“鉆探與掘探”課程體系與教學方法研究

高正夏

河海大學　地球科學與工程學院，江蘇　南京　210098

“鉆探與掘探”課程體系與教學方法研究

高正夏

河海大學地球科學與工程學院，江蘇南京210098

摘 要：“鉆探與掘探”是河海大學地質(zhì)工程專業(yè)的專業(yè)必修課，本文針對該課程內(nèi)容散雜、定性描述多等特點，設計了不同的教學方法。同時強調(diào)，只有密切與其他課程的聯(lián)系，并加強與人文素質(zhì)教育的有機結(jié)合，才能使課堂教學從有效向高效轉(zhuǎn)化。

關鍵詞：鉆探與掘探；課程體系；教學方法

河海大學地質(zhì)工程專業(yè)1978年開始招收第一屆本科生，當時的專業(yè)名是水文地質(zhì)與工程地質(zhì)，而專業(yè)課的名稱和教學內(nèi)容都在不斷地變化發(fā)展之中。以本課程為例，專業(yè)創(chuàng)辦之初，課程名稱是“水利水電工程地質(zhì)鉆探”，主要為適應當時創(chuàng)辦專業(yè)的宗旨，即為我國水利水電工程培養(yǎng)地質(zhì)人才。后來，課程名又改為“勘探技術”，該名稱并不是很合適，因為勘探技術包含的范圍很廣，除鉆探與掘探外，至少還有物探、化探等。所以最新的課程改革，把課程名稱改為“鉆探與掘探”，與“物探與化探”“工程地質(zhì)原位測試”等課程并列為專業(yè)必修課。

一、“鉆探與掘探”教學內(nèi)容與課程體系

“鉆探與掘探”是地質(zhì)工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課。該課程的主要任務是使學生系統(tǒng)了解各種勘探方法及其相關技術，掌握勘探孔布置的原則、基巖中鉆探的三大方法、土層中的鉆進特別是原狀土的取樣技術以及與鉆探緊密相關的三大試驗（注水試驗、抽水試驗、壓水試驗）。課程還對探井、探槽、探硐的有關知識、勘探現(xiàn)場的野外描述和內(nèi)業(yè)資料整理以及計算機技術的應用作了介紹。通過該課程的學習，為今后繼續(xù)學習工程地質(zhì)勘察、水文地質(zhì)勘察、巖土工程勘察等建立必要的知識準備，同時還可以培養(yǎng)學生的專業(yè)意識，了解地質(zhì)工程專業(yè)對國民經(jīng)濟建設的重要性。同時地質(zhì)工程專業(yè)也是一個十分辛苦的行業(yè)，要求學生具備吃苦耐勞的素質(zhì)、較強的野外動手能力，靈活運用所學知識解決實際問題的能力等（表1）。

表1　“鉆探與掘探”課程教學體系及學生能力培養(yǎng)

一項工程建設會動用各種勘探手段，而鉆探與掘探是最核心的手段，與其他勘探手段有非常緊密的關系（圖1）。

圖1　鉆探與掘探與其他常見勘探手段的關系

二、“鉆探與掘探”課程特點與教學方法

“鉆探與掘探”課程有以下幾個顯著的特點：（1）內(nèi)容散雜，大多為定性的描述，沒有嚴密的數(shù)學推導和邏輯推理；（2）涉及機械設備、冶金工藝等本專業(yè)學生不太熟悉的內(nèi)容；（3）實踐性較強，光靠課堂講授，學生無法掌握將來工作必需的實用技能。

教學方法從宏觀上講主要包括：以語言形式獲得間接經(jīng)驗的教學方法，以直觀形式獲得直接經(jīng)驗的教學方法和以實訓形式獲得技能、技巧的教學方法等。這些教學方法都有極其重要的實用價值，對提高教學質(zhì)量具有特定的功效。但任何教學方法都不是萬能的，它需要教師切實把握各種教學方法的特點、作用、適用范圍和條件以及課程的特點，使其在教學實踐中真正有效和高效。

針對“鉆探與掘探”課程的特點，筆者在教學方法的選擇上主要考慮了以下幾方面。

（1）針對課程散雜枯燥的特點，加強課堂設計。人的大腦分左右兩半球，它們各有不同的功能。大腦左半球主要功能是進行邏輯推理和語言表達，右半球的主要功能是進行空間和形象的思維，具體體現(xiàn)在直覺、節(jié)奏、形象、想象、空間感、整體性等方面的能力。課堂設計時要充分考慮左右腦的功能分工，把一些抽象的問題通過形象表現(xiàn)出來，如講授“中國古代鉆探史”卓筒井部分時，可充分采用文學、歷史、旅游等元素，涉及李冰、蘇東坡、李約瑟，自貢鹽井、燊海井以及西方同時期鉆井技術和礦產(chǎn)資源的開采歷史。利用圖片動畫讓同學加深卓筒井鉆進工藝的理解，講解科技的同時，兼顧了文學、歷史、藝術，使學生接受科技教育的同時還接受了人文素質(zhì)教育。關鍵是兩節(jié)課90分鐘的時間讓學生的左右大腦功能交替得到發(fā)揮，無形中提高了課堂效率（圖2）。

圖2　課程知識點與人類大腦左右半球的功能分工

（2）合理使用多媒體。很多學生在上這門課之前連鉆機是什么樣都沒印象，更談不上對鉆頭、鉆桿、鉆進過程的認識。這部分內(nèi)容涉及許多機械冶金常識，單純用語言敘述，效果不佳。多媒體手段在這兒就派上了用場，例如講鉆進過程時，先放一段半小時左右典型工地的真實鉆探視頻，然后再就視頻中出現(xiàn)的知識點提出若干問題，組織學生通過錄像回憶討論，最后再將視頻重復看一遍，學生可以掌握該部分關鍵的名詞術語，同時，對鉆機鉆孔的真實情況又有了比較強烈的感性認識。又例如，講到鉆孔彎曲時，因鉆孔彎曲是在三維空間變化的，很難想象鉆孔的真實軌跡，這時，通過一段典型的動畫，問題就變得很清晰。目前，多媒體手段已很普遍，但很容易走向另一個極端，好多教師離開了PPT，課就無法講，從頭到尾，幻燈片一張接一張放，學生眼睛非常疲勞，實際上，一些傳統(tǒng)的教學手段如適當?shù)陌鍟荒軖仐墸嗝襟w手段一定要用得恰到好處。

（3）抓好實踐性教學。針對課程實踐性強的特點，在教學中也做了充分考慮，基本上從三個環(huán)節(jié)來彌補純課堂講授的不足。第一，引入課內(nèi)實訓環(huán)節(jié)，即在課堂講授時采用真實的工程案例和工程圖紙。如講授工程的鉆孔與探硐布置時，首先將真實的水利工程水工建筑物布置圖展示給大家，讓同學們充分討論在不同的工程勘探階段鉆探與掘探工作如何布置，然后再將設計院的布置方案與同學們討論的方案進行比較，使學生能更緊密地與工程實際接軌。第二，利用兄弟課程的野外實習機會。如我校同期開設了一門“工程地質(zhì)原位測試”，安排了半個學分的實習，原位測試很多工作離不開鉆機和鉆孔，所以在原位測試實習的同時，讓學生有意識地結(jié)合“鉆探與掘探”課程相關知識進行實習，既為學校節(jié)省了實習經(jīng)費，同時也提高了“鉆探與掘探”課的教學質(zhì)量。第三，充分利用我校地質(zhì)專業(yè)的生產(chǎn)實習。“鉆探與掘探”課程中有一個很重要的內(nèi)容，就是鉆孔的野外編錄和掘探工程的野外編錄，這部分內(nèi)容如果光依靠講授和看書，基本上沒有什么效果，必須采用單兵實訓的方法才能見效，一門課學時有限，實訓的現(xiàn)場條件也不具備，所以在生產(chǎn)實習中專門安排了地質(zhì)編錄環(huán)節(jié)，極大地彌補了課堂教學的不足。

三、 幾個問題的探討

儒家經(jīng)典《禮記》中有一段話：“雖有佳肴，弗食，不知其旨也；雖有至道，弗學，不知其善也。是故學然后知不足，教然后知困。知不足，然后能自反；知困，然后能自強也。故曰：教學相長也。”教學是科學也是藝術，教學無止境，在今后的教學中，筆者認為以下兩方面值得進一步探討。

（1）有效教學源于20世紀上半葉西方的教學科學化運動，其核心是以學生有無進步與發(fā)展作為衡量教學效益的唯一標準。在一切教學活動中，學生永遠是主體，一個教師口才再好，多媒體課件做得再漂亮，如果學生沒有學到任何東西，教學效果仍然為零，所以，一切教學方法和教學手段的采用，都必須使教學有效，也就是讓學生掌握所講課程的必備知識。教學有效是底線，我們還必須努力使教學高效，關于如何使教學從有效變高效，目前沒有統(tǒng)一的標準。筆者認為所謂高效應該體現(xiàn)在花最少的錢和最少的課時完成了課程的教學任務。我們現(xiàn)在一門課的學時數(shù)往往都是相差不多的整數(shù)，常見的為2個學分即32個課時，但課與課的信息量往往很難科學界定，所以目前的這種課程學分制應該存在一定的學時浪費。另外學校的實習經(jīng)費往往也非常有限，如何把錢花在刀刃上也值得深入研究。

（2）科技教育與人文教育的有機結(jié)合是很多有識之士的共識，專業(yè)課課程體系設置不夠?qū)挿海灾梁芏啻髮W專業(yè)課老師非常強調(diào)教學內(nèi)容的專業(yè)性和前沿性，而忽視了教育是培養(yǎng)人的綜合素質(zhì)這一根本目的。筆者認為應該在一門課中盡可能有意識地把科技教育和人文教育統(tǒng)一起來。其實，大學教育與中小學教育甚于幼兒園教育并沒有本質(zhì)上的區(qū)別，很多的教學理念和教學方法是相通的。

通過多年的“鉆探與掘探”課教學實踐，筆者深切感到要想上好這門課，必須時刻樹立以學生為中心的思想，對學生要充滿愛心，要盡其所能了解所教每個學生的特點。教學效果的唯一評判標準就是學生通過學習掌握了多少知識和技能，尤其是技能的培養(yǎng)更應放到傳授知識的前面，而能力不僅僅是專業(yè)能力，而應包括人文在內(nèi)的綜合能力。教師的境界應該有三重，第一境界為解惑，滿足學生的好奇心；第二境界為授業(yè)，解決學生的職業(yè)需求；第三境界為傳道，使學生的身心全面健康地發(fā)展。

參考文獻：

[1] 楊叔子.求學的方法[M].西安：陜西師范大學出版社，2002：181-198.

[2] 盧予北.鉆探技術研究與實踐[M].鄭州：黃河水利出版社，2008.

[3] 劉廣志.中國鉆探科學技術史[M].北京：地質(zhì)出版社，1998.

[4] 陸忠花.“技能導向”教學法研究[J].素質(zhì)教育論壇，2010，(10)：44-46.

[5] 王國忠，金麗，林巖，等.問題歸納教學法的研究與探討[J].齊齊哈爾醫(yī)學院學報，2010，(13)：2139-2140.

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1006-9372 （2013）04-0075-03

收稿日期：2013-08-07。

作者簡介：高正夏，副教授，主要從事地下水資源及工程勘探的教學和研究工作。

Study On Curriculum System and Teaching Methods of the Course of Drilling and Mining Exploration

GAO Zheng-xia
Hohai University, Nanjing 210098, China

Abstract：Drilling and mining exploration is a professional required course of geological engineering of Hohai University. The paper designed different teaching methods against the characteristics of the course such as scattered content and more qualitative description.In addition, it is possible that the classroom teaching is transformed from effectiveness to efficiency only through close contact with other courses and humanistic quality education.

Key words：drilling and mining exploration; curriculum system; teaching method