面向新工科和“大土木”人才培養的工程地質實習探索與實踐

馬建軍 黃林沖 黨文剛 陳萬祥 林凱榮

【摘要】圍繞工程問題導向、學術能力培養、家國情懷培養和綜合素質提升等主要目標，工程地質課程組通過工程問題導向、學術能力培養和綜合能力評價等方法進行實踐。學生的工程素養、學術能力和綜合素質得到了很大的提升。

【關鍵詞】新工科 ?學術能力 ?探索與實踐

【基金項目】中山大學教育質量工程本科教學改革項目。

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）05-0160-02

一、引言

高質量的實習實踐教學是培養新時代合格工程師的重要保證，也是新工科建設對土木工程“大類培養”提出的具體要求[1-2]。同時，教育部提出了《關于高等學校加快“雙一流”建設的指導意見》，號召高等學校加速推進工科教育改革[3]。因此，實施“大土木”人才培養方案，必須重視和探索本專業的實習實踐課程建設[1-2];工程地質實習作為“大土木”第一門專業基礎實踐課，是重點探索的課程之一。

二、存在的問題

深入研究新工科發展需求的基本特征（新技術、新業態、新產業和新模式等）[3-4]后發現，教改方面存在的問題如下：

（一）工程地質實習教學理念模糊

工程地質實習指導教師一般是由具有地質學背景的教師擔任;這些教師理論功底深厚，大都認為工程地質實習就是將理論知識在實習中得到升華，轉化為解釋和分析地質地貌的能力。這種傳統認識持續了很長時間，因其偏重地質學概念和地質模型，忽略工程實踐活動內容，無法滿足培養工程問題分析能力這一基本要求，導致工程地質實習理念無法滿足新工科建設的需要。

（二）工程地質實習形式化問題

很多高校的工程地質實習形式化嚴重，主要表現在兩個方面：一是指導教師不重視實習教學，按照教學方案指定實習地點，讓學生自己參觀或者拍照，自己不到現場或者講解不到位，有些老師甚至僅僅派幾個研究生維持實習紀律。二是院系的重視程度不夠，每年工程地質實習教學經費都捉襟見肘，能省錢就省錢，能在室內參觀就不去野外實習，能進行視頻教學就不去工程現場，為了完成任務而出來實習。

（三）工程地質實習內容陳舊

調查發現，大多數開設土木工程專業的院校雖然都很重視地質學基礎知識實踐，但是，實習地點和實習內容幾乎延續十幾年的教學內容（地形、地貌、地質問題、巖石礦物、典型建筑），實習報告還是以前的版本，學生按照實習報告的格式去書寫或者填空，沒有與時俱進，忽略實踐能力和解決問題能力的培養。因此，傳統實習內容千篇一律，無法培養學生獨立思考能力、操作動手能力、工程問題意識及知識遷移能力，降低了工程師的培養質量，嚴重影響了新工科建設的成效和人才培養體系的完善[5]。

（四）工程地質實習考核標準低

工程地質實習的定位是掌握基本工程地質知識和部分專業技能，啟發后續專業課程學習興趣，開啟工程實踐學習篇章，也是工程技術能力提升的持續推動力[6]。因此，工程地質實習的考核應該全方位的，也是一個比較開放的問題。然而，現實中，很多高校重視實習動員和實習總結，忽視了實習考核，導致實習標準過低，基本上參加實習或者提交實習報告就可以及格、甚至被評為優秀。

（五）工程地質實習時間安排不合理

教學實踐證明，學生對知識的理解、接受、融會貫通需要一個過程，在該過程中學生的好奇心是最強烈的[1]，也就是說，學生實習實踐的關鍵時間是學生正好學習這一知識點的時候，通過理論聯系實際，提高學習效率。因此，理論課程結束后進行實習實踐，不一定能夠全方位提高學生的學習效率。

三、課程探索與實踐

（一）面向新工科的實踐教學理念

工程教育的目的是通過理論學習，加深理解、做到融會貫通，然后轉化為知識運用能力，最終表現為解決實際問題的能力[1-3]。因此，工程地質實習教學必須貫徹新工科要求的工程師培養理念，以實際問題為導向，培養學生將理念、原理和方法轉化為解決工程問題的能力。此外，教學理念還要圍繞中山大學人才培養目標[6]。在實踐教學環節中融入家國情懷、學術前沿及國家戰略的理念，啟發學生樹立工科報國的高尚情操，用科學家的愛國奉獻感染新時代大學生，鼓勵他們高標準嚴要求去提升自己的實踐能力。因此，在實習教學大綱中，也將工程素養、實踐能力和創新能力作為課程的主要目標，落點在培養具有家國情懷的工科領袖人才[6]。

（二）完善的實習準備工作和安全教育

基于面向工程問題和“大土木”工程專業培養的教學理念，課程組提前落實實習準備工作和安全教育，做到循序漸進和有針對性地開展。準備工作主要包括心理準備、知識準備、體能準備、設備準備、出行準備和學習準備。

（三）面向工程問題的啟發性實習教學模式

實習內容都設置了開方性的工程問題和地質問題，鼓勵學生自己提出問題，在實習現場進行討論分析。因此，指導老師也會鼓勵學生舉一反三，帶著問題去觀察和思考。例如實習中帶著問題去參觀大亞灣核電站，很多同學看了周圍的近乎垂直的花崗巖壁后，會被引導去探究“什么樣的地質情況適合建核電站？”大家都會想到巖石的巖性、板塊、斷裂、地震、海嘯等。啟發性實習教學收獲滿滿，實現了教師和學生的良性互動，提高了學生的學習積極性，培養了工程思維和發散思維能力，大大提升了學生的工程素質。

（四）面向工程和學術前沿的實習教學內容

新工科最基本的要求就是培養解決工程問題的能力[1]，工程地質實習的教學內容必須體現“基礎知識扎實、實踐能力突出、創新能力優良”的基本要求[6]。基礎知識扎實完備體現在幾個重要的實習模塊上：海洋和海岸模塊、陸相地貌和河流模塊等。實踐能力培養體現在城市建設模塊、自然資源模塊和島礁海洋開發等。例如雙月灣實習時，學生要思考砂質海岸或者淤泥質海灘高層建筑基礎類型和施工方法;在大亞灣核電站，學生基于大壩選址工作流程，通過地質調查、工程案例、施工方法和運營維護等方面進行選址綜合評價。面向學術前沿的地質實習內容落點在惠州雙月灣和韶關丹霞山。指導老師僅僅是拋磚引玉，讓學生自己去查閱文獻資料，給出自己的解釋。為了確保學術訓練效果，實習報告要求大家必須按照學術論文的語言和要求去完成，包括自己查重、附參考文獻和必要的繪圖說明。

（五）面向工程和學術能力的考核機制

課程組教師認真學習了澳大利亞新南威爾士大學的地質實習考核評價體系，結合專業基礎課程的培養目標，實施了面向工程和學術能力的考核機制，其評價體系如圖2所示。

考核體系主要分為現場紀律、實習報告、實習答辯和實習視頻4個部分。現場實習紀律是保證實習安全、規范實踐操作、端正實習態度和確保現場學習質量的關鍵。實習報告是本課程考核重點內容之一，占實習成績的50%。實習報告要求格式規范、表達嚴謹（參考科技論文標準）、內容全面、重點突出、有創新點、面向工程問題和學術問題、有深刻的思考感悟等。實習答辯也是本課程的重點考查方式之一，占實習成績的30%。實習答辯要求實習小組成員在5分鐘之內匯報本次實習的全部內容，同時選取其中一個重點內容做詳細匯報。答辯匯報的評委由本課程指導教師、校外專家和校內相近專業的教師組成，主要考查學生對地質學知識的理解能力、實踐能力、解決工程問題能力和學術能力。實習最后一項考核內容是實習視頻，占實習成績的10%。視頻制作需要滿足以下要求：必須包含所有實習內容，整體內容積極健康，重點突出1～2個主題內容，有自己的感悟和收獲，可以配音和適當剪輯，時間控制在5分鐘以內。實習視頻制作是課程組教師與時俱進的舉措，符合當代大學生自媒體喜好和展現自我的需求。學生實習視頻質量較好，展現了多姿多彩的地質美景、富有挑戰性的工程問題、事關人類發展的環境保護問題、矛盾而又統一的地質環境與工程建筑活動相互作用、神奇的地形地貌形成過程、復雜的地下水流系統、神秘的珠寶開采制造和深部采礦等。

（六）高尚的家國情懷實習文化建設

實習報告和實習視頻部分要求大家表達實習收獲和實習感悟。具體表現內容為知識性進步需要經歷刻苦的學習過程，實踐能力需要多動手和多觀察，工程問題的解決需要多思考和查閱資料等。這些工程素養和學術能力培養離不開吃苦耐勞的優秀品質。實習中，我們灌輸學生家國情懷的思想：中山大學在民族危亡的關鍵時刻成立，目的是為人民培養人才，實現民族復興。同理，要想成為一個優秀的工程師，僅僅靠自身努力還不夠，必須將自己的人生目標和國家重大發展戰略結合起來，必須將國家需求和自己的努力奮斗結合起來，必須有遠大的理想和報國之志。

（七）實習單位-學生-指導教師互動反饋機制

為了提升實習質量、優化課程內容和教學目標，課程組教師制定了實習單位-學生-指導教師反饋機制。首先是對學生進行實習教學回訪，解決學生的實習難題;其次是對實習單位進行回訪，聽取實習單位的評價和建議;最后是教師-實習單位-學生互動反饋，教師根據學生的難題和要求，結合實習單位的反饋意見，和學生一起協商改進措施，提高實習效果。

四、探索成效

實習課程結束后，綜合調查和反饋發現絕大多數學生對工程地質實習比較滿意，實習優秀率高達35%，說明實習探索實踐取得了較好成效。調研顯示，學生對“大土木”工程專業的認識提升到95.7%，工程意識和思維能力培養滿意度接近90%。實習答辯評委意見認為，學生的答辯成績都在良好以上，其中40%的學生達到了優秀水平，說明工程地質實習探索實踐初具成效，值得推廣。

五、結論

針對國內主流高校工程地質實習教學存在的問題，基于新工科建設和“大土木”人才培養理念，提出了7個方面的改進舉措，并通過具體的實習教學過程進行實踐和探索。教學實踐證明，本次實踐教學取得了較好的效果，學生的工程素養、實踐能力、學術能力、綜合素質和“大土木”工程專業認識度得到了很大的提升。

參考文獻：

[1]李培根，許曉東，陳國松.我國本科工程教育實踐教學問題與原因探析[J].高等工程教育研究，2012（3）：1-6.

[2]蘇原，鄭俊杰.土木工程專業工程實踐模式的探索與實踐[J].高等工程教育研究，2019（4）：107-112.

[3]教育部高等教育司.教育部辦公廳關于推薦新工科研究與實踐項目的通知[Z].教高司函[2017]33號，2017.

[4]李華，胡娜，游振聲.新工科：形態、內涵與方向[J].高等工程教育研究，2017，4：16-19.

[5]張土喬，張燕，邵煜等.問題和工程案例為導向的工程流體力學課堂教學改革[J].教育教學論壇，2019，33：105-107.

[6]黃林沖，孫鵬飛，梁禹.新工科建設中力學專業人才培養模式探討[J].課程教育研究，2019，1.

[7]陳國松.我國重點大學本科工程教育實踐教學改革研究[D].華中科技大學，2012.

作者簡介：

馬建軍（1983年-），男，副教授，主要是進行隧道及地下空間工程研究。