際工程圖片，這樣能夠加深學生的理解和認識，也便于記憶，因為圖片給人的印象遠大于文字。對基本原理或機理的闡述也應多采用動畫與簡短視頻，并結合典型圖片，加深印象，增強理解，激發學生的學習主動性與積極性[2]。上述方法既可將基礎理論知識通過工程實際進行生動講解，又能體現課堂教學的實踐性。

（三）實際工程討論式教學方法

首先，結合教學內容、往屆學生掌握相關知識的難易程度以及工程地質實習計劃安排，選取典型工程進行討論式教學。典型工程的選擇應能體現教學的關鍵知識點，討論內容盡量不與校外實習內容重復；應提早確定各工程實例的討論主題、要求與考核計分方式，對班級學生進行分組，一般10人一組，并提前1周將實物照片、視頻以及相關地質勘察、設計與施工等資料分發給各組學生，在學生充分討論的基礎上，要求各組派代表在課堂上對相關圖紙、方法與原理進行講解。各組之間相互評分，同時注意區別各組內不同學生分數的層次性，一般分為3個等級，以此作為學生平時考核成績。通過上述方法能有效調動學生學習的積極性和主動性，學生通過查閱資料相互討論找出答案，增強學生分析問題與解決問題的能力，同時也培養了學生的創新能力和表達能力[3]。

（四）結合工程實踐開展實驗

非地質類專業工程地質課程的室內試驗主要是進行巖石礦物標本觀察。如何在僅有的2個課時內高質量地完成實驗教學任務，增強觀察印象是實驗課成敗的關鍵。一方面，應合理安排試驗時間，可在理論知識講解后即安排學生實驗，這樣可加深印象，提高實習效果[4]；另一方面，應合理劃分實驗的時間段，將90分鐘的實驗時間劃分為20分鐘、30分鐘與40分鐘3個階段。前20分鐘由學生自由觀察各類標本、模型，利用所掌握的知識對各樣本有個總體認識；中間30分鐘由教師結合學生提問，對典型、常見的樣本進行詳細講解；最后40分鐘用PPT播放講解與樣本對應的工程實例照片，并要求學生完成部分樣本特征的描述，以加深對相關內容的理解。

（五）校外實踐教學方法

工程地質課程重在實踐，通過實習可以鍛煉學生的觀察能力、動手能力以及思維能力。如何將課堂所學知識應用于實際工程，關鍵是組織好校外工程地質實習。具體可從實習場地選擇、實習方式以及考核方法等方面對校外實踐教學進行改革。

1選擇實習場地

根據工程地質課程內容和實習要求，將實習場地分為固定基地與工程性臨時基地兩類。固定基地應盡量包含工程地質基礎理論的相關內容，地質特征具有代表性，地層出露齊全，構造形跡豐富，工程地質現象集中，河谷地貌明顯，周邊工程能體現所處位置的工程地質特征。如長沙理工大學近年來將岳麓山、南郊公園湘江岸坡、丁字灣采石場、石燕湖地質公園、跳馬石灰巖采石場、湖南省地質博物館等確定為工程地質實習固定基地，它們基本涵蓋了工程地質基礎理論的相關內容，且與課堂工程討論教學內容也不重復。

工程性臨時基地應根據學生的專業以及周邊工程建設情況進行選擇，以體現相應專業的工程特性與針對性。如長沙理工大學交通工程專業可選擇長沙周邊施工的三環線高速公路、長湘高速公路以及市政道路等；巖土隧道工程專業可選擇長沙市正在施工的地鐵項目與基坑工程等；水利工程專業可選擇正在施工的湘江綜合樞紐工程等。

2調整實習方式

實習中應充分發揮學生的主觀能動性，進行啟發式教學。對于巖層產狀、斷層類型、褶皺類型以及地下水等工程地質內容，可先讓學生自己觀察，并進行相應量測，指導老師僅對學生的疑問進行解答并做總結分析，避免每到一個實習場地都是老師講、學生聽的現象。

對于每一天的實習內容，應在結束前安排0.5～1個小時的討論環節。由部分同學對當天實習內容作簡單實習總結，指導老師可有針對性地提出相關問題讓學生現場討論解答，加深學生對實習內容的理解。

在工程性實習場地，指導老師還可請現場工程技術人員介紹工程項目的概況、設計、施工情況和地質條件，以及他們對現場地質與工程關系的認知和項目開展中的經驗教訓，然后再組織學生參觀工程現場。

此外，應爭取做到20～30個學生配備1名實習指導老師，確保教學實習的有序性和有效性。

3完善考核方法

校外工程地質實踐教學考核成績應從出勤情況、現場表現、討論問題的積極性與實習報告等方面進行綜合評定。重在考核學生學習的主動性、參與性以及獨立思考和實際動手的能力。對未參加實習或實習報告大部分內容雷同等不同情況的學生要給予準確評定，體現成績的層次性[5]。總之，考核方法應能較客觀地反映學生的實習態度和實踐能力。

三、結語

工程地質實踐教學是培養學生運用工程地質基礎理論知識分析、解決工程實際問題的重要途徑，在教學工作中應給予充分重視。筆者根據相關調研結果，對提高工程地質實踐教學質量進行了探討，并提出了一些改革思路。如理論課和實踐課課時的調整，課堂講解與實際工程的結合，提高實習過程中師生的比例，在實踐教學中精心組織討論，充分發揮學生的主動性，調動學生學習的主觀能動性等等。從反饋的結果來看教學改革效果良好，學生到課率在95%以上，學習積極性較高，特別是討論實踐教學環節，激發了學生的學習興趣，學生普遍反映收獲很大。當然，在推進教學改革的過程也發現了一些問題，遇到了一些困難，需要在今后的工程地質課程教學中有所突破和創新。

參考文獻：

[1]葉斌，陳永貴. 中日地質工程專業課程體系比較研究[J]. 高等建筑教育，2011，20（4）：60-64.

[2]王哲，陳東瑞，張勇. 土木工程專業工程地質課程實踐教學方法探討[J]. 高等建筑教育，2010，19（4）：125-127.

[3]程建軍，王海娟. 水利類本科專業工程地質課程教學探索[J]. 高等建筑教育，2012，21（3）：98-100.

[4]肖武權. 土木工程專業工程地質課程實踐教學探討[J]. 長沙鐵道學院學報：社會科學版，2006，7（2）：92-93.

[5]陳永貴，王桂堯，黃生文等. 土木工程專業巖土工程實踐性教學改革思考[J]. 高等建筑教育，2010，19（4）：104-107.

Practical teaching of engineering geology course for nongeological engineering students

ZHANG Yongjie， WANG Guiyao， LIU Longwu， CHEN Jiejin

（School of Civil Engineering and Architecture， Changsha

University of Science & Technology， Changsha 410004， P. R. China）

Abstract： Practical teaching of engineering geological is an important way to cultivate the ability of analyzing and solving the problem with engineering geological theories. The practical teaching situation of engineering geological course was investigated for nongeological engineering students of three universities in Hunan province. Then four problems were present for the practical teaching of engineering geological course， including shortage of practical teaching class time， lack of outside practical teaching funds， shortage of outside practical teaching place and low ratio of teachers and students. Five teaching reform methods were suggested， which were arranging reasonable teaching time， combining teaching contents with the practice， adopting practical engineering discussion in teaching， combining experiments with engineering practice， and using practical teaching method.

Keywords： engineering geology； practical teaching； teaching method； teaching reform

（編輯王宣）