永安地质工程实习基地教学资源和教学方法研究

2016-12-01吴振祥樊秀峰简文彬

中国地质教育 2016年3期

关键词：工程地质工程教学

吴振祥，樊秀峰，简文彬

福州大学环境与资源学院，福建福州 350002

实践教学

永安地质工程实习基地教学资源和教学方法研究

吴振祥，樊秀峰，简文彬

福州大学环境与资源学院，福建福州 350002

实习基地搭起了课堂理论学习与野外实践教学有机结合的桥梁，永安实习基地在基础地质、工程地质、旅游地质等几个方面拥有丰富的教学资源，具有完整的地层分布、复杂的地质构造、突出的工程地质问题及丰厚的地质与人文景观，野外为地质实践提供了典型的地质剖面，成为工程地质实习的理想基地。实习过程中通过加强对学生专业思想教育，注重培育学生的团队精神，运用启发式、推理式、应用式等多种教学法，建立校企联合生产实习基地，开展多种形式并存的生产实习新模式，开拓学生思维，提高学生的学习能动性和洞察力，培养出既能独立工作、又善于与人合作的高素质地质工程人才。

地质实习；实践教学；地质工程；永安

geological practice; practice teaching; geological engineering; Yongan

随着经济全球化的深入发展，需要建设一批高水平行业特色型大学，福州大学地质工程专业一直注重求创新、求特色、求实效，以培养社会急需的应用型人才为主。地质专业的特色侧重在岩土工程勘察、设计、施工、监测和监测等方向，培养的是面向地铁、深基坑工程、高速公路、高速铁路等行业的工程应用型人才。生产实习教学环节是培养学生工程意识、工程实际能力和实际动手能力的重要环节，也是实现创新目标、创新技能及培养创造能力的重要手段。工程地质野外教学实习是地质工程专业教学中十分重要的实践环节，地质工程专业知识点多、概念抽象、涉及面广、实践性强，学生平时接触少，仅凭课堂上的理论教学远远不能满足学生的需求，通过实习可以有效实现课内理论知识与野外地质现象的有机结合。野外实习是课堂教学的进一步延伸，学生在课程理论知识学习的基础上，通过对野外地质现象实地考察和现场实践，获得感性认识，巩固和深化课程理论，同时也培养了学生观察问题、分析问题和解决问题的实际能力，为学生毕业以后从事勘查、设计、施工、监测等相关的地质工程工作打下坚实的基础，这也是实施素质教育的有效途径。我校利用永安市的丰富地质教学资源建立了良好的实习教学基地，运行30多年以来，有效地开展了工程地质野外实习实训教学工作，并取得了良好的教学效果。

一、永安教学实习基地资源丰富

永安实习基地位于永安市曹远镇丰海村。永安地处闽西和闽中大山带之间，东部和西南部属于戴云山脉，西北部属于武夷山脉的东南坡，地势由西南向东北逐渐降低。地貌形态受新构造运动的内营力和流水作用的外营力的影响，地表切割强烈，结构支离破碎，多山地、丘陵、盆谷，山间凹地狭小，呈现出有规律的高度分层，大自然的鬼斧神工赋予了本区丰富而宝贵的地质资源。

1.地层较完整

工作区属于闽西南地层分区龙岩小区，出露地层以古生界为主，中生界及新生界仅有少量分布，古生界主要以奥陶系、泥盆系、石炭系、二叠系为主，中生界分布着三叠系、侏罗系，新生界以第四系全新统为主。实习区主要由沉积岩、沉积变质岩及少量火山岩组成，沉积岩主要有砂岩、粉砂岩、泥岩等碎屑沉积岩，而且组成明显的沉积小旋回韵律（如图1所示）。在二叠系童子岩组赋存着大量的煤炭资源，由浅海—陆相—过渡相交替组成。在丰海水电站公路边可见辉绿岩岩脉，并侵入到二叠系翠屏山组地层中（如图2所示）。在福溪公路边坡地段揭露出侏罗系南园组火山碎屑岩。变质岩为灰白色厚层状变质石英砂砾岩、砾岩、千枚岩夹砂砾岩。总之，整个实习区为三大岩类的野外观察与识别提供了理想的场地。

图1 沉积小旋回韵律

图2 辉绿岩岩脉

2.地质构造较复杂

本区大地构造位置处于华南褶皱系东部，闽西南坳陷带北缘。加里东、华力西－印支、燕山、喜马拉雅四个构造旋回表现强烈。区内还发育了多级河流阶地（如图3所示）。

因此，实习区内地质构造复杂，类型较全，是天然的野外教学课堂场所。

3.工程地质问题较突出

人类的各种工程活动与地质环境之间处于相互联系、相互制约的矛盾中，研究地质环境与人类工程活动之间的关系，促使两者之间的矛盾转化和解决，是工程地质人员的使命。工程地质条件主要包括岩土类型及其工程地质性质、地质构造、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料。

实习区的公路、铁路沿线、建（构）筑物周边均存在着高陡边坡，时有滑塌和落石，造成道路中断，危害行人和车辆安全；丰海水电站的建设引发岸坡滑坡，造成永加专线铁路停运。通过对丰海水电站和安砂水电站坝址区及库区的地质环境调查，分析水库坝基和坝肩的稳定性、岸坡失稳、库周浸没、水库诱发地震、库区淤积，坝下游冲刷等工程地质问题。实习区内有许多煤矿企业，煤矿排矸场通常选址于矿井或选煤厂附近的山谷。下游为九龙江溪及沿岸居民，一旦排矸场发生溃坝，将对居民点形成泥石流地质灾害，对地表水体造成污染影响，后果不堪设想。由于这些工程地质问题所引发的地质灾害与人们的生活息息相关，工程地质人员需要对边坡的岩土体性质、各种构造面（层理、节理、劈理）与临空面组合关系、地形地貌、水文地质条件等进行评估，判断边坡或矸石场是否会进一步发生更大规模的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，并提了合理的工程支护措施，使学生明白他们从事地质工程专业在经济建设中的重要性和肩负使命，从而提高学生对本专业工作的兴趣，以更加高涨的热情投入到实习中，获得更加良好的实习效果。

4.地文景观较丰厚

永安地貌类型较为齐全，从形态分类有山地、丘陵、盆地等地形，从成因分类有构造地貌、流水地貌、喀斯特地貌、丹霞地貌等类型。其中以桃源洞丹霞地貌和大湖园区喀斯特地貌最为典型，这两个地质点均为4A级国家地质公园，保留了岩溶地貌的形成发育过程中的各种类型形态遗迹，

是研究其岩溶形成历史的最佳场地。

图3 九龙溪阶地

二、工程地质实践教学

工程地质实习是学生在课堂内完成了矿物岩石学、普通地质学、构造地质学、水文地质学、工程岩土学等地质基础理论课程教学后，进行的一次全面、系统的野外地质教学实践活动，通过对野外工程地质条件的实地考察、测绘及使用相关勘查手段的现场教学，使学生获得工程地质实践的感性知识，并巩固和深化理论知识。

1.实习内容和要求

（1）基本掌握在野外观察、认识、记录、描述地质现象的方法，熟练掌握地形图的使用、路线地质剖面的测量，利用罗盘仪测量地层产状要素等基本地质工作方法。（2）学会在野外鉴定和描述岩石岩性的方法，熟悉实习区内的地层特征，掌握地层层序的划分，判断地层接触关系、岩性特征及其沉积环境和沉积矿产资源，建立地质发展的时空概念；掌握工作区出露的主要岩石类型及其特征与鉴别标志。（3）分析实习区内地质构造类型，找出判断其类型的依据并分析其特点，掌握地层。（4）分析实习区内的地形地貌特征，探究各种物理地质现象的成因类型。通过踏勘调查九龙溪河流形态、两岸地形地貌特点，划分河漫滩、各级阶地地貌单元，对本实习地段河流的侵蚀和淤积工程地质条件进行研究。（5）调查永安至安砂公路两侧的工程地质条件，对公路两侧边坡工程地质条件进行评价，分析可能发生的工程地质问题，并提出合理的工程防治措施。

2.实习教学路线安排

根据永安地质条件及本科教学进度安排，实习分为7条路线（如表1所示），并实测一条地质剖面。

三、工程地质实践教学方法探讨

1.言传身教，培养学生吃苦耐劳的良好品质

吃苦精神是与时俱进的，任何时候都不能抛弃它。目前在校地质专业学生基本是独生子女，优越的物质生活条件使他们缺乏艰苦奋斗、吃苦耐劳的精神，许多地质工程任务必须在崇山峻岭中爬山涉水才能完成，野外经验本身就是一堂“在课堂里学不到的知识”。同时，地质工作又具有实践性很强的特点，不踏遍青山难有作为，地质工作者在野外要完成地质点记录、测量剖面、采集标本、地质填图等工作内容，有理想、有抱负的年轻人只有献身地质，走进深山、戈壁、海洋才能干出一番事业，在这样的环境里，可以磨练意志、增长才干、扩大视野。教师应通过言传身教培养学生艰苦奋斗、敢于吃苦的精神，培养同学们对大自然的热爱，陶冶情操，提高学生对地质学的兴趣，同时充分认识到地质实践对地质科学的重要性。

2.分组配合，培养学生团队合作的精神

团队精神是现代集体精神的重要组成部分，是促进集体凝聚力、竞争力不断增强的精神力量。现代社会发展对人际交流与合作的要求大大提高，学习和工作方式将趋向集体化，而不再是分散的

方式。从发展的观念看，没有形成团队协作，不可能获得成功，相互沟通、交流和合作已成为一种必然。团队中的每个成员都必须精诚团结，善于合作，只有这样才能搞好学习和工作，从我国的社会现实来看，培养学生的团队精神对于作为独生子女的学生来讲更具有意义。在实习过程中每6个同学一组，每组同学需要按定点、记录、素描、填表、测量产状和采集标本等任务分工，在实测地质剖面和地质填图阶段更是需要同学们的团队合作精神，通过野外实习过程中的磨合，成员之间更懂得了配合的重要性。

表1 实习路线安排

3.多方法并用，全面提高学生的综合素质

要想有效提高野外现场教学质量，在短暂的实习时间里让学生获得更多的专业基础知识，还需要注重运用恰当的教学方法。

（1）采用启发式教学。如果带队老师在实习中一味进行现场讲解分析地质现象，容易导致同学们的兴趣退化，注意力分散，观测记录不全。而通过启发式和互动式的教学，同学们就容易产生深刻印象。比如可以充分利用学生的好动本性，让学生观察断层时，先启发同学们找断层面、标志层、断层面上的擦痕，测量岩层产状、画素描、分组互动讨论，然后根据断层两盘的相对运动来确定断层分类，通过这样的方式可以有效地激发学生学习专业的热情。

（2）采用推理分析方式教学。地质学中有一个著名的“将今论古”的分析原理，在二叠系童子岩组的层理面上可以找到树叶状的化石，在三叠系溪口组的泥岩中找到螺和贝壳类的化石（图4），让同学们进行对比分析并进行推断出，二叠系地层中含有植物类的化石，应为陆相沉积环境；而三叠系产有海相类化石，应为海相沉积，这样的方式可以让学生记忆深刻。

（3）采用与实际工程联系的应用式教学，在野外现场剖面处可以观察到二叠系童子岩组一共分为三段，其中第一段和第三段均为含煤地层，第二段为不含煤的泥岩、粉砂岩、细砂岩，学生可在现场模拟开采煤层。大湖区的灵隐石林形成了千姿百态的喀斯特地貌景观和巧夺天工的洞穴奇景，是很好的旅游资源，但存在许多不利于工程建设的地质因素，当同学们进入到溶洞中观察溶洞的奇异景观时，让学生手持木棍插入落水洞模拟桩基施工过程，引导学生联想桩端有可能坐落于溶洞之上，在上部建筑物附加荷载作用下引发建筑物倒塌；在观察岩溶水平溶洞或是暗河时，通过举例在岩溶区水利水电建设中，因库坝址选择不

当，岩溶水平溶洞或是暗河导致库水渗漏，影响水库的效益和正常使用，通过这样身临其境教学方式可以拓宽学生视野，培养学习兴趣，丰富专业知识，从而提高了学生的综合素质。

图4 溪口组生物化石

四、建立校企联合生产实习基地，开展多种形式并存的生产实习新模式

我校与永安煤业公司和当地勘察单位逐步建立了校企联合生产实习基地。实习基地指派具有丰富实践经验的企业技术人员，引导学生下到煤矿井下进行观察巷道支护，观察地下煤层开采，学习地下巷道的测量方法；到勘察工地现场观察地质钻探过程，岩心采样，学习标准贯入试验，重型动力触探试验、波速测试等工作，利用所学的专业理论，在现场分析影响实际工程地质问题的地质、环境和结构等方面因素，提出解决实际工程问题的途径。培养学生初步掌握分析问题、解决问题的全过程。这样的培养模式，有利于提高学生的实际工程能力以及毕业后对工作岗位的适应能力，培养学生实践能力和创新精神。

五、结论

永安地质教学基地的岩石类型多样、地质构造复杂、地质灾害现象较多、教学资源潜力巨大，教学内容丰富多彩，可多学科并举，通过教学改革，采用多种教学方法不仅激发了学生学习专业的兴趣，通过建立校企联合生产实习基地，培养学生实践能力和创新精神，而且对于巩固地质基础专业知识，启发创新思维，培养学生综合能力等方面均发挥了重要的作用。

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G642

1006-9372（2016）03-0071-05

2015-05-12；

2016-07-08。

福州大学闽台高等工程教育研究项目（校教2011-23）“高工级教授的培养与实现”；“产学研”模式下的实践基地建设与运行机制构建的研究（2012-24）。

吴振祥，男，讲师，主要从事勘查技术与工程专业的教学与科研工作。

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