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    • 工程地質(zhì)學(xué)大全11篇

      時間:2023-02-02 19:56:40

      緒論:寫作既是個人情感的抒發(fā),也是對學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇工程地質(zhì)學(xué)范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

      篇(1)

      2、白云母(Muscovite)也叫普通云母、鉀云母或云母,是云母類礦物中的一種。白云母是良好的電絕緣體和熱絕緣體,并且它能夠大量出產(chǎn),因此具有重要的經(jīng)濟價值。一般它產(chǎn)于變質(zhì)巖中,但也產(chǎn)于花崗巖等巖石中。白云母并非只是白色,它可以是較淡的褐、綠、紅色到無色,具有玻璃光澤到絲絹光澤。形狀為大板塊狀,六方晶體或細粒的集合體。

      3、角閃石是角閃石族礦物的總稱,角閃石屬閃石族中一員,是鎂、鐵、鈣、鈉、鋁等的硅酸鹽或鋁硅酸鹽礦物。與輝石族形態(tài)、組成相近,而以含OH為區(qū)別。角閃石這個單字(hornblende)本身反映出兩種獨立的礦物:鐵角閃石和鎂角閃石,若不用化學(xué)試驗無法將兩者區(qū)別開來。

      4、黃鐵礦因其淺黃銅的顏色和明亮的金屬光澤,常被誤認為是黃金,故又稱為“愚人金”。成分中通常含鈷、鎳和硒,具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)。成分相同而屬于正交(斜方)晶系的稱為白鐵礦。成分中還常存在微量的鈷、鎳、銅、金、硒等元素,含量較高時可在提取硫的過程中綜合回收和利用。

      5、高嶺石是長石和其他硅酸鹽礦物天然蝕變的產(chǎn)物,是一種含水的鋁硅酸鹽。它還包括地開石、珍珠石和埃洛石及成分類似但非晶質(zhì)的水鋁英石,因此叫作一它們屬于粘土礦物。

      6、方解石是一種碳酸鈣礦物,天然碳酸鈣中最常見的就是它。因此,方解石是一種分布很廣的礦物。方解石的晶體形狀多種多樣,它們的集合體可以是一簇簇的晶體,也可以是粒狀、塊狀、纖維狀、鐘乳狀、土狀等等。敲擊方解石可以得到很多方形碎塊,故名方解石。

      7、輝石 (Ca,Mg,Fe,Al)2(Si,Al)2O6 單晶體為短柱狀,橫切面呈近正八邊形,集合體為粒狀。綠黑色或黑色。玻璃光澤。硬度5-6。有平行柱狀的兩組解理,交角應(yīng)為56。相對密度3.02-3.45,隨著含F(xiàn)e量增高而加大。

      篇(2)

      作者簡介:汪演強(1955-),男,廣東石油化工學(xué)院建筑工程學(xué)院工程師,主要從事巖土工程勘察及工程地質(zhì)學(xué)研究,(E-mail)。

      摘要:工程地質(zhì)學(xué)在土木工程專業(yè)中具有至關(guān)重要的學(xué)科地位。針對目前工程地質(zhì)學(xué)課程存在的主要問題,對工程地質(zhì)學(xué)課程建設(shè)及教學(xué)方法提出切實可行的改革措施。全方位培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際能力、分析問題和解決問題的能力、創(chuàng)新能力和工程意識,培養(yǎng)具有較高素質(zhì)的高級技術(shù)人才。

      關(guān)鍵詞:工程地質(zhì)學(xué);土木工程專業(yè); 教學(xué)改革

      中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)03-0091-04 一、 工程地質(zhì)學(xué)的學(xué)科地位

      土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案提出的培養(yǎng)目標是:畢業(yè)生能在房屋建筑、工程勘察、地基基礎(chǔ)、地下建筑、道路、橋梁等設(shè)計、研究、施工、教育、管理、投資開發(fā)部門從事技術(shù)或管理工作。工程地質(zhì)學(xué)是土木工程專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,一方面為土力學(xué)與基礎(chǔ)工程學(xué)等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),另一方面擔(dān)負著與工程地質(zhì)勘察有關(guān)的應(yīng)用地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)及實踐實習(xí)的重要任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力及創(chuàng)新精神。工程地質(zhì)學(xué)通過巖土工程勘察為工程建設(shè)服務(wù)。在工程建設(shè)中首先要查明建設(shè)地區(qū)或建筑場地的工程地質(zhì)條件,分析、預(yù)測和評價可能存在和發(fā)生的工程地質(zhì)問題,及其對建筑物和地質(zhì)環(huán)境的影響和危害,提出防治不良地質(zhì)作用的措施。可見必須要有扎實的工程地質(zhì)學(xué)知識才能在實際工程建設(shè)中完成工程地質(zhì)勘察任務(wù)。

      工程地質(zhì)問題,是涉及生命和財產(chǎn)安全的大問題,稍有疏忽即可釀成大禍。西安建筑科技大學(xué)舊圖書館、鐵一局幼兒園教學(xué)樓以及西安化工六院某家屬樓等,都是由于建筑場地地質(zhì)條件沒勘察清楚,剛好建在地裂縫上而遭到破壞。1976年7月28日唐山7.8級大地震,造成65萬多間房屋坍塌,24萬多人死亡,主要是建筑結(jié)構(gòu)防震措施缺失及地基液化造成的房屋倒塌,原唐山礦冶學(xué)院的圖書館樓因地基液化下陷了一層半。委內(nèi)瑞拉曾發(fā)生6.4級地震,致使樓房地基土液化下陷(圖1),也屬于地基處理方案不合理造成的工程地質(zhì)問題。2009年6月27日上海“倒樓”工程事故, 13層樓房(7號樓)整體倒覆(圖2),事故原因是施工方將樓房南側(cè)開挖4.6 m深的地下室挖出的土方堆置在樓北側(cè),高度達10 m左右,加上雨水滲入誘發(fā)土體失穩(wěn),致使基礎(chǔ)樁折斷樓房失去支撐而倒覆。該工程事故屬人工改變地質(zhì)環(huán)境及雨水滲入誘發(fā)土體失穩(wěn)的工程地質(zhì)問題。從以上工程事故案例可以看出,天災(zāi)固然不可抗拒,但人禍可以避免,這就要求土木工程師熟練掌握工程地質(zhì)學(xué)知識。可見工程地質(zhì)學(xué)課程設(shè)置,在土木工程建設(shè)中具有舉足輕重的學(xué)科地位。

      圖1 地基土液化樓房下陷

      圖2 上海倒樓事故現(xiàn)場

      二、工程地質(zhì)學(xué)課程存在的主要問題

      據(jù)調(diào)查了解及結(jié)合學(xué)院的實際情況,目前土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)在師資、實踐教學(xué)方面存在許多問題[1],而最突出的問題主要有以下兩方面。

      首先是課程授課學(xué)時少。土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)為30學(xué)時,實際授課課時為26學(xué)時。其他多數(shù)院校的課時設(shè)置為36學(xué)時[2]。而按新專業(yè)設(shè)置,工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)內(nèi)容多,在教學(xué)內(nèi)容安排上除了滿足主要的工業(yè)與民用建筑專業(yè)方向外,還要兼顧道路與橋梁工程、巖土工程、地下工程等專業(yè)方向。地質(zhì)基礎(chǔ)知識是學(xué)科基礎(chǔ),必須牢固掌握,而工程巖土學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、工程地質(zhì)分析及巖土工程勘察是分析和解決工程地質(zhì)問題的專業(yè)應(yīng)用部分,這些知識更加重要。課時設(shè)置太少,教學(xué)深度難以達到人才培養(yǎng)方案中的培養(yǎng)目標。

      其次,室內(nèi)實驗及野外實習(xí)少,個別院校沒有開設(shè)實驗實習(xí)。 因課時少,在課程設(shè)計中往往是首先減少實驗實習(xí),致使實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱或缺失。同時,非地質(zhì)院校開設(shè)的土木工程專業(yè),基本上都沒有地質(zhì)基礎(chǔ)方面的實驗室,如礦物巖石實驗室、地質(zhì)構(gòu)造模型室,以及野外地質(zhì)實習(xí)基地。野外地質(zhì)實習(xí)的師資力量也不足,一般非地質(zhì)院校僅有1~2位工程地質(zhì)學(xué)任課教師,不具備帶領(lǐng)野外實習(xí)的條件,所以基本上都沒有開設(shè)野外實習(xí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺少感性認識,紙上談兵使這門實踐性很強的課程教學(xué)大打折扣。

      三、教學(xué)改革措施

      基于工程地質(zhì)學(xué)課程目前存在的主要問題及課程設(shè)置的重要性,在適當增加教學(xué)課時及工程地質(zhì)實驗實習(xí)資金投入的同時,依據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗,應(yīng)從以下兩方面著手改革。

      (一)課程建設(shè)方面的改革

      (1)相關(guān)課程的任課教師組成教學(xué)科研團隊,開展相關(guān)的教學(xué)科研活動。由于工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)課時少,所以從事工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)的教師相對較少,不能形成強大的師資隊伍。但工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)及基礎(chǔ)工程學(xué)課程知識相關(guān)性較大,可以組成一個教學(xué)科研團隊,開展相關(guān)的教學(xué)科研活動及設(shè)計性、綜合性實驗研究。對這些課程中相互交叉、重復(fù)的部分內(nèi)容進行協(xié)商調(diào)整。如工程地質(zhì)學(xué)中土的工程地質(zhì)特性,包括土的物質(zhì)組成、土的物理力學(xué)性質(zhì)、土的分類與分級,以及地下水的徑流狀態(tài)等,在土力學(xué)中屬于重點內(nèi)容。房屋建筑工程地質(zhì)問題及深基坑開挖工程地質(zhì)問題,在基礎(chǔ)工程學(xué)中有較詳細講授。這些內(nèi)容在工程地質(zhì)學(xué)中不宜重復(fù)授課。

      (2) 充分利用實驗室教學(xué)資源。 據(jù)調(diào)查了解,許多理工科院校在開辦土木工程專業(yè)的同時,也開設(shè)有地理科學(xué)類專業(yè),廣東石油化工學(xué)院也開設(shè)了這兩個專業(yè)。地理科學(xué)類專業(yè)開設(shè)的地質(zhì)學(xué)也都需要進行地質(zhì)基礎(chǔ)實驗。為充分利用實驗室教學(xué)資源,節(jié)約實驗室重復(fù)建設(shè)的資金投入,建議兩個專業(yè)共同建設(shè)使用礦物巖石實驗室、地質(zhì)構(gòu)造模型室,完善地質(zhì)基礎(chǔ)實驗教學(xué)。開展常見造巖礦物及三大類巖石的認識、鑒定實驗,增強學(xué)生對礦物、巖石的感性認識,開展地質(zhì)構(gòu)造模型實驗,使學(xué)生理解并掌握地質(zhì)構(gòu)造的立體空間展布。

      (3)開設(shè)巖土工程勘察綜合性實驗。在土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標中可見,畢業(yè)生應(yīng)能在工程勘察部門從事技術(shù)及管理工作。因此,在加強巖土工程勘察理論知識講授的同時,有必要開設(shè)巖土工程勘察綜合性實驗。把工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、基礎(chǔ)工程學(xué)與工程測量等課程中簡單、分散、獨立的相關(guān)實驗統(tǒng)一起來,組合成為巖土工程勘察綜合性實驗。實驗內(nèi)容包括對某一建筑場地測量定位、鉆探、原位測試、采取巖土試樣、鑒定描述、室內(nèi)土工試驗,綜合分析評價,確定土巖層承載力特征值,建議建筑物的基礎(chǔ)持力層及基礎(chǔ)類型,提出與建筑場地、環(huán)境相關(guān)的巖土工程綜合治理建議。綜合性實驗旨在把實驗項目與生產(chǎn)實際聯(lián)系起來,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、綜合運用能力、創(chuàng)新能力。巖土工程勘察綜合性實驗應(yīng)連續(xù)進行,獨立設(shè)置課程,時間具有連續(xù)性,可以培養(yǎng)學(xué)生連續(xù)工作的毅力和能力,利于學(xué)生提前熟悉就業(yè)環(huán)境,增強工程意識,形成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。巖土工程勘察綜合性實驗更貼近土木工程專業(yè)實際,體現(xiàn)大工程觀的教育思想。

      (4) 開設(shè)工程地質(zhì)相關(guān)的專題講座。 定期開設(shè)工程地質(zhì)相關(guān)專題講座,介紹工程地質(zhì)與工程建設(shè)的依附關(guān)系,介紹工程建設(shè)、巖土工程治理等方面有關(guān)工程地質(zhì)的典型案例和最新研究成果,提高學(xué)生對工程地質(zhì)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和日后工程建設(shè)設(shè)計施工時對工程地質(zhì)條件的重視。介紹工程地質(zhì)的新理論、新技術(shù)和新方法,拓寬學(xué)生的知識面,開闊視野,使學(xué)生更多地了解、接受最新的前沿科技成果,使學(xué)生能站在更高、更廣的角度分析問題,為學(xué)生將來成為優(yōu)秀的土木工程師打下扎實的基礎(chǔ)。

      (二) 教學(xué)方法改革

      (1)首先要教會學(xué)生獲取知識及創(chuàng)新的能力。 大學(xué)本科教學(xué)的核心并不是讓學(xué)生去掌握某一種實驗方法或某一個專業(yè)知識,而是讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思路及方法,培養(yǎng)學(xué)生獲取知識及創(chuàng)新的能力[3],實現(xiàn)青出于藍而勝于藍。根據(jù)專業(yè)特點,掌握地質(zhì)學(xué)“將今論古、以古證今”的思維方式和研究方法,養(yǎng)成從地質(zhì)演化角度分析工程地質(zhì)條件的思維習(xí)慣。地球的內(nèi)外力地質(zhì)作用是永不停息的,無時無刻都在按地質(zhì)演化規(guī)律發(fā)生著變化,特定的建筑工程與場地地質(zhì)環(huán)境之間是有條件的、動態(tài)的平衡,一旦某一因素的變化超越了平衡極限,平衡被打破,工程地質(zhì)條件就要發(fā)生變化,甚至危害建設(shè)工程,引發(fā)建設(shè)工程事故。學(xué)會分類、總結(jié)、歸納及演繹的邏輯思維方法,將復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象(問題)簡單化,將特殊的地質(zhì)現(xiàn)象(問題)典型化,將一般的地質(zhì)現(xiàn)象(問題)規(guī)律化[4]。提高學(xué)生自主獲取知識的能力,拓展思維,使學(xué)生能在課堂授課時間以外,通過自學(xué)獲得更多有關(guān)工程地質(zhì)的知識,為日后的拓展學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),增強創(chuàng)新意識,提升創(chuàng)新能力。

      (2)重視學(xué)生對實物標本的接觸觀摩鑒定,實施全開放實驗。為學(xué)生認識、鑒定常見造巖礦物及常見巖石創(chuàng)造條件,實施全開放實驗。也就是在相應(yīng)的內(nèi)容講授及實物標本鑒定演示后,把多套常見礦物巖石標本分組留給學(xué)生長時間保管。如圖3所示,學(xué)生在宿舍利用課余時間做常見礦物巖石鑒定實驗,學(xué)生在做鑒定實驗時允許其刻劃、敲打標本,讓學(xué)生有較多機會接觸、認識、鑒定實物標本,并相互交流討論鑒定體會,反復(fù)識記常見造巖礦物及巖石的主要特征。填補部分院校沒有地質(zhì)基礎(chǔ)實驗室的缺陷,可以收到在實驗室實驗異曲同工的效果。在實際工作中常見的礦物主要有石英、長石、云母、方解石等,常見的巖石主要有花崗巖、閃長巖、玄武巖、礫巖、砂巖、泥巖、頁巖、石灰?guī)r、片麻巖、千枚巖等,這些礦物巖石標本比較容易采集。可利用野外實量采集這些常見的礦物巖石標本,或到地質(zhì)勘察及地質(zhì)礦產(chǎn)生產(chǎn)單位收集這些標本,個別難采集的標本應(yīng)投入資金購買。正由于這些標本容易采集,可當作易耗品借給學(xué)生保管,課程結(jié)束后才回收標本,提高實驗標本的利用率。

      圖3 學(xué)生利用課余時間鑒定礦物巖石標本

      (3)重視地質(zhì)理論與工程實踐的密切聯(lián)系。 地質(zhì)是工程地質(zhì),不能脫離工程建設(shè)而單純講授地質(zhì)理論。如講授三大類巖石時,應(yīng)結(jié)合工程實例分析其工程性質(zhì),介紹其作為建筑材料、地基、邊坡與周圍環(huán)境的工程性質(zhì)。在講授地下水對工程建設(shè)的影響、常見不良地質(zhì)作用及其防治、不同工程類型常見工程地質(zhì)問題等內(nèi)容時,緊密結(jié)合較典型的實際工程案例講授。如茂名市某單位辦公樓建筑基礎(chǔ)工程案例,建筑物設(shè)計有一層地下室,設(shè)計采用天然地基箱型基礎(chǔ),由于設(shè)計人員對地下水設(shè)防水位不重視,沒有抗浮設(shè)計,在樓房建到地面時回填了基坑邊坡,平整了室外地面。當建到第二層時,一場暴雨使整棟建筑物上浮,升高了38 cm,造成工程事故。通過具體工程案例,與學(xué)生共同分析、討論,找出工程事故的工程地質(zhì)原因,提出有關(guān)工程地質(zhì)問題的防治措施,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力,及分析問題、解決問題的能力。

      (4)充分利用多媒體技術(shù)教學(xué)。 多媒體教學(xué)不僅可以擴大課堂教學(xué)的信息量,而更主要的是增強教學(xué)直觀性,提高教學(xué)質(zhì)量。如將各種地質(zhì)現(xiàn)象、工程地質(zhì)問題、不良地質(zhì)作用及其防治措施,特別是由于地質(zhì)原因造成的工程事故及處理措施,以圖片的形式給學(xué)生演示,輔助教學(xué)。把地質(zhì)構(gòu)造、地層接觸關(guān)系等地質(zhì)演化形成過程制作成動畫,使學(xué)生更容易理解并增強記憶。如背斜、向斜構(gòu)造的形成過程及在地面出露的巖層新老關(guān)系特征,以動畫展示各階段的過程:地殼下降的同時沉積一套從下至上、由老到新的地層層序地層受水平運動擠壓形成背斜、向斜褶皺構(gòu)造顯示背斜核部為老巖層,兩翼為新巖層,向斜核部為新巖層,兩翼為老巖層地殼上升的同時背斜、向斜上部地層被風(fēng)化剝蝕削平或背斜成谷向斜成山從地表面顯示中間為老巖層,兩側(cè)新巖層對稱重復(fù)出現(xiàn)的為背斜;中間為新巖層,兩側(cè)老巖層對稱重復(fù)出現(xiàn)的為向斜。利用錄像設(shè)備將野外地質(zhì)實習(xí)、巖土工程勘察施工(包括各種測試、鉆探等)制作成電視錄像片,在講授相應(yīng)的內(nèi)容時播放,或放在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,讓學(xué)生隨時下載觀看。增強感性認識,為實踐實習(xí)打好基礎(chǔ),也可以節(jié)省實踐實習(xí)時間,或代替部分實踐實習(xí),填補部分院校沒有開設(shè)實踐實習(xí)教學(xué)的不足。生動、形象、直觀的教學(xué)使學(xué)生更容易理解。

      四、結(jié)語

      工程地質(zhì)學(xué)是土木工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門學(xué)時不多、內(nèi)容豐富、教學(xué)難度較大、富有挑戰(zhàn)性的課程。要培養(yǎng)基礎(chǔ)理論知識充實,具有較強的實踐能力和創(chuàng)新精神,綜合素質(zhì)高的優(yōu)秀土木工程師,學(xué)校必須要加大對專業(yè)建設(shè)的投入:完善基礎(chǔ)地質(zhì)實驗室并定期補充足夠數(shù)量的實驗標本,建立野外地質(zhì)實習(xí)基地,確保相應(yīng)的實踐實習(xí),包括工程地質(zhì)勘察實習(xí)。任課教師更要加強學(xué)習(xí),不斷總結(jié)、改革教學(xué)方法,更新工程地質(zhì)新技術(shù)、新方法,收集積累工程實踐案例,從工程建設(shè)實際出發(fā)培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的高級工程技術(shù)人才。

      參考文獻:

      [1]潘文勝.工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)存在的問題及其教學(xué)改革[J].教育與職業(yè),2008(9):87-88.

      [2]李斌,馮柯.土木工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)改革研究[J].山西建筑, 2011,37(3):233-234.

      [3]張俊林.在本科畢業(yè)設(shè)計中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的改革與實踐[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報:社會科學(xué)版,2008(1):20-21.

      [4]曹麗文.工程地質(zhì)學(xué)思維方法培養(yǎng)的教學(xué)研究[J].中國地質(zhì)教育,2002(4): 54-57.

      Teaching reform on engineering geology

      WANG Yanqiang

      篇(3)

      安全科學(xué)與工程作為一級學(xué)科始,前人在學(xué)科發(fā)展[1][2]、課程建設(shè)[3][4]、教學(xué)方法[5]、人才培養(yǎng)[6-8]等方面進行了卓有成效的研究,工程地質(zhì)學(xué)是安全工程專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程,四川師范大學(xué)在構(gòu)建安全工程卓越工程師教育教學(xué)體系過程中,工程地質(zhì)學(xué)課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法及教學(xué)模式相對滯后,本文結(jié)合工程地質(zhì)學(xué)課程及安全工程專業(yè)特點,探討安全工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)課程存在的問題,提出課程改革的思路和措施。

      1.工程地質(zhì)學(xué)的特點

      工程地質(zhì)學(xué)以地質(zhì)問題為研究對象,是工程科學(xué)、地質(zhì)科學(xué)及環(huán)境科學(xué)相互滲透、交叉形成的一門邊緣科學(xué)[9]。我校安全工程專業(yè)開設(shè)的工程地質(zhì)學(xué)涉及建筑、礦山兩大學(xué)科領(lǐng)域,涉及內(nèi)容包括基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、巖土工程性質(zhì)、地質(zhì)勘察與評價等,具有鮮明的專業(yè)特色。

      1.1基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)特點。基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)是研究地球及其演變的一門自然科學(xué)[10],涉及內(nèi)容包括礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、資源、環(huán)境學(xué)等多門學(xué)科。當前很難為學(xué)生傳授一種統(tǒng)一的思想來解決今后可能遇到的地質(zhì)問題,因此在講授基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)基本理論的同時,重點啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用地質(zhì)學(xué)基本原理具體問題具體分析,為培養(yǎng)能分析、解決實際問題,具有創(chuàng)新能力的卓越工程師奠定基礎(chǔ)。

      1.2巖土工程性質(zhì)特點。巖土工程性質(zhì)是討論巖土的成因類型、巖石礦物學(xué)特征、組成成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,他們的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì),巖土工程分類以及不良性質(zhì)的改善和處理等。不同礦物形成的巖體或土體其性質(zhì)不同。巖土的物理、力學(xué)性質(zhì)影響巖、土體的強度、變形及其滲流構(gòu)成了巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的理論基礎(chǔ),是教學(xué)的核心內(nèi)容。

      1.3地質(zhì)勘察與評價特點。工程地質(zhì)勘察是為查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素而進行的地質(zhì)調(diào)查研究工作[9]。主要是對地質(zhì)災(zāi)害、工業(yè)與民用建筑物、地下建筑工程、水利水電及礦山地質(zhì)的勘察。在教學(xué)過程中,不僅要講授工程地質(zhì)勘察的通用方法,還要讓學(xué)生了解不同方法的適用性、工程地質(zhì)勘察與評價的研究進展及發(fā)展趨勢。

      1.4工程地質(zhì)學(xué)課程特點。工程地質(zhì)學(xué)課程涉及基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、巖土工程學(xué)、地質(zhì)勘察學(xué)、土木工程學(xué)及煤礦地質(zhì)學(xué)等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)容,其研究對象具有復(fù)雜性,研究方法具有多樣性,課程內(nèi)容廣泛、知識點多、理論性強等特點,內(nèi)容相對抽象、難以理解,在教學(xué)過程中應(yīng)充分研究內(nèi)容特點,綜合應(yīng)用不同的教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生對知識進行理解掌握,以達到教學(xué)目的。

      2.工程地質(zhì)教學(xué)存在的問題

      大規(guī)模工程建設(shè)、煤炭資源開發(fā)帶來眾多新的復(fù)雜的工程地質(zhì)問題(如高邊坡工程、深基坑工程、長隧道工程、深部煤炭開發(fā)、高溫高壓礦井等),安全生產(chǎn)存在眾多隱患。如何在有限的學(xué)時內(nèi),讓學(xué)生既能夯實理論基礎(chǔ),又具備能解決實際問題的能力是擺在本課程教學(xué)面前重要的問題。當前教學(xué)過程中還存在著教學(xué)內(nèi)容不合理、教學(xué)方法單一、教學(xué)模式落后等問題影響課程教學(xué)質(zhì)量。

      2.1教學(xué)內(nèi)容不合理。安全工程專業(yè)目前使用的教材為趙法鎖教授等編寫的“工程地質(zhì)學(xué)”[11] ,主要參考書為李智毅教授編寫的“工程地質(zhì)學(xué)概論”[9]、李雋蓬教授編寫的“土木工程地質(zhì)”[12] 和胡紹祥教授編寫的“礦山地質(zhì)學(xué)”[13],使用教材重點突出基礎(chǔ)地質(zhì)、巖土及地質(zhì)災(zāi)害內(nèi)容。但未包含礦山工程中常見的工程地質(zhì)問題,缺少與本校安全工程相適應(yīng)的知識結(jié)構(gòu),很難讓學(xué)生全面了解礦山工程地質(zhì)的特點和問題。而“礦山地質(zhì)學(xué)”則缺少與建筑安全相適應(yīng)的知識構(gòu)架。

      2.2教學(xué)方法單一。目前,工程地質(zhì)學(xué)的教學(xué)依然采用課堂講授輔以ppt演示的傳統(tǒng)方式。且ppt未經(jīng)過合理的開發(fā),造成一些具體講解的基本原理和公式的推導(dǎo)過程被忽略[14],教學(xué)效果不理想。

      2.3教學(xué)模式落后。以往的工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)以“教師書本講解――學(xué)生接受學(xué)習(xí)”為主。缺少對實際問題的分析及不確定問題的探討;教學(xué)以教師為主體,忽略了學(xué)生的主體地位;缺少與學(xué)生的有效交流和溝通,學(xué)生的主觀能動性得不到發(fā)揮。

      3.工程地質(zhì)學(xué)課程改革

      由于“工程地質(zhì)學(xué)”課程對安全工程本科生的培養(yǎng)立足于掌握基礎(chǔ)地質(zhì)、巖土工程性質(zhì)及工程勘察的基礎(chǔ)知識,初步具備分析建筑工程、礦山工程實際地質(zhì)問題的能力。因此,針對目前課程存在的問題,從課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)手段、教學(xué)模式三個方面提出了課程改革思路和措施。

      3.1優(yōu)化教學(xué)模塊,調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。將“工程地質(zhì)學(xué)”課程內(nèi)容分為基礎(chǔ)理論模塊和專業(yè)特色模塊。基礎(chǔ)理論模塊包括基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、巖土工程性質(zhì)、工程地質(zhì)勘察三篇內(nèi)容,重在強化理論基礎(chǔ)。專業(yè)特色模塊兼有建筑、礦山特色,其中建筑特色選取地基工程、邊坡工程及地下工程中與工程地質(zhì)相關(guān)知識內(nèi)容,重在面向建筑安全;礦山特色選取煤炭資源、煤礦工程與工程地質(zhì)相關(guān)內(nèi)容,重在面向礦山,培養(yǎng)學(xué)生初步分析實際問題的能力,各模塊的具體內(nèi)容見表1。

      表1 “工程地質(zhì)學(xué)”課程模塊分配表

      3.2豐富教學(xué)手段,夯實基礎(chǔ)知識。基礎(chǔ)知識是進行生產(chǎn)和科研的基礎(chǔ),考慮到工程地質(zhì)學(xué)課程特點,傳統(tǒng)的單一教學(xué)方式講解不便,學(xué)生聽講積極性不高,教學(xué)效果不理想。圖文并茂的多媒體課件調(diào)動課堂情緒;典型案例分析提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性及自主分析實際問題的能力;引導(dǎo)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生主動思考,思維發(fā)散;討論式教學(xué)讓學(xué)生進行思想碰撞,總結(jié)歸納;實驗教學(xué)提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)及科研思維。通過多種教學(xué)方法的結(jié)合達到夯實基礎(chǔ)知識,提升專業(yè)素質(zhì),提高科研思維的效果。

      3.3 “課上思考學(xué)習(xí)、線上交流學(xué)習(xí)”教學(xué)模式充分發(fā)揮學(xué)生的“主體”地位,教師作為“客體”在教學(xué)課程中起到引導(dǎo)及監(jiān)督作用。課堂上主要通過圖片、視頻等引出問題,學(xué)生分析基礎(chǔ)知識,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)思路,由學(xué)生自主思路完成基本知識的學(xué)習(xí),實現(xiàn)“課上思考學(xué)習(xí)”。如在講解土的三相介質(zhì)物質(zhì)組成時,首先展示建筑傾倒照片,引出地基失穩(wěn)工程地質(zhì)問題,使學(xué)生帶著問題去思考,然后通過講解抽取地下水引起地面沉降引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、理解土是由固相、液相、氣相組成的三相介質(zhì)。

      篇(4)

      中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2012)08-0238-02

      0引言

      目前,為了適應(yīng)社會對創(chuàng)新型人才的迫切需求[1,2],調(diào)整培養(yǎng)方案,采用學(xué)分制,勢在必行。眾所周知,學(xué)分制教育模式以選課為核心,教師指導(dǎo)為輔助,通過績點和學(xué)分來衡量學(xué)生學(xué)習(xí)效果,與班建制、導(dǎo)師制合稱三大教育模式。學(xué)分制于19世紀末首創(chuàng)于美國哈弗大學(xué)[3],目前學(xué)分制已在國內(nèi)高校全面推行。工程地質(zhì)學(xué)是土木工程、水利工程、地質(zhì)工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,實踐性較強,實驗、實習(xí)所占比重較大。積極主動探索學(xué)分制下工程地質(zhì)學(xué)實驗教學(xué)問題,具有重要現(xiàn)實意義。

      1目前《工程地質(zhì)學(xué)》教學(xué)存在的問題

      經(jīng)過對國內(nèi)20余所高校土木工程、水利工程、地質(zhì)工程等專業(yè)的《工程地質(zhì)學(xué)》實驗教學(xué)調(diào)研,可將目前《工程地質(zhì)學(xué)》教學(xué)存在的問題歸結(jié)為三方面:

      1.1 實驗教學(xué)資源投入嚴重不足教學(xué)資源投入問題是各高校普遍面臨的突出問題, 實驗教學(xué)涉及問題主要有兩個方面:其一是實驗設(shè)備和場地。隨著高校的擴展,對實驗設(shè)備和場地的需求量很大,需要投入的經(jīng)費較多,在有限的實驗時間,學(xué)生人數(shù)與臺套數(shù)完全不成比例;即使購回了儀器,又沒有實驗場地,以至于部分實驗項目無法開設(shè),如重慶市某交通類高校的工程地質(zhì)學(xué)實驗課擬開設(shè)學(xué)生礦物巖石鏡下實驗,需要學(xué)生自己動手掌握切片、磨片、觀察全過程,但是由于沒有底樓的房間,該實驗迄今尚未開出;工程地質(zhì)學(xué)鉆探實驗也由于沒有場地和設(shè)備而從未開設(shè)。其二是學(xué)校對實驗室教師的激勵問題。盡管培養(yǎng)人才是教師的天職,但在各方面調(diào)動教師的積極性對教學(xué)質(zhì)量的提高有顯著影響[5],如成都某交通類高校的實驗室老師執(zhí)行的是崗位職,教師在實驗室上課的多少跟待遇無關(guān),只跟職稱有關(guān),缺乏相應(yīng)的激勵機制,教師多開課程、學(xué)生選修人數(shù)多等沒有得到相應(yīng)的獎勵,雖然學(xué)校提倡多開展設(shè)計型、綜合型和創(chuàng)新型等實驗項目,提倡開放性實驗,甚至每學(xué)期學(xué)校都要檢查開展情況,但教師沒有多承擔(dān)教學(xué)工作量的積極性,同時認為實驗室老師是教輔人員,不鼓勵教師繼續(xù)深造,導(dǎo)致很多老師缺乏責(zé)任感,知識陳舊,根本不關(guān)心理論課教材、學(xué)生所屬專業(yè),實驗教學(xué)效果較差。

      1.2 實驗教學(xué)方式死板、時間不靈活工程地質(zhì)學(xué)是一門實踐性很強的自然科學(xué),學(xué)生僅通過學(xué)習(xí)書本上的概念、理論,不進行一定的實踐,是很難理解很多工程地質(zhì)學(xué)現(xiàn)象的,目前大多數(shù)院校的工程地質(zhì)學(xué)室內(nèi)實驗是在教師已準備好的特定條件下,讓學(xué)生進行已知的造巖礦物與巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖的肉眼觀察,以觀察為主,這種“牽著走”的教學(xué)方法容易讓學(xué)生產(chǎn)生實驗簡單的錯覺[2],結(jié)果學(xué)生自己思考得很少,少數(shù)學(xué)生實驗時不動腦、不動手、依賴性強。老師的教與學(xué)生的學(xué)方法單一,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng);有的高校由于種種原因采用工程地質(zhì)學(xué)集中實驗,理論教學(xué)與實驗教學(xué)嚴重脫節(jié),導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)困難和缺乏興趣。目前,多數(shù)高校的工程地質(zhì)學(xué)實驗課實行部分開放作為試點探討,若實驗室不實行開放式實驗教學(xué),很難推動高校學(xué)分制教學(xué)體制改革,很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱誠,很難培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)新能力。

      1.3 實驗教學(xué)內(nèi)容不符合知識的邏輯性工程地質(zhì)學(xué)是一門理論性和實驗性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課。在推行學(xué)分制下,現(xiàn)行強調(diào)“厚基礎(chǔ),薄專業(yè)”的課程設(shè)置指導(dǎo)思想中,專業(yè)課所分配學(xué)時數(shù)已大幅減少。大多數(shù)院校的工程地質(zhì)學(xué)學(xué)分少,實驗課時少,實驗內(nèi)容陳舊,造巖礦物與三大類巖石的識別,靠一些簡單的工具,通過肉眼識別,不便于地質(zhì)學(xué)基本理論的掌握,如沉積巖中的膠結(jié)物的類型,巖漿巖中的晶體與非晶體,等粒與斑狀結(jié)構(gòu)等區(qū)分,靠肉眼鑒別很難,還有地質(zhì)構(gòu)造的分析與地質(zhì)圖的分析、地質(zhì)剖面的繪制等部分,如不通過綜合強化訓(xùn)練,很難達到學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

      2學(xué)分制下《工程地質(zhì)學(xué)》實驗教學(xué)模式

      2.1 實驗教學(xué)管理模式的人性化學(xué)校要有激勵實驗教師的政策,鼓勵教師熱愛本職工作,善于鉆研業(yè)務(wù),采用坐班制;工程地質(zhì)學(xué)實驗教學(xué)管理要具有自動化特點,要有專門工程地質(zhì)學(xué)實驗教學(xué)中心的網(wǎng)站,把要開設(shè)的工程地質(zhì)學(xué)實驗課程的時間、教師、教室及時掛在網(wǎng)上,讓學(xué)生根據(jù)自己時間采用網(wǎng)上預(yù)約,便于控制學(xué)生來上實驗課的人數(shù),實驗室實現(xiàn)全天后開放,對少數(shù)學(xué)生希望在學(xué)一遍也是允許的,歡迎學(xué)生走進實驗室,自己動手,與老師探討問題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使學(xué)生覺得喜歡工程地質(zhì)學(xué)實驗課。

      2.2 教學(xué)內(nèi)容的全面性和創(chuàng)新性為了適應(yīng)工科學(xué)生創(chuàng)新性人才的培養(yǎng),以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的系統(tǒng)工程方法論為指導(dǎo)思想[1],將重心調(diào)整到重視學(xué)生創(chuàng)新能力上來。工程地質(zhì)學(xué)實驗內(nèi)容要涵蓋既要常見的礦物巖石和巖石識別鑒定,又要有綜合技能的培養(yǎng)如地質(zhì)平面圖分析、圖切地質(zhì)剖面、使用地質(zhì)羅盤儀測定沉積巖產(chǎn)狀等,據(jù)此將課程實驗教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化調(diào)整(表1),室內(nèi)實驗學(xué)時數(shù)增加到16學(xué)時,其中驗證型實驗由原來的70%降低為43.75%,綜合型和設(shè)計型實驗增加到56.25%。

      2.3 實驗時間的靈活性學(xué)分制下教學(xué)要突出學(xué)生選課和上課的靈活性,實驗課采用網(wǎng)上預(yù)約,實驗室公布提前在網(wǎng)上公布上課的內(nèi)容、教師和地點。要協(xié)調(diào)好學(xué)生人數(shù),一個實驗項目人數(shù)不能超過30人。部分學(xué)生對難度大的實驗內(nèi)容或?qū)W生對實驗內(nèi)容興趣較濃的內(nèi)容可以重復(fù)預(yù)約實驗,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和主觀能動性。

      2.4 教學(xué)方式的引導(dǎo)性和多樣性教學(xué)要分層次教學(xué),不能一味強調(diào)以教師為主體,重心調(diào)整為以學(xué)生為主體,重在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,充分發(fā)揮實驗教師的引導(dǎo)作用。每次實驗課前教師提出實驗要求,引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí),下次上課前應(yīng)考核,給定成績,不合格者勸其準備好了再來。驗證性實驗也要組織有序,將室內(nèi)實驗教學(xué)分三個階段進行,以礦物巖石學(xué)習(xí)為例:

      第一階段:為了滿足學(xué)生的好奇心,給學(xué)生一定的時間用于觀察各類標本模型,讓學(xué)生帶有好奇心進行學(xué)習(xí),喜歡工程地質(zhì)實驗。

      第二階段:讓學(xué)生從專業(yè)角度去對每一種巖石礦物標本進行特性分析。

      第三階段:列出典型、常見的礦物,要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成其特征描述,指出必須掌握的常見的造巖礦物,為后面掌握三大類巖石的實驗打基礎(chǔ),如常見的巖漿巖的造巖礦物,沉積巖的造巖礦物、變質(zhì)巖的造巖礦物,歸類總結(jié),經(jīng)思考達到更進一步的掌握。

      為了檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果,實驗室教師可以把常見的造巖礦物和三大類巖石放在一起編上號,讓學(xué)生隨機抽查號碼來鑒定常見的造巖礦物和巖石,并計入最總的考核成績。

      還可通過討論的方式加深學(xué)生對工程地質(zhì)學(xué)理論內(nèi)容的理解,提高學(xué)生自行設(shè)計實驗方案,這種“指著走”的教學(xué)方法利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,開拓學(xué)生的思維和提高學(xué)生的洞察力培養(yǎng)學(xué)生樹立嚴肅認真和實事求是的學(xué)風(fēng)。

      2.5 考核方式的系統(tǒng)性對學(xué)生的考核要全面,分為預(yù)習(xí)情況占10%,上課簽到占10%,現(xiàn)場隨機抽查的礦物巖石鑒定成績占10%,每位學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)提交一份包括所有實驗內(nèi)容的綜合實驗報告成績占70%,最后得到的實驗成績應(yīng)為按比例組成的總成績。

      3結(jié)論

      3.1 為了適應(yīng)當前高等學(xué)校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需求,學(xué)分制下《工程地質(zhì)學(xué)》實驗教學(xué)優(yōu)化改革勢在必行。

      3.2 目前高校土木工程、水利工程、地質(zhì)工程等專業(yè)的《工程地質(zhì)學(xué)》實驗教學(xué)存在實驗教學(xué)資源投入嚴重不足、實驗教學(xué)方式死板、時間不靈活、教學(xué)內(nèi)容安排不符合知識的邏輯性等問題。

      3.3 從實驗教學(xué)管理模式的人性化、教學(xué)內(nèi)容全面性和創(chuàng)新性、實驗時間的靈活性、教學(xué)方式的引導(dǎo)性和多樣性、考核方式的系統(tǒng)性等方面,提出了學(xué)分制下《工程地質(zhì)學(xué)》實驗教學(xué)模式。

      參考文獻:

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      [2]劉勇健.工程地質(zhì)學(xué)學(xué)教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探討.高等建筑教育,2005,14(4):25-27.

      篇(5)

      土木工程專業(yè)開設(shè)工程地質(zhì)專業(yè)課程,對學(xué)生打好專業(yè)基礎(chǔ),培養(yǎng)分析和解決問題的能力,特別是解決在建筑基礎(chǔ)設(shè)計和施工中遇到的工程地質(zhì)問題起著重要的作用。學(xué)好這門課程可以鞏固之前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程,為以后的專業(yè)課程和參加工程實踐工作有著十分重要的意義。

      1 《工程地質(zhì)與土力學(xué)》教學(xué)現(xiàn)狀

      1.1 教學(xué)方式過于落后

      傳統(tǒng)的“滿堂灌”和“填鴨式”的教學(xué)方式,顯然不能適應(yīng)現(xiàn)代高等教育的要求。課堂講授主要以教材為主,講得精,講得細,但繁多的教學(xué)內(nèi)容,高難度的計算,再加上缺乏理論聯(lián)系實際,使得學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性難以提高,教學(xué)效果大打折扣。灌輸式和應(yīng)試式上的課程教學(xué)最大的詬病是缺少互動性,缺少討論,忽視了課外實踐,其教學(xué)深度難以達到人才培養(yǎng)方案中的培養(yǎng)目標。

      1.2 教學(xué)內(nèi)容陳舊

      與大多數(shù)課程一樣, 課程內(nèi)容偏于陳舊,教學(xué)內(nèi)容的更新程度遠落后于本學(xué)科的發(fā)展。土力學(xué)在教學(xué)內(nèi)容改革時,應(yīng)該注意夯實基礎(chǔ)知識,兼顧學(xué)科前沿動態(tài),重視知識運用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

      1.3 師資力量過于薄弱

      教學(xué)手段單一,主要是依靠課堂板書講授,多媒體教學(xué)很少;課程教學(xué)仍停留在灌輸式和應(yīng)試式上,缺少師生互動以及理論聯(lián)系實際。

      1.4 實踐性教學(xué)不足

      因課時少,在課程教學(xué)中往往是首先減少實驗實習(xí)這個環(huán)節(jié),導(dǎo)致實踐教學(xué)薄弱或缺失。我們知道土力學(xué)是理論性和實踐性都很強的自然科學(xué),大部分土力學(xué)的理論是建立在實驗和現(xiàn)場測試基礎(chǔ)上的。目前教學(xué)中普遍存在過分重視理論教學(xué)而輕視實踐教學(xué)的現(xiàn)象,這種教學(xué)方式不能滿足土木專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求。

      1.5 教學(xué)設(shè)施不齊全

      從教學(xué)設(shè)施來看, 非地質(zhì)院校開設(shè)的土木工程專業(yè),基本上都沒有地質(zhì)基礎(chǔ)方面的實訓(xùn)室,如礦物巖石實訓(xùn)室、地質(zhì)構(gòu)造模型室以及野外地質(zhì)實習(xí)基地。由于該課程缺少實驗設(shè)備,目前還不能完全滿足教學(xué)要求。此外,部分高校雖然有健全、完善的教學(xué)設(shè)施,但是在實際的教學(xué)活動中卻沒能充分地對其加以利用,造成了資源的浪費。

      2 《工程地質(zhì)與土力學(xué)》課程的具體可行性措施

      2.1 革新《工程地質(zhì)與土力學(xué)》的課程內(nèi)容

      土力學(xué)理論性較強,內(nèi)容相對較枯燥,在教學(xué)中應(yīng)盡可能的將一些巖土方面的工程案例,結(jié)合講課內(nèi)容介紹給學(xué)生,或者以講座的形式介紹典型的工程實例、最新研究成果以及學(xué)科前沿動態(tài),拓寬學(xué)生的視野,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課程內(nèi)容選擇的原則除根據(jù)實際教學(xué)需要和工程地質(zhì)課程特點之外,還要考慮教學(xué)學(xué)時數(shù)以及與工程地質(zhì)學(xué)相關(guān)課程的銜接內(nèi)容,以學(xué)生能正確使用勘察成果為主線,以掌握工程地質(zhì)學(xué)基本理論為基礎(chǔ),精選教學(xué)內(nèi)容。工程地質(zhì)學(xué)課程共選擇八章,內(nèi)容包括緒論、巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征、地質(zhì)構(gòu)造及其對工程的影響、土的工程性質(zhì)及分類、地下水、不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題、工程地質(zhì)原位測試、工程地質(zhì)勘察,對于不同模塊應(yīng)采取不同教學(xué)方法和學(xué)時分配。

      2.2 改變《工程地質(zhì)與土力學(xué)》的教學(xué)方式

      正確處理教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生主體地位的關(guān)系,建立一種互動式課堂教學(xué)模式,多提問題,讓學(xué)生進行廣泛的討論,由“一言堂”變?yōu)椤岸嘌蕴谩薄T谥v課中我一般都按照“提出問題――分析問題――解決問題”這條思想路線進行講授,學(xué)生的思維可以從這種教學(xué)模式中一次次得到鍛煉和加強。另外,由“填鴨式”教學(xué)變?yōu)椤皢l(fā)式”或“互動式”教學(xué),會使課堂氣氛更活躍,更具感染力。比方說,通過介紹國內(nèi)外一些有重大影響失事工程的實例,講授如果不進行工程地質(zhì)勘察,不查清場地工程地質(zhì)條件,或不重視場地地質(zhì)環(huán)境因素,盲目進行設(shè)計和施工,可能會帶來嚴重的后果,讓學(xué)生從這些教訓(xùn)中能真正意識到工程地質(zhì)在土木工程專業(yè)中的地位和重要性。

      2.3 增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

      本課程實驗教學(xué)應(yīng)側(cè)重培養(yǎng)的學(xué)生動手能力和科學(xué)研究能力。目前,我們只設(shè)置教學(xué)大綱規(guī)定的常規(guī)實驗科目,包括液塑限測定、擊實試驗、固結(jié)試驗、直剪試驗等。實踐中我們可以根據(jù)不同的教學(xué)目的和要求,適當增設(shè)一些綜合性和探索性的實驗,除了在教學(xué)過程中組織學(xué)生到施工現(xiàn)場進行觀摩,閱讀實際工程勘察資料,聘請生產(chǎn)單位給學(xué)生進行實際操作以外,還可安排野外工程地質(zhì)實習(xí)。其宗旨在于把實驗項目與生產(chǎn)實際聯(lián)系起來,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、綜合運用能力及創(chuàng)新能力,有利于學(xué)生提前熟悉就業(yè)環(huán)境,增強工程意識,培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度,讓學(xué)生在走出校門,走上工作崗位之后,能夠?qū)⒃趯W(xué)校學(xué)到的知識合理、嫻熟地運用到實際生產(chǎn)建設(shè)之中,為學(xué)生成為優(yōu)秀的土木工程師打下扎實的基礎(chǔ)。

      3 結(jié)論

      “質(zhì)量工程”是高等教育領(lǐng)域改革的一項重要工程,是新時期的教學(xué)改革,是提高教學(xué)質(zhì)量的重大舉措。高素質(zhì)的人才培養(yǎng)離不開高水平的課程建設(shè),實踐證明,將案例法、錄像教學(xué)法、現(xiàn)場教學(xué)等教學(xué)方法運用到不同教學(xué)內(nèi)容當中,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,完成人才培養(yǎng)方案的培養(yǎng)目標,有效地提高了教學(xué)課堂的效率,學(xué)生通過理論結(jié)合實際,利用所學(xué)的基本知識原理來解決實際工程中遇到的棘手問題,為將來從事工程設(shè)計和施工設(shè)計奠定了扎實的基礎(chǔ)。

      篇(6)

      中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)15-0251-02

      一、引言

      周口店野外實踐教學(xué)區(qū)位于太行山山脈北段與華北平原的臨接處,大地構(gòu)造單元隸屬于華北陸塊燕山板內(nèi)(陸內(nèi))構(gòu)造帶教學(xué)區(qū)內(nèi)諸多的地質(zhì)遺跡難易適中,加之區(qū)位優(yōu)勢和便利的交通條件,使周口店野外實踐教學(xué)站成為享譽國內(nèi)教育界的野外實踐教學(xué)場所。

      周口店地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)野外教學(xué)實習(xí)是我校地質(zhì)工程專業(yè)(工程地質(zhì)方向)本科生一門重要的實踐課程,教學(xué)效果對本專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量有著較大的影響,因此本文針對我校地質(zhì)工程專業(yè)(工程地質(zhì)方向)培養(yǎng)要求和專業(yè)特點,結(jié)合前人研究的基礎(chǔ)上,就教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法進行探討。

      二、教學(xué)內(nèi)容探討

      周口店地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)野外教學(xué)實習(xí)由簡到繁、循序漸進,共劃分為:路線地質(zhì)教學(xué)階段、獨立綜合填圖實踐和地質(zhì)(實習(xí))報告編寫三個階段。

      我校地質(zhì)工程專業(yè)(工程地質(zhì)方向)周口店野外教學(xué)為期四周,學(xué)生系統(tǒng)地掌握常規(guī)的地質(zhì)調(diào)查方法和基本技能,包括:(1)地層的野外觀察和描述;(2)羅盤和地形圖使用;(3)地層實測剖面;(4)獨立地質(zhì)填圖;(5)野外教學(xué)實習(xí)報告編寫等五個內(nèi)容。

      地質(zhì)工程專業(yè)(工程地質(zhì)方向)周口店教學(xué)除按照地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)野外教學(xué)任務(wù)和要求外,考慮到專業(yè)特點以及后續(xù)教學(xué)內(nèi)容的銜接,筆者認為還需要注意如下方面:

      1.注重圖件繪制能力訓(xùn)練。周口店野外教學(xué)實習(xí)圖件編制包括地質(zhì)素描圖、信手剖面圖、實測剖面圖、地層綜合柱狀圖、綜合材料圖、地質(zhì)平面圖以及構(gòu)造綱要圖。根據(jù)筆者周口店教學(xué)經(jīng)驗,要加強學(xué)生圖件的編制能力,首先要強化地質(zhì)素描以及信手剖面圖的繪制訓(xùn)練。地質(zhì)素描的技巧以及步驟詳見《野外地質(zhì)素描》,在此只針對筆者在教學(xué)實踐中總結(jié)出幾點注意事項供參考:(1)地質(zhì)素描是對地質(zhì)現(xiàn)象的形態(tài)特征和規(guī)律采用線條為主要表現(xiàn)形式予以表達,故素描之前,首先需要認真觀察、看懂地質(zhì)現(xiàn)象,然后才能畫出正確的素描。如八角寨埡口附近的石香腸構(gòu)造素描,除了石香腸特征(形成原因)外,還需要表現(xiàn)出剪切構(gòu)造的性質(zhì)、運動方向以及與石香腸構(gòu)造的先后順序等要點。(2)圖形比例以及關(guān)鍵點或者地質(zhì)現(xiàn)象在圖中的位置。如孤山口火車站復(fù)雜褶皺構(gòu)造素描中可以教會學(xué)生根據(jù)電線桿長度和間距估算出剖面高和長,然后根據(jù)野簿尺寸確定整數(shù)比例尺。地質(zhì)點或現(xiàn)象的定位,首先確定典型的地形地物(擋墻、電線桿)或顯著的構(gòu)造點位置,再確定其他構(gòu)造點或者要素的相對位置,從而避免素描失真。(3)先后順序。如進行褶皺類素描時應(yīng)首先畫兩翼,然后填充地層巖性,這樣可以避免褶皺形態(tài)失真;對于斷層則先確定斷層面的位置和產(chǎn)狀,然后再繪兩盤地層巖性。為了表現(xiàn)出不同構(gòu)造期次,則應(yīng)遵循由新到老的順序。

      信手剖面圖最大的問題是比例失調(diào)(地形失真)、巖層產(chǎn)狀不正確以及巖性組合錯誤等三個問題。

      比例失調(diào)一般出現(xiàn)在手繪地形起伏較大的剖面,可目估剖面起始距離或者從地形圖上讀取以確定剖面長度,再根據(jù)野簿尺寸確定橫向比例尺。縱向比例尺則依據(jù)地形圖讀取高差或者根據(jù)樹木、電線桿等估算山頂與谷底高差來確定縱向比例尺。坡面線則可采用羅盤測量出俯角或仰角,然后基于山頂與坡角的高差和縱向比例尺確定坡面的基準線,然后根據(jù)實際坡面起伏修正。

      巖層產(chǎn)狀主要為巖層傾向線畫反以及傾角過陡。教學(xué)時可以告訴學(xué)生巖層傾向與剖面方向夾角小于90°則巖層傾向線向剖面方向傾斜,當二者夾角大于90°時則巖層傾向線向剖面方向相反的方向傾斜。視傾角小于或等于真傾角,故信手剖面上的巖層傾角要小于真傾角,具體數(shù)值可查閱野簿后面的附錄表。

      巖性組合畫錯的主要原因是學(xué)生并沒有養(yǎng)成“邊走邊觀察記錄,邊延伸剖面圖”的習(xí)慣,加之天氣炎熱,繪圖功底不扎實,很多學(xué)生憑印象畫,甚至有的相互抄襲,以訛傳訛。故教師在路線教學(xué)時,一定要嚴格督促學(xué)生訓(xùn)練其信手剖面功能。

      2.強化獨立地質(zhì)填圖訓(xùn)練。獨立地質(zhì)填圖是學(xué)生掌握常規(guī)的地質(zhì)調(diào)查方法和基本技能的必由途徑,也是周口店野外教學(xué)成果的有效檢驗手段之一。

      根據(jù)近六年的教學(xué)效果看,學(xué)生基本掌握了褶皺區(qū)的地質(zhì)填圖,而且對不同世代的褶皺構(gòu)造分析具有一定的能力,取得了良好的教學(xué)效果。但需要注意的是,部分學(xué)生對于大型斷層的確定以及填圖還存在困惑。對于此,筆者建議地質(zhì)工程專業(yè)(工程地質(zhì)方向)填圖區(qū)調(diào)正為東區(qū)和西區(qū),填圖時間延長至8天,不僅使學(xué)生的地質(zhì)野外功底加強,而且也后利于后續(xù)的《工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》和《工程地質(zhì)勘察》課程的學(xué)習(xí)。

      3.適當突出工程地質(zhì)專業(yè)特色。周口店實習(xí)區(qū)擁有豐富的野外地質(zhì)教學(xué)資源,部分路線同樣可以作為后續(xù)的《工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)的有益補充,如:

      篇(7)

      中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)26-0123-02

      雙語教學(xué)是教學(xué)改革的重要方法之一,也是培養(yǎng)具有國際視野和國際競爭力、面向未來的新型社會主義現(xiàn)代化建設(shè)高素質(zhì)人才的必然趨勢,同時也是評價專業(yè)辦學(xué)水平的一個標準[1]。為了適應(yīng)這一形勢,重慶交通大學(xué)經(jīng)過多年醞釀,于2011年成立了國際學(xué)院,并在2013經(jīng)教育部批準設(shè)立中外合作土木工程項目班,開始招收新生。通過土木工程(國際項目班)課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生具備較高的專業(yè)英語水平,掌握扎實的專業(yè)知識,具有直接參與國際項目招(投)標、設(shè)計、施工、管理工作的能力,具有土木工程的基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識,具備較強的工程實踐能力、創(chuàng)新意識與良好的綜合素質(zhì)。通過工程師基本訓(xùn)練,培養(yǎng)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,懂管理、懂技術(shù)、懂經(jīng)濟、懂法規(guī),具有國際競爭力的高素質(zhì)、復(fù)合型、國際化的高層次土木工程技術(shù)人才[2]。工程地質(zhì)作為土木工程學(xué)科重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,所以在國際項目中實行雙語教學(xué)就顯得尤為重要。

      一、工程地質(zhì)課程雙語教學(xué)的背景

      當前,社會主義現(xiàn)代化建設(shè)蓬勃發(fā)展,許多大型的交通、能源和水利工程都已開工建設(shè),這對工程地質(zhì)的研究與教學(xué)提出了新的要求。雖然眾多學(xué)者在工程地質(zhì)學(xué)研究方面取得了較多的理論和實踐研究成果,但仍然不能滿足工程技術(shù)飛速發(fā)展的需要。此外,近年來中國頻發(fā)的多種地質(zhì)災(zāi)害(地震、泥石流、滑坡等),對人民的生命財產(chǎn)造成了重大損失。因此,無論從工程建設(shè)還是災(zāi)害治理角度考慮,都應(yīng)該加大、加快對工程地質(zhì)學(xué)的研究力度。歐美等發(fā)達國家在工程地質(zhì)學(xué)研究領(lǐng)域有著較為成熟的經(jīng)驗和先進的理論方法,這就要求國內(nèi)的工程地質(zhì)研究人員具備較好的外文文獻閱讀水準,能快速地在海量的外文文獻中找到有用信息,并對其很好地理解。此外,高校作為培養(yǎng)中國國際人才的重要基地,必須在專業(yè)知識方面對學(xué)生進行有目的的專業(yè)英語培養(yǎng),使學(xué)生今后能更好地適應(yīng)國際交流的需要[1]。

      二、工程地質(zhì)課程雙語教學(xué)的現(xiàn)狀

      目前,國內(nèi)高校工程地質(zhì)課程的講授以漢語教學(xué)為主,僅有少數(shù)高校開展了雙語教學(xué)的嘗試。在理論和實踐教學(xué)中也呈現(xiàn)出形式多樣的局面,有的高校采用全英文教材,有的高校僅在課件上采用全英文形式;在教授過程中,考慮到學(xué)生對知識點和專業(yè)術(shù)語的理解,教師基本不會采取全英文授課,仍以漢語或英漢交替為主。基于此,筆者結(jié)合自己幾年的工程地質(zhì)雙語教學(xué)經(jīng)驗,將教學(xué)過程中的一些問題進行深入的總結(jié)和分析。

      三、工程地質(zhì)雙語教學(xué)方法分析

      無論采用何種教學(xué)方法,工程地質(zhì)課程雙語教學(xué)的主體目標仍然是一致的,即要讓一名土木工程專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程后,達到以下的基本要求和能力:(1)根據(jù)地質(zhì)資料在野外能辨認常見的巖石和土,了解其主要工程性質(zhì);(2)能辨認基本的地質(zhì)構(gòu)造類型及較明顯、簡單的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象,并了解這些構(gòu)造及不良地質(zhì)對工程建筑的影響;(3)能在土木工程設(shè)計、施工和運營中運用各種工程問題的基本知識。在該課程中實踐雙語教學(xué)必須有利于教學(xué)目標的實現(xiàn)而不是削弱。對于工程地質(zhì)這樣的專業(yè)基礎(chǔ)課,采用雙語教學(xué)的初衷,一方面是為了培養(yǎng)具有國際視野、掌握相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)技能、具有廣泛適應(yīng)性的國際化高級專門人才;另一方面也期望通過這種教學(xué)模式增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促進以學(xué)生為主體的教學(xué)理念的實現(xiàn)。

      工程地質(zhì)課程雙語教學(xué)過程中的首要問題是學(xué)時緊張。根據(jù)教學(xué)大綱,工程地質(zhì)雙語教學(xué)學(xué)時數(shù)與漢語教學(xué)學(xué)時數(shù)基本相當。但在雙語教學(xué)過程中,很多重要的工程地質(zhì)專業(yè)術(shù)語和工程地質(zhì)分析原理,在英語講完后都會輔以漢語重復(fù)解釋,以便學(xué)生對知識點能夠理解透徹;另外,雙語教學(xué)中教師都會引入一些具有國際前沿性的專業(yè)知識,這就導(dǎo)致對于相同一個知識點的講授,雙語教學(xué)將占據(jù)更多的課堂時間,因此,按照教學(xué)大綱制定的學(xué)時數(shù)必然顯得較為拮據(jù)。所以,筆者建議在開展工程地質(zhì)雙語教學(xué)時,必須適度增加學(xué)時數(shù),或者增加課外輔導(dǎo)學(xué)時,并計入教師工作量。此外,為了充分調(diào)動學(xué)生的積極性,可以適度增加雙語課程的學(xué)分。

      工程地質(zhì)雙語教學(xué)對教師提出更高的要求。工程地質(zhì)是所有土木工程學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課,這就要求教師要具有廣闊的專業(yè)知識視野和扎實的基本理論功底,只有這樣才能將內(nèi)容系統(tǒng)進行融會貫通的講授。由于課堂上有相當比例的英文講授,因此課前備課必須做足功課,不僅內(nèi)容全面,而且要盡可能用英文原汁原味的表述講授內(nèi)容,所以備課時,盡量多參考原版教材。英語授課中,為了學(xué)生能更好地記憶和理解講授內(nèi)容,教師應(yīng)該降低PPT放映速度和英語講授語速,在使用多媒體教學(xué)的同時,注意結(jié)合板書等傳統(tǒng)的教學(xué)方式,多設(shè)置一些課堂環(huán)節(jié),加強和學(xué)生之間的交流,可以每隔一定時間,詢問學(xué)生有什么問題或評論,鼓勵學(xué)生大膽提問,增加教師與學(xué)生的互動環(huán)節(jié),這樣可以有效提高學(xué)生的興趣和積極性。

      同樣,雙語教學(xué)也要求學(xué)生具有較高的英語基礎(chǔ),國際項目班學(xué)生英語水平參差不齊,對待雙語教學(xué)的積極性和主動性也千差萬別。因此,在雙語教學(xué)實踐中要大膽創(chuàng)新,以學(xué)生為主體,允許學(xué)生在開設(shè)課程初期自主選擇漢語課程或雙語課程進行試聽,對不同老師的教學(xué)方式和教學(xué)風(fēng)格進行對比,并在規(guī)定期限內(nèi)選定適合自己的授課方式。這樣既可以調(diào)動學(xué)生的積極性,也能激勵教師更好地改進教學(xué)方法。

      此外,在雙語教學(xué)過程中一定要杜絕啞巴英語現(xiàn)象。教師可以針對一些重要的知識點,設(shè)置成不同的專題,讓學(xué)生在課堂上講授,這可以在一定程度上增強他們說英語的勇氣。另外,為了能更好地講解專題知識,學(xué)生會在課前會花更多的時間和精力去查詢閱讀相關(guān)文獻,這也間接提高了其對知識的理解;為了能使自己更好地表達和精彩地演講,學(xué)生會查清每個單詞的發(fā)音,并反復(fù)練習(xí)陳述,會用盡心思制作演講PPT[1],這些都能從很大程度上提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

      四、教材的選擇

      國內(nèi)工程地質(zhì)教材建設(shè)始于上世紀50年代,之后各個時期都出現(xiàn)過比較經(jīng)典的教材,但至今還沒有專門適用于工程地質(zhì)學(xué)雙語教學(xué)的教材。筆者專業(yè)特點,并結(jié)合幾年來的教學(xué)經(jīng)驗,精心選擇了石振明、孔憲立主編的,于2011年中國建筑工業(yè)出版社出版的《工程地質(zhì)學(xué)》(第2版)[3]。該教材詳細敘述了工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的基本知識、巖土工程特性、不良地質(zhì)現(xiàn)象、工程地質(zhì)原位測試和勘察以及各類地質(zhì)問題對工程的影響,系統(tǒng)地闡述了工程地質(zhì)的基本原理、地質(zhì)作用及土木工程中的工程地質(zhì)問題及其勘察評價等,在注意學(xué)科本身的系統(tǒng)性時,力求充分反映近年國內(nèi)外工程地質(zhì)理論和實踐的發(fā)展水平。此外,筆者通過對近10年國外出版的工程地質(zhì)學(xué)英文教材進行了梳理統(tǒng)計后,選擇了由F.G.Bell編著的Engineering Geology[4]。該原版英文教材全面闡述了工程地質(zhì)基本理論知識,對重要知識點通過圖表、圖片等形式來加以說明,并詳細分析了工程建設(shè)中的地質(zhì)影響因素,系統(tǒng)闡述了工程地質(zhì)基本原理,與筆者所選中文教材能形成很好的對應(yīng)。通過這兩本教材,學(xué)生可以全面進行雙語學(xué)習(xí)。但畢竟是按兩套不同的教學(xué)體系編著而成的教材,所以兩種教材在交替使用過程中還是一定程度上破壞了課程的連續(xù)性。因此,若想保證雙語教學(xué)的授課質(zhì)量,最好能結(jié)合授課的具體專業(yè),有的放矢地規(guī)劃編寫適合的工程地質(zhì)雙語教學(xué)教材。

      五、教學(xué)資源建設(shè)

      雙語教學(xué)實踐中優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的整合和建設(shè)是非常重要的。學(xué)院教務(wù)部門可以召集工程地質(zhì)教研室的老師和外籍教師組成一個雙語教學(xué)研究團隊,中外教師可以將備課和授課中搜集的工程案例、習(xí)題、圖片或工程現(xiàn)場的flas、視頻等教學(xué)資源拿出來集中討論,并結(jié)合具體教學(xué)實踐做出一定的篩選,將最終的篩選結(jié)果放在雙語教學(xué)課程網(wǎng)站上,供學(xué)生學(xué)習(xí)。課程網(wǎng)站可以鏈接與我校有合作協(xié)議的外國院校或是其他的公開雙語教學(xué)資源庫。將網(wǎng)站對學(xué)生開放,并設(shè)置學(xué)生留言功能,可以將授課后的體會和建議在網(wǎng)站上予以反饋,以利于雙語課程教與學(xué)的良性循環(huán)。另外,為了使教學(xué)過程順利進行,可對與課程相關(guān)的紙質(zhì)教材、媒體教材、網(wǎng)絡(luò)教材進行整合,以適應(yīng)課堂教學(xué)的需要[5]。

      六、結(jié)語

      作為土木工程專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程,開設(shè)工程地質(zhì)雙語教學(xué)是其他后續(xù)土木相關(guān)專業(yè)課程雙語教學(xué)的基礎(chǔ)。筆者在總結(jié)分析國內(nèi)工程地質(zhì)雙語教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合自己的教學(xué)體會和心得,提出一些提高雙語教學(xué)效果的建議。但工程地質(zhì)雙語授課是一種新的教學(xué)方式,還需國內(nèi)各高校相關(guān)教學(xué)人員加強交流,大膽創(chuàng)新,繼續(xù)探索研究教學(xué)方法,促進雙語課程教學(xué)水平的提高。

      參考文獻:

      [1]黃雨,卞國強,葉為民.土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)雙語教學(xué)改革探討[J].高等建筑教育,2009,18,(2).

      [2]年延凱.土木工程專業(yè)國際工程地質(zhì)課程英文教學(xué)研究[J].高等建筑教育,2014,23,(1).

      篇(8)

      中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)04-0117-02

      人類要求發(fā)展,必須與地球和諧相處,這是科學(xué)發(fā)展觀的主要內(nèi)容。任何建筑工程都離不開地質(zhì)環(huán)境。近代工業(yè)化進程中出現(xiàn)大規(guī)模的土木工程,工程師表現(xiàn)出了對地球科學(xué)的需求,從而使工程地質(zhì)學(xué)在30年代從前蘇聯(lián)開始形成了一門獨立的學(xué)科。工程地質(zhì)學(xué)研究的根本目的是使工程建設(shè)和運營最大限度地適應(yīng)地質(zhì)條件并盡可能地保護環(huán)境。為了達到這一目的,工程地質(zhì)學(xué)既要研究天然工程地質(zhì)條件對工程的影響,又要研究工程對地質(zhì)環(huán)境的反作用,特別是人為地質(zhì)災(zāi)害的可能性。在這些研究過程中,都必須充分發(fā)揮地質(zhì)思維的特點,在空間上從區(qū)域到場地再到區(qū)域、從深部到淺表再到深部,在時間上從歷史到現(xiàn)狀再到未來。地質(zhì)學(xué)研究對象涉及的時空跨度大,地質(zhì)思維方式注重系統(tǒng)性、強調(diào)演化,思維過程重視觀察和想象,以定性分析為主,思維成果具有相對性。土木工程師注重工程結(jié)構(gòu)形式,考慮材料特征和荷載,追求問題的確定答案。這兩種思維方式有明顯的區(qū)別,以下簡要地質(zhì)思維的幾個主要特征,并分析這些思維方式對工程技術(shù)人員的意義。

      一、地質(zhì)學(xué)思維特點

      1.系統(tǒng)性思維。從20世紀60年代末開始,地質(zhì)思維進入了新的發(fā)展階段,即全方位系統(tǒng)思維階段,它是以在時間上和空間上都達到或開始達到整體綜合和系統(tǒng)思維為特征的。系統(tǒng)性思維方式指導(dǎo)地質(zhì)工作者從問題各要素所固有的聯(lián)系來考察整體性事物,分析工程地質(zhì)問題的成因聯(lián)系、構(gòu)成工程地質(zhì)問題的組合關(guān)系、不同層次的工程地質(zhì)問題整體與其背景的關(guān)系等等。例如,2008年發(fā)生的汶川地震和2010年發(fā)生的舟曲泥石流災(zāi)害,看似是兩個孤立的事件,實際上是有成因聯(lián)系的。地殼運動造成地震活動的發(fā)生,地震使斜坡上的巖土體失穩(wěn)發(fā)生滑坡,松散的滑坡體巖土堆積在溝谷中,在集中降雨中遭到浸泡,在重力作用下與水一起流動,形成泥石流。目前,大部分地質(zhì)研究人員把地球視為一個由許多相互聯(lián)系、相互作用的地質(zhì)體所構(gòu)成的統(tǒng)一整體,在此基礎(chǔ)上研究系統(tǒng)內(nèi)各個組成部分的特征及其相互之間的關(guān)系,最終從整體上把握地球的規(guī)律。在這個統(tǒng)一整體中,不僅僅包括純自然界,還包括人的作用和影響。已故中科院院士、著名地質(zhì)學(xué)家劉東生先生撰文指出:隨著人類環(huán)境意識的增強和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類對環(huán)境的認識不斷深入和提高,地質(zhì)學(xué)家逐漸認識到人類活動作為一種地質(zhì)營力,其能量已超過了自然界本身的變動,這是一個必須面對的事實。因此必須把人為因素作為驅(qū)動地球環(huán)境變化的動力,使其參與到可持續(xù)發(fā)展的研究中來,這種人與自然的全球觀正在受到越來越多的重視。

      2.逆向思維。由于地質(zhì)學(xué)的研究對象是各種地質(zhì)作用的最終產(chǎn)物,作用本身的實際過程不能直接觀察到,往往也無法重演。因此,地質(zhì)學(xué)中的許多概念只能依據(jù)對地質(zhì)作用產(chǎn)物的觀察研究,反演地質(zhì)作用的過程和作用前的物質(zhì)基礎(chǔ),然后經(jīng)過實踐和實驗(包括模擬實驗)的檢驗而建立和發(fā)展起來。這種思維走向稱為逆向思維。例如,在地質(zhì)史料中人類對巖石的認識過程,充分說明了逆向思維的重要性。最初由德國的魏爾納發(fā)現(xiàn)了地層的空間分布規(guī)律,認為巖石只有形成在水中才具有連續(xù)性和分帶性,從而提出水成說;然后,英國的郝屯經(jīng)過野外實踐檢驗,發(fā)現(xiàn)花崗巖、斑巖、暗色巖以巖墻、巖枝的形式插入圍巖,推測這些巖石是巖漿冷凝形成的,提出了火成說,突破了巖石的單一成巖理論,實現(xiàn)了人類認識巖石的一次飛躍;最后,經(jīng)過英國霍爾的玄武巖溶化―冷凝的模擬實驗和白堊含生物質(zhì)灰?guī)r在封閉系統(tǒng)中加熱生成大理巖的模擬實驗,證實了巖石的巖漿來源和變質(zhì)來源,確立了地殼上三大巖石類型的成巖理論。

      3.災(zāi)變論和漸變論的辯證統(tǒng)一。19世紀,蘇格蘭地質(zhì)學(xué)家伊萊爾出版了《地質(zhì)學(xué)原理》,通過描述舊巖層不斷破壞、新巖層不斷形成的過程,闡述了漸變地球史觀,認為地球是古今一致、不斷重復(fù)的均一過程。災(zāi)變論的代表人物是法國古生物學(xué)家居維葉,他在19世紀初出版了《地球表面災(zāi)變論》,認為不同時代地層中的古生物差別很大,說明地球歷史上必定發(fā)生過災(zāi)難性的變革,從而造成物種的滅絕和更新。災(zāi)變論和漸變論的爭論一直在持續(xù),目前多數(shù)地質(zhì)學(xué)家傾向于把這兩個對立的觀點統(tǒng)一起來,承認地球演變過程中既存在漸近變化也有急劇突變,漸變論強調(diào)量變過程,災(zāi)變論強調(diào)質(zhì)變過程。這種觀點體現(xiàn)在各種地質(zhì)學(xué)研究中,例如在滑坡災(zāi)害研究中,截止目前,大量的研究成果表明,滑坡的發(fā)生實質(zhì)上是均變和災(zāi)變的相互轉(zhuǎn)化過程。斜坡上的巖土體在重力作用下發(fā)生蠕變,是一個緩慢漸變過程;而這種漸變過程積累到一定程度,一旦受到地震、暴雨等突發(fā)外界因素的干擾,斜坡體上的巖土體就有可能突然快速下滑,形成滑坡災(zāi)害,漸變就轉(zhuǎn)化為災(zāi)變。

      二、地質(zhì)學(xué)思維工程中的應(yīng)用

      工程地質(zhì)學(xué)需要解決的問題涉及到地質(zhì)、環(huán)境和工程等很多方面,很多因素在時間和空間上相互交織,同時必須考慮人為地質(zhì)作用力與自然地質(zhì)作用力混合作用。因此,在研究與工程相關(guān)的地質(zhì)問題時,必須充分發(fā)揮系統(tǒng)性思維的優(yōu)勢,從對各要素自身特征及其相互聯(lián)系的充分研究的基礎(chǔ)上來考察和分析整體性問題。分析過程中要貫徹時空統(tǒng)一的原則,詳細分析各級各類工程地質(zhì)問題的成因聯(lián)系、組合關(guān)系等等,力爭全面、綜合、均衡地反映客觀問題的整體性。同時要注意從災(zāi)變和漸變辯證統(tǒng)一的運動變化角度去考慮工程地質(zhì)問題的演化。任何工程地質(zhì)問題所涉及到的都是一個動態(tài)、開放的系統(tǒng),通過與周圍環(huán)境的物質(zhì)與能量交換及其內(nèi)部各部分之間的相互作用與影響,系統(tǒng)始終處在一個運動變化過程中。因此,在研究工程地質(zhì)問題時,思維絕不可僅僅停留在某一個階段上,而應(yīng)要把研究對象看成是不斷演化的動態(tài)整體。工程建筑物的修建,地質(zhì)工作不僅僅局限在施工前的勘察,還要充分預(yù)測工程修建后的影響,這一點對大型工程特別重要。例如三峽大壩建成后,2007年中科院長江水利委的《長江保護與發(fā)展報告》顯示,2003年三峽水庫蓄水以來,三峽地區(qū)微震活動頻率明顯增加,塌岸和局部滑移危及到部分居民點的安全。

      參考文獻:

      [1]姜正國.貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀重在思維方式的轉(zhuǎn)變[J].湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)報,2010,9(4):51-52.

      [2]黃潤秋,面向21世紀中國工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展[J].

      [3]蔡祖煌,淺談工程地質(zhì)學(xué)的基本理論與方法――工程?環(huán)境整體論與整體觀方法論[J].工程地質(zhì)學(xué)報,2003,11(2):220-222.

      篇(9)

      工程地質(zhì)實習(xí)是工程地質(zhì)專業(yè)本科教學(xué)中十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是該專業(yè)4年教學(xué)中必不可少的實習(xí)。是學(xué)生在學(xué)完土質(zhì)土力學(xué)、巖體力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、工程地質(zhì)勘察等課程理論知識的基礎(chǔ)上,按工程地質(zhì)選址勘察、初步勘察階段的技術(shù)要求,通過對工程地質(zhì)條件的野外實地考察、測繪和有關(guān)勘察手段使用的現(xiàn)場參觀和實踐,使學(xué)生獲得工程地質(zhì)實踐的感性知識并鞏固和深化理論,促進理論與實際相結(jié)合,為今后從事工程地質(zhì)選址勘察或勘察工作打下初步基礎(chǔ)。

      1.實習(xí)內(nèi)容和要求。巖石、土的肉眼鑒定,地層剖面觀察;褶皺和斷裂構(gòu)造的基本判識;巖體結(jié)構(gòu)面類型、結(jié)構(gòu)體形狀識別,野外鑒別和判識不同巖體結(jié)構(gòu)類型,巖體結(jié)構(gòu)面測繪統(tǒng)計;土體結(jié)構(gòu)類型識別;地下水類型及水文地質(zhì)條件的了解;各種環(huán)境地質(zhì)及不良地質(zhì)現(xiàn)象(滑坡、溶洞、坍塌等)野外識別、調(diào)查、測繪,成因和對場地穩(wěn)定性影響初步分析和評價;以掌握工程地質(zhì)測繪工作方法為主,并參觀了解靜力觸探、標貫、鉆探編錄和取樣等工程地質(zhì)勘探手段;在了解杭州市區(qū)區(qū)域地層、構(gòu)造等基礎(chǔ)上,以浙江大學(xué)附近區(qū)為主,通過工程地質(zhì)測繪,資料收集,編制工程地質(zhì)剖面圖、平面圖和選址勘察文字報告。

      2.實習(xí)教學(xué)。實習(xí)分為四條路線,路線一為大橋地層剖面路線,六和塔錢塘江大橋北鐵路線八卦田玉皇山;路線二為錢塘江岸—南高峰不良地質(zhì)現(xiàn)象調(diào)查路線;路線三為浙大—青芝塢—靈峰—玉皇山—玉泉;路線四為浙大—黃龍洞—蝙蝠洞。實習(xí)內(nèi)容為系統(tǒng)識別杭州地區(qū)地層巖性及其分界標志層;進行巖性描述,對出露巖石的顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、化石和風(fēng)化程度等進行觀察和描述,掌握觀察方法和描述要點并采集巖樣標本;巖體結(jié)構(gòu)類型野外判別方法;滑坡識別、形態(tài)測繪等;洞穴調(diào)查、測繪;落水洞、巖溶塌陷調(diào)查;巖體節(jié)理裂隙統(tǒng)計;判識地貌單元及確定分區(qū)界線等內(nèi)容。

      工程地質(zhì)實踐教學(xué)方法探討

      工程地質(zhì)學(xué)是一門實踐性很強的科學(xué),很多的工程地質(zhì)現(xiàn)象,僅通過書本上的概念、理論而不配合一定的實習(xí),是收不到良好的教學(xué)效果的。正如俗話所說“實踐出真知”,充分說明了實驗實習(xí)教學(xué)的重要性。通過實習(xí)可以驗證、鞏固和學(xué)習(xí)與實驗有關(guān)的理論知識,加深對學(xué)科知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生符合辯證唯物主義的、實事求是的科學(xué)思維和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

      篇(10)

      作者簡介:榮冠( 1971- ),男,武漢大學(xué)水利水電學(xué)院副教授,博士,主要從事巖體穩(wěn)定性研究及工程地質(zhì)教學(xué)工作,(e-mail)rg_mail@163.com。

      摘要:工程地質(zhì)是水利類本科生的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,課程教學(xué)內(nèi)容和環(huán)節(jié)豐富,難點較多,實踐性強。如何在課堂教學(xué)和野外實踐教學(xué)中有效提高教學(xué)質(zhì)量是一個值得探討的問題。文章詳細分析了水利工程課程中的難點及教學(xué)中存在的問題,從課堂教學(xué)、實踐教學(xué)、英文教學(xué)及課程考核等方面全面介紹了課程教學(xué)經(jīng)驗及改革探索。提出課堂教學(xué)應(yīng)注重理論緊密聯(lián)系工程實際,實踐教學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生動手技能和發(fā)現(xiàn)、分析、解決工程地質(zhì)問題的能力,開展英文教學(xué)是培養(yǎng)國際人才的必然趨勢,考核機制應(yīng)全面反映學(xué)生的綜合能力等觀點。

      關(guān)鍵詞:工程地質(zhì); 水利專業(yè); 教學(xué)研究; 理論教學(xué); 實踐教學(xué)

      中圖分類號:tv135;g642421文獻標志碼:a文章編號:10052909(2013)05011007工程地質(zhì)是研究工程建設(shè)活動與自然地質(zhì)環(huán)境相互作用和相互影響的一門地質(zhì)科學(xué),是以地學(xué)學(xué)科的理論為基礎(chǔ),應(yīng)用數(shù)學(xué)與力學(xué)理論和工程技術(shù)及方法解決與工程規(guī)劃、設(shè)計、施工和運營有關(guān)的地質(zhì)問題[1]。工程地質(zhì)課程是水利類本科專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。水利水電工程建設(shè)是人類在認識自然的基礎(chǔ)上改造自然并為經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的活動,進行水利水電工程建設(shè)首先必須了解自然環(huán)境和工程條件,而環(huán)境地質(zhì)條件是與水利水電工程關(guān)系最密切、最重要的自然條件。

      當前,中國工科高等教育人才培養(yǎng)主要目標是:培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才[2]。工程地質(zhì)課程作為水利類專業(yè)中一門實踐性強的課程在凸顯人才培養(yǎng)目標方面,更加突出工程地質(zhì)理論和實踐教學(xué)的必要性與重要意義[3-4]。

      工程地質(zhì)課程的教學(xué)分為課堂理論教學(xué)部分與野外地質(zhì)實習(xí)部分。課堂理論部分主要講授礦物巖石、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)作用、地下水、巖體工程特性,邊坡、壩基、洞室圍壓穩(wěn)定性評價,工程地質(zhì)勘察等知識。野外地質(zhì)實習(xí)部分主要進行巖石及地質(zhì)構(gòu)造認識,風(fēng)化、卸荷及河流地質(zhì)作用研究,地下水及其作用研究,水利樞紐工程地質(zhì)條件與問題分析評價等。

      由于工程地質(zhì)課程涉及的相關(guān)課程較多(礦物學(xué)、巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地史學(xué)、地貌學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、材料力學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)等),且這些課程多為地質(zhì)專業(yè)課程。同時,工程地質(zhì)課程實踐性很強,但學(xué)生又缺乏實踐經(jīng)驗和實踐機會。因此,在有限的理論教學(xué)和實踐教學(xué)時間內(nèi),如何合理安排教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生扎實掌握工程地質(zhì)相關(guān)概念及基本原理,并使學(xué)生初步具備分析工程地質(zhì)條件及解決工程地質(zhì)問題的能力,是一個很值得探討的問題。根據(jù)筆者多年從事工程地質(zhì)教學(xué)的經(jīng)驗,針對水利類本科專業(yè)工程地質(zhì)教學(xué),首先介紹學(xué)校工程地質(zhì)課程的設(shè)置,然后分析課程教學(xué)的重點及難點,再從課堂教學(xué)、實踐教學(xué)、英文教學(xué)、考核方式4個部分探討理論與實踐教學(xué)的改革思路,以期在提高教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生分析工程地質(zhì)條件和解決工程地質(zhì)問題能力方面有所收獲。

      一、水利類工程地質(zhì)課程介紹

      (一)水利工程地質(zhì)課程設(shè)置

      武漢大學(xué)水利水電學(xué)院最早可追溯至1928年創(chuàng)建的國立武漢大學(xué)工學(xué)院土木系水利組,學(xué)院現(xiàn)已成為國內(nèi)水利水電高級人才培養(yǎng)的搖籃和科學(xué)研究的重要基地。一直以來,工程地質(zhì)課程為水利各專業(yè)(農(nóng)田水利、水電工程、河流泥沙、水文水資源)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。工程地質(zhì)課一般在第五學(xué)期或第六學(xué)期開設(shè),包括48 學(xué)時課堂教學(xué)和1 周的野外實習(xí)。課堂教材主要使用天津大學(xué)主編的《水利工程地質(zhì)》(第四版)[1],實驗及野外實習(xí)采用武漢大學(xué)編寫出版的實習(xí)教材[5]。

      (二)水利工程地質(zhì)課程內(nèi)容

      水利工程地質(zhì)主要是研究水利水電工程建設(shè)中的工程地質(zhì)問題。主要內(nèi)容包括巖石及其工程性質(zhì),地質(zhì)構(gòu)造及區(qū)域穩(wěn)定性,地表水流的地質(zhì)作用及河谷地貌,地下水、巖溶及庫壩區(qū)滲漏地質(zhì)條件分析,巖體工程特性,壩基、邊坡及洞室圍巖穩(wěn)定性分析,水利水電工程地質(zhì)勘察等。

      高等建筑教育2013年第22卷第5期

      榮冠,等水利類專業(yè)工程地質(zhì)課程教學(xué)研究與改革探索

      課程的教學(xué)分為課堂教學(xué)與實踐教

      兩部分。課堂教學(xué)主要講授地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識和水利三大類巖體(邊坡、壩基及洞室圍巖)穩(wěn)定性分析基本理論。通過課堂教學(xué)力求使學(xué)生掌握工程地質(zhì)學(xué)基本概念、工程地質(zhì)分析基本原理和巖體穩(wěn)定性評價基本方法。實踐教學(xué)通過野外現(xiàn)場典型巖體、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)作用等的直接觀察和分析來增強感性認識、理解并深化工程地質(zhì)理論知識,使學(xué)生初步具備分析工程地質(zhì)條件和解決工程地質(zhì)問題的能力。水利類工程地質(zhì)課程教學(xué)基本內(nèi)容可總結(jié)為地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識和巖體穩(wěn)定性分析兩方面,核心主線則是工程地質(zhì)條件及工程地質(zhì)問題的分析研究。課程室內(nèi)外教學(xué)均是圍繞該主線開展的。

      二、水利工程地質(zhì)課程中的難點及問題

      (一)工程地質(zhì)相關(guān)概念不易理解和掌握

      對于水利專業(yè)的學(xué)生來說,工程地質(zhì)課是他們第一次接觸地質(zhì)學(xué)知識。多數(shù)學(xué)生,尤其是來自平原地區(qū)的學(xué)生,缺少對地質(zhì)現(xiàn)象的感性認識,這使他們更不易理解相關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)作用。水利工程地質(zhì)課程的開始部分主要講述地質(zhì)學(xué)基本概念,包括礦物和巖石的成因、成分及分類,內(nèi)外力地質(zhì)作用概念,產(chǎn)狀、節(jié)理、斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造,地層地史,地質(zhì)圖分析,區(qū)域穩(wěn)定等。這些內(nèi)容涉及礦物學(xué)、巖石學(xué)、地層古生物學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等知識。這些概念和相關(guān)課程知識對于初學(xué)者來說完全是陌生的。例如:在分析沉積巖的石英砂巖與變質(zhì)巖的石英巖區(qū)別時,一般學(xué)生很難從沉積作用和變質(zhì)作用的成因角度深刻理解其礦物結(jié)晶程度、顆粒大小、礦物純度、孔隙率等方面的差異。在現(xiàn)場分析褶皺構(gòu)造時,不少學(xué)生容易把現(xiàn)代地形與褶皺形態(tài)混為一談。實際上起伏的山脊為背斜,剝蝕的山谷為向斜往往是不對的,反過來,背斜核部易形成河谷低地,向斜核部則可能形成山脊。準確定位褶皺應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場垂直巖層走向觀察結(jié)果,若有巖層按新老次序有規(guī)律地對稱出現(xiàn)時,則可肯定有褶皺。然后根據(jù)巖層新老組合關(guān)系的分析確定褶皺的基本類型(背斜或向斜),進一步依據(jù)兩翼巖層產(chǎn)狀、軸面產(chǎn)狀以及地層層序判斷褶皺的剖面類型和平面類型。但現(xiàn)場地層及其年代的劃分,對于水利專業(yè)初學(xué)者而言是難以掌握的,況且?guī)r層的產(chǎn)狀及地層的劃分往往又具有隱蔽性,因此,地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)概念往往是水利工程地質(zhì)課程開始階段學(xué)習(xí)的難點。(二)工程地質(zhì)條件難以全面和深刻理解

      工程地質(zhì)條件指的是與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)因素的綜合,是自然歷史發(fā)展演變的產(chǎn)物。對大型水利工程而言主要包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象(滑坡、崩塌、泥石流、風(fēng)化、卸荷、侵蝕、巖溶、地震等)及天然建筑材料等6個方面。工程地質(zhì)條件直接影響工程建筑物的安全、經(jīng)濟和運營管理。興建大型水利水電工程,首先都要查明樞紐及庫區(qū)的工程地質(zhì)條件。不同地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境差異及水工建筑物類型的不同,對水利工程的影響也不同。教學(xué)中發(fā)現(xiàn),學(xué)生對工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性認識不足,難以全面理解工程地質(zhì)條件的內(nèi)涵,這樣自然導(dǎo)致對工程地質(zhì)問題的把握不準。例如:西南水電工程主要集中在川、藏、滇、青等省區(qū)河流的深切河谷地區(qū)。該區(qū)域的自然地質(zhì)環(huán)境十分復(fù)雜,相應(yīng)地在此建高壩大庫的工程地質(zhì)條件也十分復(fù)雜。深切河谷往往首選高拱壩方案,此時地形地貌就是關(guān)鍵的地質(zhì)條件,將直接影響工程高邊坡的穩(wěn)定與安全,同時影響并制約水工建筑物的布置、施工安排等。在西南深切河谷且為深覆蓋層壩區(qū),從壩基防滲及擋水建筑物安全的角度考慮多采用當?shù)夭牧蠅涡停瑝误w防滲多為混凝土面板而非粘土心墻方案,這主要就是從天然建筑材料經(jīng)濟合理的角度考慮。

      (三)對工程地質(zhì)問題缺乏認識和實踐經(jīng)驗

      工程地質(zhì)問題指的是工程地質(zhì)條件與工程建筑物之間存在的矛盾或問題。對大型水利工程而言主要包括壩基和壩肩抗滑穩(wěn)定問題,壩基滲漏和滲透穩(wěn)定問題,邊坡穩(wěn)定性問題,地下洞室圍巖穩(wěn)定性問題,水庫滲漏、水庫淤積、庫周浸沒、庫岸再造,水庫誘發(fā)地震等問題。工程地質(zhì)學(xué)簡單說就是分析工程地質(zhì)條件,解決工程地質(zhì)問題。因此,工程地質(zhì)問題是課程的最終落腳點。不同水工建筑物由于對場地條件要求存在差別,其相應(yīng)的工程地質(zhì)問題也存在差異。實際工程中,全面揭示工程地質(zhì)問題是有難度的,尤其是深層隱伏的地質(zhì)問題,更是從淺表很難觀察確認。目前對水利專業(yè),工程地質(zhì)課程一般在水工建筑物等專業(yè)課之前開設(shè),許多學(xué)生對水工建筑物知之甚少,對水工建筑及樞

      紐區(qū)可能會出現(xiàn)哪些地質(zhì)問題更是難知一二。

      例如:對水利工程三大壩型工程地質(zhì)問題的分析。土石壩主要由粘土、碎石、塊石等散體堆積而成,壩體允許產(chǎn)生較大的變形,它對壩基工程地質(zhì)的要求較低,可以在軟基和工程地質(zhì)條件復(fù)雜的壩基上興建。由于壩基河床地質(zhì)條件多變,易出現(xiàn)過大沉降引起壩體裂縫、壩基滲漏和滲透變形問題,以及粉細沙層震動液化等問題。重力壩主要依靠壩身自重與地基間摩阻力來保持穩(wěn)定。重力壩對壩基要求高,一般要求修在弱風(fēng)化下部的巖基上。該類壩型最主要的問題就是過大變形或不均勻變形導(dǎo)致壩體裂開,軟弱結(jié)構(gòu)面組合形成深層滑移塊體。拱壩主要通過拱作用傳遞荷載到壩肩,所以拱壩對兩岸巖體的要求較高,而對河床壩基巖體要求相對要低。兩岸拱座巖體應(yīng)新鮮完整、無大斷層,狹窄對稱的“v”字形河谷是首選地形條件。此時應(yīng)特別關(guān)注順河向軟弱結(jié)構(gòu)面切割形成的滑移塊體。由于學(xué)生在這一階段對水工建筑物不熟悉,同時缺乏對三大壩型的現(xiàn)場感性認識,導(dǎo)致他們較難在合理評價相應(yīng)工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上深入分析潛在的工程地質(zhì)問題。

      (四)工程地質(zhì)分析方法不易理解和熟練運用

      由于工程巖體結(jié)構(gòu)特征及力學(xué)特性的復(fù)雜性和不確定性,針對巖體變形與穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析方法主要是定性與定量結(jié)合,總體上是半經(jīng)驗半理論性的。針對實際工程,在較大程度上是以現(xiàn)場經(jīng)驗為前提,然后通過工程地質(zhì)定性分析結(jié)合定量計算綜合確定。工程地質(zhì)的分析方法主要有工程地質(zhì)類比法、圖表法、室內(nèi)外實驗方法、力學(xué)模型定量計算法等。各方法都有一定條件和適用范圍,即存在各自的優(yōu)缺點。實際應(yīng)用中宜將幾種方法結(jié)合,互相補充。針對不同的工程地質(zhì)問題,剛學(xué)習(xí)課程的學(xué)生對怎樣合理選擇分析方法缺乏經(jīng)驗,熟練掌握困難更大。

      現(xiàn)以巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性評價為例,簡要討論工程邊坡穩(wěn)定性評價的基本思路。總體上邊坡穩(wěn)定性的影響因素包括地形地貌、巖體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、風(fēng)化卸荷、水的作用、地震及構(gòu)造運動和人類工程活動等。首先從經(jīng)驗上判斷其穩(wěn)定性主要從坡形坡高、巖體強度、坡體結(jié)構(gòu)等直觀判斷,此時工程地質(zhì)定性方法(如赤平投影)就是較好的方法。對于邊坡淺表的變形及破壞情況,則主要考慮巖體的風(fēng)化和卸荷程度,及其卸荷裂隙等的組合情況。對于邊坡的整體及長期穩(wěn)定性,則需通過詳細的地質(zhì)勘探,確定潛在的破壞模式和滑移邊界,采用如三維極限平衡方法、有限元應(yīng)力應(yīng)變方法等計算其變形和穩(wěn)定性。邊坡變形模式及邊界、結(jié)構(gòu)面和巖體力學(xué)參數(shù)的確定是關(guān)鍵,同時還應(yīng)合理考慮地下水及地震等因素的影響。所以對巖石邊坡采用工程地質(zhì)方法合理評價其穩(wěn)定性是一項較復(fù)雜的工作,對于初學(xué)者來說是不易全面和熟練掌握的。

      (五)工程地質(zhì)實習(xí)和工程實踐時間不足

      工程地質(zhì)教學(xué)來源于實踐并回歸于實踐,其最鮮明的特點就是實踐性強。教學(xué)實習(xí)和工程實踐是鞏固和加深地質(zhì)理論知識的有效途徑,是理論聯(lián)系實際培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法和獨立能力的重要渠道。地質(zhì)實踐教學(xué)的任務(wù)主要是讓學(xué)生親自接觸各種真實的地質(zhì)現(xiàn)象及工程問題,用已學(xué)到的理論知識觀察分析現(xiàn)象,提出解決問題的方法與措施。例如:斷層是工程地質(zhì)學(xué)中的基本概念,但學(xué)生要理解斷層的規(guī)模與工程特性、現(xiàn)場鑒別方法及其對工程的影響是較困難的。通過現(xiàn)場露頭可以較直觀地了解斷層的三種形態(tài)類型及其基本特征,對較大規(guī)模的斷層可引導(dǎo)學(xué)生從地形地貌不協(xié)調(diào)、地層的重復(fù)或缺失、伴生構(gòu)造及構(gòu)造巖、地表地下水的異常分布等方面來認識。在此基礎(chǔ)上分析斷層的級別、特征及其對工程的影響學(xué)生就容易理解和熟悉,然而由于教學(xué)時間及經(jīng)費的限制,學(xué)生在實習(xí)和實踐方面的機會相對較少。在有限的實習(xí)和實踐時間內(nèi),如何合理安排教學(xué)實習(xí)路線及教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生能夠較好地掌握基本概念和原理,并初步具備分析和解決問題的能力,是目前水利工程地質(zhì)實踐教學(xué)中的一大難題。

      三、水利工程地質(zhì)課程改革探索

      (一)課堂教學(xué)改革 1.突出重點分解難點

      由于水利工程地質(zhì)課程涉及較多概念和方法,同時關(guān)聯(lián)較多課程,是一門綜合性很強的課程。由于教學(xué)課時有限,要將所有內(nèi)容都面面俱到地深入講解,顯然是不可取的。這就要求在講授時有的放矢,合理安排教學(xué)內(nèi)容,做到突出重點、解剖難點,始終把握地質(zhì)學(xué)基本概念和巖體穩(wěn)定評價兩個主要內(nèi)容,抓住工程地質(zhì)條

      和工程地質(zhì)問題兩條主線。這樣可以使學(xué)生從較多的概念和方法中理清思路,把握課程主體框架。例如:在地質(zhì)構(gòu)造部分,閱讀和分析平面地質(zhì)圖是重點,同時也是難點。平面地質(zhì)圖的閱讀要求熟悉地層年代、產(chǎn)狀、褶皺、斷裂、地史等理論知識,同時需要結(jié)合具體工程分析不利條件及可能存在的問題。為此需要結(jié)合教學(xué)圖件,詳細分析褶皺、斷裂等存在的依據(jù),并討論作為壩基或洞室的地質(zhì)條件可能存在的不良地質(zhì)問題。這樣學(xué)生才能較快掌握地質(zhì)圖的分析方法及工程應(yīng)用。

      2. 理論聯(lián)系實際

      工程地質(zhì)學(xué)的理論性較強,各種概念及分析方法較多。這些內(nèi)容均源于地質(zhì)作用和工程實踐,在講授課程時如只照本宣科,學(xué)生很難對一些抽象的概念及方法感興趣,這樣教與學(xué)的效果均較差。在教學(xué)過程中注重理論聯(lián)系實際將是提高教學(xué)效果、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的最好手段。例如:在講授巖石和地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)容之后,學(xué)生對三大類巖石的特性及現(xiàn)場鑒別、具體的斷層和褶皺構(gòu)造的理解和分析仍是模糊的。筆者則以珞珈山為例,該地質(zhì)體即為學(xué)生大學(xué)生活的環(huán)境,引導(dǎo)學(xué)生探尋珞珈山的巖石類型,以及是否存在斷裂和褶皺。幾乎所有學(xué)生都對此感興趣,并樂于了解校園的地質(zhì)情況。由此對珞珈山地層巖性進行介紹,在此基礎(chǔ)上分析褶皺、逆斷層及平移斷層分布等。學(xué)生驚嘆常在身邊出露的巖石就是典型的石英砂巖,而校園內(nèi)的櫻花大道竟是一條逆斷層。通過這個實例很好地將基本地質(zhì)概念與周邊的實際環(huán)境聯(lián)系起來。

      3. 傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)結(jié)合

      水利工程地質(zhì)課程內(nèi)容較多、實踐性強,而且課時有限,因此要求將傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)相結(jié)合,這樣可以很好地發(fā)揮各自的優(yōu)勢。重要的概念及分析方法以黑板演繹并詳細講解,使學(xué)生的注意力集中,有利于學(xué)生對重點難點內(nèi)容的深入理解和掌握。例如:在介紹層狀巖層產(chǎn)狀時,宜采用教學(xué)圖件分步講解,使學(xué)生切實理解走向、傾向、傾角的真實含義及實際意義。在講解赤平投影原理時,則需按投影方法介紹點、線、面等的投影過程,使學(xué)生理解空間點、線、面與赤道平面投影的關(guān)系,這樣結(jié)構(gòu)面的空間產(chǎn)狀與赤平投影圖間的關(guān)系也就清楚了,后續(xù)運用其分析邊坡穩(wěn)定性也就簡單易懂。水利工程地質(zhì)課程涉及許多地質(zhì)作用、地質(zhì)現(xiàn)象及工程實例。此時多媒體演示則顯示其優(yōu)勢,多媒體課件可提供大量信息,形象生動地展現(xiàn)自然現(xiàn)象及復(fù)雜事物,其效果是口頭表達難以達到的,同時也可提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,節(jié)省講解時間。課余時間鼓勵學(xué)生通過國內(nèi)外各種網(wǎng)絡(luò)資源(特別是高校工程地質(zhì)課教學(xué)資源)了解和學(xué)習(xí)相關(guān)工程地質(zhì)知識,也可以用即時通訊方式解答學(xué)生的不同問題,利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)資源最大限度地開展教學(xué)互動,讓學(xué)生扎扎實實學(xué)好工程地質(zhì)課程。

      (二)實踐教學(xué)改革

      實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是保證和檢驗水利工程地質(zhì)課程教學(xué)效果和質(zhì)量的關(guān)鍵。要真正熟悉和掌握水利工程地質(zhì)的知識及方法,各種不同類型的實習(xí)實踐教學(xué)是必不可少的。以下從室內(nèi)實驗、校內(nèi)現(xiàn)場教學(xué)及水利樞紐地質(zhì)實習(xí)3個環(huán)節(jié)來介紹實踐教學(xué)。

      1.強化室內(nèi)實驗教學(xué)

      武漢大學(xué)水利水電學(xué)院較早建成工程地質(zhì)實驗室。實驗室主要有各種礦物、三大類巖石、古生物化石、構(gòu)造模型、典型水利樞紐巖石、各種地質(zhì)圖件及影像資料。同時還配有偏光顯微鏡、gps 、電子羅盤、gis等設(shè)備和工具軟件。目前實驗室可以滿足水利類專業(yè)本科教學(xué)要求。室內(nèi)實驗教學(xué)主要安排造巖礦物、巖漿巖、沉積巖及變質(zhì)巖的認識。同時還講授地質(zhì)圖閱讀、羅盤及gps使用等教學(xué)內(nèi)容。

      以三大巖石的認識為例,這對于學(xué)生來說是難點,僅通過課堂講解學(xué)生很難掌握巖石的特征和鑒別方法。在課堂講授造巖礦物及三大巖類后,需要進行三大巖類認識的室內(nèi)實驗教學(xué):學(xué)生按5人一組進行分組,每組學(xué)生提供三大類巖石標本各一盒。教師先復(fù)習(xí)巖石的成因、礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及分類等,然后以3種典型巖石為例分析礦物及結(jié)構(gòu)特征,再分析其成因和類別。在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生仔細觀察各種巖石標本,由各組學(xué)生相互討論以尋找鑒定礦物和巖石的規(guī)律和技巧。對學(xué)生的具體問題教師現(xiàn)場答疑,對相似礦物的鑒別、結(jié)構(gòu)的理解等共性問題由教師總結(jié)分析。通過室內(nèi)實驗課教學(xué)環(huán)節(jié)基本可以使學(xué)生掌握常見巖石特征和鑒別方法,對后續(xù)現(xiàn)場實習(xí)具有重要意義。

      2. 重視校內(nèi)現(xiàn)場教學(xué)

      武漢大學(xué)地處東湖之濱,校園內(nèi)有珞珈山和獅子山,存在不少良

      好的地質(zhì)露頭、各類地質(zhì)構(gòu)造較豐富。為配合基本地質(zhì)理論知識講授,筆者充分利用武漢大學(xué)校園內(nèi)的珞珈山地區(qū)進行現(xiàn)場教學(xué)。該地區(qū)發(fā)育有志留系、泥盆系、石炭系、二疊系及第四系等沉積巖,地層呈有規(guī)律的東西向條帶狀分布,呈現(xiàn)節(jié)理、斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造。武漢大學(xué)水利水電學(xué)院從20世紀50年代開始,在珞珈山地區(qū)安排校內(nèi)地質(zhì)現(xiàn)場教學(xué),實習(xí)路線從北向南橫跨珞珈山,要求學(xué)生現(xiàn)場觀察珞珈山地區(qū)巖石巖性、產(chǎn)狀、風(fēng)化、卸荷、隱伏巖溶、地下水露頭、節(jié)理、斷層、褶皺等現(xiàn)象。通過現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查,學(xué)生可以理解地層劃分及年代概念,熟悉產(chǎn)狀的概念及測量方法,節(jié)理、斷層及褶皺的鑒別和分析方法,最后獨立完成簡要的珞珈山地質(zhì)調(diào)查報告。通過該單元的校內(nèi)現(xiàn)場地質(zhì)教學(xué),可以進一步深化學(xué)生對基礎(chǔ)地質(zhì)概念和理論理解,培養(yǎng)學(xué)生獨立分析和解決問題的能力。

      3. 完善野外地質(zhì)實習(xí)

      (1) 水利樞紐地質(zhì)實習(xí)目的與安排。工程地質(zhì)野外教學(xué)實習(xí)是課程教學(xué)實踐的最重要環(huán)節(jié),目的在于鞏固課堂所學(xué)的理論知識,使理論與實踐緊密結(jié)合。通過對水利樞紐區(qū)地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水及外動力地質(zhì)作用等的調(diào)查研究,使學(xué)生初步掌握野外地質(zhì)工作的一般方法,了解水利樞紐工程地質(zhì)條件及主要工程地質(zhì)問題,熟悉地質(zhì)報告編寫及地質(zhì)圖件繪制的方法。實習(xí)教學(xué)包括路線教學(xué)、專題調(diào)研、現(xiàn)場討論、內(nèi)業(yè)整理等環(huán)節(jié)。通過現(xiàn)場調(diào)查、專題問題討論、面試考查、實習(xí)報告編寫等過程,培養(yǎng)學(xué)生野外地質(zhì)工作能力和分析解決工程地質(zhì)問題的能力。 (2) 野外實習(xí)區(qū)域及路線的選擇。良好的實習(xí)區(qū)域與路線是滿足工程地質(zhì)野外實踐教學(xué)要求的基礎(chǔ)。實習(xí)區(qū)域應(yīng)選擇巖石類型及地層較豐富,河流地貌及水文地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育良好,具備地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育和風(fēng)化、卸荷及邊坡變形等外動力地質(zhì)作用發(fā)育的地帶。同時應(yīng)具備典型的水利樞紐工程以便進行水利水電專業(yè)工程問題的分析討論。在此基礎(chǔ)上根據(jù)地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造、河流地貌與地下水、邊坡變形及穩(wěn)定性分析、水利樞紐地質(zhì)條件及工程問題等選擇4~5條典型路線作為教學(xué)單元。路線選擇注意地質(zhì)現(xiàn)象的典型性及易識別性等特點,同時注意地質(zhì)現(xiàn)象與工程實踐的密切聯(lián)系。

      以武漢大學(xué)為例,從20世紀50年代開始,陸續(xù)建立了陸水實習(xí)基地、丹江口實習(xí)基地、韶山灌區(qū)實習(xí)基地等。2010年三峽工程建成后,又建立了湖北秭歸三峽庫區(qū)實習(xí)基地,選擇茅坪至鏈子崖(郭家壩)、高家溪、泗溪、副壩大壩及永船等線路進行教學(xué)。三峽庫區(qū)具有大量典型意義的地質(zhì)露頭,同時能夠結(jié)合具體的水利工程建筑物(如大壩、副壩、高邊坡等)進行工程地質(zhì)條件與問題的分析。主要路線地層出露及地質(zhì)構(gòu)造較為齊全,風(fēng)化、卸荷等動力地質(zhì)作用和河流地質(zhì)作用,以及地下水、巖溶等地質(zhì)現(xiàn)象均有出露,能夠滿足水利類專業(yè)野外工程地質(zhì)實習(xí)的要求。

      (3) 野外實習(xí)環(huán)節(jié)及質(zhì)量控制。整個實習(xí)期間每個教學(xué)單元要求有明確的教學(xué)內(nèi)容。總體上要求完成:①典型剖面地層野外觀察和描述,包括巖性、接觸關(guān)系、產(chǎn)狀及測量、巖漿巖和沉積巖及變質(zhì)巖小構(gòu)造觀察、風(fēng)化作用、地形圖的使用等。②河流地貌及水文地質(zhì)調(diào)查,包括河流侵蝕、堆積,河床、河漫灘及階地觀察,河谷邊坡卸荷及變形,潛水露頭,巖溶水,巖溶地貌等。③邊坡變形及穩(wěn)定性分析,包括典型卸荷拉裂體、崩塌體、滑坡體的現(xiàn)場調(diào)查,變形及破壞特征,邊界條件,穩(wěn)定性影響因素及評價,變形破壞成因,工程防護及治理方案等。④水利樞紐教學(xué)單元,主要側(cè)重水利樞紐主要建筑物的組成及功能,大壩、副壩、高邊坡、水工隧洞等主要工程地質(zhì)問題分析。⑤資料整理及報告編寫,主要是對現(xiàn)場觀察的內(nèi)容進行分析整理,按要求編寫實習(xí)報告。

      野外地質(zhì)實習(xí)以小組為單位進行,實習(xí)過程要求分工明確、團結(jié)合作,現(xiàn)場特別強調(diào)紀律和安全。實習(xí)成績評定綜合考慮思想表現(xiàn)、組織紀律、操作技能、野外紀錄、面試討論及實習(xí)報告等。

      (三) 英文教學(xué)探索

      1. 工程地質(zhì)英文教學(xué)意義

      英語教學(xué)或中英文雙語教學(xué)是目前本科教學(xué)改革的重要內(nèi)容。基于高等學(xué)校培養(yǎng)具有國際視野和國際競爭力、面向未來的新型高素質(zhì)人才的要求,高校對主要課程實行英文教學(xué)十分必要[6]。隨著中國基礎(chǔ)建設(shè)及能源等領(lǐng)域大規(guī)模工程的開展,在相應(yīng)學(xué)科進行學(xué)術(shù)和業(yè)務(wù)交流已是基本要求。水利行業(yè)早已走出國門,承接或合作國際科研和工程項目。這就

      求學(xué)生不僅有較高專業(yè)造詣,而且需要具備較好的英文文獻閱讀能力、語言表達和交流能力。

      2. 工程地質(zhì)課程英文教學(xué)實施

      (1) 選定英文教材。工程地質(zhì)英語教學(xué),首先應(yīng)選擇合適的英文原版教材。國外出版的工程地質(zhì)書籍較多,但適合國內(nèi)水利專業(yè)使用的工程地質(zhì)英文教材較少。這主要是國外很少有專門針對水利類的工程地質(zhì)教材,多數(shù)教材是針對工程地質(zhì)專業(yè)編寫的。考慮到初學(xué)及課時情況,筆者建議采用tony waltham編著的《foundations of engineering geology》 (third edition)[7],這本教材包括巖石、地質(zhì)構(gòu)造、物理地質(zhì)作用、地下水、巖土力學(xué)特性、邊坡、隧洞及采空區(qū)等,內(nèi)容簡潔,通俗易懂。其次,推薦f. g. bell編著的《engineering geology》(second edition)[8]作為主要參考書。這本教材內(nèi)容較全面,包括巖石、地質(zhì)構(gòu)造、物理地質(zhì)作用、地下水、巖土工程特性、地質(zhì)勘查及洞室、邊坡、壩基等內(nèi)容。在工程地質(zhì)英文教學(xué)過程,建議學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)資源,國外知名大學(xué)有不少工程地質(zhì)課程資料[9]可供參考,同時從《engineering geology》和《rock mechanics and rock engineering》等國際學(xué)術(shù)刊物學(xué)習(xí)有關(guān)論文及知識。由于專業(yè)需要,學(xué)生還需使用中文版的水利工程地質(zhì)教材作為對照讀物。

      (2) 英文課件及教學(xué)。英語課堂教學(xué)主要采用多媒體方式,可提高講授速度和效率。在制作英文教學(xué)ppt時,應(yīng)盡量簡潔明了、圖文結(jié)合,英文一定要規(guī)范。對一些專業(yè)性強的知識(如專業(yè)術(shù)語)可適當加中文注釋。授課語言主要為英語,對不易理解的內(nèi)容可用中文解釋。為了保證教學(xué)效率,要求學(xué)生課前進行適當預(yù)習(xí)。課堂上采取師生互動形式,提高學(xué)生英語表達能力。平時作業(yè)、小測驗及期末考核均要求采用英文進行。授課教師自身英文必須熟練,首先是專業(yè)概念及術(shù)語的準確表達,其次是發(fā)音的準確。

      (四) 課程考核方式

      為更好開展工程地質(zhì)教學(xué)工作,其中一個重要環(huán)節(jié)是課程考核。課程考核目的是考察學(xué)生掌握知識的情況及分析問題的能力,科學(xué)有效的考核方式可以充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和能動性,從而提高教學(xué)效果和質(zhì)量。目前水利工程地質(zhì)課程包括室內(nèi)教學(xué)和野外實習(xí)兩個部分,一般是獨立考核。其中室內(nèi)教學(xué)部分主要考察地質(zhì)基本知識及水利工程相關(guān)巖體穩(wěn)定性評價方法的掌握情況,成績主要由平時作業(yè)、課堂小測驗、專題討論及期末閉卷考試組成,要求學(xué)生以掌握地質(zhì)知識和工程問題分析方法為主,鼓勵平時交流討論,避免考試突擊的學(xué)習(xí)方式。野外實習(xí)考核主要考察學(xué)生基本技能的掌握情況,側(cè)重考核問題的分析理解能力,從現(xiàn)場主動性、操作技能、綜合分析、面試討論、實習(xí)報告及組織紀律等方面綜合評定。

      文章總結(jié)筆者多年教學(xué)實踐經(jīng)驗及課程改革探索供高校同行參考,以期在提高水利工程地質(zhì)教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面發(fā)揮積極作用。

      參考文獻:

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      [6]黃雨, 卞國強, 葉為民. 土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)雙語教學(xué)改革探討[j]. 高等建筑教育, 2009, 18(2): 97-101.

      [7]tony waltham. foundations of engineering geology[m]. third edition, spon press, 2009.

      [8]f g bell. engineering geology[m]. second edition, butterworth-heinemann press, 2007.

      [9]missouri university of science and technology courses[eb/ol]. http://web.mst.edu/~rogersda/

      research and reform exploration on teaching methods of engineering

      geology for water conservancy specialty

      rong guan, zhou chuangbing, chen yifeng

      (school of water resources and hydropower, wuhan uni

      iversity, wuhan 430072, p. r. china)

      篇(11)

      中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)48-0008-02

      地質(zhì)工程是研究人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約關(guān)系,主要研究如何獲取地質(zhì)環(huán)境條件,并分析研究人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互制約形式,進而研究認識、評價、改裝和保護地質(zhì)環(huán)境的一門科學(xué),是地質(zhì)學(xué)的一個分支,是地質(zhì)學(xué)與工程學(xué)相互滲透、交叉的邊緣學(xué)科。桂林理工大學(xué)地質(zhì)類專業(yè)具有悠久的辦學(xué)歷史,其地質(zhì)類專業(yè)辦學(xué)情況在國內(nèi)高校具有一定的代表性。作為地質(zhì)類工科專業(yè)的地質(zhì)工程專業(yè)在我校已具有多年的碩士研究生招生資格,而本科招生資格于2009年才獲得。由于歷史原因,造成學(xué)科歸屬、辦學(xué)理念和辦學(xué)模式上的一些問題亟待解決。現(xiàn)結(jié)合我校地質(zhì)工程專業(yè)的具體情況進行分析。

      一、國內(nèi)外辦學(xué)情況

      目前,國內(nèi)辦有地質(zhì)工程本科專業(yè)的大學(xué)有近30所院校,在一些重點院校還設(shè)立有地質(zhì)工程碩士點、博士點和地質(zhì)資源與地質(zhì)工程博士后流動站。這些學(xué)校根據(jù)原行業(yè)的需要,保持部分行業(yè)特色,在地質(zhì)工程專業(yè)名稱下,具有不同的側(cè)重面并賦予其新的內(nèi)涵。從全國來看已形成了一個比較強的學(xué)科發(fā)展群體,具有比較強的辦學(xué)能力。在美國、加拿大、歐洲等國家的高校中,“地質(zhì)工程”與“巖土工程”往往不加區(qū)分,這二者皆是同一個詞“Geotechnical Engineering(英文)或Geotechnique(法文)”。他們將“巖土工程或地質(zhì)工程”設(shè)置在土木工程大學(xué)科下,一些院校也在地球科學(xué)下設(shè)置“巖土工程或地質(zhì)工程”專業(yè)[2]。

      二、地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)科定位

      根據(jù)最新的國家教育部2012版《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》,地質(zhì)工程專業(yè)已從原1998版的“引導(dǎo)”性專業(yè)(專業(yè)代碼:080106Y),正式成為具有獨立學(xué)科內(nèi)涵和知識體系構(gòu)架的地質(zhì)類工科專業(yè)(專業(yè)代碼:081401)。這一改變極其重要,它徹底理清了多年來對該專業(yè)的定位不清的問題。1998年頒布的本科專業(yè)目錄中作為引導(dǎo)性專業(yè)的地質(zhì)工程專業(yè)包含了普通專業(yè)目錄中的勘察技術(shù)與工程和資源勘察兩個專業(yè)。但是,經(jīng)過多年實踐,發(fā)現(xiàn)地質(zhì)工程專業(yè)與資源勘察或勘察技術(shù)與工程的定位和內(nèi)涵差別很大,導(dǎo)致專業(yè)不規(guī)范,定位不規(guī)范,也給社會對專業(yè)人才的選擇和學(xué)生的就業(yè)帶來了很大的不便。2004年教育部曾修改過地質(zhì)工科本科專業(yè)目錄,明確了地質(zhì)工程專業(yè)為涵蓋原水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè)的工程地質(zhì)部分以及勘察工程專業(yè)。2012年的改版則進一步鞏固了地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)科定位,充分考慮了專業(yè)未來的發(fā)展方向,形成了從勘察、設(shè)計、施工等地質(zhì)工程完整的專業(yè)鏈條,同時又與研究生的培養(yǎng)實現(xiàn)了接軌。這是地質(zhì)工程專業(yè)未來發(fā)展的主要方向。

      三、我校地質(zhì)工程專業(yè)辦學(xué)基礎(chǔ)

      早在1995年,我校的“地質(zhì)工程”專業(yè)就被評為廣西首批15個重點學(xué)科之一;2006年勘查技術(shù)與工程(含水工方向)和資源勘查工程兩個專業(yè)被確定為廣西首批優(yōu)質(zhì)專業(yè)。2005年,地質(zhì)工程中心實驗室被確定為廣西高校重點實驗室;2007年,該中心被批準為廣西壯族自治區(qū)重點實驗室。從2005年我校確定了“更名大學(xué)”的目標后,對專業(yè)設(shè)置進行了重新規(guī)劃。在勘查技術(shù)與工程和資源勘查工程兩個專業(yè)教學(xué)條件基礎(chǔ)上,原資源與環(huán)境工程系提出了“地質(zhì)工程”本科專業(yè)的建設(shè)計劃。到2009年,基本確定了“地質(zhì)工程”本科專業(yè)的培養(yǎng)目標和計劃、師資力量、實驗條件,并于2010年招生70人的教學(xué)準備。

      四、我校地質(zhì)工程專業(yè)辦學(xué)方向

      桂林理工大學(xué)自2009年3月經(jīng)教育部批準更名后,學(xué)校成立了地球科學(xué)學(xué)院,力圖建立健全系統(tǒng)的地球科學(xué)專業(yè)體系,在三年內(nèi)(2009—2011)完成建設(shè),并制定了相應(yīng)地球科學(xué)學(xué)院中長期規(guī)劃,投入相應(yīng)的資金,確保工作運行正常。“為地方服務(wù)”是我校辦學(xué)指導(dǎo)思想之一。結(jié)合國內(nèi)需求,特別是西南地區(qū)與廣西區(qū)的需求,據(jù)地球科學(xué)體系自身優(yōu)勢和特點,我校將圍繞“西南(廣西)人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境的演化及未來趨勢”、“西南(廣西)巖溶區(qū)工程基礎(chǔ)穩(wěn)定與應(yīng)急處理技術(shù)”、“西南(廣西)城市工程地質(zhì)與地表地下工程協(xié)調(diào)發(fā)展”、“地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護”、“礦山環(huán)境與工程地質(zhì)”等五個基本研究主題,為廣西的社會和經(jīng)濟建設(shè)服務(wù),從而提升地球科學(xué)解決西南地區(qū)城市建設(shè)與地質(zhì)環(huán)境、礦山工程建設(shè)與地質(zhì)環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展中的重大科學(xué)問題的能力。同時抓住我院“地質(zhì)資源與地質(zhì)工程”博士點建設(shè)和“地質(zhì)工程中心”廣西重點實驗室建設(shè)的契機,實現(xiàn)我院“地質(zhì)工程”專業(yè)的跨越式發(fā)展。

      五、建設(shè)思路

      地質(zhì)工程包含的兩個主要的專業(yè)方向是原“工程地質(zhì)”專業(yè)和“探礦工程”專業(yè),參考各兄弟院校的辦學(xué)經(jīng)驗,我校地質(zhì)工程專業(yè)建設(shè)思路如下。

      1.加強地質(zhì)基礎(chǔ)知識的灌輸力度。多年的實踐經(jīng)驗告訴我們,現(xiàn)場工程地質(zhì)條件是工程穩(wěn)定性與適用性的重要制約條件,尤其對于重大的工程項目,地質(zhì)工程師如不能很好地把握地質(zhì)條件,沒有扎實的地質(zhì)基礎(chǔ)知識,將難以勝任今后的地質(zhì)工程勘察與評價任務(wù)。因此,突出地質(zhì)基礎(chǔ)成為我校地質(zhì)工程專業(yè)建設(shè)的重要思路。

      2.結(jié)合廣西地質(zhì)災(zāi)害特征及經(jīng)濟發(fā)展要求,設(shè)置有關(guān)地質(zhì)災(zāi)害知識的工程地質(zhì)課程。廣西地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻繁,尤其以巖溶地區(qū)特有的地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境地質(zhì)問題為主,如滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害問題和石漠化、巖溶塌陷、水資源短缺等環(huán)境地質(zhì)問題。因此必須加強巖溶區(qū)巖土體的工程地質(zhì)力學(xué)分析能力,才能夠勝任這些具有挑戰(zhàn)性的工作。鑒于我校70%生源來自廣西,學(xué)生一般不愿意到北方工作,廣西本地區(qū)的工程地質(zhì)條件及問題決定了我們的辦學(xué)方向必須具有地域特色,這樣的學(xué)生更能獲得廣西的工勘單位歡迎,實現(xiàn)學(xué)生就業(yè)本地化。

      3.突出實踐及動手能力,提高學(xué)生的實際工作和現(xiàn)場動手能力。以我校勘察院為主要依托的生產(chǎn)單位,另外與我校有著良好合作關(guān)系的各兄弟勘察、設(shè)計、施工單位為輔助。盡量讓學(xué)生參于到實際工程當中去。從師資、實習(xí)、實驗、管理等方面,滿足“地質(zhì)工程”新專業(yè)實踐教學(xué)要求。

      參考文獻:

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