王磊 王偉 蘇占東

摘要：高等院校地質(zhì)工程專業(yè)工程地質(zhì)學課程是培養(yǎng)學生掌握工程地質(zhì)問題分析評價的基本原理和方法，培養(yǎng)學生用工程地質(zhì)學思維分析和解決各類工程地質(zhì)問題。以防災科技學院地質(zhì)工程專業(yè)教學為例，從目前工程地質(zhì)學課程的教學現(xiàn)狀、科研實例的選擇要點、課程中引入科研實例教學的應用實踐等幾個方面，論述了科研實例教學在工程地質(zhì)學課程中的應用，以期為相關(guān)課程的教學提供借鑒。

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)學;科研實例;教學方法;應用實踐

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）15-0204-03

工程地質(zhì)學是地質(zhì)工程專業(yè)本科學生的一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過該門課的講授能夠使學生熟悉各類工程地質(zhì)問題，掌握分析各種類型工程地質(zhì)問題的基本原理和方法，培養(yǎng)學生針對具體問題開展工程地質(zhì)評價并提出處理對策的能力。課程主要教學內(nèi)容涉及活斷層、地震、斜坡災害、砂土液化、地面沉降、地基巖體穩(wěn)定性等多個方面，教學重點是學會和掌握應用工程地質(zhì)的基本理論知識和研究方法，來分析解決各類工程地質(zhì)問題。通過這門課程的教授對學生以后在工程地質(zhì)各相關(guān)領(lǐng)域開展實際工作和科學研究提供堅實的理論基礎(chǔ)知識，對學生的專業(yè)素養(yǎng)和思維方式進行綜合的訓練，養(yǎng)成用工程地質(zhì)學思維來分析和解決問題的習慣[1]。防災科技學院作為國內(nèi)僅有的以防災減災高等教育為主、學科門類齊全的綜合性高等院校，也是“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”工作單位，因此對地質(zhì)工程專業(yè)學生的實際應用能力和科研素質(zhì)的培養(yǎng)極為重視。

能否高質(zhì)量地完成教學任務(wù)、達到教學目標和教學效果，選擇合適的教學方法顯得尤為重要。在工程地質(zhì)課程理論教學中需要選擇和運用合適的教學方法，將對學生獨立思考和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)放在首要的位置[2-3]。在對地質(zhì)工程專業(yè)這門實踐性較強的學科學生進行教學活動時，更需要通過創(chuàng)新性的教學方法來激發(fā)學生的積極性，促進教學中的師生交流，學生在課堂教學中能更好地發(fā)揮主動性。因此，需要探討如何在課堂中引用合適的科學研究實例，來系統(tǒng)的介紹工程地質(zhì)的基本理論和分析原理，以輔助教學的完成。

一、工程地質(zhì)學課程教學現(xiàn)狀分析

工程地質(zhì)學是一門眾多學科交叉性的課程，需要在已經(jīng)對普通地質(zhì)學、巖石學、構(gòu)造地質(zhì)學、水文地質(zhì)學等理論課程學習后再開展該門課程的學習，才能保證地質(zhì)工程專業(yè)學生的學習和領(lǐng)會。我校地質(zhì)工程專業(yè)工程地質(zhì)學課程的教學安排在大三的上學期，在學習完地質(zhì)學基礎(chǔ)、土力學、巖體力學、巖土工程勘察和工程地震學等專業(yè)課程之后講授，并在工程地質(zhì)學課程結(jié)束后安排綜合性的生產(chǎn)實習，包含有地下結(jié)構(gòu)與工程地質(zhì)實習、巖土工程勘察實習、地震安全性評價實習、巖土工程設(shè)計實習和基礎(chǔ)工程設(shè)計實習等多個實踐模塊。通過課內(nèi)理論教學與課后實踐教學相結(jié)合，進一步培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力[4]。

工程地質(zhì)學課程具有很強的實踐性，課程的教學內(nèi)容各部分相對較為獨立，因此在教學中需要靈活運用多種類型的教學方法，將各種工程地質(zhì)問題涉及的原理和分析方法講全、講透[5]。但從課程教學效果和學生的反饋來看，總體而言，學生對工程地質(zhì)學的學習缺乏積極性，興趣較低，教學效果不佳。其主要原因在于目前工程地質(zhì)學的課程設(shè)置不合理、教學方法不完善、師資力量不足、學生重視程度不夠等多方面因素，這也是很多高等院校地質(zhì)工程專業(yè)課程教學中普遍存在的現(xiàn)象[6]。目前在工程地質(zhì)學課程的教學中，廣泛存在以下幾個方面問題。

（一）教學課程學時偏少而課程知識點相對較多

受專業(yè)培養(yǎng)方案和課程學時量所限，國內(nèi)很多高校在工程地質(zhì)的教學上都存在有學時不足的問題，給教師在課程教學內(nèi)容的選擇和學時分配上帶來一定困難。工程地質(zhì)學是一門以地質(zhì)學理論與工程實踐相結(jié)合的應用型學科，課程中涉及許多地質(zhì)學、巖土工程方面的概念和名詞等。如巖體結(jié)構(gòu)、構(gòu)造層次、應力分析、震源機制、滑坡、泥石流、硐室圍巖應力等。因此，在課程講授中需要把基礎(chǔ)理論知識的眾多知識點講解清楚，才能為進一步分析和解決具體的工程問題打下基礎(chǔ)。

（二）教學手段單調(diào)乏味

工程地質(zhì)學課程的課堂教學多以課程講解為主，配合教材和課程教學PPT中的少量圖片，因此學生對工程地質(zhì)問題的理解不夠直觀，對單純的理論基礎(chǔ)學習感到枯燥，缺少興趣，因而在教學中不能有效地激發(fā)學生思考和分析問題，不利于鍛煉學生的創(chuàng)新意識。應該充分利用多媒體工具和網(wǎng)絡(luò)資源進行授課尤其是常見地質(zhì)災害、工程地質(zhì)問題等內(nèi)容應結(jié)合工程案例和科研實例進行教學，以激發(fā)學生的學習熱情，提升課堂活力。

（三）年輕教師科研經(jīng)驗不足，不能很好地將理論與應用相結(jié)合

工程地質(zhì)學綜合性較強，涉及的研究領(lǐng)域較廣，而年輕教師往往存在專業(yè)閱歷少、科研經(jīng)驗欠缺等問題，因此在教學中很難將各類工程地質(zhì)問題的理論與實踐很好的融會貫通并在課堂中講授。因此，如何針對工程地質(zhì)學課程的特點，采用合適的教學方法，有針對性地將研究較為成熟的、系統(tǒng)的科學實例引入到課程教學中，來提升教學效果，這是非常值得探索的問題。

二、科研實例的選擇要點

在工程地質(zhì)學課程中將科研實例引入教學，需要將理論教學與科學實踐進行有機的結(jié)合，因此科研實例選擇得合適與否對課程教學效果具有很大的影響。在對科研實例進行選擇時，需要注意以下幾個方面的問題：

（一）實例應結(jié)合科學研究中的焦點和熱點問題

科學研究難點、國家重點工程和重大災害事件等問題往往是工程地質(zhì)領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注熱點，并會被當作范例開展大量的科學研究。通過選取這類問題的科學研究實例，引入到課堂教學中，使學生將專業(yè)理論知識與實際科學研究聯(lián)系起來，了解常見工程問題中的科學問題所在，進一步明確專業(yè)知識的用途。

例如，1963年意大利瓦伊昂滑坡是舉世聞名的滑坡災害事件，這一起事件在巖土工程界產(chǎn)生了極大的震撼，并引起工程地質(zhì)行業(yè)人員的廣泛思考和關(guān)注。自事件發(fā)生至今五十多年以來，已成為世界上發(fā)表研究報告和文章最多的實例之一[7]。因此，結(jié)合工程地質(zhì)學的教學知識點，在對斜坡災害的工程地質(zhì)分析等章節(jié)進行教學時可以引入瓦伊昂水庫滑坡研究的經(jīng)典實例，展開深入的學習。

（二）實例的研究應具有系統(tǒng)性，研究手段或方法最好具有前沿性

首先，科研實例應與理論教學內(nèi)容緊密結(jié)合，科研實例教學是傳統(tǒng)教學方式的創(chuàng)新，但其本質(zhì)仍然屬于教學應用，因此選取的科研實例應為從綜合各種研究方法的系統(tǒng)性研究成果，并緊貼課程的教學內(nèi)容;其次，引入采用前沿性的方法或手段研究的科研實例進行教學能使學生了解最新的工程地質(zhì)科學技術(shù)和發(fā)展趨勢，拓寬學生的視野，加深學生對專業(yè)的了解，掌握前沿知識和最新動向，增強工程地質(zhì)思維能力，有助于更好地理解課程理論知識在實際中的應用。

（三）實例應具有典型性和啟發(fā)性

重大工程災害事件和科學研究難點等科學研究實例可以鼓舞學生學習士氣，提高使命感和專業(yè)自豪感。通過將重大災害事件導致的嚴重后果的直觀展示，來增強學生的責任意識，對以后從事相關(guān)領(lǐng)域工作起到警示作用。積極進行科學實例的引入教學，有助于將研究人員在科研中所體現(xiàn)的實踐精神和創(chuàng)新精神啟發(fā)學生，使學生受到鼓舞，得到感染，培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)目蒲凶黠L，為后續(xù)從事專業(yè)相關(guān)的科學研究打下基礎(chǔ)。

（四）科研實例的素材應具有多樣性、互動性

選擇科研實例的素材要多樣性，且具有互動性，不能只有單調(diào)的文字，需要有實物照片、視頻、實物模型等多種素材，以在此基礎(chǔ)上設(shè)計豐富的教學手段和開發(fā)多媒體電子課件，使學生加強感性認識，激發(fā)學習興趣和積極性，更好地與學生展開互動，發(fā)揮學生學習的主觀能動性，促進獨立思考能力的培養(yǎng)。

三、科研實例在課程教學中的應用實踐

通過在工程地質(zhì)學課程教學中多次對科研實例的引用和總結(jié)，建議在課程教學中采用如下幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：（1）選取實例。針對課程章節(jié)知識點，選擇合適的科研實例。（2）設(shè)計教案。（3）課堂講授。結(jié)合科研實例課堂講授相關(guān)知識點。（4）問答互動。結(jié)合科研實例，向?qū)W生提出問題，讓學生思考分析，并請學生進行解答。（5）點評總結(jié)。點評學生學習和答問情況，總結(jié)本章節(jié)學習的知識點、重點和難點等。（6）布置啟發(fā)性作業(yè)。

從該課程的教學內(nèi)容來看，地震的工程地質(zhì)分析、活斷層工程地質(zhì)分析、水庫誘發(fā)地震、砂土液化、斜坡災害等章節(jié)內(nèi)容，都很適合選取典型的科研實例進行教學。下面以活斷層的調(diào)查和研究方法這一節(jié)內(nèi)容為例，討論科研實例教學在工程地質(zhì)學課程中的具體應用過程。

（一）選取實例

首先，根據(jù)課堂講授內(nèi)容，選取“圣安德烈斯斷層”科學研究為例，之所以選擇這個實例主要是因為這個科研實例系統(tǒng)反映了20世紀末期美國科學家綜合運用地質(zhì)調(diào)查、地形測繪、地震監(jiān)測、實驗分析等多種手段，意圖通過記錄和分析斷層兩側(cè)以及斷層帶物質(zhì)在一定時期內(nèi)的變化，推測地震發(fā)生的地點與時間，進一步分析研究地震發(fā)生與斷層活動之間的關(guān)系。再次，這個科研研究實例拍攝過系統(tǒng)介紹的視頻，有各個環(huán)節(jié)的影像資料，可以更為直觀的用于介紹。

（二）設(shè)計教案

設(shè)計講授內(nèi)容，首先介紹活斷層調(diào)查研究的理論知識點，隨后引入科學研究實例進行介紹，然后與學生互動交流，并點評總結(jié)，最后布置開放性作業(yè)。

（三）課堂講授

根據(jù)設(shè)計的內(nèi)容和順序，首先介紹活斷層調(diào)查研究的常見方法等理論知識點，介紹知識點的同時穿插實例圖片進行講解，隨后引入“圣安德烈斯斷層”科學研究實例進行介紹，結(jié)合視頻講解，系統(tǒng)講授活斷層的調(diào)查、測繪、監(jiān)測等研究方法。在介紹之前首先給學生布置三個問題：（1）此科學實例研究了圣安德列斯斷層的哪些方面內(nèi)容;（2）采用了哪些手段和方法來開展研究，哪些研究取得顯著的成果;（3）最后得到結(jié)論是什么。讓學生帶著上述問題投入到實例學習中，更能激發(fā)學生的興趣。課堂上講授知識點和科研實例，在講授的過程中，通過幻燈片與板書、圖片和視頻相結(jié)合的方式，以吸引學生的注意力。

（四）答問互動

科研實例介紹完成后，采用分組討論、分組陳述總結(jié)等方式，激發(fā)學生的積極性。隨后請各小組學生代表對提出的問題分別進行作答，鍛煉學生的創(chuàng)新性思維和總結(jié)能力。

（五）點評總結(jié)

對學生的討論情況和總結(jié)的結(jié)論進行點評，以鼓勵和肯定學生為主，并厘清學生掌握欠缺或薄弱之處，同時對科研實例的研究方法、成果結(jié)論以及相關(guān)的知識點等進行總結(jié)。待課程接近尾聲時，通過對科研實例的介紹和討論情況的總結(jié)，系統(tǒng)復習本章節(jié)所學的活斷層調(diào)查和研究的所有相關(guān)知識，使學生能夠全面的掌握。

（六）布置開放性作業(yè)

布置作業(yè)題：請同學們設(shè)計如何在河北省三河市開展活斷層的研究項目，并簡要論述開展思路和研究方法。讓學生結(jié)合學校所處的周邊地質(zhì)條件，進行啟發(fā)式的學習和探索，訓練學生對理論實踐知識的綜合運用能力。

四、結(jié)語

通過在課堂中引入科研實例教學，極大地激發(fā)了學生學習工程地質(zhì)學理論知識的興趣和積極性，答問互動環(huán)節(jié)增進了教生互動并提高了學生的獨立思考能力，培養(yǎng)了學生的工程地質(zhì)學思維和科學研究素質(zhì)，提升了教學效果，在后續(xù)的工程地質(zhì)學課程教學中針對不同章節(jié)的內(nèi)容，進一步探索如何將科研實例引入到課堂。

筆者從工程地質(zhì)學課程的課堂理論教學方法研究入手，從工程地質(zhì)學課程的教學現(xiàn)狀分析、如何選取合適的科研實例、科研實例教學的具體應用實踐三個方面進行了論述，對如何有效地將科研實例引入到課程教學進行了探索?？蒲袑嵗虒W作為一種很有實效的教學方法具有其自身的優(yōu)點，且具有直觀性、開放性和良好的互動性，以供其他地質(zhì)院校在開展相關(guān)專業(yè)教學時參考和借鑒。

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