《工程地質學》教學中的工程特性與教學新方法探討

趙洪寶，張嘉澔

（中國礦業大學(北京) 能源與礦業學院，北京）

一 引言

《工程地質學》是屬于《地質學》知識體系內的一門專業基礎課，是采礦工程、地下工程及地下建設工程等專業的必修專業課[1]。該門課程的學習對于增強學生對土體和巖體兩種建筑基礎介質工程地質性質的了解具有重要意義，同時又是廣大學生們應用所學工程地質學知識的解題、實習重要應用陣地。因此，講授清楚工程地質學知識，改變工程地質學的抽象特點，通過改革教學手段提高學生們的學習興趣，增加學生們對知識的掌握程度，探索具有時代特點的新教學手段是工程地質學教學中需亟待解決的迫切問題。

二 工程地質學課程的教學特點

《工程地質學》在學科門類上應屬于《地質學》范疇。因此，該門課程除具有《地質學》的共同特點外[2-4]，還具有自身固有的特殊之處，主要表現在：

（1）《工程地質學》最突出的特點就是“工程”特性，這提高了對教學環節的設置要求。在大學本科的教學過程中，大多數專業基礎課程是以純理論講述為主的課程，極少出現應用性極強的專業基礎課。而《工程地質學》這一課程作為一門特殊的專業基礎課，就表現出了極強的“工程”特性和應用要求，如在講述完畢土和巖石的基礎工程地質學性質后，緊跟其后的就是所學知識的應用與實踐，如斜坡問題分析、活斷層與地震、工程地質勘察等內容，都是對已學內容和知識的綜合運用，同時也對野外工程識別的能力要求也較高，這就極大提高了對課程教學環節設置的要求。

（2）《工程地質學》涉及到的建筑介質復雜且特性相反，這增加了教師講授難度和學生理解難度。《巖石力學》和《土力學》這樣的專業基礎課往往僅涉及一種建筑介質，如《巖石力學》的巖石和《土力學》的土；而《工程地質學》則涉及到了地殼內所包含的各類建筑介質，如巖石、土和介質中的液體、氣體等，然而巖石的性質和土的性質是截然不同的，最突出的表現則是二介質力學特性研究中正負號的規定，截然相反；且工程地質學中最不可忽略的就是水等介質液體對介質物理、化學的作用。一門課面對三相介質、具有兩種截然不同的理論，這增加了課程的講述難度，更容易使學生們產生概念的混淆，這無形中增加了教師的講授難度和學生的理解難度。

（3）《工程地質學》適用專業范圍廣，根據適用專業的不同，教學內容也必須側重不同，這增加了講授教師的適應能力和應變能力的要求。《工程地質學》適用的專業包括傳統的采礦工程、地下建筑工程，還有新興的新能源科學與工程、地下碳儲集工程等專業，這些專業涉及到的科學問題針對的建筑介質和關鍵科學問題完全不同，故《工程地質學》課程體系和講述內容也應適應調整。如采礦工程主要涉及巖石和礦山壓力問題，則基礎理論講述應以巖石介質為主，水對介質的影響基本可以忽略；而地下建筑工程主要涉及到的介質是土，則基礎理論講述應以土介質為主，水對土工程地質性質的影響則必須重視；新能源開發專業主要涉及到不同埋深范圍內能源開發通道的拓展和穩定，則應將巖石與土兩種介質放在并重層次講述，工程應用更應對地層內問題采用“深”與“淺”結合開展。

（4）《工程地質學》知識對學生們的想象和分析能力要求較高，這增加了講授教師的教學難度和學生們的領會難度。《工程地質學》是集基礎理論知識講述與知識工程應用于一身的專業基礎課，這就要求講授教師既要把基礎知識講述清楚，又要充分結合工程實例，突出理論與生產實際工程的結合；這也要求學生們必須高效率的掌握老師講授的基礎知識，且具備無實物情況下運用知識分析具體工程問題的能力，更深層次的是于野外工程現場能夠將工程問題歸結為所學知識的應用上來。因此，這就要求講授教師必須具有充足相關知識儲備和良好的語言表達能力、工程問題分析解決能力；這就要求學生必須精力集中，以較高的學習熱情投入到學習中來，具備較強的無實物分析能力和所學知識的綜合運用能力，具備知識遷移和問題聯想能力，這都是對《工程地質學》教學與學習環節提出的嚴峻挑戰。

（5）《工程地質學》知識的時代性要求高，知識更新速度快、工程實例革新快，這增加了講授教師的知識更新能力和緊貼生產實際方面的要求。《工程地質學》是以解決生產實際問題為出發點的專業基礎課，其知識體系中基礎知識部分具有明顯的經典性特性，而工程實用與解題應用部分章節則具有明顯的時代性，該部分內容要求講授教師要根據不同時代工程發展的實際情況，及時更新相關知識和工程實例，并要緊扣工程實例的發展趨勢和發展方向，有重點的、及時地更新相關知識，使之能夠適應未來《工程地質學》面對對象的各項要求。因此，這就給講授教師提出了及時擴充知識儲備、及時更新知識結構、及時掌握行業發展動態、及時了解行業新進展、更多涉獵未來發展方向等方面的要求，也對講授教師授課內容與科學研究工作提出的新的更高要求。

三 《工程地質學》授課對象的特點分析

進入新時代的新階段后，各個大學都面對著個性十足的新一代大學生，在這些“新大學生”身上暴露出了許多新的特點[5-6]，這其中既包括有利于知識學習的優點，又包括可降低學習效率的缺點。作為授課教師必須充分把握“新大學生”的特點和心里特征，才能有的放矢、因材施教，提高授課效果。

（1）“新大學生”最突出的特點之一是缺乏“奉獻意識”，表現為對艱苦專業不感興趣、不能適應。采礦工程、地下工程及地下建設工程等專業是傳統意義上的“艱苦專業”，未來就業后的工作環境可能與新時代大學生的要求存在一定差距，這就導致了新大學生對類似專業不感興趣，對類似專業涉及課程的抵觸和拒絕，表現為類似專業課堂教學效果差、學生學習效率低、學生轉專業要求高、專業課不及格率高，等等。

（2）“新大學生”最突出的特點之一是自我意識強，凡事以自我為中心，包括在上課學習環節。新大學生的強烈自我意識是“獨生子女”導致的必然產物，是時代造就的新特點，主要表現在凡是從自我角度出發考慮問題，要求他人適應自己、要求環境適應自己、要求外界條件適應自己。課堂環節和知識學習上則表現為：要求知識對自己要有吸引力、要求講課內容對自己的“胃口”、要求提供的教學實例自己感興趣、要求任課教師對自己有“眼緣”，否則極易表現出明顯的課堂氣氛沉悶、學習興趣不高、學習效率低下等。

（3）“新大學生”最突出的特點之一是“新”，這個層面包括兩層次意義，即本質新和更新快。目前，各個學校招收的大學本科生都是“00”后，這是新世紀的第一代人，他們的身上無處不體現出明顯的“本質新”這一特點，包括新的穿衣打扮、包括新的行為方式、包括新的處事方法、包括新的思維活動等；而除了本質新外，更新快也是一個顯著特征，主要表現為這代大學生對外界新事物接收快、接受快、融入快、更新也快。課堂環節和知識學習上則表現為：對新知識認知快、對新實例進入快、對新體系融入快，這是有利于教學的一面；而若知識稍微經典枯燥、工程實例略微陳舊，則很快表現出課堂不活躍、精神不集中、學習不認真等情況。

（4）“新大學生”最突出的特點之一是“不含蓄”[7-8]，即直抒胸臆而毫無任何忌諱。含蓄一直以來被認為是中華民族的傳統美德，是我們一直引以為豪的民族特點。但隨著時代的發展和中西文化的交流、交融，“新大學生”們越來越缺乏含蓄的特點，甚至“直率”的令人尷尬，如表達滿足情緒時的興高采烈、表達不滿情緒時的直截了當、反映存在問題時的毫無顧忌、處理問題時的行為乖張，等等。課堂環節和知識學習上則表現為：感興趣的內容課堂提問過多甚至影響正常教學秩序、不感興趣的內容直接選擇“課堂休息”甚至逃課、直接指出授課教師講課過程中存在的瑕疵、直接表達對授課教師的不滿，等等。

四 《工程地質學》教學技術與方法探討

時代在前進，科學知識也在不斷的進步和發展，加之新時代的大學生也具有明顯不同于以往學生的獨特個性和顯著特點，這均要求我們必須不斷的更新教學方法和教學手段[9]，以提高學生們的學習興趣和學習效率。對于《工程地質學》這類傳統應用性學科，應盡量做到以下幾點：

（1）要不斷更新“學生特點”知識庫，以適應學生們的“發展”。雖然《工程地質學》是經典的課程體系，但其面對的授課對象卻是“三年一代人”的新新人類大學生，他們的思維已經發生了明顯的變化，思考問題的方式方法已明顯異于以往，解決問題的入手角度也明顯區別于以往，這些新的變化還將不斷變化并伴隨于整個課程的教學過程中。因此，要想提高學生們的課程學習興趣和課程學習效率，掌握授課對象的心理變化和思維變化是第一要務。只有準確把握這些變化，才能有的放矢，才能精準施教，才能事半功倍，才能不斷的提高授課效果，才能不斷的提高學生們的學習效率，并最大程度適應“新大學生”們表現出的新要求。

（2） 要不斷更新“工程實例”去適應學生們的“求新欲”。《工程地質學》自成為一門新學科以來，就承擔著解決工程建設領域復雜地質問題的重任，這就導致了各新工程涉及到的工程地質問題不斷的融入到《工程地質學》的知識體系中，以往傳統的經典實例已無法適應新的科學知識，再用之也無法表征該類新的工程問題的特點，故更新課程中的工程實例是課程知識體系發展進步的需要；而21 世紀的大學生是“新新人類”，他們對知識的理解和接受效率受知識新穎程度的直接影響，再用以往相對陳舊的經典工程實例講授相關知識，將會加大降低學生們的學習熱情，將無法激發學生們的求知欲，故以“與時俱進”的工程實例剖析《工程地質學》的經典知識，是新時代大學生們的強烈要求，并最大程度避免被“新大學生”們直抒胸臆。

（3）要不斷更新“教學手段”去適應學生們的“求變欲”。《工程地質學》是一門解決現場生產實際問題的基礎學科，其具有經典性和時尚性特點。所謂“經典性”指的是該學科的理論體系的經典性，這是強力支撐這門學科獨立的基礎，具有強烈的真知屬性；所謂“時尚性”則指的是該門學科對新出現工程地質問題的適應性，這是保障該門學科永葆青春的動力所在。因此，學生們在學習該門課程時將面臨矛盾心理，既要敬畏經典又期待變化，這就要求廣大任課教師必須運用恰當的教學手段適應這些新的要求，對于經典知識的講授，要注重板書、推導等經典教學手段的運用與保持；對于工程實例，要注意三維影像、動漫和數值技術的運用，使新知識有新手段去適應教學的新要求，特別是對于那些需要學生親自動手參與的問題分析、實例解析，最好可以結合3D 打印類新技術，使學生親自參與其中，以增加學生們的感性認識，并最大程度地適應“新大學生”們的本質新特點。

（4）要不斷更新課程“知識體系”去適應學生們面對的“就業形勢”。21 世紀已經吹響了向“深地、深海、深空”進軍的號角，學生們將來的就業方向也將更多的涉及到這些新的領域。進入“三深”領域后，《工程地質學》將面臨更多新問題，如深地、深海的工程地質學問題，深空的介質屬性問題等。因此，要不斷的將發布出來得新發現和新研究成果補充到課程的知識體系里去，使學生們現在開始就可以在知識體系里接觸、理解“三深”領域的學術前沿和研究動態，使他們對將來可能涉獵的工作環境、研究對象具有初步的認識和了解，在調動他們學習興趣的同時，實現對新知識的普及，使他們在學到新知識的同時，了解一部分“就業方向”的新動向，達到教學事半功倍的良好效果，并最大程度地適應“新大學生”們的更新快特點。

五 結語

《工程地質學》是復雜的基礎應用學科，是諸多專業的學科基礎。如何教授好該門課程，在最大程度上提高學習效率，為學生們夯實專業基礎、擴展學術視野，是廣大授課教師的責任和義務。隨著目前新興教學手段的不斷興起，我們也具有的提高教學水平的深厚可用資源和廣闊實戰舞臺，只要能夠充分調動可用的教學資源和教學手段，相信《工程地質學》的事情一定能夠干好！