时间:2023-12-20 10:48:55
引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇地质学基本概念范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。
论文关键词:高职院校;水文地质学基础;课程建设;教学方法改革
《水文地质学基础》是高职院校金属矿产地质与勘查技术专业、水文地质与勘查技术专业,金属矿开采技术专业、矿山地质专业的专业基础课。水文地质学是研究地下水的科学,主要研究在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律,并研究如何运用这些规律兴利除害,为人类服务。通过该课程的学习,可以掌握水文地质学的基本概念、理论和方法,为以上4个专业的专业课程学习奠定良好的基础,为学生在实际工作中参与地下水的观测、进行地下涌水的处理等提供理论依据,因此,搞好这门课的教学显得尤为重要。
《水文地质学基础》课程教学存在的问题
据统计,云南省有5所高职院校开设了资源开发与测绘大类专业。笔者所在的学校自2005级开始在金属矿产地质与勘查技术专业、金属矿开采技术专业、矿山地质专业中招收高职全日制脱产和函授大专学生,到2010年已有三届毕业生、三届在校生。先后有10个教学班开设了《水文地质学基础》课程,笔者一直承担该课程的教学工作。结合教学实际,笔者认为,在高职院校《水文地质学基础》课程的教学中普遍存在以下问题。
对《水文地质学基础》课程的性质和地位认识不足在高职教育中,资源与测绘大类的专业少,开设《水文地质学基础》课程的专业更少,学习本门课程的人数少,课程在专业以外的认知度低。在笔者所在的学校,制定高职人才培养方案时,《水文地质学基础》应作为金属矿产地质与勘查技术专业的专业基础课还是专业主干课,曾在相关教师中发生了激烈的争论,最终根据教育部教育司2005年版的《高职高专专业概览》才尘埃落定。
使用的教材多为高等学校教材,与高职教育的要求不相匹配高职教育主要培养具有一定理论知识和较强实践能力,面向生产、建设、管理、服务第一线的高素质技能型专门人才。要求学生具有够用的理论知识,较强的动手能力和工作适应性,强调学生在实际工作中要“素质高,上手快,技能强”。高职教育与高等教育培养高级专门人才的目标是不同的。培养目标的不同决定了教学内容的不同,但是,在高职实际教学中,《水文地质学基础》主要选用的大多是高等院校的教材,学科理论介绍多,实际应用介绍少。
适合课堂教学的电子课件少,教师多沿用传统教学模式,教学方式单一《水文地质学基础》课程专业性强,尽管近年来多媒体电子课件在网络上随处可见,但关于《水文地质学基础》课程的课件少之又少。要做好一件成熟的实用的电子课件,需要大量的资料和图片,但由于专业性较强,这方面的资料往往有一定的保密要求,一般人很难找到相关资料,再加上水文地质工作目前主要是相关专业的工程技术人员在实施,高职教师参与很少,导致现在的课件以罗列教材中的内容为主,质量不高,适用性和吸引力不强。
教师大多沿用传统教学模式,教学方式单一在实际教学中,《水文地质学基础》的任课教师大多采取单一的讲授形式,教学仍然是以课堂为中心、以课本为中心、以教师为中心,整个教学过程都在教室里完成。学生没有机会到实地考察,将理论与生产实际对应,因此,学习的积极性、主动性较差。学生的注意力主要集中在接受教师传授的现成知识上,学习围绕课本和考试,沿袭着“上课记笔记、下课抄笔记、考试背笔记”的传统学习方式。讲授方式单一,课程缺少吸引力,导致本门课程枯燥无味;学习方式单一,学得快,忘得快,导致课程学与不学一个样;再加上有些学生本身对所学专业认识不清,更是降低了课程学习的积极性。
《水文地质学基础》课程的教学体会
笔者从2006年开始讲授《水文地质学基础》课程,到2010年,已经完成了10个教学班的教学工作。经过在教学中不断总结和完善教学方法,归纳起来主要有以下三点体会。
根据专业特点,确定教学目标高职院校金属矿产地质与勘查技术专业、水文地质与勘查技术专业、金属矿开采技术专业、矿山地质专业的学生学习《水文地质学基础》课程的目的,并不是要把他们培养成为水文地质专家或专门从事水文地质科学研究的专业人员,而是让他们掌握水文地质的基本概念和基本理论,能够将水文地质理论和技术应用于其今后的工作领域,成为既熟悉本专业业务,又掌握水文地质基本概念和基本理论的技能型人才。对这些专业的学生进行水文地质教育,应该面向金属矿产地质与勘查、水文地质与勘查、金属矿开采、矿山地质等工程领域的应用,以掌握基本理论、突出实践应用为目的。因此,本门课程的教学目标是讲清《水文地质学基础》的基本概念、基本理论,重点抓好基本概念、基本理论的实践性和实用性教学。
根据教学目标,增加课程的实践性和实用性教学笔者所在学校属于企业办学,隶属国有大型企业集团,在学生实习实训和企业工程技术人员到学院兼职讲课等方面具有得天独厚的优势和条件。结合集团与学校的实际情况,笔者重新编写了高职《水文地质学基础》课程的教学大纲,突出了课程的实践性和实用性。在实际教学中逐步尝试进行课程改革。首先是改变单一的教学方式。在2006、2007级金属矿产地质与勘查技术专业的《水文地质学基础》课程讲授中,尝试性地引入讨论式教学和现场教学。在讲授“岩石中孔隙”时,先讲清基本理论,然后通过布置课外作业的方式,让学生通过互联网或相关书籍查阅砂岩、泥岩、泥质灰岩中孔隙的异同,最后让学生结合《普通地质学》、《岩石学》等课程展开讨论,加深对理论知识的理解。在对2007级金属矿产地质与勘查技术专业的学生进行生产实习动员时,笔者结合实训基地的情况,向学生介绍了即将实习的工作区的水文地质情况,并要求学生在实习过程中收集实习矿区的水文地质资料。这一尝试在学生一年后的毕业论文中收到了很好的效果,笔者参与评阅的12份毕业论文中,有多达11份介绍了实习矿区的水文地质情况,有的还提出了矿山巷道涌水的处理方案。在给2008级金属矿产地质与勘查技术专业的学生讲授“大气降水入渗机制”时,恰逢降雨,笔者便直接将学生带到一个建筑施工工地,通过地表的一个新鲜垂直剖面给学生介绍此部分内容,极大地提高了教学效果和学生学习的热情。其次是积极与实训基地的工程技术人员沟通,建议实训基地的工程技术人员在学生进行认识实习、课程实习、生产实习及毕业实习的过程中注意介绍水文地质的内容,包括地下水量的计算、地下涌水的处理、矿山巷道水的处理等,增加课程对实际工作的参与性,提高学生学习的主动性。教学方式的改变和调整,大大增强了课程的吸引力,得到了学生的一致好评。
制作PPT演示文稿,增加课程讲授的直观性和吸引力从2008年开始,笔者将教学讲义的部分章节做成PPT演示文稿,利用多媒体将枯燥的教学内容通过图片和动画展示出来,大大提高了课程讲授的直观性和吸引力。
《水文地质学基础》课程教学方法改革思路
高职教育作为高等教育的一个类型,肩负着培养面向生产、建设、管理和服务第一线需要的高技能人才的使命,在我国加快推进社会主义现代化建设进程中具有不可替代的作用。随着我国走新型工业化道路、建设社会主义新农村和创新型国家对高技能人才要求的不断提高,高职教育必须向培养大量高素质技能型专门人才转变和发展。高职教育的人才培养模式必须强调实用性和技能性,这就要求在高职课程建设中充分考虑课程的实践性环节。
应进一步明确高职院校《水文地质学基础》课程的实践性教学目标高职院校开设《水文地质学基础》课程的目的是学习水文地质的基本概念、基本理论及其应用。课程建设与改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点。高职院校要积极与行业企业合作开发课程,根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,改革课程体系和教学内容,要根据现在和将来的实际应用及需要确定教学目标和教学内容。近年来,各种地质灾害频发,不断地提醒人们必须加强对自然科学知识的学习和应用,才能增强人类改造自然的能力。《水文地质学基础》作为一门自然科学类课程,有责任在人类改造自然的进程中对其研究领域的知识进行普及和介绍,让更多的人了解其学科性质和内容,因此,在教学目标中突出实践性和实用性至关重要。
应充分发挥多媒体教学的优势,增加课程的直观性和吸引力《水文地质学基础》课程的应用性和实践性较强,如果沿用传统的教学方法,与学生学习的心理相违背,教学效果肯定不理想。多媒体技术的迅速发展为教学提供了很大的方便,在《水文地质学基础》课程的教学中必须使用现代化的教学手段,将枯燥的理论形象地展示出来,增加课程的直观性和吸引力,提高教学效率和教学质量。在教学过程中,针对水文地质的具体教学内容、(地球上的水及其循环、岩石中的孔隙与水分、地下水的赋存、地下水运动的基本规律、毛细现象与包气带水的运动、地下水的化学成分及其形成作用、地下水的补给与排泄、地下水系统、地下水的动态与均衡、孔隙水、裂隙水、岩溶水、地下水资源、地下水与环境)学习目标及学生特点等具体情况,采用不同的多媒体形式进行教学。例如,在讲流网时,可引入如何判断矿区的潜水含水层和地表水的补给关系的内容,利用动画模拟地下水的流动方向,从而判断它们之间的补给关系。这些直观的演示可以加深学生对流网的认识,并可以充分发挥学生的视觉、听觉、触觉等器官的功能,使学生在轻松愉快的环境中,用有限的时间获得更多的信息和知识。若能结合专业特点以及课程内容设计一些课件,会使教学活动更加丰富多彩。
应增加《水文地质学基础》课程的实践性、开放性教学针对《水文地质学基础》课程应用性、实践性较强的特点,增加实践性、开放性教学环节是该课程改革的重点。要实现这一目标,仅靠高职院校自身力量是不够的,高职院校要紧密联系行业企业,实施校企合作,与企业实现资源共享,聘请行业企业的工程技术人员和能工巧匠到学校担任兼职教师,将工程技术人员和能工巧匠多年在生产一线积累的水文地质理论和经验带进课堂,将水文地质学基础理论和方法应用于实际工作的事例带进课堂,增加教学的针对性和实践性。若能在学生实习实训时,请带实习实训的工程技术人员针对具体工作面对水文地质学基本理论和方法进行讲解,整个课程的教学就会更上一层楼。
书本知识与实际应用脱节构造地质学的教学不同于英语、数学等基础课程,构造地质学是理论性、实践性都很强的课程。它是由理论课、实验课及野外实践三个环节构成,描述性的内容较多,而计算公式和复杂的推理较少。我校在构造地质学的教学安排中没有合理的分配这三个环节的教学时间,使得理论课与野外考查课间隔时间太长,不能将学习的理论知识及时有效地在实际的实践中得到应用,从而使得学生不能很好的理解所学的知识,影响学习效率和教学质量。
学校选择的教材较单一教材建设是实现教学目标的基础,选择一本好的教材是实现教学大纲、教学目标与内容的根本,也是学内容与保证教学质量的前提。由戴俊生老师主编的《构造地质学及大地构造》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,主要是针对地质学专业和资源勘查工程专业的本科教学而编写的。该书本着加强基础、培养能力、追踪学科前沿和突出石油特色的原则,系统地介绍了岩层产状、应力、褶皱、节理、断层等的基本概念、基本理论和基本研究方法。将基本地质理论与实践作为重点,有轻有重、层次分明、突出重点、强调特点,较好地保证了地质类专业的教学效果。我校的资源勘查工程专业及资源勘查技术等其他地质相关专业均采用该教材,但该教材在构造地质学分析与研究方法教学方面不能满足教学需求,因而对于提高学生实际工作能力有一定的局限。
目前,构造地质学的教学在学生、老师和学校各个环节都存在很多问题,致使构造地质学的教学质量没有得到显著提高。针对存在的这些问题,结合多年来科研和教学经验,本人提出一些看法和改革建议:
介绍专业应用领域和前景,激发学生的学习热情为了避免学生盲目学习,缺乏学习的积极性和主动性,这就要求我们在新生入学时或专业课开课前,尽量抽出一部分时间大致介绍一下专业的概况和本课程的应用领域和前景。可以邀请一些油田工作人员和专业课老师为学生举办一些介绍相关的专业背景知识的讲座,也可以从国际和国内能源发展状况来说明石油工业的重要性。石油作为一种战略物资,越来越受到各国的重视,其实质就是对石油能源的争夺。我国现在也高度重视石油工业的发展,把石油作为重要战略物资,放在优先发展地位。介绍我们所从事的地质勘探专业是石油工业的龙头专业,事关石油工业的突破和发展,这就更依靠年轻一代的大学生努力和拼搏。通过讲解,培养学生的专业理想,激发学生的专业兴趣,增强学生对所从事专业的自豪感和荣誉感。同时介绍一些学习专业课的方法,特别是对于构造地质学这种专业基础课,它不同于公共基础课,需要学生改变学习思维和方法。
建设优秀的教师队伍教学过程,即指教学活动的展开过程,是教师根据一定的社会要求和学生身心发展的特点,借助一定的教学条件,指导学生主要通过认识教学内容从而认识客观世界,并在此基础上发展自身的过程。对于年轻教师而言,通过组织培训交流来积累经验,还可以通过专家组的听课评审来不断提高实际的工作能力。教学过程作为一种特殊的认识过程,是促进学生全面发展的过程。年轻教师在教学过程中要明确有计划、有目的地引导学生进行认识的过程,要明确教什么、怎么教,并避免灌输式的教学,提倡参与式的教学,引起学生的求知欲;要避免结论型的过多而问题型的甚少;要避免教学设计过细,教学“弹性区间”较少。只有做到这些才能让学生过多的参与进来,变学生的适应性发展为创造性发展,变学生的被动学习为主动学习,从而免去了填鸭式的教学模式,能更多的开发学生的应用能力和智力。总之教师是课程实施的主体,教师的教学能力也关系到培养人才的质量。因此,提高教师的整体素质、强化教师的竞争意识和责任意识,有助于教学水平和科研水平的显著提高。
注重能力培养的实践教学构造地质学是理论性和实践性都很强的课程,除了良好的理论教学之外,构造地质学野外实习教学也是重要且必须得教学环节。学生通过老师的课堂讲授掌握教学大纲所要求的基本知识、基本理论。但学生在对于构造地质学这门课程的学习时,普遍觉得枯燥、难懂、难记,对于一些抽象的概念、术语更是束手无策。基于这种情况,我校在进行构造地质学的教学安排时,加大实验教学和野外考察的课时。为了培养和锻炼学生的动手能力和创新意识,培养学生的地质思维,实验课要以学生为主体,放手让学生尽量独立完成实验,教师仅就基本原理和要点进行讲解和辅导,锻炼学生的地质思维和文字表达能力。在做好实验课的同时还要强化野外实习,虽然通过理论课程和实验课的学习,学生对地质构造现象有一定的概念,但对相应的构造地质学内容了解还是比较少,不全面且抽象,加上实际地质构造现象的复杂性和多样性,使得学生不能将课堂学习的内容和实际构造现象完全融会贯通。所以野外实习对于构造地质学的教学来说是必要的教学环节。同时应合理安排理论课、实验课和野外实习的的教学日程。只有这样才能使学生做到理论与实际融会贯通,使抽象的概念描述转变成具体的地质现象。
(重庆师范大学地理与旅游学院,中国 重庆 401331)
【摘要】地质学是地理科学专业课程体系中的基础课程,是学习其他专业课程的基础。通过总结地质学的教学内容和教学特点,分析了地质学在地理科学课程体系中的地位和体现。为发挥地质学在地理科学专业中的作用提供了基础保证。
关键词 地质学;地理科学;实践性
Study on the Role of Physical Geology in the Curriculum System of Geography science Major
LIU Yong-lin
(Geography and Tourism College, Chongqing Normal University, Chongqing 401331, China)
【Abstract】Physical geology is an important introduction course in the curriculum system of geography science major, which is the basis to study other course. Through the teaching contents and teaching characteristics of physical geology, the status of geology in the geography curriculum system is analyzed. It is provided assurance for playing the role of physical geology in the curriculum system of geography science major.
【Key words】Physical geology; Geographical science; Practicalness
地质学是研究地球的物质组成、地球的构造运动、地球的演化历史及其为人类生存和发展提供必要的地质依据的一门学科。地质学的研究对象是地球的岩石圈(包括整个地壳和上地幔的顶部),地质学的研究内容包括:地球的物质组成,构造运动,地球发展演化史及地质学的应用。除了地质学之外,地理学也是地球科学的一个重要学科,地理学是研究地球表面这个同人类息息相关的地理环境的一门学科。因此,地质学与地理学在研究对象的侧重点上具有明显的差异[1-4]。
1地质学的教学内容和特点
1.1地质学教学内容
根据地质学的研究对象和研究内容,结合地质学在地理科学整个课程体系中的作用,将地质学教学内容分为:地质学绪论、矿物岩石学、构造运动和构造变动、地壳演化史及地质学的应用,并结合地理学教学计划和培养目标设置了一些室内实验和野外实习内容(表1)。结合地理科学专业特点,目前师范类地理科学专业选用的教材为宋春青等主编的《地质学基础》。为了方便学生的理解和扩展学生的地质学知识,推荐夏邦栋的《普通地质学》做为参考教材。推荐英国学者罗纳德·路易斯·勃尼威兹著的《宝石圣典》和许靖华著的《地学革命风云录》做为课外延伸读物。
1.2地质学教学特点
1.2.1内容多
地质学研究内容为地球的物质组成、构造运动、地壳演化。物质组成涉及到元素、矿物和岩石三个层次;构造运动包括褶皱、断裂、新构造运动及板块构造理论等,涉及面及其广泛;地壳演化从老到新为前寒武纪、早古生代、晚古生代、中生代和新生代等5个地质时代的地球古地理、古生物、古气候。因此,从研究内容上来看,地质学教学内容及其丰富,知识点及其多。
从涉及的基础学科来看,理解地质学的一些概念,必须掌握必要的数学、物理学和化学等基础知识[3-5]。比如晶体的形态,就需要有较好的几何知识和数学空间想象能力。再如构造运动部分需要有一定的力学知识。
1.2.2地质学实践性强
地质学研究对象是岩石圈,也涉及水圈、大气圈和生物圈。而为了认识地球,必须进行野外调查,收集标本和地质测量,只有在野外工作的基础上,才能深入的分析和加深理解一些地质现象,这些决定了地质学是一门实践性很强的学科。地质学的发展史,表明地质学是“实践—理论—再实践—再理论”的循环往复的形式。再如:矿物和岩石的鉴定,必须经过一定的实践才能掌握,若只通过理论学习,将会使学生摸不着头脑,慢慢就会失去学习地质学的兴趣[1-5]。
1.2.3理论抽象
地质学中的多数理论十分抽象,若没有见过实物,单凭想象是很能理解地质学的知识点。比如褶曲的分类,断层的分类等。若能结合实验和多媒体手段,为方便学生理解地质学概念会起到事半功倍的效果。宋春青等主编的《地质学基础》教材,图件少,文字多。因此,实际教学中,教师应多提供一些图片,使学生有一个直观的影响。其次,可以使用动画、视频等多媒体教学手段,如正断层形成的动画视频等。通过多媒体的教学手段可以使学生很直观的掌握地质学的知识点。
2地质学在地理科学专业中的体现
地质学基础是地理科学专业的一门重要的专业基础课。该课程的任务是使学生了解地质学的研究对象、内容和方法,培养学生的时空观、发展观及其地质思维能力,为进一步学习地理科学专业其它后续课程奠定坚实基础。但又不能采用地质类专业一样的教学模式,毕竟地理科学专业和地质类专业培养目标和侧重点不一样。因此在实际教学中应突出地质学在地理科学专业中的特色。
2.1突出重点
因为地质学研究内容丰富,而地理科学专业培养目标不同于地质学专业,不可能每一个地质学知识点都需面面俱到,且都讲的十分透彻。比如:矿物晶体就不需要讲的很透彻,只需学生掌握晶体基本概念及其基本性质即可。再如:地球的外圈层结构,在地球概论中会涉及,因此这一部分不需要细讲。但对地理科学专业学生学习后续课程有密切联系的知识点需详细讲授,如:构造运动的概念,形成原因等。这是学习地貌学等后续课程的基础。
2.2注重与地理科学专业及相关课程关系的叙述
前面已经叙述,地质学的研究对象是岩石圈,而地理学研究对象是地球表层。因此,两者在一定程度上具有密切的联系,尤其是自然地理学与地质学关系最为密切。地质学基础是地理科学专业其它后续课程,如:地貌学、气象和气候学、水文学、土壤和植物地理学、自然地理学、自然灾害学等课程的基础。只有掌握了一些地质学知识,才能较好的理解和掌握后续课程中的知识点。因此,在讲授地质学的过程中,需要教师注重地质学与地理科学专业相关课程之间的联系,这样才能引起学生对地质学的重视,才能使学生明白地质学在整个地理科学专业课程体系中的地位。
2.3地质学与地理学实践结合
地质学和地理学都实践性很强的学科。地理学的分支自然地理与地质学结合最为密切,在地质学野外实践过程中可以适当的通过地质学知识来讲解地理学中的一些概念及其产生机理。如重庆师范大学在地质学野外实践过程中,通过讲授四川盆地的地壳演化史,来讲解四川盆地在地貌上的分布特点及形成机制。
3结束语
地质学基础在地理科学专业课程体系中起着承上启下的作用。对于地理科学专业的学生来说,掌握地质学中的矿物和岩石、构造运动及地壳演化史的基本概念和基本理论,对以后学习地理科学专业其它后续课程具有重要的作用。也为今后的继续深造,打下了坚实的地质学基础。在教学实践中,应根据地理科学专业的培养目标和专业特点,并结合室内实验、野外实习和多媒体教学等手段,深入浅出的讲授地质学这门课程。
参考文献
[1]常华进. 地理科学专业“地质学基础”课程教学的体会与思考[J].中国地质教育,2012,1:60-63.
[2]程先富. 地理科学专业地质学教学方法初探[J].安徽师范大学学报:自然科学版, 2005,28(2):238-241.
[3]韩国栋. 地理科学专业地质学课程教学计划的研究[J].黔南民族师范学院学报, 2013,4:76-79.
[4]刘护军. 高等师范地理科学专业地质学基础课程的教学实践与探索[J].教育教学论坛,2013,49:209-210.
【关键词】专门水文地质学 课程安排 问题导向型 积极性
【基金项目】贵州省科技厅联合基金(黔科合LH字[2014]7617);贵州大学引进人才科研基金项目(2014-61)。
【中图分类号】P64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)11-0215-02
0 引言
高校专业课的教学过程中,要结合课程特色及学校的实际情况采取适宜的教学模式(赵建军,2010;高文,1998)。“专门水文地质学”作为水文水资源专业的应用型专业核心课程,是研究地下水勘查及其应用的技术理论和方法的课程,具有很强的综合性和应用性。教学的目的是培养学生运用所学的水文地质学理论与技术开展地下水科学研究及分析解决与地下水有关的资源、环境、地下水危害等实际问题的能力,从而为以后从事专业技术工作打下基础。鉴于该课程理论教学部分较为枯燥,在学习中,如何带动学生在学习中的积极性,使学生在轻松的环境中掌握该课程的主要内容,是该课程教学中的难点(张发明,2006;毕孔彰,2004)。笔者结合在实际教学中发现的主要问题,结合教学经验,探索该课程的教学模式。
1.课程教授过程中出现的主要问题
在课程学习后的课程设计是对 “专门水文地质学”课程知识的具体运用。根据以往实习反馈的信息发现学生在实习过程中往往不知如何开展水文地质调查工作,现象产生的原因主要有3 个方面:(1)对课程的基础概念、基本技术方法和课程的基本结构体系没有掌握;(2)无法将学习到的知识在具体的水文地质工程中进行应用,课程的教学过程中,工程实例的讲解不足;(3)对水文地质问题认识不够全面和深入,致使方案设计难以满足要求。主要原因是对水文地质调查方法的适用性没有掌握。
要解决以上问题,可以依靠优化“专门水文地质学”课程设置及探讨新的教学模式来解决。
2.“专门水文地质学”教学课程设置
“专门水文地质学”课程总体上可以分为3 个部分(曹剑峰,2014):第一部分为水文地质调查方法,是从事水文地质工作的基础和基本技术,该篇主要介绍了水文地质勘查方法种类、手段、工作阶段和工作程序,水文地质测绘,水文地质钻探,水文地质物探水文地质试验,地下水动态与均衡,水文地质调查成果等;第二部分为供水水文地质,是该书的核心和重点内容,主要内容为供水水文地质概论,供水水质评价,地下水水量计算与评价,地下水资源的合理开发利用、保护与管理等;第三部分为矿床水文地质,是应用性和针对性很强的内容,主要介绍了矿床水文地质基础知识(矿床及矿床开采的某些基本知识,矿床充水条件,矿床水文地质类型等)矿坑涌水量预测,矿床水文地质调查及矿坑水防治方法等。
根据大纲安排,教学课时为48 学时。如何在有限的时间内,使学生掌握本门课程的重点内容,成为教学内容安排的难点。笔者依据学生在实习中表现出的种种问题,在“专门水文地质学”课程设置上,考虑以下3个原则:(1)详细讲解水文地质调查方法及其适用性;(2)突出讲解供水水源、勘查阶段和使用的各种勘查方法的特点和要求;(3)适当压缩矿山水文地质勘查内容;(4)根据各行业最新工程地质勘察规范更新教学内容。根据上述原则,第一部分安排16个学时,占总学时数的33%,第二部分安排20学时,占总学时数的41%,第三部分安排12学时,占总课时的25%。
3.课程教学模式探讨
对于“专门水文地质学”这种应用型课程,使学生能够在生产实践中将学习到的知识进行应用是学习的最终目标。根据该课程特点,笔者制订了“以工程案例引导讲授课程基本理论和方法”的教学模式(图1)
图1.专门水文地质教学模式图
在教学结构模式的指导下,根据课程教学内容的特点和学生实践中所表现出来的问题,将“专门水文地质学”课程内容分为专门水文地质学理论和工程应用两个部分,两部分采用不同的教学方式。
(1)理论和方法部分突出强调各种水文地质调查方法的适用范围;供水水文地质的基本概念及计算评价方法;矿山水文地质的基本概念和技术方法。让学生认识到各种方法之间不是独立的,是相辅相成,互为补充的一项系统工程。
(2)工程应用方法的授课目的是使学生在掌握水文地质调查、评价和计算的基础上,对各种方法进行综合应用,针对不同的水文地质问题,选用合适的工程案例,首先提出问题,让学生回答这些问题应该应用何种方法和理论进行解决,然后教师依据学生回答情况,分析讲解解决问题的方法及过程中注意的问题。
4.课程教学过程
为了让学生在问题导向下掌握课程的关键内容,课程教学过程中应坚持以下内容:
(1)以不同类型的水文地质工程实例为主线,串联每堂课的关键知识点,建立知识结构体系。应以多媒体列举工程实例,提出问题,调动学生参与课题讨论的积极性,在讨论中掌握知识点,如水文地质调查中,可以结合贵州某地区水文地质调查中需要调查的项目,分析调查这些项目所需要的手段,再紧密围绕这些手段提出具体的调查方案,最后对水文地质调查的方法和要点进行总结。
(2)在“专门水文地质学”的教学中,仔细备课,认真准备工程案例,利用多媒体软件展示工程现场的细节,让学生有身临其境的感觉。同时利用启发式教学,让学生回答问题,自己主动的去寻找答案,活跃课堂氛围,使课堂教学不乏味,形成针对课程本身的良性互动。
5.结束语
(1)“专门水文地质学”是一门应用型地质课程,该课程的内容繁杂,在有限的时间内让学生们掌握该课程的重点内容就需要对课程内容进行合理设置,教学过程中突出重点内容。 (2)“专门水文地质学”的教授过程中,易结合具体工程实例,采用问题引导式教学,带动学生参与课程的积极性,同时在解答问题的过程中让学生掌握该课程的知识点。
(3)做好试卷分析,对学生没有掌握的内容对学生进行再次讲解,同时也可为未来的教学过程提供借鉴和参考。
参考文献:
[1]赵建军,王运生,巨能攀. “工程地质勘察”课程教学模式探讨[J].中国地质教育, 2010,(4):35-38.
[2]高文.现代教学的模式化研究[M]. 济南:山东教育出版社,1998.
[3]张发明, 高正夏, 袁宝远,等. 地质工程专业创新型人才培养的实践[J]. 中国地质教育,2006,(3):60-65.
[4]毕孔彰, 胡轩魁. 中国含地质类专业高等院校(系)简介[M].北京: 地质出版社, 2004.
[5]曹剑峰,迟宝明,王文科,等.专门水文地质学[M]. 北京:科学出版社,2014.
[关键词]非地质专业 水文地质学 教学改革
[中图分类号] G423.07 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)18-0172-02
水文地质学是研究地下水的科学,主要研究地下水在与岩石圈、地幔、水圈、大气圈、生物圈和人类活动相互作用下,其水量与水质在时间和空间上的变化,以及对各个圈层产生的影响,从而服务于人与自然协调的可持续发展。[1]以河南理工大学为例,水文地质学是该校地质工程和水文与水资源工程专业的一门主干专业基础课,同时也是勘查技术与工程、地球信息科学与技术、土木工程等专业的重要基础课,是一门比较系统、基础理论性很强的地质学课程。
河南理工大学地球信息科学与技术专业(以下简称“地科”专业)主要学习地球科学与信息技术相关的基础理论知识与技能,培养具有扎实的地学理论基础,掌握地学信息获取与处理、地球物理勘探技术、地学软件开发,能从事国土资源数字化、遥感及地球信息识别、处理与分析的高级专门人才。笔者去年负责地球信息科学与技术专业2009级学生的“水文地质学”这门课的教学工作。“水文地质学”是该专业的专业限选课,2009级两个班共54名学生,其中48名学生选择此课。通过课程的学习,掌握水文地质学的基本概念、基本理论和方法,对于以后该专业学生毕业后从事相关工作提供理论依据。因此,作为任课教师,搞好非地质专业“水文地质学”课程的教学工作,显得尤为重要。
一、非地质专业“水文地质学基础”授课现状分析
以河南理工大学为例,目前,在地科专业、勘查技术与工程等和地质学科相关的非地质专业中,水文地质学作为专业限选课,有逐渐被萎缩和淡化的趋势,主要表现在一是同为地质相关专业,课程性质由必修变为限选,二是野外实践教学环节减少或取消,三是学时数减少。究其原因,主要是制订专业教学大纲时,讨论不充分,另外学校资金投入不够。地质学科实践性较强,野外实践花费较高,对于学院而言,实习经费主要花在地质专业的相关课程的实习上,而非地质专业的一些地质基础课程就处于尴尬的境地。
二、非地质专业“水文地质学基础”教学中存在的问题
一是学时较少。对于非地质专业学生学习水文地质学课程,由于缺少相关基础知识,必须拿出较多的时间学习水文地质基础知识,因而学时数需求较大。比如,中国地质大学的“水文地质学基础”课程50学时,包括实习和实验10个学时,同济大学的“水文地质学实验”13学时,而我校地科专业开设此门课程只有32学时,并无实验和实习课。“水文地质学基础”中基础知识较多、概念繁杂,在有限的学时内学好这门基础课难度较大。二是野外实习与理论学习时间安排有矛盾。地科专业在大一下学期有嵩山地质认识实习,其中一条线路是水文地质实习,而地科专业开设这门课在大四上学期。学生在没有学这门课时就去现场实习,导致老师讲得很多,学生由于没有基础,听得也很茫然。三是教学内容的学时分配上存在问题。在编写教学大纲时,是根据总的教学目标先将学时确定下来,然后根据学时来编写教学大纲,这就造成在教学内容的选择和学时的分配上存在矛盾。
三、教学探索
笔者在“水文地质学基础”课程的教学基础上,针对地科专业,在教学内容和授课方式上进行探讨,仅供借鉴。
(一)授课内容的选择
1.授课内容重点突出
笔者在授课时参考的教材为《水文地质学基础》(王大纯编)和《水文地质学基础》(第六版,张人权等编)。由于学时的关系,教师不可能采取全篇精讲的方式来教课,只能有所侧重的教授并使学生掌握水文地质学的一些概念,如岩石的水理性质、地下水的赋存等,地下水运动的基本规律、地下水补给与排泄进行重点讲解,地球上水的分布及地下水与环境等方面的内容比较简单,通俗易懂,让学生自学即可。
2.补充内容,扩展学生知识面
鉴于地科专业是地质与信息技术相结合的专业,河南理工大学又为煤炭主体专业为主的高校,多数学生毕业后去煤矿企业就业,所以笔者在授课时加入了煤矿水害防治信息化、相关研究生优秀硕士论文、课题科研报告等方面的内容,使学生了解所学知识在实际生产中的应用情况,拓宽学生的知识面,增加学习此门课程的兴趣,培养学生的创新意识。
3.增加实验环节
另外,在授课中安排4~6个学时做水文地质学实验,测定岩石的水理性质,如持水度、给水度、孔隙度、容水度等,理解地下水赋存和运移参数及相互关系;测定渗透系数,理解达西定律的物理意义。在实验中,避免“教师说得多,学生做得少”的局面,让学生先回顾相关概念和知识,然后按照实验步骤来做实验,引导学生发现一般规律,提出问题,而后老师解答问题。通过做实验,锻炼了学生的动手操作能力,并且能使学生更深刻的理解相关知识。
(二)授课方式的多样化
1.“讨论式”教学法的应用
在上每一节课之前,先提出几个和本节课有关的问题,供学生思考。可以集体讨论,如果学生都明白,就稍微一点就过;如果学生想不到,就给予适当的引导,最后讲原理和方法,让学生彻底明白。引导学生将知识和实例结合起来,启发学生的思维,激发学生浓厚的兴趣。如在讲地下水化学成分形成作用时,可以从灰岩地区泉口出现钙化的原因,提出为什么油田储层地下水中H2S、NH4+浓度较高,而SO42-,NO3-含量很低等问题;在讲地下水与环境的内容时,提出水质引起的氟斑牙、水垢、地面沉降等问题。
2.多媒体教学手段的使用
随着信息化的普及,现在高校课程都采取多媒体教学。多媒体传递的信息量大,可以丰富教学内容,图文并茂,可以弥补有限的学时满足不了教学任务的情况。但同时应该注意,利用多媒体教学,授课速度容易加快,为了让学生对所学知识消化吸收,要避免“念屏”现象。[2]多媒体不能完全替代课堂板书,课堂教学中应该板书与多媒体结合使用。比如在讲“流网绘制”这一节时,在多媒体上可以列出绘制流网的具体步骤和流网成图,但是如何画流网必须要现场板书演示,教会学生如何根据边界条件确定等水头线或流线,然后根据流线和等水头线正交规则,得到正交网格即流网图。如果只给出步骤和流网成图,学生对流网的绘制还是一头雾水。
3.角色互换法的使用
角色互换即为学生当老师,老师当学生。将班级分成若干小组,每小组3~5人,在每次课下课时,给某一小组布置任务(可以是即将上课的内容,也可以是针对某种现象进行解释等),下次课上课前抽出10~20分钟让他们对任务进行讲解(小组选出代表讲解,其他人辅助解答),之后老师和其他学生都可以进行点评或讨论。这样可以让学生产生动力多去查阅资料,多思考,真正达到师生互动,避免一贯的老师讲、学生听的被动局面。
4.教学与实践相结合
在课堂上主要是注重概念、原理和方法的讲解,要结合现场实践,注重对学生感性认识和实际操作能力的培养。在本课程的教学过程中,可以利用学校处于以煤炭为主要工业的焦作的优势,带学生深入矿区,了解矿区水资源的概况、区域地质条件和水文地质条件,了解地下水的补径排的关系,感性认识煤炭开采引起的地面沉降、岩溶塌陷等环境地质问题,结合“专门水文地质学”和“地下水动力学”等课程的学习,探讨煤矿突水的防治方法,使理论与实践相结合。
四、结语
水文地质学基础是“地科”专业比较重要的专业基础课,课程内容丰富,概念较多,理论性较强,教学难度较大。非地质专业在水文地质课程教学中,要根据不同专业对地质知识的需求选择授课内容[3],同时教学过程中,教师要注意授课方式的多样化,让学生参与教学中来,达到师生互动,最终使学生的综合素质和创新能力得到提高。
[ 注 释 ]
[1] 张人权,等.水文地质学基础[M].北京:地质出版社,2011.
工程地质学是水利工程、土木工程、地质资源与地质工程等学科的一门较重要的专业基础课。它是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学,是以地学学科的理论为基础,应用数学、力学的知识和工程学科的技术与方法,来解决与工程规划、设计、施工和运营有关的地质问题[2]。由于工程地质学涉及内容多,概念广,实践性很强,且学生缺乏必要的实践经验和机会,因此,如何在有限的教学时间内合理安排教学环节,使学生既能牢固掌握工程地质学的基本概念及基本原理,又具备分析工程地质条件、解决工程地质问题的能力,是一个值得探讨的问题。笔者结合近年来在工程地质学课程教学与实践经验,针对目前工程地质学课程教学中存在的问题,就如何提高水文与水资源工程专业工程地质学课程教学质量与教学效果进行探讨。
一、煤炭院校水文与水资源工程专业工程地质学课程教学存在的问题
(一)课程内容多,授课学时少
根据国家高等教育对人才培养的要求,近些年来,多数院校在培养方案的制定上存在着向公共课倾斜的现象,这使得专业课学时被不断压缩。主要表现在课程学时少,尤其是实践教学环节。过去动辄几十学时乃至上百学时的课程,现在多为32~48学时。在多数煤炭院校中,水文与水资源工程专业开设有基础地质学、矿物岩石学、构造地质学等课程,具有一定的地学背景。即便如此,工程地质学课程仍涉及工程岩土学、工程动力地质作用、岩土工程勘察等方面的内容,这使得该课程教学内容繁杂,教师上课难度增大。在此情况下,如不进行课程教学改革,教师就无法很好地完成相关内容的讲授;同时学生对专业领域知识的学习也将停留在较浅的感性认知阶段,不能理解机理性的问题,更不能深刻地认识该课程在国民经济建设中的作用,这势必对学生未来就业产生不利的影响。
(二)教学方法单调
工程地质学课程基本概念和基本原理较多,同时该课程又具有很强的实践性,因此,单一的多媒体或板书授课模式很难调动学生的积极性。加之个别教师实践经验不足,存在照本宣科的现象;而个别教师授课又完全脱离指定教材,这些都容易使学生产生厌学心理。此外,课程中涉及的一些教学内容,诸如崩塌、滑坡等灾害的形成机理及演化过程等比较抽象,单纯在PPT中以图片形式展示,不能很好地呈现,学生缺少感性的认识,这在一定程度上挫伤了学生学习的积极性和主动性。
(三)实践环节薄弱
近些年来,随着高校的不断扩张,教学资源的投入问题已经成为高校普遍面临的问题。具体到实践教学环节,主要体现两个方面:一方面野外实践场地或基地功能缺失,满足不了野外实践教学的需求;另一方面学生人数与设备台套数不成比例,同时也存在部分试验仪器无场地安放的尴尬局面,导致部分试验无法开出,学生动手能力得不到培养。此外,还存在实验教学方式和时间不灵活等问题。目前多数院校的室内实验都是教师准备好试验后,学生在制定的条件下按照实验指导书进行,学生真正思考的较少,部分学生既不动脑也不动手,而是依靠同组其他同学来完成实验,这不利于学生实践能力的培养,容易导致学生实践能力不足或丧失。
(四)考核方式单一
考核成绩比例分配不合理,多数院校该课程考核成绩都是由期末考试成绩(约占70%~80%)和平时成绩(占20%~30%)组成,而平时成绩又多以上课出勤率、课外作业以及实践环节表现等形式存在,其中上课出勤率占主导地位。这样难免会存在一些学生到课不听课,考前突击且考分很高的现象。此外,考核的内容也不够全面,多侧重于理论知识,往往忽视学生动手能力的考核,最终导致校内所学知识与实际工作脱节,不利于综合人才的培养。
二、课程教学改革探索
针对当前教学过程中存在的问题,结合近年来的教学和实践经验,提出从教学内容、教学手段和教学环节等几方面对课程教学进行改革。
(一)合理优化教学内容,改专业通识教学为行业特色教学
在教学内容的选择上,要突出院校的特色优势。针对煤炭院校水文与水资源工程专业具有地学背景这一特点,工程地质学课程教学可主要讲解三部分的内容,即岩土体工程地质性质研究、工程动力地质作用研究以及工程地质勘察等。岩土体工程地质性质研究是该课程的基础,该部分主要讲授土的物质组成、物理力学性质以及岩土体的工程地质特性;工程动力地质作用研究是该课程的核心内容,讲授学时应占总学时的一半以上。该部分主要讲授活断层和地震、斜坡、岩溶、泥石流及地下硐室的工程地质研究;工程地质勘察部分主要讲授工程地质测绘、勘探、试验以及长期观测等几种工程地质勘察方法。课程教学要确保在有限的学时内突出重点,同时也要注意前后所学课程内容上的衔接,避免重复。
(二)丰富教学方法和手段,改单一的满堂灌为交互式教学
工程地质学具有较强的实践性,其教学目标是要培养学生对于工程地质现象的认识、判断能力和工程地质问题的分析、处理能力,这需要在传统教学模式的基础上,紧扣学科的发展前沿和热点问题,丰富教学方法和手段,灵活组织课堂教学。
传统课堂教学方式使学生获取的知识较多地局限在抽象的经验上,而现代化的教学手段不仅可以使学生获取抽象的理论知识,还可以提供丰富的观察经验,在一定程度上将理论与实践相结合,因此要充分利用现代化的教学手段。如在讲授滑坡、泥石流等内容时可采用flash动画或影像资料展示灾害的形成过程、危害以及其防治措施;在讲授地震的工程地质研究内容时可结合典型的地震(512汶川大地震),讲解地震发生的机理及预警预防措施;在讲解地下硐室位置的工程地质论证时,可借助物理模型来分析地形、地质构造、岩性特征等对硐室位置的影响等等。这些方法和手段的引入不仅可增强教学的直观性、主动性,同时也可节省一定的时间,扩大课堂教学的信息量,提高教学效果。
鉴于该课程内容多,课时少,可采取学生自学、教师课堂讲解和课外辅导答疑相结合的教学方法,以锻炼学生的自学能力。还可就工程地质学领域的热点问题,设置课堂辩论。通过教师布置论题学生收集资料学生课堂辩论教师讲解剖析的教学过程,改过去教学单行道(教师到学生)为双行道(教师到学生,学生到教师),引导学生分析问题和解决问题。例如,针对近期发生的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,可设置地质灾害的主要诱因?人类活动or自然条件的论题,让学生通过查阅与崩塌、滑坡、泥石流等灾害相关的资料,展开讨论与辩论,从而达到牢固掌握崩塌、滑坡、泥石流等相关知识的目的。此外,还可增加一些工程实例课,让学生尝试用所学知识去解决实际问题。例如利用最新发生的地震、滑坡及泥石流等地质灾害的工程实例,探讨这些灾害的发生机理及防治措施,从而锻炼学生发现问题和分析问题的能力。
(三)加强实践环节教学,改被动式接受为主动式探索
在实施实践教学活动时,要强调以学生为主体,培养学生的动手能力,充分发挥实验教师的引导作用。在进行实验之前,指导教师可提出实验要求及注意事项,并给出参考意见,让学生自行设计实验方案,将原来的验证性实验改为设计性实验。尽量创造条件让学生开拓思维,发挥想象力和创造力,激发学生学习的主动性和积极性,提高洞察力,培养严肃认真和实事求是的工作作风,提高学生的综合素质。
野外实践应有效地将理论与实际相结合。因此,在进行野外实践教学时地点应尽可能选择工程地质现象丰富的地方。对河南理工大学而言,可在市区北部的缝山针公园进行为期半天的实践教学活动。结合园区内原有采石场开挖形成的人工边坡讲解边坡的应力分布状态及变化特征,边坡变形破坏类型及稳定性的影响因素,同时还可结合该园区的生态恢复治理工程讲解边坡变形破坏的防治原则和措施。此外,可结合水文与水资源工程专业学生未来就业意愿和方向,在毕业设计(论文)环节安排一些与工程地质有关的实践内容,例如岩土工程勘察设计或岩土工程分析与评价、边坡稳定性分析与评价以及煤矸石堆积体稳定性分析等。在毕业设计(论文)过程中要充分发挥学生的主观能动性,让学生多动手、多动脑,多方位培养学生获取知识的能力和创新能力。
(四)完善考核内容与方式,改重视理论考核为突出实践性考核
改变考核成绩的比例组成,将平时考核成绩的比例提高10%~20%,弱化到课率在平时成绩中的主导地位,突出学生实践环节的综合表现。同时加大课堂表现方面的考核力度,就重点内容的一些问题进行课堂提问,积极主动回答问题者每次加2分,答对的再加3分,这在一定程度上能促进学生思考问题的积极性,也有利于教与学之间的互动。在考核内容上要增加一些综合能力的考核,不仅要考核理论知识,还要设置一些案例分析题,考核学生运用所学理论知识解决实际问题的能力,使学生综合素质得到提高。
关键词:独立学院 地质学专业 测量学 课程设置
中图分类号:G642 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.01.041
1 前言
独立学院的培养是介于普通本科与大专技校之间的新生教育。培养人才要求既有基本理论,又要有较强的应用能力,基础与应用并重。前几年本科教育的课时都在压缩,独立学院同样也受到了波及,又因为测量学对非测绘专业来说,是非主流专业课[1],因此,在学分制背景下,为加设其它课程,有一些开设学院会对测量学课程学时进行压缩[2]。
2 课程设置
2.1 理论课设置
地质学专业对测量知识的要求主要体现在对地形图的应用以及地形图成图的基本理论,因此结合测量学的基本理论和基本概念,在24个学时的理论教学中,就要分清主次,近而合理分配学时。教材选用本科规划教材,第一章是测量学概述,主要介绍测量学的定义、内容、任务、分类等。该章包括了高斯投影和投影带的计算,这部分内容是地质学学生今后要使用到的,故该章安排4个学时。第二三四章是测量学中的三个基本内容:高差测量、角度测量和距离测量。这是测量学最基本的测量内容,要讲清楚水准仪和经纬仪的使用方法,重点讲述水准测量和测回法水平角观测以及观测误差的来源,省略仪器的检验与校正。三章共安排6个学时。第五章是误差的基本知识,是测量学知识的重点部分,但对于地质学专业来说,要求掌握系统误差和偶然误差的特性、中误差的求取的两种方式以及误差传播定律,故要安排4个学时。第六章是小地区控制测量,控制测量是测量工作的基础,是重点内容。对于地质学专业要求掌握控制测量的原则及分类、导线测量的外业观测和内业计算、三四等水准测量的观测与计算、三角高程的观测和计算等。因此,该章要安排4个学时。第七章是地形图的基本知识,对于地质学专业学生以后所使用的地形图都是标准图幅,因此本章主要讲述地形图的基本的内容,重点要讲述地形图的分幅与编号以及地形符号的识读,本章安排2个学时。第八章是大比例尺地形图的绘制和第九章是地形图的应用,而地质学专业对于地形图重在应用而不是绘制,因此,第八章简单讲述,安排1个学时。第九章要重点讲述地形图的应用的方向和使用方法,安排2个学时。第十章是施工放样,安排1个学时,介绍一下极坐标放样的方法和过程。在理论课讲述过程中要突出测量学的应用型强的特点,结合地质学知识,进而突出基础课的重要性。
2.2 实践课设置
测量学是一门应用性极强的学科,教学效果的好坏很大程度取决于实践教学质量的高低,所以,独立学院更加重视测量学的实践教学。在有限的8个学时内,既要掌握测量的基本技能,还要满足地质学生以后工作的需要,故安排了4个实验,每个实验2个学时。分别为:第一,等外水准路线的观测,该实验要求认识水准仪并掌握水准仪的使用,能够完成等外闭合水准路线的观测和内业计算。第二,水平角的观测,水平角的观测方法有测回法和方向观测法,该实验要求分别使用两种方法对水平角进行两个测回的观测。第三,导线测量。导线测量是小地区常用的平面控制测量的方法,故掌握导线测量的观测和内业计算是非常必要的。该实验建议使用全站仪进行,这样既能在2个学时内完成实验,同时也掌握的全站仪的基本操作。第四,极坐标法点位的放样,在地质工作中经常会根据点位的坐标找到其具体的实际位置,进行地质勘探,故掌握一种放样的方法,对地质专业的学生是必不可少的。同时极坐标法放样比较简单、方便,学时容易掌握。这4次实验内容偏大的,要在2个学时完成每个实验,这就要求理论课的质量,实践课是理论课的验证,实验课能否完成或质量如何很大一部分取决于理论课的讲述的好坏。
3 教学方法与教学手段
为了提高教学质量,在教学中注意综合使用多种教学方法和教学手段,包括板书讲授、多媒体讲授、示范教学等不同教学手段的综合运用。传统板书讲授,主要是针对课程中的重点、难点、涉及较多计算和理论推导等内容,包括坐标正算、坐标反算、导线计算、水准路线计算、测量误差基本知识等,通过公式推导、计算实例等,循序渐进。多媒体讲授,主要是针对仪器构造与使用、地形图测绘及其应用等内容,为使学生能够在短时间内接触较多的信息量,应用PPT为主制作教学课件,形式灵活,使用方便。在讲授过程中,注意将多媒体讲授与板书讲授有机结合,通过二者的优势互补,实现有关知识的融合与最佳传授。示范教学,主要是针对仪器介绍和仪器使用方面,通过课堂实物介绍、实习前的操作示范等,使学生能够较快地了解仪器操作与使用方法,加强实践能力和动手能力。
4 考核方案
考核作为衡量是否达到测量学教学目标的一种手段是非常必要的。但对于大学,特别是以培养应用型为目的的独立学院,不能仅仅以最后的期末考试来反映学生应试情况。而是要客观综合地去考核学生,使最后的分数更加真实地反映每个学生对测量学基本知识和基本技能的掌握。因此我们在考核学生的时候,除了必要的期末考试以外,还要结合实习课成绩和平时表现成绩,最终成绩以期末考试的60%,实验成绩的30%和平时成绩的10%比例的方法计算,这样才合理才最能反映学生对测量学掌握的情况。
5 结束语
测量学作为众多专业的基础课,又因为不同专业对测量知识的要求各异,特别是以培养应用型人才为目标的独立学院,测量学的课程设置的探讨就更不可少。尽管独立学院还比较年轻,许多地方需要建设与提高,但是合理的课程设置是教学改革重中之重。在目前的情况下,应该积极努力地投入课程教学的改革中,从而更好地培养高级应用型人才。
参考文献:
[1]帅菲,邹莉.高校规模化发展中的测量学改革[J].北京测绘,2007,(2):59-61.
[2]张俊,张鹏飞,李屹旭.非测绘专业测量学教学改革实践与探讨[J].地矿测绘,2011,27(1):44-46.
作者简介:朱增锋(1985-),男,河南周口人,助教,主要从事工程测量变形监测、测量学教学方面的研究,中国地质大学长城学院,河北保定 071000
关键词:地球科学概论;选修课;教学思考
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0209-02
《地球科学概论》是我校环境工程专业学生的一门跨专业选修课。该课程以传播地球科学基础理论知识为主,是地球科学教学体系中的先导性课程,起着构筑专业知识结构基本框架的作用。地球科学是涵盖地质学、地理学、地球物理学、地球化学、大气科学、环境科学等的集成基本科学。近年来,人们已经认识到地球是一个具有复杂的、交互影响的、动态的、开放的、非线性系统。因此,在教学中应偏重于整体、综合与创新的地球系统科学概念,从地球系统科学的大思路出发,强调地球系统的综合研究。针对环境工程专业,还应注重加强大气科学、环境地质学、可持续发展理论等方面的教学内容。同时,要结合各个基础学科门类的最新研究进展,突出地球科学基本问题,涵盖地球历史、地球系统、地质资源和环境为主题的教学体系。虽然该课程开设时间较长,但因课程涉及面广,在不同高等院校、不同专业之间,对课程内容的理解也有较大差异。教学内容的构建与组织、教学方法的选择与演进,均因学生专业层次和老师的认识不同具有很大的差异。因此,如何紧跟专业与学科发展的时代步伐,与时俱进,使课程教学既能反应该门课程应有的学科内涵,又能在短时间内让学生达到应有的培养目标,是地球科学概论教学中应时刻关注的问题。
一、课程教学思想的转变
《地球科学概论》是环境工程专业学生接触到的最早的一门地质基本课程,是在原来《普通地质学》、《基础地质学》等课程基础上顺应地球系统科学发展而来的。其课程内容虽然是以传统的《普通地质学》为基础,但增添了诸如行星地质、环境地质、灾害地质和资源与环境等相关内容,是从更广阔的视野来阐明地质学问题,对非地质专业学生起到地质学科启蒙与专业知识体系搭建的作用。该门课程可以看作是地质学的一个大“绪论”,学科定位是一门地学素质教育课程。虽然教学对象并不是地质专业的学生,但并不意味着非地质专业的学生不需要学习地质专业方面的知识。对于环境工程专业来说,其培养目标涉及到与地质学相关知识的许多问题,诸如减轻自然的人为灾害、水源净化、大气演变、有毒及放射性矿物处理、合理利用自然资源、矿区沉陷治理、以及合理利用自然资源等。课程内容可以为保持生态环境、控制环境污染和可持续发展等提供地球科学知识与服务。因此,该课程教学的重要目的是向学生传授地球科学的基本知识,使学生形成正确的地球观,形成人与环境协调、可持续发展的科学素质,最终为后续的专业课程学习和知识框架搭建打下基础。
自20世纪80年代以来,科学家对地球的研究取得了长足进展,形成了各门专业学科的知识体系和研究方法。但科学家们渐渐认识到要从整体论的观点出发,研究地球及其内部的各个子系统,即各圈层内部以及各圈层之间的运动变化的全过程、形成机制以及可能发生的变化趋势。而过去地球科学内各分支学科只注重研究各子系统的内部,及其在特定时间内的结构与作用过程。从整体论的观点出发来研究地球系统科学是一种更广阔、更全面的地球观。因此,现有教学应体现现有科学进步对地球科学的观念转变。这种转变不仅体现在对地球内部各个系统的认识,还要体现在对地球系统的整体认识、科学技术的应用与地学思维的认识、合理开发和利用自然资源及人与地球协调发展的认识等方面。
二、教学内容体系的构建与取舍
《地球科学概论》与《普通地质学》区别不大,后者主要阐述的是地球的各种地质作用以及各种地质作用的产物,是相对较纯的地质学内容;前者则是在后者基础上进一步拓宽形成的,不仅包含了《普通地质学》的内容,还拓展到大气科学、海洋科学、水文科学和环境科学等学科的内容。学科间的跨度交叉与渗透,要求教学内容更要反应地球科学的进展,拓宽与人有关的地球科学内容,才能更及时有效地反映课程内涵,传递知识。但地球科学的范围太广了,而学时是有限的。因此,作为一门环境工程专业的跨专业选修课程,其学科定位是一门地质学的素质教育选修课程,教学的目的是向学生传授地球科学的基本知识,使学生构筑专业知识结构的基本框架,建立正确的地球观。因此,在传授地球科学基本知识的基础上,应着重传授地球圈层的相互作用、地球科学的系统性。该课程的学习,让学生不仅可以了解地球系统的地质作用过程、不同圈层之间的相互作用,还可以正确论证地球科学与人类生产与生活、社会需求与发展之间的紧密联系;并且让学生更进一步认识到地球科学在寻找、开发和利用自然资源,保护和改善生态自然环境,预报和减轻自然灾害等方面的实用价值和实际意义,以及掌握如何运用地球科学的手段与思维解决、减轻人类面临的环境、灾害和资源等重大问题的基本思路与方法。
根据专业课程定位、结构授课对象特点,有针对性地设计本课程的具体教学内容。在绪论部分,应着重介绍地球科学的研究对象、研究内容、研究方法、研究意义,展示地球科学人类社会可持续发展,特别是与环境科学发展之间的紧密联系。在课程后续章节讲授过程中,应在保留经典知识的同时,兼顾地质学科的发展前沿与动向,不断对相应内容进行更新和深化,以拓宽学生的视野,更新学生的知识体系。作为环境工程专业的选修课程,《地球科学概论》理论教学一般安排32学时,主要讲授内容分为四部分:第一部分讲授绪论,主要有地球科学的发展、研究内容和方法、意义及其与环境科学的联系等内容;第二部分讲地球起源与演化和物质组成,主要有宇宙中的地球、地球与其所处环境的起源与演化、如何知道地球的过去、地球的物质组成等内容;第三部分讲地球的内外圈层,主要有地球的外部圈层、地球的内部圈层、内外圈层的相互作用、内部圈层相互作用及物质转化与机制等内容;第四部分讲地球系统科学和资源环境问题,主要有新地球观、地球系统科学、人与资源、维护我们的生存环境等内容。为了提高使用教材的教学效果,各章开始讲解之前,均以提要的形式对本章授课内容进行兴趣引入,并将章节重难点提前告知。各章结束后,针对章节内容部署有思考题和联系题。为了引导和促进学生自主性学习,各章后还提供了可以进一步阅读的书目,为学生进一步拓展、扩充知识范围与深度,调动学生的主动性提供了基础。结合课间课余时间与学生展开讨论和互动性教学,使学生不仅能学到知识,更能学会解决问题的方法。同时,在有限的学时中,面对地球科学大量的知识内容,如果讲授内容面面俱到,学生反而会感到庞杂和难以接受,学着吃力,兴趣也会下降。因此,教学内容设置还在涵盖课程主体内容的基础上,尽可能多地接合近年来学科内的进展,并将环境恶化、环境灾害、资源短缺等与环境工程专业有关的环境问题结合起来讲述,才会取得好的教学效果。
三、教学方法的选择
据了解,不少学生选这门课不是因为认识到学习地球科学的作用与意义,而是为了完成学校规定的学分与选课任务。还有一些学生认为,该门课程并非自己所学专业的主体课程,存在学与不学一个样、少学与多学一个样的懈怠心理,在学习过程中,存在学习目的不清、兴趣不高、甚至逃课等现象。因此,在教学中,要注重将“学生为主体、老师为主导”的教学思想贯穿于教学课堂之中,让学生们尽量参与到教与学的过程中。教师要引导学生认识本门课程的重要作用,努力调动学生学习本门课程的主观能动性,注重引导式、启发式教学,让学生善于发现问题、提出问题、思考问题、探讨问题和解决问题。教师还可以借助多媒体等现代教育技术手段,把授课内容做成形象、直观的教学课件,让学生更易于理解知识点,有助于其对授课内容的理解和掌握,达到更好的授课效果。课件制作要突出生动、明晰、条理性强的特点,并多插入形象的图版以丰富内容,呈现出高质量的教学课件以吸引学生的注意力。在利用多媒体的同时,要注意与传统板书结合,通过适当板书、适当提问、问题引导,在课堂上达到学生与学生之间、学生与教师之间的互动。讲课避免照本宣科,更应结合实际,对重点、难点要做到深入浅出。以培养学生的学习兴趣为起点,鼓励学生积极发问、主动参与,以延伸性思维为主要目标,培养学生的创造性和批判性思维习惯。在教学过程中,教师还可以采用案例教学方法,对案例提供的客观事实现象,用所学的相关理论知识进行分析,并提出自己的看法、见解或观点。然后,老师再进行逐一解答,并给出正确的分析研究结果,教给他们分析问题、解决问题的能力,进而加深学生对基本概念和基本原理的巩固与理解。这种教学方式与“填鸭式”的学习相比,学生的学习兴趣会大大增加。
参考文献
[1]陶世龙,万天丰.地球科学概论[M].第二版.北京:地质出版社,2010.
[2]万天丰.关于“地球科学概论”的教学指导思想[J].中国地质教育,2006,15(2):47-52.
[3]万天丰.关于“地球科学概论”的教学指导思想[J].中国地质教育,2006,15(2):47-52.
[4]许延浪,杨友运,袁炳强,等.“地球科学概论”课教学规律探析[J].中国地质教育,2007,(4):98-101.
[5]李艳,唐晓春.高校开设“地球科学概论”公选课的实践与探索[J].中国地质教育,2009,(3):73-76.
关键词:边坡工程;课程教学;岩石力学;采矿工程;滑坡
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)49-0133-02
一、引言
边坡是指自然或人工形成的斜坡,通常由力学性质不同的岩土材料构成,在漫长的地质构造作用下,逐渐形成了复杂的坡体结构和岩体结构。边坡失稳破坏会诱发滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害,造成铁路公路阻塞、掩埋河道以及矿山停工等,带了较大的生命和财产损失。边坡工程是一门以边坡为研究对象的应用性课程,内容涉及土力学、岩石力学、工程地质学、弹塑性力学等多方面知识,具有综合性和实践性强的特点。岩土工程、采矿工程、工程地质等专业的重要专业课程就是边坡工程,国内大专院校开展课程时间并不长,同时由于教学过程中普遍存在理论与实践脱节的问题,往往存在学生学习兴趣差以及分析解决问题能力较差等问题。如何适应当前社会需要,培养理解基础好、动手能力强以及富有实践精神的复合型人才,是值得我们深入研究和探讨的科学问题。
二、边坡工程的课程特点
1.综合性强。边坡根据物质组成往往可以分为岩质边坡和土质边坡,由于岩土二者的物理力学性质差异较大,所以导致工程所关心的科学问题完全不同,对于土质边坡,其稳定性取决于土的变形和强度问题,这其中涉及了土力学方面的知识;对于岩质边坡,其稳定性取决于岩石的强度和结构面的空间分布等,这其中涉及工程地质和岩石力学方面的知识。边坡根据成因又可分为自然边坡和人工边坡,自然边坡是在复杂的地质作用下历经几百万年甚至几千万年演变而来,这就涉及到地质学等;自然状态下经过漫长地质年代作用的岩体一般处于稳定的自然状态。开挖后的人工边坡其平衡状态会遭到破坏,原因是岩体的开挖、地应力的释放等,这就涉及到材料力学、岩石力学等。此外,我们在分析计算时,往往需要用到弹塑性理论来分析边坡的应力和变形等。总之,一门边坡工程涉及土力学、岩石力学、工程地质学、弹塑性力学等多方面知识,课程综合性强。
2.复杂性强。边坡工程具有系统的复杂性,主要从以下两方面体现:①露采边坡是采矿工程大系统中的一个子系统,具有系统性,它属矿山生产的安全保障系统,矿山安全生产要求边坡保持稳定;②既定的工程地质条件和水文地质条件、地形地貌和新构造运动、人类的工程活动等因素都会影响或控制边坡自身的稳定性,而这些影响因素本身就具有复杂性跟不确定性,边坡的稳定性与这些因素综合作用有关,所以会受各相关因素之间的相互影响。因此,只有对这些因素进行全面的系统的分析,才能使边坡整体性能达到最佳状态。而且各因素对边坡稳定性的影响作用是不同的。所以边坡工程的课程教学也要求教师从系统上进行全面、多方位的教学,从而使课程复杂性增强。
3.理论性强。边坡工程中既涉及岩土的强度问题,又有变形问题和稳定问题,课程内容较多并且理论性强。研究边坡的强度问题时,需理解有效应力原理、达西定律、岩土的强度准则、岩土的本构模型、结构面的力学模型以及常规的室内外试验方法等;研究边坡的变形问题时,需掌握固结理论、分层总和法等内容;研究边坡的稳定问题时,需掌握强度折减法、赤平极射投影以及结构面配套分析方法等。此外,边坡问题不仅涉及静力问题,还包括动力问题,故边坡工程是一门理论性很强的课程。
4.应用性强。边坡工程所研究的问题来自于现场,同时服务于现场。学习的目的是能将实际工程问题进行简化,从而可以用所学的理论知识进行分析,最后达到解决实际工程问题的目的。边坡稳定问题等是工程所关心的热点问题,监测以及预警的手段和方法等直接服务应用于现场。
三、课程教学中存在的问题
1.教材选择困难。作为一门专业选修课,边坡工程方面的科研著作较多,教材偏少。边坡工程的教材普遍存在行业性强、内容体系不统一等问题。
2.授课对象理论基础偏弱。边坡工程课程主要面向已学过专业基础课的理工科大三学生。然而,笔者在授课过程中发现,部分专业的学生对土力学、岩石力学、工程地质学以及弹塑性力学的基本理论理解差,甚至不了解一些基本概念。这一方面与边坡工程自身综合性较强有关,另一方面反映出教学对象理论基础薄弱等问题,这无疑会影响教学质量和教学效果。
3.实践和试验环节薄弱。大部分授课老师缺乏实践经验,从理论到理论,现场经验严重缺乏,很难向学生传授具体的边坡工程实践常识,而学生通常很反感概念性的东西,空洞无物的讲解只会让学生兴致缺失,甚至产生厌学、抵触心理,不但达不到理想的教学效果,还会适得其反。
4.授课对象创新思维不足。现今,创新思维能力强弱已成为影响学生就业竞争力和科研能力的重要因素。但是,我们的学生长期处于中国传统模式教育下,学生的自主创新能力明显不足,这在社会生活和工作实践中已明显地表现了出来。
四、关于边坡工程教学的建议
1.丰富教材种类。由于在边坡工程教学中,边坡工程方面的科研著作较多,教材偏少,且教材普遍存在行业性强、内容体系不统一等问题。所以授课教师应在教学中总结经验,发现问题,以致能够探索、丰富并编辑出更多适合边坡工程课程教学类的教材。从而解决教材选择困难的问题。
2.优化教学内容设置。针对不同的专业方向,边坡工程的教学内容设置应有所不同,其侧重点应有所差异。比如水利工程方向,教学内容应侧重于高陡岩石边坡的地震响应、渗流变形以及坝坡稳定方面;公路和铁路工程方向,教学内容应侧重于边坡静力稳定、边坡加固以及滑坡防治等方面;工程地质方向,教学内容应侧重于边坡成因分析、坡体裂隙构造分析等的方面;而采矿工程方向,则应以边坡爆破、深部岩体力学、三维地质建模以及灾害预警方法为重点。同时,教学内容的设置应考虑授课对象的知识结构,避免课程内容与相关内容的交叉重复。
3.加强基础课程教学。针对学生对土力学、岩石力学、工程地质学以及弹塑性力学的基本理论理解差,甚至不了解一些基本概念的问题,课程教学中应加强基础理论的授予,增强学生的理论基础。
4.开放式互动教学。对于边坡工程课程的讲解,应以工程实例、工程实物、工程照片为主,采用开放式互动的教学方式,结合工程实例,将施工现场搬到教室,使抽象的理论概念具体化,让教学更加生动形象,将课堂知识与现场实际紧密联系起来针对具体问题进行讨论,激发学生的学习兴趣,改善教学效果。
5.理论性与方法性并重。边坡工程具有应用性强的特点,在讲授理论的同时,应重视对方法性的讲解。以边坡稳定性分析的讲授为例,首先向学生介绍各种边坡稳定性的计算方法,特别是讲解某些复杂方法的计算分析步骤,能让学生充分地理解理论的原理。同时,应强调边坡稳定性分析的方法是“定性分析,定量计算”,使学生懂得在边坡工程的详细勘察,室内外试验的基础上进行边坡稳定性的评价,深入认识边坡的变形机制和破坏模式才是边坡稳定性评价的根本。
6.课程教学与实践教学结合。边坡工程是应用型课程,培养学生应用能力和创新意识,开展素质教育的重要途径就是实践教学,通过实际工程的边坡勘察及试验资料,让学生应用所学的知识,对实际边坡进行稳定性评价并提出治理设计建议,使他们能深入理解和掌握边坡工程理论。在一些实际工程中,很多通过商业软件来计算分析边坡工程的稳定性评价,这样学生容易忽视各种分析方法的基础理论应用,只是单纯地成为软件操作员,对自己的计算结果盲目不能确定,这就成了从事岩土工程专业毕业生的危险因素。在这里我们要强调基本理论的重要性,同时要使课堂知识与实际工程紧密联系起来,激发学生的学习兴趣,提高学生探索和解决问题的综合能力。改善教学效果,满足高校人才培养注重服务社会的需求。
7.启发科研思路。边坡工程是工程建设中一个古老而常新的问题,边坡工程实践结果表明,边坡是一个复杂的物理系统,目前的理论水平较低。仍以边坡稳定性分析评价为例,边坡稳定的标准究竟是什么?是安全系数,还是边坡的变形量?大量的科学问题等待我们去挖掘。在教学过程中,建议授课教师将科研成果和最新研究动态与学生进行交流,以具体问题为例对学生进行科研思路的启发,使他们不仅掌握基础知识,还能了解学科的方向,形成独立的科研思路,培养其创新能力。
8.促进成果互享,增强创新能力。由于当代社会越来越注重对知识产权的保护,这给我们带来了知识利益保护,但也使学生不能像过去一样实现知识的共享。所以,我们应在课程教学注重研究成果的互享,共同拓展学生的创新能力。
五、结语
边坡工程的教学改革与工程实践的不断发展密切相关,是一个长期持续的过程。通过边坡工程教学工作者的不断努力,学生能够及时掌握有关边坡工程的理论和新方法。我们相信一定能够为工程领域培养出合格的创新型专业人才。
参考文献:
[1]赵明阶,何光春,王多垠.边坡工程处治技术[M].北京:人民交通出版社,2004.
[2]佴磊,徐燕,代树林.边坡工程[M].北京:科学出版社,2010.
[3]黄求顺,张四平,胡岱山.边坡工程[M].重庆大学出版社,2003.
[4]张永兴.边坡工程学[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[5]陈祖煜,汪小刚,杨键,等.岩质边坡稳定性分析――原理・方法・程序[M].北京:中国水利水电出版社,2004.