巖土鉆掘工程系列課程體系建設與教學實踐

摘要：巖土鉆掘工程廣泛應用于城市工程建設、地下工程施工、深部科考及礦產資源勘探等領域，其系列課程體系建設有利于把握專業應用需求、觸發創新。從鉆掘系列課程教學實踐入手，展開多角度、多層次教學新模式的探索，以知識—能力—素質—創新為主線，以培養學生創新能力與實踐能力為目標，結合學校獨特優勢，將工程創新思維應用于教學實踐，提出了以“優化模塊式課程體系、創新研究型教學方法、構建教學實踐體系、研究創新與教學成果考評體系”為核心的多元化教學模式內涵。

關鍵詞：巖土鉆掘工程；課程體系；教學實踐

中圖分類號：G423.04 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2016）05-0083-03

巖土鉆掘工程系列課程是集理論科學性、生產實踐性、實驗研究應用性于一體的綜合性系列課程。在專業修訂完善的“重基礎、寬口徑”人才培養教學計劃中，如何優化課程體系中的課程設置與人才培養計劃，并保障專業創新型人才培養的質量，需大力推進相應的質量工程建設，為學生搭建自由寬松的創新平臺。結合地質資源與地質工程專業的獨特優勢，將工程創新思維應用于教學實踐中，提出以“優化模塊式課程體系、創新研究型教學方法、構建教學實踐體系、研究創新與教學成果考評體系”為核心的多元化教學模式，為最終造就創新型人才提供優良環境。

一、優化模塊式課程體系，突出專業特色

就鉆掘類模塊式課程體系而言，如何對課程內容進行優化配置是首先要解決的問題。礦業、地質類院校現有鉆掘類課程在專業內容設計上比較單一，主要側重于地質影響因素，忽視了工程技術因素，導致學生欠缺機械、工程技術等方面的知識，以至于走向工作崗位后，遇到鉆掘過程中出現的一些問題不知道如何下手。而作為教學研究型大學本科生培養方案，應使學生不僅具有基本的專業技術知識和能力，還應當有處理疑難問題的多學科知識統籌能力[1]。因此，對于鉆掘類課程內容設計既要涵蓋地質學領域的基本知識，又要兼顧工程技術手段與方法，將整個地質領域與工程領域的理論與方法融合在一起，構建多學科交叉兼顧的知識體系。在專業內容設計上還要結合學校特色、專業特色，考慮專業背景不同，就業方向不同，對課程內容進行安排與取舍：對于資源勘查方向的學生，將課程重點放在煤田地質鉆探、定向鉆進等勘探鉆掘類上；對于煤層氣資源方向的學生，鉆掘類課程內容主要以煤層氣井（包括地面垂直井、多分支水平井）鉆探方法與完井工藝、煤層氣開采鉆井液體系和儲層保護完井液技術等為主；而對于巖土勘察方向的學生，課程內容主要向巖土鉆掘、工程施工鉆探等方向延伸。除此之外，課程內容還要結合現場實踐，增加鉆井事故處理分析方面的內容，使教學內容更加豐富。通過完善鉆掘類課程內容，以“全面兼顧，特色鮮明，重點突出”為準則，力求使每個學生都能很好地統籌專業內容，找到熟悉專業知識切入點，更快地適應用人單位要求。

二、創新研究型教學方法，促進學習與研究融入教學過程

教學是個復雜的體系，是衡量學生的手段，可有效調動學生學習的積極性。例如采用答辯的方式，設計一個具體的工程實踐問題，或分析一篇綜合性強，高水平的科技論文，都有可能激發學生查閱大量文獻，從而學到更多課堂上無法一一細述的專業知識點。另外，解決實踐中的某一難題則更能體現學以致用。因此，盡量減少理論背誦的常規考試模式，更多地挖掘學生的思考和創新能力。

鉆掘類課程的教學主要以學生為主體，以提高學生創新能力與實踐能力為目的，以塑造持久性課程文化為核心，采用傳統課堂教學與研討式教學相結合的模式并行展開。

在傳統課堂教學中首先簡短介紹整個課程大綱，包括所需預備知識、參考書籍以及文獻查閱技巧等，然后將課程內容分割處理，分為研究現狀（鉆掘技術發展的歷史與前沿動態）、基礎介紹（包括基礎鉆探設備、地質影響、完井工藝等）、特色專題（結合鉆掘類的縱橫項目，將設計方案與思路整理融合做成專題向學生展示與講解）。這樣做的好處是以教材為基礎而又不依賴于教材，更好地讓學生了解學科前沿，掌握鉆掘課程學習技巧，熟悉鉆掘技術與項目流程，從而讓學生更加從容地面向就業，服務社會。這就要求教師必須及時追蹤、查閱最新資料，更新知識內容，總結項目報告，提煉學科精華。

除了傳統課堂教學方法之外，引入研討式教學方法，將研究與討論貫穿于鉆掘類課程始終，吸收西方發達國家的教學優勢，結合學校鉆掘類課程的專業特點，形成更加靈活、獨具特色的研討式教學方法。其具體的教學過程分為：（1）指導選題。結合學科研究進展與專業背景提出不同選題方案，將學生分組，告知學生研究方法與要求。（2）分工合作與交流。每個小組按照教師傳授的方法分工合作，并定期進行小組探討，交流研究情況，共同解決研究難點。（3）小組匯報。每個小組以匯報的形式展示最終研究成果，教師和其他學生負責提出問題，展開討論。（4）總結與啟發。每個小組成員總結研究內容與成果，寫出研究心得，加深對鉆掘類課程的理解。這種“授之以漁”的研討式教學方法能夠很好地調動學生的積極性，訓練學生的創新性思維，培養科研實踐能力，并建立了教師為主導、學生為主體新的關系，成為多樣化創新人才培養的重要載體。

三、構建研究型實踐教學體系，培養創新性高素質人才

實踐教學是高校創新型人才培養的關鍵途徑，構建科學合理的研究型實踐教學體系是對“學而優則用、學而優則創”的礦大辦學理念的深入貫徹，是提高學生實踐能力和創造力的重要保障。學校“地質資源與地質工程”專業建設組以鉆掘類系列課程為依托，以研究型教育為手段，創新能力培養為目標，一切有助于學生順利就業、提高社會競爭力為準繩，不斷加強實踐環節建設與改革，豐富實踐形式與內容，形成了實踐與科研創新相結合，實踐與生產相結合的多層次實踐教學體系。

（一）鉆掘類課程實踐教學與科研創新相結合模式

在掌握鉆掘技術發展動態的同時，把實踐教學與科研創新相結合，將科研方法延伸到鉆掘實踐教學中去，在實踐教學中檢驗科研方法，最終發現問題、解決問題，推動科研創新。該模式以學生參與教師科研項目與大學生創新計劃項目、開放性實驗設計等為主要表現形式。通過教師指導，使學生在資料調查、室內實驗、數值模擬、畫圖分析、論文報告等環節得到鍛煉。以開放性實驗設計為例，近年來學生自主設計的開放性實驗包括：不同鉆孔施工工藝應用機理研究；不同應用鉆頭設計、不同應用泥漿配置；鉆孔圍巖穩定性影響研究；定向孔的孔深軌跡理論研究；鉆探施工廢棄泥漿處理研究；不同鉆具組合的造斜率的影響因素；煤層氣井玻璃鋼套管研究與應用；為了讓實踐教學與科研創新更好地結合，就要加強實驗室基礎設施建設，形成良好的創新教育環境；不斷完善實踐教學管理制度，加速建設開放型實驗室，讓越來越多的學生享受到便利的教育資源，提高實驗室利用效率。

（二）鉆掘類課程實踐教學與生產結合模式

培養素質能力高、適應性強的應用型人才就必須加強與生產一線的聯系[2]。地質資源與地質工程是礦大的品牌專業，學院與許多企業、設計院所保持了良好的合作關系，許多企業直接參與了實踐教學指導活動，并為學生提供生產實踐基地[3-4]。針對鉆掘類課程的實踐教學，學院與生產單位共同參與指導，讓學生走進生產現場參與實習，與一線技術人員進行交流，熟悉現場鉆探工藝流程，了解現場鉆井事故處理方法，增加感性認識，并引導學生發現問題，培養學生現場分析問題和解決問題的能力。這種模式極大地提高了學生的實踐能力，加深了學生對未來工作的認識，加強了高校與企業的聯系，解決了理論與實踐脫節的問題。

四、完善教學考評體系，塑造創新文化氛圍

考評體系具有重要的導向功能，科學合理的教學考評體系能夠引導和推進研究型教學的有效實施。目前教學考評體系不夠完善，嚴重制約了研究型教學的開展。以往“一考定全局”是傳統教學對學生能力考核與教學效果考核的唯一手段，而對于“重實踐”的鉆掘類課程，這種單一的考評方式不僅不能夠反映教學效果的好壞，而且還阻礙了學生創新能力與實踐能力的培養，抹殺了學生學習的積極性。因此要完善鉆掘類課程教學考評體系，科學合理地對教學效果與學生能力進行全面客觀評價。

通過大學生科研創新計劃、教師科研創新項目、學術論文寫作、專利發明和申報等反饋學生創新能力的程度與量化關系，引出新的考評發展思路：通過多層次載體來考評學生能力與研究型教學效果。積極鼓勵學生參加科技創新活動和科研項目，并將所有載體列入學生考評影響因素，多角度、全方位地評價學生能力，調動學生的積極性，培養學生創新能力與實踐能力，提升研究型教學模式的教學效果。

五、結語

鉆掘類系列課程涉及內容復雜，知識面廣，既有普遍工科類課程實踐性較強的通性，又有其專業性與創新性較強的特性。因此，對于鉆掘類人才培養就有了兼顧“實踐與創新”更高要求，反饋到鉆掘類課程研究型教學中就是要進行教學改革，優化教學體系，堅持創新教育，提高教學質量，以培養學生的工程實踐能力和創新能力為目標，通過鉆掘類課程的改革，由點到面，逐步推進，最終完成整個巖土工程方向的研究型教育改革，為國家培養更多的高素質人才。

參考文獻：

[1]楊偉峰， 夏筱紅. 把握專業應用需求，注重實踐，觸發創新—以“巖土鉆掘工程”課程創新實踐為例[J].中國地質教育， 2011（1）： 55-57.

[2] 陳濱. 面向煤炭行業“卓越工程師”培養的研究型教學[J]. 煤炭高等教， 2012， 30（6）： 120-122.

[3]楊鳳， 劉軍. 土木工程專業實驗教學改革與實踐研究[J]. 高等建筑教育， 2014， 23（5）： 110-114.

[4] 張舉鋼. 地學專業多元化實踐教學模式的探討[J]. 中國地質教育， 2013（2）： 13-15.