安全工程專業“工程地質學”教學改革研究

孫文卿 王雨 華道友 蔣愛良

【摘要】分析了安全工程專業工程地質學的特點，指出課程存在課程結構、教學方法及教學模式相對滯后等問題，提出了優化教學模塊、調整課程結構；豐富教學手段，夯實基礎知識；采用“課上思考學習、線上交流學習”的教學模式，為進一步課程教學改革提供參考。

【關鍵詞】安全工程 工程地質學 教學改革

【基金項目】四川省卓越工程師培養計劃。

【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。基礎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。基礎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。基礎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。

網絡海量資源為擴展知識及學生自主學習提供了條件，為“線上交流學習”提供了保證，學生可以通過網絡課程的自主學習豐富知識結構，通過引導學生查閱網絡文獻、網絡信息了解學科前沿，提高學生學習積極性及確定自身發展方向。

工程地質學是一門理論性及實踐性很強的綜合學科，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，在構建安全工程卓越工程師教育教學體系過程中，工程地質學課程的課程結構、教學方法及教學模式相對滯后，針對目前課程存在的問題，提出了優化教學模塊、調整課程結構；豐富教學手段，夯實基礎知識；采用“課上思考學習、線上交流學習”的教學模式，為了適應新形勢的要求，本課程的改革還需要進一步的思考、研究、歸納和總結。

參考文獻：

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[11]趙法鎖，李相然.工程地質學[M].北京：地質出版社，2009.

[12]李雋蓬，謝強.土木工程地質[M].成都：西南交通大學出版社，2001.

[13]胡紹祥，李守春.礦山地質學（第五版）[M].徐州：中國礦業大學出版社，2011.

[14]張景鋼，原征嵐，張桂英.安全工程專業英語課程教學探討[J].中國安全生產科學技術，2010，6（2）：181-184.

作者簡介：

孫文卿（1985-），男，2011年畢業于中國礦業大學，碩士，四川師范大學工學院教師，主要從事安全工程及地質資源與地質工程的教學和科研工作。