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第1篇：地質學的基本概念范文

關鍵詞： 構造地質學；現狀；建議

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）05-0257-02

0引言

構造地質學是地質學的重要分支學科，是石油地質學研究的重要支柱，是評價油氣遠景不可缺少的依據。構造地質學主要研究由內力地質作用所形成的褶皺、斷層、節理等各種地質構造的形態、產狀、規模、形成條件、成因機制、分布規律和演化歷史。該學科主要針對高等院校地質學專業和資源勘查工程專業的學生而開設的。它對于培養優秀的地質專業人才具有重要的影響作用，因此對該課程進行教學改革具有重要的意義。本文通過對目前我校構造地質學教學現狀進行分析，提出了一些改革方法和建議，試圖不斷提高教學質量和效果，對學生今后的發展、樹立學校品牌乃至對行業的發展都有十分重要的意義。

1構造地質學教學存在問題分析

通過對我校近幾年的構造地質學教學情況的分析，發現在教學過程中普遍存在如下問題：

1.1 學生對課程性質認識不清對于初入象牙塔的大學生來說，在學習過程中，對初高中均有接觸的英語、數學、物理等基礎課程接受的比較自然，而對專業課比較陌生，對自己將要從事專業的認識也十分模糊。構造地質學是我校資源勘查工程的專業基礎課，本學科是構造學的一個分支。它主要介紹構造地質學領域的最基本知識、思維方式和操作技能。它不同于公共基礎課，對于初學者來說接受和理解都比較難，不知道學這些有什么用、怎么應用。致使學生在學習上的盲目性和缺乏興趣，使得學生的學習動力不足，從而影響學習質量和教學效果。

1.2 教師的教學設計能力有待提高教師作為教學過程的主導者，引導學生能動地進行認識活動、循序漸進地掌握文化科學知識和基本技能，以提高學生的綜合素質。因而教師的教學過程在培養高質量人才過程中起著重要的作用。我校構造地質學教學團隊中的青年教師普遍學歷層次高，但大都在本科為非師范專業畢業，而且從事教學時間短，他們對于教學設計的工作還不夠熟悉，缺乏實際工作能力。而對高校教師而言，教學設計特別是課堂的教學設計是一項重要的基本功。它直接影響大學生素質和學習能力的提高，從而影響教學質量和效果。

1.3 書本知識與實際應用脫節構造地質學的教學不同于英語、數學等基礎課程，構造地質學是理論性、實踐性都很強的課程。它是由理論課、實驗課及野外實踐三個環節構成，描述性的內容較多，而計算公式和復雜的推理較少。我校在構造地質學的教學安排中沒有合理的分配這三個環節的教學時間，使得理論課與野外考查課間隔時間太長，不能將學習的理論知識及時有效地在實際的實踐中得到應用，從而使得學生不能很好的理解所學的知識，影響學習效率和教學質量。

1.4 學校選擇的教材較單一教材建設是實現教學目標的基礎，選擇一本好的教材是實現教學大綱、教學目標與內容的根本，也是學內容與保證教學質量的前提。由戴俊生老師主編的《構造地質學及大地構造》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，主要是針對地質學專業和資源勘查工程專業的本科教學而編寫的。該書本著加強基礎、培養能力、追蹤學科前沿和突出石油特色的原則，系統地介紹了巖層產狀、應力、褶皺、節理、斷層等的基本概念、基本理論和基本研究方法。將基本地質理論與實踐作為重點，有輕有重、層次分明、突出重點、強調特點，較好地保證了地質類專業的教學效果。我校的資源勘查工程專業及資源勘查技術等其他地質相關專業均采用該教材，但該教材在構造地質學分析與研究方法教學方面不能滿足教學需求，因而對于提高學生實際工作能力有一定的局限。

2提高構造地質學教學質量的幾點建議

目前，構造地質學的教學在學生、老師和學校各個環節都存在很多問題，致使構造地質學的教學質量沒有得到顯著提高。針對存在的這些問題，結合多年來科研和教學經驗，本人提出一些看法和改革建議：

2.1 介紹專業應用領域和前景，激發學生的學習熱情為了避免學生盲目學習，缺乏學習的積極性和主動性，這就要求我們在新生入學時或專業課開課前，盡量抽出一部分時間大致介紹一下專業的概況和本課程的應用領域和前景。可以邀請一些油田工作人員和專業課老師為學生舉辦一些介紹相關的專業背景知識的講座，也可以從國際和國內能源發展狀況來說明石油工業的重要性。石油作為一種戰略物資，越來越受到各國的重視，其實質就是對石油能源的爭奪。我國現在也高度重視石油工業的發展，把石油作為重要戰略物資，放在優先發展地位。介紹我們所從事的地質勘探專業是石油工業的龍頭專業，事關石油工業的突破和發展，這就更依靠年輕一代的大學生努力和拼搏。通過講解，培養學生的專業理想，激發學生的專業興趣，增強學生對所從事專業的自豪感和榮譽感。同時介紹一些學習專業課的方法，特別是對于構造地質學這種專業基礎課，它不同于公共基礎課，需要學生改變學習思維和方法。

2.2 建設優秀的教師隊伍教學過程，即指教學活動的展開過程，是教師根據一定的社會要求和學生身心發展的特點，借助一定的教學條件，指導學生主要通過認識教學內容從而認識客觀世界，并在此基礎上發展自身的過程。對于年輕教師而言，通過組織培訓交流來積累經驗，還可以通過專家組的聽課評審來不斷提高實際的工作能力。

教學過程作為一種特殊的認識過程，是促進學生全面發展的過程。年輕教師在教學過程中要明確有計劃、有目的地引導學生進行認識的過程，要明確教什么、怎么教，并避免灌輸式的教學，提倡參與式的教學，引起學生的求知欲；要避免結論型的過多而問題型的甚少；要避免教學設計過細，教學“彈性區間”較少。只有做到這些才能讓學生過多的參與進來，變學生的適應性發展為創造性發展，變學生的被動學習為主動學習，從而免去了填鴨式的教學模式，能更多的開發學生的應用能力和智力。

總之教師是課程實施的主體，教師的教學能力也關系到培養人才的質量。因此，提高教師的整體素質、強化教師的競爭意識和責任意識，有助于教學水平和科研水平的顯著提高。

2.3 注重能力培養的實踐教學構造地質學是理論性和實踐性都很強的課程，除了良好的理論教學之外，構造地質學野外實習教學也是重要且必須得教學環節。學生通過老師的課堂講授掌握教學大綱所要求的基本知識、基本理論。但學生在對于構造地質學這門課程的學習時，普遍覺得枯燥、難懂、難記，對于一些抽象的概念、術語更是束手無策。基于這種情況，我校在進行構造地質學的教學安排時，加大實驗教學和野外考察的課時。為了培養和鍛煉學生的動手能力和創新意識，培養學生的地質思維，實驗課要以學生為主體，放手讓學生盡量獨立完成實驗，教師僅就基本原理和要點進行講解和輔導，鍛煉學生的地質思維和文字表達能力。在做好實驗課的同時還要強化野外實習，雖然通過理論課程和實驗課的學習，學生對地質構造現象有一定的概念，但對相應的構造地質學內容了解還是比較少，不全面且抽象，加上實際地質構造現象的復雜性和多樣性，使得學生不能將課堂學習的內容和實際構造現象完全融會貫通。所以野外實習對于構造地質學的教學來說是必要的教學環節。同時應合理安排理論課、實驗課和野外實習的的教學日程。只有這樣才能使學生做到理論與實際融會貫通，使抽象的概念描述轉變成具體的地質現象。

2.4 合理選擇教材，相輔相成合適的教材是一門課程成功的關鍵因素之一。我校本科生培養階段所用的教材對于基本概念、基本知識、基本理論的教學是可以滿足要求的。但是對于分析和研究構造地質學、培養和提高學生實際工作能力的目的還有所欠缺。因此，從全面提高構造地質學的教學質量的角度出發，還應在教材選擇方面有所改革。

對于不同類型的學生，在遵循大綱要求的前提下，對其教學內容進行適當的調整。特別是對于一些轉專業的學生來說，在沒有一定專業基礎的前提下學習構造地質學會很吃力，所以對于這種情況的學生要積極引導，指導他們在課余時間主動自學，并與本專業學生多多交流。同時對于本科生和研究生教學要有所側重，既要避免教學內容的重復還要防止有所遺漏。總之，應結合我校實際情況，合理選擇教材，為提高構造地質學的教學質量提供良好的基礎條件。

3總結

專業課教學是大學教育中一項極為重要的內容，教學質量的好壞直接關系到專業人才培養的質量，甚至對學生今后的發展都會產生重要影響。因此，無論從學校、教師還是學生的角度，都要高度重視。要根據我校實際情況和教學現狀，不斷進行探索、改革，培養學生的專業興趣，激發學生的學習熱情，提高教學質量。

參考文獻：

[1]戴俊生.構造地質學及大地構造.北京：石油工業出版社，2006.11.

[2]薛平.地質類本科專業設置和人才培養，中國地質教育，1997（01）.

[3]滕玉洪，李世安，王岫巖，伊三泉.關于普通地質教學改革的探討，中國地質教育，1994（01）.

[4]王曉青.感知教學與地質教學改革，中國地質教育，2005（02）.

第2篇：地質學的基本概念范文

關鍵詞：油礦地質學；實踐教學；專項技能訓練；綜合訓練

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）08-0038-03

實踐教學是評價學校教學質量的重要指標，是提升學生動手能力與創新精神的重要教學環節，是培養高水平、創新型人才的重要手段[1]。近年來，教育部出臺了一系列文件，對高校在實踐教學、實驗經費投入、高水平教師從事實踐教學工作和實驗室建設等方面，都提出了更新、更高的要求[2]。面對新形勢，高校如何深化實踐教學改革是當今的熱門話題。為此，中國石油大學（北京）《油礦地質學》課程組對實踐教學進行了全方位的探索與實踐，從教學條件、教學理念到教學方法，形成了一套獨特的實踐教學模式，對學生創造力的培養效果顯著[3，4]。《油礦地質學》是地質工程專業的重要必修課，是一門實踐性很強的課程，自1953年建校以來，一直是中國石油大學（北京）的重點核心課程之一，也是我校的傳統和特色課程之一[5]。本課程的任務是使學生掌握油氣田地下地質研究的基本概念、基本理論、基本方法及技能，提高學生分析問題和解決問題的能力，為今后從事油氣田勘探與開發工作奠定必要的基礎。為了使學生進一步理解和鞏固理論知識，了解所學知識在油田生產實際中的應用，培養學生分析問題和解決問題的能力、實際動手操作能力以及創新意識和創新精神，《油礦地質學》課程設計三個重要的實踐環節，即專項技能訓練、課程綜合訓練、油田現場實習。其中，專項技能訓練主要鍛煉學生的動手操作能力，課程綜合訓練主要鍛煉學生的綜合分析研究能力以及創新意識，油田現場實習主要增強學生對油田生產的感性認識，使學生將所學的知識與油田生產實踐融會貫通。

一、注重課內專項技能訓練

專項技能訓練為油礦地質學課內設置的一個實踐教學環節，目的是為了使學生進一步理解和鞏固課程所學的基本概念、基本理論和方法，特別是鍛煉動手操作能力。訓練內容由七個相互獨立的單元組成，包括井斜水平投影圖的編繪、巖心錄井圖的編繪、地層對比、油層對比、斷層面圖的編繪、地下油層構造圖的編繪、油田構造剖面圖的編繪，包含了油田實際生產和研究過程中所必須掌握的油礦地質基本技能。對于這一環節，主要采用互動式教學方式。教學活動安排在制圖室內進行，教師提供訓練（課內作業）素材并提出要求，學生在課堂上進行現場操作。由于作業材料為油田實際的第一手資料（測井圖和地質資料），這就需要學生應用所學的知識解決實際的問題，因此，在做作業過程中學生會遇到各種涉及課程內容以及操作方法中的問題。通過教師與學生、學生與學生之間的交流，使學生進一步加深對所學知識的理解和掌握，同時提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。具體過程采用教師指導、學生分工協作的方式完成。將學生分為若干個小組，每組4～5人。組長按專項內容輪流擔任，組長協調各組員的工作。要求每個學生在規定時間內完成一定的實際資料分析與編圖工作，同時學生之間要互相檢查和驗證自己的分析結果，使每個小組最終能夠提交準確的分析成果與完善的地質圖件。在訓練過程中，教師進行指導和檢查，及時發現問題，并與學生進行討論，引導學生分析和解決問題。在考核過程中，主要考核學生個人完成的地質數據（資料）分析的準確性（占實踐教學成績的70%）以及最終所提供圖件的地質合理性與規范性（30%）。

二、深化課程綜合訓練

課程綜合訓練（即“油礦地質大作業”）為單獨設置的實踐環節，主要采用研究式教學方式。與課內專項技能訓練有所差別的是，課程綜合訓練要求學生對實際工作區進行綜合地質研究，包括地層對比、構造分析、沉積儲層分析、油氣層分析、儲量計算與評價等，并編制相關圖件（如地層對比圖、頂面構造圖、砂體等厚圖、沉積相圖、有效厚度等值線圖、油藏剖面圖等）、編寫研究報告，制作匯報多媒體、進行口頭答辯。在教學過程中，仍然采取學生分工協作的方式，將學生分為若干個小組，每組4～5人。小組組長負責任務的安排與協調工作，整個小組團結協作，在教師指導下對工區進行油藏地質綜合研究，完成整個地質分析和圖件編制，并編寫出系統的地質研究報告和匯報多媒體；最終，由各小組推舉一位或兩位成員進行成果匯報并進行集體答辯。這一方式可對學生進行全方面素質的訓練，不僅鍛煉了學生的動手操作能力、研究能力和創新精神，而且增強了學生的團隊觀念和協作能力，同時還鍛煉了學生的歸納總結能力和語言表達能力。成績考核包括兩個部分，其一，為教師根據各小組提交的分析數據、總結報告、成果匯報與答辯情況評定小組成績，這一成績占總成績的70%；其二，各小組組員根據每個人對作業的貢獻以無記名互評的方式評定各組員的分數，這一成績占總成績的30%。

三、強化油田現場實習

為配合《油礦地質學》課程理論教學，增加學生對油田開發生產流程、油氣田地下地質資料錄取、油氣藏地質研究各環節的感性認識，進一步鞏固課堂教學效果，中國石油大學（北京）與中國石油大港油田分公司建立了長期友好的產—學—研合作關系。目前，大港油田油礦地質實習基地已被列入北京市校外人才培養基地建設行列。在課堂理論教學和實踐操作訓練的基礎上，緊密結合油田生產實際，通過油田現場實習，增強學生的感性認識和工程實踐意識和能力。實習內容包括錄井過程認識、巖心描述訓練、不同類型的井別、注采井網、地球物理資料錄取、綜合地質研究認識等。最后，每個學生根據參觀和實踐的內容，編寫實結報告。教師根據實結報告評定成績。

課程結束后，課程組所有教師進行教學研討，總結教學經驗，修正和補充教學內容，交流教學方法，互相取長補短，不斷改善教學效果。同時，召集學生進行教學反饋，對專項技能訓練、課程綜合訓練及油田現場實習中殘存的問題以及期末考試的試卷進行詳細講解，使每一位學生都能客觀地認識到自己課程學習中的問題，這已成為我校《油礦地質學》課程的特色教學方法，深受廣大師生的好評。通過課程建設，不斷優化課程教學體系，構建了一套理論教學（油礦地質理論與方法講授）—專項操作訓練（油礦地質基本動手能力訓練）—課程綜合訓練（油礦地質綜合能力培養）—油田現場實習（油田生產環節實踐）的一體化教學模式，為綜合培養學生的理論基礎和實踐能力創建了一個行之有效的教學平臺。課程教學得到了廣泛的好評。2006、2008和2010年，該課程分別被評為中國石油大學（北京）精品課程、北京市精品課程和國家精品課程。2010年大港油田油礦地質實習基地被評為北京市校外人才培養基地。配套的實習教材已由中國石油大學出版社出版，由我校教師負責編寫的油礦地質作業指導書已列入普通高校石油規劃教材行列，課程團隊將進一步加強課程建設，為學生提供更多的實踐機會，充分調動學生主動學習的積極性，提高學生的綜合素質，為石油、石化領域人才培養創建優質教學平臺。

致謝：中國石油大學（北京）孫思敏、李海燕、徐朝暉、劉鈺銘、李宇鵬等老師在油礦地質學課程實踐教學中發揮了重要作用，在此一并表示感謝。

參考文獻：

[1]劉輝軍，李文軍，方波，等.實驗教學示范中心的建設與思考[J].實驗科學與技術，2008，（2）：130-132.

[2]剛健，張國琛.強化實驗教學內涵建設，提高實驗教學質量[J].實驗室科學，2008，（6）：51-53.

[3]周乃新，姚郁，楊桅.深化實驗教學改革，創建特色實驗教學體系[J].實驗技術與管理，2009，26（4）：138-140.

[4]李濰蓮，陳冬霞，吳欣松，等.加強“石油地質學”實踐教學，努力提高教學質量[J].中國地質教育，2009，15（1）：101-103.

[5]吳勝和，徐懷民，吳欣松，等.“油礦地質學”課程建設與改革J].中國地質教育，2010，16（1）：32-35

第3篇：地質學的基本概念范文

關鍵詞：卓越計劃；巖石力學；教學改革；礦山建設

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2016）05-0075-04

“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010―2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010―2020年）》的重大改革項目，也是促進中國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，科學時報[1]將“卓越計劃”啟動列為2010年中國高等教育十件大事之一。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量的各類型工程技術人才。“卓越計劃”具有三大培養特點：一是行業企業深度參與培養過程；二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才；三是強化培養學生的工程能力和創新能力。

針對“卓越計劃”的總體要求，面向卓越工程師的培養，許多從事工程教育的專家進行了深入探討。林健[2]從課程體系的價值取向、課程體系的結構形式、課程體系的整合與重組等方面為“卓越計劃”參與高校專業課程體系和教學內容改革提供了借鑒和參考。張文生等[3]圍繞“回歸工程”教育理念，論述了本科“卓越計劃”的四個主要問題：制定專門性培養方案、改革培養模式、培養青年教師工程教育能力、建立健全保障體系，以期培養更多優秀的工程技術人才。王家臣等[4]根據卓越工程師的要求，從戰略角度對科學培養采礦人才進行了深入思考。

一、 巖石力學課程的特點

巖石力學是一門應用性和實踐性很強的應用基礎學科，是采礦工程、水利水電工程、交通/鐵道工程、工民建工程和石油工程等眾多學科的專業基礎課，屬于典型的跨學科、跨行業的通用課程。雖然中國推行了跨行業的統一標準，如GB/T 50266―2013《工程巖體試驗方法標準》、GB/T 50218―2014《工程巖體分級標準》等，但是由于借鑒前蘇聯的高等教育體制，目前還存在許多行業背景鮮明的規范在廣泛應用，如GB/T 16414―2008《煤礦科技術語巖石力學》、DL/T 5368―2007《水電水利工程巖石試驗規程》和JTG E 41―2005《公路工程巖石試驗規程》 等。

為了提高教學質量，不同行業內的巖石力學課程教師從行業特色角度對課程教學改革進行了有益的嘗試，比如采礦工程[5]、石油工程[6]、地下建筑工程[7]和海洋工程[8]等，都取得了很好的成效。此外，還有學者從模塊化教學[9]、案例教學[10]、研究型教學[11]以及數值方法輔助教學[12]等方面進行了巖石力學課程的教學改革實踐。遺憾的是，對巖石力學這門跨行業、特點鮮明的應用基礎學科，目前還未見針對“卓越計劃”培養特點的教學改革研究成果。

作為“卓越計劃”試點高校的中國礦業大學經過長期發展和建設已形成了以工科為主、礦業為特色、多學科協調發展的基本格局，對中國煤炭能源行業發展發揮著不可替代的引領和支撐作用。巖石力學是學校土木工程、采礦工程及地質工程等專業本科生專業基礎課程，為后續如礦山建設工程、采礦學及礦山壓力與巖層控制等煤炭行業背景鮮明的專業課程提供巖石力學基礎知識，地位尤其顯著。

在上述背景下，如何在有限的教學時間內按通用標準和煤礦行業標準培養工程人才，強化學生的工程能力和創新能力已成為擺在教育工作者面前的一道難題。筆者結合自己的教學實踐，初步探討面向“卓越計劃”的巖石力學教學改革思路，期望能夠拋磚引玉，對其他涉及巖石力學的行業類院校起到啟迪作用。

二 、巖石力學課程教學中存在的問題

（一）課程安排順序及學時不合理

廣義上講，巖石力學應是力學與地質學相結合的交叉學科，更側重于固體力學與巖石地質學的結合，具體地說，巖石力學是在彈塑性力學、土力學及工程地質學的基礎上發展起來的。巖石力學的很多概念、理論和公式由土力學和工程地質學借鑒而來，但是目前高校經常將土力學、工程地質學與巖石力學同時開課，給教師講授課帶來諸多不便。

為了研究工程環境下巖體的力學性態，巖石力學需要涉及諸如材料力學、彈塑性力學、斷裂損傷力學、裂隙滲流力學及流變力學等復雜深奧的力學內容；巖石力學的研究對象是地球千百萬年來復雜地質作用而形成的各類巖體，巖石學、工程地質學、水文地質學、地球物理學和構造地質學等地學學科的內容在教材中不斷出現；巖體工程涉及地基工程、邊坡工程和地下工程等具體工程形式，各種新施工技術和方法層出不窮。由此可見，巖石力學課程的內容豐富而繁雜，然而隨著通識教育課程的增加，各專業課程課時被大幅削減，巖石力學課時由80學時精簡為如今的32 學時， “滿堂灌”現象成為普遍，學生對該課程內容的掌握和應用難度較大，學習積極性難以調動。

（二） 基本概念模糊，難以培養創新性思維

基本知識的深刻理解，是創新思維形成的力量之源。一些教師在課堂教學中對基本概念強調不夠，分析不透，著重于公式推導、施工工藝或科研項目介紹等細枝末節的講解，本末倒置，背離了巖石力學課程設置的初衷。重點概念比如地應力、流變、強度理論、應變軟化現象、剪脹、尺度效應、圍巖支護工作作用原理等內容應該重點分析。此外，由于巖石力學部分內容與材料力學、土力學內容相近（如強度理論、剪脹、三軸試驗、二次應力和附加應力等），如果不進行相關內容的分析對比，學生容易產生疲倦心理，導致思想上的不重視。

（三）標準選擇混亂陳舊

如前所述，由于巖石力學是多個專業的專業基礎課，每個工程領域都有各自的行業術語、標準、規范和教材。但是如果教師在巖石力學基礎知識和工程應用方面的講解都遵照本行業的規范和術語，將會造成學生知識面過窄，不利于國家通用標準的推廣和學生就業；若完全脫離行業工程背景，則教學過程難免出現學非所用、理論脫離實際。如何達到“按通用標準和行業標準培養工程人才”的目標值得思考。隨著工程技術的發展，很多新理論、新技術和新方法蓬勃發展，國家相關部門也會適時推出新的標準和規范，比如深部資源開采帶來的“三高一擾動”、軟巖大變形和沖擊地壓災害頻發等問題。但是由于教材的更新速度較慢，如果授課教師不能及時跟蹤行業發展動態，將會導致課程知識體系陳舊無用。

（四）忽視工程能力的培養

實踐是工程教育培養的關鍵環節，巖石力學是一門應用性很強的工程學科，然而受授課時間、資金、場地和工程條件等因素制約，目前的教學方式主要以書本知識傳授為主，強調科學基礎，試圖傳授更多的理論知識，理論與工程實踐脫節嚴重，忽略了工程的系統性及其實踐特征。“重理論、輕實踐，重課堂、輕課外”的教學模式導致學生動手能力差、工程能力弱化，對于巖石力學課程中諸如地應力測量方法、監控量測、松動圈測試、超前地質預報和地下工程支護技術等工程現場的常規問題無法直觀體驗，不適應企業要求。這種現狀不符合巖石力學服務于工程的課程特點，難以激發學生學習的積極性和創造性。

三、面向“卓越計劃”的教學改革思路及實施路線

學校土木工程專業分為礦山建設工程、城市地下工程、工民建工程和交通土建工程四個方向，所有方向都開設巖石力學課程。依據專業實際情況，以礦山建設工程方向為重點，具體就面向“卓越計劃”的巖石力學課程教學改革思路及實施路線進行深入探討。

（一）教學內容模塊化，合理選擇培養標準

為了達到“學校按通用標準和行業標準培養工程人才”的要求，在教學內容安排上不能 “一刀切”。首先將教學內容模塊化，根據不同培養方向調整培養方案。

（1）“前置基礎”模塊4學時，包括巖石力學課程中涉及的材料力學、彈性力學、工程地質學和土力學等前置學科的基礎知識，根據各方向前置課程的授課內容確定合理的知識點。比如，彈性力學課程不在工民建方向的培養計劃之內，對該方向應該加大彈性力學的權重。

（2）“巖石力學基礎知識”模塊20學時，包括“巖石組構及其物理性質”“巖塊變形與強度”“弱面變形和強度”“巖體變形和強度”以及“原巖應力”等5部分，是各專業方向按共同標準和要求學習的內容。模塊內容中巖塊室內物理性質（如含水率、耐崩解性等）、強度和變形試驗、巖體原位變形、強度和聲波速度試驗以及原巖應力測試等內容，應嚴格按照通用的國家標準GB/T 50266―2013《工程巖體試驗方法標準》來講授。

（3）“工程應用”模塊8學時，根據專業方向的不同，選擇各方向重要的工程應用及案例進行講解。巖體分級是各方向都應該著重講授的內容，應該以通用標準GB/T 50218―2014《工程巖體分級標準》為主，并輔以各方向的分級標準。如礦山建設工程方向的普氏分級標準、交通土建工程方向的 JTG D70-2004《公路隧道設計規范》和Q分類等。對于具體工程形式而言，礦山建設工程方向和城市地下工程方向以巖體地下工程為主，工民建工程方向以巖石基礎工程為主，而交通土建工程方向則以邊坡工程和地下工程并重。各方向還應對工程實踐中常見的災害機理作介紹，比如深部礦山工程中的軟巖大變形、煤與瓦斯突出、沖擊地壓和底板透水等。

（二）強化基本概念理解，培養創新能力

概念和原理是創新的基礎，只有掌握概念、清晰原理，才能舉一反三而后應用自如。因此，在授課過程中，教師應多措并舉，把基本概念講清楚，講透徹，讓學生深入理解。

（1）剛性試驗機是20世紀70年代巖石力學的重要進展，對其機理進行嚴謹的理論推導，對于初次接觸的學生難以激發學習興趣。為了解釋柔性結構比剛性結構易于儲存變形能的特點，筆者以彈簧和圓鋼柱的壓縮為例，讓學生很快就明白柔性試驗機壓縮蓄能的快速釋放是使脆性巖樣產生爆裂的根本原因。

（2）室內巖樣力學試驗是課程的重要內容，書面講解試驗步驟較為枯燥，效率低下，但若先上試驗課，一缺乏必要的準備知識，二受試驗條件所限，難以讓每個學生都參與其中，必然導致教學效果較差。由于視覺化的知識能夠在短時間內留下深刻的印象，因此，可采用拍攝試驗全過程的方法，包括聲波速度測試、單軸壓縮試驗、單軸抗壓強度試驗、直接剪切試驗、角模壓剪試驗、巴西劈裂試驗和點荷載試驗等，在每個試驗講解前播放視頻，然后書面講解試驗機理和數據處理程序，最后通過試驗課直觀體驗，鞏固教學效果。

（3）原巖應力是地下工程圍巖變形、破壞的根本源動力，在巖體工程具有舉足輕重的地位，并由此帶來“先加載，后開挖”、次生應力、開挖擾動和圍巖等一系列巖體工程特有的概念。對于從理論力學、材料力學、彈性力學和結構力學一路學過來的學生而言，理解這些概念并非易事。筆者選擇理想試驗的方式來形象化該概念，具體來講，就是將地層簡化為彈簧-質點系統。該系統在重力作用下平衡后，彈簧發生壓縮變形，系統內存在“原巖應力”，此時“開挖”去除一部分質點，必然帶來“應力重分布”和“開挖擾動”。

（三）深入工程現場，提升工程能力

為達到“行業企業深度參與培養過程，強化培養工程能力”的培養目標，學校土木工程專業礦山建設工程方向實行“卓越計劃”培養方案，學生企業實訓學時達到36周，有充足的時間在煤礦現場進行實踐學習。在學院層面與永煤集團車集煤礦、城郊煤礦簽訂了本科生合作培養協議，建立了現場實踐教學基地。

在這種良好的前提下，可在課堂教學（32學時）之外，將部分課堂教學內容與學院在煤礦現場的科研項目有機結合，相互配合，是一種高效集約的授課模式，既可以加深學生對理論知識的認識，又能提高學生的動手能力。如課堂內的“巖體聲波速度測試”與現場巷道松動圈測試，“原巖應力測試”與現場常用的空心包體法測試，“古典地壓理論”與支護結構地壓實測方法等。在教學過程中應該在確保安全的前提下，采用小班精細化教學模式以適應現場的惡劣條件。

聘請富有工程經驗的工程師與授課教師進行交流合作。選擇科學的授課方法、制定合理的授課內容是一種有效的培養方式，既可以使學生盡快適應企業要求，又能對青年教師起到幫助作用。比如：參觀軟巖大變形實例，加深學生對巖石流變的認識；觀摩支護施工流程，掌握新奧法施工的原則；通過“沿空留/掘巷”“應力轉移維護巷道”等工程措施的學習，深刻理解開挖引起原巖應力重分布機理在現場的應用。

四、結語

工程教育必須“回歸工程”， 在“卓越計劃”下的巖石力學課程教學改革，要以培養學生的工程實踐能力和創新能力為目標，注重行業背景，優化教學內容，豐富教學手段，重視基礎概念與機理，深入工程現場，加強實踐環節，激發學生興趣，切實提高教學質量，培養行業需要的優秀工程人才。

參考文獻：

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第4篇：地質學的基本概念范文

關鍵詞：工程地質學；教學改革

中圖分類號：G451 文獻標識碼：A

1 引言

工程地質學為地質學的一個應用分支，研究的是人類工程活動與地質環境之間的相互制約關系。土木工程活動會改變地質環境，從而帶來相應的各種工程地質問題，只有對工程建設的地質條件進行深入研究分析，才能避免各類問題的產生，所以工程地質學這門課程在土木工程專業中是至關重要的，是土木工程專業的一門專業基礎課，為后續《土力學》、《基礎工程》、《道橋工程》、《地下工程》等課程打下基礎。

土木工程專業選用的《工程地質學》教材不同于地質專業教材，涵蓋內容廣泛，課時少，知識不夠細致深入是本課程的一個主要特點，課程知識實踐性較強，學生學習多停留的知識表面，不能由表及里，加之此課程在土木工程專業多為考查課，不能引起學生足夠重視，所以以往的教學手段方法不能滿足現行的課程設置，教學改革勢在必行。結合自己教學經驗談談教學中的一些改革方法，實現應用型人才的培養。

2教學中存在的問題

1）課程課時量不夠

我校工程地質學課程總學時為32學時，其中含2課時實驗室認識實習。筆者走訪了多個院校，土木工程專業的工程地質學課時量設置多為32學時，有些院校設置為24學時。對于地質學相關專業課時量設置多為64課時。土木專業的工程地質學主要內容包括地質學基本理論，巖石、巖體和土體的工程性質以及常見的不良地質現象及地質災害以及工程地質各類勘查方法，因此本課程內容繁雜，涉及面廣，抽象難解，學生想在課程上對知識融會貫通是比較困難的。

2）學生興趣不濃

土木工程專業的學生缺乏地質學方面的基礎知識背景，學生對于課程內容理解起來有難度，影響了學生學習的積極性。土木工程專業地質學相關課程只有一門工程地質學，沒有 《普通地質學》、《巖石學》、《構造地質學》、《水文地質學》等課程做基礎，更加增大了老師教授和學生學習的困難。

學生對于這門課程的重視度不夠。工程地質學多被定為考查課，學生多認為考查課不重要，學習中不能引起學生的重視，同時，在土木工程專業課程中，工程地質與其他專業課聯系不是很緊密，學生認識不到工程地質學的重要性，認為其在專業中的用途不大。

3）教學實踐環節薄弱。

工程地質學實踐應包括室內試驗和野外實習兩部分。通過筆者調查，土木工程專業的室內實驗，對于力學實驗，土工實驗大多高校都比較完善，而對于地質類實驗室大部分高校都不太健全。對于野外實踐，由于學校師資有限，實習基地不好確定，學生眾多不好管理，對于許多高校的土木工程專業工程地質實驗是非常欠缺甚至是不存在的。正是由于實踐教學的缺乏，導致學生學習只能看到知識的表象以及掌握一些基本概念，不能深入內容的實質，不能由表及里。

3 教學改革探討

1）教學內容改革

工程地質學課程內容多，涉及范圍廣，從兩方面進行調整：（1）適當增加課程量，學時不低于38課時，保證其教學質量。（2）精簡教學內容，根據工程地質課程的內容，結合土木工程專業相關知識之間的聯系，對課程內容進行刪減和補充。工程地質學內容劃分為三部分，第一部分是地質學基礎知識，主要講解地質作用、巖石、地質構造等知識，本專業學生對地質學基礎知識相對缺乏，因此，首先要向學生介紹工程地質學基礎知識，讓學生具備地質思維方式思考工程地質問題。第二部分為工程地質理論，主要講解巖土層工程地質性質及各種工程地質問題，這部分教學應以寬、泛為主，詳、探為輔。第三部分為工程地質勘查，針對專業側重點，著重講解相關地質勘察方法。

2）教學方法改革

（1）布置課外作業。

布置課外作業的方式我們并不陌生，但對于工程地質學這門課程作用尤為明顯。可以布置一些課本上找不著但又與教學內容相關的問題，那么學生帶著疑問就會利用圖書館、網絡或者實地參觀考察以及其他更有力的手段才能完成，培養了學生自己解決問題的能力。另外，還可以布置以分組形式完成的作業，每個組成員都有自己的任務，這樣帶著責任大家都會很積極，努力完成自己的部分。甚至組與組之間在完成作業的優劣方面形成競爭，加強了每個學生的團隊意識和危機意識。

（2）課堂考核。

對當堂課所學知識，隨機抽取幾位同學回答即時問題，雖然方法平常，但在一定程度上會使學生時刻保持“警惕”狀態，提高學習效率。或者是每次交作業后，在課堂上隨機抽取幾位同學在講堂上向大家講解自己的作業，雖然學生有怨言，但大多數同學認為收益頗豐。

（3）改變現代化的教學手段。

在教學過程中，積極采用多媒體技術使教學內容與表現形式呈現多樣化，加大了授課信息量，但也需要注意一些問題。多媒體教學不應只是文字、圖像、視頻的簡單羅列，而是在簡單的內容鋪墊之后快速進入正題，展示出所應該掌握的內容，然后利用一些有針對性的圖像、視頻文件加以輔助，即時抓住學生的思維和興趣，使他們在盡量短的時間內了解并掌握重點知識。因為學生在課堂上不可能每一刻都能全神貫注，如果所講內容過于枯燥，或者教學時間過長，學生在堅持認真聽課一段時間后未免會走神，所以多媒體教學中的內容安排順序要適當，能夠在短時間內吸引學生注意力，讓學生在聚精會神的時間段內完成知識的學習，從而大大提高課堂教學的效率和質量。

3）實踐教學改革

工程地質學是一門實踐性很強的課程，最終能夠達到學以致用，才是教學的最終目的。工程地質實踐教學應該積極開展室內試驗和野外實習。室內試驗主要包括室內礦物、巖石鑒定，即用肉眼鑒定主要造巖礦物的特征及鑒定方法，對三大類巖石的成分、結構、構造和產狀等方面進行鑒定。學生可以把課本上的知識和實物聯系起來，使思維方式立體化。以往礦物和巖石的認識通常是根據已知礦物或巖石來對其特征進行描述，可以通過給學生提供未知的標本，根據學生觀察其特征來確定其類別，從而提高了學生的思考和動手能力，加深知識的理解。如果條件允許還應積極開展野外地質實習，通過對自然界的地質結構、構造和工程結構的直接觀察和接觸，進一步理解和掌握本課程課堂教學所學理論知識。

4）考核方式改革

工程地質考核方式多樣化，摒棄以往閉卷考試的考核方式。可以讓學生提交讀書報告及小論文的形式，培養學生獨立學習獨立思考的能力。針對學生讀書報告內容進行答辯，一方面考察學生對這門課程知識的掌握程度，另一方面讓學生對自己的報告進行總結，享受收獲，彌補不足。工程地質學采取考查的考核方式，針對學生重視不夠，上課積極性不高，缺課請假等現象，在尊重學院教學考核規定的基礎上，最大限度地增大平時成績的考核分值，把平時成績的比重增加到40％，把學生“限制”在課堂上。

5結論

工程地質學作為一門專業基礎課，內容廣泛，教學存在難度。通過教學內容、教學方法等方面的改革增強學生的學習興趣，使學生認識到這門課程的重要性，讓學生在多樣化的考核方式中加強對知識的認知、理解和掌握，提高學生發現問題、解決問題的能力。

參考文獻：

許兆義．工程地質學基礎[M]中國鐵道出版社，2011

第5篇：地質學的基本概念范文

關鍵詞：晶體學;教學內容;教學手段;研討式教學;教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）43-0081-02

一、前言

《晶體學基礎》課程是為地質學、材料科學、礦物學等專業學生在完成高等數學、普通化學和物理學等公共課程后而開設的一門專業基礎課[1-4]。對于材料科學與工程專業的學生而言，《晶體學基礎》課程中的晶體結構、晶體對稱性、倒易點陣、晶體投影、晶體生長、晶體缺陷等晶體學基本知識，是進一步學習《X射線衍射》、《電子顯微分析》、《材料科學基礎》、《材料力學性能》以及《材料物理性能》等專業課程的基礎[2]。在材料科學領域，調控材料的性能是人們追求的目標。如果一種材料的成分確定，那么它的電學、光學、磁學以及力學等性能將取決于材料的晶體結構類型和晶體中存在的缺陷特征（如雜質原子的濃度、位錯密度和晶粒尺寸等）。因此，《晶體學基礎》課程的基礎知識不僅在材料科學與工程專業各門專業課程的教學中起到重要的作用，而且將對學生們將來的材料科學與工程實踐起到重要的指導作用。

開設《晶體學基礎》課程以前，北京航空航天大學材料科學與工程專業的晶體學教學計劃主要安排在《材料科學基礎》課程中，大約講解4學時。另一方面，在《X射線衍射》和《電子顯微分析》等專業課程教學過程中，過去通常要利用2～4學時來講解布拉斐點陣、倒易點陣等晶體學知識。這使得部分晶體學知識被重復講授，而一些重要的晶體學知識沒有得到無法全面、系統和深入地講解。基于以上原因，北京航空航天大學自2010年起對材料專業的本科2年級學生開設了《晶體學基礎》課程。

通過過去幾年的《晶體學基礎》課程教學實踐，學生們普遍反應對晶體學基礎知識的理解更加全面和深入了，同時在學習與晶體學相關的其他材料專業課程時，也更加得心應手。但是，目前的晶體學教學中還存在以下3個主要問題。

1.晶體學涵蓋的內容十分廣泛，它是多個學科的重要基礎課程，不同學科對于晶體學知識的側重點有所差別。目前，國內《晶體學基礎》的教材主要是面向地質和礦物專業而編寫的[5]，其包含的內容以及章節編排次序也是為了使地質和礦物專業學生更好地掌握相關晶體學知識而設計的。所以，現有教材的教學內容以及講授次序并不完全適用于材料專業《晶體學基礎》課程的教學。

2.《晶體學基礎》課程中包含著很多晶體學基本概念，同時還有非常抽象的宏觀和微觀對稱操作以及晶體的投影操作。在以往的晶體學教學過程中，主要借助一些靜態的二維或者三維圖片進行講解，其表現力度有限，無法有效地使學生理解和掌握抽象的晶體學基本概念和理論。

3.在《晶體學基礎》的授課形式上，過去主要以教師講授為主，學生主動參與較少。僅僅通過教師對《晶體學基礎》中復雜空間對稱變換進行講解，難以使學生深入理解晶體中對稱特點、內部質點的堆積規律以及復雜的空間概念。同時，這樣也不利于學生創造性思維和解決實際問題能力的培養。

由以上分析可見，現有的《晶體學基礎》教學已經難以滿足材料科學與工程專業學生培養目標的要求。因此，我們有必要對該課程的教學內容、教學手段和教學模式進行改革，以充分調動學生的學習積極性和主動性，提高學生的學習興趣，使學生真正理解和掌握晶體學知識的精髓，為學生在將來的材料科學與工程實踐中打下良好基礎。

二、教學內容和講授次序的改革

目前，本校《晶體學基礎》的教學課時共32學時，與地質學和礦物學專業相比，總授課時間較少[3，4]。為了在有限的教學時間內講授材料科學專業學生所必需掌握的晶體學基礎知識，有必要將那些與材料科學專業相關性不大的內容進行刪減。例如，晶體理想形態和晶體規則連生方面的內容對地質學和礦物學專業十分重要，但是對于材料專業學生來說，只需要在課程緒論中加以概述就能夠滿足本專業的教學要求了。同時，對于后續材料科學的其他專業課程將詳細講解的知識點，也可以進行適當刪減，如晶體相變、晶體物理學等內容。另一方面，對于進一步學習材料專業其他課程而需要用到的一些重要晶體學基礎知識，應該增加講解內容的深度。例如，倒易點陣、吳氏網等基礎知識對于分析材料的微觀結構特征至關重要，但是，現有教材中的以上相關內容過于簡單，無法滿足材料專業學生的培養要求，所以，需要增加相關的授課內容。

教學內容的變更促使我們進一步思考授課內容編排的邏輯性。由于晶體學授課內容和側重點發生了變化，所以，我們就不能按照現有教科書中針對地質和礦物專業的教學目的來安排授課次序，而應該按照材料專業對晶體學教學內容的要求，研究如何安排授課次序才能更有利于本專業學生由淺入深、循序漸進地學習相關晶體學基礎知識。例如，在講解晶體宏觀對稱性之前，有必要先講解一些典型晶體結構的實例，以幫助學生形象地理解復雜的空間對稱操作;將晶體的微觀對稱和空間群知識從原教材的第七章提前到第三章[5]，使其與晶體宏觀對稱合并成晶體宏觀和微觀對稱一章，這樣有利于從宏觀和微觀相互聯系的角度進行講解;另外，倒易點陣知識應該從原教材的第一章后移到第四章，在講解完晶體定向和晶體學符號之后，學生們熟練掌握了晶體正空間的晶面和晶向指數，此時講授倒易點陣知識更有利于學生理解復雜的正空間和倒易空間的相互變換。

三、教學手段的改革

《晶體學基礎》課程的難點是晶體宏觀和微觀對稱、晶體的投影以及內部質點的堆積。除了采用傳統的板書和二維圖形對這些晶體學難點知識進行講解以外，我們應該更加注重利用一些三維模型。例如，在講解晶體的球面投影和吳氏網過程中，利用地球儀作為三維實物模型，能夠更好地說明晶體的各個晶面在進行球面投影過程中的操作次序，以及解釋如何利用吳氏網來計算晶面夾角。在講解晶體的旋轉對稱時，可以利用一些特制的三維立體模型，形象地顯示出不同軸次的旋轉對稱;另外，在講解晶體的極射赤平投影時，可以針對一些具有特殊對稱特點的宏觀晶體，讓學生自己動手制作相關的三維實物模型，通過觀察各晶面的投影特點，加深對極射赤平投影知識的理解。

同時，為了使學生更加形象地把握各種對稱變換特征和晶面投影規律，我們應該進一步利用三維多媒體軟件，制作一些三維動畫作為輔助教學手段[6]。這樣能夠通過三維旋轉來觀察晶體的宏觀對稱特點以及晶體結構中的質點（原子、分子或離子）位置，滿足晶體宏觀和微觀對稱要素及其操作等抽象教學內容的教學目的，使學生能夠直觀地觀察不同宏觀和微觀對稱操作的特點，從而加深對這些抽象晶體學概念的理解。

四、研討式教學模式的改革

本校《晶體學基礎》課程在開課初期的授課形式為大班整體授課，包括所有材料專業大二的學生（約150名）。由于聽課學生人數較多，導致教師難以實時掌握學生的聽課效果。故而，本校自2013年起對《晶體學基礎》課程進行了“小班化”教學實驗（每班70～80人），有效地提高了授課效果。但是，目前的教學模式基本上還是以教師的“填鴨式”教學方式為主要授課模式，學生缺乏學習的主動性，沒有積極地思考問題。因此，應該實現教師和學生共同主導本課程的教學過程，通過師生之間以及學生之間“研討式”的教學模式，使學生在研討過程中理解和掌握《晶體學基礎》的基本概念和抽象知識。針對每堂課的重點講授內容，教師在課堂中提出相關問題，將學生分成若干小組，每組4～6人，在教師的引導下，通過學生之間反復討論將復雜的晶體學問題進行逐步闡明，這樣也有利于檢驗學生對每堂課知識的掌握情況。同時，將分組討論的結果納入平時成績的考核體系，鼓勵學生主動提出問題，并積極地通過討論來相互啟發，進而解決各個難點問題。

另外，師生應該充分利用本校在校園網上建立的晶體學課程中心平臺。一方面，鼓勵學生在網絡上進行自由討論，另一方面，讓學生針對以上問題在課堂上以小組為單位進行發言和討論。通過以上“研討式”教學模式及時獲得學生學習效果的反饋，從而調整講課速度，提高學生的學習效果。

五、總結

《晶體學基礎》是材料科學與工程專業的重要基礎課程，應該按照材料科學專業學生應該掌握的晶體學知識，優化編排授課內容和次序，提高授課效果;利用三維晶體學動畫模型，加深學生對晶體對稱要素及其操作等復雜晶體學概念和理論的理解;建立“研討式”教學模式，針對課程的重點和難點，提出學生課堂和課后研討的主題，檢驗學生對授課內容的掌握情況，提高學生通過主動提問以及相互討論而獲取知識的能力，最終使學生更好地掌握材料科學專業必需的晶體學基礎知識，培養學生分析問題和解決問題的能力。

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第6篇：地質學的基本概念范文

水文、環境以及工程地質的研究屬于公益性、基礎性的工作，事關國家生態管護、環境保護、資源安全等經濟社會發展。目前，國家正處于經濟社會轉型的關鍵時期，我們必須順應國際大趨勢，多學科綜合研究，依托高技術，解決、探索人類所面臨的一系列科學難題，為此水文地質、環境地質以及工程地質必須要向著科技化方向發展。

一、水文地質、環境地質、工程地質概述

（一）水文地質

水文地質是地理學分支學科，指自然界中地下水各種運動和變化的現象。對于水文地質的研究主要有兩個任務：治水、找水。目前在找水方面，主要利用巖溶裂縫水和第四系含水層，取得的效果非常好。對于碎屑沉積巖、深淺變質巖、新老火山巖以及碳酸巖分布的研究，對導水、容水構造方面的尋找都取得不錯成績。例如，利用激發極化衰變場法，確定玄武巖裂縫含水區井位，利用電場選頻法找水、確定井位，對全國地區水資源運用起到巨大作用，有效推動了經濟發展。

（二）環境地質

環境地質這一詞最初起源于20世紀中葉，是為了解決地面沉降、泥石流以及滑坡等方面而提出的。環境地質研究的主要內容和任務是對大面積災害地質的調查、對國民經濟開發區和主要交通干線進行評價分析，采用科學的環境地質探測方法，可以在一定程度上減少自然災害對人類的威脅。目前來看，我國環境地質研究在地面水源、土壤污染、以及地下污染方面取得了不錯成績，為日后的環境污染治理提供了大量研究資料。

（三）工程地質

對于工程地質的研究主要是為工程應用而服務，主要的研究內容包括，地震、巖體穩定性、地質災害等等。在建筑中，對于地基土的要求非常嚴格，因此對于工程地質的研究顯得非常有意義。目前來講，對工程地質的勘察探測方法是多樣的，具體包括：地質雷達測量、微震測量、井中和地面測溫以及聲波法等等。在工程施工中，工程地質學發揮著無可替代的作用，如路基地基壓實檢測、隧道襯砌檢測以及樁基質量無損檢測、地質構造檢測等等。

二、水文地質環境地質以及工程地質的科技化發展方向

（一）水文地質環境地質以及工程地質科技化發展所要遵循的線索

根據我國經濟發展狀況以及國情，水文地質環境地質以及工程地質科技化發展應該遵循以下三條線索：

1 科學化發展方向應該以國家重點工程為依據，具體包括，南水北調、西北水資源三峽工程等等。

2 科技化發展應該以為政府職能服務、為履行政府法律作為方向。政府職能服務包括地質環境監測、地下水監督利用等等。政府法律包括，環境保護法、水資源法以及礦產資源法等等。

3 科技化要向多學科延伸。對于水文地質環境地質以及工程地質的研究，實質上就是利用地質學基礎知識在環境科學以及土木工程學上的應用，由于在工程建設中所涉及專業領域比較廣、比較復雜，這就要求向多學科延伸。

（二）水文地質環境地質以及工程地質科技化具體發展方向

1 隧道工程。軍事工程、地下鐵道、采礦工程、水利工程、公路以及鐵路等等都包含隧道工程，并且是必不可少的。對于鐵路建設來說，我國已經有60年余年的歷史，其中在隧道建設方面遇到的主要問題就是巖溶地層止水問題，最典型的就是大瑤山隧道建設，其隧道長度為14.925km，通過巖溶區深埋為400m～500m左右，長度在1km左右，曾經在20世紀90年生過一次重大的涌水涌砂事件，造成鐵路癱瘓，因此國家提出了關于隧道深層巖溶治水技術相關的研究課題，其中大部分都屬于水文地質環境地質以及工程地質相關知識，此課題的提出充分體現了科研為生產服務、生產和科研相結合的科技化發展方向，因此，在今后的發展中應該充分突出這一主題。

2 巖石邊坡。邊坡問題在水庫回水、水利工程壩基、水運航道、公路沿線、鐵路工程中表現的非常普遍，影響巖石邊坡的主要因素包括，河谷外鼓、河谷卸荷回彈、采煤活動對上覆地層的影響、硬巖地層中軟弱夾層的風化以及長河谷下沉對邊岸的影響等等。

3 填海造地和圍湖造田。為了擴大耕地面積，實施了大量填海造地、圍湖造田的項目，由于縮小了胡泊的實際面積，從而促使泥沙積累速度加快，水文地質與環境地質發生變化，水災嚴重、洪澇不斷，為解決此問題，應該加強這一方向水文地質與環境地質科技化發展。

4 干旱地區地下水開發。我國干旱地區主要集中在西部地區，主要包括：柴達木盆地、河西走廊、鄂爾多斯盆地等等。當前的水資源系統主要模式是，雪山融水進入水庫，然后從山前沿著河道向地下滲入，最后從平原地區溢出，最終形成綠洲，在今后發展上要從農業灌溉、地下水與地表水的人工改進上做進一步的調節。

5 為規劃服務。近些年來發展起來的水文地質環境地質以及工程地質工作，更多是為規劃服務，呈現出多種多樣的形式。具體包括，中國地質災害圖、全國環境地質圖系以及圖文結合的中國重點城市地下水資源開發利用對策等等，為工程的建設與發展提供了科學的依據與資料，在今后的發展中仍然要以此為方向。

第7篇：地質學的基本概念范文

根據土力學課程的特點，就如何發展土力學實驗環節，加強土力學教學實踐，從而提高土力學教學質量提出一些初步想法。在土力學教學中，一個好的實驗實踐環節應具有可操作性，基本概念清晰，工程應用背景強，能激發學生興趣，具有創新和發展性的特點，從而完善理論教學效果，提高學生主觀能動性，培養創新思維和綜合解決問題的能力。文章結合案例分析得出，一個好的實驗實踐環節，能使學生對土力學學科有全面宏觀的認識，并順應科學研究過程，這對培養土建類、水利類、交通運輸類、地礦類、地質學類等專業學生的思維能力，提高科研素質的綜合能力具有重要的意義。

關鍵詞：土力學；實驗教學；實踐環節；綜合素質

中圖分類號：G6420；TU43-4文獻標志碼：A文章編號：

10052909（2017）01014404

土力學作為土木工程、水利工程、交通工程、采礦工程、地質工程等眾多專業大學生的專業基礎主干課程，是認知土的工程力學性質的一門技術核心課程。由于土力學課程的特殊地位和作用，土力W的教學如何適應新形勢，順應改革發展的要求，是每一位土力學教師必須思考的問題[1]。隨著各建設項目向大型化、復雜化發展，建筑行業對相關專業人才的綜合素養提出更高的要求。國家提倡進行大土木教學改革，旨在提高本科生的綜合專業素養、學習能力和創新思維。

2011年高等學校土木工程教學指導委員會《高等學校土木工程本科指導性專業規范》中指出[2]，以行業企業需求為導向，以工程實際為背景，以工程技術為主線，著力提升學生的工程素質，培養學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力。

但是目前在土力學實踐環節教學過程中，出現實踐環節和理論教學脫軌的現象，比如實踐環節不能很好地激發學生自主學習相關理論知識的興趣，學生也不懂得如何理論聯系實踐，從而沒能很好地對相關理論知識進行理解，學到的知識形如散沙，學習效果并不理想。

因此，文章結合教育部“卓越工程師計劃”，重基礎平臺、寬口徑、突出專業

特色，針對土力學實驗環節的拓展、教學實踐等方面，結合實際訓練談一些體會和感悟，探討土力學教學中實踐環節指導理論教學的可行性，以求通過實踐環節使學生對土力學學科知識有整體宏觀的認知，培養學生自主學習和獨立思考的能力。

一、土力學的工程特性

土力學是工程力學的一個分支，是以土為研究對象的學科。它是一門實踐性、應用性強的課程[3]。土是巖石風化以后，產生崩解、破碎、變質，又經過各種自然力搬運，在新環境堆積或沉降下來的顆粒狀松散物質。土力學是以力學和工程地質學知識為基礎，運用力學原理和土工試驗技術，來研究與工程建設有關的土和土體在荷載、水、溫度等外界因素作用下的應力、應變、強度和穩定性等特性的一門學科，是一門實踐性很強的工程技術科學。在工程建設中，常會遇到各種有關土的工程問題，包括建筑物地基、路堤、邊坡和各種土工構筑物，以及以土作為建筑材料、建筑環境等，都需要應用土力學的理論和方法去解決。同時，為各類建設工程的穩定和安全提供科學的對策，包括土體加固和地基處理等。

土的利用可以追溯至古代，遠在古代人們就懂得利用土進行工程建設。如我國西安市半坡村新石器時代遺址，就發現當時人們已經能利用土臺階及石基礎為簡陋的房屋考慮地基基礎的穩定性問題[4]。以后如秦代用壓實法修筑馳道，隋朝用木樁，唐代用灰土基礎造塔等。我國東漢時的鄭玄在注釋戰國時的《考工記》時，就認知到了作用力和變形之間的彈性定律，這比胡克（Hooke）定律要早1 500多年，但直到18世紀，基本還處于感性認識階段。歐洲產業革命時期，隨著大型建筑物、鐵路、公路的興建和科學的發展，建立了零星的土力學理論。如1773年法國的庫倫（C. A. Coulomb）通過試驗研究提出了砂土的抗剪強度公式和設計擋土墻的土壓力滑楔理論，1857年英國的朗肯（W. J. Rankine）又從不同的途徑提出了土壓力理論。這兩種土壓力理論至今仍被廣泛應用。1869年卡爾洛維奇（Карлович）發表了世界上第一本地基與基礎著作。1885年布西涅斯克（J. Boussinesq）根據彈性理論求出了在集中力作用下地基中的三維應力解析解。1900年莫爾（Mohr）提出了土的強度理論。20世紀初，人們在工程實踐中積累了大量的經驗和資料，對土的強度、變形和滲透性質進行了理論探討，土力學逐漸形成了一門獨立學科。20世紀20年代普朗特（Prandtl）發表了地基承載力理論，這一時期在邊坡理論方面也有很大發展，費倫紐斯（W. Fellenius）完善了邊坡圓弧滑動法。經過一個多世紀的實踐和理論研究，1925年美國的太沙基（K. Terzaghi）歸納出版了第一本《土力學》專著，1929年又與其他學者共同編寫了《工程地質學》。從此，土力學、工程地質學、地基與基礎作為獨立學科不斷發展。1936年在美國召開第一屆國際土力學與基礎工程會議，到2013年已舉辦

18次，在會議上，世界各地學者對本學科的研究進行經驗交流。

因此，土力學是把土作為建筑物地基、建筑材料或建筑物周圍介質（環境）來研究的一門學科，主要研究土的工程性質以及土在荷載作用下的應力、變形和強度問題，為工程設計與施工提供力學指標、評價方法以及分析計算原理，是土木、水利工程等專業重要的技術基礎課，具有很強的工程應用背景和工程特性。

二、土力學課程實踐環節

由于土力學學科的特殊性和復雜性，知識點廣，涉及面寬，從土的基本物理性質和工程分類、土的滲透性、地基土中的應力分布、土的壓縮性再到土的抗剪強度、地基承載力、土壓力計算、邊坡穩定性分析等。從內容來看，主要包含基礎理論與基本概念、工程實際運用部分、試驗與測試部分[1]。由于各章知識點的相對獨立性，筆者將土力學的學習過程比喻為橋梁建設，而各個章節的學習如同各個橋墩的建立過程，只有把每個橋墩都建扎實了，將橋面鋪裝好，橋梁才能發揮其作用。在這里每章的基礎理論就如橋墩，土力學的實踐環節就如同橋面鋪裝過程，將各個知識點貫穿起來。因此，如何設立合理的實踐環節充分調動學生自主學習和對學科的宏觀把握至關重要。而土壓力計算、擋土墻設計和邊坡穩定性分析等都可提供實踐環節，讓學生在學習基本理論后，進行實際操作訓練。

目前本科土力學教學實踐環節中大多只設立了四個基本的常規試驗，測定土的液、塑限，通過擊實試驗繪制土的擊實曲線，還有壓縮試驗和直剪試驗。四個試驗代表著土的不同物理力學特性，是測定最基本的參數指標。通過調研，學生普遍反映，如果沒有一個工程背景作為支撐，他們較難理解這幾個常規試驗的意義和重要性，更多的是被動完成，而不是主動設計。故參與試驗準備、操作和進行結果分析的主觀能動性不強，沒能充分達到調動學生積極性并發揮創造力的目的。

加強實驗課和適當進行實踐性環節的改革對提高教學質量非常有效。對實驗現象和結果要進行合理的分析，勤于思考，善于總結，才能有所發現，有所進步[5]。通過實驗教學，加深對土力學基礎理論知識的理解，這樣大大提高了土力學的教學質量和學習效果[6]。因此，在教學環節中，我們嘗試了一些開放性的實踐環節，在學習土力學的基本知識后，除了完成常規試驗，還要參與一些競賽，開展開放性的設計課題，讓學生自主搜集資料，自己設計解決問題的技術路線，自己進行驗和優化設計。目前已經開展了加筋擋墻設計、邊坡失穩試驗等多種趣味性強的實踐環節，收獲頗豐。下面將結合加筋擋墻設計的課題談談學生在這次實踐環節中的完成過程和理論聯系實踐的訓練。

三、案例分析

為了實踐實驗環節對學生所起的作用，通過組織學生參加加筋擋土墻結構設計大賽，為土力學的實踐性環節提供了很好的機會。該課題合理之處在于其可以充分利用土力學各章理論知識，提高學生解決實際工程問題的能力，使學生了解土壓力計算、擋墻設計和土坡穩定計算等理論知識在解決加筋擋墻設計中的重要性，調動學生自主學習的興趣。加筋擋墻設計優化作為一個開放的課題，其答案的多樣性，可充分引導學生進行大膽想象，充分表達個人想法并愿意為自己的想法付出實踐。下面是在設計過程中的體會。

（1）剛開始給學生布置該課題時，學生不知道該如何突破和入手。我的建議是要充分理解擋墻設計的核心，即通過合理的錨桿布置（實驗中用筋帶進行模擬）平衡擋墻土壓力，從而使擋墻處于穩定狀態。因此，學生先結合本科土力學中土壓力的計算部分，還有擋土墻的設計和土坡穩定分析的相關理論知識，進行自主學習。

（2）接著為了完成相關實驗，

根據大賽要求制作模型箱，并為保證模型箱拆卸方便，構思了多種模型箱設計方案

，最后各側板之間通過錨栓連接，底板上安裝固定銷釘，各側板底部打孔，直接插入底板。在模型箱設計過程中，學生充分聯想了日常物品的連接方式，從而順利完成模型箱制作。接著為了完成本次實驗，學生也聯系了相應砂子生產廠家，了解中粗砂的規格，充分調動了學生自主參與的積極性。

（3）根據設計要求，需要學生自主完成多個常規試驗，為進行本次加筋擋墻設計提供材料參數。比如，對砂樣進行基本的物理性質參數測定，包括篩分試驗、密度測定等。力學強度測定包括砂土的直剪試驗、確定內摩擦角，以及筋材的抗拉強度測定等。

（4）在理論計算方面，學生自主查閱TB 100025―2006《鐵路路基支擋結構技術設計規范》等多個規范，進行加筋土擋土墻土壓力計算、下滑力和抗滑力計算、全墻抗拔穩定驗算等，能結合自己提出的布筋方案，建立布筋優化方案的目標函數，從而為整個課題的完成提供扎實的技術路線支持。

（5）在實驗方面，為了觀察砂樣擋墻在不加筋帶下的自穩定狀況，學生首先做了無筋帶下砂土的滑裂面分析和砂土自然休止角的測定，直觀上認識了無粘性土滑坡的過程。通過強度較低的紙板作為擋墻，也直觀上看到了墻后土體的土壓力分布狀況，以及不同深度的變形狀況。

（6）隨著實驗的進行，學生興趣越來越高，查閱了相關加筋土工方面的文獻資料，了解了加筋土加固機理。讓學生初步嘗試布置直線型的筋帶進行試驗，模擬加筋擋墻過程，不斷調整筋帶總層數和各層筋帶的數目、尺寸等，通過豎向加載直至擋墻破壞，從擋墻后砂土的破壞類型以及筋帶的破壞來判斷筋帶布置的合理性。

（7）通過大膽嘗試，學生提出了多種筋帶類型和布置方案，比如采用筋帶末端彎起成U形或V形，末端采用擴大頭的加筋布置等，體會了加筋復合體的作用。在這個過程中，學生能聯系工程實際，考慮筋帶布置時的經濟合理性，培養學生全面理解問題能力，提高其抓住問題癥結并各個擊破的能力。

（8）最后通過完成一個完整的計算書來表達自己的設計思路和方案，鍛煉學生組織整理實驗課題報告的能力。在此過程中學生對本科土力學的基本理論知識有了更全面和系統的理解。

在加筋土擋墻設計的基礎上，若不考慮筋帶，通過設置擋墻面板的位移狀態，可以來模擬邊坡失穩的主動狀態和被動狀態，從而使學生結合課本知識，直觀了解邊坡失穩過程以及滑裂面的形成。

在此開放性試驗中采取4人一組，利用的是課外學時，加筋土擋墻設計為4學時（包括計算和操作的整個過程），邊坡失穩試驗為2個學時（主要是操作環節）。上述結合土力學課程開展的實踐環節，學生反映學習效果很好，提高了學生的探索和創新能力，并為本科生的畢業設計和論文研究打下了良好的基礎。

四、結語

教學中通過不斷嘗試和學生的反饋，我們看到實踐環節的合理性可以大大促進理論教學部分的成效。更可喜的是，雖然開放實踐課題結束了，但是學生總結實驗結果的熱情不減，仍然能認真分析實驗各個環節和數據結果，加深了對土性質的認識，增強了對巖土工程的興趣，為培養巖土工程專業的研究生和巖土工程的從業者打下了基礎。土力學是一門實踐性非常強的基礎課程，理論知識為主，但通過能力培養，引導學生進行創新思維，對理論知識有整體宏觀的認知和運用才是人才培養的根本。教學中重視實踐環節課題的設置，使課題具有可操作性、工程性、趣味性和發展性，這樣才能真正使學生成為課程學習的主角，充分調動他們對學科理論知識學習的積極性。作為教師，在整個實踐環節中，應該起到指導作用，授之以漁，培養學生創新思維方法，這樣土力學實踐環節的教學才能真正發揮其作用。參考文獻：

[1]李廣信，呂禾，張建紅.土力學課程中的實踐教學[J].實驗技術與管理，2006，23（12）：13-14.

[2]高等學校土木工程學科專業指導委員會.高等學校土木工程本科指導性專業規范[M].中國建筑工業出版社，2011.

[3]李廣信.奇談怪論土力學[J].巖土工程界，2003，6（8）：24-26.

[4]趙樹德，廖紅建.土力學[M].2版.北京：高等教育出版社，2010.

[5]李廣信.試驗與思考[J].華中科技大學學報：社會科學版，2014（S）：118-120.

[6]繆林昌，經緋，邵俐.大土木工程類土力學教學改革思考與實踐[J].東南大學學報：哲學社會科學版，2009，11（6）：255-257.

Abstract：

According to the characteristics of soil mechanics course， this paper discussed some preliminary ideas on how to develop soil mechanics experiments， strengthen the teaching practice and further more to improve the teaching quality. A good experimental training should be operable with clear basic conception，should have an engineering application background， can stimulate the students’motivation， and should have the characteristics of innovation and development. So as to improve the theory teaching effect， improve the students’ initiative， and students’ innovative thinking and problem solving bined with case analysis， this paper presented that a good experimental training can make the students have comprehensive understanding of the basic theories and master the scientific research process， which is of great significance in fostering students’ thinking and comprehensive ability in civil engineering， water conservancy， transportation， mining， geology and other professional fields.

第8篇：地質學的基本概念范文

關鍵詞：物理教學改革；基本功訓練；創新精神；內容現代化；硬科學

圍繞物理課程改革，中國物理學會前兩屆教學委員會曾舉辦過一系列研討會.第一次1992年11月在重慶，主題是基礎物理教學的現代化問題；第二次1995年4月在合肥，主題是物理教育與科學素質培養.后來，1997年在無錫、1998年在南昌，又舉辦過兩次會議，物理教學的改革一步步地深化.新情況下有新問題，下面僅就我近來想到的、聽到的，和被問到的問題，發表一些個人看法.

1基本功的訓練永遠不可少

我們曾多次引用楊振寧先生的觀點：中美傳統教育方法的區別之一是中國教育按部就班、嚴謹認真，而美國的教育是滲透式的，允許跳躍.物理學是一門嚴謹的科學，基本概念、基本原理和基本技能等基本功的訓練，永遠是物理課程的核心，也是我國物理教學的優良傳統，舍此談不上什么科學素質教育.在我國傳統的物理教學中適當地引進滲透式的教學方法，作一定程度的跳躍，可使學生不過分地依賴教師，有利于激發他們的獨立思考和創新精神.我們贊同楊先生看法：中美雙方教育傳統的長短是互補的，若能將二者和諧地統一起來，在教育上將是一個有意義的突破.然而，對我國物理教育傳統施行傷筋動骨的手術，必須慎重.

2內容現代化不能只是新聞報道

20世紀科學突飛猛進，新技術層出不窮，令人目不暇接，眼花繚亂.物理教學要富有時代感，但不能流于新聞式的報道，而應講出其中的物理內涵.近代物理的理論基礎是相對論和量子力學，物理課中介紹現代科技成果時，應突出它們的近代物理原理.

3科學教育不能“軟化”

自然科學都是嚴謹的“硬科學”，物理學尤其如此.對青少年進行硬科學教育，對他們科學素質的培養，是必不可少的.對于一個社會來說，普通國民受到扎實的硬科學教育，且不說對提高生產率和發展經濟有利，對各種迷信和的抵御能力也會大大增強.今年8月在桂林召開的“‘99國際物理教師學術交流會”上日本代表匯報了日本文部省(即教育部)的決定，將中學的物理、化學、生物、地學等科目合并為一門“綜合理科”課，總課時大幅度地壓縮，因而課程內容也大幅度地刪減.例如，物理課程大綱中只保留了“能量”的概念，將“功”和“功率”砍掉.會上各國代表聽了為之一震.歐洲物理學會的代表說，這種將科學教育“軟化”的趨勢在世界上有一定的普通性，其實質是使國民教育廉價化.

4如何看“綜合”

據說“綜合”有利于培養學生的創新能力.不錯，現代的自然科學(物理學、化學、生物學、天文學、地質學、地理學)是從古希臘的自然哲學分化出來的，當前又呈現綜合起來的趨勢.當初的分化標志著認識的深化，現在的綜合標志著進一步的深化，即所謂認識的螺旋式上升.目前許多綜合性的學科，如材料科學、環境科學、分子生物學等，培養人才的一般模式，是本科仍按傳統學科分科培養，在研究生階段進行綜合.這是有道理的，否則在低層次上“綜合”，會造就出一批“萬金油”式的畢業生，他們什么都知道一點，但哪門也不精通.這樣的人在綜合性學科的攻堅戰中是很難動“真格”的.其實一門精通，才能觸類旁通.

5要不要“破體系”

有人說：生物課過去的體系是“門、綱、目、科、屬”，現在改為“器官、細胞、蛋白質、DNA”，體系大變；而物理課的體系過去是“力、熱、電、光、原子”，現在仍是“力、熱、電、光、原子”，體系該破了.我們認為，“體系”是形式，形式應服從內容.教學改革應以課程內容的改革為核心，“體系”破不破，是教學內容改革的結果，“破體系”不能作為教學改革的目標和出發點.“”、“文化革命”時代的教訓，我們這一代人記憶猶新.

第9篇：地質學的基本概念范文

工程水文學是水利類和土木工程類專業的一門必修專業基礎課程，是將水文學的基本理論與方法應用于工程建設與管理的一門技術學科。課程涉及水文學原理、水力學、水文地質學等基礎知識，概念抽象且應用性較強，土木工程專業學生前期基礎知識的了解寬泛籠統，課時安排少，學習難度較大。學生普通反映教學內容枯燥，學習積極性不高，效果差。

因此，對于大土木專業的學生而言，需要教??在教學過程中結合學生的專業情況，從水文知識的需要角度出發，將水文學知識、理論和方法與土木專業知識相結合，旁征博引，通過實際工程案例來說明課程與專業的相關性以及在專業領域的應用前景。課堂教學中既要注重對基本原理、基本概念的描述，又要注重原理、方法在生產實踐中的應用，同時，還需要運用現代信息技術手段設計出更具新意的課件以吸引學生，從而提升學生對該課程的認識以及實際應用能力。

一、課程教學中存在的問題

在授課過程中發現，學生對水文學課程的學習普遍感覺難度很大，特別是對于大土木工程專業的學生，由于前期未接觸水文學、水文地質學及水力學等基礎課程，學生對很多基本概念模糊。只有少數學生能掌握課程的主要內容，一部分學生能聽懂課堂內容，但不能靈活運用所學的理論知識解決實際問題，知識遷移能力差，創新性及實際操作能力較弱。面對不同專業的學生，由于基礎不同，教學難度較大。因此，教與學的效果存在一定的差異，就當前的教學過程而言，主要存在如下問題。

（一）課程自身的抽象性

該課程涉及面較廣、內容多，不僅包含理論推導及試驗研究，而且計算復雜、實踐性強，與規范和工程實際聯系密切，系統性和邏輯性欠佳，對于沒有水文學相關前期知識的學生而言，這無疑加大了學習的難度。另一方面，該課程的基本假定多、公式多，設計過程中既要考慮實際數據的可靠性，又要考慮理論方法對這些實際數據處理的可行性，最終還需要結合多種指標來判定結果的實用性。由此可見，水文學的資料統計和預報結果并不唯一，計算分析中需要融入工程經驗。如在講解洪水位的確定涉及的“頻率（P）”時可以引入“重現期（T） ”，舉例“某水庫的設計洪水位千年一遇，設計頻率則為P=0.1%；若某城市發生的是五十年一遇洪水，洪水的設計頻率則為P=2%”；講解“各類庫容與洪水位的對應關系”時，可結合三峽工程圖片來講解“總庫容、興利庫容、防洪庫容”與各級水位之間的關系。

（二）教材的同一性

工程水文學作為水利水電工程專業及橋涵專業的必修課，涉及的內容多且繁雜。目前，為了實現大土木專業的寬泛性和拓展性，土木工程專業的課程培養方案中增加了工程水文學課程，但未及時出版針對土木工程專業特點的《工程水文學》相關教材，培養方案、教學大綱也與水利工程專業及橋涵專業大同小異，教學的內容、難點及重點也基本一致，同一化趨勢明顯。

（三）教學方案的單一化

目前，各專業課程的授課學時不斷縮減，在縮減的課時內講解與以往相同的知識點，教學難度增大，學生處于被動接受狀態，依賴性較強，缺乏思考，也沒有足夠的時間去思考。 工程水文學是一門實踐性很強的課程，水利專業的實驗課學時約為理論課學時的1/3，11次作業，多次課堂討論。而對于土木工程專業的學生，教學大綱中未考慮實驗課，即使教師在課堂上有實驗案例的講解，也只是紙上談兵，無法培養學生的動手能力。

（四）學習方法不當

按照慣例，學生一般采用傳統方法根據既定的、已知的條件來求解相應的水文學問題。根據水利工程專業及橋涵專業的水文學教學情況可知，學習該課程需要學生有很強的工程背景及工程經驗，大多數的公式及方法均是半理論半經驗的推導，因此課程的系統性、理論性、邏輯性及嚴密性相對于一般的專業基礎課程要差。土木工程專業的學生前期一般未接觸水利、水力等專業課程，且由于當前培養方案設計中缺少相關的實踐環節，學生對水文學相關的實際工程了解甚少，很難把握課程的學習節奏，也難以找到適合自己的學習方法。大多數學生認為學習難度大、枯燥、無用，課堂教學死氣沉沉，無法形成正常的教學互動，一定程度上影響了教學效果。因此，教師應因材施教，不僅要在課程上講解水文學的理論知識，還應結合相應的工程背景、通俗易懂且形象生動的工程案例來調動學生學習的積極性，并在教學過程中通過圖表法、流程圖法、程序設計、動畫視頻等方式提高學生的理解力及能動性。

二、課程新教學模式初探

工程水文學課程的主要任務是使學生掌握水文學的基本概念、基本理論和相應的水文學計算方法，具備分析和解決實際工程中相關水文學問題的能力。該課程純理論分析較多，但大多基于經驗，如流域產匯流計算中包含了產流和匯流計算，涉及降雨、蒸發、下滲、產匯流等基本概念、原理和變化規律，又十分強調應用方法的掌握，如產流計算的降雨徑流相關圖法、流域蓄水容量曲線法和初損后損法等，匯流計算的時段單位線法和瞬時單位線法等。

課時的大幅度縮減導致某些教學內容一帶而過，課程教學的難點、重點不突出，前后章節內容之間聯系不緊密，學生很難把握該課程學習的主線和重點。另外，教師教學中為了保證基本知識點的連貫性，人為增加了一些內容來加強前后章節之間的聯系，最終適得其反，增大了學生對該課程的理解難度及學習負擔。

因此，針對工程水文學課程教學中存在的問題，結合課程的特征及土木工程專業學生的特點，組織學生查閱涉及水文學問題的相關文獻及工程案例，通過分組課堂討論、視頻演示的方式激勵學生，提高學習的主動性，讓學生真正看到專業的發展前景，感受到課程與專業的相關性以及在實踐中的重要地位。

（一）多媒體與傳統教學方式相結合

工程水文學課程內容由于包含了較多的抽象概念、時空概念和動態演化過程，教學相對其他專業基礎課程難度大。僅僅依靠傳統的板書教學很難清晰地展示上述概念及動態演化過程，日益成熟的多媒體為該課程的教學提供了重要的教學手段，可實現抽象概念直觀化、時空概念明確化以及動態演化過程透明化，課堂教學效果顯著增強。

因此，為了充分展示多媒體教學的優越性，教師需不斷提高運用教學軟件制作課件的能力，將傳統教學無法表達的課程內容生動形象展現出來，以吸引學生的注意力，提高課堂教學的質量。如：講解產匯流計算中的“降雨徑流形成過程”，設計三維動畫來模擬蒸發、水汽輸送、降雨、下滲、地面徑流及地下徑流形成的整個過程，以幫助學生形成直觀感受，提高學習興趣，實現課堂教學的良性互動。在此基礎上，教師通過對徑流形成過程進一步講解，并請學生就視頻演示及理論進行討論，強化學生對該問題的理解和熟知程度。相對于傳統教學模式，該方法能更為生動地展示水文學中的抽象概念及各類時空動態演化過程，學生學習效率提高，課堂教學效果明顯增強，達到了事半功倍的效果。

對于一些復雜的需要演算、推導的基本理論和計算公式，仍然需要考慮傳統教學模式。如：新安江模型的講解，由于涉及公式多，推導過程繁瑣且長，若一味地用多媒體演示，會出現整篇公式的情況，學生看得眼花繚亂，難以搞清推導過程。因此，可采用板書的形式帶著學生一步步推導，這樣教學節奏相對較慢、條理性更強，學生有足夠的理解和消化時間，對知識點的掌握也更扎實。

（二）教學方案多樣化

教師使用多媒體軟件進行教學時，在課件準備中需要查閱大量的文獻資料，并整理糅合相關信息，然后根據學生的特點進行內容整合，使得理論、試驗及工程案例有機組合，形成適用于土木工程專業的、不局限于現有教材的、針對性強的多源信息重組教案。

由于工程水文學涉及大量計算，手算時間長且易出錯，可引入數學處理軟件如Excel、Matlab等處理計算過程并形成相應的過程圖形。新的數據處理方法不僅鞏固了課堂教學內容，帶動了學生自主學習，拓展了學生的知識面，讓學生認識到各類方法的后續有利效應及開放性，增強了學生有效掌握該課程內容的信心。如“適線法”：主要用于推求指定頻率的設計年徑流量或指定頻率的設計時段徑流量，適線時需要考慮全部的經驗點數據，計算過程中要求學生能將理論與實踐有機結合，其操作性非常強。講解過程中，首先讓學生了解“適線法”的基本原理、適線時的數據選擇要點：當曲線與數據點擬合不佳，應側重考慮中下部的數據點，且適當考慮上部的數據點、CsCV的合理取值以及計算結果的合理性驗證方法等；然后，應基于Excel、Matlab軟件對“適線法”進行詳細講解，讓學生盡快認識和熟悉頻率格紙、適線法的制作及運用，為后續設計洪水的推求過程打下基礎。可通過以下幾種方案來增強教學過程的適用性。

（1）Excel表法。通過Excel表格統?各類水文要素的變化：三個統計參數，相關分析，頻率，單位線法來推求設計洪水過程線，分析法求時段單位線等，以上均可采用Excel表格來計算。

如下為“設計凈雨推求設計洪水”的過程，引入Excel列表，如圖1所示。某流域已知地面凈雨深（B列）、單位線流量（C列）及地下徑流（H列），根據計算公式得到不同時刻的地面徑流為單位線流量*地面凈雨深*0.1，運用Excel 單元格功能將各段凈雨的地面徑流過程求解，即可得到地面凈雨4 mm、10 mm及30 mm產生的地面徑流，分別列于圖1中的D列、E列及F列。匯總各時段凈雨的地面徑流過程即可求出總地面徑流過程，運用Excel函數SUM求出各時刻的地面徑流G列，得到總地面徑流過程。總地面徑流加上地下徑流得出各時刻的設計洪水H列，即可求出設計洪水過程。

（2）圖解法。如“適線法”采用手動配線時，首先將理論頻率線與經驗頻率線均標示于頻率格紙上，若理論曲線與點據擬合不好，則根據配線原則調整理論曲線的參數，兩者的相關性達到最大即可；采用圖解法分析“超滲產流”時，首先要獲得累積雨量過程線及下滲能力曲線，在此基礎上作圖求解；超滲產流的初損后損法包含初損和后損兩個階段，初損值的確定可以根據流域的大小由實測資料分析，建立初損值與流域起始蓄水量、初損期的平均雨強間的關系圖；后損是初損的延續，由于與初損量關系密切，需建立后損率與初損量及初期平均降雨強度之間的關系圖，然后求得后損率。降雨過程的徑流過程流程如圖2所示，由暴雨資料推求設計洪水的計算過程如圖3所示。

（3）工程實例法。“由暴雨資料推求設計洪水”的工程背景很強，對土木工程專業的學生而言，學習難度較大，為了提高教學效果，采用由簡入繁的教學方法，特別是選用合適的實際工程案例，有針對性地講解由暴雨資料推求洪水位的過程。推求方法及演示完畢后，可安排學生推求某已知實際工程暴雨資料的設計洪水，按照暴雨資料分析產流計算設計凈雨流域的產匯流計算設計洪水分析的步驟逐步完成設計洪水的演化計算。

（三）寓教于學的互動教學

工程水文學是一門理論與實踐相結合的課程，對前修課程未涉及水力學的土木工程專業的學生而言，學習過程中容易厭學，積極性不高。因此，教學中應充分考慮教學內容、培養目標與學生自主學習之間的關系，使得學生在教師教授的方法、軟件的運用中獲取自主學習的能力，充分發揮每個學生舉一反三的能力和創造性。另外，教學中還可以根據教學要求對學生進行分組，制定相應的任務書，并要求分組學生在課后通過多媒體事先熟悉教學內容和教學要求，下次課堂教學中分組互動探討任務書的指定內容，各組學生的集思廣益將使得課程氣氛越發活躍，實現了教師“教”與學生“學”的雙向互動，教學效果顯著，學生學習興趣濃厚。

目前，網絡教學已成為當前高校教學的一項重要手段，可實現教師與學生實時互動交流答疑，教師可隨時掌握學生的學習動向及疑難問題，可在后續教學中針對性地解答或調整課程的教學安排，使得學生對知識的掌握更為全面。

因此，在保證完成教學大綱要求的前提下，適當增加體現水文學研究現狀、最新研究成果及工程應用概況的內容，以反映該學科的前沿動態，培養學生的創新意識。由于該課程教學實踐環節的缺乏，可要求學生課后針對性地閱讀或調研，自行查閱與工程水文學相關的最新研究進展（理論、試驗及工程應用等）。與此同時，鼓勵學生對調研獲得的資料信息進行交流討論，更進一步了解該課程的理論、技術及最新成果。一般而言，工程類教師大多有相應的工程研究項目，可邀請部分學生參與到科研項目中來，按照甲方的要求完成項目研究任務。該方法可稱為科研型教學法，是非常適合不同層次學生的教學方法。鼓勵學生創新，將已有的新理論、新思想引入到學生熟悉的領域中，鼓勵學生自主創新，而不被教科書或別人的觀點所束縛，是課程學習的關鍵。

（四）啟發式與反饋式教學

課程教學均是基于教學大綱，教師教授新課前要明確下次課的教學內容、教學重點及教學難點，鼓勵學生根據教師的提綱形成自己的看法和見解，根據教學需要適時設置提問，啟發學生積極思考，引?а?生建立詳細的思維導圖，讓學生明確每項內容需要講解的內容、需要解決的問題以及解決問題的方法，使學生對新課的教授內容更有條理性。

顯而易見，在啟發式教學中教師只起到引導作用。如產流機制的學習，課堂上可以通過問題的設置來展開，如“降雨為何有時能使河水位上漲，有時河水位卻保持不變”。對此，需要從降雨入滲過程開始講解，引入雨水損失、截留、填洼及蒸發概念，特別是采用圖形的方式分析降雨入滲機理，強調入滲到地面的雨水會由于基質（包氣帶）對水分進行分配；基質（包氣帶）的飽和程度對水分分配產生較大的影響，需著重了解基質的物理特征即結構、含水率（飽和狀態或水分動態）對雨水的再分配原理；重分配過程中由于包氣帶的賦存狀態導致不同類型徑流的產生，哪些情況會產生不同形式的徑流呢？最終徑流的分流使得河水位變化不同表現為不同的形式。接下來講解產流的基本條件，這就是典型的啟發式教學，通過思維導圖的方式逐漸剖析知識點要點，提高學生學習的興趣和自主性。

另外，每次授課都需要基于已有的基礎知識，引導學生積極思考，加深對課程內容的理解，以此引出本次教學的重點及難點。通過學生自主思考，充分活躍學生的思維，在新問題的不斷提出與解決過程中啟發學生接受新的知識點，增強學生的求知欲，讓學生覺得學習該課程是有用的。

每次課結束前，需要對當堂教學內容進行精煉總結，讓學生對零散信息進行融會貫通，形成整體性知識點，這也是對主要內容的再一次提煉；也可基于圖表、框圖的思維導圖方式引導學生對課堂內容進行總結。思維導圖是一種簡單卻又極其有效的思維工具，即以某關鍵詞為中心以輻射線的形式連接課堂講解的關鍵內容，層層相套，呈現一種放射性的立體結構，形成學生個人記憶的數據庫，這是知識點從平面到立體的形成過程，也是一種精煉且形象直觀的課程教學總結方式，使得零散知識點更有層次感及邏輯性，學生印象更深刻。

三、結語

根據工程水文學的課程特點，傳統教學方式與多媒體、網絡課程等方式的有機結合是當前最主要的教學模式。由于土木工程專業前期相關理論基礎知識不足，需針對性地進行教學，在教學模式、教學方法、教學方案等不斷改進的過程中降低課程的難度系數，增強學生學習的信心及興趣，通過自主學習和啟發式學習來提高學習效率，使得土木工程專業的學生能更深層次地掌握和運用工程水文學相關理論及方法。因此，在工程水文學的教學中，還需結合土木工程專業的實際需求進一步完善。

（一）教學方法的優化

對計算較多的部分可采用算例演示的方式加深印象，并鼓勵學生提出問題，達到啟發學生思維和培養學生解決問題的能力。課堂中可增加實踐環節，計算部分可設計1～2個小課題，鼓勵學生運用講授的理論方法及數學軟件來實現。因此，優化的教學方法可引導學生自主學習，激發學習動機，形成良好的學習習慣。