新工科背景下“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”課程教學(xué)改革
——以西南交通大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)為例

王 虎，裴秋明，覃禮貌，梁 翼，趙曉彥

（西南交通大學(xué) 地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，四川 成都 611756）

構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象為地殼或巖石圈的地質(zhì)構(gòu)造，側(cè)重于地質(zhì)體的形成、形態(tài)和變形作用及其相互影響、時(shí)空分布、演化規(guī)律和成因機(jī)制等方面。根據(jù)國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)和中華人民共和國教育部《學(xué)位授予和人才培養(yǎng)學(xué)科目錄設(shè)置與管理辦法》（學(xué)位〔2009〕10號(hào)）規(guī)定，該學(xué)科屬于理學(xué)范疇（分類號(hào)：070904）。然而隨著我國西部地區(qū)近年來大型基建項(xiàng)目的開工，如“川藏”“滇藏”“中巴”“中尼”等為代表的國家重大工程項(xiàng)目的實(shí)施，該學(xué)科在新工科建設(shè)背景下的針對(duì)解決具體工程地質(zhì)問題的應(yīng)用性和需求性隨之持續(xù)增長，從而導(dǎo)致以往側(cè)重于理學(xué)的教學(xué)模式可能會(huì)存在一定的局限性。

因此，本文以西南交通大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)為例，提出一套因地制宜的教學(xué)改革設(shè)想并融入“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”課程教學(xué)中，并逐步轉(zhuǎn)換到新工科建設(shè)背景下的教學(xué)模式，由此取得的一些教學(xué)改革成效可為其他相關(guān)院校地質(zhì)工程方向的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)類課程建設(shè)提供一定的參考與借鑒。

一、面向地質(zhì)工程專業(yè)的“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”課程存在的問題

西南交通大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)創(chuàng)設(shè)于1958年，以軌道交通工程地質(zhì)為特色，緊密結(jié)合國家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，建設(shè)軌道交通領(lǐng)域國內(nèi)一流、國際知名的應(yīng)用與創(chuàng)新復(fù)合型專業(yè)。該“地質(zhì)工程”專業(yè)在2003年獲博士學(xué)位授予權(quán)，并于2005年被評(píng)為“國家級(jí)特色專業(yè)”及“國家卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃專業(yè)”。于2019年入選首批國家級(jí)“雙萬計(jì)劃”本科專業(yè)。該專業(yè)現(xiàn)有4個(gè)教學(xué)班，年級(jí)平均人數(shù)達(dá)到約90人。“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”授課教材為《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)（第三版）》（李忠權(quán)主編），盡管教學(xué)章節(jié)覆蓋面廣泛，如主要涵蓋沉積巖的原生構(gòu)造、地質(zhì)構(gòu)造分析的力學(xué)基礎(chǔ)、褶皺構(gòu)造、節(jié)理、斷層、劈理及線理、巖漿巖體構(gòu)造、變質(zhì)巖區(qū)構(gòu)造、新構(gòu)造及活動(dòng)構(gòu)造等知識(shí)點(diǎn)，但這些內(nèi)容仍舊主要以概念和基礎(chǔ)理論進(jìn)行重點(diǎn)闡述，特別是在面對(duì)具體的工程地質(zhì)問題時(shí)可能會(huì)束手無策，提供的解決方案缺乏較好的實(shí)用性，對(duì)于工程實(shí)際應(yīng)用顯得能力不足，出現(xiàn)上述現(xiàn)象的一個(gè)重要原因是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易死記硬背基本概念，對(duì)各種理論知識(shí)難以透徹掌握。

大部分學(xué)生在該課程學(xué)習(xí)時(shí)明顯表現(xiàn)出學(xué)習(xí)興趣不濃、學(xué)習(xí)動(dòng)力不足的特征，一方面是大部分學(xué)生填報(bào)志愿專業(yè)缺乏了解，或第一志愿專業(yè)并非地質(zhì)工程類，對(duì)該專業(yè)不太感興趣甚至還存在抵觸情緒；與此同時(shí)，學(xué)生對(duì)于“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”課程與如何應(yīng)對(duì)和解決復(fù)雜工程地質(zhì)問題缺乏有效鏈接，理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用存在脫節(jié)現(xiàn)象；此外，部分學(xué)生認(rèn)為該專業(yè)面臨較艱辛的工作環(huán)境，存在從事該行業(yè)的畏難情緒。

如果在“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”教學(xué)過程中仍采用傳統(tǒng)的理學(xué)教學(xué)方式，即更多地側(cè)重于基本概念與理論的講授，將很難有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和積極性，這對(duì)學(xué)生的專業(yè)能力培養(yǎng)將帶來更多負(fù)面的效果，也會(huì)在學(xué)生的職業(yè)操守和科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)方面大打折扣。由此可見，將“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”從傳統(tǒng)的理學(xué)教學(xué)模式合理的切換到新工科建設(shè)背景下的教學(xué)模式刻不容緩。一是可以更好地提升學(xué)生對(duì)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的深度理解和應(yīng)用能力；二是可以滿足更多地質(zhì)相關(guān)企事業(yè)單位對(duì)學(xué)生專業(yè)工作能力的殷切期盼；三是能進(jìn)一步有助于深化地質(zhì)院校在面臨國家重大基礎(chǔ)建設(shè)需求背景下的教學(xué)改革。

因此，如何在課程教學(xué)上提出更好、更有效的改進(jìn)措施，探索基于國家戰(zhàn)略發(fā)展需求的新工科建設(shè)背景下的教學(xué)新模式是本次教學(xué)改革的研究重點(diǎn)。

二、基于OBE教育理念的人才培養(yǎng)目標(biāo)重新定位

OBE（Outcomes-Based Education）即成果導(dǎo)向教育，是當(dāng)前國際高等教育界所廣泛認(rèn)同的一種先進(jìn)且新穎的教育理念，強(qiáng)調(diào)相應(yīng)的課程體系建設(shè)以學(xué)生為中心。以該理論為基礎(chǔ)，明確畢業(yè)生應(yīng)當(dāng)具備的各種能力，以此為重要基礎(chǔ)反向設(shè)計(jì)科學(xué)有效的人才培養(yǎng)方案。通過分析發(fā)現(xiàn)，應(yīng)以提高學(xué)生解決復(fù)雜工程地質(zhì)問題能力為目標(biāo)導(dǎo)向，這與提倡的“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”從理學(xué)教學(xué)向新工科建設(shè)背景下教學(xué)模式的切換具有相似之處。

特別是在西南交通大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)入選教育部“雙萬計(jì)劃”首批建設(shè)行列平臺(tái)時(shí)，我們需要更進(jìn)一步深化“面向未來、適應(yīng)需求、引領(lǐng)發(fā)展、理念先進(jìn)、保障有力”的建設(shè)目標(biāo)?；诖?，地質(zhì)工程系通過集中研討的方式對(duì)本科培養(yǎng)方案進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)優(yōu)化，完成了地質(zhì)工程人才的培養(yǎng)方案修訂，最終明確了“地質(zhì)過程—力學(xué)機(jī)理—工程技術(shù)”三位一體的學(xué)術(shù)理念，培養(yǎng)具有深厚地質(zhì)學(xué)、數(shù)理、力學(xué)基礎(chǔ)，并能在土木工程、軌道交通、國土規(guī)劃等行業(yè)中獨(dú)立從事勘察、設(shè)計(jì)、施工、管理工作，且具有健全人格、職業(yè)操守、社會(huì)擔(dān)當(dāng)、科學(xué)素養(yǎng)、全球視野、創(chuàng)新精神的地質(zhì)工程專業(yè)高素質(zhì)人才。以上培養(yǎng)目標(biāo)的重新定位，對(duì)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)類課程教育改革具有重要的指導(dǎo)意義。

三、課程改革探索

（一）凝練概念與理論講解，增加互動(dòng)式案例分析

對(duì)學(xué)生而言，首先掌握概念的含義是最基本的要求，其次能深入理解相關(guān)原理和理論則是進(jìn)一步提升科學(xué)邏輯能力的關(guān)鍵，這也是“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”理學(xué)教學(xué)模式的核心所在。然而，在面臨新工科建設(shè)的背景下，教師還需要更進(jìn)一步凝練上述內(nèi)容的教學(xué)思路。如針對(duì)“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”，需要更為明確的梳理出每個(gè)章節(jié)的關(guān)鍵詞和疑難點(diǎn)，并要用有限的時(shí)間闡述這些要點(diǎn)；對(duì)于簡單的、重復(fù)性的易于學(xué)習(xí)和理解的章節(jié)內(nèi)容，則可以留給學(xué)生課后復(fù)習(xí)與預(yù)習(xí)，這樣能夠?qū)⒔虒W(xué)期間大量的碎片化時(shí)間進(jìn)行有機(jī)整合，為課堂上開展針對(duì)具體案例的互動(dòng)式教學(xué)提供了保障。例如針對(duì)該課程的新構(gòu)造及活動(dòng)構(gòu)造章節(jié)，我們?cè)诮虒W(xué)時(shí)會(huì)提出真實(shí)的“川藏”鐵路地質(zhì)選線問題，讓學(xué)生組成不同小組分別基于所學(xué)知識(shí)對(duì)局部線路的選擇開展辯論式討論，教師最后再給予點(diǎn)評(píng)和專業(yè)引導(dǎo)，讓學(xué)生加深對(duì)斷層、褶皺、節(jié)理及應(yīng)力分析的理解。這些互動(dòng)式案例教學(xué)能有助于學(xué)生建立起更為系統(tǒng)的地學(xué)知識(shí)體系，并能增加學(xué)習(xí)動(dòng)力和積極性，更能有助于學(xué)生真正地認(rèn)識(shí)到構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的價(jià)值所在。

（二）提升課堂實(shí)驗(yàn)技能，強(qiáng)化實(shí)踐基地平臺(tái)

“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”的理學(xué)教學(xué)模式往往更多側(cè)重于理論部分而忽略了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，教師有針對(duì)性地在理論學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上專門增加1學(xué)分的課時(shí)用于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，如有針對(duì)性地開展地質(zhì)圖的判讀和圖切剖面實(shí)驗(yàn)課。通過這1學(xué)分對(duì)應(yīng)的16學(xué)時(shí)的訓(xùn)練，能明顯地感受到學(xué)生在完成設(shè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，對(duì)各個(gè)章節(jié)的基礎(chǔ)理論理解更加深入。同時(shí)，該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容也為高年級(jí)階段的野外地質(zhì)實(shí)習(xí)做好了鋪墊，起到了更好的銜接作用。

在實(shí)踐環(huán)節(jié)方面，我們進(jìn)一步強(qiáng)化野外工作能力，通過區(qū)域地質(zhì)填圖的方式全面提升學(xué)生的地質(zhì)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生野外觀察和思考能力、獨(dú)立工作與協(xié)作能力、報(bào)告撰寫與制圖能力等；與此同時(shí)，依托陸地交通地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室、中鐵二院國家級(jí)工程實(shí)踐教育中心等平臺(tái)，并積極與國家川藏鐵路技術(shù)創(chuàng)新中心，中鐵第一、第二、第三、第四勘察設(shè)計(jì)院等單位探討校企實(shí)踐及科創(chuàng)教育新模式，以期實(shí)現(xiàn)理論認(rèn)知與工程實(shí)踐的有機(jī)統(tǒng)一，為社會(huì)培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實(shí)、動(dòng)手能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型工程地質(zhì)人才。

（三）引入新技術(shù)、新方法，提供專業(yè)英語學(xué)習(xí)窗口

如果僅僅局限教材內(nèi)容，可能會(huì)讓學(xué)生誤解“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”為一門落后的、缺乏進(jìn)展的學(xué)科，因此，需要教師適當(dāng)?shù)囊胄录夹g(shù)、新方法和新應(yīng)用。這樣有助于學(xué)生能夠接觸到最新的科技成果，認(rèn)識(shí)到“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”學(xué)科的持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，更能夠解決各種復(fù)雜的地質(zhì)問題并優(yōu)化學(xué)生的專業(yè)技能。例如，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)引入Stereonet開源軟件，通過現(xiàn)場教授學(xué)生做極射赤平投影、玫瑰花圖等，這大大提高了地質(zhì)作圖效率，并能讓學(xué)生深刻理解該作圖的基本原理和方法。

另外，適當(dāng)引入“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”的專業(yè)英語內(nèi)容在當(dāng)前教育國際化背景下顯得非常重要。首先，能夠引導(dǎo)學(xué)生接觸學(xué)科發(fā)展的最前沿，開拓學(xué)生的國際視野；其次，還能提高學(xué)生的聽說讀寫英語實(shí)用化技能，特別是隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)行業(yè)迅速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有越來越多地質(zhì)方面的企業(yè)在國際上承接各種大型項(xiàng)目，這就要求學(xué)生具備較高的專業(yè)英語能力，而從本科階段就逐步培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)英語能力能夠提高學(xué)生的核心競爭力。對(duì)此，教師嘗試引入新版Structural Geology（Haakon Fossen主編），該教材具備紙質(zhì)版和網(wǎng)絡(luò)版動(dòng)態(tài)圖解析內(nèi)容，內(nèi)容全面且實(shí)用性強(qiáng)，通過該教材的輔助教學(xué)，進(jìn)一步提高了學(xué)生的國際視野。

（四）設(shè)立校友工作室，增加學(xué)生與企事業(yè)單位面對(duì)面的交流機(jī)會(huì)

學(xué)生的被認(rèn)可度最終由市場決定，即各類地質(zhì)企事業(yè)單位將會(huì)對(duì)學(xué)生的專業(yè)能力給予評(píng)價(jià)，這也會(huì)直接決定學(xué)生未來的就業(yè)趨勢(shì)。在此背景下，學(xué)院設(shè)立專門的校友工作室，邀請(qǐng)優(yōu)秀校友擔(dān)任企業(yè)導(dǎo)師、學(xué)業(yè)/就業(yè)指導(dǎo)教師，提供更多與企事業(yè)單位的接觸交流機(jī)會(huì)，讓學(xué)生提前了解到企事業(yè)單位對(duì)學(xué)生專業(yè)能力的需求性和未來就業(yè)發(fā)展方向。例如，高校多次舉辦企業(yè)與學(xué)生面對(duì)面活動(dòng)，通過邀請(qǐng)企業(yè)的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)生開展座談會(huì)交流，交流內(nèi)容從企業(yè)文化、待遇、工作環(huán)境、成長空間諸多方面深入交流，取得了較好的效果。

結(jié)語

為適應(yīng)和滿足企事業(yè)單位對(duì)地質(zhì)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的新要求，提高新工科建設(shè)背景下學(xué)生應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜工程地質(zhì)問題的專業(yè)能力和科學(xué)素養(yǎng)。本文以西南交通大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”課程教學(xué)改革為例，探討了一系列探索性舉措和面臨的問題。首先，我們根據(jù)專業(yè)方向的頂層設(shè)計(jì)理念優(yōu)化了教學(xué)方案，旨在突出重新定位人才的培育；其次，在教學(xué)內(nèi)容方面，通過進(jìn)一步凝練理論講解、突出實(shí)踐環(huán)節(jié)、引入新技術(shù)和新方法、推廣穿插式專業(yè)英語、構(gòu)建企業(yè)與學(xué)生面對(duì)面平臺(tái)等教學(xué)模塊，以此充分提高學(xué)生的專業(yè)綜合能力；最后，要求教師積極學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)教學(xué)思想與管理經(jīng)驗(yàn)并深化交流合作方式，提升整個(gè)師資水平。上述教學(xué)改革對(duì)課堂教學(xué)的提升效果較為明顯，后期將進(jìn)一步總結(jié)和反思，在實(shí)踐中不斷優(yōu)化完善和持續(xù)改進(jìn)，形成一套可推廣的、實(shí)踐基地能輻射的新工科建設(shè)背景下的教改模式。