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地質學研究范文第1篇

關鍵詞 教學方法 教學手段 教學內容 小課題研究

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

The Classroom Teaching Research of Gmorphroghy

and Quaternary Geology Course

LIU Xiaoyan， WANG Yanping， LIN Lingling， ZHANG Yan

（Institute of Disaster Prevention， Sanhe， Hebei 065201）

Abstract Teaching in the classroom is an important link of Gmorphroghy and Quaternary Geology course teaching. At the present， the immutable traditional teaching mode has can't meet the teaching objectives with the development of the society and economy. In order to increase efficiency of classroom teaching， it is necessary to improve teaching method， teaching means and teaching contents， in turn， stimulate students' interest in learning， improve learning efficiency. By adding little research subject， cultivate students' autonomous learning ability and the self-confidence.

Key words teaching method；teaching means；teaching contents；little research subject

地貌學及第四紀地質學是地質學及相關學科的一門重要專業(yè)基礎課。該課程包括地貌學和第四紀地質學兩部分，分屬于地理學與地質學范疇，是一個事物的兩個方面，自上世紀中葉袁復禮教授在中國地質大學（武漢）將兩門課合講以來，取得良好的教學效果且一直延續(xù)至今。該課程重點介紹地貌的主要特征、構成、分布、演化規(guī)律和第四紀時期內的地質事件、演化特征及動力機制等主要內容。目的在于使學生掌握與多種實踐活動（如礦產、地下水、工程基礎與工程災害等）有關的第四紀地質和地貌基本知識的同時，對第四紀自然環(huán)境的主要方面（如氣候變化、海平面變化、動植物群的演變、人類發(fā)展和新構造運動）的情況有一定程度的了解，有利于學生對環(huán)境研究的意識與能力。①

隨著我國經濟的大發(fā)展，人口的迅速增加，人類活動的日益加強，生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，自然災害的頻發(fā)都對地質相關專業(yè)的學生提出了更高的要求，同時，由于學生就業(yè)范圍的拓寬，地貌學及第四紀地質學課程的教學也面臨新的局面。如何使得學生更好地掌握地貌學及第四紀地質學相關知識、培養(yǎng)學生學習興趣、打好專業(yè)基礎，提高利用現代化技術手段的能力，獲取知識和信息的能力等問題應運而生。而本課程以課堂講授為主，課堂教學質量的好壞直接影響到學生對知識的吸收與理解，因此，如何提高課堂教學質量成為了問題的關鍵。以下就教學方法、教學手段、教學內容和增添課程小課題模塊等四個方面展開討論，希望能為本課程的教研工作者提供一些參考。

1 做到教學方法多樣化

教學方法對于實現教學目的和任務有著重要意義。在教育民主化和信息技術飛速發(fā)展的背景下，怎樣有效教學和應該怎樣教學成為教育界面臨的主要教學問題之一，針對這一問題，教學方法的研究得到廣泛關注。講授法是運用最多的課堂教學方法，該方法可以使學生系統(tǒng)地掌握知識，有利于學生發(fā)展智力，也有利于教師系統(tǒng)傳授知識。但這種教學方法的一大缺陷就是單向交流，學生只是被動的參與者，僅僅是聽眾。無法及時反饋所學內容，且學生一味地接受知識，使其主動性和積極性不易發(fā)揮。而課堂討論法則可以彌補此缺點，它可以將學生獨立鉆研、集體討論與教師指導很好地結合起來。②

而要做到吸引全班學生參與的討論法教學又有多種方式。如果在新課講授過程中，可以把班級里的學生分成幾個小組，3～4人為宜?？梢栽谡n前讓學生提出問題，然后把問題寫在黑板上，但不要回答，只是為了幫助學生弄清楚他們的問題。教師可以自己回答這些問題，也可以把問題布置給各個小組。把問題寫出能夠促進學生的參與，幫助學生形成正確的解決問題的態(tài)度，即弄清問題，把問題看成挑戰(zhàn)，而不是自己能力不夠的體現，而且能使學生在互相幫助中增強自信心。③而如果一章內容結束后，教師就可以組織一堂完整的小組討論課。討論范圍就本章內容范圍開展，教師和每個小組都可提出問題，最終歸納整理所有問題，每個小組著重解決一個問題，并歸納總結最終答案。課堂上留有時間讓每個小組成員發(fā)言討論結果。這種教學模式一方面可以加深學生對本章內容的理解、記憶，另一方面學生可以就具體問題發(fā)揮自己的主觀能動性，變被動為主動。由教學經驗可知，兩種教學方法的結合可達到很好的教學效果。

2 實施教學手段多元化

課堂教學質量是一門課整體教學質量的重要體現。由于這門課內容豐富、知識點多，如何使學生提高課堂效率是我們首先要解決的問題。傳統(tǒng)教學手段——板書可以使學生跟上教師的思路，且講課重點和難點突出，學生有充分的時間去思考與理解知識點，不足之處是一堂課的教學內容有限，而且有些概念僅靠口頭解釋難以達到由感性認識到理性認識的升華。隨著信息技術的快速發(fā)展和教學手段的日趨現代化，多媒體教學在高校教學中正得到越來越廣泛的應用。④多媒體教學通過聲光形色音等多種信息作用于學生，不僅有利于學生知識的獲取，而且有利于知識的保持，其效果遠遠大于傳統(tǒng)教學。⑤

盡管如此，多媒體教學并不能完全取代傳統(tǒng)教學方式，因為太多的聲色刺激，有時候反而喧賓奪主、本末倒置，讓學生學不到太多實際的知識。根據實際教學經驗，根據要講授的知識來決定教學方式會達到事半功倍的效果，例如：一些概念的講解用板書教學會讓學生有時間來消化記憶。而一些地貌實例用多媒體演示會達到比僅用口頭描述更好的效果，讓學生有更全面、更立體的感悟。這樣一堂課結束，不但要講授的內容豐富，質量也會有很大提高。

3 教學內容與時俱進，學生掌握課程前沿

教材是知識系統(tǒng)性的總結，是教師傳授知識的載體。表1統(tǒng)計了我國上世紀恢復高考以來該門課的教材出版情況，由表可見，專業(yè)教材的出版周期較長，一些新的研究成果或者前沿課題的進展無法體現在教材中，使學生無法從教材上獲得最新的科技信息?？茖W研究的成果能夠轉化為新的教學內容不僅可以擴充教材知識的全面性，開闊學生視野，讓學生了解學科前沿；而且可培養(yǎng)學生敏銳的洞察力和駕馭現代高新技術的能力。為讓學生了解這部分內容，就要求教師在教材之外進行必要的內容補充。學生掌握課程前沿知識的途徑可通過如下方式完成：

3.1 教師自身傳授

這是教師本身素質的一項重要體現。教師如果掌握了本課程相關研究進展，講課過程中可以更自如地表達自己的觀點和組織自己的教學內容。也可以讓學生更好地理解教學內容的科研領域和生產運用。

3.2 學生自己獲取

學生自己獲取方式的前提是教師給學生提供一些查閱途徑。這些途徑可以是關于研究前沿的最新文獻資料或者給學生提供一些科技論文下載網站，利用便利的網絡資源條件，讓學習更自主地去獲取知識。這對學生鍛煉自我學習能力是一個很好的機會。

3.3 邀請專家來講課

邀請有相關專業(yè)知識和實踐經驗的校外專家或同事來講課。他們在課程的相關領域都有一定的研究深度和權威性。講課過程中，可以讓學生多了解該方面的應用和拓展，可以了解更多課本之外的知識。

4 增加課程小課題、激發(fā)學生研究興趣

課程小課題是一門課主要內容的提煉。教師在講課之前準備好小課題題目，伴隨著課程講授的進展，把這些題目布置給學生，然后指導學生搜集閱讀有關資料或者進行調查研究，認真寫好報告提綱，最后以多媒體演示自己的研究成果。參與小課題研究不僅是學生獲取直接知識的方式，也是鍛煉其科研思維，掌握解決問題的方式的重要體驗。

實踐證明，把課程小課題模塊引入大學教學過程，能夠在較大程度上激發(fā)學生的主觀能動性和創(chuàng)造力。參加小課題研究，會遇到一系列的理論與實際問題，這個過程可使學生突破原來的知識范圍，比較自覺地圍繞一個明確的方向構筑有效的知識結構。另外，該活動也能滿足學生高層次的心理需要，增強他們勇于探索發(fā)現、勇于突破的自信心。更重要的是學生可以通過小課題的研究認識到自己知識欠缺，建立進一步學習的自信與自我探索學習方式的培養(yǎng)。

基金項目：“中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金（ZY20 120202）”和防災科技學院第三批重點課程建設項目共同資助

注釋

① 田明中，程捷.第四紀地質學與地貌學[M].地質出版社，2009.

② 吳寶瑞.高等教育學[M].石家莊：河北人民出版社，2007.

③ 戴維斯著.教學方法手冊[M].嚴慧仙，譯.浙江大學出版社，2006.

地質學研究范文第2篇

第一，分段線性插值；所謂分段線性插值是通過相鄰的兩個基點作為線性插值，其主要的優(yōu)點是可以克服拉格朗日（Lagrange）插值在計算過程中可能出現的數值不收斂性。使用該方法處理數據主要是增加了插值的基點，從而進一步的提高了數據的準確度。但是，通過幾何方法分析，分段插值法存在著基點處不光滑等缺點。盡管分段線性插值的精度可能會差一些，但是在實際中還是有著廣泛的應用，比如在水文地質學的計算中，就因其不會出現不收斂的現象而常常被使用。

第二，三次樣條插值；這種方法最大的特點就是客服了上述兩種方法存在的不足，即基點處的不光滑，以及插值的不收斂性。但是，使用三次樣條插值法必須要滿足下列條件：首先，y(x)在每個子區(qū)間上的次數都不能多于3；其次，y(x)、y'(x)以及y＂（x）在插值區(qū)間上必須是連續(xù)的等。使用三次樣條插值可以降低多項式的次數，從而使得計算的結果具有較高的光滑性。

第三，近點法；該方法是按近點距離加權平均法的簡稱，其主要的優(yōu)點是計算程序設計步驟簡單，而且計算的速度也相對較快，而且使用該方法得出的等線值圖的光滑性是比較令人滿意的。該方法的缺點就是其唯一性較差，計算結果和選擇點的數量有直接的關系，如果選擇的點數不同，那么得到的數值就會不同。而且該方法的使用范圍也受到一定的限制。

第四，方位法；這種方法的全稱是四方位按距離加權平均法。該方法的優(yōu)點是計算速度快，但是在計算不均勻的數據時，獲得的插值效果較差。如果用該方法在水文地質中的含水層厚度空白區(qū)插值計算，則會出現去全局趨勢不吻合的現象。分析其原因，主要是因為方位法獲得插值是由一個插值點上的四個數據點來決定的，當出現的數據分布較為稀疏的時候，這種方法則不能包含所有的信息。所以，在實際的應用中要根據具體的情況來決定是否使用該方法。

第五，雙三次多項式曲面片擬合法（曲面法）；該方法適用于按規(guī)律分布的數據，在這種條件下，該方法可以發(fā)揮其擬合度高的優(yōu)點。而且我們可以利用相鄰結點的導數值，將整個區(qū)域組合成一個連續(xù)的大曲面。但是，不足的是該方法只能用于規(guī)則的數據，這使其使用價值顯著降低。而且其程序設計也相對復雜。

第六，加權二乘法；雖然該方法需要考慮的因素較多，但是使用該方法所得到的圖形可以較好的反應一定的變化趨勢，而且圖形的平滑性相對較好，也有較好的唯一性。但是，由于計算每一個插值都需要解一個一次方程組，所以影響了計算速度。

2在水文地質學中使用數學插值法應該注意的問題以及改進方法

首先，有效的處理好方位因素的影響；對插值方法影響較大的是出現數據分布不均勻的時候。當數據分布不均勻時，對加權二乘法的影響最為顯著，主要是因為當數據點的選擇不當，會使去面片發(fā)生異位。對于該問題，筆者認為可以采取以下兩種措施來盡可能的避免誤差的出現：第一，用方向性對數據分析結果進行補償；第二，以插值點為中心，進行角限選值，主要是將平面分成n等分，然后在每一個角限域內選擇合適的數據進行計算。其次，科學的選擇權函數；主要是針對近點法以及加權二乘法。所以，筆者認為根據不同條件下水文地質學計算的要求，我們選擇不同的權函數。第三，斷層問題的處理；在水文地質學中經常會遇到斷層問題的計算。但是，從實際的經驗看來，如果使用斷層兩側的數據來計算插值是不符合邏輯的。筆者認為，在遇到斷層需要計算時，可以在程序的設計中將斷層假定為簡單的直線或是曲線f（x）。這樣在計算時，可以將斷層分成幾段不連續(xù)的曲面，在計算的過程中就可以對其進行有效的控制。但是，如果用將斷層用直線表示，則可以用：（fx,y）=y-(b+bx)。第四，數據點的選擇；當需要處理的數據很多的時候，選擇有效的數據點數成為計算效率和準確率的關鍵。如果選擇的點過多，則會導致計算量加大，相反，如果選的點不夠則會影響數據的準確度。通過實踐，我們發(fā)現，在距離Z點近的數據點對數據的影響是最大的，而較遠的點影響相對較小，所以，選擇近點的4到8個數據進行計算就可以達到一定的精準度。

3結束語

地質學研究范文第3篇

【關鍵詞】：研究生教育 精英教育 小班授課 教學改革。

0 引言

中國礦業(yè)大學（北京）作為教育部直屬全國重點高校，是首批具有博士和碩士學位授予權的高校之一，具有百年辦學歷史，行業(yè)特色鮮明，在人才培養(yǎng)和課程設置上積累了豐富的經驗[1]。但隨著研究生招生規(guī)模日益增加，中國礦業(yè)大學（北京）倡導的研究生精英教育模式也受到沖擊，研究生教學方式發(fā)生了顯著變革：小班變大班、交互式變傳授式、閉卷變開卷。這些變革從廣義上講適應了大規(guī)模研究生培養(yǎng)的需求，但在一定程度上影響了研究生精英教育的培養(yǎng)宗旨。

為此，學校選擇了一批重點專業(yè)，針對課程選擇人數少于10人的課程專門開設了小班授課試點，目的是通過1個學期的教學實踐，評價小班授課的優(yōu)劣，并總結出小班授課方式和經驗，為研究生小班授課教學模式推廣奠定基礎。本文針對礦業(yè)類高校的學科特點，結合工程實踐，重點探討《水文地質與工程地質學》教學改革的方向和內容，培養(yǎng)學生的地質學思維和實踐靈活運用技能[2-3]，為更好的培養(yǎng)相關方面的專業(yè)人才提供基礎。

1 小班授課人數優(yōu)化

重點強調將小班授課試點作為一個嘗試，不能夠影響到正常的教學安排或計劃。要根據研一學生提交的選課統(tǒng)計表，選擇報名人數較少，專業(yè)課在本行業(yè)較重要的課程作為試點選擇課程，集中起來開展小班授課。一般小班授課要求學生上限為10人，下限為3人。

2上課地點靈活安排

小班授課不參加研究生院的教室統(tǒng)籌安排，可以根據情況靈活選擇教學樓、實驗室、工作室、標本室或報告廳等場所進行授課，方便同學們更好地把課堂知識與實驗相結合，用理論指導實驗，用實驗驗證理論。

3教學方法改革

為了適應小班授課的特點，一些傳統(tǒng)教學方法需要進行改革。工程地質學是一門強調實踐性的自然科學，因此在講授工程地質災害現象過程中，借助電子教學并結合作者所從事的巖質邊坡工程災害控制研究方面的最新成果，介紹典型山體滑坡災害，分析產生山體滑坡變形現象的工程地質原因，介紹對滑坡牛頓力監(jiān)測的必要性。由于小班教學人數較少，便于管理，可以通過考察“深部巖土力學與地下工程國家重點實驗”，了解滑坡災害的研究前沿，進行啟發(fā)式教學，激發(fā)學生的科研活動的創(chuàng)新性思維，為學生今后從事相關工作打下堅實的基礎。

3.1 優(yōu)化教學大綱，深化教學內容

為了有效把握課程主要重點內容、提高效率，一些不主要的內容以學生自學為主，不再進行講解，但是與所學專業(yè)相關的重點講解，且要比課本知識更加深化，例如：當講到地質災害監(jiān)測和控制方面，常規(guī)監(jiān)測如降雨量、地下水水位等內容不再重點講解，而是引入國際前沿，將滑坡牛頓力監(jiān)測重點引入。

3.2 結合現場實例，引入各章知識點

《水文地質與工程地質學》具有較強的實踐應用特點，有的學校為了突出水文地質與工程地質學的應用行業(yè)，還專門開設了“煤礦水文地質與工程地質”課程[4]。鑒于此，本課程將現場工程實例作為切入點，如在講述“邊坡暮Α輩糠幟諶菔保以平莊西露天煤礦邊坡所發(fā)生的一次滑坡災害為例（圖1），來分析滑坡類的特點和后果。這樣既提高了學生繼續(xù)學習的興趣，又便于引入各章知識點，做到了帶著問題學習、學以致用的良好目的。

3.3 理論聯系實際，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

只有將理論和實際相結合，才能更有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。以南芬露天鐵礦滑坡災害為例（圖2），分析了滑坡發(fā)生的成因，提出了滑坡治理的對策（圖3），并在工程現場得以驗證對策的正確性。

3.4 加強學生學習自主性，安排學生輪流上臺授課

傳統(tǒng)的灌輸式授課方式不足以調動學生課堂參與積極性，缺乏自主學習的內在動力。為了促進學生自主學習方式的轉變，課堂上抽出一定時間來安排學生輪流上講臺授課，這樣，學生會對知識理解更加深刻。

3.5 取消點名機制，加強隨堂測試

課堂點名，一定程度上可以起到督促學生學習的效果，但這屬于依靠外在力量約束，而且還浪費課堂寶貴的時間。而隨堂測試的方法調動了學生的參與熱情，學生置身其中進行思考解決問題的方法，由于授課學生人數較少，也方便了教師對每一位學生的重點指導，及時得發(fā)現不足，引導和培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維。

4小班授課優(yōu)缺點評價

通過1個學期的教學實踐，分別在大班授課和小班授課中隨機選取5人，采用筆試和面試方式，對10個人所掌握的知識點及其靈活運用技能進行考核，最終發(fā)現，小班授課5人平均成績96分（百分制），大班授課5人平均成績84分。通過對大班授課和小班授課學生考核成績的對比，發(fā)現小班授課平均成績高于大班授課平均成績，表明新型小班授課方式明顯優(yōu)于傳統(tǒng)大班授課方式。

5、結論

本文以水文地質與工程地質學課程為例，通過對研究生進行大班和小班兩種不同授課模式的教學探索，著重在以下五個方面進行了嘗試：①優(yōu)化教學大綱、深化教學內容；②結合現場實例、引入各章知識點；③理論聯系實際、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力；④加強學生學習自主性、學生上臺授課；⑤取消點名制度、加強課堂測試，對比發(fā)現小班授課效果明顯優(yōu)于大班授課，是研究生精英教育模式的一次有益探索。

參考文獻：

[1]郭志飚， 王炯. 礦業(yè)類高校土木工程專業(yè)工程地質學教學改革探討[J]. 課程教育研究， 2015：247-248

[2]曹麗文. 工程地質學思維方法培養(yǎng)的教學研究[J]. 中國地質教育， 2002，（4）：54-57.

[3]朱崇輝，劉俊民，嚴寶文. 工程地質與水文地質課程教學改革研究[J]. 水利與建筑工程學報，2010，8（4）：38-40.

地質學研究范文第4篇

基金項目：教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃項目（ncet-11- 0406）

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

摘要：工程地質是水利類本科生的一門重要專業(yè)基礎課，課程教學內容和環(huán)節(jié)豐富，難點較多，實踐性強。如何在課堂教學和野外實踐教學中有效提高教學質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中存在的問題，從課堂教學、實踐教學、英文教學及課程考核等方面全面介紹了課程教學經驗及改革探索。提出課堂教學應注重理論緊密聯系工程實際，實踐教學應注重培養(yǎng)學生動手技能和發(fā)現、分析、解決工程地質問題的能力，開展英文教學是培養(yǎng)國際人才的必然趨勢，考核機制應全面反映學生的綜合能力等觀點。

關鍵詞：工程地質； 水利專業(yè)； 教學研究； 理論教學； 實踐教學

中圖分類號：tv135；g642421文獻標志碼：a文章編號：10052909（2013）05011007工程地質是研究工程建設活動與自然地質環(huán)境相互作用和相互影響的一門地質科學，是以地學學科的理論為基礎，應用數學與力學理論和工程技術及方法解決與工程規(guī)劃、設計、施工和運營有關的地質問題[1]。工程地質課程是水利類本科專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課程。水利水電工程建設是人類在認識自然的基礎上改造自然并為經濟建設服務的活動，進行水利水電工程建設首先必須了解自然環(huán)境和工程條件，而環(huán)境地質條件是與水利水電工程關系最密切、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、適應經濟社會發(fā)展需要的高質量各類型工程技術人才[2]。工程地質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，更加突出工程地質理論和實踐教學的必要性與重要意義[3-4]。

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

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

一、水利類工程地質課程介紹

（一）水利工程地質課程設置

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

（二）水利工程地質課程內容

水利工程地質主要是研究水利水電工程建設中的工程地質問題。主要內容包括巖石及其工程性質，地質構造及區(qū)域穩(wěn)定性，地表水流的地質作用及河谷地貌，地下水、巖溶及庫壩區(qū)滲漏地質條件分析，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)工程地質課程教學研究與改革探索

課程的教學分為課堂教學與實踐教

兩部分。課堂教學主要講授地質學基礎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。通過課堂教學力求使學生掌握工程地質學基本概念、工程地質分析基本原理和巖體穩(wěn)定性評價基本方法。實踐教學通過野外現場典型巖體、地質構造、地質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理論知識，使學生初步具備分析工程地質條件和解決工程地質問題的能力。水利類工程地質課程教學基本內容可總結為地質學基礎知識和巖體穩(wěn)定性分析兩方面，核心主線則是工程地質條件及工程地質問題的分析研究。課程室內外教學均是圍繞該主線開展的。

二、水利工程地質課程中的難點及問題

（一）工程地質相關概念不易理解和掌握

對于水利專業(yè)的學生來說，工程地質課是他們第一次接觸地質學知識。多數學生，尤其是來自平原地區(qū)的學生，缺少對地質現象的感性認識，這使他們更不易理解相關地質現象和地質作用。水利工程地質課程的開始部分主要講述地質學基本概念，包括礦物和巖石的成因、成分及分類，內外力地質作用概念，產狀、節(jié)理、斷層、褶皺等地質構造，地層地史，地質圖分析，區(qū)域穩(wěn)定等。這些內容涉及礦物學、巖石學、地層古生物學、構造地質學等知識。這些概念和相關課程知識對于初學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巖的石英巖區(qū)別時，一般學生很難從沉積作用和變質作用的成因角度深刻理解其礦物結晶程度、顆粒大小、礦物純度、孔隙率等方面的差異。在現場分析褶皺構造時，不少學生容易把現代地形與褶皺形態(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。準確定位褶皺應根據現場垂直巖層走向觀察結果，若有巖層按新老次序有規(guī)律地對稱出現時，則可肯定有褶皺。然后根據巖層新老組合關系的分析確定褶皺的基本類型（背斜或向斜），進一步依據兩翼巖層產狀、軸面產狀以及地層層序判斷褶皺的剖面類型和平面類型。但現場地層及其年代的劃分，對于水利專業(yè)初學者而言是難以掌握的，況且?guī)r層的產狀及地層的劃分往往又具有隱蔽性，因此，地質學基礎概念往往是水利工程地質課程開始階段學習的難點。（二）工程地質條件難以全面和深刻理解

工程地質條件指的是與工程建設有關的地質因素的綜合，是自然歷史發(fā)展演變的產物。對大型水利工程而言主要包括地形地貌、地層巖性、地質構造、水文地質條件、物理地質現象（滑坡、崩塌、泥石流、風化、卸荷、侵蝕、巖溶、地震等）及天然建筑材料等6個方面。工程地質條件直接影響工程建筑物的安全、經濟和運營管理。興建大型水利水電工程，首先都要查明樞紐及庫區(qū)的工程地質條件。不同地區(qū)的地質環(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。教學中發(fā)現，學生對工程地質條件的復雜性認識不足，難以全面理解工程地質條件的內涵，這樣自然導致對工程地質問題的把握不準。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)域的自然地質環(huán)境十分復雜，相應地在此建高壩大庫的工程地質條件也十分復雜。深切河谷往往首選高拱壩方案，此時地形地貌就是關鍵的地質條件，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地材料壩型，壩體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濟合理的角度考慮。

（三）對工程地質問題缺乏認識和實踐經驗

工程地質問題指的是工程地質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。工程地質學簡單說就是分析工程地質條件，解決工程地質問題。因此，工程地質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，其相應的工程地質問題也存在差異。實際工程中，全面揭示工程地質問題是有難度的，尤其是深層隱伏的地質問題，更是從淺表很難觀察確認。目前對水利專業(yè)，工程地質課程一般在水工建筑物等專業(yè)課之前開設，許多學生對水工建筑物知之甚少，對水工建筑及樞

紐區(qū)可能會出現哪些地質問題更是難知一二。

例如：對水利工程三大壩型工程地質問題的分析。土石壩主要由粘土、碎石、塊石等散體堆積而成，壩體允許產生較大的變形，它對壩基工程地質的要求較低，可以在軟基和工程地質條件復雜的壩基上興建。由于壩基河床地質條件多變，易出現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致壩體裂開，軟弱結構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。此時應特別關注順河向軟弱結構面切割形成的滑移塊體。由于學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場感性認識，導致他們較難在合理評價相應工程地質條件的基礎上深入分析潛在的工程地質問題。

（四）工程地質分析方法不易理解和熟練運用

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

現以巖質高邊坡穩(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?？傮w上邊坡穩(wěn)定性的影響因素包括地形地貌、巖體結構、地質構造、風化卸荷、水的作用、地震及構造運動和人類工程活動等。首先從經驗上判斷其穩(wěn)定性主要從坡形坡高、巖體強度、坡體結構等直觀判斷，此時工程地質定性方法（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、有限元應力應變方法等計算其變形和穩(wěn)定性。邊坡變形模式及邊界、結構面和巖體力學參數的確定是關鍵，同時還應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方法合理評價其穩(wěn)定性是一項較復雜的工作，對于初學者來說是不易全面和熟練掌握的。

（五）工程地質實習和工程實踐時間不足

工程地質教學來源于實踐并回歸于實踐，其最鮮明的特點就是實踐性強。教學實習和工程實踐是鞏固和加深地質理論知識的有效途徑，是理論聯系實際培養(yǎng)學生掌握科學方法和獨立能力的重要渠道。地質實踐教學的任務主要是讓學生親自接觸各種真實的地質現象及工程問題，用已學到的理論知識觀察分析現象，提出解決問題的方法與措施。例如：斷層是工程地質學中的基本概念，但學生要理解斷層的規(guī)模與工程特性、現場鑒別方法及其對工程的影響是較困難的。通過現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)模的斷層可引導學生從地形地貌不協調、地層的重復或缺失、伴生構造及構造巖、地表地下水的異常分布等方面來認識。在此基礎上分析斷層的級別、特征及其對工程的影響學生就容易理解和熟悉，然而由于教學時間及經費的限制，學生在實習和實踐方面的機會相對較少。在有限的實習和實踐時間內，如何合理安排教學實習路線及教學內容，讓學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實踐教學中的一大難題。

三、水利工程地質課程改革探索

（一）課堂教學改革 1.突出重點分解難點

由于水利工程地質課程涉及較多概念和方法，同時關聯較多課程，是一門綜合性很強的課程。由于教學課時有限，要將所有內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，合理安排教學內容，做到突出重點、解剖難點，始終把握地質學基本概念和巖體穩(wěn)定評價兩個主要內容，抓住工程地質條

和工程地質問題兩條主線。這樣可以使學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：在地質構造部分，閱讀和分析平面地質圖是重點，同時也是難點。平面地質圖的閱讀要求熟悉地層年代、產狀、褶皺、斷裂、地史等理論知識，同時需要結合具體工程分析不利條件及可能存在的問題。為此需要結合教學圖件，詳細分析褶皺、斷裂等存在的依據，并討論作為壩基或洞室的地質條件可能存在的不良地質問題。這樣學生才能較快掌握地質圖的分析方法及工程應用。

2. 理論聯系實際

工程地質學的理論性較強，各種概念及分析方法較多。這些內容均源于地質作用和工程實踐，在講授課程時如只照本宣科，學生很難對一些抽象的概念及方法感興趣，這樣教與學的效果均較差。在教學過程中注重理論聯系實際將是提高教學效果、提高學生學習興趣的最好手段。例如：在講授巖石和地質構造內容之后，學生對三大類巖石的特性及現場鑒別、具體的斷層和褶皺構造的理解和分析仍是模糊的。筆者則以珞珈山為例，該地質體即為學生大學生活的環(huán)境，引導學生探尋珞珈山的巖石類型，以及是否存在斷裂和褶皺。幾乎所有學生都對此感興趣，并樂于了解校園的地質情況。由此對珞珈山地層巖性進行介紹，在此基礎上分析褶皺、逆斷層及平移斷層分布等。學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概念與周邊的實際環(huán)境聯系起來。

3. 傳統(tǒng)與現代教學結合

水利工程地質課程內容較多、實踐性強，而且課時有限，因此要求將傳統(tǒng)教學與現代教學相結合，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，使學生的注意力集中，有利于學生對重點難點內容的深入理解和掌握。例如：在介紹層狀巖層產狀時，宜采用教學圖件分步講解，使學生切實理解走向、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，使學生理解空間點、線、面與赤道平面投影的關系，這樣結構面的空間產狀與赤平投影圖間的關系也就清楚了，后續(xù)運用其分析邊坡穩(wěn)定性也就簡單易懂。水利工程地質課程涉及許多地質作用、地質現象及工程實例。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，形象生動地展現自然現象及復雜事物，其效果是口頭表達難以達到的，同時也可提高學生學習興趣，節(jié)省講解時間。課余時間鼓勵學生通過國內外各種網絡資源（特別是高校工程地質課教學資源）了解和學習相關工程地質知識，也可以用即時通訊方式解答學生的不同問題，利用現代網絡資源最大限度地開展教學互動，讓學生扎扎實實學好工程地質課程。

（二）實踐教學改革

實踐教學環(huán)節(jié)是保證和檢驗水利工程地質課程教學效果和質量的關鍵。要真正熟悉和掌握水利工程地質的知識及方法，各種不同類型的實習實踐教學是必不可少的。以下從室內實驗、校內現場教學及水利樞紐地質實習3個環(huán)節(jié)來介紹實踐教學。

1.強化室內實驗教學

武漢大學水利水電學院較早建成工程地質實驗室。實驗室主要有各種礦物、三大類巖石、古生物化石、構造模型、典型水利樞紐巖石、各種地質圖件及影像資料。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)本科教學要求。室內實驗教學主要安排造巖礦物、巖漿巖、沉積巖及變質巖的認識。同時還講授地質圖閱讀、羅盤及gps使用等教學內容。

以三大巖石的認識為例，這對于學生來說是難點，僅通過課堂講解學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實驗教學：學生按5人一組進行分組，每組學生提供三大類巖石標本各一盒。教師先復習巖石的成因、礦物組成、結構構造及分類等，然后以3種典型巖石為例分析礦物及結構特征，再分析其成因和類別。在此基礎上讓學生仔細觀察各種巖石標本，由各組學生相互討論以尋找鑒定礦物和巖石的規(guī)律和技巧。對學生的具體問題教師現場答疑，對相似礦物的鑒別、結構的理解等共性問題由教師總結分析。通過室內實驗課教學環(huán)節(jié)基本可以使學生掌握常見巖石特征和鑒別方法，對后續(xù)現場實習具有重要意義。

2. 重視校內現場教學

武漢大學地處東湖之濱，校園內有珞珈山和獅子山，存在不少良

好的地質露頭、各類地質構造較豐富。為配合基本地質理論知識講授，筆者充分利用武漢大學校園內的珞珈山地區(qū)進行現場教學。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，呈現節(jié)理、斷層、褶皺等地質構造。武漢大學水利水電學院從20世紀50年代開始，在珞珈山地區(qū)安排校內地質現場教學，實習路線從北向南橫跨珞珈山，要求學生現場觀察珞珈山地區(qū)巖石巖性、產狀、風化、卸荷、隱伏巖溶、地下水露頭、節(jié)理、斷層、褶皺等現象。通過現場地質調查，學生可以理解地層劃分及年代概念，熟悉產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調查報告。通過該單元的校內現場地質教學，可以進一步深化學生對基礎地質概念和理論理解，培養(yǎng)學生獨立分析和解決問題的能力。

3. 完善野外地質實習

（1） 水利樞紐地質實習目的與安排。工程地質野外教學實習是課程教學實踐的最重要環(huán)節(jié)，目的在于鞏固課堂所學的理論知識，使理論與實踐緊密結合。通過對水利樞紐區(qū)地層、巖性、地質構造、地下水及外動力地質作用等的調查研究，使學生初步掌握野外地質工作的一般方法，了解水利樞紐工程地質條件及主要工程地質問題，熟悉地質報告編寫及地質圖件繪制的方法。實習教學包括路線教學、專題調研、現場討論、內業(yè)整理等環(huán)節(jié)。通過現場調查、專題問題討論、面試考查、實習報告編寫等過程，培養(yǎng)學生野外地質工作能力和分析解決工程地質問題的能力。 （2） 野外實習區(qū)域及路線的選擇。良好的實習區(qū)域與路線是滿足工程地質野外實踐教學要求的基礎。實習區(qū)域應選擇巖石類型及地層較豐富，河流地貌及水文地質現象發(fā)育良好，具備地質構造發(fā)育和風化、卸荷及邊坡變形等外動力地質作用發(fā)育的地帶。同時應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。在此基礎上根據地層巖性及地質構造、河流地貌與地下水、邊坡變形及穩(wěn)定性分析、水利樞紐地質條件及工程問題等選擇4～5條典型路線作為教學單元。路線選擇注意地質現象的典型性及易識別性等特點，同時注意地質現象與工程實踐的密切聯系。

以武漢大學為例，從20世紀50年代開始，陸續(xù)建立了陸水實習基地、丹江口實習基地、韶山灌區(qū)實習基地等。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。三峽庫區(qū)具有大量典型意義的地質露頭，同時能夠結合具體的水利工程建筑物（如大壩、副壩、高邊坡等）進行工程地質條件與問題的分析。主要路線地層出露及地質構造較為齊全，風化、卸荷等動力地質作用和河流地質作用，以及地下水、巖溶等地質現象均有出露，能夠滿足水利類專業(yè)野外工程地質實習的要求。

（3） 野外實習環(huán)節(jié)及質量控制。整個實習期間每個教學單元要求有明確的教學內容?？傮w上要求完成：①典型剖面地層野外觀察和描述，包括巖性、接觸關系、產狀及測量、巖漿巖和沉積巖及變質巖小構造觀察、風化作用、地形圖的使用等。②河流地貌及水文地質調查，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、滑坡體的現場調查，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水利樞紐教學單元，主要側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問題分析。⑤資料整理及報告編寫，主要是對現場觀察的內容進行分析整理，按要求編寫實習報告。

野外地質實習以小組為單位進行，實習過程要求分工明確、團結合作，現場特別強調紀律和安全。實習成績評定綜合考慮思想表現、組織紀律、操作技能、野外紀錄、面試討論及實習報告等。

（三） 英文教學探索

1. 工程地質英文教學意義

英語教學或中英文雙語教學是目前本科教學改革的重要內容?；诟叩葘W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人才的要求，高校對主要課程實行英文教學十分必要[6]。隨著中國基礎建設及能源等領域大規(guī)模工程的開展，在相應學科進行學術和業(yè)務交流已是基本要求。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. 工程地質課程英文教學實施

（1） 選定英文教材。工程地質英語教學，首先應選擇合適的英文原版教材。國外出版的工程地質書籍較多，但適合國內水利專業(yè)使用的工程地質英文教材較少。這主要是國外很少有專門針對水利類的工程地質教材，多數教材是針對工程地質專業(yè)編寫的?？紤]到初學及課時情況，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、地質構造、物理地質作用、地下水、巖土力學特性、邊坡、隧洞及采空區(qū)等，內容簡潔，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。這本教材內容較全面，包括巖石、地質構造、物理地質作用、地下水、巖土工程特性、地質勘查及洞室、邊坡、壩基等內容。在工程地質英文教學過程，建議學生使用網絡資源，國外知名大學有不少工程地質課程資料[9]可供參考，同時從《engineering geology》和《rock mechanics and rock engineering》等國際學術刊物學習有關論文及知識。由于專業(yè)需要，學生還需使用中文版的水利工程地質教材作為對照讀物。

（2） 英文課件及教學。英語課堂教學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ppt時，應盡量簡潔明了、圖文結合，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，對不易理解的內容可用中文解釋。為了保證教學效率，要求學生課前進行適當預習。課堂上采取師生互動形式，提高學生英語表達能力。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教學工作，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生掌握知識的情況及分析問題的能力，科學有效的考核方式可以充分發(fā)揮學生的主動性和能動性，從而提高教學效果和質量。目前水利工程地質課程包括室內教學和野外實習兩個部分，一般是獨立考核。其中室內教學部分主要考察地質基本知識及水利工程相關巖體穩(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，要求學生以掌握地質知識和工程問題分析方法為主，鼓勵平時交流討論，避免考試突擊的學習方式。野外實習考核主要考察學生基本技能的掌握情況，側重考核問題的分析理解能力，從現場主動性、操作技能、綜合分析、面試討論、實習報告及組織紀律等方面綜合評定。

文章總結筆者多年教學實踐經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教學質量，提高學生學習積極性和培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面發(fā)揮積極作用。

參考文獻：

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[3]王哲， 陳東瑞， 張勇. 土木工程專業(yè)工程地質課程實踐教學方法探討[j]. 高等建筑教育， 2010，19（4）： 125-127.

[4]程建軍， 王海娟. 水利類本科專業(yè)工程地質課程教學探索[j]. 高等建筑教育， 2012， 21（3）： 98-100.

[5]楊連生， 王濤， 李宏明. 水利水電工程地質實習指導書[m]. 北京： 中國水利水電出版社， 2008.

[6]黃雨， 卞國強， 葉為民. 土木工程專業(yè)工程地質學雙語教學改革探討[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）

abstract： engineering geology， with rich teaching content and strong practicality， is one of the fundamental courses for students majoring in water conservancy. it is worthy to be deeply discussed on how to effectively improve the quality of teaching in the classroom and the field geological practice. difficulties of the course and practical problems in teaching were analyzed in detail. meanwhile， teaching experience and reform exploration were comprehensively introduced from the point view of classroom teaching， practical teaching， bilingual teaching and course assessment， respectively. it is proposed that in classroom teaching， theory should be closely tied to the engineering practice. in practical teaching， the ability of students on how to discover， analyze and solve engineering geological problems should be emphasized. carrying out bilingual teaching is an inevitable trend to train international talent and students’ comprehensive ability should be fully disclosed in assessment system.

地質學研究范文第5篇

收稿日期：2013-09-26

基金項目：大連理工大學教育教學改革實踐教學專項基金（ZX201313）；住建部高等學校土木工程專業(yè)指導委員會2013年土建類高等教育教學改革項目

作者簡介：年廷凱 （1971-）， 男，大連理工大學土木工程學院副教授，博士，主要從事工程地質與巖土工程研究，（E-mail） 。

摘要：為適應土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)的國際化需要，文章針對土木工程專業(yè)基礎課――工程地質課程，開展了英文環(huán)境下的教學實踐與探索，主要從教材選用、教學內容與教學方式、實踐性教學和教學效果分析等方面入手，總結了大連理工大學土木工程專業(yè)國際班英文教學的經驗和體會，并探討了一些教學中需注意的問題。

關鍵詞：土木工程；工程地質；英語教學；教學改革

中圖分類號：TU42；G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2014）01-0099-03

隨著中國科技水平及國際地位的提升，由我國企業(yè)負責或參與的國際工程項目也越來越多，特別是在土木、水利工程領域，世界上許多國家都有中國的設計和施工隊伍。這就要求我們開展更加廣泛的科技合作、國際交流，培養(yǎng)更多適應國際工程項目建設需要的專業(yè)人才。在此背景下，大連理工大學經過多年的醞釀，對2011年土木水利大類招生的300名新生，進行了英語綜合測試和嚴格選拔，確定45人為土木工程（國際班）的第一批學生。通過土木工程（國際班）課程的學習，使學生具備較高的專業(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、設計、施工、管理工作的能力，具有土木工程的基礎理論與專業(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。通過工程師基本訓練，培養(yǎng)知識、能力、素質協調發(fā)展，懂管理、懂技術、懂經濟、懂法規(guī)，具有國際競爭力的高素質、復合型、國際化的高層次土木工程技術人才。

一、開設國際班工程地質課程的必要性

作為土木工程國際班課程中的重要專業(yè)基礎課，工程地質學是其中的重要一門，它是以地質學理論為基礎，通過勘察、測繪與實驗等技術手段來調查、研究、解決與各類工程活動（如土木、水利、交通、采礦、國防等）有關的地質問題的科學，是各類工程設施的合理選址、設計、施工與運營服務的應用地質學。可見，工程地質學是為了解決工程地質條件與人類工程活動之間矛盾的一門實用性很強的學科，工程技術人員解決工程地質條件與人類工程活動之間矛盾的能力將決定建設工程的質量和建設工程對生態(tài)環(huán)境的危害程度[1]。掌握好這一專業(yè)課程，對大型土木、水利國際工程項目的選址、設計、施工、管理和招投標工作將起到極其重要的作用，因此，開設這門課程十分必要。2013年上半年，根據國際班的培養(yǎng)方案總體要求，參照國內其他高校土木工程專業(yè)相關課程的雙語教學經驗[2-5]，結合大連理工大學的實際情況，為土木工程專業(yè)國際班（小班授課）學生開設了工程地質課程并進行了全英語教學實踐，總結出一些適合土木工程專業(yè)學生的教學經驗，探討了實施全英文教學中存在的問題和解決途徑。

二、國際班工程地質課程英文教學的實踐

（一）教材選用

當前英文教學主要有三種模式：（1）使用英文原版教材、英文講授、英文互動交流、英文實驗、英文作業(yè)及習題，即全英文環(huán)境。（2）使用英文原版教材、英文講授，作業(yè)及習題、實驗等采用中文模式。（3）使用英文原版教材、英文板書，中文講授，作業(yè)及習題、實驗等采用中文模式。考慮到學生特點及工程地質課程初次開設（沒有其他地質類先修課程）的特殊情況，此次為學生推薦了兩本原版英文教材，即F.G.Bell編寫的Engineering Geology，Tony Waltham編寫的Foundations of Engineering Geology，并參考Plummer等人編寫的Physical Geology，供學生查閱?？紤]到英文原版紙質教材費用較高，建議學生通過圖書館借閱或復印任課教師提供的輔助學習材料、電子材料和PPT講稿等，節(jié)約了學生的學習成本，也提高了學習效率。

（二）教學內容與教學方式

課堂教學采用PPT講稿，根據土木工程專業(yè)國際班工程地質課程的培養(yǎng)方案，基于對英文原版教材中重要內容的理解，并結合課程教學大綱的要求，專門制作了簡化版英文PPT講稿?？傮w上難度適中，觀點鮮明新穎，層次上由易入難，并緊密結合工程實踐。這樣做，一方面可以避免學生花太多時間去閱讀原版書籍，特別是在英語基礎不好，專業(yè)詞匯量缺乏的情況下，學生對厚厚的一本或幾本書會產生強烈的畏懼感，從而產生厭煩心理；另一方面，綜合多本工程地質原版教材而制作的PPT教案，能夠覆蓋課程領域的前沿信息和最新進展，使學生大開眼界、增長見識，達到課程教學要求。PPT制作中，根據土木工程專業(yè)學生的未來發(fā)展方向，對原版外文教材內容和知識框架適當節(jié)選，并充分利用圖文并茂的特點，吸取了大量圖片、動畫等，作為教學使用。教學內容涉及地球及其內部圈層構造（2學時）、地質年代（1學時）、礦物與三大巖類（3學時）、巖石的工程性質（2學時）、風化作用（2學時）、地質構造（4學時）、地表地質作用與地下水（4學時）、地震與滑坡等地質災害（4學時）、邊坡穩(wěn)定與加固技術（2學時）等，共計24學時。對每一專題內容中出現的生僻專業(yè)詞匯進行了初步匯總，并給出簡明詞匯表供學生查用。

教學過程中，與學生進行廣泛的互動，每一小節(jié)教學結束后，與學生開展課堂交流，回答學生提出的各種問題。以英文形式給學生留少量的課后作業(yè)，如巖石按成因劃分的類別，在野外如何鑒別，巖石與土的聯系與區(qū)別，舉例說明地下水對工程建設的影響等題目。由學生英文回答上次課布置的作業(yè)并講解，總體上達到了良好的教學效果。利用多媒體給學生展示大量的專業(yè)圖片，調動學生的學習積極性，介紹一些國外的教學案例，加深了學生對工程地質問題的理解。同時，課堂上也開展了部分實物教學，如介紹各大類造巖礦物和三大類巖石，選取代表性巖礦、古生物地質標本，展示給學生，調動大家的積極性。在地質構造部分，將典型地質模型展示給學生，并與實際土木、水利工程項目相結合，學生積極性得到了極大提高，收到了事半功倍的效果。但課堂教學過程中也遇到過一些具體的問題，如講解的巖石結構與構造部分，出現很多生僻單詞，學生無法在課堂理解并消化，多是根據圖片來猜測意思，這樣就只能利用課余時間和學生交流其中文含義，以達到深刻理解知識點的目的。還有地質年代表，要求學生記憶這些單詞和含義，避免課堂講授涉及時，學生沒有概念，以致課堂接受率和收益率下降。

（三）教學效果分析

授課結束時對聽課的學生進行了口頭調查，絕大部分學生認可工程地質課程的英文教學方式，學習興趣濃厚。感覺通過這種方式教學，不僅學到了專業(yè)課知識，還提高了專業(yè)英語水平，尤其是英語聽力的水平。此外，根據學校教務網站在學期末顯示的調查結果，學生對教師授課的評價和對教學效果等的反饋接近99分，總體評價較好。對PPT教案的評價，學生認為內容豐富，條理清晰，且難度適中，只是涉及的專業(yè)詞匯沒有注音標，給閱讀和表達帶來一些困難。對課堂教學效果，幾乎所有學生表示認可，多媒體教學直觀、豐富、有效，并有助于理解課堂英語講授，課后也有助于復習和鞏固加強，可見多媒體的教學方式是值得肯定的。此外，少數學生反應由于自身英語基礎有限，在聽講和閱讀教材時會遇到一些障礙，感覺學習效果不是很明顯，也有個別學生期待由外教來擔任專業(yè)課程的講授，體現真正國際化的感覺和學習氛圍。在關于教學效果的調查中，部分學生歡迎采用雙語教學模式，因為純英語教學，如何將學習內容與非國際班工程地質課程接軌，如何理解中文版的工程地質詞匯及內容，是很多學生比較擔憂的一件事情。部分學生將來畢業(yè)時不一定到國外發(fā)展，很有可能在國內發(fā)展，與中國技術人員打交道，或在國外，也需要與國內技術人員打交道，這樣掌握中、英文兩種語言環(huán)境下的工程地質專業(yè)知識是很多學生期待的一種模式。

此次課程采用全英文形式的閉卷考試，總成績含平時成績、實驗成績和期末成績三項。平時考核主要包括學生出勤率和布置的作業(yè)，通過作業(yè)考察學生對課程學習和掌握情況；實驗成績體現了學生實驗動手能力和野外地質實習表現；期末成績?yōu)榭疾熘攸c，考核學生對知識點的掌握情況，還能考察學生的專業(yè)英文閱讀分析能力。期末考試成績分析列于表1，表明絕大多數學生的課程學習還是取得了不錯的教學效果，但仍有極少數學生成績偏低，沒有達到預期的理想效果。

表1 國際班工程地質英文考試成績分布表成績人數比例成績人數比例0～4912.3%70～791228.0%50～5949.3%80～891534.8%60～69920.9%90～10024.7% 三、國際班英文教學中存在的問題

通過在土木工程專業(yè)國際班開設工程地質課程的英語教學實踐，總體上英文教學效果還是令人滿意的，但也存在一些問題，在今后的工程地質英文教學過程中應重視以下幾個方面。

（一）教材建設

目前國內還沒有正式出版的供土木工程專業(yè)國際班全英文教學使用的教材，而國際上原版工程地質課程英文教材又太厚也太貴，給學生學習帶來不便。如何根據專業(yè)特點、課程要求、學生英語水平等，編寫適合土木工程專業(yè)學生學習的全英文教材，是短期內亟需解決的重要問題。

（二）實踐性教學改革

改革實驗教學模式，采取英文為主、中文為輔的教學模式，有助于學生更好地理解工程地質專業(yè)詞匯、專業(yè)術語及深層次含義，有助于國內外工程地質方面的交流與溝通，也有助于增加學生未來國內外的就業(yè)機會。此外，為充分利用教學資源，應盡快完成實驗室?guī)r礦標本、地質模型、地質圖件等有關設施的雙語化。

（三）國際化教師與國際化交流

引進在歐美國家長期生活并獲得工程地質相關專業(yè)博士學位或有博士后經歷的年輕人，充實工程地質全英文教學隊伍。特別是邀請英語為母語的海外知名教授，加入工程地質教學團隊，每年給學生講授部分課程內容，參與工程地質課程內容規(guī)劃、教材編寫等工作，從而提高教學團隊的整體水平。同時，通過邀請與課程相關的更多外國專家，給學生創(chuàng)造更多國際化交流空間，提供出國訪問交流、聯合培養(yǎng)的機會，不但有利于課程的英文教學，更有利于土木工程國際班實現真正的國際化。

綜上所述，土木工程專業(yè)國際班全英文教學才剛起步，將成為我國高等教育發(fā)展的一個新趨勢，也是高等教育國際化的必然要求。在國際班英文教學過程中，逐漸探索經驗、發(fā)現問題并采取有力措施，使土木工程國際班全英文教學日臻完善，達到預期的效果。

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English teaching reform on engineering geology course in the international

class of civil engineering specialty

NIAN Tingkai

（a. Department of Geotechnical Engineering， School of Civil Engineering； b. State Key

Laboratory of Coastal and Offshore Engineering， Dalian University of Technology， Dalian 116024， P. R. China）