摘 要：工程地质课程是土木工程专业的一门重要的专业基础课，旨在培养具有在实际工程活动中分析解决工程地质问题能力的应用型人才。然而，工程地质涉及知识面广、内容多，与实际教学学时少、实践缺乏之间的矛盾，是目前高校的工程地质课程教学中普遍存在的问题。文章分析了华南农业大学土木工程专业工程地质课程现状，指出了该课程在教学与实践方面的不足，并针对这些问题，提出了具体的教学改革思路与改革措施，为该课程的教学改革与创新提供了借鉴与参考。
关键词：工程地质；应用型人才；实践教学；改革与创新
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）12-0043-03
Abstract： Engineering geology is an important basic specialized course for civil engineering majors， aiming at training applied talents who have the ability to analyze and solve engineering geological problems in practical engineering activities. However， engineering geology involves a wide range of knowledge and contents but insufficient teaching time， which is a common problem in engineering geology teaching in universities. This paper analyzes the present situation of geological engineering courses in civil engineering at South China Agricultural University， and points out the deficiency of the course in the teaching and practice. Furthermore， aiming at solving these problems， the paper puts forward specific ideas of teaching reform and reform measures， and provides a reference for the teaching reform and innovation of the course.
Keywords： Engineering geology；applied talents； practical teaching；reform and innovation
一、研究背景
工程地质学在20世纪30年代初发展成为地质学的一门独立分支学科，在工程建设中发挥着重要的作用。然而，工程地质涉及多门学科，具有知识面宽广、内容多、重点不突出等特点（贺虎等，2016），而现代勘查手段的发展又对工程地质行业提出了新要求。当前，如何利用先进的教学技术，结合实践教学，培养具有扎实工程地质基础的土木专业人才，是该课程教学改革与创新研究的热点问题之一（陈永贵等，2008）。
工程地质主要研究与人类工程建设活动相关的一些地质问题，其主要特点是把地质学科与工程学科密切结合，并把工程地质原理与工程实践紧密联系在一起，涉及地质学基础、工程岩土学、水文地质基础、工程地质问题和工程勘察技术等宽广的知识面（原俊红等，2017），是一门应用性和实践性非常强的专业基础课，被广泛应用于工程勘察、设计、施工、监测、环境评价及地质灾害防治等领域（王志荣等，2011）。土木工程专业以工程应用为主要服务对象，其本科生毕业后从事水电、公路、铁路、市政、地质灾害治理等各项工程建设，需要扎实的工程地质学基础，在工程的规划、勘察、设计、施工过程中也都需要仔细研究工程地质条件，解决工程地质问题，才能很好地完成工程建设任务，其重要性不言而喻。然而，教学学时少，缺乏实践，是目前高校的工程地质课程中普遍存在的问题。
近年，我国多种地质灾害频发，如工程滑坡、泥石流、地面塌陷等，对人民生命和财产造成了重大损失。而现阶段南水北调、西部梯级水电站、高速公路与铁路、城市轨道交通等基础工程建设，也对工程地质教学提出了新的要求（张永杰等，2014）。同时，随着现代科学技术的发展，工程地质勘查手段和测试技术也更加先进和自动化，工程地质教学内容需要不断适应工程建设发展的需要，进行更新和完善。而随着现代科技的发展，多种技术及资料，如多媒体、视频、航片及卫片等，使多样化教学成为可能。因此，如何构建科学合理的教学体系，培养学生分析问题和解决问题的能力，并使其掌握最新的工程地质勘查手段，是工程地质教学改革与创新中迫切需要解决的问题。
本文通过分析华南农业大学土木工程专业工程地质课程目前存在的问题，提出了该课程在授课内容、授课方式与手段、实践内容等方面的改进与改革的措施，通过这些改革措施的推进与实施，力求培养具有扎实理论与实践基础的新型土木工程人才。
二、现状分析
首先，课程内容多，理论教学课时严重不足。本课程包括普通地质学、水文地质学、工程地质学、灾害地质学、地下工程、边坡工程、地基与基础工程、岩土勘察等多个学科，内容庞杂，知识点分散（罗容等，2016）。同时，由于土木工程学科课程设计特点，学生在学习该门课程时，一般没有地质學相关课程的基础，造成学生对教学内容理解的困难（贺虎等，2016）。学生普遍反映内容多，重点不突出，核心知识不好把握等问题。并且，纵观国内各大高校土木工程专业的工程地质课程，一般开设32 课时，另有部分高校开设48课时，其中包括理论课时及室内试验课时（张永杰等，2013）。然而，华南农业大学土木工程专业的工程地质课程，教学计划只有16个课时，且中间涵盖十一假期，实际授课时数只有14课时，存在严重不足的现象。在这么短的时间内，需要讲授地球概论、内动力地质作用及外动力地质作用、矿物和岩石、地质年代及地质图、地质构造、地下水、岩石的工程地质性质、斜坡稳定性工程地质问题等内容，非常困难。每部分内容只能讲到最核心的部分，其余内容一笔带过，授课内容无法展开，很难让学生具备坚实的地质基础知识。
其次，教学方法手段单一，缺少高质量的教学资源。随着科学技术的发展，岩土工程新理论、新技术不断涌现，让学生了解学科前沿动态，扩大视野，也是本课程的任务之一（师伟等，2011）。多媒体技术已经成为教学不可缺少的一种手段，在一定程度上丰富了工程地质课程教学内容（原俊红等，2017）。对于我们学院土木工程专业的工程地质课程，我们新设计的课件，在原有内容的基础上，加入了大量的图片，力求生动形象，将授课内容更加直观地介绍给学生。这在一定程度上提高了学生听课的积极性。然而，一方面，受课时限制，课程主体内容尚无法讲授完，因而没有时间展开讲授与理论知识相关的一些工程实例。另一方面，虽然多媒体教学手段被大量使用，但是与专业知识紧密结合的高质量的教学视频资源，比如地球概貌、火山作用、溶洞奇观、地震、滑坡、泥石流等比较缺乏，多媒体教学效果仍然不是十分理想。此外，学院已经购买了多种矿物、岩石标本及构造模型等，以及一些相关地质仪器，但是目前还未能应用到土木工程专业该课程的教学活动中。并且，还缺少一些硬件设备支持，比如用来观察矿物结构的高分显微镜等。
第三，实践教学课时不足，场地偏少，经费不足。实习是工程地质实践教学的主要手段。通过野外实习，应该使学生初步具备一定的地质思维能力，并以培养学生独立观察能力、对比分析和综合判断能力为目标（王涛等，2014）。我们的实习场地主要包括广州市火炉山森林公园和广东省博物馆地质馆。火炉山森林公园是花岗岩地貌为主的丘陵地貌，可见花岗岩、花岗斑岩等岩石，地质作用包括花岗岩球形风化、节理等。护坡措施包括挡土墙、格构、植草等，坡面可见排水沟、边沟等。参观广东省地质博物馆，可以认识一些常见的岩石、矿物，了解广东省的自然地理、地貌、地层、矿物、水文地质等概况。这些实习增强了同学们对课程讲授的内容的直观认识。但是，实习时数偏少，场地偏少，缺乏沉积岩、变质岩以及不良地质现象、基础工程地质等内容。另外，受学校办学经费限制，实践教学经费严重不足。目前校外实习经费标准最高是每人每天20元，市内实习每人每天10元。上述费用，安排一周的实习时间，实际上仅够1天校外实习的包车费和现场讲解费，且实习场地只能位于广州附近，便于当天往返。若到距离较远的场地，即便老师与学生自己解决住宿、饮食，交通费也会远远超出预算费用。实习经费不足严重影响了实习的有效开展。
三、课程改革内容探索
基于工程地质的学科特点，针对我校土木工程专业工程地质教学现状及存在的问题，结合其他高校该课程的经验，我们提出如下改革措施。
第一，增加授课学时，丰富授课内容，引入实际工程案例及学科发展前沿。修订本科人才培养方案，重新编写教学大纲，以工程地质教材为基础，参考地质学基础、普通地质学、构造地质学、水文地质学、岩土工程、地质灾害等相关教材的内容，修改现有多媒体课件，扩展现有课程讲授的内容，包括地球概论、内外动力地质作用、矿物与岩石、地质构造、地下水、岩石工程地质性质、斜坡稳定工程地质问题分析等内容，使讲授内容更加系统化，具体化。此外，理论紧密联系实际，将实际工程案例引入课堂教学，如典型公路、桥梁与隧道等工程实例，以及地貌与第四纪松散沉积物和工程地质勘探等，研讨常见的工程地质问题，让学生能够迅速将理论转化为实践应用。同时，在课堂教学中穿插介绍一些学科发展现状和前沿动态，拓宽学生知识面，开阔学生视野。
第二，改进授课方式与手段，丰富现有多媒体课件内容，引进相关教学录像带，增加室内试验。修改现有工程地质学课程的多媒体课件，将野外的地质现象、工程地质问题、实地勘察等以图片的形式融入到多媒体课件相应内容中，使学生能够对工程地质现象及工程地质问题有一个初步、直观的印象。引进相关音像资料，包括地质、水文地质、工程地质、勘探方法、岩土工程施工等，以及地震、火山和泥石流等不良地质现象，建立音像资料库，以弥补课堂教学的不足，并在课下对学生开放，加强学生对课堂知识的理解。增加室内试验，通过室内认知实习，使学生掌握常见矿物和岩石的认识和鉴别方法，为野外实践打下基础。利用我们学院地质陈列室新购置的矿物岩石标本及相关仪器，通过对典型矿物标本、岩浆岩、沉积岩和变质岩标本的观察与鉴别，掌握三大岩类的成因及基本特征，进一步掌握每种岩石的成分、结构和构造特征，初步了解其工程地质性质，掌握典型地质构造成因及特征。
第三，拓宽实践教学实习内容，增加地层、地质构造、地质作用、典型地质灾害及建筑场地等工程基础认知场所。首先，通过实地调研，增加实习场地，要求学生掌握用肉眼或其他简单工具鉴定矿物的方法，认识最主要的造岩矿物；在野外实地观察主要类型的岩石，学会简单地鉴别岩石矿物类型的方法；远距离、近距离观察一些常见的地质构造，判断其构造类型，通过所学的知识推断构造形成的条件以及原因；认识断层、节理、滑坡等地质现象；认识花岗岩地层、风化作用、不良地质现象等。其次，经过实地调研，通过书面申请，陈列实习所需经费详细项目及用途，向学校及学院申请经费，增加现有实习经费。从而做到切实执行一周的工程地质实习教学计划，真正将课堂讲授的理论知识应用到实习当中，提高学生的实践能力。
四、课程改革措施及建议
第一，修订本科人才培养方案，重新编写教学大纲。修订本科人才培养方案，将工程地质课程原来的16学时调整为32学时；重新编写教学大纲，扩展现有課程讲授的内容，引入典型实际工程案例，并穿插学科发展现状和前沿动态。
第二，建立代表性工程地质现象及问题音像资料库。购买包括地质、水文地质、工程地质、勘探方法、岩土工程施工以及地震、火山和泥石流等不良地质现象的音像资料，建立音像资料库，并对学生开放；充分利用互联网，获得最新不良地质现象案例，适时更新。
第三，建立全面的室内标本实验室。目前我院的地质陈列室，已经购置了几百件矿物岩石标本，包括常见矿物、岩石标本，矿物单晶及聚型标本，矿物硬度、节理及断口标本，建筑材料、化工原料、冶金材料标本等。并购置了若干地质罗盘仪、手持放大镜、地质锤等仪器设备。建议后期再购置一些高倍显微镜、指南针等仪器及标本用陈列桌等。
第四，增加实习时间及内容，建立突出实践能力训练的实习基地。切实执行一周的工程地质实习教学计划，并通过向学校及学院申请，增加现有实习经费。在原有实习基地的基础上，新建若干实习基地：1. 中科院广州地球化学研究所地质标本陈列室，认识我国常见的岩石矿物；2. 番禺莲花山，认识沉积岩地层、地质构造、地形地貌、河流地质作用等；3. 建立周边岩层产状测量和典型地质构造观测实习点；4. 通过调查踩点，建立不良地质现象观察实习点；5. 参观一些建筑基坑施工现场，了解建筑地基基础工程地质问题。
五、结束语
本文分析了华南农业大学土木工程专业工程地质课程的现状，借鉴并总结了其他高校土木工程专业该课程的课程设置及教学经验，指出了该课程在实践教学课时、教学方式及内容、室内试验及校外实践教学内容与经费等方面的不足，并针对这些现状及问题，从教学课时调整、教学方式多样化、室内试验与校外实践教学相结合等方面提出了具体的教学改革思路与改革措施，对工程地质课程教学的新模式、新思路进行了探讨，为培养具有扎实理论与实践基础的新型土木工程人才提供了理论基础。
参考文献：
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