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關鍵詞:中職;旅游地理;教學方法;創(chuàng)新
1.轉變教學觀念,注入新活力
在應試教育的體制下,教師往往將課堂內容安排得滿滿的,而且全部都是在中規(guī)中矩的過程中完成教師個人安排的演說。然而在教育理念不斷更新的情勢下,教師不得不改變以往“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學方法,結合專業(yè)特點,讓學生多參與進來,即改變學生與教師的角色,教師進行指導,鼓勵學生多說,以求做到與時俱進,符合培養(yǎng)學生長期發(fā)展的需要。例如,可以給定學生一個陌生的旅游地點,來讓他們設計合理的旅游路線和行程安排,這里就舉福建為例來進行相關說明,可以選擇紅色旅游路線、歷史古跡旅游路線、山水人情旅游路線等,從中還可以了解客家人的熱情好客和他們淳樸的風土人情,加深對這一地區(qū)的認識,通過進行分組比賽,最后評定出最佳的那一組,這樣的方法不僅能使學生體驗到學習的樂趣,也使學生產(chǎn)生想要繼續(xù)學習的興趣,并且給學生講課的機會使其展示自己的風采,在講課中獲得榮譽感,進而會更有動力去努力學習。
2.善于運用計算機輔助傳統(tǒng)教學方法
在日常教學當中運用多媒體教學可以為學生提供直觀形象的課程講解,使地理事物在學生面前展現(xiàn)得具有生命力,增加課堂上的趣味性、生動性和多樣性,也可以延伸知識點,達到優(yōu)化課堂的效果,是激發(fā)學生學習積極性的重要條件。同時教師在運用計算機輔助教學時要有合理的安排,否則會造成相反的效果。例如,教師在講解福建地形的時候,如果配有相關的圖片,那么就可以使學生更清楚地了解它的丘陵地形,進而很好地理解它的布局,也會更吸引學生的眼球,由衷感慨大自然的鬼斧神工、人類智慧的偉大,甚至產(chǎn)生想親自去看看的沖動,從而增加對學習的興趣。
3.靈活運用手工作品來進行輔助教學
運用地圖、圖片、模型等直觀教具來教授課程,可以請學生在課下分組來完成教具,一方面加強他們對所學知識的印象,另一方面培養(yǎng)他們的動手能力。例如,畫一張中國地理簡略圖,來幫助記憶各省市的旅游景點的位置,標注出經(jīng)緯度可以大體知道它們所處的地理環(huán)境情況(包括地形、天氣、交通等),進而來安排出行的日程,以達到預期的教學效果。
4.提高導入技術
俗話說,萬事開頭難。有一個好的開始,才會有一個好的結果。這就要求教師要時刻注意培養(yǎng)課程導入的技能。中職旅游地理學科是酒店、旅游服務與管理專業(yè)的重要基礎,加之中職學生本身的學習能力較低,教師在講課時一定要做好充足的準備,抓住學生的心理特點來吸引學生的注意,激發(fā)他們的學習興趣。
5.注重板書技巧和課堂提問技巧
板書技巧既要求教師寫一手漂亮的字,這樣可以讓學生對老師有一種崇敬感,又要求教師在黑板上寫下主要的學習內容,幫助學生對本次的學習有一個大體上的了解,抓住內容的重點和難點,為以后的鞏固奠定基礎。此外,在講授課程的過程中適時提出問題,可以使學生在課堂上更加集中注意力,提高學習效率。因為人的注意力集中時間是有限的,教師要把握準確,講解重點,不要讓學生的思緒過于渙散。
6.輕松學習,探究式學習
隨著社會的發(fā)展和時代的進步,現(xiàn)代教育要求改變以往的教學觀念,注意培養(yǎng)學生思維的積極性與發(fā)散性,在傳授知識的同時要與學生進行必要的情感交流,采用朋友式的交談方式來舒緩課堂的緊張氛圍,使學生在輕松活潑的學習環(huán)境中獲取知識,開發(fā)智力。可以組織學生去當?shù)鼐哂写硇缘穆糜尉包c進行參觀,輪流讓學生做導游來為其他學生進行講解介紹,加深他們的印象,在輕松的游玩過程中進行探究式學習,以提高他們的實踐能力。
教學既是一門科學,也是一門藝術。興趣是最好的老師,可見教師在教授過程中培養(yǎng)學生的學習興趣有多么重要。在這一過程中教師要創(chuàng)新教學方法,注重培養(yǎng)學生的動手實踐能力,堅持以學生為主體的原則,靈活運用所掌握的知識和方法以及自身獨有的魅力和生動有趣的講解來教給學生知識,進行能力培養(yǎng),營造良好的學習氛圍,才能調動學生學習的積極性和主動性,引導他們不斷去探求新知。
參考文獻:
[1]黃彩霞.淺析旅游地理學新教法[J].科技信息,2010(03).
關鍵詞:經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū),高校。實踐教學質量
為了全面提高高等教育教學質量,教育部相繼下發(fā)文件,對高等學校人才培養(yǎng)模式提出了新的更高要求,強調要“深化教育教學改革,全面加強大學生素質和能力培養(yǎng)”。其措施之一就是要高度重視實踐環(huán)節(jié),提高學生實踐能力。實踐教學課時的調整,對于學生來說,增加了實際動手機會,有利于激發(fā)創(chuàng)新意識,實踐能夠與理論相結合,使學生自覺用理論知識解決實際問題,進而達到在實踐活動中進一步升華理論知識的目標;對于高校而言,能夠更好地培養(yǎng)出厚基礎、寬口徑、高素質、強能力、廣適應的創(chuàng)新型和實踐型相結合的復合型人。
然而,在一些經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的高校,雖然根據(jù)教育部文件要求,調整了教學計劃,加大了實踐課時的比例。但由于受經(jīng)濟、辦學歷史等條件的限制,調整后的實踐教學活動的展開遇到一些困難。現(xiàn)以位于魯西北地區(qū)的德州學院為例進行闡述。
一、提高實踐教學課時后面臨的困難
1 實驗設備不足。由于德州學院屬于地方撥款,每年辦學經(jīng)費有限,其中實驗儀器購置費用大約每年幾百萬左右,資金數(shù)額很難滿足實踐教學設備采購的需要。以德州學院電科系為例,原來的教學計劃中,實驗、實習占總學時的12.5%,2007年專業(yè)教學計劃調整后,實驗、實習占總學時的25%。由此可見,新調整的教學計劃中實驗、實習所占課時數(shù)比原來增長一倍多。實踐課占時的提高帶來的是實驗項目、實踐教學內容的增加。這樣一來,原來沒有實驗的課程加上了實驗,這樣就需要購置實驗設備;原有實驗的課程增加課時,原有設備難以保證完成新增實驗項目。這樣采購資金的不足導致了實驗設備的不足,沒有實驗設備就直接影響了實驗教學的開展以及實踐教學質量。
2 實驗室數(shù)量、面積不足。由于近幾年高校招生規(guī)模的不斷擴大,在校學生數(shù)急劇增加,同時許多專業(yè)課新設實驗或增加實驗,相應的就要新建許多實驗、實習場所來滿足實踐教學的需要。但目前許多經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的高校實驗、實習場所的現(xiàn)狀是:數(shù)量、建筑面積嚴重不足,受經(jīng)濟的制約新建、擴建實驗、實習場所的難度較大。這種狀況導致了實驗設備套數(shù)少,進而導致實踐教學循環(huán)次數(shù)多,教師教學壓力、設備損壞率增加,同時在實踐過程中難以做到人人動手,從而影響實踐教學的效果。
3 專業(yè)指導教師缺乏。一方面招生規(guī)模擴大,學生人數(shù)急劇增加,另一方面實驗、實習場所匱乏,實驗、實習設備不足導致學生實驗、實習循環(huán)次數(shù)增加,使得專業(yè)指導教師的工作量加大。以德州學院機電工程系“控制理論實驗室”為例,該實驗室目前擁有10臺TKKL-4型控制理論/計算機控制技術實驗箱,針對《自動控制理論》及《微型計算機控制技術》兩門課程,面向自動化專業(yè)兩個年級的412名學生。因兩門課程同一學期使用,這樣合21人/臺。為了達到教育部本科評估要求(實驗儀器應為1~2人/臺),每個實驗項目要循環(huán)十次左右,如此大的工作量使得專業(yè)指導教師忙得不可開交,保證學生實驗、實習效果的同時,專業(yè)指導教師緊缺的問題就出現(xiàn)了。
二、結合當?shù)亟?jīng)濟特點,探索提高實踐教學質量的方法
1 依托當?shù)仄髽I(yè),創(chuàng)建公用實驗室。由于德州市被稱為太陽城、空調城,擁有全國聞名的太陽能生產(chǎn)企業(yè)一一德州皇明太陽能集團,以及中大、亞泰等中央空調生產(chǎn)企業(yè)。德州學院正是依托上述企業(yè),于2006年新上熱能與動力工程專業(yè),此專業(yè)的實驗室建設遵循的原則是:企業(yè)已有的實驗室我們借用。企業(yè)沒有的實驗室在爭取企業(yè)部分投資的基礎上學院投資建設,并對企業(yè)開放。這樣實現(xiàn)了資源共享,企業(yè)、學校雙贏的局面。目前,德州學院在德州皇明太陽能集團,中大、亞泰等中央空調生產(chǎn)企業(yè)均有專業(yè)實驗室,專業(yè)實驗課全部放到企業(yè)去做,這樣一方面節(jié)約了資金,另一方面依托企業(yè)實力,做到了實驗設備的先進性。
2 加強校外實習基地建設。2007年德州學院加大了校外實習基地的創(chuàng)建力度,僅一年時間新建校外實習基地65處,年接待學生實習5000余名。校外實習基地的合理利用使得德州學院不同程度上彌補了實習條件的不足。同時德州學院重視校外實習基地的文化建設,使學生在提高技能操作能力和職業(yè)技能的同時,也把企業(yè)生產(chǎn)管理、工程案例、責任理念和職業(yè)經(jīng)驗導入學生的學校知識體系。這樣使企業(yè)文化、基地文化和學校文化相互交融,形成多元文化,有利于學生順利步入社會。
3 自覺培育特色,積極申報省級實驗教學示范中心。“人無我有,人有我新,人新我強”均是特色。成立于2002年的德州學院服裝系,是德州學院的年輕系之一,由于建系時間短,實驗室條件、實驗設備在德州學院工科系中算是較弱的。但根據(jù)調查全山東省高校服裝專業(yè)很少,不超過三所,且實力均不是很突出。德州學院抓住這一特點,對服裝系實驗室增加投入,并在此基礎上積極申報省級實驗教學示范中心,借助國家對省級實驗教學示范中心的投入,完善實踐教學條件,實現(xiàn)跨越式發(fā)展。
4 校企聯(lián)合,實現(xiàn)人才資源共享。德州學院每年的工科實習學生人數(shù)、實習名目較多:金工實習、認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、課程設計、畢業(yè)設計……由于受實習條件的限制,指導專業(yè)實踐的師資明顯不足,針對這一情況,德州學院采取的措施是與企業(yè)聯(lián)合,聘請對口企業(yè)的技術人員、高級工程人員對學生的實習進行指導,這樣一方面緩解了師資不足的困境,另一方面由于受實踐經(jīng)驗豐富的技術人員的點撥,學生實踐能力提高快,且容易找到研究題目。
5 建立實驗室開放平臺,實現(xiàn)實驗教學資源共享。德州學院為了高效的使用現(xiàn)有實驗、實習設備,緩解學生實驗過程中人均套數(shù)不足,實驗循環(huán)次數(shù)過大的矛盾,對全院所有實驗室進行統(tǒng)一開放。在管理方式上,實驗室開放的形式主要有:時間上的開放,即學生可以自主選擇做實驗的時間,但在不同的階段實驗內容是固定的;內容上的開放,即學生可以自行選擇實驗的內容,也可選擇老師給定的內容。在實驗室開放的同時加強校內實驗教學資源的整合,將校內實驗教學資源整合到統(tǒng)一的平臺上,集中管理,統(tǒng)一調度,形成規(guī)模效應,提高使用效益,這種整合包含兩個層面:①資源配置上的整合。加強實驗儀器設備的統(tǒng)一配置和集中采購,避免分散建設、重復采購、資源浪費。⑦資源使用上的整合。鼓勵幾個相近專業(yè)共建共享實驗中心,功能相近的實驗中心的儀器設備、實驗教師與實驗人員可以互通互用,加強溝通與融合,努力發(fā)揮實驗教學資源的最大使用效益。通過上述措施使得德州學院實驗、實習緊張局面得以緩解,同時也保證了學生實踐學習質量。
遙感技術作為一門發(fā)展極其迅速的技術,在當今各行各業(yè)中的作用日益突顯。尤其作為“數(shù)字地球”等國際重大計劃中不可或缺的重要技術,其技術的更新日新月異。而作為地質學類學生必修的一門專業(yè)基礎課,遙感地質學課程要求學生能夠掌握基本的遙感技術特點、遙感圖像解譯方法、遙感工作的基本流程、遙感地質解譯方法等內容,更重要的是要求學生能夠利用相關的圖像處理軟件完成一定圖像的解譯,達到能真正使用遙感技術解決實際地質問題的目的[1-3]。作為大學三年級的本科生,雖然已經(jīng)學習了地質學基礎、構造地質學、巖漿巖、變質巖、沉積巖等地質學類的相關基礎課程。但是,因為學時、教學經(jīng)費、教學資源的限制,學生的地質野外實踐課時非常有限,除了經(jīng)過兩次教學實習之外(大學一年級的地質認識實習和大學二年級的地質填圖實習),對野外的實際地質現(xiàn)象的了解以及野外地質問題的認識還非常局限。如果對某一研究區(qū)域毫無了解和認識,或者只是通過書本知識以及查找相關資料獲取了一定的內容。那么在遙感地質學的教學中,讓學生自己利用遙感技術解決相應的地質問題則幾乎不可能。因此,地質解譯資料的選取,決定了在教學中能否讓學生掌握遙感地質學的整體內容、地質解譯的步驟和具體的方法。為此,本文將論述在遙感地質學課程的教學中結合野外地質填圖實習內容的教學方法,加深學生對地質解譯流程、解譯方法等內容的強化學習,為遙感地質學的教學提供新的參考。
一、遙感地質學課程的性質和主要內容
遙感地質學,簡單來講就是遙感技術與地質學的結合,也就是利用遙感的技術手段來解決地質的問題。課程最主要的內容可以分成兩大模塊:其一為遙感技術的基礎知識,如遙感的基本概念、遙感的應用、遙感的基本原理,同時還必須講解遙感的儀器、平臺以及信息獲取的整個過程,并讓學生掌握遙感圖像的處理方法和步驟。這部分內容屬于全新的內容,對于地質學類的學生來說較為陌生。因此,需要花費較長的時間讓學生理解和掌握,才能為后續(xù)課程的學習提供基礎和參考。其二為地質解譯的主要內容,即地貌解譯、構造解譯、巖性解譯、遙感找礦等。這部分內容屬于重點掌握內容,但因為課時的限制,這部分內容的教學主要是讓學生盡快回顧已學課程的內容,并緊密結合前期課程的基礎內容才能盡快掌握。而整個遙感地質學的內容,需要將上述兩部分內容緊密地結合起來,才能進行后續(xù)的實際應用。在后半部分實際問題的解決中,最為常見的遙感地?|問題有地質災害、水體、冰川等的變化研究及監(jiān)測,進而為相關災害預警、環(huán)境變化提供幫助。這部分內容主要在方法技術手段以及地貌解譯部分講解。雖然內容繁多,但整體方法步驟清晰簡單。而在基礎地質學的研究中,遙感主要用來進行構造、巖性、地層等的解譯,進一步完成地質規(guī)律及演化等相關內容的深入研究。雖然學生在學習遙感地質學之前,已經(jīng)具備了地質學的基礎知識體系,可以在野外識別地質現(xiàn)象、巖性、構造等。同時,學生也可以利用簡單的地質現(xiàn)象對地質規(guī)律、地質問題進行描述和解釋。然而,遙感地質學和其他很多基礎地質科學不同,遙感地質學必須在學習概念、理論的基礎上掌握具體的操作,并讓學生會針對性地進行地質解譯。因此,實踐教學是其中重要的一個環(huán)節(jié)。為了更加有效地學習課程后半部分地質解譯的內容,必須讓學生熟悉整個解譯過程(包括室內和野外的結合)。而大多數(shù)的教學中,都是根據(jù)課程的需要通過教師給學生練習的數(shù)據(jù)完成室內教學內容。但是通常給出的數(shù)據(jù)區(qū)域,學生往往比較陌生或者對研究區(qū)的地質狀況所知不深,難以達到野外和室內相結合的目的。在這種情況下,學生在遙感技術的學習和地質學的學習容易脫節(jié),根本無法很好地將二者聯(lián)系起來。因此,學生往往反饋遙感在進行地質解譯時困難較大,無從下手。
二、地質填圖實習主要內容
地質填圖實習,是大學二年級暑假之前進行的教學實習,通常選取自然條件好,便于觀察和描述巖石露頭以及地層的研究區(qū)進行。在地質填圖實習階段,學生已經(jīng)通過前期的課程掌握了一定的地質專業(yè)基礎理論。地質填圖實習的目的在于通過教師的指導,讓學生可以在一定程度上獨立開展地質工作。其主要內容是從整體上進行地質特征、構造的認識和分析,并通過巖性的識別、鑒定以及地層的描述,最終完成地質填圖[4]。主要步驟有踏勘、剖面測制、路線調查以及室內制圖和報告編程。首先由帶隊教師帶領所有學生進行踏勘,對整個區(qū)域的地質地貌及構造進行總體的把握,然后分組進行剖面測制,對填圖區(qū)域進行地層以及巖性的基本了解。在此基礎上,學生進行路線調查完成整個區(qū)域的地質情況調查和描述。在具體的剖面測制以及路線調查中,學生需獨立進行觀察并記錄,對觀察到的地質現(xiàn)象進行詳細描述,并根據(jù)地形圖勾勒地質地層分界線、巖性界限、典型的構造位置等。這樣才能進行最后的室內制圖和報告編寫。以筆者所在單位為例,整個過程是三周的野外實踐和一周的室內資料整理及報告編寫。通過四周的實習訓練,學生對整個研究區(qū)的地質概況、地貌、地層劃分、巖性等內容有了整體的了解。
三、利用地質填圖內容完成遙感地質學實踐課程教學
以上的內容可以看出,野外地質填圖所涉及到的內容,主要有巖性的識別、構造的識別、地層的識別等內容,這和遙感地質學所要掌握的重點解譯內容幾乎一樣。因此,結合已有的野外地質調查資料進行遙感內容的學習,可以起到事半功倍的效果。學生已經(jīng)在野外進行了三周的地質填圖實習,并進行了一周的室內資料和報告編寫,對研究區(qū)的地層、巖性和構造有了較為深入的了解。同時,通過前期的遙感技術部分的學習,掌握了遙感圖像處理的基本方法和步驟。在此基礎上,學習遙感地質學后面的地質解譯內容時,只需要下載相關研究區(qū)的遙感數(shù)據(jù),并在課堂上利用遙感的手段對遙感圖像進行解譯即可。因學生對研究區(qū)的地質情況比較熟悉,很快就可以和遙感內容相結合。學生主要進行解譯流程的掌握,從遙感圖像的導入到圖像的輻射定標和大氣校正,然后進行幾何校正。同時,結合不同的處理方法,進行圖像的增強、彩色變換、分類等處理即可。
【關鍵詞】工程地質學;工程實踐;教學改革
【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2010-2020年中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要,全國高等學校結合專業(yè)和人才培養(yǎng)要求,加強實踐教學環(huán)節(jié),向應用型人才的培養(yǎng)方向轉變。應用型本科人才培養(yǎng)的目標突出表現(xiàn)為培養(yǎng)具備繼續(xù)學習能力的高素質應用型、技術技能型、復合型人才。而《工程地質學》正是在這一背景下的需要加強實踐型教學的課程。在工程建設領域,無論是建筑工程、道路工程,還是水利水運工程和礦業(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)筑物所處的地質環(huán)境,協(xié)調人、工程與環(huán)境的關系,才可能得到自然的尊重,創(chuàng)造人類歷史的文明。正是認識到這一點,各大院校中相關專業(yè)開設有《工程地質學》這門課程,也足以顯示了該課程的專業(yè)基礎性和重要性。
1 工程地質學在應用型本科教學中的定位
《工程地質學》是研究和解決與工程建設相關的地質問題,為工程建設服務的一門學科,是工程地質專業(yè)的一門重要專業(yè)課,也是巖土工程、礦業(yè)工程等其他非地質專業(yè)的專業(yè)基礎課[3],與工程建設活動緊密的結合在一起。各種大型工程活動都在一定的地質環(huán)境中才能進行,研究工程建設與地質環(huán)境之間的相互制約、相互影響就是工程地質學的主要內容。因此,《工程地質學》運用地質學理論和方法研究地質環(huán)境,查明地質災害的規(guī)律和防治對策,以確保工程建設安全、經(jīng)濟和正常運行。工程地質學的主要內容包括多個方面,如巖土體的屬性、地殼的動力地質作用、工程穩(wěn)定性等等。工程地質學的研究方法也是多種多樣的,有地質學方法、室內實驗和現(xiàn)場測試方法、計算和模擬方法等等。按照以“建設工程中的工程地質問題”為目標,課程所構建的框架和內容如圖1。
2 工程建設中的地質問題
《工程地質學》這門課程實踐性較強[4-5],涉及到的工程地質問題非常廣泛,如與生產(chǎn)建設緊密相關的建筑工程、采礦工程、水利水電工程、交通運輸工程等都與工程地質問題緊密聯(lián)系(圖2)。
發(fā)生的地質問題主要有區(qū)域穩(wěn)定問題,如活斷層、地震、水庫誘發(fā)地震、砂土液化和地面沉降等等。搞清楚這些地質問題發(fā)育的規(guī)律性,對于工程建設選址具有重要意義。另外還有巖土體穩(wěn)定性問題,如斜坡穩(wěn)定、洞室穩(wěn)定、地基巖土體穩(wěn)定的成因、發(fā)展史和力學機制的分析等,這些用于具體場地穩(wěn)定性評價具有重要意義。工程地質問題還包括與地下滲流有關的巖溶滲漏分析和滲透變形分析;與侵蝕堆積有關的河流侵蝕堆積和海湖邊岸磨蝕堆積等等問題。工程建設過程中工程地質問題時刻都在發(fā)生,影響和改變著我們的生活。下面以實例說明工程地質問題在生活中的體現(xiàn)。
甘肅舟曲縣于2010年8月突發(fā)特大泥石流災害,人員損失慘重。據(jù)地質專家分析此次災害的發(fā)生與該區(qū)的地理環(huán)境以及該區(qū)的氣候特點相關。該區(qū)地勢西北高、東南低,垂直高差大,氣候垂直變化顯著,而且災害發(fā)生前突降暴雨,正是這些地質條件的變化促發(fā)泥石流的發(fā)生。因此工程地質問題中斜坡穩(wěn)定性問題的專項研究對于減少或預防地質災害具有指導意義。
日本于2011年3月發(fā)生9級地震,地震引發(fā)了大規(guī)模海嘯,造成重大人員傷亡。據(jù)美國地質勘探局分析,此次地震由太平洋板塊和北美板塊的運動所致。太平洋板塊每年相對于北美板塊向西運動數(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,此次大地震正是運動過程中積累的能量突然釋放導致的結果。因此工程地質問題中區(qū)域穩(wěn)定性的活斷層問題的研究對于近些年頻發(fā)的地震問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,嚴重影響到市民的出行,天坑的出現(xiàn)同樣屬于工程地質災害問題是本課程研究的內容之一。所以工程地質問題存在于人類建設的方方面面,當今學好《工程地質學》這門課程是解決此類問題的首要前提。
3 工程地質的教學實踐思路
3.1 工程地質教學中所存在的問題
1)重理論輕實踐方面。
2)按傳統(tǒng)教學和思路進行,過于強調單一的地質學,未能與工程地質相結合,(換句話就是現(xiàn)在的教學仍按地質學專業(yè)的要求去教學,未與工程結合,這會導致課時不夠,同時學生學的無趣)。
3)于課程的重視不夠,認為工程地質與專業(yè)關聯(lián)不大。
3.2 工程地質教學實踐思路
1)輕地質重工程地質,突出與工程的相關性。
2)實踐教學的實施。
針對周邊環(huán)境遭受破壞的影響,目前大多學校找到典型的地質剖面較難。除了常規(guī)的地質體和地質現(xiàn)象實習,還應結合當?shù)亟ㄔO的特點,有針對性地進行地質實習,如與建設單位相聯(lián)系,在揭開地表的時候看一些相關的地質現(xiàn)象;另一方面,與勘察單位相聯(lián)系,正確認識地質體和巖土體。
3.3 教、學相長
要成為合格的工程地質工作者,一方面要具備較強的專業(yè)知識,同時還要有創(chuàng)新的思想和靈活的頭腦[6],特別是在工程建設過程中,處理隨機出現(xiàn)的各種地質問題,不僅需要有工程地質知識的靈活運用,還要有多學科理論的融合與提升的能力,因此,在《工程地質學》這門課程的教學過程中要重點培養(yǎng)學生做好這樣幾點:首先,做到基礎地質知識要扎實;第二,是積累豐富的工程實踐經(jīng)驗;第三,分析工程地質問題要思路周密,遇事沉穩(wěn)且果斷。因此要培養(yǎng)出優(yōu)秀的工程地質人員應該從教與學兩個方面入手:
1)教
(1)課堂
《工程地質學》是一門實踐性很強的學科,所以不能脫離實際案例而單純講授抽象的理論知識。如講授巖石的分類、結構和構造特征時,要結合實際現(xiàn)場講解當其作為建筑材料、地基、邊坡與洞室圍巖時對工程性質的不同要求等。在講授滑坡、崩塌、泥石流等現(xiàn)象對工程的影響時,更要結合實際案例進行具體的分析,讓授課不再是抽象而空洞的理論。
(2)實驗環(huán)節(jié)
學院為方便學生認識和鑒定常見造巖礦物及三大類巖石,投資購買全套的礦物和巖石標本,并全面開放實驗室。讓學生有較多機會接觸、認識、鑒定標本,學生之間相互交流討論實驗體會,對常見造巖礦物及巖石的主要特征熟記于心。
(3)實踐環(huán)節(jié)
工程地質實習地點選擇地層出露比較完全,地質現(xiàn)象比較豐富、與課堂內容結合緊密的基礎工程建設工地。通過實習使學生更加深入的理解課堂上講授的抽象理論,并學會結合實際分析工程建設與地質條件的關系,熟悉工程建設中常見的地質條件并給以正確的評價和合理的處理方法。
2)學
學生既是教學的載體,更是學習的主人,只有調動起學生學習的主動性,才會培養(yǎng)出優(yōu)秀的工程地質工作者。
(1)培養(yǎng)一名優(yōu)秀工程地質工作者是一個長期的過程,所以在學習過程中要有耐心和信心。每一個人的成功都是從點點滴滴累積的。
(2)大腦中知識的增長是累進的過程,工程地質學是一門綜合學科,因此與地質學科相關聯(lián)的以及與工程建設相關的學科都應該打好基礎,作為工程地質學課程的鋪墊。
(3)不能忽略實踐教學環(huán)節(jié),讓學生們在實踐中加深對理論知識的理解。要意識到地質工作的復雜性和靈活多變性。
3)考核
本課程強調理論與實踐的結合,教師結合實際的工程地質問題,強調互動性和問題實質的理解。每位同學的成績由三部分綜合構成,即:
(1)期末考試卷面成績(50%);
(2)課堂討論及考勤(20%);
(3)案例分析作業(yè)成績(30%)。
成績分為五個等級: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 結語
《工程地質學》是非地質專業(yè)的專業(yè)基礎課程,本課程學時不多,但課程內容涵蓋廣、教學內容比較抽象,所以教學過程是一個不斷完成挑戰(zhàn)的過程。在教學過程中, 教師首先要培養(yǎng)學生具備工程地質的思維和創(chuàng)新的能力, 使學生學會工程地質思維方法, 讓學生們的創(chuàng)新能力得到充分的發(fā)展。同時也要保證足夠的工程地質實踐課時,參觀現(xiàn)場并搜集相關的工程地質案例,從而培養(yǎng)出具有綜合素質的高級工程技術人才。
【參考文獻】
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【關鍵詞】普通地質學 教學思想和方法 大地質 地質思維
【基金項目】桂林理工大學博士啟動基金項目。
【中圖分類號】P5 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)12-0005-01
普通地質學是一門具有自己獨立體系的地質專業(yè)基礎課,它承擔著對學生進行地質專業(yè)啟蒙教育和專業(yè)基礎教育的任務。通過教學,將逐步引導學生步入地質科學的殿堂,并將成為國家急需的專業(yè)人才。隨著地質專業(yè)在不同領域的應用,地質學已經(jīng)從單一的找礦地質發(fā)展到水文地質、工程地質、災害地質、環(huán)境地質等領域,形成了一個龐大的學科門類,形成了“大地質大服務”的形勢。普通地質學幾乎涵蓋“地球科學”全部內容,嘗試以地球的動力學為綱,有機地將傳統(tǒng)地質學中相互孤立而紛雜的內容系統(tǒng)地連結起來。具體講,在教學環(huán)節(jié)中,力求在理論部分盡可能實現(xiàn)“新”和“深”的突破,在實踐性教學部分最大程度地加強和提高學生對地質學基本技能的掌握,以與后續(xù)課程密切銜接。同時普通地質學又是一門實踐性比較強的專業(yè)基礎課程,它不僅僅需要課堂講授、實驗課程,而且需要進行地質教學實習等多種教學環(huán)節(jié)和教學方法,才能獲得一些真知。
以下從教學指導思想、教學方法兩個方面進行總結。
一、教學指導思想
1.強調基本理論、基本知識和基本技能的“三基”教學環(huán)節(jié),并貫穿教學始終,為后續(xù)各科的學習奠定堅實的基礎和創(chuàng)造良好條件。
2.強調實踐教學環(huán)節(jié),地質學是實踐性強的科學,沒有實踐就沒有地質學。培養(yǎng)學生勇于實踐,頑強拼搏和無私奉獻精神。
3.不失時機地注重該學科的前沿領域和發(fā)展動態(tài),隨時更新課程結構、教學體系和教學內容。注意新方法、新技術的廣泛應用和相關科學的互相滲透。
4.通過不同環(huán)節(jié)的教學,在注重學生專業(yè)成績的基礎上,有目的地培養(yǎng)學生的團隊能力、動手能力、綜合思維能力以及創(chuàng)新能力,加強合作精神的培養(yǎng)、為高新尖人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。
5.在教學環(huán)節(jié)中,自始至終突出“以人為本”的教學思想和“學貴恒進”的學習方法。在重視知識傳授的同時,強化素質教育,使應試能力逐步向實踐能力轉化,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性、獨立性。
二、教學方法和手段
普通地質學是地學類大學生入校后接觸的第一門專業(yè)基礎課,該課程的成功與否直接影響著他們對地球科學的興趣,乃至以后的專業(yè)道路。因此,這門課必須上得生動有趣,激發(fā)他們熱愛地球科學,立志研究地球科學的興趣。因此,符合教育規(guī)律的教學方法對教學效果非常重要。
1.利用多媒體加大教學信息量
多媒體表現(xiàn)力豐富,具有圖文并茂,可以使用聲音、視頻等特點,還可用動畫形式演示洋陸轉換的過程以及大洋演化的威爾遜旋回;也可截取goole earth遙感圖片或直接用軟件演示實例并講解。從而使教學內容變得形象、生動有趣,并加大了教學信息量,解決教學難點并能突出重點,讓學生從感性上驗證難以理解的抽象理論。大量精美的礦物照片,讓學生感嘆自然的神奇,利用錄像播放野外地質現(xiàn)象,使學生足不出戶便能觀察到大量的地質現(xiàn)象,加強對書本知識的理解與記憶;領略大自然神奇的魅力,激發(fā)學習興趣。授課教師通過制作多媒體課件,也可突出特色和重點,增強學生感性認識,提高學生學習興趣,彌補課堂語言和文字理論教學的不足。
2.室內教學和野外教學相結合
在室內學習相關知識基礎上,帶領學生進行野外實踐教學。充分利用桂林地區(qū)得天獨厚的喀斯特地貌的自然優(yōu)勢,可以觀察石灰?guī)r的沉積構造和化石,以及臨近地區(qū)出露有大量地質現(xiàn)象,尤其是碳酸鹽巖形成的溶芽、溶洞、鐘乳石、石筍等喀斯特地貌特征;通過不同高度的溶洞,揭示地殼抬升的地質背景;還可以帶學生沿漓江觀察河流的搬運、沉積等外動力作用,如此等等,盡可能地多安排野外教學實踐,讓學生親身觀察、體會,使學習過程變得輕松愉快,不但可以讓同學們領略祖國的大好河山,還能激發(fā)并增強其愛國主義情操。
3.在教學中始終貫穿唯物辨證的地質思維方式
地質思維是地質工作者必備的思維能力,辨證的地質思維是地質思維的重要方面,其本質是對地質過程的理解與認識。地質學是以地球為研究對象,是一門自然科學,對地球的誕生、生物的進化、地殼的運動等等的認識過程,無不體現(xiàn)著唯物主義的世界觀和唯物辯證法的思想。在普通地質學的教學過程中需要始終強調“地質思維的時空觀”,才能真正的理解認識地質現(xiàn)象形成與演化的過程。比如“將今論古”原理、“類比法”原理均體現(xiàn)著認識世界辨證的地質思維時空觀,還可用碳元素可以形成金剛石和石墨兩種截然不同的礦物,是因為碳原子的結構不同,如果我們學生的知識結構不同會形成兩類不同的人生,這樣可以啟迪和激發(fā)學生的學習積極性;唯物辯證思想的觀點:“滄海桑田”、“海枯石爛”并不只是一個文學詞匯也不只是浪漫故事,其中蘊含著地質演化的復雜過程。內動力作用地殼抬升與外動力風化剝蝕作用形成地貌上的“大地回春與準平原化”的現(xiàn)象、“背斜為谷,向斜為山”也均體現(xiàn)了唯物辯證統(tǒng)一的觀點,體現(xiàn)了內動力地質作用與外動力地質作用的相互關系和意義。因此,在普通地質學教學過程中始終堅持地質思維時空觀的培養(yǎng),可以快速培養(yǎng)初學者的空間思維、時間與空間相對應的能力,對于學生理解和洞察地質現(xiàn)象背后的地質作用過程非常有益。
參考文獻:
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關鍵詞:工程勘察;水文地質;勘察工作。
1水文地質的產(chǎn)生及發(fā)展
1.1水文地質的產(chǎn)生
水文地質學是一門年輕的學科,它是基于地下水在地質單元內運移時所發(fā)生的物理和化學變化而發(fā)展起來的,水文地質學是研究地下水的數(shù)量和質量隨空間和時間變化的規(guī)律,以及合理利用地下水或防治其危害的學科。水文地質學誕生于19世紀中期,法國水力工程師達西,進行了水通過砂的滲透試驗,得出線性滲透定律,即著名的達西定律,奠定了水文地質學的基礎。
水文地質學正成為地質科學中一門比較完整、系統(tǒng)的獨立學科。水文地質學己被公認為是地球科學的一個分支,是跨越于地質科學和水文學之間的一門獨立科學。水文地質學在二戰(zhàn)以后有了深入的發(fā)展,特別是在地下水動力學、水文地質編圖、水文地質采礦、模型和同位素方法、水文地球化學和地下水監(jiān)控這些領域。人類活動對包括地下水在內的自然環(huán)境的改造異常強烈,產(chǎn)生了一系列生態(tài)環(huán)境問題,當代水文地質學進入了生態(tài)環(huán)境水文地質學的新階段。
1.2水文地質的發(fā)展
水文地質歷史在各個不同的領域都有發(fā)展,例如地下水文學、土壤力學、經(jīng)濟地質、石油采鉆工程、礦藏開采構造地質學、地球化學、地球物理學、海洋地質學和生態(tài)學。
1.2.1新學科的生長點
水文地質在地質學中的地位和重要性越來越明顯。21世紀地球科學發(fā)展的一個重要特點是學科的交叉、滲透和融合不斷加強,學科之間的界限逐漸被打破,代表新思想和新方向的邊緣學科和交叉學科不斷出現(xiàn)。
地質環(huán)境指的是受人類活動影響的巖石圈的最上部分,包括巖石、土壤、液體、氣體和有機物。環(huán)境地質自20世紀80年代以來得到了迅速的發(fā)展,已經(jīng)成為地質學中發(fā)展最快的分支之一。美國、英國等世界發(fā)達國家都不同程度的加強了對環(huán)境地質的研究,把地質調查與生態(tài)環(huán)境保護有機結合在一起,拓寬了地質學的研究領域和發(fā)展方向。環(huán)境地質學也已成為現(xiàn)代地質學發(fā)展的生長點。
1.2.2地下水管理的政策和方法
水是地球上最重要的資源之一,但是很多的水資源都存在嚴重的污染和浪費現(xiàn)象。在總體研究結果基礎上對地下水變化情況進行監(jiān)測和計算,以有利于管理機構的決策。
1.2.3新的技術方法和儀器設備的應用
水文地質調查研究正在向全程計算機化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、可視化等方向發(fā)展。近些年來,隨著世界科技水平的迅速發(fā)展,一些新技術、新方法已經(jīng)廣泛應用在水文地質、工程地質和環(huán)境地質調查工作中,RS和GIS技術在自然資源管理方面的應用快速增長。例如,GIS技術,其在地下水管理和研究中的運用發(fā)展的十分迅速。它廣泛的應用于各種參數(shù)模型,例如數(shù)字地理數(shù)據(jù)庫的建立、資料的使用。
2工程勘察中水文地質工作內容
根據(jù)以往的經(jīng)驗和教訓,對水文地質勘察工作主要有以下幾方面內容:
2.1查明地層的分布特征,尤其是砂巖類(含水層)和泥巖類(相對隔水層)的分布、厚度、裂隙發(fā)育程度以及泉點的分布,以此分析地下水的補給、徑流與排泄特征。對地下水作水質成果分析時,注意同一含水層或不同含水層各種陰陽離子的含量變化與對比,根據(jù)結果作出定性分析變化較大產(chǎn)生的原因。查明有關水文地質問題,提供選型所需的水文地質資料,并預測可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。
2.2從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應當著重評價的地質問題,如:
①對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎中水對砼及砼內鋼筋的腐蝕性。
②對選用軟質巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎持力層的的建筑場地,應著重評價地下水活動對上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。
③在地基基礎壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂、粉土時,應預測產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。
④當基礎下部存在承壓含水層,應對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。
⑤在地下水位以下開挖基坑,應進行滲透性和富水性試驗,并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進而影響周圍建筑物穩(wěn)定性的可能性。
2.3不僅要查明地下水的天然狀態(tài)和天然條件下的影響,還要分析預測在人類工程活動中地下水的變化情況,及對巖土體和建筑物的反作用。
3、結束語
以往的工程勘察報告中,多數(shù)只是對天然狀態(tài)下的水文地質條件作一般性評價,很少結合基礎設計和施工的需要評價地下水對巖土工程的作用和危害。在一些水文地質條件比較復雜的地區(qū),由于工程勘察中對水文地質問題調查研究不深人,設計中又忽視了水文地質問題,有時導致地下水引起的各種巖土工程危害。因此,工程勘察中要切實做好有關水文地質測試工作和地下水監(jiān)測工作,為水文地質勘察和工程建設提供充分、可靠的依據(jù)。
參考文獻
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一、引言
多年來,不計后果的發(fā)展模式不斷激化人與地質環(huán)境之間的矛盾。為使學生較為全面系統(tǒng)地了解和掌握地質環(huán)境的基本特性、功能和演變規(guī)律及其與人類活動相互作用、相互制約的關系等基本知識,“環(huán)境地質學”成為很多學校環(huán)境科學、環(huán)境工程等專業(yè)重要的專業(yè)基礎課程。為充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造性思維,各高校紛紛壓縮總體教學時間,“環(huán)境地質學”課程教學體系也經(jīng)歷著內容精簡和課時壓縮的變革。筆者就近年來擔任湖南農(nóng)業(yè)大學環(huán)境科學專業(yè)“環(huán)境地質學”課程授課教師的體會,對理論和實踐教學中存在的問題進行剖析,探索解決措施,希望能為教學管理部門和同行授課教師提供一些參考和思路。
二、課程開設的目的和意義
《環(huán)境地質學》是從地質科學中衍生出來,用地學的理論和方法,研究人地系統(tǒng)發(fā)生與發(fā)展過程中涉及的人類活動與地表環(huán)境的相互作用與影響,調控與改善環(huán)境質量及減少環(huán)境災害損失的一門新興的邊緣性學科。作為環(huán)境科學專業(yè)的一門必修課,對培養(yǎng)學生的環(huán)境地學基本知識和實踐能力意義重大,促進學生在學習與工作中更多地關注本領域存在的環(huán)境地質問題,理解和掌握地質資源的開發(fā)利用與地質環(huán)境之間的相互關系;了解地質災害的基本原理、形成、分布、預防和治理措施,掌握地質環(huán)境與人體健康的關系等,自覺、主動地把本課程與環(huán)境科學專業(yè)的其他課程聯(lián)系起來,增強環(huán)境保護研究與管理意識。
三、湖南農(nóng)業(yè)大學環(huán)境科學專業(yè)“環(huán)境地質學”課程特點與現(xiàn)狀
目前,湖南農(nóng)業(yè)大學“環(huán)境地質學”課程的教學環(huán)節(jié)主要包括理論教學和實踐教學兩部分。這兩個教學環(huán)節(jié)及其開展形式都存在一些弊端,概括如下。
(一)課程開設學期靠前
本校的《環(huán)境地質學》開設學期為第三學期,是環(huán)境科學專業(yè)學生接觸的第一門專業(yè)基礎課。學生們無環(huán)境科學專業(yè)基礎背景知識,更無地質學基礎背景知識,對于環(huán)境、環(huán)境問題、地質、環(huán)境地質和地質環(huán)境等基本概念沒有任何認識。因此,課程初期需用6~8個學時講授環(huán)境、環(huán)境問題及其產(chǎn)生、環(huán)境倫理、環(huán)境危機、資源有限性、可持續(xù)性、生態(tài)系統(tǒng)及平衡等環(huán)境科學領域的概念和基本理論,占用總學時的近四分之一,這勢必導致后面的有關內容無法深入闡述。
(二)教材選取未突出專業(yè)特色
根據(jù)筆者的實際教學經(jīng)驗及查閱該課程的眾多教材發(fā)現(xiàn),教材版本多,內容各有側重。多數(shù)教材偏重于地質學專業(yè)背景。在講解方法上是用地質構造和地質演化的理論講解地震和火山的發(fā)生規(guī)律和分布特征,將地質學的理論和方法融入到各章節(jié)的講解中。這些內容很適合礦業(yè)院校的地質工程專業(yè)學生,而環(huán)境科學專業(yè)學生認為以上內容跟自己所學專業(yè)關系不大,自然而然地就降低了學習興趣,影響到了學習效果。環(huán)境專業(yè)學生學習《環(huán)境地質學》課程則應側重于合理開發(fā)和利用地質資源、調控人類活動對地質環(huán)境的不良影響、預防地質災害及避免地球化學循環(huán)異常等,然而現(xiàn)有的教材關于這方面的內容較少。
(三)實踐環(huán)節(jié)教學模式亟待改進
目前,環(huán)境地質學課程實踐教學主要有兩種備選形式:其一是就近組織學生考察湘江污染治理;其二是寶石考察與鑒別。在實踐過程中發(fā)現(xiàn)以下問題。
1.可供選擇的典型實習場地十分有限。由于經(jīng)費有限,在教學實習過程中只能就近選擇學校周邊及長沙市內的實習場所,如組織學生參觀湘江帶的污染治理。這樣的實習場地不夠典型,且不太切合教學主題,對學生的吸引力也不大。
2.寶石鑒賞實習效果欠佳。基于市面上珠寶店鋪對受訪人群的可接受程度及學生安全性考慮,實習過程采取小組調查形式,各小組自行選擇商場珠寶專柜或古玩市場進行寶石調查及鑒賞,教師無法同時對多隊進行跟進、指導和監(jiān)督。因此,部分同學并未按要求外出調查完成實習過程,從而也就無法在實習過程中學到相關知識,這就失去了開展實習的初衷。
針對上述問題,我們以提高學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的主觀能動性、加強學生分析與解決問題能力為出發(fā)點,根據(jù)環(huán)境地質學課程自身特點及環(huán)境科學專業(yè)對學生知識結構和能力的培養(yǎng)要求,我們針對環(huán)境地質學的課程內容體系和教學方法進行改革研究,以期充分調動學生的主觀能動性和學生的分析與解決問題能力。
四、“環(huán)境地質學”課程理論教學的改革
(一)不斷優(yōu)化教學內容
由于環(huán)境地質學的教材大都側重地質學的基本原理,因此不能過多地依賴教材,需要補充環(huán)境科學的相關知識。這就需要教師查閱大量學科相關資料,掌握行業(yè)最新研究成果并融會整合,在課堂上做到詳略得當,深入淺出。在講述書本上固有的理論時,可以適當結合身邊或近期熱點案例,如在講述地質災害時,可結合舟曲泥石流、汶川大地震、深圳滑坡等進行詳細介紹。對相關的環(huán)境問題進行深入剖析,以此吸引學生注意力,打破枯燥沉悶的課堂氣氛。另外作為課堂教學而言,還要注意課堂藝術,教師要注重教態(tài),語音的抑揚頓挫,鏗鏘有力來吸引學生,更好地為學生傳授知識。
(二)明確專業(yè)特色
教學內容的選取要結合環(huán)境科學專業(yè)特色,重點介紹合理開發(fā)和利用地質資源、預防地質災害及避免地球化學循環(huán)異常等。強調人地和諧的理念和可持續(xù)發(fā)展觀,使學生認識到地質環(huán)境容量是有限的,人類活動和地質環(huán)境是相互制約的。培養(yǎng)廣義性、有限性和稀缺性的資源意識,堅持節(jié)約利用、綜合利用和持續(xù)利用原則,充分發(fā)揮資源的多重功能,提高資源利用效率和水平;科學的人口意識、合理的生產(chǎn)意識、適宜的消費意識和正確的文化意識同樣非常重要。同時,也要讓學生認識到危害人類的自然過程始終存在,要充分認識這些自然災害,盡量避開或縮小它們對人類生命財產(chǎn)的威脅。
(三)采用專題化合作討論教學模式
鑒于“環(huán)境地質學”的多學科交叉性,及課堂教學時間有限、教學專題多且相互獨立等特征,可構建“選題—導學—自學—小組討論—演講—反饋”專題化合作討論教學模式(圖1),即對于專題多且相互獨立的課程,教師應該在導學前高度重視“選題”過程,適當增加案例切入式選題,并將小組討論和自學過程安排在課堂教學之外,使學生的討論形式和內容更加靈活多樣,不局限于課堂有限的教學時間。該教學模式下教師要扮演好“學生學習的組織者、學習環(huán)境的創(chuàng)造者、學生合作的協(xié)調者”的角色。
五、“環(huán)境地質學”課程實踐教學環(huán)節(jié)的改革
根據(jù)環(huán)境地質學課程開設的目的和意義,其最佳實習方式應該是組織學生去考察、參觀典型的原始地形地貌,或者地質災害后遺癥及修復治理工程和防治措施等。據(jù)此,我們提出以下改革建議。
(一)增加實踐教學經(jīng)費投入,保障基本實踐教學活動的開展
為保障基本實踐教學活動的開展,需增加必要的經(jīng)費投入。應該增加野外實習經(jīng)費以確保野外實踐教學的時間和整體效果。野外實習費用為周期性支出,該經(jīng)費投入應該納入常規(guī)性投入范疇,按照每生每年一定額度劃撥,給野外實踐教學以經(jīng)常性投入,才能解決目前問題。
(二)尋求多方式實踐教學途徑
為克服實習經(jīng)費短缺帶來的限制,同時調動學生的積極性,環(huán)境地質學的實踐教學可打破原來的統(tǒng)一組織安排模式,采取多方向、多課題、多時段、多地點進行。首先,由教師根據(jù)教學大綱框架列出幾個大的方向,如參觀原始典型地形地貌、水土流失、寶石鑒賞等,由學生選題。或者學生自主擬定方向,呈報教師審查和批準。如此一來,學生們可選擇自己感興趣的課題方向。
實習場所可以選擇在老家周邊、課余活動場所、郊游場所或其他課程實習場所等,由學生自主選擇,如地質博物館、自然保護區(qū)、海洋侵蝕與堆積地貌等。合理安排實習時間,該教學實習周安排在理論課程結課后,距學期結束有兩個多月時間,因此,實習時間可以靈活安排,除給定的實習周外,學生還可以結合所選實習點的情況,利用周末、假期等,在完成其他活動的同時關注周邊的地質環(huán)境狀況以完成實習。
總之,筆者認為環(huán)境科學專業(yè)“環(huán)境地質學”課程的改革并不是一蹴而就的,教學過程要及時發(fā)現(xiàn)問題,并加以調整。理論和實踐教學過程中都要做到理論知識與實踐知識的相結合,同時增加最新研究進展等內容,突出教學過程的知識性、專業(yè)性、互動性和趣味性。
論文關鍵詞:高職院校;水文地質學基礎;課程建設;教學方法改革
《水文地質學基礎》是高職院校金屬礦產(chǎn)地質與勘查技術專業(yè)、水文地質與勘查技術專業(yè),金屬礦開采技術專業(yè)、礦山地質專業(yè)的專業(yè)基礎課。水文地質學是研究地下水的科學,主要研究在巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動相互作用下地下水水量和水質的時空變化規(guī)律,并研究如何運用這些規(guī)律興利除害,為人類服務。通過該課程的學習,可以掌握水文地質學的基本概念、理論和方法,為以上4個專業(yè)的專業(yè)課程學習奠定良好的基礎,為學生在實際工作中參與地下水的觀測、進行地下涌水的處理等提供理論依據(jù),因此,搞好這門課的教學顯得尤為重要。
《水文地質學基礎》課程教學存在的問題
據(jù)統(tǒng)計,云南省有5所高職院校開設了資源開發(fā)與測繪大類專業(yè)。筆者所在的學校自2005級開始在金屬礦產(chǎn)地質與勘查技術專業(yè)、金屬礦開采技術專業(yè)、礦山地質專業(yè)中招收高職全日制脫產(chǎn)和函授大專學生,到2010年已有三屆畢業(yè)生、三屆在校生。先后有10個教學班開設了《水文地質學基礎》課程,筆者一直承擔該課程的教學工作。結合教學實際,筆者認為,在高職院校《水文地質學基礎》課程的教學中普遍存在以下問題。
對《水文地質學基礎》課程的性質和地位認識不足在高職教育中,資源與測繪大類的專業(yè)少,開設《水文地質學基礎》課程的專業(yè)更少,學習本門課程的人數(shù)少,課程在專業(yè)以外的認知度低。在筆者所在的學校,制定高職人才培養(yǎng)方案時,《水文地質學基礎》應作為金屬礦產(chǎn)地質與勘查技術專業(yè)的專業(yè)基礎課還是專業(yè)主干課,曾在相關教師中發(fā)生了激烈的爭論,最終根據(jù)教育部教育司2005年版的《高職高專專業(yè)概覽》才塵埃落定。
使用的教材多為高等學校教材,與高職教育的要求不相匹配高職教育主要培養(yǎng)具有一定理論知識和較強實踐能力,面向生產(chǎn)、建設、管理、服務第一線的高素質技能型專門人才。要求學生具有夠用的理論知識,較強的動手能力和工作適應性,強調學生在實際工作中要“素質高,上手快,技能強”。高職教育與高等教育培養(yǎng)高級專門人才的目標是不同的。培養(yǎng)目標的不同決定了教學內容的不同,但是,在高職實際教學中,《水文地質學基礎》主要選用的大多是高等院校的教材,學科理論介紹多,實際應用介紹少。
適合課堂教學的電子課件少,教師多沿用傳統(tǒng)教學模式,教學方式單一《水文地質學基礎》課程專業(yè)性強,盡管近年來多媒體電子課件在網(wǎng)絡上隨處可見,但關于《水文地質學基礎》課程的課件少之又少。要做好一件成熟的實用的電子課件,需要大量的資料和圖片,但由于專業(yè)性較強,這方面的資料往往有一定的保密要求,一般人很難找到相關資料,再加上水文地質工作目前主要是相關專業(yè)的工程技術人員在實施,高職教師參與很少,導致現(xiàn)在的課件以羅列教材中的內容為主,質量不高,適用性和吸引力不強。
教師大多沿用傳統(tǒng)教學模式,教學方式單一在實際教學中,《水文地質學基礎》的任課教師大多采取單一的講授形式,教學仍然是以課堂為中心、以課本為中心、以教師為中心,整個教學過程都在教室里完成。學生沒有機會到實地考察,將理論與生產(chǎn)實際對應,因此,學習的積極性、主動性較差。學生的注意力主要集中在接受教師傳授的現(xiàn)成知識上,學習圍繞課本和考試,沿襲著“上課記筆記、下課抄筆記、考試背筆記”的傳統(tǒng)學習方式。講授方式單一,課程缺少吸引力,導致本門課程枯燥無味;學習方式單一,學得快,忘得快,導致課程學與不學一個樣;再加上有些學生本身對所學專業(yè)認識不清,更是降低了課程學習的積極性。
《水文地質學基礎》課程的教學體會
筆者從2006年開始講授《水文地質學基礎》課程,到2010年,已經(jīng)完成了10個教學班的教學工作。經(jīng)過在教學中不斷總結和完善教學方法,歸納起來主要有以下三點體會。
根據(jù)專業(yè)特點,確定教學目標高職院校金屬礦產(chǎn)地質與勘查技術專業(yè)、水文地質與勘查技術專業(yè)、金屬礦開采技術專業(yè)、礦山地質專業(yè)的學生學習《水文地質學基礎》課程的目的,并不是要把他們培養(yǎng)成為水文地質專家或專門從事水文地質科學研究的專業(yè)人員,而是讓他們掌握水文地質的基本概念和基本理論,能夠將水文地質理論和技術應用于其今后的工作領域,成為既熟悉本專業(yè)業(yè)務,又掌握水文地質基本概念和基本理論的技能型人才。對這些專業(yè)的學生進行水文地質教育,應該面向金屬礦產(chǎn)地質與勘查、水文地質與勘查、金屬礦開采、礦山地質等工程領域的應用,以掌握基本理論、突出實踐應用為目的。因此,本門課程的教學目標是講清《水文地質學基礎》的基本概念、基本理論,重點抓好基本概念、基本理論的實踐性和實用性教學。
根據(jù)教學目標,增加課程的實踐性和實用性教學筆者所在學校屬于企業(yè)辦學,隸屬國有大型企業(yè)集團,在學生實習實訓和企業(yè)工程技術人員到學院兼職講課等方面具有得天獨厚的優(yōu)勢和條件。結合集團與學校的實際情況,筆者重新編寫了高職《水文地質學基礎》課程的教學大綱,突出了課程的實踐性和實用性。在實際教學中逐步嘗試進行課程改革。首先是改變單一的教學方式。在2006、2007級金屬礦產(chǎn)地質與勘查技術專業(yè)的《水文地質學基礎》課程講授中,嘗試性地引入討論式教學和現(xiàn)場教學。在講授“巖石中孔隙”時,先講清基本理論,然后通過布置課外作業(yè)的方式,讓學生通過互聯(lián)網(wǎng)或相關書籍查閱砂巖、泥巖、泥質灰?guī)r中孔隙的異同,最后讓學生結合《普通地質學》、《巖石學》等課程展開討論,加深對理論知識的理解。在對2007級金屬礦產(chǎn)地質與勘查技術專業(yè)的學生進行生產(chǎn)實習動員時,筆者結合實訓基地的情況,向學生介紹了即將實習的工作區(qū)的水文地質情況,并要求學生在實習過程中收集實習礦區(qū)的水文地質資料。這一嘗試在學生一年后的畢業(yè)論文中收到了很好的效果,筆者參與評閱的12份畢業(yè)論文中,有多達11份介紹了實習礦區(qū)的水文地質情況,有的還提出了礦山巷道涌水的處理方案。在給2008級金屬礦產(chǎn)地質與勘查技術專業(yè)的學生講授“大氣降水入滲機制”時,恰逢降雨,筆者便直接將學生帶到一個建筑施工工地,通過地表的一個新鮮垂直剖面給學生介紹此部分內容,極大地提高了教學效果和學生學習的熱情。其次是積極與實訓基地的工程技術人員溝通,建議實訓基地的工程技術人員在學生進行認識實習、課程實習、生產(chǎn)實習及畢業(yè)實習的過程中注意介紹水文地質的內容,包括地下水量的計算、地下涌水的處理、礦山巷道水的處理等,增加課程對實際工作的參與性,提高學生學習的主動性。教學方式的改變和調整,大大增強了課程的吸引力,得到了學生的一致好評。
制作PPT演示文稿,增加課程講授的直觀性和吸引力從2008年開始,筆者將教學講義的部分章節(jié)做成PPT演示文稿,利用多媒體將枯燥的教學內容通過圖片和動畫展示出來,大大提高了課程講授的直觀性和吸引力。
《水文地質學基礎》課程教學方法改革思路
高職教育作為高等教育的一個類型,肩負著培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設、管理和服務第一線需要的高技能人才的使命,在我國加快推進社會主義現(xiàn)代化建設進程中具有不可替代的作用。隨著我國走新型工業(yè)化道路、建設社會主義新農(nóng)村和創(chuàng)新型國家對高技能人才要求的不斷提高,高職教育必須向培養(yǎng)大量高素質技能型專門人才轉變和發(fā)展。高職教育的人才培養(yǎng)模式必須強調實用性和技能性,這就要求在高職課程建設中充分考慮課程的實踐性環(huán)節(jié)。
應進一步明確高職院校《水文地質學基礎》課程的實踐性教學目標高職院校開設《水文地質學基礎》課程的目的是學習水文地質的基本概念、基本理論及其應用。課程建設與改革是提高教學質量的核心,也是教學改革的重點和難點。高職院校要積極與行業(yè)企業(yè)合作開發(fā)課程,根據(jù)技術領域和職業(yè)崗位(群)的任職要求,參照相關的職業(yè)資格標準,改革課程體系和教學內容,要根據(jù)現(xiàn)在和將來的實際應用及需要確定教學目標和教學內容。近年來,各種地質災害頻發(fā),不斷地提醒人們必須加強對自然科學知識的學習和應用,才能增強人類改造自然的能力。《水文地質學基礎》作為一門自然科學類課程,有責任在人類改造自然的進程中對其研究領域的知識進行普及和介紹,讓更多的人了解其學科性質和內容,因此,在教學目標中突出實踐性和實用性至關重要。
應充分發(fā)揮多媒體教學的優(yōu)勢,增加課程的直觀性和吸引力《水文地質學基礎》課程的應用性和實踐性較強,如果沿用傳統(tǒng)的教學方法,與學生學習的心理相違背,教學效果肯定不理想。多媒體技術的迅速發(fā)展為教學提供了很大的方便,在《水文地質學基礎》課程的教學中必須使用現(xiàn)代化的教學手段,將枯燥的理論形象地展示出來,增加課程的直觀性和吸引力,提高教學效率和教學質量。在教學過程中,針對水文地質的具體教學內容、(地球上的水及其循環(huán)、巖石中的孔隙與水分、地下水的賦存、地下水運動的基本規(guī)律、毛細現(xiàn)象與包氣帶水的運動、地下水的化學成分及其形成作用、地下水的補給與排泄、地下水系統(tǒng)、地下水的動態(tài)與均衡、孔隙水、裂隙水、巖溶水、地下水資源、地下水與環(huán)境)學習目標及學生特點等具體情況,采用不同的多媒體形式進行教學。例如,在講流網(wǎng)時,可引入如何判斷礦區(qū)的潛水含水層和地表水的補給關系的內容,利用動畫模擬地下水的流動方向,從而判斷它們之間的補給關系。這些直觀的演示可以加深學生對流網(wǎng)的認識,并可以充分發(fā)揮學生的視覺、聽覺、觸覺等器官的功能,使學生在輕松愉快的環(huán)境中,用有限的時間獲得更多的信息和知識。若能結合專業(yè)特點以及課程內容設計一些課件,會使教學活動更加豐富多彩。
應增加《水文地質學基礎》課程的實踐性、開放性教學針對《水文地質學基礎》課程應用性、實踐性較強的特點,增加實踐性、開放性教學環(huán)節(jié)是該課程改革的重點。要實現(xiàn)這一目標,僅靠高職院校自身力量是不夠的,高職院校要緊密聯(lián)系行業(yè)企業(yè),實施校企合作,與企業(yè)實現(xiàn)資源共享,聘請行業(yè)企業(yè)的工程技術人員和能工巧匠到學校擔任兼職教師,將工程技術人員和能工巧匠多年在生產(chǎn)一線積累的水文地質理論和經(jīng)驗帶進課堂,將水文地質學基礎理論和方法應用于實際工作的事例帶進課堂,增加教學的針對性和實踐性。若能在學生實習實訓時,請帶實習實訓的工程技術人員針對具體工作面對水文地質學基本理論和方法進行講解,整個課程的教學就會更上一層樓。
【關鍵詞】巖石力學,金屬礦山,采礦工程
中圖分類號: TD1 文獻標識碼: A
前言
伴隨著人類文明的前進,越來越多的新型學術不斷出現(xiàn)。而巖石力學是一門就目前來說比較邊緣的學科之一。而且其實踐性非常強,適用的范圍非常的廣泛。例如建筑類、鐵道通路類、石油、地下工程、海洋等等。巖石力學領域已經(jīng)與我們的日常生活愈發(fā)的息息相關。
二、巖石力學與地質學的結合
1.巖石力學與地質學的學科關系
巖石力學將力學理論作為學科發(fā)展的研究目標,而巖石則是巖石力學研究的對象。巖石是一種地質產(chǎn)物,也可稱地質體。廣義上講,巖石力學應是力學與地質學相結合的交叉學科,若更有針對性地來看,巖石力學側重于固體力學與巖石地質學的結合。巖石力學屬于應用基礎學科,它的研究任務是以巖石工程建設為己任,也包括地質資源的開發(fā)工程。更廣更深的力學、地質學,與工程學科的結合勢在必行。因此,地質學必然成為巖石力學與巖石工程學科的支柱性基礎學科之一。
那么,巖石力學與巖石工程學科從地質學中究竟能有何得益,地質學在哪些領域對巖石力學與巖石工程學科的研究和發(fā)展可能做出貢獻,這就是本文所試圖回答的主要問題。地質學是地球科學的一個分支學科。地球科學包括大氣、海洋、地理和固體地球科學等固體地球科學則包含地質學、地球物理學和地球化學。
從廣義和實用的角度看,地質學同其他地球科學的分支有著密切的交叉,因而也含有與它們相關的研究內容。地質學的研究對象是地球,尤其是地殼,重點在于研究它的物質組成和結構,以及其形成、演化的地質動力作用和過程。地質學的核心研究思路是地質歷史的時空重建,在層序和構造分析的基礎上,地質學家采用了許多現(xiàn)代數(shù)理化科學和技術方法,從而使傳統(tǒng)的地質學科步入現(xiàn)代科學行列。
巖石力學與地質學結合的知識通道
巖石力學家大多認識到地質學是巖石力學的重要基礎學科,在巖石力學的本構建模及巖石工程分析計算中試圖盡可能地考慮巖石特性及地質條件,但是地質科學涵蓋著大量分支學科,從何入手仍是很大的問題。
地質學家也很熱心于為巖石工程建設做出自己的貢獻,然而難于確定適當?shù)那腥朦c和深入的方向。顯然,構建一條地質學和巖石力學間相互溝通的知識通道是必要的。事實上,巖石力學及土力學同地質學的結合從一開始就被認為是學科發(fā)展的要點之一。
Terzaghi和Muller教授皆為后人做出了楷模。進入2l世紀以來,國際巖石力學學會、土力學與巖土工程學會及工程地質與環(huán)境學會合作構建了國際地質巖土工程學會聯(lián)合會(FederationofInternationalGeo—engineeringSocieties,F(xiàn)IGS)。聯(lián)合會約定的分工如下:工程地質做出地質建模,巖土力學進行計算分析,巖土工程開展設計和施工。這一方案思路簡潔可行,但要融合成為整體尚有很大空間,需做大量工作。
國內外深部工程現(xiàn)狀
據(jù)不完全統(tǒng)計,國外開采超千米深的金屬礦山有80多座,其中最多為南非。南非絕大多數(shù)金礦的開采深度大都在l000m以下。其中,Anglogold有限公司的西部深井金礦,采礦深度達3700m,WestDriefovten金礦礦體賦存于地下600m,并一直延伸至6000m以下。印度的Kolar金礦區(qū),己有三座金礦采深超2400m,其中錢皮恩里夫金礦共開拓ll2個階段,總深3260m。俄羅斯的克里沃羅格鐵礦區(qū),已有捷爾任斯基、基洛夫、共產(chǎn)國際等8座礦山采準深度達910m,開拓深度到1570m,預計將來達到2000-2500m。
另外,加拿大、美國、澳大利亞的一些有色金屬礦山采深亦超過l000m。國外一些主要產(chǎn)煤國家從20世紀60年代就開始進入深井開采。1960年前,西德平均開采深度已經(jīng)達650m,1987年己將近達900m;原蘇聯(lián)在20世紀8O年代末就有一半以上產(chǎn)量來自600m以下深部。根據(jù)目前資源開采狀況,我國金屬礦山開采深度以每年8~12m的速度增加,東部礦井正以100t250m/(1Oa)的速度發(fā)展。近年己有一批礦山進入深部開采。
其中,在金屬開采方面,沈陽采屯礦開采深度為l197m、開灤趙各莊礦開采深度為l159m、徐州張小樓礦開采深度為l100m、北票冠山礦開采深度為l059m、新汶孫村礦開采深度為l055m、北京門頭溝開采深度為l008m、長廣礦開采深度為l000m。在金屬礦開采方面,紅透山銅礦目前開采己進入900到l100m深度,冬瓜山銅礦現(xiàn)已建成2條超l000m豎井來進行深部開采,弓長嶺鐵礦設計開拓水平750m,距地表達l000m,夾皮溝金礦二道溝坑口礦體延深至l050m,湘西金礦開拓38個中段,垂深超過850m。此外,還有壽王墳銅礦、凡口鉛缽礦、金川鎳礦、乳山金礦等許多礦山都將進行深部開采。可以預計在未來20年我國很多金屬礦山將進入到l000~l500m的深度。
四、金屬礦山開采工程今后的研究重點
雖然目前對于金屬礦山開采工程研究己取得了一部分成果,總的來看,側重技術、注重個案,深層次的基礎研究重視不夠,因此,根據(jù)我國金屬礦山資源開采情況,要保證我國主體后備資源供給,深入開展100一1500m礦山開采基礎理論研究迫在眉睫。
金屬礦山開采工程中的巖石力學問題由于處于“三高一擾動”的復雜力學環(huán)境,使得金屬礦山巖石力學行為以及深部災害特征與淺部明顯不同,基于淺部開采建立起來的傳統(tǒng)理論己不再適合于深部開采,主要表現(xiàn)在:
1、強度確定在淺部開采條件下,由于所處的地應力水平比較低,其工程巖體強度一般采用巖塊的強度即可,即在實驗室對巖塊進行加載直至破壞所確定的強度。而在金屬礦山開采條件下,由于地應力水平比較高,工程開挖后,工程巖體在高圍壓作用下,一個或兩個方向上應力狀態(tài)的改變所表現(xiàn)出的強度變化,并不是簡單的表現(xiàn)在受拉或受壓,而是復雜的拉壓復合狀態(tài),即徑向產(chǎn)生卸載,而切向產(chǎn)生加載,因此,其工程巖體強度就不能簡單的用巖塊強度來確定,必須建立符合金屬礦山開采特點的工程巖體拉壓復合強度確定理論。
2、穩(wěn)定性控制理論在淺部開采條件下,由于所處的地應力水平比較低,工程開挖后,圍巖一般不會產(chǎn)生破壞,因此,采用一次支護即可實現(xiàn)工程的穩(wěn)定性。而深部開采條件下,工程開挖后,在高于工程圍巖強度的圍壓作用下,工程圍巖就會產(chǎn)生破壞,此時采用簡單的一次支護就不能滿足工程穩(wěn)定要求,必須采用二次支護或多次支護才能實現(xiàn)工程的穩(wěn)定性。因此,由淺部建立起來的穩(wěn)定性控制理論己不再適合,必須建立適合金屬礦山開采工程的二次(支護)穩(wěn)定性控制理論。
3、設計理論在淺部開采條件下,由于工程圍巖所處的力學環(huán)境比較簡單,因此,在進行穩(wěn)定性控制設計時,采用傳統(tǒng)的線性設計理論即可奏效。而金屬礦山開采環(huán)境下,由于工程圍巖所表現(xiàn)出的非線性力學特性,使得在進行穩(wěn)定性控制設計時,就不能簡單的采用一次線性設計,而必須考慮采用二次以至更復雜的多次非線性大變形力學穩(wěn)定性控制設計理論。
今后研究重點針對金屬礦山開采工程中存在的巖石力學問題,今后主要研究方向集中在深部巖石力學基本特性、深部開采工程穩(wěn)定性控制、金屬礦山開采地表環(huán)境損傷控制等方面。
深部巖石力學基本特性研究深部“三高一擾動”的復雜環(huán)境,使深部巖體的組織結構、基本行為特征和工程響應均發(fā)生根本性變化,也是導致深部開采中災變事故出現(xiàn)多發(fā)性和突發(fā)性的根本原因所在。因此,金屬礦山巖體長期處于“三高”環(huán)境下,由于采掘擾動所表現(xiàn)出的特殊力學行為是金屬礦山資源開采所面臨的核心科學問題。其中,金屬礦山高應力場成因及多個應力場的藕合作用狀態(tài)研究、深部復雜應力狀態(tài)下巖體拉壓復合強度確定方法及其災變機理將是今后研究的重點。
金屬礦山開采工程穩(wěn)定性研究與一般地表工程不允許進入塑性破壞狀態(tài)不同,金屬礦山開采工程穩(wěn)定性問題是研究開采圍巖破壞后與支護系統(tǒng)相互作用達到二次穩(wěn)定的復雜力學問題,包括金屬礦山礦層采動引起頂板破斷后,采場局部頂板結構與支架相互作用,達到二次穩(wěn)定的作用機理以及與采場相配套的巷道圍巖產(chǎn)生塑性大變形后與支護體系相互作用達到二次穩(wěn)定的作用機理。同時,由于金屬礦山采動條件下工作面回采所形成的采動應力場與巷道掘進形成的開挖應力場相互藕合疊加,形成了復雜的三維應力場,其采動應力分布及其與回采空間多維、動態(tài)的時空規(guī)律以及支承壓力區(qū)范圍及峰值應力等也將產(chǎn)生很大變化,因此,應在深入分析金屬礦山采場及巷道圍巖采動應力時空分布規(guī)律的基礎上,結合金屬礦山巖體非線性力學特性的研究,探討金屬礦山開采采場及巷道一體化穩(wěn)定性非線性力學控制對策。
金屬礦山開采與地表環(huán)境損傷控制對策研究金屬礦山條件下,由于巖體的結構、力學特性及破碎斷裂規(guī)律都將發(fā)生較大變化,因此,采動過程中巖體的變形、破斷、移動規(guī)律也會產(chǎn)生明顯的不同。如何建立描述金屬礦山采動覆巖變形一破斷一移動全過程的結構運動力學模型,分析其結構運動全過程對采場礦壓、巷道礦壓、巖層內部裂隙分布、巖層移動與地表沉陷的動態(tài)影響,是控制深部開采對地表環(huán)境影響最小化的關鍵。
五、結束語
如果巖石力學的研究者能夠更加的考慮巖石的本身獨特特征,那么必將會更加有益與未來的采礦發(fā)展。讓巖石力學在采礦事業(yè)中更多的廣泛利用起來。
參考文獻:
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