面向新工科和“大土木”人才培養(yǎng)的工程地質(zhì)實習(xí)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(dǎo)向、學(xué)術(shù)能力培養(yǎng)、家國情懷培養(yǎng)和綜合素質(zhì)提升等主要目標(biāo)，工程地質(zhì)課程組通過工程問題導(dǎo)向、學(xué)術(shù)能力培養(yǎng)和綜合能力評價等方法進行實踐。學(xué)生的工程素養(yǎng)、學(xué)術(shù)能力和綜合素質(zhì)得到了很大的提升。

【關(guān)鍵詞】新工科 ?學(xué)術(shù)能力 ?探索與實踐

【基金項目】中山大學(xué)教育質(zhì)量工程本科教學(xué)改革項目。

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

一、引言

高質(zhì)量的實習(xí)實踐教學(xué)是培養(yǎng)新時代合格工程師的重要保證，也是新工科建設(shè)對土木工程“大類培養(yǎng)”提出的具體要求[1-2]。同時，教育部提出了《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見》，號召高等學(xué)校加速推進工科教育改革[3]。因此，實施“大土木”人才培養(yǎng)方案，必須重視和探索本專業(yè)的實習(xí)實踐課程建設(shè)[1-2];工程地質(zhì)實習(xí)作為“大土木”第一門專業(yè)基礎(chǔ)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(fā)展需求的基本特征（新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)和新模式等）[3-4]后發(fā)現(xiàn)，教改方面存在的問題如下：

（一）工程地質(zhì)實習(xí)教學(xué)理念模糊

工程地質(zhì)實習(xí)指導(dǎo)教師一般是由具有地質(zhì)學(xué)背景的教師擔(dān)任;這些教師理論功底深厚，大都認為工程地質(zhì)實習(xí)就是將理論知識在實習(xí)中得到升華，轉(zhuǎn)化為解釋和分析地質(zhì)地貌的能力。這種傳統(tǒng)認識持續(xù)了很長時間，因其偏重地質(zhì)學(xué)概念和地質(zhì)模型，忽略工程實踐活動內(nèi)容，無法滿足培養(yǎng)工程問題分析能力這一基本要求，導(dǎo)致工程地質(zhì)實習(xí)理念無法滿足新工科建設(shè)的需要。

（二）工程地質(zhì)實習(xí)形式化問題

很多高校的工程地質(zhì)實習(xí)形式化嚴重，主要表現(xiàn)在兩個方面：一是指導(dǎo)教師不重視實習(xí)教學(xué)，按照教學(xué)方案指定實習(xí)地點，讓學(xué)生自己參觀或者拍照，自己不到現(xiàn)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(xí)紀律。二是院系的重視程度不夠，每年工程地質(zhì)實習(xí)教學(xué)經(jīng)費都捉襟見肘，能省錢就省錢，能在室內(nèi)參觀就不去野外實習(xí)，能進行視頻教學(xué)就不去工程現(xiàn)場，為了完成任務(wù)而出來實習(xí)。

（三）工程地質(zhì)實習(xí)內(nèi)容陳舊

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)開設(shè)土木工程專業(yè)的院校雖然都很重視地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識實踐，但是，實習(xí)地點和實習(xí)內(nèi)容幾乎延續(xù)十幾年的教學(xué)內(nèi)容（地形、地貌、地質(zhì)問題、巖石礦物、典型建筑），實習(xí)報告還是以前的版本，學(xué)生按照實習(xí)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(yǎng)。因此，傳統(tǒng)實習(xí)內(nèi)容千篇一律，無法培養(yǎng)學(xué)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(yǎng)質(zhì)量，嚴重影響了新工科建設(shè)的成效和人才培養(yǎng)體系的完善[5]。

（四）工程地質(zhì)實習(xí)考核標(biāo)準(zhǔn)低

工程地質(zhì)實習(xí)的定位是掌握基本工程地質(zhì)知識和部分專業(yè)技能，啟發(fā)后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)興趣，開啟工程實踐學(xué)習(xí)篇章，也是工程技術(shù)能力提升的持續(xù)推動力[6]。因此，工程地質(zhì)實習(xí)的考核應(yīng)該全方位的，也是一個比較開放的問題。然而，現(xiàn)實中，很多高校重視實習(xí)動員和實習(xí)總結(jié)，忽視了實習(xí)考核，導(dǎo)致實習(xí)標(biāo)準(zhǔn)過低，基本上參加實習(xí)或者提交實習(xí)報告就可以及格、甚至被評為優(yōu)秀。

（五）工程地質(zhì)實習(xí)時間安排不合理

教學(xué)實踐證明，學(xué)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(xué)生的好奇心是最強烈的[1]，也就是說，學(xué)生實習(xí)實踐的關(guān)鍵時間是學(xué)生正好學(xué)習(xí)這一知識點的時候，通過理論聯(lián)系實際，提高學(xué)習(xí)效率。因此，理論課程結(jié)束后進行實習(xí)實踐，不一定能夠全方位提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

三、課程探索與實踐

（一）面向新工科的實踐教學(xué)理念

工程教育的目的是通過理論學(xué)習(xí)，加深理解、做到融會貫通，然后轉(zhuǎn)化為知識運用能力，最終表現(xiàn)為解決實際問題的能力[1-3]。因此，工程地質(zhì)實習(xí)教學(xué)必須貫徹新工科要求的工程師培養(yǎng)理念，以實際問題為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生將理念、原理和方法轉(zhuǎn)化為解決工程問題的能力。此外，教學(xué)理念還要圍繞中山大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)[6]。在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中融入家國情懷、學(xué)術(shù)前沿及國家戰(zhàn)略的理念，啟發(fā)學(xué)生樹立工科報國的高尚情操，用科學(xué)家的愛國奉獻感染新時代大學(xué)生，鼓勵他們高標(biāo)準(zhǔn)嚴要求去提升自己的實踐能力。因此，在實習(xí)教學(xué)大綱中，也將工程素養(yǎng)、實踐能力和創(chuàng)新能力作為課程的主要目標(biāo)，落點在培養(yǎng)具有家國情懷的工科領(lǐng)袖人才[6]。

（二）完善的實習(xí)準(zhǔn)備工作和安全教育

基于面向工程問題和“大土木”工程專業(yè)培養(yǎng)的教學(xué)理念，課程組提前落實實習(xí)準(zhǔn)備工作和安全教育，做到循序漸進和有針對性地開展。準(zhǔn)備工作主要包括心理準(zhǔn)備、知識準(zhǔn)備、體能準(zhǔn)備、設(shè)備準(zhǔn)備、出行準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)準(zhǔn)備。

（三）面向工程問題的啟發(fā)性實習(xí)教學(xué)模式

實習(xí)內(nèi)容都設(shè)置了開方性的工程問題和地質(zhì)問題，鼓勵學(xué)生自己提出問題，在實習(xí)現(xiàn)場進行討論分析。因此，指導(dǎo)老師也會鼓勵學(xué)生舉一反三，帶著問題去觀察和思考。例如實習(xí)中帶著問題去參觀大亞灣核電站，很多同學(xué)看了周圍的近乎垂直的花崗巖壁后，會被引導(dǎo)去探究“什么樣的地質(zhì)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(fā)性實習(xí)教學(xué)收獲滿滿，實現(xiàn)了教師和學(xué)生的良性互動，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了工程思維和發(fā)散思維能力，大大提升了學(xué)生的工程素質(zhì)。

（四）面向工程和學(xué)術(shù)前沿的實習(xí)教學(xué)內(nèi)容

新工科最基本的要求就是培養(yǎng)解決工程問題的能力[1]，工程地質(zhì)實習(xí)的教學(xué)內(nèi)容必須體現(xiàn)“基礎(chǔ)知識扎實、實踐能力突出、創(chuàng)新能力優(yōu)良”的基本要求[6]?；A(chǔ)知識扎實完備體現(xiàn)在幾個重要的實習(xí)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(yǎng)體現(xiàn)在城市建設(shè)模塊、自然資源模塊和島礁海洋開發(fā)等。例如雙月灣實習(xí)時，學(xué)生要思考砂質(zhì)海岸或者淤泥質(zhì)海灘高層建筑基礎(chǔ)類型和施工方法;在大亞灣核電站，學(xué)生基于大壩選址工作流程，通過地質(zhì)調(diào)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?qū)W術(shù)前沿的地質(zhì)實習(xí)內(nèi)容落點在惠州雙月灣和韶關(guān)丹霞山。指導(dǎo)老師僅僅是拋磚引玉，讓學(xué)生自己去查閱文獻資料，給出自己的解釋。為了確保學(xué)術(shù)訓(xùn)練效果，實習(xí)報告要求大家必須按照學(xué)術(shù)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(xué)術(shù)能力的考核機制

課程組教師認真學(xué)習(xí)了澳大利亞新南威爾士大學(xué)的地質(zhì)實習(xí)考核評價體系，結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)目標(biāo)，實施了面向工程和學(xué)術(shù)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(xiàn)場紀律、實習(xí)報告、實習(xí)答辯和實習(xí)視頻4個部分?，F(xiàn)場實習(xí)紀律是保證實習(xí)安全、規(guī)范實踐操作、端正實習(xí)態(tài)度和確?，F(xiàn)場學(xué)習(xí)質(zhì)量的關(guān)鍵。實習(xí)報告是本課程考核重點內(nèi)容之一，占實習(xí)成績的50%。實習(xí)報告要求格式規(guī)范、表達嚴謹（參考科技論文標(biāo)準(zhǔn)）、內(nèi)容全面、重點突出、有創(chuàng)新點、面向工程問題和學(xué)術(shù)問題、有深刻的思考感悟等。實習(xí)答辯也是本課程的重點考查方式之一，占實習(xí)成績的30%。實習(xí)答辯要求實習(xí)小組成員在5分鐘之內(nèi)匯報本次實習(xí)的全部內(nèi)容，同時選取其中一個重點內(nèi)容做詳細匯報。答辯匯報的評委由本課程指導(dǎo)教師、校外專家和校內(nèi)相近專業(yè)的教師組成，主要考查學(xué)生對地質(zhì)學(xué)知識的理解能力、實踐能力、解決工程問題能力和學(xué)術(shù)能力。實習(xí)最后一項考核內(nèi)容是實習(xí)視頻，占實習(xí)成績的10%。視頻制作需要滿足以下要求：必須包含所有實習(xí)內(nèi)容，整體內(nèi)容積極健康，重點突出1～2個主題內(nèi)容，有自己的感悟和收獲，可以配音和適當(dāng)剪輯，時間控制在5分鐘以內(nèi)。實習(xí)視頻制作是課程組教師與時俱進的舉措，符合當(dāng)代大學(xué)生自媒體喜好和展現(xiàn)自我的需求。學(xué)生實習(xí)視頻質(zhì)量較好，展現(xiàn)了多姿多彩的地質(zhì)美景、富有挑戰(zhàn)性的工程問題、事關(guān)人類發(fā)展的環(huán)境保護問題、矛盾而又統(tǒng)一的地質(zhì)環(huán)境與工程建筑活動相互作用、神奇的地形地貌形成過程、復(fù)雜的地下水流系統(tǒng)、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(xí)文化建設(shè)

實習(xí)報告和實習(xí)視頻部分要求大家表達實習(xí)收獲和實習(xí)感悟。具體表現(xiàn)內(nèi)容為知識性進步需要經(jīng)歷刻苦的學(xué)習(xí)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(yǎng)和學(xué)術(shù)能力培養(yǎng)離不開吃苦耐勞的優(yōu)秀品質(zhì)。實習(xí)中，我們灌輸學(xué)生家國情懷的思想：中山大學(xué)在民族危亡的關(guān)鍵時刻成立，目的是為人民培養(yǎng)人才，實現(xiàn)民族復(fù)興。同理，要想成為一個優(yōu)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(biāo)和國家重大發(fā)展戰(zhàn)略結(jié)合起來，必須將國家需求和自己的努力奮斗結(jié)合起來，必須有遠大的理想和報國之志。

（七）實習(xí)單位-學(xué)生-指導(dǎo)教師互動反饋機制

為了提升實習(xí)質(zhì)量、優(yōu)化課程內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，課程組教師制定了實習(xí)單位-學(xué)生-指導(dǎo)教師反饋機制。首先是對學(xué)生進行實習(xí)教學(xué)回訪，解決學(xué)生的實習(xí)難題;其次是對實習(xí)單位進行回訪，聽取實習(xí)單位的評價和建議;最后是教師-實習(xí)單位-學(xué)生互動反饋，教師根據(jù)學(xué)生的難題和要求，結(jié)合實習(xí)單位的反饋意見，和學(xué)生一起協(xié)商改進措施，提高實習(xí)效果。

四、探索成效

實習(xí)課程結(jié)束后，綜合調(diào)查和反饋發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學(xué)生對工程地質(zhì)實習(xí)比較滿意，實習(xí)優(yōu)秀率高達35%，說明實習(xí)探索實踐取得了較好成效。調(diào)研顯示，學(xué)生對“大土木”工程專業(yè)的認識提升到95.7%，工程意識和思維能力培養(yǎng)滿意度接近90%。實習(xí)答辯評委意見認為，學(xué)生的答辯成績都在良好以上，其中40%的學(xué)生達到了優(yōu)秀水平，說明工程地質(zhì)實習(xí)探索實踐初具成效，值得推廣。

五、結(jié)論

針對國內(nèi)主流高校工程地質(zhì)實習(xí)教學(xué)存在的問題，基于新工科建設(shè)和“大土木”人才培養(yǎng)理念，提出了7個方面的改進舉措，并通過具體的實習(xí)教學(xué)過程進行實踐和探索。教學(xué)實踐證明，本次實踐教學(xué)取得了較好的效果，學(xué)生的工程素養(yǎng)、實踐能力、學(xué)術(shù)能力、綜合素質(zhì)和“大土木”工程專業(yè)認識度得到了很大的提升。

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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。