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关键词: 构造地质学;现状;建议
中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)05-0257-02
0引言
构造地质学是地质学的重要分支学科,是石油地质学研究的重要支柱,是评价油气远景不可缺少的依据。构造地质学主要研究由内力地质作用所形成的褶皱、断层、节理等各种地质构造的形态、产状、规模、形成条件、成因机制、分布规律和演化历史。该学科主要针对高等院校地质学专业和资源勘查工程专业的学生而开设的。它对于培养优秀的地质专业人才具有重要的影响作用,因此对该课程进行教学改革具有重要的意义。本文通过对目前我校构造地质学教学现状进行分析,提出了一些改革方法和建议,试图不断提高教学质量和效果,对学生今后的发展、树立学校品牌乃至对行业的发展都有十分重要的意义。
1构造地质学教学存在问题分析
通过对我校近几年的构造地质学教学情况的分析,发现在教学过程中普遍存在如下问题:
1.1 学生对课程性质认识不清对于初入象牙塔的大学生来说,在学习过程中,对初高中均有接触的英语、数学、物理等基础课程接受的比较自然,而对专业课比较陌生,对自己将要从事专业的认识也十分模糊。构造地质学是我校资源勘查工程的专业基础课,本学科是构造学的一个分支。它主要介绍构造地质学领域的最基本知识、思维方式和操作技能。它不同于公共基础课,对于初学者来说接受和理解都比较难,不知道学这些有什么用、怎么应用。致使学生在学习上的盲目性和缺乏兴趣,使得学生的学习动力不足,从而影响学习质量和教学效果。
1.2 教师的教学设计能力有待提高教师作为教学过程的主导者,引导学生能动地进行认识活动、循序渐进地掌握文化科学知识和基本技能,以提高学生的综合素质。因而教师的教学过程在培养高质量人才过程中起着重要的作用。我校构造地质学教学团队中的青年教师普遍学历层次高,但大都在本科为非师范专业毕业,而且从事教学时间短,他们对于教学设计的工作还不够熟悉,缺乏实际工作能力。而对高校教师而言,教学设计特别是课堂的教学设计是一项重要的基本功。它直接影响大学生素质和学习能力的提高,从而影响教学质量和效果。
1.3 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。
1.4 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。
2提高构造地质学教学质量的几点建议
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:
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 合理选择教材,相辅相成合适的教材是一门课程成功的关键因素之一。我校本科生培养阶段所用的教材对于基本概念、基本知识、基本理论的教学是可以满足要求的。但是对于分析和研究构造地质学、培养和提高学生实际工作能力的目的还有所欠缺。因此,从全面提高构造地质学的教学质量的角度出发,还应在教材选择方面有所改革。
对于不同类型的学生,在遵循大纲要求的前提下,对其教学内容进行适当的调整。特别是对于一些转专业的学生来说,在没有一定专业基础的前提下学习构造地质学会很吃力,所以对于这种情况的学生要积极引导,指导他们在课余时间主动自学,并与本专业学生多多交流。同时对于本科生和研究生教学要有所侧重,既要避免教学内容的重复还要防止有所遗漏。总之,应结合我校实际情况,合理选择教材,为提高构造地质学的教学质量提供良好的基础条件。
3总结
专业课教学是大学教育中一项极为重要的内容,教学质量的好坏直接关系到专业人才培养的质量,甚至对学生今后的发展都会产生重要影响。因此,无论从学校、教师还是学生的角度,都要高度重视。要根据我校实际情况和教学现状,不断进行探索、改革,培养学生的专业兴趣,激发学生的学习热情,提高教学质量。
参考文献:
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[4]王晓青.感知教学与地质教学改革,中国地质教育,2005(02).
建构主义知识观、认识论和教学观
建构主义是目前最为先进的教育方法之一。建构主义理论教学源于瑞士心理学家皮亚杰(JPiaget)的建构论。皮亚杰提出了建构主义的知识观,他认为主体对客体的活动应与主体的知识结构结合起来,智慧与知识的发展在本质上是主体转变客体的结构性动作。皮亚杰还认为主体的认知结构是动作的一般协调结构及其内化的产物,是随着主体活动的发展而不断建构发展的。建构主义的教育教学观念中,认为人类对世界的认知不是终极真理,只是对客观世界的一种解释,这种解释会随着人类社会不断发展及其认知手段的不断提高而被超越和取代,而对于个体来说这个过程是建构不断更新的过程。建构主义认为学生是知识的主动构建者,他们在学习过程中以已有的经验为基础,通过在实践和学习中与外界相互作用来建构对知识新的理解。而传统的教学方式中,教师往往是向学生传递知识的中介,学生处于被传授、灌输知识状态,在学习过程中属于被动者,这与建构主义理论相悖。建构主义的教学观认为,学生的认知是主动学习的过程,他们以自身已有的知识和经验为基础,在实践和再学习过程中主动改造和重建原有经验,构建新的知识建构,而新的知识建构则在新一轮的认知过程中变更为新的学习基础,知识建构呈动态的阶梯状上升。以建构主义为教育指导思想,应当打破传统教学中以“教”为主、教师主宰课堂的状况,使学生从被动的“信息接受者”变为主动的“知识建构者”。
建构主义指导下“石油与天然气地质学”教改原则
把建构主义作为教学指导思想,应当遵循自主、真实、基础、全局、灵活等原则。自主学习是构建主义教育观提倡的方式,即鼓励学生对整个问题或任务拥有自主支配权。传统的教学方式通常设置固定的学习目标,而这个学习目标通常很难被学生接受,学生们只关心是否能够顺利通过课程考试,而不关心是否真正掌握知识精要,没有将其融入自己的知识系统进行重新建构,这样很难达到教学目标。究其原因,主要在于制订的教学目标与学生学习环境中的目标不符合。鼓励学生学习的主动性,增加其对问题和任务的自,教师可以同学生通过讨论获取、优选具体问题和任务,让学生感觉到其在课程学习中的主动性,感觉确定的问题是他们本人的问题,从而对学习任务产生足够的兴趣。真实性是建构主义教育观中对教育环境的要求,即为教学提供贴切现实生活、生产实际等真实情境和学习任务。真实的活动是建构主义学习环境的重要特征。真实的活动可以使学生不依赖于问题表面特征,将所学的知识更有效的运用到实际中去。课堂教学中使用贴近生产实际、真实的、复杂的任务,有助于学生运用所学知识的积极性,使他们意识到学习知识的意义所在。在“石油与天然气地质学”教学过程中,应当把贴近油田勘探、开发的实际复杂实例放入课堂讨论中,提高学生学习积极性,同时让他们在学习过程中有的放矢,明白学习、认知过程的现实意义。
建构主义十分注重基础知识结构对学习的影响,具备必需的得基础知识后,才能够针对具体问题实现新知识建构。教学的本质并非纯粹的知识传授,而在于教师和学生互动,共同构建、发展学生的认知结构。然而针对不同的认知对象,应有区别地分析他们已经具备什么样的基础,还有哪些基础知识不具备。同一课程,对于不同专业、不同年级的学生而言,因为其基础知识的差异而必须区别对待。“石油与天然气地质学”课程是地质工程本科四年级专业限选课程,学生已经学习了“构造地质学”、“盆地分析”、“沉积岩石学”等相关课程并具备此类基础,对学生的认知结构研究之后,适当地补充欠缺的基础知识,如有机地球化学、生油理论等,使其具备完善的基础知识,达到能够独立思考、讨论现实问题,并进行认知体系的自我建构,从而改善教学质量。学习任务的制订应当具有全局观念。“石油与天然气地质学”课程的教学和学习中,应当首先将该课程的整体框架介绍给学生,保证学生明确具体学习任务和整体教学目标之间的关系。每个具体教学任务完成之后,应当和学生讨论总结,明确该学习活动在复杂任务中的地位和作用,促进学生理解各学科间的基本结构和联系。没有哪种教学方法可以放之四海,针对不同内容、不同的教学对象,要懂得灵活施教。在具体的教学环节中,应当寻找教学内容的性质和学生的个体差异,教学方式因人而异,学生中心取向和教师中心取向可以交叉、混合使用,以求达到最佳的教学效果。“石油与天然气地质学”课程中的认知对象包括概念知识体系、复杂问题实践和行业规范内容等,三者性质差异较大,需采取完全不同的学习方法和教学模式。
建构主义指导下的教学改革设计
根据煤炭院校特征以及学生的专业知识背景,合理编排教学内容,以求达到最佳教学效果。教学要精简结合。河南理工大学地质专业的“石油与天然气地质学”非主干课程,其课时量为32课时,远远低于石油类院校,因此必须在遵循教学内容体系结构稳定的条件下将该课程的内容进行删减和融合。“石油与天然气地质学”基本内容包括了油气藏基本特征、油气藏形成理论、油气分布规律、油气田地质勘探4部分内容,其中前3部分内容为原理的讨论,第4部分内容实践性较强。由于课时量有限,将第4部分内容删减掉,而在具体原理介绍中加入勘探实例分析。另外,根据学生的专业基础背景,合理设置课程内容的授课方式,这样有助于学生知识结构的重新组构。比如,在油气藏形成理论的讲授中,应当对比“煤地质学”中煤演化生烃过程进行讲授,和学生讨论分析煤演化和油气演化的异同;而在油气田分布规律的教学活动中,应当加强与“构造地质学”、“沉积岩石学”、“盆地分析”相关内容的类比;在油气藏基本特征中,有关油田水特征的内容与“水文地质学”内容进行对比授课。强调学科知识系统化。“石油与天然气地质学”是一门知识衔接比较紧密的一门学科,各章节间联系紧密,在授课过程中应当重视知识系统化。例如,油气生成理论授课中,首先介绍传统生成理论的模式以及不同阶段的特征,其间可以对比学生在“煤地质学”等专业课程中掌握的煤演化过程,对比两者存在的差异和相似处,掌握沉积有机质向煤、石油、天然气转化的异同点;再分析不同油气生成理论在勘探历程中的应用和地位,找出传统油气生成理论如何指导油气田勘探,而未成熟-低成熟油、煤成油和天然气生成等理论与传统油气生成理论的区别,在油气田勘探过程中起到什么样的推动作用;最后介绍现在油气生成理论的完整模式,使学生能从发展的角度去认识“石油与天然气地质学”理论内容,从而有利于帮助学生建构系统、完善的知识体系。实验、实践并举,培养综合分析能力。#p#分页标题#e#
教师应该给学生提供复杂的真实问题,让学生利用已掌握的认知结构解决实际问题。在具体的实施过程中,将我国部分油田在勘探开发中遇到的实际问题纳入课堂讨论内容中,给出问题发生前的所有地质参数供学生分析,讨论方案确定后将解决问题后新获取的地质参数作为验证数据进行二次讨论,讨论过程中同学们积极回顾已经学过的相关知识内容,发现问题所在,寻求解决问题的有效途径。这样,在解决问题的同时增加学生对该学科的兴趣,完成认知结构的更新发展。另外,积极利用我校已经具备的开放实验室制度。我校与石油相关的实验室有河南省生物遗迹与成矿过程重点实验室、中心地质实验室等,拥有大量常规地质仪器和大型地质仪器,学校鼓励学生在学有余力的情况下免费申请不同仪器的开放实验。由于“石油与天然气地质学”实验课时较少,应当引导学生在开放实验课题中选择石油、天然气相关实验进行练习。例如:在烃源岩质量分析过程时,鼓励参与烃源岩TOC测定、镜质体反射率Ro测定、干酪根类型识别等实验;在油源对比课程教学时,鼓励参与源岩抽提物和原油气相色谱、质谱分析实验;在储层特征识别时,要充分利用大型偏光显微镜、扫描电镜、能谱仪等进行观察;在油气运移授课时,鼓励利用不同精度显微镜观察不同类型岩石中裂缝组构,鼓励利用热台-荧光显微镜观察油气包裹体各项参数;在油气藏类型授课中,鼓励学生参与大型地震解释软件的使用,进而识别大型油气藏的类型。
在实验、实践环节启发学生解决问题的多解性,激励学生对问题解决存在多种观点,促进学生认知结构的构建和综合能力的培养。制订合理的学习目标和任务,合理安排教学内容及其顺序;针对不同内容,确定具体的教学方式、方法。根据学生的具体情况,制订合理的学习任务和目标,学习内容的难度设为中等,主要以基本概念、基础评价方法为主,涉及油田水特征、油气的物理化学性质、油气成藏静态要素组成及评价方法、油气演化模式和过程、油气运聚原理、圈闭形成及油气藏类型、油气富集控制因素、主要的油气田勘探方法概况等,其间穿插一些实例分析。教学内容的顺序也大致如上述,由简入繁、循序渐进。课程开始前,应当让学生了解整体的学习任务和目标,而在各章节开始时应明确该章节所处整个课程体系中的地位和重要性。对于“石油与天然气地质学”内容的学习,应当提倡区别对待知识差异。对于油气演化过程、油气运聚原理、圈闭的形成和有效性等基本理论框架,可以启发学生找出差异,进行知识结构的自我完善。而在具体的实验、实践环节,鼓励他们主动去寻找问题症结所在,鼓励他们在解决问题中的相互协作精神。明确教学目标,调查学生已具备的基础,找准适当的学习切入点。教学过程应当以学生为中心,联系他们原有的认识结构,找出与该教学单元相关的切入点。比如,在讲解油气生成理论时,应当用到构造沉降、煤岩热演化模式等相关知识;而在讲解油气藏特征时,会用到构造地质学中断裂系统、穹隆、褶皱以及沉积岩石学中的多种沉积相类型等相关知识。这些相关内容都可以作为新内容的引子和切入点,进而引起学生的求知兴趣。如果对于新知识的学习,学生们欠缺必要的基础知识结构时,应当先补充基础知识,然后进行新知识的学习,杜绝学生因基础不足而丧失学习积极性的情况发生。设置真实教学情境,引出研究问题。人们通常对于具体的、可闻可见的事物比较感兴趣,容易快速进入正题,而对于抽象的事物则相反。“石油与天然气地质学”是地质工程专业接触到的唯一含“油味”课程,所见所闻较少,面对初次涉及的抽象课程,学生们往往兴趣不大。
这种情况下,应当想方设法吸引他们的目光,除了讲授基本理论和原理之外,应结合国内外能源局势及油气勘探开发现状,结合我国油气勘探开发规划及其对人才的需求,吸引学生注意力的同时,让他们认清能源形势;在不同授课部分,结合油气田勘探生产中的具体问题,开设讨论、习题课堂,提高学生的动手能力和解决实际问题的能力,同时学生自觉回顾先前的知识内容,讨论课一般占总课程的1/3。这些方法启发学生自主发现问题所在,提高学生们学习油气地质的兴趣和热情。为学生提供真实的教学意境。通过学习,消除矛盾,实现新、旧知识系统的改进和更替。学习的过程包括对新信息的吸收和对旧知识系统的改进重组两个方面。学生们对地下水、构造地质、沉积学、盆地结构等基础知识方面均有零碎的旧知识系统,而在“石油与天然气地质学”的学习和反复揣摩中这些旧知识得到不断的应用,通过对油气藏生、储、盖理论的学习,可以将这些知识碎片完全吸收、消化并对其系统化,进而完成认知系统的意义建构。组织实践教学,培养基本技能和能力。“石油与天然气地质学”是一门具有很强应用性和实践性的课程,多种实践活动是帮助消化知识、构建认知系统的有效手段,这项活动不能被课堂授课所代替。例如,储层类型的识别、盖层封盖能力的鉴定、生油岩演化程度的判断、生储盖组合的判断等等,都必须在实践教学环节中进行,进而锻炼学生的动手能力,促进认知系统的更新和重构。然而,这项工作在煤炭类院校常常被忽略,建议加大实验、实践课时;而同学们也可通过选修相关的开放实验课题来完成部分实践课程。完善建构主义教学测评体系。教学测评应分教师和学生分别进行。
对于教师的测评主要在于以下几个方面:①是否从权威授课者转变为学生认知的合作者或辅导者;②是否鼓励学生解决问题的多解性;③有没有给学生创设良好的学习环境,使他们可以通过实验、实践活动进行独立探索或者协作完成学习内容;④是否给学生提供了真实、复杂的实践问题供学生分析、研究;⑤是否从学生已有知识结构出发,进行引导。另外,对于学生的测评方法也应当有所改变,不应以学生记住知识的多寡来衡量,而应当以学习中主动参与程度、协作中的贡献大小、意义建构水平等因素进行综合评价。对学生的测评内容应当包括:①学生是否积极地进行认知结构的重建和理解;②学生是否积极地参与教师、同学的协作,解决真实问题;③学生是否主动承担了更多的管理学习任务。通过同学和教师反馈的信息,学生们能够真实地认识自我、完善自我,更加积极地参与到协作、认知结构自我构建中来,进而达到增强学生们自我教育能力和水平的目的。将建构主义思想运用到“石油与天然气地质学”教学中去,遵守自主学习、真实性、基础性、全局性和灵活性等原则,因地制宜地将授课、讨论、实验与实践相结合,预期在教学上取得以下成果:教师的基础知识授课,可使同学们了解“石油与天然气地质学”的基本理论、概念和评价方法。复杂问题的课堂讨论,增加大量的自主学习机会,将大大提高学生的学习兴趣,促使其积极回顾已有的基础知识,自学相关未知领域知识,由被动学习变为主动学习,同时课堂讨论使学生们能够自主分析油气田勘探开发中遇到的真实、复杂的实际问题,而不仅仅是“纸上谈兵”。开放实验和实验课的训练,将大大提高学生的动手能力,学会如何利用实验去解决实际问题。整体性的教学方式使学生明白整个学习内容为一有机结合体,各部分内容皆有衔接和相互作用,同时和自己已有的知识结构存在大量联系,在不断碰撞、思考、实践、更新认知中完成新知识系统的自我建构。在学习过程中,学生将体会到建构主义教学方式的科学性,在未来的学习生活中学会如何自我学习。#p#分页标题#e#
普通地质学是地学类专业重要的专业基础课,是地学类专业一年级学生的专业启蒙课。其内容丰富、涵盖面广、实践性强,必须进行野外实践活动,一般称为地质认识实习,主要是实际接触课堂上所学内容,将课上所有矿物、岩石、地层古生物、构造等面的知识与实际地质现象直接联系起来,巩固普通地质学的基本概念、基本理论;培养学生直接观察、认识、描述各种地质现象的能力;培养学生地质学习的兴趣,使学生初步树立正确的地球科学观;培养他们热爱地球科学、主动钻研地球科学的专业思想感情。因此,地质认识实习作为普通地质学教学的重要环节,直接关系到普通地质学教学质量乃至整个专业培养质量的好坏。
防灾科技学院2006年2月升格为本科院校,2008年增设地质学和资源勘查工程两个地质类专业。从建专业以来学校共开展了5次地质认识实习。作者作为带队教师参与了学校地质学和资源勘查工程专业地质认识实习教学工作,认为我校在地质认识实习环节存在一些可改进之处。
1 我校“普通地质学”野外实践教学存在的问题
1.1 实习区的选择和实习内容有待完善
作为新增本科院校,防灾科技学院的办学基础和办学实力与一些老牌本科院校还有一些差距,尤其在一些硬件设施上,我院没有完善的实习基地,或多或少的影响了实习效果。2009年地质认识实习是在我校地球物理专业地震地质实习基础上开展的,实习地点在北戴河柳江盆地,实习效果总体很好,学生反响较好。2010及以后的地质认识实习选在北京周边,选取比较好的地质现象作为实习点,但第四纪地质和地貌现象人为破坏严重,每年都要进行重新踏勘选址。而岩溶地质作用的观察,选在京东大溶洞,除岩溶特征不明显外,该景区从入口到出口为单向行走,一般由景区讲解员讲解,讲解员在讲解的时候主要用封建迷信思想讲解岩溶地貌,非常不利于教学的进行。
1.2 师资力量不足
师资力量的不足表现在两个方面。一是专业教师少,而地质认识实习和地质教学实习在每年的暑假同时开展,地质教学实以上两个专业外,还有水文地质专业、地球物理专业和勘查技术与工程专业均参加,势必造成教师严重不足。从目前情况看,师生比大致为1:30至1:40之间,远远低于国内外其他院校。二是以年轻教师居多。2006年学校升为本科院校以后,学校加大了教师的引进,吸纳了很多国内重点本科院校的研究生、博士生,但大多为年轻教师,对普通地质学知识掌握和运用不是很熟练,且野外实践教学经验相对不足,影响野外实习效果。
1.3 学生组织涣散、纪律性差
由于师生比较小,老师既要讲授知识,又要注意学生安全,最终在监管上力不从心,不能兼顾每个学生。野外讲解地质现象的过程中,只有少部分学生能注意听讲,仔细观察,结合所学知识与野外实际情况相联系起来,还存在少数学生不听从老师指挥。晚上回到学校,没有老师监督,有些学生不会对一天的实习内容进行整理、消化。编写报告和绘制图件的时候,出现直接照抄实习指导书内容、图件内容错误或不全、有错别字等情况。
1.4 实习时间短
我校地质认识实习时间为一周,一周的时间包括两天书写报告的时间,而实际野外路线实习的时间只有五天。防灾科技学院的定位为应用型本科院校,其宗旨是为了培养本科层次具有较强实践能力和适应能力的人才,对于地质学和资源勘查专业学生来说就是要具备较强的野外地质工作能力。而实践能力的培养,必须加强野外实践教学,地质认识实习作为地质学的入门课程,一周的实习时间不足以了解、认识地质学的全部内容。
2 改进方法
2.1 选择有利实习区,完善实习内容
全面收集实习区地质资料,整理后进行现场踏勘,选择地层、构造、古生物化石出露好、交通方便、安全系数高、环境优美的地点作为实习点。将区域地质资料、踏勘记录资料、原实习指导书整理,按地层、构造、地质作用等修订成册,着重描述实习观察点的地质现象及分析结果,供学生实习使用。最好能建立实习基地,有固定的系统资料和地质现象支持。上述所有工作都应该在有丰富野外实践教学经验的教师指导下完成。
2.2 引进相关人才,培养青年教师
只有不断引进地质类专业教师,才能从根本上改善师资力量的不足。此外,学院还应聘请有经验的专家学者带领青年教师对实习区的地质情况进行详细的野外调查、实地讲解,提高青年教师的实践教学能力。同时学院应营造健康向上和团结协作的氛围,创造良好的学习和科研环境,鼓励教师积极参加各种科研业务培训,积极承担教学和科研任务,提高教学效果和教师教学水平。
2.3 加强对学生的监督管理
首先应加强野外的监管,这可以有2种方法。一,增加野外实习教师人数,采用小班实习的方法,一个教师带20个人左右,这样老师容易控制纪律且能了解学生理解掌握程度;二,每个班跟一个辅导员,起监督作用,督促学生观察地质现象、整理野外记录,对学生安全负责,减轻带队教师压力。同时加强校内监管,我院地质认识实习采用的不是驻地式实习,学生完成一天的实习后回学校,学校应要求学生在固定时间、固定地点整理一天实习内容,加强对实习内容的理解与掌握。野外记录本的检查可以由带队老师抽查来完成,在师资配比合理的情况下,可以每天检查学生野外记录情况。
2.4 适当延长实习时间
地质认识实习内容广、要在较短的时间内完成地层、构造、岩石、古生物、地质作用等方面的实习,势必会减少学生观察地质现象时间和机会,适当的延长实习时间,改变原来以教师讲授为主的野外实习方法,给学生充分的时间去观察、理解野外地质现象,有助于培养学生学习地质专业的积极性、提高实习效果。
2.5 改变传统教学方法,提高学生的主观能动性
改变原来教师讲、学生记、然后再观察地质现象这一传统教学方法,提高学生主观能动性。要求学生提前预习实习路线可观察到哪些地质现象,到了野外让学生独立观察、记述,提出问题,然后教师系统讲解路线实习内容,解答学生提出的问题。
实习结束后可以开展一个关于地质认识实习的知识竞赛,以小组的形式进行。将认识实习学到的一些方法、理论、地层、岩石、地质作用等内容作为竞赛内容,竞赛结果纳入到地质认识实习考核范围。
关键词:土力学;工程地质;课程改革
土木工程专业开设工程地质专业课程,对学生打好专业基础,培养分析和解决问题的能力,特别是解决在建筑基础设计和施工中遇到的工程地质问题起着重要的作用。学好这门课程可以巩固之前学习的基础课程,为以后的专业课程和参加工程实践工作有着十分重要的意义。
1 《工程地质与土力学》教学现状
1.1 教学方式过于落后
传统的“满堂灌”和“填鸭式”的教学方式,显然不能适应现代高等教育的要求。课堂讲授主要以教材为主,讲得精,讲得细,但繁多的教学内容,高难度的计算,再加上缺乏理论联系实际,使得学生学习的积极性、主动性难以提高,教学效果大打折扣。灌输式和应试式上的课程教学最大的诟病是缺少互动性,缺少讨论,忽视了课外实践,其教学深度难以达到人才培养方案中的培养目标。
1.2 教学内容陈旧
与大多数课程一样, 课程内容偏于陈旧,教学内容的更新程度远落后于本学科的发展。土力学在教学内容改革时,应该注意夯实基础知识,兼顾学科前沿动态,重视知识运用能力和创新能力的培养。
1.3 师资力量过于薄弱
教学手段单一,主要是依靠课堂板书讲授,多媒体教学很少;课程教学仍停留在灌输式和应试式上,缺少师生互动以及理论联系实际。
1.4 实践性教学不足
因课时少,在课程教学中往往是首先减少实验实习这个环节,导致实践教学薄弱或缺失。我们知道土力学是理论性和实践性都很强的自然科学,大部分土力学的理论是建立在实验和现场测试基础上的。目前教学中普遍存在过分重视理论教学而轻视实践教学的现象,这种教学方式不能满足土木专业人才培养方案的要求。
1.5 教学设施不齐全
从教学设施来看, 非地质院校开设的土木工程专业,基本上都没有地质基础方面的实训室,如矿物岩石实训室、地质构造模型室以及野外地质实习基地。由于该课程缺少实验设备,目前还不能完全满足教学要求。此外,部分高校虽然有健全、完善的教学设施,但是在实际的教学活动中却没能充分地对其加以利用,造成了资源的浪费。
2 《工程地质与土力学》课程的具体可行性措施
2.1 革新《工程地质与土力学》的课程内容
土力学理论性较强,内容相对较枯燥,在教学中应尽可能的将一些岩土方面的工程案例,结合讲课内容介绍给学生,或者以讲座的形式介绍典型的工程实例、最新研究成果以及学科前沿动态,拓宽学生的视野,激发学生的学习兴趣。课程内容选择的原则除根据实际教学需要和工程地质课程特点之外,还要考虑教学学时数以及与工程地质学相关课程的衔接内容,以学生能正确使用勘察成果为主线,以掌握工程地质学基本理论为基础,精选教学内容。工程地质学课程共选择八章,内容包括绪论、岩石的成因类型及其工程地质特征、地质构造及其对工程的影响、土的工程性质及分类、地下水、不良地质现象的工程地质问题、工程地质原位测试、工程地质勘察,对于不同模块应采取不同教学方法和学时分配。
2.2 改变《工程地质与土力学》的教学方式
正确处理教师的主导作用和学生主体地位的关系,建立一种互动式课堂教学模式,多提问题,让学生进行广泛的讨论,由“一言堂”变为“多言堂”。在讲课中我一般都按照“提出问题――分析问题――解决问题”这条思想路线进行讲授,学生的思维可以从这种教学模式中一次次得到锻炼和加强。另外,由“填鸭式”教学变为“启发式”或“互动式”教学,会使课堂气氛更活跃,更具感染力。比方说,通过介绍国内外一些有重大影响失事工程的实例,讲授如果不进行工程地质勘察,不查清场地工程地质条件,或不重视场地地质环境因素,盲目进行设计和施工,可能会带来严重的后果,让学生从这些教训中能真正意识到工程地质在土木工程专业中的地位和重要性。
2.3 增加实践教学环节
本课程实验教学应侧重培养的学生动手能力和科学研究能力。目前,我们只设置教学大纲规定的常规实验科目,包括液塑限测定、击实试验、固结试验、直剪试验等。实践中我们可以根据不同的教学目的和要求,适当增设一些综合性和探索性的实验,除了在教学过程中组织学生到施工现场进行观摩,阅读实际工程勘察资料,聘请生产单位给学生进行实际操作以外,还可安排野外工程地质实习。其宗旨在于把实验项目与生产实际联系起来,培养学生的动手能力、综合运用能力及创新能力,有利于学生提前熟悉就业环境,增强工程意识,培养严谨的科学态度,让学生在走出校门,走上工作岗位之后,能够将在学校学到的知识合理、娴熟地运用到实际生产建设之中,为学生成为优秀的土木工程师打下扎实的基础。
3 结论
“质量工程”是高等教育领域改革的一项重要工程,是新时期的教学改革,是提高教学质量的重大举措。高素质的人才培养离不开高水平的课程建设,实践证明,将案例法、录像教学法、现场教学等教学方法运用到不同教学内容当中,可以激发学生的学习兴趣,完成人才培养方案的培养目标,有效地提高了教学课堂的效率,学生通过理论结合实际,利用所学的基本知识原理来解决实际工程中遇到的棘手问题,为将来从事工程设计和施工设计奠定了扎实的基础。
参考文献
【关键词】路桥专业;工程地质;课程教学
工程地质课程总课时为94学时,理论课为56学时,实验课为8学时,野外实习课为30学时,为后续课程的学习及参加实际工作奠定基础,为培养高级应用型人才起到重要的作用。
《工程地质》课在教学方法上根据高职教育的要求,对专业人才培养模式进行改革,突出以技术应用能力为主线,构建理论教学体系和实践教学体系,强调基础理论以“必需、够用”为度,专业课强调针对性和实用性。为此《工程地质》按照工学结合的教学模式,大量采用案例(以路桥测设队这十多年来勘测设计的公路为例)教学,辅以多媒体教学,再与现场教学相结合的教学方法。将课程中的理论知识带到野外去进行认识实习,然后又回到室内进行试验,最后学生在跟随教师参加勘测设计,使学生得以“零距离”上岗,工学结合在此得到完全的体现。通过这一过程,是学生牢固掌握了该课程的课本知识及实践应用,提高了学生的学习积极性,提高了教学质量。
一、教学条件
1、教材使用与建设
本门课程教材主要采用最新版本的交通高等职业技术教育教材《工程地质》。选用赵树德、廖红建徐林等编著的《高等工程地质学》及曲力群、李忠、苗喜德主编的《工程地质》作为教学参考书。课程教研组还结合本校实际,由我院老师编写的本课程的实训教材----《工程地质野外实习指导书》、《工程地质室内实验指导书》,保证了野外实践教学的需要。教学过程中,体现了多手段、多层次的教学模式。使本课程综合教学条件在同类院校中处于领先水平。
2、扩充性资料
(1)网络资源:教学内容能通过校园网图书馆网站,供学生自学和查阅资料。
(2)教学录像、教学课件。
(3)地质模型室、地质标本室、地质实验室。
3、配套实验教材与实践性教学环境
为了更好地完成实验教学,提高学生们的实践技能,我们根据学校自身条件,编写了《工程地质野外实习指导书》、《工程地质室内实验指导书》实训参考书,实训内容与课程完全一致。本课程所要求的实验技能,我们要求学生必须掌握。并建立了地质模型室、地质标本室、地质实验室。完全满足了《工程地质》课程实践性教学的需要。
该课程的实习、实训开出率达100%,保证了《工程地质》课程的教学需要,同时也极大地提高了学生的动手能力,效果良好。
理论教学全部采用多媒体教学与现场教学相结合;实践教学全部在实验室或实训中心进行;为了提高学生的实践能力,我院与湖南省内多家设计单位、施工单位签订了实习实训基地协议,为学生提供了良好的实训条件和接触生产实践的机会。学生在毕业前至少获得一个中级职业资格证书(比如实验工、测量工等)。
4、网络教学环境
(1)我院已投入大资金建设校园网,于2003年建成并投入运转,目前光钎骨干网已基本覆盖校园网教学。信息技术中心校园内网骨干千兆,百兆到桌面,其中服务器8台,用于本课的网络设备有港湾核心交换机8台,千兆交换机2台,客户端的最佳配置为;奔滕PD3.0 GPU1G 内存120G 硬盘IE6.0以上,并且装有Realone flash播放软件。各系、专业办公室、实验室设有多处网口,可方便上网学习和查询,长期向师生开放。学院有专门的校园网维护人员。
(2)目前已建成的网络教学资源有:各专业的网络课程、精品课程、各课程题库、多媒体课件库等。
(3)校园内建有数字图书馆。
(4)本课程相关的网络教学资源如:课程教学大纲、授课计划、电子教案、多媒体课件、习题与题库、实训教学指导等都进入校园网,课程的网络教学资源较为丰富。
二、教学方法
本课程在教学中采用理论与实验、实训相结合的教学方法。
1.理论教学主要采用实物教学:采用标本、模型、图片等进行教学;现场教学:在实验室、学院周边的典型地质现象和真实的公路勘测设计进行现场教学,使理论知识得到深化,理论与实践得到有机结合;案例教学:课程组主讲教师长期从事公路勘测设计生产和科研工作,完成贵州省内多条高等级、高速公路的地质调查和设计工作,从中提炼出适合教学的典型“案例”用于教学,真正体现了理论与实践相结合,提高学生的认知能力,比如本课程在讲解不良地质现象时,采用案例教学法,其目的是联系生产实际,使内容通俗易懂,便于理解、便于记忆,训练了学生对理论实践知识的综合运用能力;多媒体教学:结合教学内容,制作成多媒体课件并结合录象授课。实践教学采用课内实验和野外认识实习。
2.实施过程:在整个教学过程中根据各项目的内容及教学条件,选用教学方法。
3.实施效果:对教学效果的评价:学生对《工程地质》课程进行的改革反映良好,认为通过教学改革,教学内容联系实际更加紧密,教师更加注重对学生专业能力的培养;校内教学督导组对本课程的教改和切实的教学方法给予了很高的评价;校外专家对本课程的教学方法及教学手段都给予了很高的评价,一致认为本课程在教学过程中理论联系实际,对于学生实际工作能力的形成,具有良好的效果;用人单位对学生的评价也很高,认为我们培养的学生能理论联系实际,不仅可以判别常见的岩矿和地质现象,还可以对工程中常见的不良地质现象进行处理。
三、教学手段
1. 板书加挂图及模型;2. 实验、实习的演示讲解;3. 多媒体课件;4. 实习录像;5. 网上研讨、答疑、批改作业;6. 实际工程项目图片及内容展示等。
近年来编制了《工程地质》电子教案,此外,针对课外辅助教学,构建了《工程地质》辅助教学网络平台、《工程地质》网页课件、《工程地质》视频课件、《工程地质》习题系统、《工程地质》互动交流系统等。
四、现代教育技术应用与教学改革
深入开展高职教育改革的探索与实践。广泛征求用人单位的意见与建议,确定高职教育人才定位和培养模式,科学地修定教学计划与教学大纲,以就业为导向,培养高等技术应用性技术人才。
全校所有的电脑都能上网,开展了网上教学管理,网上办公。本课程自申报院级精品课成功后,在校内网上一直资源共享,学生和老师可以通过校园网来观摩和学习,并与授课教师交流。
通过几年的教学实践,我们对《工程地质》教学方法与教学手段不断地进行探索。充分利用先进的教学设备,进行生动形象的课堂教学,将课堂教学、实物教学与现场教学相结合,形成了自己特色鲜明、高效率的教学方法。
参考文献:
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[4]朱珊珊.案例教学法在技校《企业管理》教学中的应用,职业与教育,2009.6.
[5] 董必昌.多媒体课件在《工程地质》教学中的应用研究, 黄石理工学院学报,第24卷第5期,2008.10.
关键词:“地质类”课程;教学效果;教学方法;石油工程专业
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)20-0095-02
“地质类”课程所涉及的知识一方面是石油工程专业学生学好后续课程如油藏工程等专业课的基础,另一方面这些知识也始终贯穿于油气勘探开发全过程。然而对于石油工程专业的学生而言,他们往往缺乏对这一类课程的重视程度。在很多学生看来,“地质类”课程是地质专业学生学的课,与他们以后要从事的工作没有多大关系。也正是基于很多学生的这一想法,石油工程专业“地质类”课程的教学效果不尽理想。越是这种情况,提高“地质类”课程教学效果的紧迫性就越迫切。笔者结合自身的教学经验和教学效果探讨了提高地质类”课程教学效果的方法。
一、“地质类”课程的性质和目的
“地质类”课程是石油工程专业学生必修的一类专业基础课。该类课程目前我校设置了油田地质基础、石油测井、油气田开发地质学这三门课程,从不同侧重点讲述油气的生成、运移聚集、保存条件、油气藏特点与分布规律,油气层综合识别与评价,储层研究与评价方法,各类地质图件的编制,储量计算基本方法等。通过该类课程的学习,使学生掌握油气地质学的基本概念、原理和方法。目的是培养学生在油田地质方面的正确思维方法和综合解决问题的能力,为他们今后从事油田勘探开发和科学研究工作打下坚实的理论基础。
二、“地质类”课程教学中存在的问题
1.学生重视程度不够。石油工程专业的目标是培养德、智、体、美全面发展,适应现代石油天然气工业发展需要,具有扎实的基础理论和较宽的知识面,能在石油工程领域内从事工程设计、科技开发、生产管理与施工工作的应用型高级专门人才。目前我校石油工程专业主要有两个培养方向:一个是钻井工程,另一个是油气田开发工程。很多石油工程专业学生认为他们毕业后所从事的主要工作是钻井与油气田开发方案设计、提高采收率以及油气田增产改造措施等工作,只有“三大”工程(钻井工程、采油工程和油藏工程)才是他们的主干课程,只要这些课程学好了就能够胜任以后的工作,觉得“地质类”课程仅仅是一类锦上添花的课程,没有多大意义。基于学生的这种认识,表现在:对该类课程的学习积极性不高;平时上课没有几个人做笔记;总是希望老师课堂上讲的内容不要超出课本内容且与最终考试有关;课后基本不复习或思考问题;考前突击死记硬背;上课基本上就是要个学分,以达到毕业要求。正是这一“错误”观念的存在导致学生从思想上对该类课程不够重视。
2.教师教学手段单一。“地质类”课程的传统教学手段过于单一,以“板书”为主,演示图表不规范,而且信息量有限,这样的教学方法不易引起现在学生的学习兴趣,也就无法取得理想的教学效果。现在在大量使用多媒体教学手段时,许多教师把多媒体作为教科书的翻版,一页一页低着头顺着多媒体往下念,没有发挥多媒体这种教学手段的真正作用。可以说是只念不解,基本不考虑学生课堂气氛,导致学生在课堂上有的看书、有的玩手机、有的睡大觉,根本谈不上取得什么良好的教学效果。
3.理论与实践联系不够。学生在校理论学习的最终目的是为了工作以后的现场应用。如果我们仅仅只是单一地强调如何将书本的理论知识传授给大家,认为学生只要将书本知识掌握好了就可以满足以后学习或工作的要求,那就大错特错。现在一部分教师在课堂上给学生授课时只讲书本上的内容,很少将所讲授的基本知识和原理与油田生实践相结合,很少讲授学科前沿理论,导致学生没有兴趣学习该课程。造成教师好像很卖力、学生好像很无奈的困境,其实教育如果解决不了学生的尴尬,那就是教育的尴尬。
三、提高“地质类”课程教学效果方法
1.提高学生的重视程度。学生坐在同一个教室里,读一样的书,听一样的课,同一个老师讲解,而学习成绩却有很大差别。究其原因是:是否用心听,是否与老师产生共鸣。
人类从不厌倦于对知识的了解与学习―只要这些知识能够指向他们心中悬而未决的巨大疑问。针对学生不够重视“地质类”课程的情况,我们首先要给学生介绍该门课程主要要讲授哪些基本原理与方法,能够解决什么问题,与后续相关课程的关系等,使学生明白该门课程在整个课程体系中位置及在油田生产实践中的重要性,这样就有利于提高学生对课程的重视程度。以“地质类”课程石油测井为例,首先应该从测井手段的提出、石油测井能够解决的主要问题以及与后续开发地质课程的关系入手,讲述石油测井在石油工业中所发挥的重要作用,使学生能够清醒地认识到这门学科在他们将要从事的工作中所能发挥的不可替代的作用。讲授过程中再配合油勘探开发实例,对比分析石油测井技术的应用与油田勘探开发效果的关系,必定能够唤起学生对该门课程的学习热情和重视程度。油田地质基础、油气田开发地质学也需要以类似的方法进行教学。这几年笔者在课程第一节课绪论部分讲完后,总是花一点时间,用具体事例给学生讲:一个人如果没有良好的习惯,没有严谨的作风,没有过硬的本领,没有明确的目标,没有具体的计划,没有可行的措施,没有吃苦的精神,那么这个人在未来竞争激烈的形势下将不会有突出的表现,甚至会被社会淘汰。从目前情况来看,这对提高学生对课程的重视程度有一定的效果。
2.多媒体与传统教学手段结合。多媒体教学是计算机应用到教育领域的一个重要表现,具有一定的优势。但在教学过程中如果把多媒体的使用像做大会报告那样的话,就失去了多媒体在教学中的意义。多媒体教学的优势在于:一方面是传递的信息量大,另一方面是演示的图表规范,节约了老师在课堂上绘制图表占用的时间。但是,如果把所有要讲的内容全部集成到多媒体里,学生就会产生视力疲劳感。在使用多媒体教学的情况下,如果再辅以“粉笔+黑板”的传统手段,在黑板上将重要知识点予以强调,引起学生重视,将两者有效地结合起来,发挥各自的优势,必然会使课堂效果最优化。
3.提高教师对教学热情的投入。教育是人与人之间的问题,也是自己与自己之间发生的事,就像一个灵魂唤醒另一个灵魂、一朵云触碰另一朵云,不是单方面的问题。在大学教育大众化的背景下,我们有些教师仍然延续上个世纪大学精英化教育的思维,想象着学生应该怎么样,总是把他们平时的样子与觉得该怎么样去比较,这种思维是现代高等教育最大的障碍,如果这样我们就没有办法与学生建立联系。
教师上课,学生听不明白或不够重视,那么问题出在什么地方?在教学这个环节过程中,学生是上帝,上帝没有听懂,上帝没有错,我们的教师都是高职称、高学历,所讲述的知识与方法肯定也没有错,那么唯一错的就是内容层次安排、言辞清晰度及知识密度出现了问题,导致教师所讲授的知识没有被传递。究其原因,是教师对教学的热情投入不够,没有把自己放在学生的角度来看待如何才能把该门课程学好;没有下工夫把该门课的知识结构与层次理清;没有下工夫思索针对现在个性化很强的学生如何优化教学方式。只有当学生从内心感受到了教师的敬业精神、教学热情、教学技艺,这个感受就会被传递,学生就会热爱这个老师,爱学这门课,同时这种感受也会向淋雨一样浸透他们,在未来的人生中缓慢滋养。
诚然,现在大学教师压力比较大,不但要承担大量的教学任务,还要承担许多科研任务,同时又要应对考核发表科技论文。但大学的主体是教学,这是绝对不能改变的事实,无论什么原因都不能成为消极教学的借口,况且教学、科研、并不矛盾,而是一种相辅相成的关系,难点仅仅在于教师如何去很好地协调好这三者之间的关系。
4.加大课堂随机提问力度。课堂教学过程中,课堂上不间断地提问无疑非常重要。这样做,一方面可以了解学生对已学知识的掌握情况;另一方可以吸引学生的课堂注意力。我们可以采取随机点名提问,要求学生当场回答;也可以提出问题留给学生思考,下一节课随机请多名学生回答,并对他们的回答进行逐一点评,对回答好的进行表扬,对差的进行鼓励。通过不断地提问,可以引导学生自主学习,使学生融会贯通,从而培养学生思考问题、分析问题、解决问题的能力。笔者自身多年教学经验证明,上课经常提问到的知识点,学生都掌握得非常好。
5.加强理论联系实际。理论来自于实践,又指导实践,理论与实践的有力结合有助于强化教学效果。如果在课堂教学中仅仅局限于理论知识的讲解,会使学生感觉到枯燥、乏味,从而失去对该门课程的学习兴趣,取得不了良好的教学效果。
笔者在实际教学中会及时地把自己科研中遇到的与所讲课程内容相关的现场实例带入课程,使学生理论联系实际,加深对知识点的理解,提高学习兴趣。比如:在讲解油田地质基础课程油藏类型部分过程中,笔者在讲授完一种油藏类型的定义及书本典型案例之后,都会将自己熟悉的某油田实际的该类型油藏进行详细解剖,引导学生寻找书本理论定义与现场实际油藏特征的差异性。然后还会给出一组地层数据与油层数据,让学生利用软件绘制出该油藏的剖面图和平面图,并分析油藏特征,同时简单讲解针对不同类型油藏所采取的不同开发方式,使学生认识到学习地质理论知识的重要性。
四、结论与认识
“地质类”课程作为石油工程专业学生的专业基础课,一方面是学生学好后续专业课的基础,另一方面这些知识也始终贯穿于油气勘探开发全过程。只有通过提高学生的重视程度、优化教学手段、提高教师对教学热情的投入、加强理论联系实际才能够强化教学效果,才能够让学生感觉到教师给他们传授的是找到自己生活之路所需要的才能与力量,从而激发他们的学习激情。
参考文献:
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关键词:工程地质 学科价值 科学发展 分析
工程地质的研究内容主要包括确定岩土成分、组织结构、性质等,同时研究分析特殊地质队建筑工程稳定性的影响。对工程地质进行研究主要是为了对建筑工程所在地区的地质进行勘察,对可能存在的问题进行分析。这样就可以为选择合适的场地,解决建筑过程中可能面临的问题做好准备。
一、工程地质学科的发展及其科学性
每一门学科都有存在的价值和意义,工程地质学科也不例外。人类要生存和发展就要进行建设。近些年来,建筑工程的规模不断扩大,对工程地质的运用也越来越频繁。在前期,工程地质的主要任务是对工程进行选址,对地质进行评价,以保证工程的安全。这个时候对工程地质的要求主要在于发现地质的规律及其对工程的作用以及适应性。
从工程地质学科的发展来看,主要分为以下三个阶段:
传统工程地质学阶段。这一阶段存在于50年代到70年代,在这一阶段,工程地质的主要作用在于提供全面的资料和数据以便进行工程选址和设计。这一时期在理论、方法和实际操作中和世界地质工程学还是有较大差距的。人们也没有认识到工程地质在社会发展中的作用。
传统地质工程学到现代地质工程学的过渡阶段。这一阶段从70年代到80年代。在这一阶段工程地质已经慢慢走上正轨,发展很顺利。主要进行工程地质灾害的评价和监测。这个时候逐渐引进了西方发达国家的先进理论和技术。
现代工程地质学阶段。这一阶段是80年代中后期,世界科学技术飞速发展,各国形势也发生了很大变化。人口、资源以及环境等问题成为世界性的问题。随着人口的逐渐增多,对资源的需求量越来越大、环境污染越来越严重。而地质问题与这三者息息相关。这个时候需要对工程地质的理论和技术进行研究,逐步实现科学现代化。
因为工程地质学的特殊性,很多人觉得这是一个技术性问题,忽视了它的科学性和理论性。事实上,工程地质学包括工程学、力学、地质学等多个方面。不仅帮助人们认识自然还可以改造自然。
二、工程地质学科的理论及发展
工程地质学科的基本理论形态包括“成因演化论”、“ 结构控制论”和“ 相互作用论”。
成因演化论。这一理论体系是从欧美引入的。强调的是地质体的成因决定工程地质的性质,而演化能改变性质。工程地质条件的形成是内外动力作用综合的结果。主要任务是查清工程地质的条件以及形成的原因,以此为路径解决工程地质问题。
结构控制论。结构控制论是由中国工程地质学家建立的,强调地质结构控制地质体力学行为。所有的活动包括人类活动都会改变地质体的结构,从而改变地质力学行为。所以我们要查行处地质结构,然后进行分析,以解决工程建设过程中可能出现的地质问题。
相互作用论。就像力的作用是相互的一样,人类活动和地质之间也是相互作用的。一方面来说,地质环境的好坏与适合与否决定了人们对地质区域的选择。人们会经过研究分析后对地质进行评价然后对工程环境进行选择。而另一方面,人们的建设活动也在改造者地质环境。前后两者之间是相互影响的,工程地质的作用就在于协调这两者之间的关系,达到一定的平衡。
三、新时代工程地质存在问题的特点
近年来,我国经济获得高速发展,经济发展时期一个重要的部分就是建设。随着建设规模的不断扩大,埋藏越来越深,地下的设施也越来越多。工程地质面临着新的严峻的挑战。
在大型水利工程建设过程中,存在着库岸崩塌滑坡的现象、水库诱发地震和动力学问题以及深岩体精密探测和隧道的提前预报等问题。
在能源开发工程中, 峡谷区岸坡(应力场)演化与山体卸荷变形成因, 大规模开挖中高储能岩体变形破坏机理与过程, 地表水入渗非线性模型与各向异性岩体水力学规律, 大型土石混杂堆积体的结构、力学与水力学特性, 万年尺度核废料地质处置中水岩热化耦合作用, 深层地热开发利用等。
在铁路、公路等交通网络工程中, 含杂质碳酸盐岩溶规律与隧洞岩溶塌陷和涌水, 峡谷区深厚松散层桥基及边坡动力变形破坏机理, 高速铁路软基零沉降控制计算理论, 地下采空区地球物理特性与判别标准, 跨海通道高压突水等工程地质问题。
也就是说,随着工程规模的扩大,埋藏深度的增加,地震等作用的风险越来越高。人类工程活动频繁的参与使得地质体成因等理论已经不能够完全适应现在的状况。岩体结构对工程地质过程的控制作用在常温下和在高温等特殊环境下也是不相同的。原来的经典理论在现在复杂的地质状况下,面临着挑战。
四、工程地质科学发展分析
在现在复杂的情况下,对工程地质学的研究显得尤为重要。在未来,我们主要对一下几个方面进行研究:
首先是地质环境。主要是指动力学地质环境和灾害地质环境。灾害地质环境主要包括水文地质环境、风化、崩滑流破坏等物理地质作用环境。
其次是地质体工程性质研究。这个主要包括结构性质和力学性质。所谓结构性质研究就是对地质的非连续性、随机性等进行研究。而物理学性质则是指对高温、高压等物理特性下的地质环境进行研究。大体上从80年代中期开始,中国工程地质学进入了现代工程地质学阶段。这个阶段的背景是:世界科学技术飞速发展,地球科学向着国际化和统一化方向迅速发展;全世界面临人口、资源、环境三大课题;由于人类工程经济活动的广度和深度不断扩大,环境的污染和破坏日益严重,使合理开发利用和保护、治理环境成为迫切需要解决的世界性重大课题,从而促进了环境科学学科体系的迅速形成和发展。工程地质学与人口、资源、环境这三大课题的研究都有着密切的关系。这就为工程地质学开辟了广阔的发展前景。在这个阶段,中国工程地质学的基本任务是通过引进和创新,加强基础理论、方法和技术的研究,用先进的理论、方法和技术武装自己,逐步实现学科现代化。这个阶段最主要的标志是中国环境工程地质学的形成和发展。因此,可以把这个阶段说成是“环境工程地质学”阶段。
工程地质学是复杂的,交叉性强的一门学科。涉及到地质、工程、物理学等各个方面。所以在未来的研究中我们要积极的将这些技术相结合,利用各自的优势作为分析和参考的依据。同时,研究学家们要将自己纳入世界范围之内,地质研究要与时俱进,与国外的先进团队和机构进行交流探讨,引进先进的理论和技术以为己用。
总而言之,随着经济的发展和建设现代化城市的需要,城市建设成为国家关注的重点。工程地质经过多年的发展,无论从技术上还是理论上,较之原来都有很大的提升。但是,随着城市建设规模的扩大以及地下建设的深入,我们面临的地质环境问题也越来越多。在新的时期,国家的建设依赖于工程地质科学的迅速发展。我们应该更多的关注工程地质科学,从而为国家的建设和发展做出应有的贡献。
参考文献:
[1] 王思敬;傅冰俊;杨志法等;中国岩石力学与工程的世纪成就[M];南京: 河海大学出版社;2004
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英文名称:
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主办单位:中国地质学会
出版周期:月刊
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关键词:地质工程;地球物理勘探课程;教学研究
随着我国经济建设的快速发展,工程地质人才得到广泛重视。但传统的工程地质勘探方法已不能很好地满足现代工程设计与高效施工的要求,地球物理勘探方法被越来越多地运用到地质工程领域中。
在目前的地质工程专业中,地球物理勘探课程教学产生了一些问题。首先,地球物理勘探课程包含内容多,涉及物理知识面广,是一门数理基础要求很高并与计算机技术等紧密联系的课程,但课时设置相对较少。其次,地质工程专业物探课程的实验环节仪器数量有限,造成许多学生对实践环节认识不深刻。另外,作为当代大学课堂教学的通病,大量移动智能终端的使用使得部分学生有效课堂学习时间少,而地球物理勘探课程内容难度大,会加重这种现象的发生。为了扭转这一局面,提高课程质量,需要根据地质工程专业特点对地球物理勘探课程进行改进,本文从教学内容、教学手段、实验环节以及考核四个方面分别谈一些体会。
一、教学内容的优选
地球物理学涉及大量的数学物理方程,比较抽象,逻辑性也强。但是,地质工程专业的学生很多并不具备地球物理专业的数理基础,因此,在教学内容上应重视培养学生的应用能力,而避免把重点放在烦琐的公式推导上。在课程内容的选取上,应当体现地质工程专业物探学的特点,即地球物理勘探课程教学应突出地质工程专业的特点。地质工程专业学生就业面比较广,因此,高校应根据自身的实际情况,考虑行业的实际需要,突出地球物理勘探课程的特色教育。
对于中国矿业大学的地质专业来讲,很多学生的就业方向以服务矿山为主,因此在课程授课过程中要突出资源和矿产方面的物探知识,兼顾工程物探方法的介绍。授课内容偏重于矿井物探中的最常用的技术与方法――地震勘探、电法勘探以及测井技术。在教材的选取和课程讲授中,大量吸收地球物理勘探方面的新理论、新成果、新信息,特别注重介绍满足现代矿井地质工作需求的矿井地球物理勘探新技术,及时引入国内知名矿井物探专家的最新科研成果充实教学内容,拓宽学生的知识面。
二、教学手段的优化
教学方法及手段的改革是教学改革的重要方面,是培养学生创新精神、实践能力和学习能力的有效举措。地球物理勘探教学中有很多感性认识的内容,应充分利用现代化多媒体手段进行教学。多媒体教学不是简单地将教案搬到计算机上,而是要充分利用多媒体的优势提高教学生动性。由于计算机技术的发展,地球物理勘探所利用的各种物理场的变化规律都可以利用各种数值模拟软件进行仿真,很多研究生都对这类问题展开了研究,所获取的各种模拟成果都可以拿到课堂给学生展示,增加他们对所学知识的直观认识,加强理解。例如:讲述地震波的传播规律时,利用时距曲线公式来描述,讲起来很空洞,学生不容易理解,这时候就可以借助数值模拟的动画进行演示,调动学生的听课热情。再如,讲地震勘探野外施工的时候,播放一段野外施工过程的录像,学生印象很深,很容易就记住了教学内容,增加了课程的直观性和可理解性。
地球物理勘探课程最终的教学目的是应用,在理解基本原理的基础上,可以增加案例教学的比例。案例教学要讲究方式方法,如果不进行引导,直接将案例内容讲给学生,学生当时听个热闹,课后在理解消化上就存在滞后的问题。因此可以在讲述案例前先把问题抛给学生,由学生根据当堂学习内容提出自己的解决方法,或者利用分组的形式来对案例进行讨论,然后可根据学生的解决方法分析存在的问题加以点评。
目前,电子产品的广泛使用及校园网络的便捷,给学生生活带来方便的同时也严重影响了听课效果。对待这个问题,部分学校的做法是上课前收通信工具,下课后返还,这种方式并没有从源头上解决问题。究其原因,主要是学生的课堂积极性没被调动起来。可以将课堂教学分为教学+考核的方式,每次课堂拿出10分钟用来进行课堂测验,考核结果纳入课程最终总评,从而改善听课的效果,同时这样做也使教师最终对每个学生的学习评价更加科学合理。
充分利用微信等带来的便捷,开设课程微信群,既方便为学生答疑,又能方便学生相互学习讨论。教师还可在微信公众平台上发起话题,师生互动讨论,并利用微信的点评和积分功能给予学生激励,这样做促进了师生之间及生生之间观点的碰撞。
三、实践教学的改进
地球物理勘探课程是一门实践性很强的课程,为了保证教学效果,实现教学目标,就要把加强教学实验环节作为课程教学的重要一环。学生通过实验室中各种实验的锻炼,可以加深对理论知识的理解和掌握,也能提高动手能力。但是地质工程专业学生众多,而实验室仪器数量有限,为了避免学生扎堆实验、走马观花,解决学生多、仪器少的矛盾,采用分批、分小组的实验方法。教师应充分利用各种仿真软件在实验之前先给学生演示,并要求学生实验前提交实验方案,使学生对实验内容预先熟悉。
纯粹的实验室教学与实际的工程环境是千差万别的,没到过工地去体验,学生还只是仪器操作员。野外实习能够提升学生处理实际工程问题的能力,然而野外实习需要很大的成本,而且学生的安全也是最让人担心的一个问题。建设固定的校内教学实践基地能够较好地解决野外实习学生的安全问题,而且成本也较低。校内场地实验受实验环境的影响,采用的方法有局限。例如,地震勘探只能采用锤击震源的方法,勘探深度有限,这样很多时候无法获得满意的典型记录信号,缺乏说服力,因此可在校内实验场地预先设计一些典型地质结构埋置于地下,实验数据可以和已知地质模型对照分析,以便更好地实现实验的预期效果。
四、考核方式的改革
地球物理勘探课程的授课对象为大三年级的学生,很多学生开始对课程的投入精力不如低年级基础课多,甚至有部分学生认为考前突击就可以解决问题,这种快餐式的学习方法对知识的长久掌握和理解非常不利。为了提高课程学习的长期效果,我们将随堂考核纳入课程考核体系,使学生带着压力听课,可显著地提高学生的听课效果,同时很大程度上避免了考前突击现象的发生。
互联网的普及使学生能够随时获取大量信息,而且网络让师生在信息获取上趋于同步,这时教师在教学信息资源的掌握上不再具有绝对优势。教师要想更好地利用这些海量信息,就要更多地担任教学内容引导者的角色。除了随堂测试以外,鼓励学生利用课外时间多探索更具时效性的新技术方法。地球物理勘探课程所讲授的内容相对独立,这时教师就可以针对每个不同的勘探方法分别布置课外专题阅读任务,并以学生讲学的方式纳入考核体系。研讨式的教学方式既激发了学生自主学习的热情,又是对课堂教学内容的丰富。
五、结语
教育既要遵循既有的教育规律,又要根据形势变化及时调整教育方法。通过以上几方面的努力,地质工程专业地球物理勘探课程的教学效果得到明显改善,学生专业综合素质得到明显提高,这对增进学生的自信心、培养其独立解决问题的能力有很好的促进作用。良好的学风会在各年级间传递,形成良性循环,从而进一步提升整体教学效果。
参考文献:
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基金项目:中国矿业大学教育教学改革与建设课题(2015YB15),江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)。