面向卓越工程师的工程物探实践教学改革探索

刘 晓，甘建军，唐 春，黄 诚，李 玲

南昌工程学院 水利与生态工程学院，江西 南昌 330099

2010年6月，教育部启动“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），旨在培养和造就创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才[1]，为我国走新型工业化道路和建设创新型国家提供坚实的人才支撑和智力保证[2]。为了响应“卓越计划”的培养目标与要求，提高南昌工程学院地质工程专业学生的专业素质，满足社会用人单位的需要，在对多所高校工程物探实践教学和用人单位社会需求调研和实践教学改革实践的基础上，本文从教学内容、教学方法和考评方法等几个方面展开对工程物探实践教学改革的探讨。

一、工程物探实践教学改革的必要性

工程物探是地质工程专业一门重要的专业技术课程，课程主要内容是各种物探方法的应用及其资料的地质解释方法，要求学生掌握各种勘探方法技术，灵活地解决相关工程地质问题[3]。工程物探实践课程包含工程物探实验课、生产实习、原位测试实习、毕业设计等内容。与地球物理勘探（简称“物探”）专业的学生相比，地质工程专业的学生所学的有关物探的课程只有工程物探一门，课程以电法勘探和地震勘探的知识为主，所以理论学习并不深入，方法介绍比较简单。并且学生一般只接触物探资料，不参与物探生产。在此条件下，学生学习基础差异大，生产实践机会少，学习兴趣不浓[4]，使得工程物探实践教学效果不好。

在教学理念和教学方法上，工程物探实践课在教学上存在理论与实际相分离的现象，教师偏重讲授式教学、演示式实验、参观式实习，与实际生产实践结合少，学生对实际工程问题缺乏感性认识。上完实践课，学生反映收获不大，实践课程未达到加深物探基本概念、巩固物探基本理论的作用，对提高实习的效果往往不太明显，实践过程缺少创新的来源，难以培养学生独立思考和分析问题与解决问题的能力，使实践课程流于形式。

在考核评价方面，工程物探实验课仅作为理论教学的附属部分，作为平时成绩的一部分，生产实习和原位测试实习多采用实习报告的考核形式来评定成绩，这些评价方法相对单一，考核的方法偏于主观[5]。因此，有必要开展基于“卓越计划”的工程物探实践教学改革。

二、基于“卓越计划”的工程物探实践教学理念

为了推进“卓越计划”的实施，教育部联合中国工程院颁布了《卓越工程师教育培养计划通用标准》。标准强调本科工程型人才要“掌握扎实的工程基础知识”“了解生产工艺和设备”“具有分析、提出方案并解决工程实际问题的能力”“具有较强的创新意识”“具有较好的组织管理能力、较强的交流沟通、环境适应和团队合作的能力”。随后，教育部联合国土资源部颁布了《国土资源部关于实施国土资源领域卓越工程师教育培养计划的意见》，意见强调了实践教学环节的重要性，指出“加强实验和实践环节建设，突出野外观察能力和室内分析能力培养”是“卓越计划”中的重要工作内容[6]。这些教育理念为推进“卓越计划”的实施和推动工程教育的改革与创新指明了方向。

结合“卓越计划”的教育理念和各高校的工程教育的改革经验，工程物探实践教学改革在教学内容上探索出课堂学习理论、实验室设计方案、野外勘查实践、实验室数据处理和解译等整体教学结构；教学方法上提倡以解决具体的工程地质问题为主线的参与式教学方法[7]；考核上建设基于实践全过程考评方法。以此深化项目式、参与式教学模式应用，突出做好基础知识、专业能力、团队意识和创新能力等四个不同层面能力的培养，实现卓越工程师的培养目标。

三、基于“卓越计划”的工程物探实践教学改革内容

1. 工程物探实践教学内容设计

在调研的基础上，围绕地质工程学科建设，对工程物探实践教学的各环节进行优化。压缩科普性内容，增加工程物探新进展和新应用的内容；增加科研和生产中工程物探能较好解决的工程地质实际问题的案例和讨论，如地基沉降物探勘查、坝基坝体防渗探测、管涌等灾害监测、粗根空间探测等新内容；强化实践中的规范化操作；增加计算机数据处理的环节；增加工程物探结果的解译环节，加强对物探成果图的读图训练。逐步探索出课堂学习理论、实验室设计方案、野外勘查实践、实验室数据处理和解译等的整体教学结构。

其中，工程地震的野外实习要使学生掌握地震仪的使用和工作参数的设置；掌握地震勘探激发条件的选择、检波器的安置条件；掌握折射波法、反射波法野外工作技术及方法；能在实验室进行资料的整理与解释；了解地震勘探野外工作施工的过程以及组织管理工作[3]。电法勘探的野外实习，要使学生熟悉电法工作原理和布线的原则；掌握电法仪的使用和工作参数的设置；熟悉电法仪工作状态监测方法和采集到坏数据时的处理方法；能在实验室进行资料的整理与解释；了解电法勘探野外工作施工的过程以及组织管理工作。为学生能够独立应用物探方法解决相应的工程地质问题打下基础。

2. 以解决实际问题为导向的参与式教学方法

针对工程物探课程教学内容和特点，结合地质工程专业培养目标和学生的学习规律，改变相对滞后的科普式实践教学方法，开发以解决实际问题为导向的参与式教学方法。为充分调动学生的积极性和主动性，改变教师事先选定问题、定好实践方案的传统做法，而是根据专业特点，通过学校搭建的“校内基地—校外基地—企事业单位”三位一体的实践教学平台[8]，提出多个实际生产和科研中的专业问题[9]（表1）。

由学生根据专业兴趣、就业愿望及社会需求的调研，分组选择不同的工程地质问题，研究需要解决的地质问题的地球物理特征，寻找合适的物探方法[10]，共同讨论出物探的设计方案，然后交由教师把关，对于设计方案中疏漏、错误的地方，教师通过引导和提示，由学生讨论修改完善，最后在教师指导下由学生团队到实习基地或者工程现场完成勘查实践，并回到实验室进行数据处理和分析，最后进行资料解译，分析物探信息，解决工程地质问题并完成实验报告。

通过这样的方法，激发学生主动学习和探索的兴趣和热情，改变学生被动式的学习习惯，让他们在分析问题和解决问题的实践过程中将所学化为所用，培养专业思维能力，提升学生的创造力。同时也培养学生团队协作意识，让他们认识到团队分工协作的优势和集体的力量，了解团队工作的方式和要求。

近年来，南昌工程学院在地质工程专业原庐山地质实习基地和七一水库实习基地的基础上，增加了景德镇玉田水库实习基地、江西吉安市峡江水利枢纽等实习基地，并与江西省勘察设计院、江西省地质工程集团、江西省交通勘察设计院、江西省水利勘察设计院、葛洲坝集团有限公司、铁道部第四勘察设计院等20多家企事业单位联合建设实践基地[4]，为以工程地质实际问题为导向的项目式、参与式实践教学开展提供了保障，带动选派工程物探实践小组直接参加企业联合实训。

3. 建设基于实践全过程的考评方法

教学过程中，建设基于实践全过程考评方法。在实践方案的调研、准备、设计、实施和总结等阶段，学生均通过互相讨论进行质量自查和互评，不断地完善实践方法和思路，并在实践中发现自身的不足及改进的方向，教师指导点评，学生小组根据实践中个人的表现和对实际问题的解决全过程进行参与式评价。在考核表中，将学生选题、分工、实习过程中表现、图表质量和实习报告全部量化考核，从以“结果鉴定”为主转变为以“过程监控”为主。

四、结束语

为弥补地质工程专业传统的工程物探实践教学的不足，本文分析了当前工程物探教学中存在的问题，从“卓越计划”的教育理念和教育目标出发，阐述了工程物探实践教学改革的思路，对工程物探实践教学内容进行优化，提倡以问题为导向的参与式教学方法，建设基于实践全过程的考评方法，以提高学生的综合能力，为他们适应经济社会发展的需要打好基础，在教改实践上取得了一定的效果，学生对实践课程的满意度不断提高。下一步，我们会认真总结验，反思工程物探实践教学改革的经验和教训，期望推动卓越工程师培养目标的实现。