工程地质与水文地质课程教学改革与实践

刘小虎，何佳佳

（1.安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001；2.淮南师范学院外国语学院，安徽 淮南 232001）

2010年中国工程院、教育部联合土木行业协会启动了“卓越工程师教育培养计划”，为满足国家建设对土木工程人才的迫切需求，奠定本科生专业知识基础，培养专业知识过硬的卓越工程师。而“工程地质与水文地质”是高校土木工程本科生的一门基础专业课程，具有教学涉及面广、内容复杂、理论与实践结合强的特点。课程基于地质学知识探究工程建设中地形地貌、岩土性质及地下水问题，计划通过课程的理论与实践学习，构建土木工程本科生在地质学方面的基本知识框架，为毕业后实际工程建设提供基础理念。从矿物及岩石的分类、地质构造及地貌、岩土的性质、地下水及工程地质勘察等方面知识进行了详细介绍，以期培养出工程素养高，技术知识扎实的工程技术人员。工程地质及水文地质课程对土木工程本科生从事相关工作有着重要作用。本文首先针对该课程的特点进行简要介绍，然后针对实际教学中存在的问题，提出“互联网+”等课程教学优化模式，为提高工程地质与水文地质课程的教学效果提供参考意见。

1 工程地质与水文地质课程特点

工程地质与水文地质是土木工程基础必修专业课，我校土木建筑学院的岩土与地下工程系、道路与桥梁工程系和建筑工程系的学生在大三上学期开设此门课程，课程共设置26 个学时。首先，教学内容涉及面广，与地质学相关名词和定性描述较多。如矿物类型、三大类岩石名称、褶皱、断裂构造、地貌、地下水分类、岩溶、滑坡及采空区等。知识点小、多、碎，需要大量记忆，学习过程较为枯燥。其次，课程教学的目的是让学生能源于书本且能高于书本，将知识用于工程实践中。课程中的知识有助于工程具体实施，很多书本上的概念需要通过工程实习来升华领会。学生必须通过实验和实习，将课本上的知识与实际的地质现象相联系，从而更全面正确地理解工程地质概念。例如当学习过矿物及岩石分类知识后，怎么样在工程现场正确识别各类矿物与岩石类别是一项复杂而重要的工作。此外，工程地质与水文地质是一门工程基础学科，课程教学内容涉及广，涉及土木、矿业、水利等多个学科专业。因此知识体系不能很好地聚焦于某个具体的本科专业学习，学生学习的积极性降低。

2 课程教学现存问题

2.1 课堂教学与工程实践需求相矛盾

工程地质与水文地质课程是一门理论与实际紧密结合的课程，课程的安排往往是首先集中书本教学，传授学生基本知识，后组织认识实习，带学生认识现场。这种教学方法使得有些前期书本知识掌握较差的学生，在后期的认识实习中基本处于人云亦云，走马观花的状态。将来进入工作后，不能将所学知识有效应用于现场，指导现场。例如书本上学习的地质构造中的褶皱知识点，其中的背斜与向斜分别为岩层向上隆起与向下弯曲的褶皱结构，但工程实践中由于岩层受风、水的侵蚀剥离作用后地层表观上表现出的现象与书本上的有所差别。此外断裂构造中的正、逆断层在实际工程中若揭露断面较小时识别也存在困难。

2.2 考核方式与学生学习效果相矛盾

课程质量的考核采用卷面笔试、实习报告和平时考勤相结合的方式。其中笔试内容有名词解释、判断题、选择题、简答题，卷面考试成绩占总成绩的60%，实习报告与平时考勤各占20%，由于课程内容多涉及记忆知识点，而理论推导计算较少，这样会使得考前临时抱佛脚、死记硬背的学生在考试中也能获得较好成绩。学生的实习敷衍了事，没有及时将所学知识点与实际地质现场相结合。学生在实习中没有认真做到书本与现场现象相互对照识别，课程的教学目的没有很好达到，培养的学生不能在实际工作中成为合格“工程师”。可见，此套考核体系不能很好地督促学生认真学习，学生心中对知识学习的渴望不能被激发。

2.3 教学水平与授课内容的复杂性相矛盾

首先，随着高校青年教师的增多，青年教师对于工程地质与水文地质课程的课堂教学把握能力有待提高，如前述所说该课程涉及知识面广，需要将课程内容有效联系现场工程实际。而青年教师往往才开始上课，对教学内容的掌握程度有些欠缺，教学方法的整合能力还不足。其次，青年教师对课堂的驾驭能力还不足，对于教学方法、教学流程及教学的目标研究不够，在调动学生学习积极性和创造性方面考虑较少，课堂上往往是照本宣科、填鸭式的教学模式，课堂气氛沉闷。再次，青年教师对课程教学与课堂教授节奏把握不准，不能深入研究课堂教学的内容，及时学习当下新技术、新知识改进教学内容。此外，青年教师通常缺乏工程实际经验，在工程实习教学中往往机械化教学，不能很好地激发学生对课程知识学习的渴望。总体来说，课程内容的复杂性给教学经验不足的青年教师教学工作带来一些困扰。

3 课程教学改革措施

3.1 优化课程内容及教学方式

该课程涉及内容范围广，针对本校现有专业特色，教师应重视基础学习，通过多媒体手段，向学生展示各种矿物及岩土图片，使学生对枯燥的名词解释有深入了解。利用“互联网+”广泛收集相关视频与图片，通过MOOC 学堂、雨课堂等网络教学资源，丰富教师教学内容，采众家之长，优化自身的教学方法。例如在介绍地球岩石类型及形成过程时，可以视频导入的方式，由岩浆喷发后形成岩浆岩，及沉积岩和变质岩的发育过程介绍，给学生一个整体形象的认识，然后导入各种岩石定义，图文对照，使学生的认识更具体，记忆更深刻。此外，在进行第八章不良地质作用及防治的教学中，对于滑坡、泥石流、采空区等知识点的教学通常是通过其自身定义来说明，穿插对应的教学视频可以形象直观地说明各自的特点，再针对其各自特点介绍发生原因，让学生由表及里了解这个知识点。最后，还可以精选优秀网络课程推荐学生课后自学，丰富他们的学习内容。并在学习平台上给学生留设一些兴趣问题，建立答疑交流群，定期了解学生学习效果，及时回答学生心中疑问。

3.2 优化课程考核体系

基于现有的教学考核标准，对工程地质与水文地质课程教学考核模式进行了一些探索。土木类专业的工程地质课程为2 学分，32 学时。其中26 学时的理论课，6 学时的实习课程。保持卷面考试、实习课及平时考勤成绩占总成绩的比例不变。首先继续严格平时考勤，考勤点名不固定在上课前，可随机变化，并可以增加点名次数，以期培养学生良好的上课习惯，这是保障学生有效学习知识的前提；其次，对卷面考试题型进行调整，增加填空题及案例分析题，使得学生对该课程的基础知识及运用方法有效掌握。实习课程不拟定固定题目，以开放性问题为主，要求学生自己去识别一种矿物、岩石或构造，激发学生自我学习的积极性，将本门课程所学知识真正应用到实际中去。教学的目的是为国家培养人才，让学生真正的学习所用。考核的目的是督促和检验学生的学习进度，要以知识为载体，检验和提升学生能力为导向去激励他们。工程地质与水文地质是一门实用的工程技术基础课程，为更好地培养学生的实际应用能力，要设置科学的考核目标。

3.3 教师教学能力提升

老师的自身素质及教学水平直接影响着学生对课程内容的学习。有些青年教师自身的知识体系有待完善或教学方式方法有待提升。因此，学校首先应组织青年授课老师聆听经验丰富的教师上课，学习授课方法；让年青教师参加校外交流学习，掌握先进教学手段，丰富课堂教学形式。探索符合本校学生自身情况的教学模式，遵循学生自身的发展规律，认认真真教授每一节课。应组建教学团队，优化团队职称、学历、年龄结构，同心同德共建课程教学模式，促使教师间的相互学习。其次，制定专业教学标准和实习实训标准。多与现场工程经验丰富的工程师交流，设置工程师实训讲堂，优化教师知识结构，提升课程教学质量。最后，应建立科学合理的教师教学能力考核制度。青年教师应有不断提升自我教学能力和丰富自身知识的意识，不断学习优化自身能力。通过授课经验丰富的同行教师对其的评价，反馈授课教师自身存在的不足，建立合理的奖惩制度。引导青年教师不断奋进的意识，营造一个积极向上，永攀高峰的教师团体。

3.4 课堂教学与工程实习有机结合

工程实践教学是本科教育，尤其是工科教育必不可少又非常重要的环节，是培养学生动手能力与实践能力的必要载体。地质实习是将理论与工程有效链接的关键步骤，要求学生学习认识自然界中的地理与地质现象。课堂教学知识点多，学生机械背诵相对名词的定义，记忆效果差。学校可以组织收集一些地质岩土体样本，在课堂教学的同时，配合参观相关标本。例如矿物的肉眼鉴定是学生学习完这门学科后应具备的基本技能，在参观标本的同时，选取几个常规岩体，指导学生从颜色、硬度及特性方面去实际认识这类岩石，并通过动手操作过程领会鉴定矿物的基本方法。

通过学校平台联系大型企业，建立优质的质实习基地。带领学生从学校走入工厂，直接与实际工程结合。岩土工程专业的学生可以去参观煤矿生产企业，例如淮南矿业集团顾桥矿是亚洲非常具有代表性的深部矿井，矿井开采深度已达千米，地下的地质构造是学生扩宽视野的很好教材。组织学生参加各种与地质相关的学科知识竞赛或工程科研项目，帮助学生了解科研，弄清所学知识对科研的作用，激发学生学习知识的浓厚兴趣。此外，实习指导教师应提前准备实习内容、地点与考核办法，老师组织学生形成实习小组，优化实习资源配置。地质实习往往地处荒郊野外，在保证学生人身安全的同时，能较好地对学生进行历练，培养其吃苦耐劳精神。最后，建议将实习分阶段进行，与课程教学有机结合，两者教学实现相互交叉，相互促进。实习期间应丰富学生的生活，组织学生进行班级文化娱乐活动，使学生在快乐中学习，欢乐中成长，从而最大限度地激发学生对该门课程知识学习的渴望，收获人生宝贵的知识财富。

4 结语

“工程地质与水文地质”课程教学工作进行以上四个方面的教学改革与实践后，学生对课程的学习积极性增强，课堂学习气氛活跃，课下与老师互动增多，明显由被动学习变为主动学习。该种教学方法让学生深刻了解书本知识与工程生产之间的紧密联系，让学生真正感受到课堂学习的重要性。另外教师自身的教学水平也得到提高，尤其是青年教师的知识储备量不断与时俱进，教学方法不断优化，课程教学质量得到明显提高。教学相长，形成了良性循环。学生的实践能力得到锻炼，用人单位普遍反映本校培养的人才能够快速适应现场，独立完成相关工作，说明重基础、重能力的培养模式使得学生对知识与能力的掌握更加完善。