探索土木工程地质教学改革的若干要点

《普通高等学校本科专业目录》对原有的相关专业进行大调整，形成了“大土木”的概念。“大土木”主要涉及到工民建、桥梁、隧道、道路、铁道、人防工程等专业。无论是专业调整前还是专业调整后，工程地质一直是以上专业的一门专业基础课程，因为任何一个工程对象都与其所处的地质环境相关联，只有对工程地质进行细致的研究，才能建设安全可靠、经济合理、环境协调的工程，而开设工程地质这门课程的目的就在于让学生初步建立工程地质的相关概念，系统认识工程地质与工程建设的关系，学习如何通过对工程地质环境的研究指导工程实践。本文通过对国内相关院校工程地质教学内容的归纳，总结目前工程地质教学中存在的问题，最后对如何改进工程地质教学提出了若干改革的措施。
一、 国内相关院校土木工程地质教学内容的设置及其与我校教学内容的对比
通过互联网以及信函咨询的方式，对国内同济大学、清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、中南大学和湖南大学6所高校的土木工程地质教学课程内容设置进行了调查，通过调查发现，以上学校主要存在以下几个共同点：
(1)强调对工程地质基本概念的学习。在课堂学习过程中，主要课时都集中于学习在工程实践中经常用到的专业术语，强调概念的厘清。课堂学习的主要内容主要包括以下几个方面：(a)地质作用与地质构造的基本知识，包括地质年代的识别、地质图的识图、常见地质结构的概念（褶皱、节理、断层等）；(b)三大岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）的成因、归类和鉴别；(c)第四纪地质的基本知识，包括残积土、沉积土、冲积土、坡积土等概念、成因及对工程的影响；(d)地下水的基本知识，包括地下水的分类、运动基本规律、补给与排泄方式、对工程的影响等；(e)工程地质勘察与分析在具体工程的应用，包括在隧道工程、边坡工程等方面的应用。
(2)强调室内实验是课堂书本学习的延伸。室内实验主要目的是为野外地质实习做准备，学习地质罗盘等地质考察工具的使用，同时亦学习通过岩石标本来鉴别各类岩石，还要学习地质图的填图和阅读等。
(3)强调课堂学习与室外地质调查相结合的学习方式。从书本上学习到的知识仅仅停留在理论阶段，书本上对地质相关概念的描述仍比较抽象，因此，各所高校皆强调野外地质实习对学习该门课程的重要性，把课堂上学习到的基本概念与现实工程中的真实地质条件一一对应起来，加深对基本知识的理解和掌握。一般而言，野外地质实习内容常包括野外岩石的识别、地质构造和地质年代的识别、岩层、节理等产状的测定和描述等。
各所大学对以上工程地质基本知识的学习大同小异，其目的是对工程地质这门课程有一个基础的认识和感知，但是，同时，各所高校之间在这门课程内容设置方面有各有所侧重。清华大学、同济大学增加了现代先进的地质勘查技术的学习内容，介绍了地质超前预报的相关方法、原理及应用，比如介绍了地质雷达、红外线探水、TSP等先进手段在隧道工程建设的应用。中南大学、湖南大学对野外地质实习极为注重，实习内容包括地质认识实习和工程实践实习两个阶段，实习实践时间长达20~30天，考察湖南西部地区在建或已建项目所处较为复杂的地质条件，以一个工程建设者的角度参与到实际项目的建设中去认识地质现象。
石家庄铁道大学地质教研室现有8名教师，教授2名，副教授3名，讲师3名，其中具有博士学位的4人，硕士学位的4名。获得的奖项包括校级讲课比赛特等奖1名，二等奖1名，校级优秀教师1人，今年主持或参研的省部级及以上科研项目10余项，并承担省级精品课程1项。虽然教研室在老师们的努力下取得了不错的教学和研究成果，但是，和兄弟院校的工程地质教研相比，我们仍然存在诸多不足之处。首先就是教师队伍建设的不足，工程地质是一门经验型极强的专业，需要足够丰富的现场工程经验，因此需要老中青传帮带，让青年老师尽快熟悉和掌握工程地质教学的技巧和方法。其次，对工程地质教学的重视程度不够，课时设置偏少。最后，教学内容更新不够及时，工程地质中先进的技术方法在教学中介绍的内容不够多。因此，为了跟上国内兄弟院校土木工程地质教学的步伐，教学改革刻不容缓。
二、当前土木工程地质教学存在的问题
通过以上详细的调查和对比分析，目前土木工程地质教学仍存在以下几点问题：
(1)土木工程地质教材的使用各自为政。目前各个高校使用的教材基本上是各自高校的老师根据自己的讲义编排而成，缺乏一个统一的标准，因而导致经典精品教材较少。单从教材的题目上足可看出目前教材缺乏统一性和协调性。例如中南大学所用的教材为《土木工程地质概论》，浙江大学的教材题名为《土力学与工程地质》，石家庄铁道大学所用教材题名为《工程地质学基础》等。
(2)在教学内容上与其它课程交叉重复，无法突出本门课程的特色。工程地质是一门基础课程，是岩土工程、隧道工程等课程学习的基础，因此，由于与其它学科老师交流不够充分，往往存在重复讲授的情况。比如，以有效应力这个概念为例，在工程地质、土力学、基础工程等课程都涉及到，由于这个概念的重要性，各科老师为了追求各门学科的系统性和完整性，都会着重讲解这个概念，虽然在一定程度可以加深学生对这个知识点的理解，但是从侧面也可说明知识的重复交叉导致学业内容的累赘。
(3)课时安排过少。目前各所高校对土木工程地质这门课的重视程度，课堂课设课时大多是32~48个学时，因此，老师在安排教学进度时显得极为紧张而紧凑。从实际教学安排来看，基本上讲解完三大岩石、地下水、地质构造基本概念后，没有足够的时间深入来探讨地质条件对工程的影响，往往后面工程应用的章节皆为学生自学。
(4)知识学习与工程案例结合程度不够。由于部分老师本身参与的工程项目不多，同时又由于课时的不够，这两部分原因导致学习的主要内容集中在枯燥的理论知识部分，学生容易产生枯燥情绪。
三、土木工程地质教学改革措施
为了很好地解决当前土木工程地质教学中存在的问题，让学生从这门课程中更多地学习到有助于工程实践的知识，必须有针对性对当前教学实践中存在的问题进行改革，具体改革措施如下所述：
1.建立和完善土木工地质程精品课程。
精品课程建设既是压力，又是动力。通过精品课程建设，可以找出当前教学中存在的薄弱环节，精简重复的教学内容，突出本门课程的特色，使土木工程地质这门课的教学目标和任务更加明确。精品课程建设首先就是教材建设，因此，有必要根据新时期土木工程培养目标，并结合当前土木工程建设中出现的新问题、新方法、新技术，编写一本深入浅出的教材，教材中不仅包含传统的知识要点和概念，还应包含当前新的地质知识观点、新的地质勘查手段等，同时还应包含工程实例，让学生尽可能地更深入地建立起工程地质与工程项目的联系。精品课程建设中重要的一条就是教师队伍的建设，因此，有必要加大对教师队伍的培养力度，引进和培养一批有新视野、新知识的老师，以此给课堂注入新的气象。
2.注重教学手段和教学方法的革新
注意授课的科学性与艺术性，在教学过程中，善于发挥学生的主导地位，采用“讨论试”、“启发式”教学模式。同时，要注重课前的准备，精心备好每一节课，善于总结归纳每节课的重点，以“主线法”讲授课程知识。
3.增强对工程地质教学的重视
对工程地质教学的重视首先就体现在教学和学习的时间上。尽量安排更多的课时，让老师有足够充分的时间去讲解基础概念和工程实例。同时，老师也可以通过其它方式来增加学生们的学习时间，比如规定某个主题，要求学生自主独立进行文献调研，完成该主题相关文献的归纳总结，并加大平时学习报告在总成绩中的比例。另外，强化考试试题库建设，完善考试规范和制度，强化对学生进行专业知识训练。最后，要重视工程地质实习在教学中的作用，因为该门课程的实践性很强，需要从大自然中去认识和掌握工程地质现象，使学生巩固在书本上学到的知识，有感性认识上升到理性认识，同时在野外地质实习过程中，亦可锻炼学生们的体魄和吃苦耐劳的能力。
4.紧密联系工程实践
学习的目的最终是为解决实际工程的问题，在教学的过程中融入工程实例有助于学生在正式进入工作岗位之前对其有初步的认识和了解，因此，工程实例教学是一个非常重要的手段。比如，老师可以把自身主持或参与的工程项目作为案例，结合书本知识讲解如何解决工程问题，分享在解决工程问题过程中的心得体会，这样寓教于乐的方式既能激发学生的学习兴趣，又能让他们积累相应的工程经验知识。
四、结语
工程地质勘察与研究是土木工程建设中一项重要的内容，因此，加强该门课程的教学改革具有重要的实践意义。本文针对目前存在的教学问题提出了若干改革措施，以期提高教学质量和效果。但是，教学改革的进程没有终点，随着时代的发展，工程地质教学改革理应紧跟时代的步伐，不断推成出新，与不断发展的新技术新方法相结合，不断培养学生的实践能力和创新意识，为国家的工程建设作出新的贡献。
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责任编辑：邓佳佳
基金项目：提高地质类学生实践与创新能力方法研究与实践，课题编号：Y201424。