基于大流量时代的土木工程专业工程地质课程实践教学模式改革探讨

摘  要：工程地质学是实践性很强的一门课程，文章以本校土木工程专业工程地质实践教学为例，在根据目前实践教学资源、时间及经费安排的基础上，提出了一系列的解决方案以及提出把电子教学的方式引入到实践教学中，能极大地调动学生兴趣和提升学习动力，提高学生的探索能力和增强学生的创新意识。

关键词：柳江盆地;三大岩;尔雅通识课

中图分类号：G642         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）02-0126-03

Abstract： Engineering geology is a very practical course. The article takes the engineering geology practice teaching of civil engineering major in our school as an example. Based on the current practice teaching resources， time and funding arrangements， this paper puts forward a series of solutions and introduces electronic teaching into practice teaching， it can greatly arouse students" interest and motivation， improve students exploring ability and enhance students innovative consciousness.

Keywords： Liujiang Basin; igneous rock， metamorphic rock and sedimentary rock; Eryageneral education course

近年來，我校为加强教学效果，对教学大纲不断进行修订和完善，尤其是实践型大学建设目标的提出，对实践教学提出了更高的要求。如何加强工程地质实践性环节教学，培养学生发现问题、解决问题的能力，增强学生实践动手和创新能力是一个很值得讨论的问题。张永杰等在分析长沙理工大学、中南大学等学校工程地质课程实践教学的基础上，提出了一些教学改革建议[1]，肖拥军等从特定的实习点出发，探讨了工程地质实践教学的方法[2]，靳鹏伟等结合工程地质实践实习经验，探讨了如何保证教学质量和教学效果[3]，王涛等提出了GPS与遥感影像结合的应用、三维地质模型等先进研究方法和手段的应用[4]，其他相关教师也探讨了工程地质实践教学的各自方法[5-6]。众所周知，在不同的地区进行实践教学，内容不同，教学方法也会有相应的变化。本文以本校土木工程专业工程地质实践教学为例，在根据目前实践教学资源与时间安排的基础上，提出了行之有效的培养学生动手动脑能力和合作创新能力的实践教学方法。

一、我校工程地质实践教学概况

（一）课程开设

在我国，许多工程类大学都设有建筑类专业，工程地质课程是这些专业必不可少的专业基础必修课。天津城建大学（以下简称“我校”）两个学院（土木和地测学院）5个专业开了工程地质学这门课，均先后开设了实践教学的这个环节。由最早的城市地下空间工程和港口航道与海岸工程两个专业有为期两周的野外实习，逐渐增加地质工程（新办）和人文地理与城乡规划两个专业，在最新版的教学大纲中把土木工程专业也列入了工程地质野外实习的行列。土木工程专业在大二下学期开设工程地质学理论课，课时为24学时，野外实习时间为一周，安排在理论课开课学期最后教学实践周里采用定点实习模式进行。

（二）实践教学资源

我校有专门的标本实验室，主要的标本包括以下几个方面。造岩矿物有：橄榄石、普通辉石、紫苏辉石、角闪石、透闪石、黑云母、白云母、金云母、石英、霞石、蛇纹石、石榴子石、绿帘石、电气石、方解石、白云石、绿泥石、十字石、滑石、磷灰石、萤石、绿柱石等;三大岩（沉积岩、岩浆岩、变质岩）有：粉砂岩、豹皮状灰岩、鲕状灰岩、白云岩、泥质页岩、花岗岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、橄榄岩、闪长岩、千糜岩、片麻岩、流纹岩等上百种岩石标本;还有各种构造标本、解理与断口标本、光泽标本、颜色标本若干。

实验设备有：岩石压力机、静力触探车、扁铲侧胀仪、地质雷达仪、钻机、标贯仪、十字剪切板、剑桥自钻式旁压仪及一些室内试验仪器包括空心扭剪仪、粒度分析仪、真三轴仪和常规的固结、压缩、剪切、渗透等试验仪器。

除了上述实践教学资源外，还有实习路线视频录像和各种地质构造模型。

（三）实习基地的建设情况

我校其它专业最早工程地质实习基地定在河北省易县，但是由于地质现象和工作条件等原因于2010年把实习地基选在秦皇岛市以北燕山脚下的柳江盆地。在考虑土木工程专业特点和实习时间的前提下，原计划把土木工程专业实习基地定在离市区较近的蓟州区，但通过对该地地质现象的现场考察、其他专业原来在该地实习的情况及经费预算等因素综合考虑后，最终仍旧决定把实习地点定在柳江盆地。柳江盆地地层分区属华北-东北南部区、燕山分区的山海关区，地层特征属华北型。除较普遍缺失上奥陶系、志留系、泥盆系、下石炭统、三叠系、白垩系及第三系外，就华北型地层而言，该区地层出露较全，化石丰富，各单位地层划分标志清楚，地层特征具有一定代表性，地质现象典型、突出，对于地质类专业的实习是比较理想的地方。

二、现有实践教学情况分析

主要从以下几个方面来分析现有实践教学模式：

（一）现有教学资源和教学方法方面

从现有实践教学情况来看，从开课情况、实验室各类实验标本和试验仪器以及野外实习点选择等方面来看，实践教学资源丰富，满足实践教学需求基本没有问题。

从现在教学方法来看，基本上以指导教师讲授为主。比如：标本室里的标本大部分都是教师讲解三大岩的认识和鉴定，学生根据指导教师讲解的步骤与方法，按要求做笔记与描述;试验仪器以教师讲解，学生参观的方式为主;野外实习点也是教师讲解各种地质构造、形成环境以及成因方面，学生只是记录和简单测量产状等。如何能有效利用现有教学资源和改革教学方法是一个值得深思的问题。

（二）实习点的选择方面

实习点地质现象的典型性、代表性、多样性是直接影响实习效率的重要因素。柳江盆地地层特征属华北型，实习基地位于河北省秦皇岛市海港区北部的石门寨镇上。为了能比较丰富地为学生展示各种地层岩性和地质构造等知识，给土木工程专业的学生安排了六条实习路线。比如：第一条路线鸡冠山大平台，可以了解到“绥中花岗岩”与景儿峪组之间的沉积接触关系;认识沉积岩的水平层理、斜层理、交错层理及波痕等沉积构造，了解其研究意义;观察鸡冠山地堑构造及地貌特征;观察小型正断层、平移断层的主要特征，学习确定两盘的相对运动方式等内容。但大部分实习点缺少工程建筑物，实习点与工程结合不够，不利于该专业学生综合知识能力的培养。

（三）实习时间方面

野外实习受外界环境的变化影响比较突出，特别在野外如果遇到暴雨天气，有效实习时间将会大大缩短，另外实习场地转换多，花费在转换场地的赶路时间会极大增加，有效实习时长也会相应有所缩短。如何在一周的时间内能够高效地把工程地质知识点传授给学生是一个问题。

（四）实习教师的配备方面

受工程地质课程专业教师人数限制，基本上每个实习大组仅能保证有1～2名工程地质专业教师。这种在实习点比较空旷的地方，可以集中认真仔细地为学生讲解，但是如果遇到山路途中，队伍一字排开时，就没有办法就不同的地质现象给每一位同学讲解清楚，虽说配备了无线发射器，但不能原地讲解，仍然有很多同学一知半解。而且由于不是专门的地质院校，年青教师较多，底子相对较薄，在实习经验方面也有所欠缺，如何调动年青教师的积极性，使他们快速成长起来，在实习中能独当一面是一个问题。

（五）实习经费方面

想要使实习达到一定的效果，就得保证在野外有效实习时长，让学生增加动手动脑分析问题的机会，但这就意味着实习费用会相应增加。实习开支中，主要由包车费、住宿费构成。由于实习基地不在本地，长途包车费就占了很大一部分，为了保证实习顺利进行在实习基地去实习点的路途较远也得当地包车，这样留给住宿和实习工具的费用就相应较少，如何保证学生住宿安全和满足实习要求的必备工具之间的平衡也是一个值得探讨的问题。

（六）合作创新方面

目前野外实习的教学方法上，多数仍以教师前面跑，学生后面跟;教师前面讲，学生后面记为主的传统教学模式，忽略了学生的动手能力和合作创新能力的培养[7]。再加上有的实习点线路较长，内容也多，气候炎热等因素，学生始终处在一个被动受教的状态，没有时间和机会在实地停下来仔细观察和思索，更别说讨论和研究。目前的实习方案中，只有在最后测量地质剖面时，学生才有机会停下来慢慢研究如何测量、怎么合作才能使结果正确、工作进度加快，如何分工才能更好地体现出每个学生在各个方面的特长。在实践教学中，特别是工程地质实践教学中，如何培养学生合作创新的能力方面是一个难题。

三、实践教学方法改革探讨

（一）实习点的选择和实习经费有效利用方面

学生实习开支往往只能在一定限度内，在达到相同实习效果前提下，实习开支最省，或者在实习开支相同条件下，有效实习时间越长，是实习效率提高的重要指标。所以在实习过程中，尽可能的选择离实习基地较近的实习点，一是能够尽量减少当地的包车费用，把费用用在实习必备的工具上来，比如原来一个小组（5～6人）两个罗盘，可以适当的增加一些，避免有些学生偷懒，无事可做的状态;二是能够节省转换实习点的时间，增加有效的实习时长，提高实习效率。

（二）实习教师配备方面

年青教师多是缺陷也是优势，通过让有经验的老教师给他们做提前培训、采点的方式，给他们做足功课，避免在实习过程出现学生提出问题，指导教师解答不了的状况。另外，不同实习点，凭借单位或教师与工程单位（比如：秦皇岛矿产水文地质大队等）建立的良好关系，可聘请当地地质大队的技术人员对工程概况、施工过程、主要地质问题进行讲解，他们在当地工作的时间较长，可能在某些特定的工程问题上要比学校教师理解的更加透彻，这样的举措一举三得，一是学生对工程中涉及到的地质知识理解的更为清楚、宏观;二是对年青教师也是一个开阔眼界，迅速成长的好机会;三是能有效减轻实习教师资源短缺的问题。

（三）培养学生动手动脑、合作创新方面

学生刚刚进入野外现场实习时，会产生一种好奇、渴望甚至企盼探索的状态。此时结合教学大纲，对实习计划的制定和实习内容的落实上就显得尤为重要。在此阶段，如何引发他们把所看到的地质现象与课本上所学知识进行联想和对比，有目的地组织他们进一步研究和讨论， 无疑对提高他们动手动脑能力、合作创新能力甚至科研能力都会有极大的帮助。例如，学生在观察火山碎屑岩后， 会产生一系列的好奇， 提出：火山喷出的基本形式是什么？喷出期是如何确定的？火山口的具体地理位置在哪里？这类岩石的工程特性是如何等;再例如在观察岩溶地貌时，不光可以联想到桂林山水等的独特自然景观，也可以联想到小说《鬼吹灯》或《盗墓笔记》等盗墓类小说或电影，提出：不同地区自然景观之间是否有差异，是何原因？或者与小说中描绘的溶沟溶槽、地下暗河、石钟乳等岩溶现象进行比对，来判断小说中描绘的场景是否真实？这些现象如何形成的？在这样的地质条件下，修筑工程建（构）筑物要注意哪些问题等;再例如测绘地质剖面和画解理裂隙玫瑰图时，让学生自己根据现有的大組和小组的情况去研究和分配各项工作，这样既能培养他们动手动脑的能力，也能提高他们的合作能力。如果再加上同（或不同）种工程实际建于不同地点会产生或需要解决哪些工程地质问题，让他们进行现场研究并提出相应的结论，然后组与组之间再进行互相交流印证，可以不断提高他们的合作创新能力。可见有目的、有计划的组织学生， 协助他们提出问题，找到解决问题的方法，让学生把所学的专业知识与实习中碰到地质现象以及实际工程问题三者结合起来进行研究， 是提高他们动手动脑、合作创新能力的有效途径。

（四）实习时间和教学方法方面

在现在大流量和大数据的时代，可以充分利用现有电子教学资源，比如结合我校现有的尔雅通识课、学习通，甚至微信等网络通信工具来展开教学。优势比传统的一教一学要明显很多。比如：第一，可以把第二天的上课内容，提前一天发到网上，让学生通过APP提前预习，来达到让学生自己提前发现问题，带着问题去实习，在现场实时地去解决问题（在APP后台里，可以实时看到学生预习的情况），指导教师只需要简单讲授与把控实习过程就可以;第二，在山路较窄地段，可以把现场讲课内容实时照相和讲解音频一起上传，也可以录成视频上传，这样就能够把涉及到的知识点及时地传达给每一个学生，让后面的学生来到实习点现场时能够对照观察，及时吸收，避免很多走在后面的学生不知所云，逐渐失去学习的兴趣;第三，由于每一大组人数较多，在现场不可能实时了解每个学生对知识点掌握的情况，可以在学习APP里，以提问的方式提出问题，让每一个学生参与到解决问题中来（在APP后台里，可以实时看到学生参与和回答问题的情况）。指导教师也可以根据学生回答问题的情况，来相应的调整知识点的讲解;第四，如果实习期内遇到不能外出的大雨或暴雨天气，也可以通过这种方式来学习本来的教学任务，避免学生无事可做的情况。这种教学方式优点很多，不一而述。

四、结束语

野外工程地质实习是一项耗费人力、物力和财力的实践教学环节，而且受外界环境变化影响突出，如何在有限的时间和经费内，高效地完成工程地质实习教学任务是一个值得深入探讨和研究的问题。本文在分析本校工程地质实践教学现状的基础上，针对目前存在的问题提出了一系的解决方案，同时考虑现在大流量时代的因素把电子教学的方式引入到实践教学中来，极大地调动学生积极参与到实习中来的兴趣和提升学习动力，提高学生的探索能力和增强学生的创新意识。这种教学方式值得大家互相商讨和借鉴。

参考文献：

[1]张永杰，王桂尧，刘龙武，等.非地质类专业工程地质课程实践教学探讨[J].高等建筑教育，2013（05）：141-144.

[2]肖拥军，刘新华，杨荣丰.工程地质实践教学研究[J].当代教育理论与实践，2011（04）：100-101.

[3]靳鹏伟，何永红.土木工程地质实践教学模式的研究[J].湖南科技学院学报，2013（04）：98-99.

[4]王涛，李杨，赵先宇，等.水利水电工程专业“工程地质”野外实践教学改革研究[J].中国地质教育，2014（02）：107-111.

[5]吴蓉.提高工程地质实践课程教学质量的探讨[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2013（03）：129-130.

[6]王建秀，唐益群，杨坪，等.非地质类专业工程地质实习教学方法探讨[J].教育教学论坛，2012（31）：124-125+276.

[7]孟宪富.加强秦皇岛地質教学实习中学生创新能力的培养[J].中国科教创新导刊，2011（21）：183-185.

[8]李忠建，周丽霞.基于创新能力培养的工程地质实践教学方法探讨[J].教育现代化，2015（11）：108-110.