孟令超+吳芳+何紅前
摘要:在水利類院校加強基礎(chǔ)地質(zhì)教學(xué)是非常有必要的。然而,現(xiàn)有的基礎(chǔ)地質(zhì)類教學(xué)中還存在著課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、野外實習(xí)等方面的一些問題,本研究以華北水利水電大學(xué)為例,分析基礎(chǔ)地質(zhì)課程的特點,尋找豐富課堂和實驗教學(xué)的方式以及延長野外實習(xí)時間和培訓(xùn)青年教師的對策。
關(guān)鍵詞:基礎(chǔ)地質(zhì); 課堂教學(xué); 室內(nèi)實驗;野外實習(xí)
基礎(chǔ)地質(zhì)教學(xué)涵蓋了普通地質(zhì)學(xué)、礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)和地質(zhì)地貌學(xué)等多門課程。就華北水利水電大學(xué)而言,地質(zhì)工程、水利水電工程、工程管理、農(nóng)田水利工程、港口航道與海岸工程和土木工程等專業(yè)均開設(shè)有基礎(chǔ)地質(zhì)的內(nèi)容,教學(xué)方式包括課堂、實驗和野外教學(xué)等。
一、加強基礎(chǔ)地質(zhì)教學(xué)的必要性
工程地質(zhì)學(xué)的主要任務(wù),首先是查明工程建筑的地質(zhì)環(huán)境,包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、巖土體的工程性質(zhì)、自然地質(zhì)現(xiàn)象和天然建筑材料。其次,分析工程建設(shè)與地質(zhì)環(huán)境相互影響和相互制約的關(guān)系,即工程地質(zhì)問題。再次,選擇最佳的工程場地和工程措施。最后,提供工程規(guī)劃、設(shè)計、施工所需的工程地質(zhì)資料。從工程地質(zhì)學(xué)的任務(wù)中可以發(fā)現(xiàn),工程地質(zhì)條件處于首要的位置,只有查清了工程地質(zhì)條件才能正確分析工程地質(zhì)問題,恰當(dāng)?shù)剡x擇工程場地,合理地選取工程措施,提供精確的工程地質(zhì)資料,而這一切都有賴于工程技術(shù)人員扎實的基礎(chǔ)地質(zhì)知識。
人類的一切工程,如公路、鐵路、橋梁、隧道、房屋、水利水電工程等,都是建設(shè)在地質(zhì)體上的,特別是水利水電工程,可以說是建立在地質(zhì)體上最復(fù)雜、體積最大的人類工程,如長江三峽水利工程、黃河小浪底水利工程等。由于水利工程的復(fù)雜性,它所涉及的工程地質(zhì)問題也很多,幾乎涵蓋了工程建設(shè)中能遇到的所有地質(zhì)問題?,F(xiàn)階段我國在建和規(guī)劃建設(shè)的大型水利工程,如南水北調(diào)西線工程、雅魯藏布江梯級開發(fā)工程、長江上游雅礱江梯級開發(fā)等,主要集中于我國西部的云南、貴州、四川、青海、西藏等地區(qū),這些地區(qū)新構(gòu)造運動活動強烈,地質(zhì)條件復(fù)雜,工程建設(shè)不易。因此,水利水電工程地質(zhì)勘察、設(shè)計和施工等工程技術(shù)人員必須擁有較高的基礎(chǔ)地質(zhì)素養(yǎng),才能查明工程地質(zhì)條件,保證水利水電工程的正確設(shè)計、順利施工和安全運行。
若要使工程技術(shù)人員掌握扎實的基礎(chǔ)地質(zhì)知識, 就必須加強本科學(xué)習(xí)階段的基礎(chǔ)地質(zhì)教學(xué),讓未來的工程師多學(xué)習(xí)、多接觸、多實踐。
二、基礎(chǔ)地質(zhì)課程特點
工程類專業(yè)基礎(chǔ)地質(zhì)教學(xué)的目的是讓學(xué)生對工程建筑的地質(zhì)環(huán)境有較為全面的了解和認識,基礎(chǔ)地質(zhì)課程具有以下特點:
(一)內(nèi)容廣泛
基礎(chǔ)地質(zhì)課程包含了礦物、巖石、構(gòu)造、地下水、地貌、地球物理、地史、古生物等多方面的內(nèi)容,能夠讓學(xué)生從小到大、從內(nèi)到外、從古到今對工程建筑所處的地質(zhì)環(huán)境有一個全面、深入的了解。
(二)實踐性強
地質(zhì)學(xué)本身是從實踐中走出來的學(xué)科,離開了野外實踐的地質(zhì)學(xué)是不可想象的。基礎(chǔ)地質(zhì)包含的絕大多數(shù)內(nèi)容在野外都是能夠看得見、摸得著的,如野外斷層識別、巖性辨識、地質(zhì)地貌劃分等。
(三)概念理論多
基礎(chǔ)地質(zhì)課程的基本概念和理論眾多。學(xué)生對這些基本概念和理論的理解、掌握,是為實際工程地質(zhì)勘察中查明工程地質(zhì)條件打基礎(chǔ)。
(四)對教師的要求高
由于基礎(chǔ)地質(zhì)課程涉及內(nèi)容的廣泛性,需要任課教師具有豐富的野外地質(zhì)調(diào)查經(jīng)驗和淵博的地質(zhì)知識,才能形象具體、深入淺出地將理論和概念講解清楚,使學(xué)生對該課程更容易理解和掌握。
三、教學(xué)方式中存在的問題
(一)課堂教學(xué)中存在的問題
基礎(chǔ)地質(zhì)概念、理論多,比較枯燥?,F(xiàn)有教學(xué)主要以課堂講授為主,輔以板書和幻燈片。在課堂上,如果教師不能生動有趣地講解這些概念和理論,則不能很好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
(二)實驗教學(xué)中存在的問題
現(xiàn)在實驗課主要是在實驗室內(nèi)進行,讓學(xué)生觀察礦物及三大巖類的手標(biāo)本。華北水利水電大學(xué)經(jīng)過多次搬遷,標(biāo)本散失嚴重,且近年對基礎(chǔ)地質(zhì)實驗室投資較少、實驗設(shè)備老舊、標(biāo)本缺失,不能很好地滿足基礎(chǔ)地質(zhì)教學(xué)的實驗需求。
(三)野外實習(xí)中存在的問題
地質(zhì)實習(xí)是課堂教學(xué)的延伸。野外地質(zhì)實習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生觀察、認識地質(zhì)現(xiàn)象,掌握野外地質(zhì)工作方法的現(xiàn)場教學(xué)活動。它不僅是教學(xué)活動的基本環(huán)節(jié),更是理論與實踐結(jié)合、技能訓(xùn)練和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的有效途徑。
河南省嵩山地區(qū)出露的地層齊全(“五代同堂”,現(xiàn)在也稱為“七代同堂”),而且地質(zhì)構(gòu)造種類多而復(fù)雜,礦產(chǎn)資源豐富,是理想的地質(zhì)教學(xué)實習(xí)基地。因此,嵩山不僅是華北水利水電大學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)基地,也是眾多地礦類院校的實習(xí)基地。但在嵩山基礎(chǔ)地質(zhì)認識實習(xí)中存在以下問題:首先,受限于實習(xí)經(jīng)費,基礎(chǔ)地質(zhì)的認識實習(xí)時間較短,相同的實習(xí)內(nèi)容,華北水利水電大學(xué)安排的時間僅為地礦類高校的一半,這就造成學(xué)生沒有時間去觀察學(xué)習(xí)教學(xué)實習(xí)基地的大量地質(zhì)現(xiàn)象;其次,學(xué)校在嵩山所在的登封市沒有建設(shè)住宿基地,食宿條件較差,嚴重影響了學(xué)生的實習(xí)質(zhì)量。
華北水利水電大學(xué)本科工程類畢業(yè)生具有水利水電工程教育背景和扎實的力學(xué)基礎(chǔ),但以上教學(xué)問題的存在,使得華北水利水電大學(xué)工程類本科畢業(yè)生在基礎(chǔ)地質(zhì)知識掌握方面與地礦類高校相同專業(yè)的本科畢業(yè)生存在較大的差距,不利于學(xué)生就業(yè)和進一步的深造。
四、對策及建議
(一)課堂教學(xué)
為了使學(xué)生更好地理解和掌握基礎(chǔ)地質(zhì)中眾多的概念和理論,建議課堂講授以看圖說話為主,即教師在課堂上對照幻燈片進行講解。例如,講解斷層概念時,將野外實際存在的正斷層、逆斷層和走滑斷層的照片用幻燈片展示,同時再配合示意圖講解它們的聯(lián)系與區(qū)別,這樣不僅使學(xué)生觀察了野外斷層實際存在的情形,也掌握了斷層概念的本質(zhì)。
為了更好地向?qū)W生演示某些地質(zhì)演化過程,在課堂上放映一些經(jīng)教師剪輯過的紀錄片,也是一種很好的手段。
(二)實驗教學(xué)
加強實驗室建設(shè),配齊礦物、巖石的標(biāo)本,更新實驗室設(shè)備。建議將礦物和三大巖類的教學(xué)課程也放在實驗室內(nèi),對照礦物巖石標(biāo)本直接講解相關(guān)的概念和理論。
利用學(xué)校距離河南省地質(zhì)博物館較近的優(yōu)勢,將地質(zhì)博物館也作為華北水利水電大學(xué)的“公共實驗室”。在基礎(chǔ)地質(zhì)課堂教學(xué)結(jié)束后,由任課教師帶領(lǐng)學(xué)生到博物館參觀,教師負責(zé)講解,將地質(zhì)博物館館藏的礦物、巖石、古生物化石、地形地貌模型等詳細地介紹給工程類專業(yè)學(xué)生,彌補實驗教學(xué)的不足。
(三)野外實習(xí)
充分利用嵩山地區(qū)三大巖類均有出露、地質(zhì)構(gòu)造豐富的特點,延長地質(zhì)認識實習(xí)的時間,多觀察幾條地質(zhì)線路,使學(xué)生在實習(xí)過程中練習(xí)野外工作的基本功,包括肉眼鑒別巖性、礦物定名、野外描述、素描和地質(zhì)“三大件”(“老三大件”包括羅盤、地質(zhì)錘、放大鏡;“新三大件”包括數(shù)碼相機、GPS、筆記本電腦)的使用。
(四)師資隊伍建設(shè)
不可否認的是,水利類院校在基礎(chǔ)地質(zhì)教學(xué)方面與國內(nèi)地礦類院校相比依然有著較大的差距,任教基礎(chǔ)地質(zhì)課的教師存在著年紀輕、任教短、野外經(jīng)驗少的特點,希望學(xué)校能夠加強對這些青年教師的培養(yǎng)。
五、結(jié)語
隨著綜合國力的提升,我國越來越多的水利設(shè)計和工程建設(shè)企業(yè)走出國門,到國外承建工程,尤其是在“一帶一路”沿線和廣大的第三世界國家,承擔(dān)了眾多的水利、公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。但是,第三世界國家基礎(chǔ)地質(zhì)研究一般較為薄弱,甚至是空白。這就要求我們的工程技術(shù)人員一定要擁有基礎(chǔ)地質(zhì)方面的專業(yè)知識,在工程建設(shè)的前期,將當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件掌握清楚。只有這樣,才能保證工程設(shè)計正確、施工安全、質(zhì)量可靠。因此,新形勢下,工程技術(shù)人員掌握基礎(chǔ)地質(zhì)知識是時代的需要,是國家的需要,更是工程技術(shù)人員的實際工作需要。所以,培養(yǎng)工程技術(shù)人員的高校,特別是水利類院校,非常有必要加強本科階段的基礎(chǔ)地質(zhì)教學(xué)。
參考文獻:
[1]陸兆溱.工程地質(zhì)學(xué)[M].北京:水利水電出版社, 2001.
[2]張倬元,王士天,王蘭生,等.工程地質(zhì)分析原理[M].北京:地質(zhì)出版社,2016.
[3]舒良樹,解國愛,王博,等.新形勢下普通地質(zhì)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和課程體系建設(shè)的思考[J].高等理科教育, 2012,(4).