丑麗蕾
(內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 內(nèi)蒙古赤峰 024000)
工程地質(zhì)學(xué)課程是運用地質(zhì)學(xué)的基本原理為工程技術(shù)應(yīng)用服務(wù)的課程,著重探討地質(zhì)學(xué)理論基礎(chǔ)、巖石的工程特性、工程地質(zhì)調(diào)查、不良地質(zhì)現(xiàn)狀分析,及其對各類工程場地的危害及防治的理論和技術(shù),把工程地質(zhì)學(xué)理論運用到工程的設(shè)計、勘測、規(guī)劃、實施與維修中。對水利地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)生而言,工程地質(zhì)學(xué)課程是學(xué)生第一次接觸地質(zhì)學(xué)類課程,很多學(xué)生,尤其是在平原區(qū)域的學(xué)生,對工程地質(zhì)學(xué)的了解還不夠深入,無法對相應(yīng)的地質(zhì)學(xué)問題形成一個清晰的認知。如果課程只教授課本上的理論知識,沒有視覺、聽覺、觸覺等多感官認知,教學(xué)過程生硬且乏味,缺乏工程建設(shè)實踐的教學(xué)內(nèi)容,會給學(xué)生們造成一種學(xué)習(xí)高中地理的錯覺。而且,由于教學(xué)考核評價方法以考查為主,在學(xué)習(xí)中常常無法受到學(xué)生的關(guān)注與重視,因此教學(xué)效果并不理想。畢業(yè)后,很多水利工程專業(yè)的學(xué)生都要參加水利工程的建設(shè)項目,這都要求很強的地質(zhì)工程學(xué)背景。所以,為了解決這些問題,學(xué)校必須落實工程地質(zhì)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革實施方案,力求學(xué)生可以輕松掌握工程地質(zhì)必要的基礎(chǔ)知識,同時可以用專業(yè)語言描述和分析在未來的項目中可能會面臨的地質(zhì)工程問題,并加以解決[1]。
工程地質(zhì)學(xué)課程的主要目標在于訓(xùn)練學(xué)習(xí)者查閱地質(zhì)數(shù)據(jù)、研究工程特征環(huán)境、處理工程實踐問題等的實際能力,該課程涵蓋廣泛的知識層面,如地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、工程巖土科學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、工程地質(zhì)問題和工程研究技術(shù)。由于學(xué)生在高中沒有地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的其他課程作為基礎(chǔ)知識的積累,因此大學(xué)課程必須涵蓋工程地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的全部基礎(chǔ)知識,包括地質(zhì)工程領(lǐng)域的基本理論和基本技術(shù)方法。該課程具有以下特點。
工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)內(nèi)容主要涉及礦產(chǎn)與地質(zhì)、巖體工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)、不良地質(zhì)事件、工程地質(zhì)施工管理等方面,所講授的知識點較多,且要求掌握的知識面較廣,綜合性較強。
工程地質(zhì)學(xué)課程中的第一章通常是課程的重點。例如,礦物和巖石第一章包括地質(zhì)學(xué)和巖石力學(xué)的主要內(nèi)容,關(guān)于地下水的章節(jié)將在后續(xù)的水力學(xué)課程中詳細介紹,地下室圍巖的穩(wěn)定性將在巖石力學(xué)中詳細討論,巖土工程章節(jié)是巖土工程專業(yè)課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容[2]。
地質(zhì)工程課程內(nèi)容抽象,具有很強的實用性。學(xué)生只有多看多體驗,才能真正理解這些觀點洞見的內(nèi)涵。例如,用肉眼識別礦物和巖石,使用地質(zhì)指南針,閱讀和繪制地質(zhì)圖等,學(xué)生必須通過實驗操作和動手實踐才能進一步掌握其中的要領(lǐng)。
身為土木工程技術(shù)的專業(yè)人才,唯有掌握工程地質(zhì)知識,才能夠合理利用工程研究成果,更全面地考慮工程建設(shè)中的地質(zhì)要求與地質(zhì)環(huán)境等因素,確保在施工過程中不發(fā)生重大工程問題,推動工程地質(zhì)項目的成功運行。
隨著中國社會經(jīng)濟水平的提升以及建筑工程項目的發(fā)展,在工程建設(shè)過程中所出現(xiàn)的地質(zhì)問題也日漸增加。對于畢業(yè)生而言,當(dāng)面臨實際工程地質(zhì)問題時,他們無法把理論知識有效地運用于項目建設(shè)中,這就體現(xiàn)出了地質(zhì)工程教育過程中存在的問題,大致分為以下幾個方面。
工程地質(zhì)作為地質(zhì)學(xué)的一門分支課程,其前導(dǎo)課程有地質(zhì)基礎(chǔ)、水文地質(zhì)基礎(chǔ)、土壤力學(xué)、巖石力學(xué)等課程,但在實際教學(xué)過程中,這些前導(dǎo)課程的編排卻并不合理。比如,根據(jù)西藏大學(xué)建筑工程學(xué)院土木工程專業(yè)最新培養(yǎng)計劃,工程地質(zhì)課程僅在大一就開始教授,這將導(dǎo)致學(xué)生無法有效理解和掌握一些工程地質(zhì)術(shù)語的概念,教學(xué)效果達不到預(yù)期。在目前的工程地質(zhì)教學(xué)過程中,就研究巖石的物理力學(xué)參數(shù)而言,學(xué)生若未學(xué)習(xí)巖石力學(xué)相關(guān)課程,將無法進一步掌握上述參數(shù)的具體內(nèi)涵與應(yīng)用機理。另外,在對滑坡穩(wěn)定性的測算過程中,學(xué)生不但要了解巖土物理力學(xué)的具體內(nèi)涵,還要掌握相應(yīng)的程序設(shè)計能力(包括Excel、JAVA編程語言等)。如果前導(dǎo)課程安排不合理,這將導(dǎo)致許多教學(xué)任務(wù)不能順利開展,勢必影響學(xué)生的專業(yè)知識水平[3]。
近年來,高職院校專業(yè)學(xué)分制政策的落實,在一定程度上減少了上課的學(xué)時。例如,筆者所在學(xué)校的土木工程地質(zhì)課程時間已壓縮至26學(xué)時。要在限定的課堂時間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù),教師不得不對教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)進行削減,這會導(dǎo)致理論知識教學(xué)不足,降低課堂教學(xué)的效率。受課時壓縮影響最大的是實踐教學(xué),工程地質(zhì)學(xué)科需要結(jié)合具體的案例進行講解,這可以讓學(xué)習(xí)者有效消化理論知識。因此,在巖土和采礦的教學(xué)中,學(xué)生需要親自觀察巖土,體驗礦石,才能深入了解其內(nèi)涵。此外,對于各類地質(zhì)災(zāi)害的教學(xué)還需要豐富的實踐案例加以融合,借助實踐操作,他們不但能夠較好地了解基礎(chǔ)知識,而且能夠更進一步地認識在未來施工過程中的可能遇到的問題。
在實際授課過程中,工程地質(zhì)學(xué)科教學(xué)以課堂為主,通過板書文字和圖畫對課本中的知識加以說明,導(dǎo)致學(xué)習(xí)者對課本知識的掌握缺乏直觀理解。比如,礦石和地質(zhì)的構(gòu)造、類型和特征只憑教科書中的描述遠遠不足,如果不結(jié)合圖像、視頻進行教學(xué),學(xué)生很難完全理解這部分內(nèi)容。就此產(chǎn)生的結(jié)果是,學(xué)生的學(xué)習(xí)效率低下,課堂氣氛沉悶,學(xué)生的創(chuàng)新意識得不到充分的鍛煉。為此,教師要充分利用多媒體工具和網(wǎng)絡(luò)資源,特別是巖層形成過程、地下水流動、常見地質(zhì)災(zāi)害、工程地質(zhì)現(xiàn)場試驗等內(nèi)容,要以計算機資源為基礎(chǔ),進行動態(tài)教學(xué),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[4]。
工程地質(zhì)是一門與實際工程建設(shè)緊密聯(lián)系的課題,需要學(xué)習(xí)者在理解掌握理論知識的基礎(chǔ)上,借助實際教學(xué)活動來消化這些內(nèi)容。不過,目前由于許多高職院校并沒有固定的土木工程地質(zhì)實踐路徑與課程實施指導(dǎo)書,教學(xué)執(zhí)行質(zhì)量也較差,為此他們往往不能及時將在課程中學(xué)到的理論知識應(yīng)用于工程實踐操作中,由此影響了他們解決實際問題的能力。實際教學(xué)中的預(yù)期效果不理想,主要體現(xiàn)在如下三個方面:一是對基本地質(zhì)技能的掌握不夠深入,如野外地質(zhì)鑒定、指南針應(yīng)用等;二是對地質(zhì)勘探的實際技能未了解,包括塌方、泥石流的勘察技術(shù);三是訓(xùn)練課時少,很多學(xué)生無法熟悉實踐教學(xué)內(nèi)容,實習(xí)作業(yè)質(zhì)量較差。
現(xiàn)場實習(xí)可以讓學(xué)生更直觀地認識基礎(chǔ)工程地質(zhì)問題,并積極尋求解決辦法,從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。所以,建設(shè)施工現(xiàn)場的實習(xí)在所有工程地質(zhì)教學(xué)中都起著關(guān)鍵的作用。但調(diào)查發(fā)現(xiàn),大部分高校地質(zhì)工程野外實習(xí)經(jīng)費較少,難以支付學(xué)生的交通和住宿費用,對學(xué)生經(jīng)濟負擔(dān)方面的影響較大,直接導(dǎo)致實習(xí)時間減少。此外,由于經(jīng)費不足導(dǎo)致實習(xí)教師數(shù)量嚴重短缺,同樣影響了教學(xué)質(zhì)量。工程地質(zhì)的教學(xué)方法獨特,必須結(jié)合參觀實踐進行教學(xué),實踐性課程側(cè)重于研究工程地質(zhì)的基本理論,如巖石形態(tài)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地質(zhì)災(zāi)害等,對地質(zhì)研究與工程實踐相結(jié)合的概念講解相對較淺,因此學(xué)生的科學(xué)與創(chuàng)新思維并未得到充分培養(yǎng)。
大部分高職院校于大二下學(xué)期開展工程地質(zhì)學(xué)科教學(xué)任務(wù),學(xué)生在掌握了土力學(xué)、巖體力學(xué)、計算機基礎(chǔ)知識等預(yù)備科目后再就學(xué)習(xí)工程地質(zhì)學(xué)。教師利用已有的理論知識,指導(dǎo)學(xué)生研究巖土的不同物理力學(xué)參數(shù),并深入研究影響圍巖、路基(滑坡)等性能的作用原理,從而引導(dǎo)他們對滑坡、塌方體和滑坡體等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象展開分析,使用Excel或Jsva編程語言分析其穩(wěn)定性,在不延長學(xué)時的前提下,教師可將課程重心集中在關(guān)鍵內(nèi)容上。工程地質(zhì)教學(xué)的主要任務(wù)是讓學(xué)生認識工程中可能發(fā)生的各類地質(zhì)現(xiàn)象,并剖析各種工程中地質(zhì)問題以及工程對環(huán)境的影響,并采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。所以,在課堂教學(xué)過程中,教師應(yīng)著重介紹各種地質(zhì)現(xiàn)象,工程出現(xiàn)問題的原因、危害、誘發(fā)機理,以及工程穩(wěn)定性評估方法等,使學(xué)生把所學(xué)理論知識直接運用于實際工程建設(shè)中,至于那些最基本的地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識,教師可適當(dāng)削減課時,讓學(xué)生簡單了解即可。
以目前大部分高職院校工程地質(zhì)學(xué)專業(yè)的32課時為例,應(yīng)將課時范圍適當(dāng)擴大至45課時。其中,前25個課時的重點應(yīng)集中于地質(zhì)成因分類與工程地質(zhì)特點、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地貌知識、地下水學(xué)基礎(chǔ)知識等四大部分,其中對三大主要巖石特征學(xué)習(xí)必須結(jié)合一定的實驗操作,教學(xué)時,教師必須結(jié)合基本知識點,給學(xué)生提出問題,明確學(xué)生課后復(fù)習(xí)的重點;而后,教師應(yīng)根據(jù)自己的工作經(jīng)驗對不良地質(zhì)問題進行6課時的簡要介紹;感興趣的同學(xué)可以就地質(zhì)工程問題進行上網(wǎng)查詢,以PPT的方式展開課堂交流,整個過程需要10個課時;最后用4個課時讓學(xué)生整理問題知識點,并和同學(xué)以及教師共同探討??s短理論課堂時間,加大學(xué)生對實踐工作情況的探索與研究力度,將有助于學(xué)生把地質(zhì)理論知識運用于實際工作中,從而達到攻堅克難的目的,同時給予學(xué)生整理知識點的時間也有利于學(xué)生找到不同知識點間的銜接聯(lián)系,從而切實地掌握重點內(nèi)容[5]。
基于工程地質(zhì)專業(yè)的教育模式,整理補充教材內(nèi)容,并提高專業(yè)知識水平。教學(xué)內(nèi)容要根據(jù)項目案例改編,增強學(xué)習(xí)者對課程的認識,明確教學(xué)的意義。隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展,以及工程巖土學(xué)理論知識和技術(shù)手段的日益完善,課程內(nèi)容必須及時更新,加強對新科技的廣泛運用。為在限定的課程學(xué)時內(nèi)提升教學(xué)效果,工程地質(zhì)學(xué)科多媒體教材的編制應(yīng)作為課堂教學(xué)的主要手段,課件的制作包括課程的理論內(nèi)容,文字不要過多,只表述知識點與關(guān)鍵詞即可,具體由老師自行編寫。多媒體課件的使用增強學(xué)習(xí)者對課堂知識的感知了解,教學(xué)內(nèi)容更加易于掌握和接受,也可以活躍課堂氣氛,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。視頻教學(xué)也可作為主要教學(xué)模式之一,介紹地球概況、巖漿、常見地質(zhì)災(zāi)害、地質(zhì)工程現(xiàn)場試驗等視聽教材。除了在部分課堂上進行演示外,教師還可以在課后通過網(wǎng)絡(luò)向?qū)W生開放,彌補課時短的不足,從基礎(chǔ)知識入手,逐步深化到實踐層面。
課堂教學(xué)方式由單一的灌輸式轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄渴胶陀懻撌剑捎媒處熒僬f、學(xué)生多說的教學(xué)模式,通過訓(xùn)練學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的思維,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考并解決問題,在課堂上要突破重難點問題,并根據(jù)這些問題多布置課堂討論作業(yè)或課后習(xí)題。學(xué)生對于圖片和聲音的認識遠大于語言,因此在介紹地質(zhì)專有名稱時要盡量用圖片講解,有關(guān)地質(zhì)機理的知識適當(dāng)通過動畫或視頻方式展開講解。這不但能夠有助于學(xué)習(xí)者直接理解抽象的專業(yè)術(shù)語,同時也可以幫助學(xué)習(xí)者產(chǎn)生更深的印象。比如對于巖石與化石概念之間的區(qū)分,對于初學(xué)者來說,單靠文字是很難掌握的,但如果在介紹知識點的過程中加入幾張圖片進行對照,學(xué)習(xí)者將更容易掌握和記憶[6]。
工程地質(zhì)教學(xué)主要以實踐為主,現(xiàn)場勘測則是課程的主要部分。實踐教學(xué)質(zhì)量的高低直接影響著學(xué)生對工程地質(zhì)理論知識的掌握程度。要提高工程地質(zhì)學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量,實習(xí)費用是最關(guān)鍵的因素,其中包括路費、住宿費,以及學(xué)習(xí)場地的建設(shè)以及購買必要的學(xué)習(xí)設(shè)備等開支。一般工程地質(zhì)實習(xí)最少要進行5-6周的時間,并且實踐場地的建設(shè)也直接關(guān)系到實習(xí)的費用以及質(zhì)量。在現(xiàn)場實踐中,教師會在現(xiàn)場簡單講解基礎(chǔ)知識,提出更多實際的問題,例如現(xiàn)場故障中,可以問學(xué)生如何判斷是正故障還是逆故障,有什么征兆。通過對這些實際問題的思考,根據(jù)現(xiàn)場問卷調(diào)查尋找答案,不僅鍛煉了學(xué)生的動手能力,還可以提高理解問題的能力。
工程地質(zhì)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容包括工程理論基礎(chǔ)知識與實踐教學(xué),內(nèi)容豐富、覆蓋面較廣。為了在限定時間內(nèi)達成教學(xué)目標,教師應(yīng)在完善教學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ)上,根據(jù)地方特色教學(xué)方法,著重講述當(dāng)?shù)爻R姷刭|(zhì)情況,讓學(xué)生可以迅速消化理論知識。另外,教師要重視對學(xué)生的實踐性教育,增強學(xué)生專業(yè)技能,讓他們更快、更牢固地掌握地質(zhì)工程基礎(chǔ)知識,實現(xiàn)培育復(fù)合型人才的目標。