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工程地質(zhì)學(xué)研究:論工程地質(zhì)學(xué)對工程建設(shè)的重要性
【摘 要】工程地質(zhì)學(xué)是研究與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題的科學(xué)。它的任務(wù)是為各類工程建筑的規(guī)劃、設(shè)計、施工提供地質(zhì)依據(jù),以便從地質(zhì)上保障工程建筑的安全、經(jīng)濟(jì)合理、使用方便、運(yùn)行順利。簡要回顧了我國工程地質(zhì)學(xué)的成就,并對未來的發(fā)展作以展望。
【關(guān)鍵詞】工程地質(zhì)學(xué);工程建筑;成就;發(fā)展
工程地質(zhì)學(xué)是研究與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題的科學(xué)。它的研究對象是地質(zhì)環(huán)境與工程建筑二者相互制約、相互作用的關(guān)系,以及由此而產(chǎn)生的地質(zhì)問題,包括對工程建筑有影響的工程地質(zhì)問題,和對地質(zhì)環(huán)境有影響的環(huán)境地質(zhì)問題。它的任務(wù)是為各類工程建筑的規(guī)劃、設(shè)計、施工提供地質(zhì)依據(jù),以便從地質(zhì)上保障工程建筑的安全、經(jīng)濟(jì)合理、使用方便、運(yùn)行順利。
我國工程地質(zhì)學(xué)是在新中國成立以后才發(fā)展起來的一門新的學(xué)科。它經(jīng)歷了從無到有,從知之甚少到內(nèi)容豐富多彩、獨(dú)具特色、躋身于國際先進(jìn)水平的過程,成為一門有著自己的理論體系和一套技術(shù)方法,能夠較好地解決工程建設(shè)與環(huán)境地質(zhì)實(shí)際問題的應(yīng)用科學(xué)。
1 我國工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷程
20世紀(jì)60年代,工程地質(zhì)的實(shí)踐,積累了大量資料和一定的實(shí)際經(jīng)驗,學(xué)科進(jìn)入獨(dú)立發(fā)展階段,各建設(shè)部門制定自己的勘察規(guī)范,以山區(qū)工程建設(shè)為主,對工程地質(zhì)提出更高的要求,巖土測試技術(shù)提高,定量評價有所發(fā)展。到了以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心和改革開放的年代,各方面的建設(shè)蓬勃發(fā)展,工程地質(zhì)在已往在基礎(chǔ)上取得了重大發(fā)展。
勘察質(zhì)量提高,新的勘察規(guī)范制定,向著工程領(lǐng)域拓展,承擔(dān)勘測、工程處理的系統(tǒng)工作。新型、巨型工程向工程地質(zhì)勘察提出了新的要求。科學(xué)研究工作取得豐碩成果,創(chuàng)立了自己的新的理論,引入有關(guān)科學(xué)的新理論、新方法。
2 工程地質(zhì)勘察對工程建設(shè)的重要性
工程地質(zhì)的任務(wù)就在于為工程建筑進(jìn)行工程地質(zhì)勘察,認(rèn)識擬建工程所在地區(qū)的工程地質(zhì)條件,為建筑的位址選擇和設(shè)計、施工提供地質(zhì)依據(jù)。國家規(guī)定的基建程序是:任何工程建設(shè)不進(jìn)行勘察工作就不準(zhǔn)設(shè)計,沒有設(shè)計不準(zhǔn)施工。這就賦予了工程地質(zhì)重大而光榮的職責(zé),避免了不顧地質(zhì)條件是否適宜而盲目興建工程給國家造成的損失。建筑設(shè)計分為可行性研究、初步設(shè)計、技(術(shù))施(工)設(shè)計等階段,工程地質(zhì)勘察也隨之分階段進(jìn)行,對工程地質(zhì)條件的了解愈來愈深入,這是符合認(rèn)識規(guī)律的。建筑位址的選擇具有戰(zhàn)略意義,起著充分利用有利的地質(zhì)條件、避開不利條件的作用。位址選得好,不但能保障工程的安全,而且工程處理也較簡單,經(jīng)濟(jì)上合理。位址的地質(zhì)選擇只是一個方面,還要看政治、經(jīng)濟(jì)等方面的因素,綜合考慮選定。
工程地質(zhì)學(xué)為工程建設(shè)服務(wù),是通過工程地質(zhì)勘查來實(shí)現(xiàn)的,通過勘察和分析研究,闡明建筑地區(qū)的丁程地質(zhì)條件,指出并解決所存在的工程地質(zhì)間題,為建筑物的設(shè)、施工以至使用提供所需的地質(zhì)資料。它的主要任務(wù)是:(1)闡明建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件,并指出對建筑物有利的和不利的岡京;(2)論證建筑物所存在的工程地質(zhì)問題,進(jìn)行定性和定計的評價,作出確切的結(jié)論;(3)選擇地質(zhì)條件優(yōu)良的建筑場址,并根據(jù)場址的地質(zhì)條件合職配段各個注筑物;(4)根據(jù)建筑場址的具體地質(zhì)條件,提出有關(guān)建筑物類型、規(guī)模、糾構(gòu)和施工力法的合理建議,以及保障建筑物正常使用所應(yīng)注意的地質(zhì)要求;(5)研究工程建筑物興建后對地質(zhì)環(huán)境的影響,預(yù)測義發(fā)展演化趨勢,并提山對地質(zhì)環(huán)境合理利用和保護(hù)的建議;(6)為擬定改善和防治不良地頂作用的措施方案提供地質(zhì)依據(jù)。
工程建筑的類型很多,如工業(yè)民用建筑物、鐵路、公路、水運(yùn)建筑、水利水電建筑、礦山建筑、海港工程和近海石油開采以及國防工程等。每一類型建筑又有一系列建筑物群體組成,如高樓大廈、工業(yè)廠房、道路、橋梁、隧道、地鐵、運(yùn)河、海港、堤壩、電站、礦井、巷道、油庫、飛機(jī)場等。這些建筑物有些位于地面上,有的埋于地下,都脫離不開地殼,無不與地質(zhì)環(huán)境息息相關(guān)。他們的形式不同、規(guī)模各異,對地質(zhì)環(huán)境的適應(yīng)性以及對地質(zhì)環(huán)境的相互作用也越來越強(qiáng)烈,越來越復(fù)雜。
我國的各類工程、鐵路公路、水利水電、城鄉(xiāng)建設(shè)、工業(yè)、國防、礦山、港口等建筑,尤其是大型建筑,都是先做了反復(fù)的工程地質(zhì)勘察工作才進(jìn)行設(shè)計、施工、修建完成的,因而基本上沒有因為地質(zhì)問題而失敗。
3 我國工程地質(zhì)學(xué)理論體系的形成
工程地質(zhì)問題和環(huán)境地質(zhì)問題是可以預(yù)測的,只要查清工程地質(zhì)條件,又有了規(guī)劃設(shè)計部門所提供的有關(guān)工程建筑的類型和規(guī)模,尤其是建筑物作用力的大小和性質(zhì),就可以建立二者相互作用的物理模型,進(jìn)而建立計算模型,做出問題的定性分析和定量分析,對建筑場地給予工程地質(zhì)評價,指出問題的嚴(yán)重,哪些地質(zhì)因素不利,不能滿足工程建筑的要求。應(yīng)當(dāng)采取何種措施予以補(bǔ)救,是減小建筑物的規(guī)模以適應(yīng)地質(zhì)條件,還是采取工程處理措施,改善條件,以滿足建筑物的要求、消除不良影響。這要從技術(shù)條件上和經(jīng)濟(jì)合理性上進(jìn)行比較才能確定。由上述可知,工程地質(zhì)學(xué)研究的目標(biāo)在于協(xié)調(diào)工程建筑與工程地質(zhì)條件之間的矛盾關(guān)系,既保障工程建筑造福人類,又避免它對環(huán)境造成不良影響。
4 工程地質(zhì)的科研成就
4.1 巖體工程地質(zhì)力學(xué)的建立與巖體力學(xué)研究
與土力學(xué)相比,巖體力學(xué)直到20世紀(jì)60年代還是知之甚少。在治淮工程、武漢和南京長江大橋以及三峽工程等一系列工程地質(zhì)勘察中發(fā)現(xiàn)巖體中的裂隙發(fā)育情況不同對巖體的力學(xué)性質(zhì)與行為影響很大,而巖體的變形破壞實(shí)際上是受其中的軟弱結(jié)構(gòu)面的控制,包括層面、斷層面、裂隙、片理、劈理等,也稱不連續(xù)面,使巖體成為非均質(zhì)、各向異性的不聯(lián)系介質(zhì)。結(jié)構(gòu)面之間的巖石體稱為結(jié)構(gòu)體。總體上來說巖體就是由結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組合而成的。結(jié)構(gòu)面按其延續(xù)的長短可以分級,但其形成則受巖石成因和后期地質(zhì)構(gòu)造變動的控制,因而其分布規(guī)律和形狀、寬度等可以通過地質(zhì)力學(xué)加以分析。這樣他們就把地質(zhì)力學(xué)與巖石力學(xué)結(jié)合起來對巖體結(jié)構(gòu)加以分析,創(chuàng)立了一門新的分支學(xué)科:巖體工程地質(zhì)力學(xué)。把巖體結(jié)構(gòu)分為塊狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、層狀碎裂結(jié)構(gòu)、散體結(jié)構(gòu)等類型。不同結(jié)構(gòu)類型的巖體其力學(xué)性質(zhì)和變形破壞規(guī)律也不同。
我國在軟弱、破碎巖體的研究方面也取得較大進(jìn)展,例如斷層巖的分類及其物理力學(xué)特性和穩(wěn)定性評價的研究;泥化夾層的物質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征及其力學(xué)性質(zhì)的研究;膨脹巖的膨脹機(jī)理和處理措施的研究等。
4.2 環(huán)境工程地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害研究
20世紀(jì)80年代以來,環(huán)境問題日益嚴(yán)重。為了合理利用和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境,我國開展了環(huán)境工程地質(zhì)的研究。幾十年來在一些重點(diǎn)地區(qū)和大型工程地區(qū)做了不少研究工作,以工程建筑所引起的閃生地質(zhì)環(huán)境研究為主,包括對人類生存和生產(chǎn)造成損失和威脅的各種地質(zhì)災(zāi)害,諸如地面沉降、地面塌陷、地裂縫、滑坡、崩塌、泥石流、水庫誘發(fā)地震、沙漠化、水土流失等。
5 總結(jié)
20世紀(jì)50年代以來,中國工程地質(zhì)學(xué)從建國初期的一片空白,發(fā)展到今天成為一門內(nèi)容豐富、理論體系嚴(yán)謹(jǐn)、具有中國特色的綜合性學(xué)科,發(fā)展之迅速是驚人的。當(dāng)前我國改革開放形勢大好,新世紀(jì)的到來,經(jīng)濟(jì)建設(shè)任務(wù)更為艱巨,新型城鎮(zhèn)、新型鐵路、高速公路的建設(shè)、黃河的治理、西南水電資源的開發(fā)、南水北調(diào)工程、海峽通道等等,為工程地質(zhì)學(xué)研究開拓了美好前景。讓我們加倍努力,把我國工程地質(zhì)學(xué)推向世界高峰。
工程地質(zhì)學(xué)研究:土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)改革探討
摘要:針對土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)過程中存在的各種問題,結(jié)合筆者教學(xué)經(jīng)驗,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)、考核方式等方面進(jìn)行了探討,以期達(dá)到培養(yǎng)綜合應(yīng)用性人才的目的。
關(guān)鍵詞:工程地質(zhì)學(xué);教學(xué)改革
1 引言
工程地質(zhì)學(xué)為地質(zhì)學(xué)的一個應(yīng)用分支,研究的是人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約關(guān)系。土木工程活動會改變地質(zhì)環(huán)境,從而帶來相應(yīng)的各種工程地質(zhì)問題,只有對工程建設(shè)的地質(zhì)條件進(jìn)行深入研究分析,才能避免各類問題的產(chǎn)生,所以工程地質(zhì)學(xué)這門課程在土木工程專業(yè)中是至關(guān)重要的,是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,為后續(xù)《土力學(xué)》、《基礎(chǔ)工程》、《道橋工程》、《地下工程》等課程打下基礎(chǔ)。
土木工程專業(yè)選用的《工程地質(zhì)學(xué)》教材不同于地質(zhì)專業(yè)教材,涵蓋內(nèi)容廣泛,課時少,知識不夠細(xì)致深入是本課程的一個主要特點(diǎn),課程知識實(shí)踐性較強(qiáng),學(xué)生學(xué)習(xí)多停留的知識表面,不能由表及里,加之此課程在土木工程專業(yè)多為考查課,不能引起學(xué)生足夠重視,所以以往的教學(xué)手段方法不能滿足現(xiàn)行的課程設(shè)置,教學(xué)改革勢在必行。結(jié)合自己教學(xué)經(jīng)驗談?wù)劷虒W(xué)中的一些改革方法,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。
2教學(xué)中存在的問題
1)課程課時量不夠
我校工程地質(zhì)學(xué)課程總學(xué)時為32學(xué)時,其中含2課時實(shí)驗室認(rèn)識實(shí)習(xí)。筆者走訪了多個院校,土木工程專業(yè)的工程地質(zhì)學(xué)課時量設(shè)置多為32學(xué)時,有些院校設(shè)置為24學(xué)時。對于地質(zhì)學(xué)相關(guān)專業(yè)課時量設(shè)置多為64課時。土木專業(yè)的工程地質(zhì)學(xué)主要內(nèi)容包括地質(zhì)學(xué)基本理論,巖石、巖體和土體的工程性質(zhì)以及常見的不良地質(zhì)現(xiàn)象及地質(zhì)災(zāi)害以及工程地質(zhì)各類勘查方法,因此本課程內(nèi)容繁雜,涉及面廣,抽象難解,學(xué)生想在課程上對知識融會貫通是比較困難的。
2)學(xué)生興趣不濃
土木工程專業(yè)的學(xué)生缺乏地質(zhì)學(xué)方面的基礎(chǔ)知識背景,學(xué)生對于課程內(nèi)容理解起來有難度,影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。土木工程專業(yè)地質(zhì)學(xué)相關(guān)課程只有一門工程地質(zhì)學(xué),沒有 《普通地質(zhì)學(xué)》、《巖石學(xué)》、《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》、《水文地質(zhì)學(xué)》等課程做基礎(chǔ),更加增大了老師教授和學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。
學(xué)生對于這門課程的重視度不夠。工程地質(zhì)學(xué)多被定為考查課,學(xué)生多認(rèn)為考查課不重要,學(xué)習(xí)中不能引起學(xué)生的重視,同時,在土木工程專業(yè)課程中,工程地質(zhì)與其他專業(yè)課聯(lián)系不是很緊密,學(xué)生認(rèn)識不到工程地質(zhì)學(xué)的重要性,認(rèn)為其在專業(yè)中的用途不大。
3)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱。
工程地質(zhì)學(xué)實(shí)踐應(yīng)包括室內(nèi)試驗和野外實(shí)習(xí)兩部分。通過筆者調(diào)查,土木工程專業(yè)的室內(nèi)實(shí)驗,對于力學(xué)實(shí)驗,土工實(shí)驗大多高校都比較完善,而對于地質(zhì)類實(shí)驗室大部分高校都不太健全。對于野外實(shí)踐,由于學(xué)校師資有限,實(shí)習(xí)基地不好確定,學(xué)生眾多不好管理,對于許多高校的土木工程專業(yè)工程地質(zhì)實(shí)驗是非常欠缺甚至是不存在的。正是由于實(shí)踐教學(xué)的缺乏,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)只能看到知識的表象以及掌握一些基本概念,不能深入內(nèi)容的實(shí)質(zhì),不能由表及里。
3 教學(xué)改革探討
1)教學(xué)內(nèi)容改革
工程地質(zhì)學(xué)課程內(nèi)容多,涉及范圍廣,從兩方面進(jìn)行調(diào)整:(1)適當(dāng)增加課程量,學(xué)時不低于38課時,保障其教學(xué)質(zhì)量。(2)精簡教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)工程地質(zhì)課程的內(nèi)容,結(jié)合土木工程專業(yè)相關(guān)知識之間的聯(lián)系,對課程內(nèi)容進(jìn)行刪減和補(bǔ)充。工程地質(zhì)學(xué)內(nèi)容劃分為三部分,及時部分是地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識,主要講解地質(zhì)作用、巖石、地質(zhì)構(gòu)造等知識,本專業(yè)學(xué)生對地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識相對缺乏,因此,首先要向?qū)W生介紹工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識,讓學(xué)生具備地質(zhì)思維方式思考工程地質(zhì)問題。第二部分為工程地質(zhì)理論,主要講解巖土層工程地質(zhì)性質(zhì)及各種工程地質(zhì)問題,這部分教學(xué)應(yīng)以寬、泛為主,詳、探為輔。第三部分為工程地質(zhì)勘查,針對專業(yè)側(cè)重點(diǎn),著重講解相關(guān)地質(zhì)勘察方法。
2)教學(xué)方法改革
(1)布置課外作業(yè)。
布置課外作業(yè)的方式我們并不陌生,但對于工程地質(zhì)學(xué)這門課程作用尤為明顯。可以布置一些課本上找不著但又與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的問題,那么學(xué)生帶著疑問就會利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)或者實(shí)地參觀考察以及其他更有力的手段才能完成,培養(yǎng)了學(xué)生自己解決問題的能力。另外,還可以布置以分組形式完成的作業(yè),每個組成員都有自己的任務(wù),這樣帶著責(zé)任大家都會很積極,努力完成自己的部分。甚至組與組之間在完成作業(yè)的優(yōu)劣方面形成競爭,加強(qiáng)了每個學(xué)生的團(tuán)隊意識和危機(jī)意識。
(2)課堂考核。
對當(dāng)堂課所學(xué)知識,隨機(jī)抽取幾位同學(xué)回答即時問題,雖然方法平常,但在一定程度上會使學(xué)生時刻保持“警惕”狀態(tài),提高學(xué)習(xí)效率。或者是每次交作業(yè)后,在課堂上隨機(jī)抽取幾位同學(xué)在講堂上向大家講解自己的作業(yè),雖然學(xué)生有怨言,但大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為收益頗豐。
(3)改變現(xiàn)代化的教學(xué)手段。
在教學(xué)過程中,積極采用多媒體技術(shù)使教學(xué)內(nèi)容與表現(xiàn)形式呈現(xiàn)多樣化,加大了授課信息量,但也需要注意一些問題。多媒體教學(xué)不應(yīng)只是文字、圖像、視頻的簡單羅列,而是在簡單的內(nèi)容鋪墊之后快速進(jìn)入正題,展示出所應(yīng)該掌握的內(nèi)容,然后利用一些有針對性的圖像、視頻文件加以輔助,即時抓住學(xué)生的思維和興趣,使他們在盡量短的時間內(nèi)了解并掌握重點(diǎn)知識。因為學(xué)生在課堂上不可能每一刻都能全神貫注,如果所講內(nèi)容過于枯燥,或者教學(xué)時間過長,學(xué)生在堅持認(rèn)真聽課一段時間后未免會走神,所以多媒體教學(xué)中的內(nèi)容安排順序要適當(dāng),能夠在短時間內(nèi)吸引學(xué)生注意力,讓學(xué)生在聚精會神的時間段內(nèi)完成知識的學(xué)習(xí),從而大大提高課堂教學(xué)的效率和質(zhì)量。
3)實(shí)踐教學(xué)改革
工程地質(zhì)學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,最終能夠達(dá)到學(xué)以致用,才是教學(xué)的最終目的。工程地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)應(yīng)該積極開展室內(nèi)試驗和野外實(shí)習(xí)。室內(nèi)試驗主要包括室內(nèi)礦物、巖石鑒定,即用肉眼鑒定主要造巖礦物的特征及鑒定方法,對三大類巖石的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和產(chǎn)狀等方面進(jìn)行鑒定。學(xué)生可以把課本上的知識和實(shí)物聯(lián)系起來,使思維方式立體化。以往礦物和巖石的認(rèn)識通常是根據(jù)已知礦物或巖石來對其特征進(jìn)行描述,可以通過給學(xué)生提供未知的標(biāo)本,根據(jù)學(xué)生觀察其特征來確定其類別,從而提高了學(xué)生的思考和動手能力,加深知識的理解。如果條件允許還應(yīng)積極開展野外地質(zhì)實(shí)習(xí),通過對自然界的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和工程結(jié)構(gòu)的直接觀察和接觸,進(jìn)一步理解和掌握本課程課堂教學(xué)所學(xué)理論知識。
4)考核方式改革
工程地質(zhì)考核方式多樣化,摒棄以往閉卷考試的考核方式。可以讓學(xué)生提交讀書報告及小論文的形式,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)獨(dú)立思考的能力。針對學(xué)生讀書報告內(nèi)容進(jìn)行答辯,一方面考察學(xué)生對這門課程知識的掌握程度,另一方面讓學(xué)生對自己的報告進(jìn)行總結(jié),享受收獲,彌補(bǔ)不足。工程地質(zhì)學(xué)采取考查的考核方式,針對學(xué)生重視不夠,上課積極性不高,缺課請假等現(xiàn)象,在尊重學(xué)院教學(xué)考核規(guī)定的基礎(chǔ)上,較大限度地增大平時成績的考核分值,把平時成績的比重增加到40%,把學(xué)生“限制”在課堂上。
5結(jié)論
工程地質(zhì)學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課,內(nèi)容廣泛,教學(xué)存在難度。通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的改革增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生認(rèn)識到這門課程的重要性,讓學(xué)生在多樣化的考核方式中加強(qiáng)對知識的認(rèn)知、理解和掌握,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。
工程地質(zhì)學(xué)研究:工程地質(zhì)學(xué)的教學(xué)改革研究
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(shí)可行的改革措施。多方位培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)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。
土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案提出的培養(yǎng)目標(biāo)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(fù)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(shí)踐實(shí)習(xí)的重要任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)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(shí)的工程地質(zhì)學(xué)知識才能在實(shí)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(dá)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(shí)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(shí)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(shí)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(dá)到人才培養(yǎng)方案中的培養(yǎng)目標(biāo)。
其次,室內(nèi)實(shí)驗及野外實(shí)習(xí)少,個別院校沒有開設(shè)實(shí)驗實(shí)習(xí)。 因課時少,在課程設(shè)計中往往是首先減少實(shí)驗實(shí)習(xí),致使實(shí)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(shí)驗室,如礦物巖石實(shí)驗室、地質(zhì)構(gòu)造模型室,以及野外地質(zhì)實(shí)習(xí)基地。野外地質(zhì)實(shí)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(shí)習(xí)的條件,所以基本上都沒有開設(shè)野外實(shí)習(xí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺少感性認(rèn)識,紙上談兵使這門實(shí)踐性很強(qiáng)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(dāng)增加教學(xué)課時及工程地質(zhì)實(shí)驗實(shí)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(tuán)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(qiáng)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(tuán)隊,開展相關(guān)的教學(xué)科研活動及設(shè)計性、綜合性實(shí)驗研究。對這些課程中相互交叉、重復(fù)的部分內(nèi)容進(jìn)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(diǎn)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(xì)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(shí)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(jìn)行地質(zhì)基礎(chǔ)實(shí)驗。為充分利用實(shí)驗室教學(xué)資源,節(jié)約實(shí)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(shí)驗室、地質(zhì)構(gòu)造模型室,完善地質(zhì)基礎(chǔ)實(shí)驗教學(xué)。開展常見造巖礦物及三大類巖石的認(rèn)識、鑒定實(shí)驗,增強(qiáng)學(xué)生對礦物、巖石的感性認(rèn)識,開展地質(zhì)構(gòu)造模型實(shí)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(shí)驗。在土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)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(qiáng)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(shí)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(dú)立的相關(guān)實(shí)驗統(tǒng)一起來,組合成為巖土工程勘察綜合性實(shí)驗。實(shí)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(shí)驗旨在把實(shí)驗項目與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力。巖土工程勘察綜合性實(shí)驗應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,獨(dú)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(qiáng)工程意識,形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。巖土工程勘察綜合性實(shí)驗更貼近土木工程專業(yè)實(shí)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)的典型案例和近期研究成果,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、接受近期的前沿科技成果,使學(xué)生能站在更高、更廣的角度分析問題,為學(xué)生將來成為的土木工程師打下扎實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),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(qiáng)創(chuàng)新意識,提升創(chuàng)新能力。
(2)重視學(xué)生對實(shí)物標(biāo)本的接觸觀摩鑒定,實(shí)施全開放實(shí)驗。為學(xué)生認(rèn)識、鑒定常見造巖礦物及常見巖石創(chuàng)造條件,實(shí)施全開放實(shí)驗。也就是在相應(yīng)的內(nèi)容講授及實(shí)物標(biāo)本鑒定演示后,把多套常見礦物巖石標(biāo)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(shí)驗,學(xué)生在做鑒定實(shí)驗時允許其刻劃、敲打標(biāo)本,讓學(xué)生有較多機(jī)會接觸、認(rèn)識、鑒定實(shí)物標(biāo)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(bǔ)部分院校沒有地質(zhì)基礎(chǔ)實(shí)驗室的缺陷,可以收到在實(shí)驗室實(shí)驗異曲同工的效果。在實(shí)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(biāo)本比較容易采集。可利用野外實(shí)量采集這些常見的礦物巖石標(biāo)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(biāo)本,個別難采集的標(biāo)本應(yīng)投入資金購買。正由于這些標(biāo)本容易采集,可當(dāng)作易耗品借給學(xué)生保管,課程結(jié)束后才回收標(biāo)本,提高實(shí)驗標(biāo)本的利用率。
圖3 學(xué)生利用課余時間鑒定礦物巖石標(biāo)本
(3)重視地質(zhì)理論與工程實(shí)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(shí)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(shí)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(dāng)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(shí)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(kuò)大課堂教學(xué)的信息量,而更主要的是增強(qiáng)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(qiáng)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(yùn)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(shí)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(qiáng)感性認(rèn)識,為實(shí)踐實(shí)習(xí)打好基礎(chǔ),也可以節(jié)省實(shí)踐實(shí)習(xí)時間,或代替部分實(shí)踐實(shí)習(xí),填補(bǔ)部分院校沒有開設(shè)實(shí)踐實(shí)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(shí),具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神,綜合素質(zhì)高的土木工程師,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(shí)驗室并定期補(bǔ)充足夠數(shù)量的實(shí)驗標(biāo)本,建立野外地質(zhì)實(shí)習(xí)基地,確保相應(yīng)的實(shí)踐實(shí)習(xí),包括工程地質(zhì)勘察實(shí)習(xí)。任課教師更要加強(qiáng)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(shí)踐案例,從工程建設(shè)實(shí)際出發(fā)培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的高級工程技術(shù)人才。
工程地質(zhì)學(xué)研究:土木工程專業(yè)“工程地質(zhì)學(xué)”教學(xué)探索
摘要:針對土木工程專業(yè)需要,通過分析工程地質(zhì)學(xué)課程特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀,本文從結(jié)合專業(yè)需要優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、合理精選整編教材以及運(yùn)用現(xiàn)代多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高教學(xué)效果等方面闡述了利用多種教學(xué)方法及教學(xué)手段相結(jié)合以提高教學(xué)質(zhì)量的探索。
關(guān)鍵詞:工程地質(zhì);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法;土木工程
改革開放三十多年來,各行各業(yè)大興土木,城市建設(shè)日新月異。要保障項目建設(shè)安全,需要對建設(shè)場地進(jìn)行工程地質(zhì)條件勘察,才能進(jìn)入設(shè)計、施工、建設(shè)階段。縱觀世界各國的建筑工程事故,以地基基礎(chǔ)事故為主。地基基礎(chǔ)是建筑物的地下隱蔽工程,費(fèi)用約占總造價的20%~25%,一旦出現(xiàn)事故不易覺察,修補(bǔ)處理較為困難,所需費(fèi)用較高。實(shí)踐證明,地基基礎(chǔ)問題在相當(dāng)程度上與工程地質(zhì)問題相關(guān),是涉及人的生命和財產(chǎn)安全的大問題。而土木工程專業(yè)的畢業(yè)生大多從事工程設(shè)計、施工、監(jiān)理等工作,也有人進(jìn)入相關(guān)領(lǐng)域從事工程地質(zhì)勘察設(shè)計、規(guī)劃和管理工作。可見,具有良好的工程地質(zhì)知識對他們以后所從事的工作意義重大。
工程地質(zhì)學(xué)課程的特點(diǎn)
工程地質(zhì)學(xué)是研究人類的工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互關(guān)系的學(xué)科。它的任務(wù)是為各類工程建筑的規(guī)劃、設(shè)計、施工提供地質(zhì)依據(jù),以便從地質(zhì)條件上保障工程建筑的安全、經(jīng)濟(jì)合理、使用方便、運(yùn)行順利。為大型項目工程建設(shè)提供可行性研究報告,對擬建工程場地進(jìn)行工程地質(zhì)條件評價,為地基基礎(chǔ)設(shè)計提供合理建議,對于場地存在的地質(zhì)問題在深入分析的基礎(chǔ)上提出處理措施,為地基加固工程的設(shè)計和施工提供依據(jù)。同時,還要研究評價由于工程興建引起的環(huán)境地質(zhì)問題,以及可能誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害對工程建筑本身及周圍環(huán)境的影響、如何及時消除安全隱患等問題。
對于土木工程專業(yè)而言,工程地質(zhì)學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,主要培養(yǎng)學(xué)生閱讀地質(zhì)資料、查明和分析工程地質(zhì)條件、解決工程地質(zhì)問題的能力,工程技術(shù)人員必須能夠看懂地質(zhì)資料,必須清楚建設(shè)范圍內(nèi)的地質(zhì)條件,了解可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題及應(yīng)該采取的防治措施。只有這樣,才能進(jìn)行正確的設(shè)計和施工,才能有效保障建筑物的安全和穩(wěn)定。為后續(xù)的土力學(xué)、基礎(chǔ)工程等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),為以后所從事的工程建設(shè)工作提供相關(guān)專業(yè)知識。課程特點(diǎn)表現(xiàn)為:(1)教學(xué)內(nèi)容多,涉及多個學(xué)科。僅就土木工程專業(yè)而言,工程地質(zhì)學(xué)講授的主要內(nèi)容包括礦物與巖石、地質(zhì)作用和地質(zhì)年代,地質(zhì)構(gòu)造,巖、土體的工程地質(zhì)性質(zhì),地下水,地貌及第四紀(jì)松散堆積物,不良地質(zhì)條件下的工程地質(zhì)問題,巖體工程穩(wěn)定性問題,巖土的工程地質(zhì)分級分類,工程地質(zhì)勘察等。該課程涉及礦物學(xué)、巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、土質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)、動力工程地質(zhì)學(xué)、區(qū)域工程地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)勘察、地基處理等相關(guān)內(nèi)容。(2)概念多,實(shí)踐性強(qiáng)。工程地質(zhì)學(xué)涉及許多名詞概念及專業(yè)術(shù)語,許多理論知識比較抽象,直接理解往往有一些困難,需要通過實(shí)驗、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)的途徑加以解決,表現(xiàn)出較強(qiáng)的實(shí)踐性。(3)學(xué)時不多。一般土木工程專業(yè)只有30~40個課時。由于教學(xué)內(nèi)容豐富、教學(xué)難度大,要上好這門課具有挑戰(zhàn)性。
土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
重視不夠 工程地質(zhì)學(xué)作為土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)性學(xué)科,學(xué)生還沒有感覺到它的重要性,以為不是主要專業(yè)課程,在專業(yè)中的作用不大,導(dǎo)致學(xué)生不具備工程地質(zhì)方面的專業(yè)技能和專業(yè)素質(zhì),對以后所從事的工作造成不良影響。
部分內(nèi)容比較枯燥 初次接觸本課程的學(xué)生感覺比較陌生,由于工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識理論性較強(qiáng),概念多,與工程實(shí)際聯(lián)系較少,學(xué)生會感覺乏味,學(xué)習(xí)興趣降低。
野外地質(zhì)實(shí)習(xí)基地缺乏 工程地質(zhì)學(xué)實(shí)踐教學(xué)包括室內(nèi)實(shí)驗和野外實(shí)踐實(shí)訓(xùn)教學(xué)。室內(nèi)實(shí)驗涉及土工方面的實(shí)驗及各類礦物、巖石標(biāo)本實(shí)驗室、地質(zhì)構(gòu)造模型室等,大部分高校都有。一般地質(zhì)類的工科高校都有野外固定的地質(zhì)實(shí)習(xí)基地,而對于大部分土木工程專業(yè)的高校來說,野外實(shí)習(xí)基地相對比較匱乏。由于實(shí)踐教學(xué)條件不足,使大部分土木工程專業(yè)的學(xué)生在短時間內(nèi)具有地質(zhì)學(xué)方面的感性知識往往是很困難的。
綜合利用多種教學(xué)
方法和手段提高教學(xué)質(zhì)量
隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為人們?nèi)粘W(xué)習(xí)、生活、工作交流的工具之一。傳統(tǒng)的授課方式也在逐漸發(fā)生改變,充分利用各種教學(xué)資源,采取多種教學(xué)方法和手段提高學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量成為關(guān)鍵。筆者通過多年教學(xué)實(shí)踐總結(jié)出以下幾點(diǎn)。
結(jié)合專業(yè)需要優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、精選整編教材 首先,應(yīng)結(jié)合土木工程專業(yè)方向和專業(yè)需要,以及土木工程專業(yè)的學(xué)生以前從未接觸或很少接觸過工程地質(zhì)的有關(guān)知識的特點(diǎn),通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生能讀懂地質(zhì)資料,能夠利用地質(zhì)資料完成工程項目的設(shè)計、施工、監(jiān)理等工作。教學(xué)內(nèi)容不僅應(yīng)包括工程地質(zhì)的基本理論知識,同時要重點(diǎn)突出實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié), 要在知識覆蓋面、深度、廣度上下工夫,不斷完善工程地質(zhì)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,保障學(xué)生在工程地質(zhì)學(xué)方面的專業(yè)素質(zhì),構(gòu)建優(yōu)良的教學(xué)體系結(jié)構(gòu)。任課教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計挑選教材。教材是教學(xué)的基礎(chǔ),是教育思想、教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段的載體,是人才培養(yǎng)的依據(jù),只有使用高質(zhì)量的教材才能培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才。由于工程地質(zhì)學(xué)教材很多,且各有特點(diǎn),從中選出適合土木工程專業(yè)的理想教材至關(guān)重要。一本好的工程地質(zhì)學(xué)教材,不僅要涵蓋工程地質(zhì)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識,還要通俗易懂、重點(diǎn)突出,將整個工程地質(zhì)領(lǐng)域眾多基本理論和方法濃縮成系統(tǒng)性和專業(yè)性兼顧的知識體系。由于土木工程專業(yè)教學(xué)計劃的限制,適合自身專業(yè)特色的工程地質(zhì)學(xué)教材不多,因此,授課內(nèi)容不能僅僅局限于教材。優(yōu)化教學(xué)的方法是在查閱大量參考文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,對教材內(nèi)容進(jìn)行重新組織、加工精練、補(bǔ)充提高,及時汲取近期的研究成果和工程實(shí)例,加入工程地質(zhì)勘察新技術(shù)、新規(guī)范,積極整合教改成果,做到理論知識恰如其分地與具體工程實(shí)際緊密結(jié)合,使學(xué)生不出課堂就能夠把主要知識點(diǎn)與實(shí)際工程無縫對接,在有限的時間內(nèi)獲取盡可能多的知識。堅持以提高學(xué)生整體素質(zhì)為基礎(chǔ),以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力,特別是創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力為主線,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合。
合理運(yùn)用現(xiàn)代多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高教學(xué)效果 應(yīng)用多媒體技術(shù)可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與效率,增加信息量。比如,在講“礦物與巖石”這一章節(jié)時,若僅采用傳統(tǒng)板書教學(xué),很難講清楚,而且學(xué)生也難以理解、想象出各種礦物與巖石的特征,而利用多媒體將常見的礦物和巖石的真實(shí)圖片放在大屏幕上講解后,再進(jìn)行室內(nèi)實(shí)習(xí),學(xué)生很容易就能識別出常見礦物與巖石標(biāo)本。同理,把地質(zhì)圖的閱讀、地質(zhì)災(zāi)害的形成、預(yù)防與處理、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、常見工程事故及處理措施、工程地質(zhì)現(xiàn)場勘察技術(shù)等內(nèi)容采用圖片、聲音、動畫、文字、錄像的形式展現(xiàn)出來,可使學(xué)生有身臨其境的感覺。可見多媒體教學(xué)不僅可以擴(kuò)大課堂教學(xué)的信息量,而且還能增強(qiáng)教學(xué)的直觀性、主動性,提高教學(xué)質(zhì)量。應(yīng)構(gòu)建課程教學(xué)網(wǎng)站,將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱、教學(xué)方法、教學(xué)課件、錄像、實(shí)綱、作業(yè)練習(xí)、在線測試、交流、答疑等掛在校園網(wǎng)上供學(xué)生隨時查閱,為學(xué)生提供一個交互、開放式的理論與實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)環(huán)境。同時,也為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供良好的教學(xué)平臺,彌補(bǔ)課堂教學(xué)課時少的缺點(diǎn)。
將理論教學(xué)與案例教學(xué)相結(jié)合 單純理論教學(xué)不能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,因為聽課時間稍長,學(xué)生就容易疲憊,導(dǎo)致精神不集中。只有理論與案例教學(xué)結(jié)合,才能調(diào)動學(xué)生思維能動性,使學(xué)生在不知不覺中由傳統(tǒng)教學(xué)中的被動接受知識變?yōu)榉e極運(yùn)用知識,有效提高學(xué)生的理論水平和實(shí)踐能力。將理論知識實(shí)踐化,其捷徑是采用工程實(shí)例分析,即案例教學(xué)。在教學(xué)中有針對性地運(yùn)用適宜的工程實(shí)例資料,通過學(xué)生的獨(dú)立思考與集體協(xié)作,對具體實(shí)例進(jìn)行分析、研究和討論。案例教學(xué)具有參與性、啟發(fā)性和時效性的特點(diǎn)。如對于常見的地震等地質(zhì)災(zāi)害,先采用多媒體課件講授地震等地質(zhì)災(zāi)害的成因、發(fā)生、發(fā)展以及結(jié)果和危害等,再通過如“5.12汶川地震”等地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行案例教學(xué),學(xué)生會對授課內(nèi)容產(chǎn)生強(qiáng)烈的共鳴,并在短時間內(nèi)銘記于心。
創(chuàng)建完善的教學(xué)實(shí)習(xí)基地,加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié) 工程地質(zhì)學(xué)是一門實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程,實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是該課程的重要組成部分,良好的實(shí)習(xí)條件是教學(xué)質(zhì)量的重要保障。實(shí)踐教學(xué)的基本任務(wù)就是讓學(xué)生親自接觸各種真實(shí)的地質(zhì)現(xiàn)象及工程地質(zhì)問題,并利用已學(xué)到的理論知識來考察、辨析它們,進(jìn)而加深對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解。可根據(jù)實(shí)綱要求,安排校內(nèi)實(shí)驗與野外實(shí)習(xí)。校內(nèi)實(shí)驗主要包括實(shí)驗室礦物與巖石標(biāo)本觀察和地質(zhì)圖的閱讀等,是為了培養(yǎng)學(xué)生對常見礦物和巖石的識別能力,訓(xùn)練學(xué)生地質(zhì)圖的讀圖能力。實(shí)驗內(nèi)容為:觀察標(biāo)本、鑒別區(qū)分常見的造巖礦物與常見三大類巖石(巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖);通過閱讀地質(zhì)圖,要求學(xué)生講述圖上所表示的地形、地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性及其產(chǎn)狀、接觸關(guān)系等。每次實(shí)驗前根據(jù)實(shí)綱要求,教師制定實(shí)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生做預(yù)習(xí),設(shè)計實(shí)驗方案。實(shí)習(xí)時以教師現(xiàn)場指導(dǎo)、教學(xué)示范、學(xué)生自主探究方式進(jìn)行。比如,對礦物、巖石的鑒定及描述等方面,通過實(shí)物介紹、實(shí)習(xí)操作示范等,使學(xué)生在短時間掌握要領(lǐng),順利完成實(shí)習(xí)任務(wù)。野外實(shí)習(xí)也是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。野外實(shí)習(xí)的內(nèi)容主要是進(jìn)行各種地質(zhì)構(gòu)造的野外觀察、地質(zhì)繪圖、工程地質(zhì)勘察,地質(zhì)資料的現(xiàn)場記錄整理等。教師在野外現(xiàn)場對實(shí)習(xí)內(nèi)容要點(diǎn)反復(fù)講解,示范操作要領(lǐng)、步驟;要求學(xué)生必須做到勤思考、勤動手、勤問、勤記錄,即勤于動手考察地質(zhì)現(xiàn)象、勤于思考產(chǎn)生這種地質(zhì)現(xiàn)象的內(nèi)外因素、勤于對某些問題進(jìn)行較深入探索和研究。通過野外實(shí)踐環(huán)節(jié)鍛煉學(xué)生對自然地質(zhì)現(xiàn)象的觀察識別、動手能力、分析問題和解決問題的能力以及對原始數(shù)據(jù)資料的收集和編錄的能力,能夠讓學(xué)生懂得野外地質(zhì)工作的基本方法,在加深理解的基礎(chǔ)上學(xué)會分析土木工程與地質(zhì)的密切關(guān)系,熟悉土木工程建設(shè)中常見的地質(zhì)問題及處理方法,及時消化和鞏固所學(xué)的基本理論知識。此外,走出校門進(jìn)行野外地質(zhì)實(shí)習(xí),還可以培養(yǎng)土木工程專業(yè)學(xué)生吃苦耐勞、遵守紀(jì)律、團(tuán)結(jié)協(xié)作等優(yōu)良品質(zhì),有利于增強(qiáng)學(xué)生體魄和意志力。
改變現(xiàn)有成績考核辦法 工程地質(zhì)成績分為兩個部分,即理論教學(xué)與實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)成績。理論教學(xué)成績考核應(yīng)多方面考核評定學(xué)生成績。其中,考試成績占60%(理論知識的考核應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)學(xué)課本,以閉卷的形式考核基本知識、基本理論,要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成);平時成績占40%,其中,課堂教學(xué)成績考核占平時成績的15%(主要考查上課表現(xiàn));課后作業(yè)及論文等占平時成績的25%。這種考核方式注重學(xué)習(xí)過程的考核,可避免學(xué)生考前突擊記憶,考完后很快忘記的弊端,提高學(xué)習(xí)效果。在實(shí)習(xí)成績考核中,實(shí)習(xí)紀(jì)律占20%(考察學(xué)生實(shí)習(xí)是否缺席、遲到、早退等),集中實(shí)習(xí)占60%(其中原始記錄及實(shí)習(xí)表現(xiàn)占20%,實(shí)習(xí)報告占40%),同學(xué)之間相互考評成績占20%。這種考核方式有利于對實(shí)習(xí)全過程進(jìn)行考評,促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
多年來的教學(xué)實(shí)踐證明,在教學(xué)過程中不斷完善教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法與手段,充分利用現(xiàn)代科技成果服務(wù)于教學(xué),針對專業(yè)需要進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計,堅持理論聯(lián)系實(shí)際,加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),改革考核辦法有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和工程地質(zhì)方面,專業(yè)素質(zhì),為土木工程專業(yè)學(xué)生從事工程建設(shè)工作奠定良好的基礎(chǔ)。