土木工程专业本科生工程地质学理论教学分析及几点思考

2022-04-02 08:38:09 | 浏览次数:

工程地质学具有综合性、经验性强等特点,在分析工程地质学在土木工程地位重要性的基础上,指出土木工程专业本科生开设工程地质学理论教学中存在相关单位重视程度不够、教师地质学背景足及学生前期基础知识欠缺及积极性不高等问题。针对这些问题,文章提出成立课程研究小组、加强教师专业继续教育及合理利用网路信息多媒体教学等教学改革思路。

工程地质学是将地质学的原理应用于解决工程地基稳定性问题的一门学科。工程地质学既要研究天然工程地质条件对工程的影响,又要研究工程对地质环境的反作用,特别是人为地质灾害发生的概率。我国《普通高等学校本科专业目录》规定土木工程涉及方向有工民建、桥梁、隧道、道路、铁道、人防工程等,所有这些专业都要开设工程地质学课程。工程地质学作为一门专业基础课,开设时间一般在大二学年,这一阶段的学生刚刚开始专业教学,对自己专业认识不深,而且每个专业方向的学生开始专业课程差异性较大,所以学生往往主动学习积极性不大;同时,教师由于课时少、内容多及受自己的研究方向影响,很难根据授课对象把握相关知识点的主次关系。因此,通过对教学过程进行分析、思考,对提高教学质量,改善现有教学模式具有重要意义。本文拟通过研究工程地质学理论教学课堂,总结工程地质理论教学中存在的问题,最后对如何提高理论教学水平提出若干措施。

一、工程地质学的特点分析

首先,工程地质学是运用地质学的知识解决工程问题或者解决工程建设中的地质问题,是一门应用性很强的学科。

其次,工程地质学是地质学科和工程学科大跨度交叉形成的新的、独立的学科,它由一个以定性描述为主的地质学科更深入的参与工程,对于工程中地质问题,不仅要从地质方面去解决,也同时考虑从工程方面去解决。地质与工程是相互作用的,既相互制约、又相互补偿,合理的工程应是因地制宜的工程与地质的理想耦合,在地质分析的基础上,发挥工程的作用,利用和改造自然地质条件,整体上把握工程与地质的关系。因此,工程地质学科综合性非常强。

工程地质学所研究的地质体是一类自然造物形成的物体,具有突出的随机性、模糊性和复杂性,因为在解决工程中地质问题时,逻辑推理甚难,常依据经验判断,被认为是一门经验性很强的学科。

二、工程地质学在土木工程专业学习中的地位分析

土木工程专业是培养掌握各类土木工程学科的基本理论和基本知识,能在房屋建筑、地下建筑(含矿井建筑)、道路、隧道、桥梁建筑、水电站、港口及近海结构与设施、给水排水和地基处理等领域从事规划、设计、施工、管理和研究工作的高级工程技术人才。土木工程专业所涉及的领域,工程地质问题一直是层出不穷。工程地质作为土木工程专业的主要专业基础课,其教学效果关系着学生对后续专业课程学习的认识和专业知识吸收,进而影响着是否培养了具有良好专业素质的土木工程师。

以孙家齐主编的工程地质教材内容为例,如果没有系统学习和掌握地质构造这一章节,那么学生在后续学习《隧道工程》、《地基处理》、《基坑工程》、《桥梁工程》、《岩土工程测试》、《岩体力学》等课程时,涉及地质构造对地下工程施工、围岩应力检测、基础工程持力层选择等,甚至对于工程中岩体与岩石的区别及其对工程的作用认识都很难系统、深入。水是各种土木工程中都可能遇到的一个关键因素,如果没有系统学习地下水的基本概念和厘清地下水的类型及地下水的补给、径流与排泄的关系,那么在后续学习土力学中固结变形及水压力的计算分析、地基处理中的排水固结、基坑工程中的降水措施、边坡稳定性中水的不利影响等章节很难真正理解。工程地质学课程不仅是为后续很多专业课程学习奠定基础,在工程实际中为工程建设的规划、设计、施工提供可靠的依据,以保证建筑物的安全、稳定和正常使用。

三、理论教学中存在的基本问题和原因分析

结合我校的教学现状及作者的授课体会,对工程地质学理论教学中存在的基本问题和原因进行了分析,如下:

1.开课单位重视程度不够。工程地质学作为土木工程专业学生的专业基础课,理论教学的课时安排只有24学时,而世界各国的建筑工程事故中,地基基础事故占多数,地基基础具有隐蔽性,出现事故不宜发现,处理较为困难,这些问题一定程度上都可归结为工程地质问题。所以,只要从事工程相关活动的,都应具有一定的工程地质基础知识,即使不从事勘察工作,也应具备阅读工程地质勘察报告,分析和应用好工程地质条件的素质,显然,目前的工程地质教学课时分配显然是不够的,应加强重视。

2.授课对象的问题。对于土木工程专业的学生,没有先期的理论课程作为铺垫,如岩石学、矿物学、构造地质学等课程,所以学生在学习过程中很难理解课程中出现的知识概念,这样的学习易挫伤学习的积极性,同时也加大了学习这门课程的难度。另外,学生因为学习中困难,积极性不高,加之对专业的认识较浅,认识不到工程地质课程在学习及工程中的重要性,导致对工程地质学重视程度欠缺。

3.授课教师的专业素质问题。作为授课教师,尤其是青年教师,往往工程地质理论知识相对比较扎实,但是缺少尤其是涉及多领域工程实践经验,只是在自己的研究领域内较为熟悉。

四、理论教学几点思考及建议

1.成立课程研究小组。土木工程根据专业方向一般分成若干班级,不同专业学生、不同专业背景的老师在相同的时间段共同完成一门课程的学习。按学校相关规定,同一门课程一般按照同一份试卷或者其他相同的考核方式进行考评。但是,由于学生的专业方向不同,在教学过程中,应该根据学生的专业方向进行调整,如地下工程方向,在地下水及地质构造知识板块讲解应当延伸,适当结合相关地下工程案例进行讲解;对于建筑工程方向,应重视地质概念、工程地质条件及工程地质勘察报告的使用讲解。所以,对待工程地质教学,可以成立工程地质学课程研究小组,根据社会需要,结合学生的专业特点,针对专业方向,统一和完善教学内容,构建优良的教学体系结构。制定合理的教学目标和考核方式,这样可以大大改善工程地质教学条件,提高对工程地质学课程重要性的认识。

2.加强授课教师的专业继续教育。在工程地质的教学过程中,教师处于主导地位。作为工程地质学的教师,应适当掌握一些岩石学、矿物学、构造地质学、地下水动力学等专业知识,并融进工程地质教学课程,这对于引导没有前期理论知识基础的土木工程学生的学习效果及学习兴趣培养都有很大的作用。所以,授课教师应有终身学习的思想观念,一方面不断学习弥补欠缺的基础知识,另一方面还要不断学习新知识,新技术,了解工程地质学发展的动向及前沿。这就需要教师要不断的加强工程地质学专业课程教育。

3.合理利用多媒体网络教学。在计算机及网络信息发达的时代,制作高质量多媒体课件,加强工程地质多媒体教学,通过图片及视频展示一些抽象概念及地质结构的图片教学,可以突出工程地质学课程教学的特色与重点,增强学生感性认识,提高学生学习兴趣。借助网络信息,可以整合著名院校的网络课程精华部分,将相关知识点更新补充到自己的教学课堂上,丰富和优化学生的课堂学习内容。网络信息多媒体教学能使工程地质学的教学形式、教学方法、教学手段和教学理念的根本性变化,也在一定程度上缩短了教学时间。

工程地质学课程在整个土木工程专业人才培养课程设计中占有重要的地位,相关的授课教师,单位及学生都应引起重视。通过对工程地质学课程特点及重要性分析,思考目前工程地质理论教学中存在的问题,旨在加强和提高学生的专业素质,为学生后续的专业课程学习及工作发展奠定厚实的专业基础。

(作者单位:湖北工业大学土木工程与建筑学院)

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