新發展機遇下工程地質學教學改革的思考與探索

馬云　周琴

摘要：本文闡述了近年來工程地質學面臨的新發展機遇，闡述了目前本校工程地質學教學中存在的學生“零專業基礎”、課時少內容多、授課內容老舊、師資和實踐教學相對薄弱等問題。針對新的發展機遇及出現的問題，文章對提出增加課時或選修課、滾動更新授課內容、自編教材、引進新的教學方法、優化師資隊伍的課程教學改革思路， 力求獲得良好的教學效果，滿足學校培養高水平應用型人才的培養目標。研究成果雖然有限，但希望為今后工程地質學的教學改革提供初步的思考和探索依據。

關鍵詞：新發展機遇 工程地質學 教學改革 探索

中圖分類號：G4文獻標識碼：A文章編號：1009-5349（2017）20-0155-03

目前，我校《長江師范學院事業發展“十三五”規劃（2016—2020）》旗幟鮮明地提出了建設高水平應用型大學的奮斗目標。為了更好地服務地方，滿足學校培養應用型人才的迫切需求，實踐性、應用性極強的工程地質學課程改革勢在必行。工程地質學是土木工程、水利工程、地質工程等應用型專業的專業基礎課，在學生未來的工作崗位中具有極強的實用價值，因此積極主動思考和探索工程地質學教學改革問題，具有重要現實意義。

一、工程地質學的發展機遇

工程地質學作為一門應用學科 ，它的形成和發展顯著地依賴于工程建設的需求和發展。2013年以來，國家站在全球共贏發展的高度提出“一帶一路”的偉大構想，之后的四年中基建工程的落地呈現井噴式增長，僅2016年“一帶一路”倡議下沿線66個國家基建項目投資總額就高達5000億美元。任何一項大型基建項目的安全選址和施工，都要以前期詳盡的工程地質勘查與研究為基礎，因此，跨國家、地區的合作和如此巨大的建設需求必然為工程地質學的發展帶來前所未有的新機遇。這也要求我們要在實際教學中進行大膽嘗試和改革探索，培養出更多適應新的、復雜的工程地質條件的應用型、創新型人才。

二、工程地質學課程在土木工程專業中的重要地位和作用

1998年《普通高等學校本科專業目錄》新調整的專業目錄將巖土工程、結構工程、市政工程、防災減災工程、防護工程、橋梁與隧道工程等合并，統稱為土木工程，形成“大土木”的概念。合并之前，工程地質學是每個未合并專業的專業基礎課；合并后，工程地質學仍是每個專業的專業基礎課，在課程體系中的地位和作用不變，構成土木工程專業課程體系中不可缺少的重要的組成部分。

工程地質學產生于地質學的發展和人類工程活動經驗的積累中，該課程是以地質領域的知識為基本背景，既有系統理論性又有較強實踐性。它之所以是一門必開的專業基礎課，與它的研究內容密不可分。它主要研究4個方面的內容：①研究建設地區和建筑場地中巖體、土體的空間分布規律和工程地質性質，控制這些性質的巖石和土的成分和結構以及在自然條件和工程作用下這些性質的變化趨向；工程地質學相關書籍，制定巖石和土的工程地質分類。②分析和預測建設地區和建筑場地范圍內在自然條件下和工程建筑活動中發生和可能發生的各種地質作用和工程地質問題，及其發生的條件與過程、規模和機制，評價它們對工程建設和地質環境造成的危害程度。③研究防治不良地質作用的有效措施。④研究工程地質條件的區域分布特征和規律，預測其在自然條件下和工程建設活動中的變化和可能發生的地質作用，評價其對工程建設的適宜性。無論哪一類的工程建筑物其結構和作用及其所在空間范圍內的環境不同，可能發生和必須研究的地質作用和工程地質問題往往各有側重，但都離不開工程地質學的基礎理論和方法，以保證工程建設的正常進行。

三、工程地質學課程教學存在的主要問題

結合本校土木工程專業工程地質學教學中的實際課程設計、授課情況及學生實際掌握情況，筆者總結了目前教學中遇到的主要問題：

（1）土木工程的學生存在“零專業基礎”的普遍現象。工程地質學這門課程一般開在大二上時期，屬于開課時間較早的專業課。這個時期，土木工程專業的本科生學習的專業課還很少，基本沒有任何地球科學或者工程科學的概念。但是，工程地質學講授的內容主要為地球科學領域和工程科學領域的知識，比如地質作用、礦物巖石、地質構造、地下水、巖石和巖體的工程性質、常見的不良地質現象與地質災害、工程地質勘察方法、各類土木工程的地質問題等。這些內容涉及普通地質學、巖石學、礦物學、構造地質學、水文地質學、工程巖土學、工程地質問題和工程勘察技術等多個學科或研究方向，涉及的內容之多、知識面之廣，對于“零專業基礎”的土木工程專業學生是很大的挑戰，往往他們連基本的概念都難以理解。

（2）授課內容多與課時安排少的突出矛盾。工程地質學作為一門專業基礎課，教學目標是研究礦物性質、地質構造和巖土工程性質及其在自然或人類活動影響下的變化，培養學生閱讀地質資料、查明和分析工程地質條件和解決工程地質問題的能力，為后續的“土力學”“巖體力學”“基礎工程學”等專業課程的學習奠定基礎，實際以培養工程地質勘查人才為目標。為了培養合格的、應用型的人才，保障知識體系的完整，完成教學目標，對于實踐性這么強的專業課我們無法對授課章節區分重點和非重點，無法進行章節的直接刪減，這就意味著教學內容務必全面，知識點務必講解清晰，授課內容較多。

然而，學校對工程地質課程設計只有32個學時，對這門課的重視程度嚴重不足，這導致老師在安排教學進度時顯得極為緊張而緊湊。從實際教學情形來看，詳細教授完三大巖石、地下水、地質構造基本概念后，沒有足夠的時間具體分析地質條件對工程的影響，對于工程勘查、工程實踐等應用性強的章節來不及細致教授，實踐安排的次數和時間也嚴重不足。

（3）授課方式、內容老舊，脫離國際研究及應用前沿較遠。這是課時安排少及教師自身原因引起的一系列問題：①教師已經在盡量少的學時內盡可能多地教授專業概念和原理，根本沒有時間再去安排國際前沿案例的講解和實踐學習；②教學過程中教師為節約時間，多數使用現成的PPT展示教學內容，少有板書或實際物理模型、模具來具體分析實例（例如地質構造部分的褶皺形成等），授課方式一成不變；③為簡便起見，授課內容陳舊，脫離當今國際前沿領域較遠，搞不清楚當今研究熱點和研究重點，也就無法引導學生深入理解當前大型工程或熱點工程建設中的工程地質問題。

（4）師資配備和教材選用問題。師資是開展正常教學活動的必要條件。由于工程地質學為專業基礎課程，課時安排較少，從事工程地質學教學經驗的教師相對較少，師資隊伍較弱小。尤其是本校開辦土木工程專業歷史不長，僅有四年的時間，師資還存在結構建設不完善的問題，師資隊伍中教授、副教授以及專業地質背景出身的教師不足。教授工程地質學過程中，地質方面的專業知識不足，造詣不深，深入分析時顯得不能得心應手。

工程地質學已出版的教材不少，但是土木工程專業中該課程安排的學時較少，能夠適合土木工程專業教學要求的工程地質學教材實際上并不多。針對我校的實際情況，應當選用的工程地質學教材，不僅要涵蓋工程地質領域的基礎知識，還要將整個工程地質領域眾多基本理論和方法濃縮成系統性和專業性兼顧的知識體系才行。

（5）實踐教學安排少，且效果不佳。工程地質學實踐教學包括室內實驗和野外實踐實訓教學兩大部分。本校的室內試驗條件較好，能夠順利完成室內實驗（主要為土工方面的實驗）方面的教學工作。部分涉及地質領域的實驗室，如各類巖石標本實驗室、地質構造模型室等，我校尚且沒有建立。另外，對于野外實踐實訓教學，我校建立的野外固定的地質實習基地相對比較匱乏，具備野外實踐教學經驗的教師不足，使學生在短時間內具有地質學方面的野外知識是很困難的。

四、工程地質學課程教學改革措施初探

工程地質學課程有其自身的特點，為了響應學校建設應用型大學、培養高水平應用型人才的目標，在新的發展機遇下，工程地質學的教學改革迫在眉睫，也屬于教改進程中的排頭兵科目。結合本校開課實情，本文從以下方面初步探索改革的措施，希望為今后既能順利完成教學任務，使學生學到知識，又能和現實的工程應用結合得比較緊密，學以致用服務于社會。

（1）增加課時安排或安排前期地質類基礎選修課。工程地質學為基礎專業課，實際上，其中各個章節的基礎地質知識、勘查技術等在現實的工程施工中非常重要，在任何一個大小型工程建設施工的早期階段都離不開這些知識的指導，要想牢牢地掌握這些，現在的學時安排是遠遠不夠的。理論講授部分還需要適當增加，這是為了讓教師有充分的時間深入講解重要的、常用知識點，而不是在有限的課時中一帶而過；而基于目前學生無法理論聯系實際的現狀，實驗、實踐教學的課時建議在原有基礎上大幅增加，希望通過大量實踐教學，使學生能夠直觀地感受到工程地質學的知識和相關原理在現場工程中有何關聯、如何應用以及其重要應用價值，從而提高學生學習興趣和對這門課的重視程度。

另外，在大二學期開始之前，開設一些地質類的專業選修課供學生學習，這樣對于提高土木專業學生的基本地質知識素養，獲得之后學習工程地質學課程的基礎知識積累，便于理解課程知識點有很好的推動和引導作用。

（2）滾動更新授課內容。工程地質學作為一門實踐性很強的學科，它的發展嚴重依賴于實際工程建設發展的推動，它的知識體系和深度也隨著工程建設領域的大發展而不斷更新和深化發展。基于此，工程地質學的教學就不能局限于老教材、老課件，還是應當有意識地結合所講內容穿插講授學科現狀、前沿及問題，定時滾動更新授課內容；應當指出在不同地質條件下，現今大型新修工程如何解決問題，在什么樣的復雜地質條件下，目前工程上尚得不到滿意的解決辦法，從而激發學生的探索欲和研究興趣。

（3）引進新的教學方法。工程地質學教學中強調基本知識的掌握和基本技能的訓練，所以，研究和引進新的教學方法也是教改的關鍵一步。目前，互聯網應用到人類生產生活的每一個方面，帶來了極大的便利。我們在教學中也應當充分利用這個便利，例如，今后的教學中可以探索使用目前國際上流行的MOOC網絡平臺與翻轉課堂融合的教學方法，通過構建課前設計、課前學習、課堂教學和課后答疑等四階段的MOOC，讓學生參與教學活動全過程，有效提升課程教學效果。已有研究證明，MOOC更適合應用型本科院校學生專業技能的培訓。此外，構建開放課堂、采用“啟發式”“討論式”教學方式等都值得我們進一步思考和付諸實踐。

（4）鼓勵教師自編教材。由于土木學院的各個專業方向對于工程地質學各章節知識的側重點不同，任課教師應當充分把握各專業的重點需求，同時吸取國內外各種教材之精華和最新的科研成果組織講稿。具體內容上，文字教材是基礎，應當盡可能結合有社會影響力的案例以及重慶市本地的工程地質條件，使教學內容與相應專業需要緊密結合，提高學生與當地實際工程的互動；另外，編排好相應的動畫制作、影像教材等也十分重要，這在教學中往往能收到更好的效果。

（5）優化教師隊伍。目前，我校土木學院工程地質授課教師隊伍相對其他兄弟院校規模較小，教師人數少且較為年輕，隊伍中缺乏中高級職稱的教師，教師隊伍結構和層次都不合理。今后，還應當大力吸引地質專業高水平優秀教師加入，提高教師隊伍的地質專業素養和知識積累。另外，定期出去參加培訓，去工地實習鍛煉，了解新的施工技術等，對于充實、豐富、更新教師理論和實踐知識大有裨益，也是優化教師隊伍的有效途徑。

教學最終應該立足于讓學生學以致用、服務社會，立足于學生創新意識、創造能力的培養，立足于讓學生形成一套學習方法和解決問題的思路。這就要求工程地質教學的內容要充分體現實際工程的基礎需要，教學模式應該融入“關鍵能力”的培養理念，這樣才能充分體現學校特色，打造高水平應用型專業人才。教學改革是復雜的系統工程，應該說筆者對于工程地質教學改革的現有認識仍是初步的，希望本文的一些思考能起到拋磚引玉的作用。

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責任編輯：于蕾