工程地質與水文地質課程教學改革與實踐

劉小虎，何佳佳

（1.安徽理工大學土木建筑學院，安徽 淮南 232001；2.淮南師范學院外國語學院，安徽 淮南 232001）

2010年中國工程院、教育部聯合土木行業協會啟動了“卓越工程師教育培養計劃”，為滿足國家建設對土木工程人才的迫切需求，奠定本科生專業知識基礎，培養專業知識過硬的卓越工程師。而“工程地質與水文地質”是高校土木工程本科生的一門基礎專業課程，具有教學涉及面廣、內容復雜、理論與實踐結合強的特點。課程基于地質學知識探究工程建設中地形地貌、巖土性質及地下水問題，計劃通過課程的理論與實踐學習，構建土木工程本科生在地質學方面的基本知識框架，為畢業后實際工程建設提供基礎理念。從礦物及巖石的分類、地質構造及地貌、巖土的性質、地下水及工程地質勘察等方面知識進行了詳細介紹，以期培養出工程素養高，技術知識扎實的工程技術人員。工程地質及水文地質課程對土木工程本科生從事相關工作有著重要作用。本文首先針對該課程的特點進行簡要介紹，然后針對實際教學中存在的問題，提出“互聯網+”等課程教學優化模式，為提高工程地質與水文地質課程的教學效果提供參考意見。

1 工程地質與水文地質課程特點

工程地質與水文地質是土木工程基礎必修專業課，我校土木建筑學院的巖土與地下工程系、道路與橋梁工程系和建筑工程系的學生在大三上學期開設此門課程，課程共設置26 個學時。首先，教學內容涉及面廣，與地質學相關名詞和定性描述較多。如礦物類型、三大類巖石名稱、褶皺、斷裂構造、地貌、地下水分類、巖溶、滑坡及采空區等。知識點小、多、碎，需要大量記憶，學習過程較為枯燥。其次，課程教學的目的是讓學生能源于書本且能高于書本，將知識用于工程實踐中。課程中的知識有助于工程具體實施，很多書本上的概念需要通過工程實習來升華領會。學生必須通過實驗和實習，將課本上的知識與實際的地質現象相聯系，從而更全面正確地理解工程地質概念。例如當學習過礦物及巖石分類知識后，怎么樣在工程現場正確識別各類礦物與巖石類別是一項復雜而重要的工作。此外，工程地質與水文地質是一門工程基礎學科，課程教學內容涉及廣，涉及土木、礦業、水利等多個學科專業。因此知識體系不能很好地聚焦于某個具體的本科專業學習，學生學習的積極性降低。

2 課程教學現存問題

2.1 課堂教學與工程實踐需求相矛盾

工程地質與水文地質課程是一門理論與實際緊密結合的課程，課程的安排往往是首先集中書本教學，傳授學生基本知識，后組織認識實習，帶學生認識現場。這種教學方法使得有些前期書本知識掌握較差的學生，在后期的認識實習中基本處于人云亦云，走馬觀花的狀態。將來進入工作后，不能將所學知識有效應用于現場，指導現場。例如書本上學習的地質構造中的褶皺知識點，其中的背斜與向斜分別為巖層向上隆起與向下彎曲的褶皺結構，但工程實踐中由于巖層受風、水的侵蝕剝離作用后地層表觀上表現出的現象與書本上的有所差別。此外斷裂構造中的正、逆斷層在實際工程中若揭露斷面較小時識別也存在困難。

2.2 考核方式與學生學習效果相矛盾

課程質量的考核采用卷面筆試、實習報告和平時考勤相結合的方式。其中筆試內容有名詞解釋、判斷題、選擇題、簡答題，卷面考試成績占總成績的60%，實習報告與平時考勤各占20%，由于課程內容多涉及記憶知識點，而理論推導計算較少，這樣會使得考前臨時抱佛腳、死記硬背的學生在考試中也能獲得較好成績。學生的實習敷衍了事，沒有及時將所學知識點與實際地質現場相結合。學生在實習中沒有認真做到書本與現場現象相互對照識別，課程的教學目的沒有很好達到，培養的學生不能在實際工作中成為合格“工程師”。可見，此套考核體系不能很好地督促學生認真學習，學生心中對知識學習的渴望不能被激發。

2.3 教學水平與授課內容的復雜性相矛盾

首先，隨著高校青年教師的增多，青年教師對于工程地質與水文地質課程的課堂教學把握能力有待提高，如前述所說該課程涉及知識面廣，需要將課程內容有效聯系現場工程實際。而青年教師往往才開始上課，對教學內容的掌握程度有些欠缺，教學方法的整合能力還不足。其次，青年教師對課堂的駕馭能力還不足，對于教學方法、教學流程及教學的目標研究不夠，在調動學生學習積極性和創造性方面考慮較少，課堂上往往是照本宣科、填鴨式的教學模式，課堂氣氛沉悶。再次，青年教師對課程教學與課堂教授節奏把握不準，不能深入研究課堂教學的內容，及時學習當下新技術、新知識改進教學內容。此外，青年教師通常缺乏工程實際經驗，在工程實習教學中往往機械化教學，不能很好地激發學生對課程知識學習的渴望。總體來說，課程內容的復雜性給教學經驗不足的青年教師教學工作帶來一些困擾。

3 課程教學改革措施

3.1 優化課程內容及教學方式

該課程涉及內容范圍廣，針對本校現有專業特色，教師應重視基礎學習，通過多媒體手段，向學生展示各種礦物及巖土圖片，使學生對枯燥的名詞解釋有深入了解。利用“互聯網+”廣泛收集相關視頻與圖片，通過MOOC 學堂、雨課堂等網絡教學資源，豐富教師教學內容，采眾家之長，優化自身的教學方法。例如在介紹地球巖石類型及形成過程時，可以視頻導入的方式，由巖漿噴發后形成巖漿巖，及沉積巖和變質巖的發育過程介紹，給學生一個整體形象的認識，然后導入各種巖石定義，圖文對照，使學生的認識更具體，記憶更深刻。此外，在進行第八章不良地質作用及防治的教學中，對于滑坡、泥石流、采空區等知識點的教學通常是通過其自身定義來說明，穿插對應的教學視頻可以形象直觀地說明各自的特點，再針對其各自特點介紹發生原因，讓學生由表及里了解這個知識點。最后，還可以精選優秀網絡課程推薦學生課后自學，豐富他們的學習內容。并在學習平臺上給學生留設一些興趣問題，建立答疑交流群，定期了解學生學習效果，及時回答學生心中疑問。

3.2 優化課程考核體系

基于現有的教學考核標準，對工程地質與水文地質課程教學考核模式進行了一些探索。土木類專業的工程地質課程為2 學分，32 學時。其中26 學時的理論課，6 學時的實習課程。保持卷面考試、實習課及平時考勤成績占總成績的比例不變。首先繼續嚴格平時考勤，考勤點名不固定在上課前，可隨機變化，并可以增加點名次數，以期培養學生良好的上課習慣，這是保障學生有效學習知識的前提；其次，對卷面考試題型進行調整，增加填空題及案例分析題，使得學生對該課程的基礎知識及運用方法有效掌握。實習課程不擬定固定題目，以開放性問題為主，要求學生自己去識別一種礦物、巖石或構造，激發學生自我學習的積極性，將本門課程所學知識真正應用到實際中去。教學的目的是為國家培養人才，讓學生真正的學習所用。考核的目的是督促和檢驗學生的學習進度，要以知識為載體，檢驗和提升學生能力為導向去激勵他們。工程地質與水文地質是一門實用的工程技術基礎課程，為更好地培養學生的實際應用能力，要設置科學的考核目標。

3.3 教師教學能力提升

老師的自身素質及教學水平直接影響著學生對課程內容的學習。有些青年教師自身的知識體系有待完善或教學方式方法有待提升。因此，學校首先應組織青年授課老師聆聽經驗豐富的教師上課，學習授課方法；讓年青教師參加校外交流學習，掌握先進教學手段，豐富課堂教學形式。探索符合本校學生自身情況的教學模式，遵循學生自身的發展規律，認認真真教授每一節課。應組建教學團隊，優化團隊職稱、學歷、年齡結構，同心同德共建課程教學模式，促使教師間的相互學習。其次，制定專業教學標準和實習實訓標準。多與現場工程經驗豐富的工程師交流，設置工程師實訓講堂，優化教師知識結構，提升課程教學質量。最后，應建立科學合理的教師教學能力考核制度。青年教師應有不斷提升自我教學能力和豐富自身知識的意識，不斷學習優化自身能力。通過授課經驗豐富的同行教師對其的評價，反饋授課教師自身存在的不足，建立合理的獎懲制度。引導青年教師不斷奮進的意識，營造一個積極向上，永攀高峰的教師團體。

3.4 課堂教學與工程實習有機結合

工程實踐教學是本科教育，尤其是工科教育必不可少又非常重要的環節，是培養學生動手能力與實踐能力的必要載體。地質實習是將理論與工程有效鏈接的關鍵步驟，要求學生學習認識自然界中的地理與地質現象。課堂教學知識點多，學生機械背誦相對名詞的定義，記憶效果差。學校可以組織收集一些地質巖土體樣本，在課堂教學的同時，配合參觀相關標本。例如礦物的肉眼鑒定是學生學習完這門學科后應具備的基本技能，在參觀標本的同時，選取幾個常規巖體，指導學生從顏色、硬度及特性方面去實際認識這類巖石，并通過動手操作過程領會鑒定礦物的基本方法。

通過學校平臺聯系大型企業，建立優質的質實習基地。帶領學生從學校走入工廠，直接與實際工程結合。巖土工程專業的學生可以去參觀煤礦生產企業，例如淮南礦業集團顧橋礦是亞洲非常具有代表性的深部礦井，礦井開采深度已達千米，地下的地質構造是學生擴寬視野的很好教材。組織學生參加各種與地質相關的學科知識競賽或工程科研項目，幫助學生了解科研，弄清所學知識對科研的作用，激發學生學習知識的濃厚興趣。此外，實習指導教師應提前準備實習內容、地點與考核辦法，老師組織學生形成實習小組，優化實習資源配置。地質實習往往地處荒郊野外，在保證學生人身安全的同時，能較好地對學生進行歷練，培養其吃苦耐勞精神。最后，建議將實習分階段進行，與課程教學有機結合，兩者教學實現相互交叉，相互促進。實習期間應豐富學生的生活，組織學生進行班級文化娛樂活動，使學生在快樂中學習，歡樂中成長，從而最大限度地激發學生對該門課程知識學習的渴望，收獲人生寶貴的知識財富。

4 結語

“工程地質與水文地質”課程教學工作進行以上四個方面的教學改革與實踐后，學生對課程的學習積極性增強，課堂學習氣氛活躍，課下與老師互動增多，明顯由被動學習變為主動學習。該種教學方法讓學生深刻了解書本知識與工程生產之間的緊密聯系，讓學生真正感受到課堂學習的重要性。另外教師自身的教學水平也得到提高，尤其是青年教師的知識儲備量不斷與時俱進，教學方法不斷優化，課程教學質量得到明顯提高。教學相長，形成了良性循環。學生的實踐能力得到鍛煉，用人單位普遍反映本校培養的人才能夠快速適應現場，獨立完成相關工作，說明重基礎、重能力的培養模式使得學生對知識與能力的掌握更加完善。