時(shí)間：2023-03-06 16:00:54
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【關(guān)鍵詞】工程地質(zhì)學(xué)；工程實(shí)踐；教學(xué)改革
【Abstract】Practical teaching will be reinforced in higher school.And cultivating practical talents will be the key direction.“Engineering geology”is just the course which needs reinforcing the practical teaching.According to the engineering case，this paper has analysed the importance of practical teaching of“Engineering geology”in the modern engineering construction field.And the thinking of practical teaching has been summarized.
【Key words】Engineering geology；Engineering practice；Educational reform
根據(jù)我國(guó)2010-2020年中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要，全國(guó)高等學(xué)校結(jié)合專業(yè)和人才培養(yǎng)要求，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，向應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方向轉(zhuǎn)變。應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的目標(biāo)突出表現(xiàn)為培養(yǎng)具備繼續(xù)學(xué)習(xí)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型、技術(shù)技能型、復(fù)合型人才。而《工程地質(zhì)學(xué)》正是在這一背景下的需要加強(qiáng)實(shí)踐型教學(xué)的課程。在工程建設(shè)領(lǐng)域，無(wú)論是建筑工程、道路工程，還是水利水運(yùn)工程和礦業(yè)工程，大量成功或失敗工程案例都表明只有充分重視建（構(gòu)）筑物所處的地質(zhì)環(huán)境，協(xié)調(diào)人、工程與環(huán)境的關(guān)系，才可能得到自然的尊重，創(chuàng)造人類歷史的文明。正是認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，各大院校中相關(guān)專業(yè)開設(shè)有《工程地質(zhì)學(xué)》這門課程，也足以顯示了該課程的專業(yè)基礎(chǔ)性和重要性。
1 工程地質(zhì)學(xué)在應(yīng)用型本科教學(xué)中的定位
《工程地質(zhì)學(xué)》是研究和解決與工程建設(shè)相關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題，為工程建設(shè)服務(wù)的一門學(xué)科，是工程地質(zhì)專業(yè)的一門重要專業(yè)課，也是巖土工程、礦業(yè)工程等其他非地質(zhì)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課[3]，與工程建設(shè)活動(dòng)緊密的結(jié)合在一起。各種大型工程活動(dòng)都在一定的地質(zhì)環(huán)境中才能進(jìn)行，研究工程建設(shè)與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約、相互影響就是工程地質(zhì)學(xué)的主要內(nèi)容。因此，《工程地質(zhì)學(xué)》運(yùn)用地質(zhì)學(xué)理論和方法研究地質(zhì)環(huán)境，查明地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)律和防治對(duì)策，以確保工程建設(shè)安全、經(jīng)濟(jì)和正常運(yùn)行。工程地質(zhì)學(xué)的主要內(nèi)容包括多個(gè)方面，如巖土體的屬性、地殼的動(dòng)力地質(zhì)作用、工程穩(wěn)定性等等。工程地質(zhì)學(xué)的研究方法也是多種多樣的，有地質(zhì)學(xué)方法、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法、計(jì)算和模擬方法等等。按照以“建設(shè)工程中的工程地質(zhì)問(wèn)題”為目標(biāo)，課程所構(gòu)建的框架和內(nèi)容如圖1。
2 工程建設(shè)中的地質(zhì)問(wèn)題
《工程地質(zhì)學(xué)》這門課程實(shí)踐性較強(qiáng)[4-5]，涉及到的工程地質(zhì)問(wèn)題非常廣泛，如與生產(chǎn)建設(shè)緊密相關(guān)的建筑工程、采礦工程、水利水電工程、交通運(yùn)輸工程等都與工程地質(zhì)問(wèn)題緊密聯(lián)系（圖2）。
發(fā)生的地質(zhì)問(wèn)題主要有區(qū)域穩(wěn)定問(wèn)題，如活斷層、地震、水庫(kù)誘發(fā)地震、砂土液化和地面沉降等等。搞清楚這些地質(zhì)問(wèn)題發(fā)育的規(guī)律性，對(duì)于工程建設(shè)選址具有重要意義。另外還有巖土體穩(wěn)定性問(wèn)題，如斜坡穩(wěn)定、洞室穩(wěn)定、地基巖土體穩(wěn)定的成因、發(fā)展史和力學(xué)機(jī)制的分析等，這些用于具體場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)具有重要意義。工程地質(zhì)問(wèn)題還包括與地下滲流有關(guān)的巖溶滲漏分析和滲透變形分析；與侵蝕堆積有關(guān)的河流侵蝕堆積和海湖邊岸磨蝕堆積等等問(wèn)題。工程建設(shè)過(guò)程中工程地質(zhì)問(wèn)題時(shí)刻都在發(fā)生，影響和改變著我們的生活。下面以實(shí)例說(shuō)明工程地質(zhì)問(wèn)題在生活中的體現(xiàn)。
甘肅舟曲縣于2010年8月突發(fā)特大泥石流災(zāi)害，人員損失慘重。據(jù)地質(zhì)專家分析此次災(zāi)害的發(fā)生與該區(qū)的地理環(huán)境以及該區(qū)的氣候特點(diǎn)相關(guān)。該區(qū)地勢(shì)西北高、東南低，垂直高差大，氣候垂直變化顯著，而且災(zāi)害發(fā)生前突降暴雨，正是這些地質(zhì)條件的變化促發(fā)泥石流的發(fā)生。因此工程地質(zhì)問(wèn)題中斜坡穩(wěn)定性問(wèn)題的專項(xiàng)研究對(duì)于減少或預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害具有指導(dǎo)意義。
日本于2011年3月發(fā)生9級(jí)地震，地震引發(fā)了大規(guī)模海嘯，造成重大人員傷亡。據(jù)美國(guó)地質(zhì)勘探局分析，此次地震由太平洋板塊和北美板塊的運(yùn)動(dòng)所致。太平洋板塊每年相對(duì)于北美板塊向西運(yùn)動(dòng)數(shù)厘米，太平洋板塊在日本海溝俯沖入日本下方，并向西侵入歐亞板塊，此次大地震正是運(yùn)動(dòng)過(guò)程中積累的能量突然釋放導(dǎo)致的結(jié)果。因此工程地質(zhì)問(wèn)題中區(qū)域穩(wěn)定性的活斷層問(wèn)題的研究對(duì)于近些年頻發(fā)的地震問(wèn)題具有一定的工程意義。
另外北京地區(qū)2012年7月份遭受雨之后，多處路面出現(xiàn)規(guī)模較大的天坑，嚴(yán)重影響到市民的出行，天坑的出現(xiàn)同樣屬于工程地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題是本課程研究的內(nèi)容之一。所以工程地質(zhì)問(wèn)題存在于人類建設(shè)的方方面面，當(dāng)今學(xué)好《工程地質(zhì)學(xué)》這門課程是解決此類問(wèn)題的首要前提。
3 工程地質(zhì)的教學(xué)實(shí)踐思路
3.1 工程地質(zhì)教學(xué)中所存在的問(wèn)題
1）重理論輕實(shí)踐方面。
2）按傳統(tǒng)教學(xué)和思路進(jìn)行，過(guò)于強(qiáng)調(diào)單一的地質(zhì)學(xué)，未能與工程地質(zhì)相結(jié)合，（換句話就是現(xiàn)在的教學(xué)仍按地質(zhì)學(xué)專業(yè)的要求去教學(xué)，未與工程結(jié)合，這會(huì)導(dǎo)致課時(shí)不夠，同時(shí)學(xué)生學(xué)的無(wú)趣）。
3）于課程的重視不夠，認(rèn)為工程地質(zhì)與專業(yè)關(guān)聯(lián)不大。
3.2 工程地質(zhì)教學(xué)實(shí)踐思路
1）輕地質(zhì)重工程地質(zhì)，突出與工程的相關(guān)性。
2）實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施。
針對(duì)周邊環(huán)境遭受破壞的影響，目前大多學(xué)校找到典型的地質(zhì)剖面較難。除了常規(guī)的地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象實(shí)習(xí)，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)的特點(diǎn)，有針對(duì)性地進(jìn)行地質(zhì)實(shí)習(xí)，如與建設(shè)單位相聯(lián)系，在揭開地表的時(shí)候看一些相關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象；另一方面，與勘察單位相聯(lián)系，正確認(rèn)識(shí)地質(zhì)體和巖土體。
3.3 教、學(xué)相長(zhǎng)
要成為合格的工程地質(zhì)工作者，一方面要具備較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)還要有創(chuàng)新的思想和靈活的頭腦[6]，特別是在工程建設(shè)過(guò)程中，處理隨機(jī)出現(xiàn)的各種地質(zhì)問(wèn)題，不僅需要有工程地質(zhì)知識(shí)的靈活運(yùn)用，還要有多學(xué)科理論的融合與提升的能力，因此，在《工程地質(zhì)學(xué)》這門課程的教學(xué)過(guò)程中要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生做好這樣幾點(diǎn)：首先，做到基礎(chǔ)地質(zhì)知識(shí)要扎實(shí)；第二，是積累豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；第三，分析工程地質(zhì)問(wèn)題要思路周密，遇事沉穩(wěn)且果斷。因此要培養(yǎng)出優(yōu)秀的工程地質(zhì)人員應(yīng)該從教與學(xué)兩個(gè)方面入手：
1）教
（1）課堂
《工程地質(zhì)學(xué)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，所以不能脫離實(shí)際案例而單純講授抽象的理論知識(shí)。如講授巖石的分類、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征時(shí)，要結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)講解當(dāng)其作為建筑材料、地基、邊坡與洞室圍巖時(shí)對(duì)工程性質(zhì)的不同要求等。在講授滑坡、崩塌、泥石流等現(xiàn)象對(duì)工程的影響時(shí)，更要結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行具體的分析，讓授課不再是抽象而空洞的理論。
（2）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
學(xué)院為方便學(xué)生認(rèn)識(shí)和鑒定常見造巖礦物及三大類巖石，投資購(gòu)買全套的礦物和巖石標(biāo)本，并全面開放實(shí)驗(yàn)室。讓學(xué)生有較多機(jī)會(huì)接觸、認(rèn)識(shí)、鑒定標(biāo)本，學(xué)生之間相互交流討論實(shí)驗(yàn)體會(huì)，對(duì)常見造巖礦物及巖石的主要特征熟記于心。
（3）實(shí)踐環(huán)節(jié)
工程地質(zhì)實(shí)習(xí)地點(diǎn)選擇地層出露比較完全，地質(zhì)現(xiàn)象比較豐富、與課堂內(nèi)容結(jié)合緊密的基礎(chǔ)工程建設(shè)工地。通過(guò)實(shí)習(xí)使學(xué)生更加深入的理解課堂上講授的抽象理論，并學(xué)會(huì)結(jié)合實(shí)際分析工程建設(shè)與地質(zhì)條件的關(guān)系，熟悉工程建設(shè)中常見的地質(zhì)條件并給以正確的評(píng)價(jià)和合理的處理方法。
2）學(xué)
學(xué)生既是教學(xué)的載體，更是學(xué)習(xí)的主人，只有調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，才會(huì)培養(yǎng)出優(yōu)秀的工程地質(zhì)工作者。
（1）培養(yǎng)一名優(yōu)秀工程地質(zhì)工作者是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，所以在學(xué)習(xí)過(guò)程中要有耐心和信心。每一個(gè)人的成功都是從點(diǎn)點(diǎn)滴滴累積的。
（2）大腦中知識(shí)的增長(zhǎng)是累進(jìn)的過(guò)程，工程地質(zhì)學(xué)是一門綜合學(xué)科，因此與地質(zhì)學(xué)科相關(guān)聯(lián)的以及與工程建設(shè)相關(guān)的學(xué)科都應(yīng)該打好基礎(chǔ)，作為工程地質(zhì)學(xué)課程的鋪墊。
（3）不能忽略實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生們?cè)趯?shí)踐中加深對(duì)理論知識(shí)的理解。要意識(shí)到地質(zhì)工作的復(fù)雜性和靈活多變性。
3）考核
本課程強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合，教師結(jié)合實(shí)際的工程地質(zhì)問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)互動(dòng)性和問(wèn)題實(shí)質(zhì)的理解。每位同學(xué)的成績(jī)由三部分綜合構(gòu)成，即：
（1）期末考試卷面成績(jī)（50%）；
（2）課堂討論及考勤（20%）；
（3）案例分析作業(yè)成績(jī)（30%）。
成績(jī)分為五個(gè)等級(jí)：優(yōu)秀（90分以上）、良好（80-89分）、中等（70-79分）、及格（60-69分）、不及格（60分以下）。
4 結(jié)語(yǔ)
《工程地質(zhì)學(xué)》是非地質(zhì)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，本課程學(xué)時(shí)不多，但課程內(nèi)容涵蓋廣、教學(xué)內(nèi)容比較抽象，所以教學(xué)過(guò)程是一個(gè)不斷完成挑戰(zhàn)的過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中， 教師首先要培養(yǎng)學(xué)生具備工程地質(zhì)的思維和創(chuàng)新的能力， 使學(xué)生學(xué)會(huì)工程地質(zhì)思維方法， 讓學(xué)生們的創(chuàng)新能力得到充分的發(fā)展。同時(shí)也要保證足夠的工程地質(zhì)實(shí)踐課時(shí)，參觀現(xiàn)場(chǎng)并搜集相關(guān)的工程地質(zhì)案例，從而培養(yǎng)出具有綜合素質(zhì)的高級(jí)工程技術(shù)人才。
【參考文獻(xiàn)】
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工程地質(zhì)教學(xué)的主體內(nèi)涵
為了順利完成工程地質(zhì)教學(xué)活動(dòng)，有必要使學(xué)生明確工程地質(zhì)學(xué)習(xí)的主要對(duì)象、基本任務(wù)和主體內(nèi)容。首先，工程地質(zhì)學(xué)是評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和改造與工程建筑等有關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題的一門科學(xué)，以工程建筑及建設(shè)項(xiàng)目為服務(wù)對(duì)象，以地質(zhì)學(xué)為研究基礎(chǔ)；以數(shù)學(xué)力學(xué)為計(jì)算工具的學(xué)科。因此，工程地質(zhì)的教學(xué)與學(xué)習(xí)都是在研究和討論人類在工程活動(dòng)中行為與地質(zhì)環(huán)境的相互作用與相互適應(yīng)性，其次，工程地質(zhì)學(xué)習(xí)的基本任務(wù)就是掌握工程地質(zhì)條件與工程活動(dòng)的地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)，明確人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境（工程地質(zhì)條件）之間的相互作用，以便正確評(píng)價(jià)、合理利用、有效改造和完善保護(hù)地質(zhì)環(huán)境。最后，學(xué)生通過(guò)工程地質(zhì)課程學(xué)習(xí)需要重點(diǎn)掌握的內(nèi)容包括：巖石和土體的物理-力學(xué)性質(zhì)及其工程性質(zhì)，如巖石與土的礦物組成及其排列形成的微觀結(jié)構(gòu)等對(duì)建筑工程穩(wěn)定性的影響，弄清巖土體的不同的分類要求和指標(biāo)，了解不良地質(zhì)條件下的巖土體的改良方法；建立起人與環(huán)境和諧發(fā)展的工程地質(zhì)觀念，形成關(guān)于自然環(huán)境對(duì)工程活動(dòng)的制約與人類工程活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響的雙向作用機(jī)制的基本認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上，掌握崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質(zhì)作用對(duì)工程建筑的危害及其預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)和防治措施；熟悉工程常見的地基、硐室等工程地質(zhì)問(wèn)題，以及地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其對(duì)工程活動(dòng)的影響；掌握主要勘察程序、方法和手段。通過(guò)上面的對(duì)工程地質(zhì)教學(xué)主體內(nèi)涵的論述可以看出，在教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生需要領(lǐng)悟和掌握的內(nèi)容很多，如果沒(méi)有好的教學(xué)思路，往往會(huì)導(dǎo)致教學(xué)活動(dòng)成為就事論事，事倍而功半，很難使學(xué)生把握這門學(xué)科的精髓。同時(shí)，工程地質(zhì)會(huì)涉及眾多的相關(guān)學(xué)科知識(shí)，如與地球科學(xué)相關(guān)的巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地層學(xué)、地貌學(xué)等，與工程學(xué)和基礎(chǔ)學(xué)科相關(guān)的物理力學(xué)、數(shù)學(xué)等。
綜攝教學(xué)法的運(yùn)用
綜攝法又稱類比思考法，其源自在我們對(duì)外部事物的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)過(guò)程中，常常是在某些帶有啟發(fā)暗示的“指揮下”進(jìn)行的，而這種“指揮”與我們的思考方法和意識(shí)關(guān)系不大，卻是我們?nèi)粘Ｉ钪械乃娝劽芮邢嚓P(guān)[11]。因此，可以利用外物來(lái)啟發(fā)思考、激發(fā)靈感解決問(wèn)題。工程地質(zhì)教學(xué)中，我們可以借助于學(xué)生已有的相關(guān)學(xué)科知識(shí)和日常生活經(jīng)歷，在此基礎(chǔ)上開綜攝法教學(xué)。在教學(xué)中鍛煉學(xué)生對(duì)所面對(duì)事物的異質(zhì)同化和同質(zhì)異化兩種思維方式。當(dāng)我們面臨未知的或者不熟悉的事物時(shí)，常常會(huì)采取拿性質(zhì)不同的現(xiàn)有事物的分析和模擬方式去與之相對(duì)比，在此基礎(chǔ)上提出設(shè)想。這種方式稱之為異質(zhì)同化，即根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)來(lái)分析比較所面對(duì)的問(wèn)題。例如，當(dāng)開展某項(xiàng)工程的地質(zhì)問(wèn)題調(diào)查時(shí)，可以與醫(yī)生全面診斷病人一樣，先逐項(xiàng)檢查，然后根據(jù)檢查結(jié)果分析存在的病癥，這樣會(huì)使得技術(shù)（研究）路線明晰，而且有很強(qiáng)的可操作性與指導(dǎo)性。如何擺脫固有的思維方式和問(wèn)題分析方法的桎梏，進(jìn)行創(chuàng)造性分析和解決問(wèn)題是我們需要面對(duì)的難題。因此，如何運(yùn)用新的知識(shí)或從新視角進(jìn)行審視、分析、研究和處理原有的資料和技術(shù)手段顯得十分必要，在此基礎(chǔ)上使得認(rèn)識(shí)有新的突破，這過(guò)程即為同質(zhì)異化思考方法。例如，在狹窄的海邊場(chǎng)地進(jìn)行海底隧道掘進(jìn)時(shí)，一方面需要的很大的場(chǎng)地存放施工材料（如做襯砌），另一方面又需要相關(guān)場(chǎng)地堆放掘進(jìn)所產(chǎn)生的大量巖屑廢渣，那么可以通過(guò)同質(zhì)異化思維，我們可以考慮在不影響地質(zhì)環(huán)境的情況下，用掘進(jìn)產(chǎn)生的廢料進(jìn)行人為營(yíng)造陸地，同時(shí)解決了材料堆放和廢料處理的問(wèn)題。
為了在教學(xué)中可以使學(xué)生的創(chuàng)造力的潛能得到進(jìn)一步鍛煉，可以進(jìn)行以下4種模式的訓(xùn)練。人格性的模擬，充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生主體感官認(rèn)識(shí)。例如，在邊坡相關(guān)知識(shí)的講授中，可以讓學(xué)生假設(shè)自己是邊坡，針對(duì)坡腳、坡肩、坡體等不同位置的特點(diǎn)與自己身體做對(duì)比，如果邊坡發(fā)生失穩(wěn)可以采取什么手段，如何去處理，然后再尋找解決問(wèn)題的方案，最終歸結(jié)為削肩、捆腰、壓腳三個(gè)主體內(nèi)容。直接性的模擬，根據(jù)所要關(guān)注的對(duì)象與模擬事物之間的關(guān)聯(lián)性，將模擬對(duì)象視為范本，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行論證思考，提出處理問(wèn)題的方案。例如，邊坡災(zāi)害的問(wèn)題，很多學(xué)生的家鄉(xiāng)或?qū)W校周邊有生活的例子，可以直接作為例子講授，既直接，又有生活氣息。象征性的模擬，通過(guò)把問(wèn)題構(gòu)想成為直接的物質(zhì)對(duì)象，使學(xué)生形成形象化的物質(zhì)對(duì)象，進(jìn)而激勵(lì)其腦力活動(dòng)，開發(fā)其創(chuàng)造潛力。例如，在學(xué)習(xí)巖石風(fēng)化時(shí)，可以將植物的根劈破壞直接視為巖石的拉裂破壞。想象性的模擬，利用人大腦的自由想象能力，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)幻想和聯(lián)想等為工程地質(zhì)問(wèn)題的分析和解決尋找靈感，提出創(chuàng)造性方案。例如，在某處發(fā)生地震，可以讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，分析可能出現(xiàn)的次生災(zāi)害問(wèn)題，進(jìn)而擴(kuò)展成地質(zhì)災(zāi)害鏈和立體防災(zāi)減災(zāi)教學(xué)?？傊?，綜攝教學(xué)法在工程地質(zhì)中的應(yīng)用就是以生活中的實(shí)例或?qū)W生已有知識(shí)為媒介，將學(xué)習(xí)內(nèi)容分成若干要素，針對(duì)具體的要素進(jìn)行分析討論，并組織構(gòu)建各要素之間的綜合關(guān)聯(lián)性，在此基礎(chǔ)上激發(fā)學(xué)生的潛在靈感，形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)，進(jìn)而掌握工程地質(zhì)的內(nèi)涵要素。
在當(dāng)前時(shí)代背景下，各個(gè)學(xué)科之間相互滲透，加上新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為新興學(xué)科和交叉學(xué)科的發(fā)展帶來(lái)了無(wú)限生機(jī)，工程地質(zhì)學(xué)就屬于交叉學(xué)科，工程地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)是地質(zhì)學(xué)與工程學(xué)，不同學(xué)科之間的相互影響、相互滲透，使得工程地質(zhì)學(xué)的適用范圍越來(lái)越廣，發(fā)展勢(shì)頭也越來(lái)越強(qiáng)勁。在當(dāng)前時(shí)代，工程地質(zhì)學(xué)更關(guān)注其核心價(jià)值，例如工程地質(zhì)思維、工程地質(zhì)預(yù)測(cè)、工程地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的防范等，這些都是工程地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)內(nèi)容。
1 工程地質(zhì)學(xué)的淵源
地質(zhì)學(xué)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過(guò)兩百多年的時(shí)間，初始階段主要應(yīng)用與土木工程中，為地質(zhì)開挖提供相應(yīng)的理論依據(jù)，例如古生物、地質(zhì)學(xué)依據(jù)，對(duì)地質(zhì)學(xué)的理論發(fā)展有十分重要的促進(jìn)作用。十九世紀(jì)土木工程建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，土木工程師發(fā)現(xiàn)，由于工程地質(zhì)資料的缺乏，使得工程項(xiàng)目無(wú)法開展，因此地質(zhì)學(xué)受到的重視程度驟然提高，地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域開始注重地質(zhì)調(diào)查研究，為工程設(shè)計(jì)提供專業(yè)的地質(zhì)資料和圖件。這一階段使得地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但是并沒(méi)有形成實(shí)質(zhì)性的工程地質(zhì)學(xué)。上世紀(jì)五十年代以來(lái)，我國(guó)的工程地質(zhì)學(xué)經(jīng)過(guò)了快速發(fā)展，取得了很大進(jìn)步，在研究過(guò)程中，將地質(zhì)學(xué)與工程學(xué)進(jìn)行融合，地質(zhì)學(xué)專家與工程學(xué)專家相互探討，為工程地質(zhì)工作的發(fā)展提供了理論支持。而且我國(guó)對(duì)工程地質(zhì)專業(yè)的重視程度不斷提高，高校開設(shè)的專業(yè)也越來(lái)越全面，例如采礦、力學(xué)、水工、土木等學(xué)科相繼在高校開設(shè)，成為很多工科院校的主要課程，培養(yǎng)了眾多高素質(zhì)、綜合型工程地質(zhì)人才。
同時(shí)，由于現(xiàn)代科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)的不斷革新，為工程地質(zhì)學(xué)科的全面發(fā)展也提供了相應(yīng)的支持，使得工程地質(zhì)勘探更深入、工程地質(zhì)數(shù)據(jù)分析更準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)信息傳遞更及時(shí)，為工程建設(shè)提供了很大的幫助。
2 工程地質(zhì)預(yù)測(cè)和決策
2.1 工程地質(zhì)預(yù)測(cè)
工程地質(zhì)的本質(zhì)工作是預(yù)測(cè)，從地質(zhì)情況的發(fā)展歷史、地質(zhì)情況現(xiàn)狀對(duì)地質(zhì)情況未來(lái)的走勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，是工程地質(zhì)研究的主要內(nèi)容。工程地質(zhì)預(yù)測(cè)首先建立在工程地質(zhì)要素判別的基礎(chǔ)上，要對(duì)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)測(cè)，尤其是根據(jù)地表以及淺部的地質(zhì)資料，對(duì)深層次的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)測(cè)。其次，要預(yù)測(cè)工程場(chǎng)地的工程地質(zhì)，即對(duì)工程施工場(chǎng)地的地質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，論證選址是否會(huì)影響工程項(xiàng)目施工。在這個(gè)過(guò)程中，要考慮工程項(xiàng)目施工對(duì)周圍地質(zhì)環(huán)境、周邊工程的影響，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
工程地質(zhì)的預(yù)測(cè)包括定性預(yù)測(cè)和定量預(yù)測(cè)兩種，具體的預(yù)測(cè)過(guò)程是定性與定量預(yù)測(cè)的結(jié)合，定性預(yù)測(cè)是一種基本預(yù)測(cè)，對(duì)一些常規(guī)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，在工程地質(zhì)預(yù)測(cè)過(guò)程中，由于地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，地質(zhì)勘探工作量較大，因此定量預(yù)測(cè)的結(jié)果也很難達(dá)到預(yù)期要求，所以一般都將定量預(yù)測(cè)的結(jié)果用作半定量或準(zhǔn)定量應(yīng)用，例如將測(cè)量的結(jié)果用作問(wèn)題評(píng)級(jí)預(yù)測(cè)。雖然定量預(yù)測(cè)存在一些不確定性，但是定量預(yù)測(cè)卻是工程地質(zhì)預(yù)測(cè)過(guò)程中的一個(gè)主要內(nèi)容。在當(dāng)前工程地質(zhì)預(yù)測(cè)基礎(chǔ)之上，定量預(yù)測(cè)還應(yīng)該要注重建立相應(yīng)的地質(zhì)力學(xué)模型或地質(zhì)數(shù)理模型，從而對(duì)地質(zhì)預(yù)測(cè)過(guò)程中的各個(gè)要素之間的關(guān)系進(jìn)行準(zhǔn)確反映，描述工程地質(zhì)的作用。
2.2 工程地質(zhì)的決策
工程地質(zhì)的決策作用主要體現(xiàn)在系統(tǒng)決策的可靠性以及安全風(fēng)險(xiǎn)決策評(píng)價(jià)方面。
第一，系統(tǒng)決策。系統(tǒng)決策是對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的前提，在工程建設(shè)過(guò)程的各個(gè)階段，都應(yīng)該要做出相應(yīng)的決策方案，比如對(duì)工程選址進(jìn)行確定，對(duì)工程建筑物的布置方案進(jìn)行確定，對(duì)工程施工線路進(jìn)行確定等。工程地質(zhì)決策具有很強(qiáng)的綜合性，一方面要考慮地質(zhì)條件的制約和限制，另一方面還要考慮到工程結(jié)構(gòu)的功能以及適應(yīng)性。工程地質(zhì)決策是一種綜合性決策，其中的經(jīng)驗(yàn)、推理和測(cè)量過(guò)程缺一不可，從三個(gè)出發(fā)進(jìn)行決策得到的結(jié)果相差不多的時(shí)候，決策方案可以參考，但如果從三個(gè)方面著手得到的決策結(jié)果相差較大，則要對(duì)總體的決策方案進(jìn)行調(diào)整，謹(jǐn)慎決策。
第二，安全決策、風(fēng)險(xiǎn)決策、極端風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
在工程地質(zhì)決策過(guò)程中，必須要做好地質(zhì)安全決策、地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)決策以及地質(zhì)極端風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)，從而為工程施工提供準(zhǔn)確的依據(jù)。這些決策的目的都是為了確保工程施工過(guò)程中的安全性，風(fēng)險(xiǎn)決策以及極端風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的目的，是為了對(duì)工程的風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行判定，從而采取相應(yīng)的措施對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行規(guī)避，提高工程項(xiàng)目施工過(guò)程中的安全性。
【關(guān)鍵詞】：工程地質(zhì)學(xué)；隧道圍巖；穩(wěn)定性；數(shù)值分析法
【 abstract 】 : the underground tunnel project the stability of surrounding rocks affects the normal operation of the project. The rock mass structure and the structure, the nature of the rock, rock stress state of natural, groundwater, geological structure of rock mass factors such as the stability of will produce certain effect. Combining with the practice of a tunnel with numerical analysis the stability of surrounding rock of the judge, think that in making these the stability of surrounding rocks when deciding, establish the typical elastoplastic numerical model, choose specific construction stage, should consider to different fault state of surrounding rocks under different control function.
【 key words 】 : engineering geology; The surrounding rock; Stability; Numerical analysis method
中圖分類號(hào)：K826.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
地下隧道工程圍巖的穩(wěn)定性影響著隧道的正常運(yùn)營(yíng)。巖體的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造、巖石的性質(zhì)、巖體的天然應(yīng)力狀態(tài)、地下水、地質(zhì)構(gòu)造等因素都會(huì)對(duì)圍巖的穩(wěn)定性均會(huì)產(chǎn)生一定的影響，此外，開挖方式、支護(hù)形式等因素也會(huì)影響到巖體的穩(wěn)定性。本文結(jié)合實(shí)際，結(jié)合影響隧道工程圍巖穩(wěn)定性的因素談?wù)勊淼绹鷰r穩(wěn)定性的判定。
1 影響圍巖穩(wěn)定性的因素
1.1 巖體結(jié)構(gòu)及巖石性質(zhì)
圍巖的巖石性質(zhì)及巖體結(jié)構(gòu)對(duì)于圍巖的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要的影響。按照巖體結(jié)構(gòu)可將巖石分為整體塊狀結(jié)構(gòu)、三體結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定性最差的是破碎結(jié)構(gòu)和松散結(jié)構(gòu)，最好的是厚層狀結(jié)構(gòu)，薄層狀結(jié)構(gòu)巖體處于二者中間。脆性塊狀巖體和厚層狀巖體的強(qiáng)度，主要受較弱夾層的物質(zhì)成分和軟弱結(jié)構(gòu)面的分布特點(diǎn)控制。軟弱夾層對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響主要取決于它的性狀和分布。結(jié)構(gòu)面對(duì)圍巖的影響不僅取決于結(jié)構(gòu)面的本身特征，還與結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系及這種組合與臨空面的交切關(guān)系密切相關(guān)；按照巖石的性質(zhì)可將圍巖分為脆性圍巖和塑性圍巖兩種，脆性圍巖主要指各類堅(jiān)硬體，巖石本身的強(qiáng)度高于結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度，所以脆性圍巖的強(qiáng)度取決于巖體的結(jié)構(gòu)；塑性圍巖主要包括各類黏土質(zhì)巖石、吸水易膨脹的巖石以及破碎松散巖石，一般風(fēng)化的速度較快，遇水易軟化、膨脹、崩解，力學(xué)強(qiáng)度較低，不利于圍巖的穩(wěn)定。
1.2 巖體的天然應(yīng)力狀態(tài)
存在于巖層中未受工程擾動(dòng)的天然應(yīng)力由巖體的構(gòu)造應(yīng)力和自重應(yīng)力構(gòu)成。這種天然應(yīng)力是引起圍巖破壞、變形的根本原因，影響著坑道開挖后圍巖的應(yīng)力分布、變形和破壞。巖體天然應(yīng)力的大小和方向不同，對(duì)于隧道的作用力也不相同，對(duì)圍巖的應(yīng)力產(chǎn)生直接的影響。通常，隧道的軸向與水平主應(yīng)力垂直，能夠有效改善隧道周邊的應(yīng)力狀態(tài)。巖石天然應(yīng)力對(duì)隧道的影響取決于與隧道軸向應(yīng)力垂直的水平應(yīng)力的大小和天然應(yīng)力的比值。
1.3 地下水
大量實(shí)踐證明，地下水是隧道施工中造成塌方和造成圍巖失穩(wěn)的重要原因。圍巖中的地下水可分為干燥、滲水和潮濕三種狀態(tài)。只要圍巖隧道處于干燥狀態(tài)，施工時(shí)即使通過(guò)破碎或軟弱的巖層，對(duì)圍巖的穩(wěn)定性影響也會(huì)比較小。當(dāng)隧道的圍巖透水性較強(qiáng)或?qū)儆诤畬又袝r(shí)，圍巖的穩(wěn)定性受地下水的影響會(huì)較明顯，靜水和動(dòng)水的壓力作用、溶解作用和軟化作用可造成可溶巖體的溶蝕以及促進(jìn)滑動(dòng)面的。
1.4 地質(zhì)構(gòu)造
巖層的完整性受到褶曲和斷裂破壞，且?guī)r體的力學(xué)強(qiáng)度降低，巖體經(jīng)受越多的構(gòu)造變動(dòng)，巖層的節(jié)理裂隙越發(fā)育，巖體的穩(wěn)定性越差。所以，應(yīng)避免將隧道設(shè)置在軟弱與堅(jiān)硬巖層之間的巖層褶皺或斷層帶以及巖層破碎帶。如果無(wú)法避免，應(yīng)盡量將隧道設(shè)在堅(jiān)硬巖層中，或以堅(jiān)硬巖層為頂層巖層。圍巖的穩(wěn)定性隨褶皺的形式、軸向與隧道軸線的交角、疏密程度等的不同而不同。另外，圍巖的穩(wěn)定性還受到斷層破碎帶物質(zhì)的碎塊性質(zhì)和膠結(jié)情況影響。
2 運(yùn)用工程地質(zhì)學(xué)判定隧道圍巖穩(wěn)定性的方法
本文對(duì)某隧道的圍巖穩(wěn)定性用數(shù)值分析法進(jìn)行判定。隧道設(shè)為左右兩條路線，由緩和曲線和直線組成洞身平面，經(jīng)工程地質(zhì)鉆孔表明，隧道所在地區(qū)有6曾斷層通過(guò)，為凝灰質(zhì)流紋巖和侏羅系流紋巖出露區(qū)，無(wú)其他影響圍巖穩(wěn)定的不良地質(zhì)作用。根據(jù)分析，選取具有代表性的B1斷層進(jìn)行隧道仿真模擬。該工程在K18+600左右位置有明顯斷層，斷層面產(chǎn)狀225°＜75°，巖體呈強(qiáng)風(fēng)化碎塊狀，隧道圍巖破碎，穩(wěn)定性比較差。
2.1 計(jì)算模型和計(jì)算參數(shù)
根據(jù)工程地質(zhì)特點(diǎn)，采用基于有限元分析法（MIDAS/GTS）對(duì)隧道開挖過(guò)程進(jìn)行分析，在施工階段采用累加模型。GTS彈塑性模擬模型的應(yīng)力應(yīng)變曲線圖如下（圖一）。
圖一 巖體彈性——完全塑性應(yīng)力應(yīng)變曲線
根據(jù)斷層和隧道特點(diǎn)，采用Drucher-Prager進(jìn)行三維有限元計(jì)算，采用的屈服函數(shù)為
式子中， 表示洛德角， 表示應(yīng)力偏量的第一不變量， 表示應(yīng)力偏量的第二不變量。模擬時(shí)通過(guò)工程類比選取法支護(hù)參數(shù)進(jìn)行，結(jié)合工程后期施工的洞周收斂量測(cè)，取得一個(gè)以上斷面的完整數(shù)據(jù)進(jìn)行位移反分析得出與出示地應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)和工程實(shí)際綜合彈性模量接近的數(shù)值，然后再利用反分析得出的數(shù)值進(jìn)行二次修正，使其最終接近實(shí)際的分析結(jié)果。
2.2 數(shù)值模擬及分析
根據(jù)規(guī)范規(guī)定，參閱類似工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各級(jí)圍巖物理力學(xué)參數(shù)和隧道支護(hù)參數(shù)進(jìn)行確定。根據(jù)開挖掌子面的距離斷層位置的不同，選取CS15段進(jìn)行分析。數(shù)值分析結(jié)果表明支護(hù)的施加直接影響隧道整體的發(fā)展趨勢(shì)，有效控制并約束了掌子面產(chǎn)生的塑性影響區(qū)域。改善了斷層給圍巖穩(wěn)定性帶來(lái)的影響，改善了圍巖的性質(zhì)，并提高了施工的安全性，提高了前方未施挖的圍巖自穩(wěn)能力。
3、小結(jié)
地下隧道工程圍巖的穩(wěn)定性比較復(fù)雜，在施工中受到很多因素影響。圍巖穩(wěn)定性的檢測(cè)手段和方法很多，但大多以經(jīng)驗(yàn)為主，將圍巖穩(wěn)定情況和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行定量分析是比較好的辦法。本文簡(jiǎn)單分析了影響隧道圍巖穩(wěn)定性的因素，并對(duì)某隧道的圍巖穩(wěn)定性用數(shù)值分析法進(jìn)行了判定，認(rèn)為在判定這類圍巖的穩(wěn)定性判定時(shí)建立典型的彈塑性數(shù)值模型，選取特定施工階段，應(yīng)考慮到不同斷層不同狀態(tài)下對(duì)圍巖的控制作用。
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工程地質(zhì)學(xué)是水利工程、土木工程、地質(zhì)資源與地質(zhì)工程等學(xué)科的一門較重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。它是研究人類工程建設(shè)活動(dòng)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)、力學(xué)的知識(shí)和工程學(xué)科的技術(shù)與方法，來(lái)解決與工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)有關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題[2]。由于工程地質(zhì)學(xué)涉及內(nèi)容多，概念廣，實(shí)踐性很強(qiáng)，且學(xué)生缺乏必要的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和機(jī)會(huì)，因此，如何在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)合理安排教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生既能牢固掌握工程地質(zhì)學(xué)的基本概念及基本原理，又具備分析工程地質(zhì)條件、解決工程地質(zhì)問(wèn)題的能力，是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。筆者結(jié)合近年來(lái)在工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)目前工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，就如何提高水文與水資源工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果進(jìn)行探討。
一、煤炭院校水文與水資源工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)存在的問(wèn)題
（一）課程內(nèi)容多，授課學(xué)時(shí)少
根據(jù)國(guó)家高等教育對(duì)人才培養(yǎng)的要求，近些年來(lái)，多數(shù)院校在培養(yǎng)方案的制定上存在著向公共課傾斜的現(xiàn)象，這使得專業(yè)課學(xué)時(shí)被不斷壓縮。主要表現(xiàn)在課程學(xué)時(shí)少，尤其是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。過(guò)去動(dòng)輒幾十學(xué)時(shí)乃至上百學(xué)時(shí)的課程，現(xiàn)在多為32～48學(xué)時(shí)。在多數(shù)煤炭院校中，水文與水資源工程專業(yè)開設(shè)有基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等課程，具有一定的地學(xué)背景。即便如此，工程地質(zhì)學(xué)課程仍涉及工程巖土學(xué)、工程動(dòng)力地質(zhì)作用、巖土工程勘察等方面的內(nèi)容，這使得該課程教學(xué)內(nèi)容繁雜，教師上課難度增大。在此情況下，如不進(jìn)行課程教學(xué)改革，教師就無(wú)法很好地完成相關(guān)內(nèi)容的講授；同時(shí)學(xué)生對(duì)專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的學(xué)習(xí)也將停留在較淺的感性認(rèn)知階段，不能理解機(jī)理性的問(wèn)題，更不能深刻地認(rèn)識(shí)該課程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用，這勢(shì)必對(duì)學(xué)生未來(lái)就業(yè)產(chǎn)生不利的影響。
（二）教學(xué)方法單調(diào)
工程地質(zhì)學(xué)課程基本概念和基本原理較多，同時(shí)該課程又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，因此，單一的多媒體或板書授課模式很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。加之個(gè)別教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，存在照本宣科的現(xiàn)象；而個(gè)別教師授課又完全脫離指定教材，這些都容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理。此外，課程中涉及的一些教學(xué)內(nèi)容，諸如崩塌、滑坡等災(zāi)害的形成機(jī)理及演化過(guò)程等比較抽象，單純?cè)赑PT中以圖片形式展示，不能很好地呈現(xiàn)，學(xué)生缺少感性的認(rèn)識(shí)，這在一定程度上挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。
（三）實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱
近些年來(lái)，隨著高校的不斷擴(kuò)張，教學(xué)資源的投入問(wèn)題已經(jīng)成為高校普遍面臨的問(wèn)題。具體到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，主要體現(xiàn)兩個(gè)方面：一方面野外實(shí)踐場(chǎng)地或基地功能缺失，滿足不了野外實(shí)踐教學(xué)的需求；另一方面學(xué)生人數(shù)與設(shè)備臺(tái)套數(shù)不成比例，同時(shí)也存在部分試驗(yàn)儀器無(wú)場(chǎng)地安放的尷尬局面，導(dǎo)致部分試驗(yàn)無(wú)法開出，學(xué)生動(dòng)手能力得不到培養(yǎng)。此外，還存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和時(shí)間不靈活等問(wèn)題。目前多數(shù)院校的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)都是教師準(zhǔn)備好試驗(yàn)后，學(xué)生在制定的條件下按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行，學(xué)生真正思考的較少，部分學(xué)生既不動(dòng)腦也不動(dòng)手，而是依靠同組其他同學(xué)來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，這不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，容易導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力不足或喪失。
（四）考核方式單一
考核成績(jī)比例分配不合理，多數(shù)院校該課程考核成績(jī)都是由期末考試成績(jī)（約占70%～80%）和平時(shí)成績(jī)（占20%～30%）組成，而平時(shí)成績(jī)又多以上課出勤率、課外作業(yè)以及實(shí)踐環(huán)節(jié)表現(xiàn)等形式存在，其中上課出勤率占主導(dǎo)地位。這樣難免會(huì)存在一些學(xué)生到課不聽課，考前突擊且考分很高的現(xiàn)象。此外，考核的內(nèi)容也不夠全面，多側(cè)重于理論知識(shí)，往往忽視學(xué)生動(dòng)手能力的考核，最終導(dǎo)致校內(nèi)所學(xué)知識(shí)與實(shí)際工作脫節(jié)，不利于綜合人才的培養(yǎng)。
二、課程教學(xué)改革探索
針對(duì)當(dāng)前教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，結(jié)合近年來(lái)的教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)環(huán)節(jié)等幾方面對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行改革。
（一）合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改專業(yè)通識(shí)教學(xué)為行業(yè)特色教學(xué)
在教學(xué)內(nèi)容的選擇上，要突出院校的特色優(yōu)勢(shì)。針對(duì)煤炭院校水文與水資源工程專業(yè)具有地學(xué)背景這一特點(diǎn)，工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)可主要講解三部分的內(nèi)容，即巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)研究、工程動(dòng)力地質(zhì)作用研究以及工程地質(zhì)勘察等。巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)研究是該課程的基礎(chǔ)，該部分主要講授土的物質(zhì)組成、物理力學(xué)性質(zhì)以及巖土體的工程地質(zhì)特性；工程動(dòng)力地質(zhì)作用研究是該課程的核心內(nèi)容，講授學(xué)時(shí)應(yīng)占總學(xué)時(shí)的一半以上。該部分主要講授活斷層和地震、斜坡、巖溶、泥石流及地下硐室的工程地質(zhì)研究；工程地質(zhì)勘察部分主要講授工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探、試驗(yàn)以及長(zhǎng)期觀測(cè)等幾種工程地質(zhì)勘察方法。課程教學(xué)要確保在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)突出重點(diǎn)，同時(shí)也要注意前后所學(xué)課程內(nèi)容上的銜接，避免重復(fù)。
（二）豐富教學(xué)方法和手段，改單一的滿堂灌為交互式教學(xué)
工程地質(zhì)學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，其教學(xué)目標(biāo)是要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于工程地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)、判斷能力和工程地質(zhì)問(wèn)題的分析、處理能力，這需要在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，緊扣學(xué)科的發(fā)展前沿和熱點(diǎn)問(wèn)題，豐富教學(xué)方法和手段，靈活組織課堂教學(xué)。
傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式使學(xué)生獲取的知識(shí)較多地局限在抽象的經(jīng)驗(yàn)上，而現(xiàn)代化的教學(xué)手段不僅可以使學(xué)生獲取抽象的理論知識(shí)，還可以提供豐富的觀察經(jīng)驗(yàn)，在一定程度上將理論與實(shí)踐相結(jié)合，因此要充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段。如在講授滑坡、泥石流等內(nèi)容時(shí)可采用flash動(dòng)畫或影像資料展示災(zāi)害的形成過(guò)程、危害以及其防治措施；在講授地震的工程地質(zhì)研究?jī)?nèi)容時(shí)可結(jié)合典型的地震（512汶川大地震），講解地震發(fā)生的機(jī)理及預(yù)警預(yù)防措施；在講解地下硐室位置的工程地質(zhì)論證時(shí)，可借助物理模型來(lái)分析地形、地質(zhì)構(gòu)造、巖性特征等對(duì)硐室位置的影響等等。這些方法和手段的引入不僅可增強(qiáng)教學(xué)的直觀性、主動(dòng)性，同時(shí)也可節(jié)省一定的時(shí)間，擴(kuò)大課堂教學(xué)的信息量，提高教學(xué)效果。
鑒于該課程內(nèi)容多，課時(shí)少，可采取學(xué)生自學(xué)、教師課堂講解和課外輔導(dǎo)答疑相結(jié)合的教學(xué)方法，以鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。還可就工程地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題，設(shè)置課堂辯論。通過(guò)教師布置論題學(xué)生收集資料學(xué)生課堂辯論教師講解剖析的教學(xué)過(guò)程，改過(guò)去教學(xué)單行道（教師到學(xué)生）為雙行道（教師到學(xué)生，學(xué)生到教師），引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。例如，針對(duì)近期發(fā)生的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，可設(shè)置地質(zhì)災(zāi)害的主要誘因？人類活動(dòng)or自然條件的論題，讓學(xué)生通過(guò)查閱與崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害相關(guān)的資料，展開討論與辯論，從而達(dá)到牢固掌握崩塌、滑坡、泥石流等相關(guān)知識(shí)的目的。此外，還可增加一些工程實(shí)例課，讓學(xué)生嘗試用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題。例如利用最新發(fā)生的地震、滑坡及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的工程實(shí)例，探討這些災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理及防治措施，從而鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力。
（三）加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，改被動(dòng)式接受為主動(dòng)式探索
在實(shí)施實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教師的引導(dǎo)作用。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，指導(dǎo)教師可提出實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)，并給出參考意見，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，將原來(lái)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。盡量創(chuàng)造條件讓學(xué)生開拓思維，發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高洞察力，培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
野外實(shí)踐應(yīng)有效地將理論與實(shí)際相結(jié)合。因此，在進(jìn)行野外實(shí)踐教學(xué)時(shí)地點(diǎn)應(yīng)盡可能選擇工程地質(zhì)現(xiàn)象豐富的地方。對(duì)河南理工大學(xué)而言，可在市區(qū)北部的縫山針公園進(jìn)行為期半天的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。結(jié)合園區(qū)內(nèi)原有采石場(chǎng)開挖形成的人工邊坡講解邊坡的應(yīng)力分布狀態(tài)及變化特征，邊坡變形破壞類型及穩(wěn)定性的影響因素，同時(shí)還可結(jié)合該園區(qū)的生態(tài)恢復(fù)治理工程講解邊坡變形破壞的防治原則和措施。此外，可結(jié)合水文與水資源工程專業(yè)學(xué)生未來(lái)就業(yè)意愿和方向，在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）環(huán)節(jié)安排一些與工程地質(zhì)有關(guān)的實(shí)踐內(nèi)容，例如巖土工程勘察設(shè)計(jì)或巖土工程分析與評(píng)價(jià)、邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)以及煤矸石堆積體穩(wěn)定性分析等。在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程中要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生多動(dòng)手、多動(dòng)腦，多方位培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力。
（四）完善考核內(nèi)容與方式，改重視理論考核為突出實(shí)踐性考核
改變考核成績(jī)的比例組成，將平時(shí)考核成績(jī)的比例提高10%～20%，弱化到課率在平時(shí)成績(jī)中的主導(dǎo)地位，突出學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的綜合表現(xiàn)。同時(shí)加大課堂表現(xiàn)方面的考核力度，就重點(diǎn)內(nèi)容的一些問(wèn)題進(jìn)行課堂提問(wèn)，積極主動(dòng)回答問(wèn)題者每次加2分，答對(duì)的再加3分，這在一定程度上能促進(jìn)學(xué)生思考問(wèn)題的積極性，也有利于教與學(xué)之間的互動(dòng)。在考核內(nèi)容上要增加一些綜合能力的考核，不僅要考核理論知識(shí)，還要設(shè)置一些案例分析題，考核學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生綜合素質(zhì)得到提高。
關(guān)鍵詞：工程地質(zhì) 學(xué)科價(jià)值 科學(xué)發(fā)展 分析
工程地質(zhì)的研究?jī)?nèi)容主要包括確定巖土成分、組織結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等，同時(shí)研究分析特殊地質(zhì)隊(duì)建筑工程穩(wěn)定性的影響。對(duì)工程地質(zhì)進(jìn)行研究主要是為了對(duì)建筑工程所在地區(qū)的地質(zhì)進(jìn)行勘察，對(duì)可能存在的問(wèn)題進(jìn)行分析。這樣就可以為選擇合適的場(chǎng)地，解決建筑過(guò)程中可能面臨的問(wèn)題做好準(zhǔn)備。
一、工程地質(zhì)學(xué)科的發(fā)展及其科學(xué)性
每一門學(xué)科都有存在的價(jià)值和意義，工程地質(zhì)學(xué)科也不例外。人類要生存和發(fā)展就要進(jìn)行建設(shè)。近些年來(lái)，建筑工程的規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)工程地質(zhì)的運(yùn)用也越來(lái)越頻繁。在前期，工程地質(zhì)的主要任務(wù)是對(duì)工程進(jìn)行選址，對(duì)地質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以保證工程的安全。這個(gè)時(shí)候?qū)こ痰刭|(zhì)的要求主要在于發(fā)現(xiàn)地質(zhì)的規(guī)律及其對(duì)工程的作用以及適應(yīng)性。
從工程地質(zhì)學(xué)科的發(fā)展來(lái)看，主要分為以下三個(gè)階段：
傳統(tǒng)工程地質(zhì)學(xué)階段。這一階段存在于50年代到70年代，在這一階段，工程地質(zhì)的主要作用在于提供全面的資料和數(shù)據(jù)以便進(jìn)行工程選址和設(shè)計(jì)。這一時(shí)期在理論、方法和實(shí)際操作中和世界地質(zhì)工程學(xué)還是有較大差距的。人們也沒(méi)有認(rèn)識(shí)到工程地質(zhì)在社會(huì)發(fā)展中的作用。
傳統(tǒng)地質(zhì)工程學(xué)到現(xiàn)代地質(zhì)工程學(xué)的過(guò)渡階段。這一階段從70年代到80年代。在這一階段工程地質(zhì)已經(jīng)慢慢走上正軌，發(fā)展很順利。主要進(jìn)行工程地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)。這個(gè)時(shí)候逐漸引進(jìn)了西方發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)理論和技術(shù)。
現(xiàn)代工程地質(zhì)學(xué)階段。這一階段是80年代中后期，世界科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，各國(guó)形勢(shì)也發(fā)生了很大變化。人口、資源以及環(huán)境等問(wèn)題成為世界性的問(wèn)題。隨著人口的逐漸增多，對(duì)資源的需求量越來(lái)越大、環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重。而地質(zhì)問(wèn)題與這三者息息相關(guān)。這個(gè)時(shí)候需要對(duì)工程地質(zhì)的理論和技術(shù)進(jìn)行研究，逐步實(shí)現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)代化。
因?yàn)楣こ痰刭|(zhì)學(xué)的特殊性，很多人覺(jué)得這是一個(gè)技術(shù)性問(wèn)題，忽視了它的科學(xué)性和理論性。事實(shí)上，工程地質(zhì)學(xué)包括工程學(xué)、力學(xué)、地質(zhì)學(xué)等多個(gè)方面。不僅幫助人們認(rèn)識(shí)自然還可以改造自然。
二、工程地質(zhì)學(xué)科的理論及發(fā)展
工程地質(zhì)學(xué)科的基本理論形態(tài)包括“成因演化論”、“ 結(jié)構(gòu)控制論”和“ 相互作用論”。
成因演化論。這一理論體系是從歐美引入的。強(qiáng)調(diào)的是地質(zhì)體的成因決定工程地質(zhì)的性質(zhì)，而演化能改變性質(zhì)。工程地質(zhì)條件的形成是內(nèi)外動(dòng)力作用綜合的結(jié)果。主要任務(wù)是查清工程地質(zhì)的條件以及形成的原因，以此為路徑解決工程地質(zhì)問(wèn)題。
結(jié)構(gòu)控制論。結(jié)構(gòu)控制論是由中國(guó)工程地質(zhì)學(xué)家建立的，強(qiáng)調(diào)地質(zhì)結(jié)構(gòu)控制地質(zhì)體力學(xué)行為。所有的活動(dòng)包括人類活動(dòng)都會(huì)改變地質(zhì)體的結(jié)構(gòu)，從而改變地質(zhì)力學(xué)行為。所以我們要查行處地質(zhì)結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行分析，以解決工程建設(shè)過(guò)程中可能出現(xiàn)的地質(zhì)問(wèn)題。
相互作用論。就像力的作用是相互的一樣，人類活動(dòng)和地質(zhì)之間也是相互作用的。一方面來(lái)說(shuō)，地質(zhì)環(huán)境的好壞與適合與否決定了人們對(duì)地質(zhì)區(qū)域的選擇。人們會(huì)經(jīng)過(guò)研究分析后對(duì)地質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)然后對(duì)工程環(huán)境進(jìn)行選擇。而另一方面，人們的建設(shè)活動(dòng)也在改造者地質(zhì)環(huán)境。前后兩者之間是相互影響的，工程地質(zhì)的作用就在于協(xié)調(diào)這兩者之間的關(guān)系，達(dá)到一定的平衡。
三、新時(shí)代工程地質(zhì)存在問(wèn)題的特點(diǎn)
近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)獲得高速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期一個(gè)重要的部分就是建設(shè)。隨著建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，埋藏越來(lái)越深，地下的設(shè)施也越來(lái)越多。工程地質(zhì)面臨著新的嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
在大型水利工程建設(shè)過(guò)程中，存在著庫(kù)岸崩塌滑坡的現(xiàn)象、水庫(kù)誘發(fā)地震和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題以及深巖體精密探測(cè)和隧道的提前預(yù)報(bào)等問(wèn)題。
在能源開發(fā)工程中， 峽谷區(qū)岸坡（應(yīng)力場(chǎng)）演化與山體卸荷變形成因， 大規(guī)模開挖中高儲(chǔ)能巖體變形破壞機(jī)理與過(guò)程， 地表水入滲非線性模型與各向異性巖體水力學(xué)規(guī)律， 大型土石混雜堆積體的結(jié)構(gòu)、力學(xué)與水力學(xué)特性， 萬(wàn)年尺度核廢料地質(zhì)處置中水巖熱化耦合作用， 深層地?zé)衢_發(fā)利用等。
在鐵路、公路等交通網(wǎng)絡(luò)工程中， 含雜質(zhì)碳酸鹽巖溶規(guī)律與隧洞巖溶塌陷和涌水， 峽谷區(qū)深厚松散層橋基及邊坡動(dòng)力變形破壞機(jī)理， 高速鐵路軟基零沉降控制計(jì)算理論， 地下采空區(qū)地球物理特性與判別標(biāo)準(zhǔn)， 跨海通道高壓突水等工程地質(zhì)問(wèn)題。
也就是說(shuō)，隨著工程規(guī)模的擴(kuò)大，埋藏深度的增加，地震等作用的風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越高。人類工程活動(dòng)頻繁的參與使得地質(zhì)體成因等理論已經(jīng)不能夠完全適應(yīng)現(xiàn)在的狀況。巖體結(jié)構(gòu)對(duì)工程地質(zhì)過(guò)程的控制作用在常溫下和在高溫等特殊環(huán)境下也是不相同的。原來(lái)的經(jīng)典理論在現(xiàn)在復(fù)雜的地質(zhì)狀況下，面臨著挑戰(zhàn)。
四、工程地質(zhì)科學(xué)發(fā)展分析
在現(xiàn)在復(fù)雜的情況下，對(duì)工程地質(zhì)學(xué)的研究顯得尤為重要。在未來(lái)，我們主要對(duì)一下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：
首先是地質(zhì)環(huán)境。主要是指動(dòng)力學(xué)地質(zhì)環(huán)境和災(zāi)害地質(zhì)環(huán)境。災(zāi)害地質(zhì)環(huán)境主要包括水文地質(zhì)環(huán)境、風(fēng)化、崩滑流破壞等物理地質(zhì)作用環(huán)境。
其次是地質(zhì)體工程性質(zhì)研究。這個(gè)主要包括結(jié)構(gòu)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。所謂結(jié)構(gòu)性質(zhì)研究就是對(duì)地質(zhì)的非連續(xù)性、隨機(jī)性等進(jìn)行研究。而物理學(xué)性質(zhì)則是指對(duì)高溫、高壓等物理特性下的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行研究。大體上從80年代中期開始，中國(guó)工程地質(zhì)學(xué)進(jìn)入了現(xiàn)代工程地質(zhì)學(xué)階段。這個(gè)階段的背景是：世界科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，地球科學(xué)向著國(guó)際化和統(tǒng)一化方向迅速發(fā)展；全世界面臨人口、資源、環(huán)境三大課題；由于人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的廣度和深度不斷擴(kuò)大，環(huán)境的污染和破壞日益嚴(yán)重，使合理開發(fā)利用和保護(hù)、治理環(huán)境成為迫切需要解決的世界性重大課題，從而促進(jìn)了環(huán)境科學(xué)學(xué)科體系的迅速形成和發(fā)展。工程地質(zhì)學(xué)與人口、資源、環(huán)境這三大課題的研究都有著密切的關(guān)系。這就為工程地質(zhì)學(xué)開辟了廣闊的發(fā)展前景。在這個(gè)階段，中國(guó)工程地質(zhì)學(xué)的基本任務(wù)是通過(guò)引進(jìn)和創(chuàng)新，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論、方法和技術(shù)的研究，用先進(jìn)的理論、方法和技術(shù)武裝自己，逐步實(shí)現(xiàn)學(xué)科現(xiàn)代化。這個(gè)階段最主要的標(biāo)志是中國(guó)環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)的形成和發(fā)展。因此，可以把這個(gè)階段說(shuō)成是“環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)”階段。
工程地質(zhì)學(xué)是復(fù)雜的，交叉性強(qiáng)的一門學(xué)科。涉及到地質(zhì)、工程、物理學(xué)等各個(gè)方面。所以在未來(lái)的研究中我們要積極的將這些技術(shù)相結(jié)合，利用各自的優(yōu)勢(shì)作為分析和參考的依據(jù)。同時(shí)，研究學(xué)家們要將自己納入世界范圍之內(nèi)，地質(zhì)研究要與時(shí)俱進(jìn)，與國(guó)外的先進(jìn)團(tuán)隊(duì)和機(jī)構(gòu)進(jìn)行交流探討，引進(jìn)先進(jìn)的理論和技術(shù)以為己用。
總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和建設(shè)現(xiàn)代化城市的需要，城市建設(shè)成為國(guó)家關(guān)注的重點(diǎn)。工程地質(zhì)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，無(wú)論從技術(shù)上還是理論上，較之原來(lái)都有很大的提升。但是，隨著城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大以及地下建設(shè)的深入，我們面臨的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越多。在新的時(shí)期，國(guó)家的建設(shè)依賴于工程地質(zhì)科學(xué)的迅速發(fā)展。我們應(yīng)該更多的關(guān)注工程地質(zhì)科學(xué)，從而為國(guó)家的建設(shè)和發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】：研究生教育 精英教育 小班授課 教學(xué)改革。
0 引言
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）作為教育部直屬全國(guó)重點(diǎn)高校，是首批具有博士和碩士學(xué)位授予權(quán)的高校之一，具有百年辦學(xué)歷史，行業(yè)特色鮮明，在人才培養(yǎng)和課程設(shè)置上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)[1]。但隨著研究生招生規(guī)模日益增加，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）倡導(dǎo)的研究生精英教育模式也受到?jīng)_擊，研究生教學(xué)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(yīng)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(xué)校選擇了一批重點(diǎn)專業(yè)，針對(duì)課程選擇人數(shù)少于10人的課程專門開設(shè)了小班授課試點(diǎn)，目的是通過(guò)1個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，評(píng)價(jià)小班授課的優(yōu)劣，并總結(jié)出小班授課方式和經(jīng)驗(yàn)，為研究生小班授課教學(xué)模式推廣奠定基礎(chǔ)。本文針對(duì)礦業(yè)類高校的學(xué)科特點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)踐，重點(diǎn)探討《水文地質(zhì)與工程地質(zhì)學(xué)》教學(xué)改革的方向和內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的地質(zhì)學(xué)思維和實(shí)踐靈活運(yùn)用技能[2-3]，為更好的培養(yǎng)相關(guān)方面的專業(yè)人才提供基礎(chǔ)。
1 小班授課人數(shù)優(yōu)化
重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)將小班授課試點(diǎn)作為一個(gè)嘗試，不能夠影響到正常的教學(xué)安排或計(jì)劃。要根據(jù)研一學(xué)生提交的選課統(tǒng)計(jì)表，選擇報(bào)名人數(shù)較少，專業(yè)課在本行業(yè)較重要的課程作為試點(diǎn)選擇課程，集中起來(lái)開展小班授課。一般小班授課要求學(xué)生上限為10人，下限為3人。
2上課地點(diǎn)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(jù)情況靈活選擇教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)室、工作室、標(biāo)本室或報(bào)告廳等場(chǎng)所進(jìn)行授課，方便同學(xué)們更好地把課堂知識(shí)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，用理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論。
3教學(xué)方法改革
為了適應(yīng)小班授課的特點(diǎn)，一些傳統(tǒng)教學(xué)方法需要進(jìn)行改革。工程地質(zhì)學(xué)是一門強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性的自然科學(xué)，因此在講授工程地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象過(guò)程中，借助電子教學(xué)并結(jié)合作者所從事的巖質(zhì)邊坡工程災(zāi)害控制研究方面的最新成果，介紹典型山體滑坡災(zāi)害，分析產(chǎn)生山體滑坡變形現(xiàn)象的工程地質(zhì)原因，介紹對(duì)滑坡牛頓力監(jiān)測(cè)的必要性。由于小班教學(xué)人數(shù)較少，便于管理，可以通過(guò)考察“深部巖土力學(xué)與地下工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)”，了解滑坡災(zāi)害的研究前沿，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的科研活動(dòng)的創(chuàng)新性思維，為學(xué)生今后從事相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3.1 優(yōu)化教學(xué)大綱，深化教學(xué)內(nèi)容
為了有效把握課程主要重點(diǎn)內(nèi)容、提高效率，一些不主要的內(nèi)容以學(xué)生自學(xué)為主，不再進(jìn)行講解，但是與所學(xué)專業(yè)相關(guān)的重點(diǎn)講解，且要比課本知識(shí)更加深化，例如：當(dāng)講到地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)和控制方面，常規(guī)監(jiān)測(cè)如降雨量、地下水水位等內(nèi)容不再重點(diǎn)講解，而是引入國(guó)際前沿，將滑坡牛頓力監(jiān)測(cè)重點(diǎn)引入。
3.2 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例，引入各章知識(shí)點(diǎn)
《水文地質(zhì)與工程地質(zhì)學(xué)》具有較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用特點(diǎn)，有的學(xué)校為了突出水文地質(zhì)與工程地質(zhì)學(xué)的應(yīng)用行業(yè)，還專門開設(shè)了“煤礦水文地質(zhì)與工程地質(zhì)”課程[4]。鑒于此，本課程將現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)例作為切入點(diǎn)，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(zāi)害為例（圖1），來(lái)分析滑坡類的特點(diǎn)和后果。這樣既提高了學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣，又便于引入各章知識(shí)點(diǎn)，做到了帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)、學(xué)以致用的良好目的。
3.3 理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
只有將理論和實(shí)際相結(jié)合，才能更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。以南芬露天鐵礦滑坡災(zāi)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(duì)策（圖3），并在工程現(xiàn)場(chǎng)得以驗(yàn)證對(duì)策的正確性。
3.4 加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性，安排學(xué)生輪流上臺(tái)授課
傳統(tǒng)的灌輸式授課方式不足以調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂參與積極性，缺乏自主學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力。為了促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，課堂上抽出一定時(shí)間來(lái)安排學(xué)生輪流上講臺(tái)授課，這樣，學(xué)生會(huì)對(duì)知識(shí)理解更加深刻。
3.5 取消點(diǎn)名機(jī)制，加強(qiáng)隨堂測(cè)試
課堂點(diǎn)名，一定程度上可以起到督促學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，但這屬于依靠外在力量約束，而且還浪費(fèi)課堂寶貴的時(shí)間。而隨堂測(cè)試的方法調(diào)動(dòng)了學(xué)生的參與熱情，學(xué)生置身其中進(jìn)行思考解決問(wèn)題的方法，由于授課學(xué)生人數(shù)較少，也方便了教師對(duì)每一位學(xué)生的重點(diǎn)指導(dǎo)，及時(shí)得發(fā)現(xiàn)不足，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維。
4小班授課優(yōu)缺點(diǎn)評(píng)價(jià)
通過(guò)1個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，分別在大班授課和小班授課中隨機(jī)選取5人，采用筆試和面試方式，對(duì)10個(gè)人所掌握的知識(shí)點(diǎn)及其靈活運(yùn)用技能進(jìn)行考核，最終發(fā)現(xiàn)，小班授課5人平均成績(jī)96分（百分制），大班授課5人平均成績(jī)84分。通過(guò)對(duì)大班授課和小班授課學(xué)生考核成績(jī)的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)小班授課平均成績(jī)高于大班授課平均成績(jī)，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(jié)論
本文以水文地質(zhì)與工程地質(zhì)學(xué)課程為例，通過(guò)對(duì)研究生進(jìn)行大班和小班兩種不同授課模式的教學(xué)探索，著重在以下五個(gè)方面進(jìn)行了嘗試：①優(yōu)化教學(xué)大綱、深化教學(xué)內(nèi)容；②結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例、引入各章知識(shí)點(diǎn)；③理論聯(lián)系實(shí)際、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力；④加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性、學(xué)生上臺(tái)授課；⑤取消點(diǎn)名制度、加強(qiáng)課堂測(cè)試，對(duì)比發(fā)現(xiàn)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(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：土木工程地質(zhì)；課程教學(xué)；教學(xué)方法；教研改革
隨著國(guó)家對(duì)新疆“一帶一路”核心圈經(jīng)濟(jì)建設(shè)的大力投入，大量基礎(chǔ)建設(shè)中需要具備較強(qiáng)工程地質(zhì)專業(yè)背景的復(fù)合型人才。新疆大學(xué)作為邊疆重點(diǎn)高校之一，正著力培養(yǎng)服務(wù)于西部開發(fā)與“一帶一路”工程建設(shè)需要的綜合性技術(shù)人才。通過(guò)工程地質(zhì)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解實(shí)際工程建設(shè)中可能遇到的工程地質(zhì)問(wèn)題及其對(duì)工程本身的影響，依據(jù)所學(xué)知識(shí)能正確防治各類地質(zhì)災(zāi)害，以保證工程建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定。因此本課程對(duì)土木工程專業(yè)來(lái)講是非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。
一、課程教學(xué)中存在的不足
1.前導(dǎo)課程設(shè)置不合理。工程地質(zhì)學(xué)作為地質(zhì)學(xué)的一門分支課程，其前導(dǎo)課程為“地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”“土力學(xué)”“巖體力學(xué)”等課程。根據(jù)新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院土木專業(yè)最新培養(yǎng)計(jì)劃，工程地質(zhì)被安排大一下學(xué)期進(jìn)行，因此會(huì)導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法有效地理解和掌握一些工程地質(zhì)術(shù)語(yǔ)的概念，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不理想。在實(shí)際教學(xué)中，針對(duì)巖土體物理力學(xué)參數(shù)方面，學(xué)生在沒(méi)有“巖體力學(xué)”“土力學(xué)”課程學(xué)習(xí)的前提下，不能較好地理解參數(shù)的具體含義及用途。此外，在滑坡穩(wěn)定性計(jì)算案例中，學(xué)生不僅需要掌握巖土體物理力學(xué)的具體含義，還要具備一定的編程能力（包括Excel、C語(yǔ)言等）用于滑坡穩(wěn)定性計(jì)算公式的編寫，因此前導(dǎo)課程的不合理安排，導(dǎo)致許多教學(xué)任務(wù)無(wú)法順利開展，這勢(shì)必會(huì)影響學(xué)生專業(yè)知識(shí)掌握的熟練度。2.課程學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多。隨著高校學(xué)分制的推行，筆者所在學(xué)院“土木工程地質(zhì)”課時(shí)已縮短至28學(xué)時(shí)。為在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，教師需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容做出一定調(diào)整與壓縮，從而導(dǎo)致學(xué)生理論學(xué)習(xí)偏少，影響了課程教學(xué)質(zhì)量。課程學(xué)時(shí)的壓縮主，最直接的影響是案例的教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生理論知識(shí)需要借助于實(shí)際工程案例講解才能較好地消化，如巖石礦物教學(xué)環(huán)節(jié)，必須讓學(xué)生親眼看見巖石、親手感觸到礦物才能印象深刻。此外，各類地質(zhì)災(zāi)害也需要用到大量的工程案例來(lái)支撐講解，學(xué)生往往對(duì)實(shí)際工程案例更加感興趣。通過(guò)實(shí)際案例，學(xué)生不僅能更快掌握理論知識(shí)，也能更加今后工程實(shí)踐中的工程地質(zhì)問(wèn)題。3.工程地質(zhì)理論教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱。目前的土木工程地質(zhì)教學(xué)大綱主要側(cè)重于地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)的講解，如巖石礦物、地層地質(zhì)構(gòu)造等，而具體的工程地質(zhì)理論占總教學(xué)學(xué)時(shí)比例較少，如地下工程地質(zhì)問(wèn)題、邊坡工程地質(zhì)問(wèn)題等。這勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)工程地質(zhì)的認(rèn)識(shí)僅停留在基礎(chǔ)地質(zhì)方面，對(duì)今后工程實(shí)踐可能遇到的邊坡穩(wěn)定、圍巖穩(wěn)定等問(wèn)題缺乏足夠的認(rèn)識(shí)與重視。光靠地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)根本無(wú)法解決實(shí)際工程中的各類工程地質(zhì)問(wèn)題。地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)是為了更好地掌握工程地質(zhì)理論，但僅側(cè)重地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)而忽視工程地質(zhì)理論的學(xué)習(xí)，就無(wú)法凸顯工程地質(zhì)學(xué)學(xué)習(xí)的意義，學(xué)生今后無(wú)法從容應(yīng)對(duì)工程實(shí)踐中突發(fā)的工程地質(zhì)現(xiàn)象與問(wèn)題。4.實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)沒(méi)形成完整教學(xué)體系。工程地質(zhì)是一門緊密聯(lián)系實(shí)際工程的課程，需要學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上通過(guò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)加以消化理解。然而，目前筆者所在學(xué)院土木工程地質(zhì)實(shí)踐環(huán)節(jié)尚無(wú)固定的實(shí)習(xí)路線，沒(méi)有專業(yè)的實(shí)習(xí)指導(dǎo)書，因此實(shí)踐教學(xué)效果較差，學(xué)生無(wú)法將課本所學(xué)理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際，導(dǎo)致今后在實(shí)際工程中遇到工程地質(zhì)問(wèn)題無(wú)法快速識(shí)別與解決。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)預(yù)期效果不夠理想主要表現(xiàn)在三方面：一是地質(zhì)基礎(chǔ)技能的掌握，如野外巖石識(shí)別、羅盤使用等；二是工程地質(zhì)勘查實(shí)踐能力，如滑坡、泥石流野外勘察能力；三是實(shí)習(xí)時(shí)間較短、路線長(zhǎng)，許多學(xué)生難以掌握教學(xué)內(nèi)容，實(shí)習(xí)報(bào)告編寫質(zhì)量堪憂。筆者針對(duì)所在學(xué)院土木專業(yè)的“土木工程地質(zhì)”課程教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中存在的諸多問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié)，學(xué)校要解決這些不足，就必須采取一些行之有效的教學(xué)改革手段進(jìn)行嘗試探討。
二、課程教學(xué)模式改革建議
為提高工程地質(zhì)課程教學(xué)效果，讓學(xué)生更深刻掌握課程知識(shí)，根據(jù)筆者所在學(xué)院“土木工程地質(zhì)”教學(xué)現(xiàn)狀，本文提出如下建議。1.優(yōu)化培養(yǎng)計(jì)劃課程編排。學(xué)校將“工程地質(zhì)”課程安排在大二下學(xué)期進(jìn)行，在學(xué)生學(xué)習(xí)完“土力學(xué)”“巖體力學(xué)”“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”等前導(dǎo)課程后學(xué)習(xí)“工程地質(zhì)”課程。教師利用學(xué)生已學(xué)知識(shí)，課堂上引導(dǎo)學(xué)生自己探索巖土體各物理力學(xué)參數(shù)對(duì)圍巖、邊坡（滑坡）的穩(wěn)定性影響規(guī)律，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)EXCEL或者C語(yǔ)言編程滑坡、崩塌體等地質(zhì)災(zāi)害穩(wěn)定性計(jì)算程序。2.突出教學(xué)重點(diǎn)。在無(wú)法增加課時(shí)量的情況下，教師需要把主要教學(xué)內(nèi)容放在重點(diǎn)章節(jié)上。工程地質(zhì)課程的主要任務(wù)是讓學(xué)生了解工程建設(shè)中可能出現(xiàn)的各類工程地質(zhì)現(xiàn)象和問(wèn)題，分析各類工程地質(zhì)問(wèn)題對(duì)工程建設(shè)的影響，能提出相應(yīng)的防治措施。因此在教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)重點(diǎn)講解各類工程地質(zhì)現(xiàn)象與問(wèn)題的成因、影響因素、誘發(fā)機(jī)制、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等，使學(xué)生能將所學(xué)知識(shí)能直接應(yīng)用于實(shí)際工程建設(shè)中。針對(duì)部分地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)，教師可適當(dāng)減少教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生掌握其基本概念即可。3.加強(qiáng)地域特色案例教學(xué)。新疆位于我國(guó)西北邊陲，處于亞歐中心，是我國(guó)陸地面積最大的省份。新疆地形地貌多元化特征明顯，既有沙漠、隔壁、荒山，也有草甸、森林、河流。教師以新疆常發(fā)地質(zhì)災(zāi)害類型重點(diǎn)分析，不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也能為學(xué)生日后快速融入本地生產(chǎn)項(xiàng)目提供基礎(chǔ)。裴向軍通過(guò)對(duì)天山區(qū)公路邊坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征的收集整理得出，新疆地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型主要表現(xiàn)為凍土、巖體凍融風(fēng)化破壞、泥石流、水毀、雪害、凍害。因此，教師應(yīng)在今后的工程地質(zhì)教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)中，突出上述地質(zhì)災(zāi)害類型的講解，盡可能地在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中加入上述案例現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。4.重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。新疆地貌特征雖然豐富，但由于幅員遼闊，不同地質(zhì)現(xiàn)象相距甚遠(yuǎn)，因此導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)習(xí)路線較長(zhǎng)，學(xué)生在有限的實(shí)習(xí)時(shí)間內(nèi)很難完成實(shí)習(xí)內(nèi)容。因此，學(xué)校需要盡量選擇地質(zhì)現(xiàn)象特征明顯、地質(zhì)現(xiàn)象豐富的地區(qū)作為固定實(shí)習(xí)基地，安排專業(yè)教師提前踩點(diǎn)優(yōu)化實(shí)習(xí)路線與實(shí)習(xí)日程安排，并制定完善好實(shí)習(xí)指導(dǎo)書。5.重視工程地質(zhì)實(shí)習(xí)報(bào)告編寫。學(xué)生工程地質(zhì)專業(yè)知識(shí)掌握好壞的程度主要體現(xiàn)在工程地質(zhì)實(shí)習(xí)報(bào)告中，通過(guò)實(shí)習(xí)報(bào)告，教師可知道學(xué)生是否掌握工程地質(zhì)相關(guān)基本概念、羅盤使用是否正確、工程地質(zhì)專業(yè)術(shù)語(yǔ)表述是否準(zhǔn)確和恰當(dāng)。因此，實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中教師需要認(rèn)真指導(dǎo)學(xué)生識(shí)別地質(zhì)現(xiàn)象、正確使用地質(zhì)羅盤，使學(xué)生掌握野外記錄薄的記錄要求和地質(zhì)素描技巧。教師要每天檢查學(xué)生野外記錄本內(nèi)容，及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)中的不足加以改進(jìn)。實(shí)習(xí)后期，教師要加強(qiáng)學(xué)生實(shí)習(xí)報(bào)告編寫指導(dǎo)，實(shí)習(xí)報(bào)告要圖文并茂，地質(zhì)現(xiàn)象描述準(zhǔn)確。
三、結(jié)論
“工程地質(zhì)”課程教學(xué)內(nèi)容需要綜合課程理論知識(shí)與工程實(shí)踐，其教學(xué)內(nèi)容多、涉及面廣。教師要想在有限的課時(shí)內(nèi)完成教學(xué)目標(biāo)，需要在優(yōu)化課程教學(xué)安排基礎(chǔ)上突出教學(xué)重點(diǎn)，結(jié)合新疆地域特色，重點(diǎn)引入本地常見地質(zhì)災(zāi)害案例，使學(xué)生快速消化理論知識(shí)。此外，教師需要重視教學(xué)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生野外地質(zhì)基本功練習(xí)，使學(xué)生更加快速牢固地掌握工程地質(zhì)理論知識(shí)，達(dá)到培養(yǎng)復(fù)合型人才的要求。
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