朱崇輝,劉俊民,嚴寶文

(西北農(nóng)林科技大學 水利與建筑工程學院,陜西 楊凌 712100)

工程地質(zhì)與水文地質(zhì)課程教學改革研究

朱崇輝,劉俊民,嚴寶文

(西北農(nóng)林科技大學 水利與建筑工程學院,陜西 楊凌 712100)

地質(zhì)類課程是農(nóng)林高校中許多與建筑或環(huán)境相關(guān)專業(yè)的必修課,針對地質(zhì)課程在農(nóng)林高校中逐漸被淡化和萎縮的尷尬現(xiàn)狀,提出改革措施以促進該門課程教學效果的提升。首先對農(nóng)林高校中地質(zhì)課程授課現(xiàn)狀進行了分析,再從課程性質(zhì)定位、非地質(zhì)專業(yè)地質(zhì)教學的必要內(nèi)容以及教學中存在的困惑進行了詳細論述,參照國外某些課教改措施,以工程地質(zhì)與水文地質(zhì)為例提出了農(nóng)林高校地質(zhì)課程教學改革的思路和舉措。目前要在處于課時量少、教學任務(wù)重的農(nóng)林高校中提高地質(zhì)課程的教學質(zhì)量,必須同時引起主管部門人員、教師和學生的重視;學校應(yīng)加大資金投入,確保課堂講學、實驗室教學和野外實習三個教學環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)、正常運行,最終使學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力得到提高。

農(nóng)林高校;地質(zhì);現(xiàn)狀;教學改革

1 農(nóng)林高校中地質(zhì)課程授課現(xiàn)狀分析

我國是一個地貌多樣,地質(zhì)環(huán)境復雜,地質(zhì)災害頻發(fā)的國家[1],每年都會有大量的地質(zhì)災害發(fā)生,給國家和人民的生命財產(chǎn)帶來巨大損失,比如,1998年洪災損失達2 000多億元[2],2008年汶川特大地震死亡人數(shù)近10萬,間接經(jīng)濟損失高達10 301.19億元[3]。要提高抗擊各類地質(zhì)災害的能力,改善人民居住環(huán)境,地質(zhì)知識不可缺少,地質(zhì)知識主要通過大學地質(zhì)課程進行傳授。在農(nóng)林高校中許多與建筑或環(huán)境相關(guān)的專業(yè)都是必修課程,但地質(zhì)課程近年在我國農(nóng)林高校中有逐漸被淡化和萎縮的趨勢,主要表現(xiàn)在一是課時減少,二是野外實踐教學環(huán)節(jié)減少或取消。究其原因,主要與學校資金的投入有關(guān)。地質(zhì)課程屬于實踐性較強的學科,在學習過程中由于存在野外實踐教學環(huán)節(jié),投資較大,地質(zhì)課程教學處于一種尷尬的境地。

2 課程性質(zhì)定位

在我國許多農(nóng)林高校中都開設(shè)有與建筑或環(huán)境類相關(guān)的專業(yè),比如:水利工程、土木工程、農(nóng)業(yè)水利工程、水土保持等專業(yè)。作為非地質(zhì)專業(yè),根據(jù)不同院校對本校不同專業(yè)學生的就業(yè)方向有選擇性的開設(shè)了相應(yīng)的地質(zhì)類課程。水利工程類各專業(yè)大多都開設(shè)“工程地質(zhì)與水文地質(zhì)”課程,土木工程專業(yè)多開設(shè)是“工程地質(zhì)”課程,農(nóng)業(yè)水利工程、水土保持專業(yè)大多開設(shè)“水文地質(zhì)”課程。不論開設(shè)那門地質(zhì)類課程,地質(zhì)類課程在農(nóng)林高校非地質(zhì)專業(yè)中屬于專業(yè)基礎(chǔ)課。地質(zhì)類知識、名詞概念和有關(guān)參數(shù)在這些專業(yè)的專業(yè)課中具有重要價值和作用,所以,地質(zhì)類課程在此類專業(yè)中具有不可或缺的地位。在學科地位上處于一種承接基礎(chǔ)課和專業(yè)課的地位。

3 非地質(zhì)專業(yè)地質(zhì)學教學的必要內(nèi)容

地質(zhì)學是一門復雜的系統(tǒng)科學,根據(jù)我國目前的地質(zhì)學分類,地質(zhì)學科可分出幾十門課程,地質(zhì)學自形成以來,已發(fā)展成為主要包含以探討基本事實和原理的基礎(chǔ)學科和與生產(chǎn)或其它學科結(jié)合而形成的應(yīng)用學科,具體分支如下:

(1)基礎(chǔ)學科中以物質(zhì)成分為研究對象:礦物學、巖石學、礦床地質(zhì)學、地球化學等。

(2)以地質(zhì)作用及留下的形跡為主要研究對象:構(gòu)造地質(zhì)學、地貌學、地質(zhì)力學等。

(3)以地質(zhì)歷史為主要研究對象:古生物學、地層學、歷史地質(zhì)學、古地理學等。

(4)將地球及其它星球作為一個天體來研究:行星地質(zhì)學、天文地質(zhì)學等。

(5)與生產(chǎn)或其它學科結(jié)合而形成的應(yīng)用學科分支有:水文地質(zhì)學、工程地質(zhì)學、環(huán)境地質(zhì)學等。

(6)自成體系和理論,對地質(zhì)學的發(fā)展有重要作用的技術(shù)學科有:地球物理勘探、探礦工程、實驗室技術(shù)、航空測量技術(shù)、遙感技術(shù)等學科。

在如此眾多的地質(zhì)學科中,對于建筑或環(huán)境類相關(guān)專業(yè)比較合適的課程是“工程地質(zhì)與水文地質(zhì)”。

工程地質(zhì)學主要以調(diào)查研究和解決地表附近各類工程建設(shè)中的地質(zhì)問題為任務(wù),以評價地基的地質(zhì)條件,預測工程建設(shè)對環(huán)境的影響,選擇最佳場所、線路,為工程設(shè)計提供可靠的地質(zhì)依據(jù)和參數(shù)為目的。水文地質(zhì)學主要以研究地表附近地下水的形成、富存、埋藏、分布和運動規(guī)律,以合理開發(fā)地下水、防治地下水的危害,保護環(huán)境為目的。

由于地質(zhì)科學的系統(tǒng)性特征,要學好工程地質(zhì)與水文地質(zhì),地質(zhì)學基礎(chǔ)學習是必不可少的。比如,礦物學基礎(chǔ),巖石學基礎(chǔ),地質(zhì)構(gòu)造等是必學內(nèi)容,否則,后續(xù)課程將無法進行。就工程地質(zhì)與水文地質(zhì)而言,一般包括的課程內(nèi)容如圖1所示。

圖1 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)包含的有關(guān)課程內(nèi)容

對于非地質(zhì)專業(yè)學習地質(zhì)課程,由于無地質(zhì)學基礎(chǔ),必須要拿出較多的課時學習地質(zhì)學基礎(chǔ)知識,因而總課時量要求較大,比如,長春工程學院《礦山基礎(chǔ)地質(zhì)教程》課程總學時達到250學時[4],而有些院?！豆こ痰刭|(zhì)與水文地質(zhì)》課堂教學時數(shù)僅為40學時,地質(zhì)學基礎(chǔ)知識內(nèi)容較多,概念繁雜,在相當有限的課時內(nèi)要學好地質(zhì)學難度極大。

4 地質(zhì)學教學中存在的主要困惑

由于上述原因,一些高校地質(zhì)課程老師,在教學中就遇了不少麻煩和困惑。比如,教學大綱的編寫,教學大綱的編寫本應(yīng)根據(jù)學科的系統(tǒng)性和培養(yǎng)目標確定教學內(nèi)容和課時數(shù),但往往學校根據(jù)學生在校的總的教學目標將各課程的課時先確定下來,在課程學時量一定的條件下編寫教學大綱,這就造成教師在教學內(nèi)容的選擇和各部分學時的分配上顧此失彼,困難重重;又如,一些專業(yè)的學生受實習學時數(shù)的限制或?qū)嵙晻r間的沖突將實習取消或?qū)⒌刭|(zhì)實習放在理論課學習前進行,學生到地質(zhì)實習現(xiàn)場對老師所講是一臉茫然,不知所云,既浪費了時間又浪費了財力。

作為一名負責任的教師當然要克服各種困難解決存在的問題,比如在課時縮減的情況下,采用多媒體教學手段增加單課時的知識容量,但是經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn),學生對單課時的接受量是存在一定極限的,超過極限的知識量是很難消化吸收的。

5 教學改革思路與舉措

如何更好的解決這些問題,對比國外的一些情況,并根據(jù)我校對學生的培養(yǎng)目標做了一些改革實踐,經(jīng)檢驗效果顯著,以下思路以供借鑒。

5.1 改革思路

以培養(yǎng)基礎(chǔ)建設(shè)者為目標,遵循地質(zhì)學教學一般規(guī)律,以節(jié)約成本,提高教學效率為前提,學有所用為目的的基本思路進行改革。

5.2 改革舉措

根據(jù)目前存在的問題,圍繞改革思路,教學改革舉措從以下三方面進行。

5.2.1 進行不同專業(yè)的地質(zhì)學科體系建設(shè)

地質(zhì)類課程作為高校非地質(zhì)類眾多專業(yè)的學科基礎(chǔ)課,各專業(yè)對地質(zhì)學的內(nèi)容需求有所側(cè)重,授課的內(nèi)容和重點是有差異的。

首先,在地質(zhì)課程的設(shè)置、教材的選定上應(yīng)根據(jù)專業(yè)不同而有所不同。水工專業(yè)應(yīng)以水利工程中的大壩、電站、邊坡等地質(zhì)條件研究為主;土木專業(yè)應(yīng)以道、橋、洞及工業(yè)與民用建筑地質(zhì)條件為主;水文水資源和農(nóng)業(yè)水利工程應(yīng)以水文地質(zhì)學為主。

其次,在授課前要摸清已學課程內(nèi)容,該課程以增加新知識量為主。對于已開課程中所學知識只做提示性講授,重點強化地質(zhì)學本身基礎(chǔ)理論、基本應(yīng)用的學習。對于不同專業(yè)在地質(zhì)課程講授中將涉及到的有關(guān)后續(xù)課程內(nèi)容時,作適當延伸,充分體現(xiàn)地質(zhì)類課程專業(yè)基礎(chǔ)課的特征。

5.2.2 授課內(nèi)容的選擇與構(gòu)建

在具體授課過程中,不死搬某一教材的全部內(nèi)容,而是以某一選定的較為適合該專業(yè)的教材為主,輔以其它教材的內(nèi)容,做到多教材的整合,以充實講課、實驗和實習環(huán)節(jié)的內(nèi)容,協(xié)調(diào)好三方關(guān)系作為構(gòu)建授課內(nèi)容的主導思想,這一思想在國外是普遍采用的大學授課思想,而我國在這方面做得還相對欠缺,主要是怕?lián)L險,擔責任。

(1)充實與調(diào)整課程內(nèi)容。在不打亂課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上以工程實例為佐證,重新整編課程內(nèi)容,在課堂講授中,始終堅持以啟發(fā)式教學為主,配合地質(zhì)標本、模型及多媒體演示手段,使學生在對課程產(chǎn)生興趣的基礎(chǔ)上,能始終自覺地集中精神,思維緊隨課程內(nèi)容的進度,通過學習做到既掌握地質(zhì)學基礎(chǔ)知識,又了解其實際用途和用法的目的。

(2)在室內(nèi)實驗中,以激發(fā)學生的好奇心,順應(yīng)學生的認知過程為主線,最后以達到學生掌握與工程建設(shè)相關(guān)的常見礦物與巖石的鑒定方法為原則,改變以前一進實驗室,教師講授較多而學生鑒定時間相對較少的狀況。先讓學生回顧相關(guān)內(nèi)容,再遵循自己的思路去認識礦物與巖石,尋找鑒定不同礦物與巖石的一般規(guī)律和技能,從而發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,最后再由教師以解決問題的方式,“授之以漁”地完成實驗教學。這一新思路在實驗教學實施后,起到了良好效果,明顯加快了學生認識礦物、巖石標本的速度,增強了學生的再識別能力。改革試點后課程組通過抽樣調(diào)查,實行了該方式的2007級土木專業(yè)學生在實驗結(jié)束6周后對常見10種礦物、巖石手標本的認知率仍達到50%,高于2006級土木專業(yè)學生20%的認知率。

(3)野外實習是學生將所學知識與自然現(xiàn)象聯(lián)系,將理論知識運用于實踐的重要環(huán)節(jié)。在理論課未講授的情況下,實踐環(huán)節(jié)很難開展,經(jīng)與學校協(xié)調(diào),改變了有背于地質(zhì)教學規(guī)律的先實習后理論的教學次序。首先,在課堂講授中將實習點的地質(zhì)現(xiàn)象融入講授內(nèi)容,讓學生通過課堂學習對將要到達實習點的情況有所了解;其次,教師充分利用一切外出機會,勘查新的適宜的實習地點,并將其地質(zhì)現(xiàn)象納入課堂講授和實習前的動員說明中,以求盡可能降低學生的野外認知難度;最后,在實習過程中盡可能引導學生自己動手、動腦認識自然界的地質(zhì)現(xiàn)象,而不是見到現(xiàn)象老師就去說明解釋,以課堂教學方式完成野外實習任務(wù)。

(4)將課堂講授、室內(nèi)實驗和野外地質(zhì)實習實行有機的統(tǒng)一。課堂講授、室內(nèi)實驗和野外地質(zhì)實習是完成地質(zhì)學教學內(nèi)容的三大必要環(huán)節(jié),這三個環(huán)節(jié)執(zhí)行方式各不相同,但都是以讓學生掌握地質(zhì)學知識、理解地質(zhì)現(xiàn)象和初步熟悉地質(zhì)學野外工作方法和環(huán)境為主要目的的。在明確上述聯(lián)系主線的基礎(chǔ)上,課程組確立了以課程內(nèi)容確定實驗和實習的內(nèi)容,以課程學習中的重點確定實驗、實習內(nèi)容重點的方針。具體做法是:在講課中,對屬于基礎(chǔ)性的內(nèi)容要講清楚、講完整;而對有些應(yīng)用性和延伸性內(nèi)容則留下一些空白,將其交由實驗和實習來填補和延伸。比如,在講到礦物的肉眼識別特征時,只講解基本的特征名稱和分類,對具體辨識過程、使用的方法和所用工具則留到實驗課去學習;再如,在講到洪積扇時,課堂只介紹單個扇體的形態(tài)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和工程特點,等學生到了野外,會發(fā)現(xiàn)多個洪積扇上下疊置和水平方向互相連接的現(xiàn)象,在他們提出疑問的基礎(chǔ)上,教師再介紹上疊式洪積扇和聯(lián)合洪積扇群的特點。

5.2.3 授課方式的構(gòu)建

地質(zhì)課程的教學環(huán)節(jié)由三部分組成,首先是課堂理論知識講授,其次是室內(nèi)實驗,最后是野外地質(zhì)實習。這三部分內(nèi)容當中,理論知識的講授相對枯燥,傳統(tǒng)的授課方式學生不太感興趣,為了激發(fā)學生對地質(zhì)理論課的興趣和熱情,更新教學手段是必要的,課題組通過收集資料制作了多媒體課件,課件中采用了大量的動畫、圖片、簡短錄像進行教學,使教學內(nèi)容變得形象生動,學生學習興趣大大提高,多媒體課件還被學校列為了學校精品課程。為了培養(yǎng)學生實踐能力,野外實踐是必要的,但為了節(jié)約教學成本,根據(jù)國外的經(jīng)驗,借鑒了俄羅斯莫斯科大學的一些好的教學方法,將一些能在室內(nèi)或?qū)W校周邊進行的實習放到室內(nèi)或校園周邊進行,比如,水文地質(zhì)調(diào)查,水文地質(zhì)填圖,流水地貌中河流地貌的觀察識別等。在野外實習時盡量觀察在室內(nèi)和學校周邊很難見到的地質(zhì)現(xiàn)象,比如,大型斷層和褶皺的觀察和識別、滑坡、崩塌、泥石流等現(xiàn)象,以減少在外食宿時間,節(jié)約資金,提高教學效率。

5.2.4 教學質(zhì)量評價模式的構(gòu)建

教學改革的目的在于提高教學質(zhì)量,增強教學效果。改革成功與否要以事實為依據(jù),教學質(zhì)量是否真正提高,教學質(zhì)量評價模式構(gòu)建是否合理至關(guān)重要。

具體做法為,第一,開設(shè)討論課。選取一些實際地質(zhì)問題讓學生分組討論,然后各討論組選出代表作討論總結(jié),增強學生對課程學習的主動性和參與意識。第二,給學生布置合理數(shù)量的課外作業(yè)。課題組決定每屆授課至少要布置4～5次課外作業(yè),并要求全批全改,這樣做除加強學生對所學知識的理解和鞏固作用外,還便于準確了解學生的學習狀況和他們的知識掌握程度。第三,在野外實習中,隨機抽查學生在實習中發(fā)現(xiàn)帶有普遍性問題,及時給予解答,在一些地質(zhì)現(xiàn)象明顯的地質(zhì)點上抽取學生根據(jù)自己的理解擔任講解,最后由教師點評和補充。第四,綜合評定學習成績,課程結(jié)束后進行考試,試題要充分體現(xiàn)教學中的三大環(huán)節(jié),理論、室內(nèi)實驗和實習內(nèi)容相結(jié)合,作到靈活有度,標準統(tǒng)一,實行同課程組教師交換閱卷,消除教師因?qū)W生了解程度不同而在閱卷時產(chǎn)生偏向心理。最后以全部課程結(jié)束后各環(huán)節(jié)的成績乘相應(yīng)權(quán)數(shù)的最后得分作為該學生的本門課程成績?yōu)樵u價標準。

6 結(jié) 語

分析了地質(zhì)課程在農(nóng)林高校中課時量少、教學任務(wù)重的普遍現(xiàn)象,結(jié)合在教學中的改革實踐經(jīng)驗,提出了非地質(zhì)專業(yè)在地質(zhì)課程教學中要根據(jù)不同專業(yè)對地質(zhì)知識的需求,選擇性的構(gòu)建地質(zhì)課程的課程體系和教學內(nèi)容思想。要在目前處于課時量少、教學任務(wù)重的農(nóng)林高校中提高地質(zhì)課程的教學質(zhì)量,必須同時引起主管部門人員、教師和學生的重視;學校應(yīng)加大資金投入,確保課堂講學、實驗室教學和野外實習三個教學環(huán)的協(xié)調(diào)、正常運行,最終使學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力得到提高,通過相應(yīng)的改革實踐,認為改革成效顯著,建議推行。

[1]劉俊民.工程地質(zhì)及水文地質(zhì)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003.

[2]胡一三,朱太順.長江抗洪搶險及對黃河防洪的思考[J].人民黃河,1998,20(12):8-10.

[3]袁一凡.四川汶川特大地震損失評估及其教訓[R].鄭州:中國科協(xié)2008防災減災論壇,2008:111-129.

[4]梁宜林.礦山地質(zhì)基礎(chǔ)教學課程體系改革研究[J].長春工程學院學報(社會科學版),2003,4(1):51-52.

Study on Teaching Reform of Engineering Geology and Hydrogeology

ZHU Chong-hui,LIU Jun-min,YAN Bao-wen
(College of Water Resourcesand Architectural Engineering,Northwest A and F University,Yangling,Shaanxi712100,China)

The geologic courses are compulsory subjects related to the building or the enviroment in the agriculture and forestry colleges and universities,which should be reformed as they are faded gradually.At first,the status quo of teaching for the geologic courses is analyzed;secondly,the discussions are made in detail for the teaching contents and the puzzling problems in teaching;thirdly,the ideas and measures for the teaching reform are put forward.At last,it is indicated that through the reformed measures for teaching,the comprehensive quality and innovation ability of students would be improved.

agriculture and forestry colleges and universities;geology;actual state;teaching reform

G642

A

1672—1144(2010)02—0038—03

2009-12-29

2009-12-30

西北農(nóng)林科技大學精品課程建設(shè)項目(200714)

朱崇輝(1971—),男(漢族),四川資陽人,講師,在讀博士,主要從事地質(zhì)工程方面的教學與研究工作。