地质学的基本概念精选(九篇)

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第1篇：地质学的基本概念范文

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：

[1]戴俊生.构造地质学及大地构造.北京：石油工业出版社，2006.11.

[2]薛平.地质类本科专业设置和人才培养，中国地质教育，1997（01）.

[3]滕玉洪，李世安，王岫岩，伊三泉.关于普通地质教学改革的探讨，中国地质教育，1994（01）.

[4]王晓青.感知教学与地质教学改革，中国地质教育，2005（02）.

第2篇：地质学的基本概念范文

关键词：油矿地质学；实践教学；专项技能训练；综合训练

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）08-0038-03

实践教学是评价学校教学质量的重要指标，是提升学生动手能力与创新精神的重要教学环节，是培养高水平、创新型人才的重要手段[1]。近年来，教育部出台了一系列文件，对高校在实践教学、实验经费投入、高水平教师从事实践教学工作和实验室建设等方面，都提出了更新、更高的要求[2]。面对新形势，高校如何深化实践教学改革是当今的热门话题。为此，中国石油大学（北京）《油矿地质学》课程组对实践教学进行了全方位的探索与实践，从教学条件、教学理念到教学方法，形成了一套独特的实践教学模式，对学生创造力的培养效果显著[3，4]。《油矿地质学》是地质工程专业的重要必修课，是一门实践性很强的课程，自1953年建校以来，一直是中国石油大学（北京）的重点核心课程之一，也是我校的传统和特色课程之一[5]。本课程的任务是使学生掌握油气田地下地质研究的基本概念、基本理论、基本方法及技能，提高学生分析问题和解决问题的能力，为今后从事油气田勘探与开发工作奠定必要的基础。为了使学生进一步理解和巩固理论知识，了解所学知识在油田生产实际中的应用，培养学生分析问题和解决问题的能力、实际动手操作能力以及创新意识和创新精神，《油矿地质学》课程设计三个重要的实践环节，即专项技能训练、课程综合训练、油田现场实习。其中，专项技能训练主要锻炼学生的动手操作能力，课程综合训练主要锻炼学生的综合分析研究能力以及创新意识，油田现场实习主要增强学生对油田生产的感性认识，使学生将所学的知识与油田生产实践融会贯通。

一、注重课内专项技能训练

专项技能训练为油矿地质学课内设置的一个实践教学环节，目的是为了使学生进一步理解和巩固课程所学的基本概念、基本理论和方法，特别是锻炼动手操作能力。训练内容由七个相互独立的单元组成，包括井斜水平投影图的编绘、岩心录井图的编绘、地层对比、油层对比、断层面图的编绘、地下油层构造图的编绘、油田构造剖面图的编绘，包含了油田实际生产和研究过程中所必须掌握的油矿地质基本技能。对于这一环节，主要采用互动式教学方式。教学活动安排在制图室内进行，教师提供训练（课内作业）素材并提出要求，学生在课堂上进行现场操作。由于作业材料为油田实际的第一手资料（测井图和地质资料），这就需要学生应用所学的知识解决实际的问题，因此，在做作业过程中学生会遇到各种涉及课程内容以及操作方法中的问题。通过教师与学生、学生与学生之间的交流，使学生进一步加深对所学知识的理解和掌握，同时提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。具体过程采用教师指导、学生分工协作的方式完成。将学生分为若干个小组，每组4～5人。组长按专项内容轮流担任，组长协调各组员的工作。要求每个学生在规定时间内完成一定的实际资料分析与编图工作，同时学生之间要互相检查和验证自己的分析结果，使每个小组最终能够提交准确的分析成果与完善的地质图件。在训练过程中，教师进行指导和检查，及时发现问题，并与学生进行讨论，引导学生分析和解决问题。在考核过程中，主要考核学生个人完成的地质数据（资料）分析的准确性（占实践教学成绩的70%）以及最终所提供图件的地质合理性与规范性（30%）。

二、深化课程综合训练

课程综合训练（即“油矿地质大作业”）为单独设置的实践环节，主要采用研究式教学方式。与课内专项技能训练有所差别的是，课程综合训练要求学生对实际工作区进行综合地质研究，包括地层对比、构造分析、沉积储层分析、油气层分析、储量计算与评价等，并编制相关图件（如地层对比图、顶面构造图、砂体等厚图、沉积相图、有效厚度等值线图、油藏剖面图等）、编写研究报告，制作汇报多媒体、进行口头答辩。在教学过程中，仍然采取学生分工协作的方式，将学生分为若干个小组，每组4～5人。小组组长负责任务的安排与协调工作，整个小组团结协作，在教师指导下对工区进行油藏地质综合研究，完成整个地质分析和图件编制，并编写出系统的地质研究报告和汇报多媒体；最终，由各小组推举一位或两位成员进行成果汇报并进行集体答辩。这一方式可对学生进行全方面素质的训练，不仅锻炼了学生的动手操作能力、研究能力和创新精神，而且增强了学生的团队观念和协作能力，同时还锻炼了学生的归纳总结能力和语言表达能力。成绩考核包括两个部分，其一，为教师根据各小组提交的分析数据、总结报告、成果汇报与答辩情况评定小组成绩，这一成绩占总成绩的70%；其二，各小组组员根据每个人对作业的贡献以无记名互评的方式评定各组员的分数，这一成绩占总成绩的30%。

三、强化油田现场实习

为配合《油矿地质学》课程理论教学，增加学生对油田开发生产流程、油气田地下地质资料录取、油气藏地质研究各环节的感性认识，进一步巩固课堂教学效果，中国石油大学（北京）与中国石油大港油田分公司建立了长期友好的产—学—研合作关系。目前，大港油田油矿地质实习基地已被列入北京市校外人才培养基地建设行列。在课堂理论教学和实践操作训练的基础上，紧密结合油田生产实际，通过油田现场实习，增强学生的感性认识和工程实践意识和能力。实习内容包括录井过程认识、岩心描述训练、不同类型的井别、注采井网、地球物理资料录取、综合地质研究认识等。最后，每个学生根据参观和实践的内容，编写实结报告。教师根据实结报告评定成绩。

课程结束后，课程组所有教师进行教学研讨，总结教学经验，修正和补充教学内容，交流教学方法，互相取长补短，不断改善教学效果。同时，召集学生进行教学反馈，对专项技能训练、课程综合训练及油田现场实习中残存的问题以及期末考试的试卷进行详细讲解，使每一位学生都能客观地认识到自己课程学习中的问题，这已成为我校《油矿地质学》课程的特色教学方法，深受广大师生的好评。通过课程建设，不断优化课程教学体系，构建了一套理论教学（油矿地质理论与方法讲授）—专项操作训练（油矿地质基本动手能力训练）—课程综合训练（油矿地质综合能力培养）—油田现场实习（油田生产环节实践）的一体化教学模式，为综合培养学生的理论基础和实践能力创建了一个行之有效的教学平台。课程教学得到了广泛的好评。2006、2008和2010年，该课程分别被评为中国石油大学（北京）精品课程、北京市精品课程和国家精品课程。2010年大港油田油矿地质实习基地被评为北京市校外人才培养基地。配套的实习教材已由中国石油大学出版社出版，由我校教师负责编写的油矿地质作业指导书已列入普通高校石油规划教材行列，课程团队将进一步加强课程建设，为学生提供更多的实践机会，充分调动学生主动学习的积极性，提高学生的综合素质，为石油、石化领域人才培养创建优质教学平台。

致谢：中国石油大学（北京）孙思敏、李海燕、徐朝晖、刘钰铭、李宇鹏等老师在油矿地质学课程实践教学中发挥了重要作用，在此一并表示感谢。

参考文献：

[1]刘辉军，李文军，方波，等.实验教学示范中心的建设与思考[J].实验科学与技术，2008，（2）：130-132.

[2]刚健，张国琛.强化实验教学内涵建设，提高实验教学质量[J].实验室科学，2008，（6）：51-53.

[3]周乃新，姚郁，杨桅.深化实验教学改革，创建特色实验教学体系[J].实验技术与管理，2009，26（4）：138-140.

[4]李潍莲，陈冬霞，吴欣松，等.加强“石油地质学”实践教学，努力提高教学质量[J].中国地质教育，2009，15（1）：101-103.

[5]吴胜和，徐怀民，吴欣松，等.“油矿地质学”课程建设与改革J].中国地质教育，2010，16（1）：32-35

第3篇：地质学的基本概念范文

关键词：卓越计划；岩石力学；教学改革；矿山建设

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2016）05-0075-04

“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010―2020年）》的重大改革项目，也是促进中国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，科学时报[1]将“卓越计划”启动列为2010年中国高等教育十件大事之一。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的各类型工程技术人才。“卓越计划”具有三大培养特点：一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力。

针对“卓越计划”的总体要求，面向卓越工程师的培养，许多从事工程教育的专家进行了深入探讨。林健[2]从课程体系的价值取向、课程体系的结构形式、课程体系的整合与重组等方面为“卓越计划”参与高校专业课程体系和教学内容改革提供了借鉴和参考。张文生等[3]围绕“回归工程”教育理念，论述了本科“卓越计划”的四个主要问题：制定专门性培养方案、改革培养模式、培养青年教师工程教育能力、建立健全保障体系，以期培养更多优秀的工程技术人才。王家臣等[4]根据卓越工程师的要求，从战略角度对科学培养采矿人才进行了深入思考。

一、 岩石力学课程的特点

岩石力学是一门应用性和实践性很强的应用基础学科，是采矿工程、水利水电工程、交通/铁道工程、工民建工程和石油工程等众多学科的专业基础课，属于典型的跨学科、跨行业的通用课程。虽然中国推行了跨行业的统一标准，如GB/T 50266―2013《工程岩体试验方法标准》、GB/T 50218―2014《工程岩体分级标准》等，但是由于借鉴前苏联的高等教育体制，目前还存在许多行业背景鲜明的规范在广泛应用，如GB/T 16414―2008《煤矿科技术语岩石力学》、DL/T 5368―2007《水电水利工程岩石试验规程》和JTG E 41―2005《公路工程岩石试验规程》 等。

为了提高教学质量，不同行业内的岩石力学课程教师从行业特色角度对课程教学改革进行了有益的尝试，比如采矿工程[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，还有学者从模块化教学[9]、案例教学[10]、研究型教学[11]以及数值方法辅助教学[12]等方面进行了岩石力学课程的教学改革实践。遗憾的是，对岩石力学这门跨行业、特点鲜明的应用基础学科，目前还未见针对“卓越计划”培养特点的教学改革研究成果。

作为“卓越计划”试点高校的中国矿业大学经过长期发展和建设已形成了以工科为主、矿业为特色、多学科协调发展的基本格局，对中国煤炭能源行业发展发挥着不可替代的引领和支撑作用。岩石力学是学校土木工程、采矿工程及地质工程等专业本科生专业基础课程，为后续如矿山建设工程、采矿学及矿山压力与岩层控制等煤炭行业背景鲜明的专业课程提供岩石力学基础知识，地位尤其显著。

在上述背景下，如何在有限的教学时间内按通用标准和煤矿行业标准培养工程人才，强化学生的工程能力和创新能力已成为摆在教育工作者面前的一道难题。笔者结合自己的教学实践，初步探讨面向“卓越计划”的岩石力学教学改革思路，期望能够抛砖引玉，对其他涉及岩石力学的行业类院校起到启迪作用。

二 、岩石力学课程教学中存在的问题

（一）课程安排顺序及学时不合理

广义上讲，岩石力学应是力学与地质学相结合的交叉学科，更侧重于固体力学与岩石地质学的结合，具体地说，岩石力学是在弹塑性力学、土力学及工程地质学的基础上发展起来的。岩石力学的很多概念、理论和公式由土力学和工程地质学借鉴而来，但是目前高校经常将土力学、工程地质学与岩石力学同时开课，给教师讲授课带来诸多不便。

为了研究工程环境下岩体的力学性态，岩石力学需要涉及诸如材料力学、弹塑性力学、断裂损伤力学、裂隙渗流力学及流变力学等复杂深奥的力学内容；岩石力学的研究对象是地球千百万年来复杂地质作用而形成的各类岩体，岩石学、工程地质学、水文地质学、地球物理学和构造地质学等地学学科的内容在教材中不断出现；岩体工程涉及地基工程、边坡工程和地下工程等具体工程形式，各种新施工技术和方法层出不穷。由此可见，岩石力学课程的内容丰富而繁杂，然而随着通识教育课程的增加，各专业课程课时被大幅削减，岩石力学课时由80学时精简为如今的32 学时， “满堂灌”现象成为普遍，学生对该课程内容的掌握和应用难度较大，学习积极性难以调动。

（二） 基本概念模糊，难以培养创新性思维

基本知识的深刻理解，是创新思维形成的力量之源。一些教师在课堂教学中对基本概念强调不够，分析不透，着重于公式推导、施工工艺或科研项目介绍等细枝末节的讲解，本末倒置，背离了岩石力学课程设置的初衷。重点概念比如地应力、流变、强度理论、应变软化现象、剪胀、尺度效应、围岩支护工作作用原理等内容应该重点分析。此外，由于岩石力学部分内容与材料力学、土力学内容相近（如强度理论、剪胀、三轴试验、二次应力和附加应力等），如果不进行相关内容的分析对比，学生容易产生疲倦心理，导致思想上的不重视。

（三）标准选择混乱陈旧

如前所述，由于岩石力学是多个专业的专业基础课，每个工程领域都有各自的行业术语、标准、规范和教材。但是如果教师在岩石力学基础知识和工程应用方面的讲解都遵照本行业的规范和术语，将会造成学生知识面过窄，不利于国家通用标准的推广和学生就业；若完全脱离行业工程背景，则教学过程难免出现学非所用、理论脱离实际。如何达到“按通用标准和行业标准培养工程人才”的目标值得思考。随着工程技术的发展，很多新理论、新技术和新方法蓬勃发展，国家相关部门也会适时推出新的标准和规范，比如深部资源开采带来的“三高一扰动”、软岩大变形和冲击地压灾害频发等问题。但是由于教材的更新速度较慢，如果授课教师不能及时跟踪行业发展动态，将会导致课程知识体系陈旧无用。

（四）忽视工程能力的培养

实践是工程教育培养的关键环节，岩石力学是一门应用性很强的工程学科，然而受授课时间、资金、场地和工程条件等因素制约，目前的教学方式主要以书本知识传授为主，强调科学基础，试图传授更多的理论知识，理论与工程实践脱节严重，忽略了工程的系统性及其实践特征。“重理论、轻实践，重课堂、轻课外”的教学模式导致学生动手能力差、工程能力弱化，对于岩石力学课程中诸如地应力测量方法、监控量测、松动圈测试、超前地质预报和地下工程支护技术等工程现场的常规问题无法直观体验，不适应企业要求。这种现状不符合岩石力学服务于工程的课程特点，难以激发学生学习的积极性和创造性。

三、面向“卓越计划”的教学改革思路及实施路线

学校土木工程专业分为矿山建设工程、城市地下工程、工民建工程和交通土建工程四个方向，所有方向都开设岩石力学课程。依据专业实际情况，以矿山建设工程方向为重点，具体就面向“卓越计划”的岩石力学课程教学改革思路及实施路线进行深入探讨。

（一）教学内容模块化，合理选择培养标准

为了达到“学校按通用标准和行业标准培养工程人才”的要求，在教学内容安排上不能 “一刀切”。首先将教学内容模块化，根据不同培养方向调整培养方案。

（1）“前置基础”模块4学时，包括岩石力学课程中涉及的材料力学、弹性力学、工程地质学和土力学等前置学科的基础知识，根据各方向前置课程的授课内容确定合理的知识点。比如，弹性力学课程不在工民建方向的培养计划之内，对该方向应该加大弹性力学的权重。

（2）“岩石力学基础知识”模块20学时，包括“岩石组构及其物理性质”“岩块变形与强度”“弱面变形和强度”“岩体变形和强度”以及“原岩应力”等5部分，是各专业方向按共同标准和要求学习的内容。模块内容中岩块室内物理性质（如含水率、耐崩解性等）、强度和变形试验、岩体原位变形、强度和声波速度试验以及原岩应力测试等内容，应严格按照通用的国家标准GB/T 50266―2013《工程岩体试验方法标准》来讲授。

（3）“工程应用”模块8学时，根据专业方向的不同，选择各方向重要的工程应用及案例进行讲解。岩体分级是各方向都应该着重讲授的内容，应该以通用标准GB/T 50218―2014《工程岩体分级标准》为主，并辅以各方向的分级标准。如矿山建设工程方向的普氏分级标准、交通土建工程方向的 JTG D70-2004《公路隧道设计规范》和Q分类等。对于具体工程形式而言，矿山建设工程方向和城市地下工程方向以岩体地下工程为主，工民建工程方向以岩石基础工程为主，而交通土建工程方向则以边坡工程和地下工程并重。各方向还应对工程实践中常见的灾害机理作介绍，比如深部矿山工程中的软岩大变形、煤与瓦斯突出、冲击地压和底板透水等。

（二）强化基本概念理解，培养创新能力

概念和原理是创新的基础，只有掌握概念、清晰原理，才能举一反三而后应用自如。因此，在授课过程中，教师应多措并举，把基本概念讲清楚，讲透彻，让学生深入理解。

（1）刚性试验机是20世纪70年代岩石力学的重要进展，对其机理进行严谨的理论推导，对于初次接触的学生难以激发学习兴趣。为了解释柔性结构比刚性结构易于储存变形能的特点，笔者以弹簧和圆钢柱的压缩为例，让学生很快就明白柔性试验机压缩蓄能的快速释放是使脆性岩样产生爆裂的根本原因。

（2）室内岩样力学试验是课程的重要内容，书面讲解试验步骤较为枯燥，效率低下，但若先上试验课，一缺乏必要的准备知识，二受试验条件所限，难以让每个学生都参与其中，必然导致教学效果较差。由于视觉化的知识能够在短时间内留下深刻的印象，因此，可采用拍摄试验全过程的方法，包括声波速度测试、单轴压缩试验、单轴抗压强度试验、直接剪切试验、角模压剪试验、巴西劈裂试验和点荷载试验等，在每个试验讲解前播放视频，然后书面讲解试验机理和数据处理程序，最后通过试验课直观体验，巩固教学效果。

（3）原岩应力是地下工程围岩变形、破坏的根本源动力，在岩体工程具有举足轻重的地位，并由此带来“先加载，后开挖”、次生应力、开挖扰动和围岩等一系列岩体工程特有的概念。对于从理论力学、材料力学、弹性力学和结构力学一路学过来的学生而言，理解这些概念并非易事。笔者选择理想试验的方式来形象化该概念，具体来讲，就是将地层简化为弹簧-质点系统。该系统在重力作用下平衡后，弹簧发生压缩变形，系统内存在“原岩应力”，此时“开挖”去除一部分质点，必然带来“应力重分布”和“开挖扰动”。

（三）深入工程现场，提升工程能力

为达到“行业企业深度参与培养过程，强化培养工程能力”的培养目标，学校土木工程专业矿山建设工程方向实行“卓越计划”培养方案，学生企业实训学时达到36周，有充足的时间在煤矿现场进行实践学习。在学院层面与永煤集团车集煤矿、城郊煤矿签订了本科生合作培养协议，建立了现场实践教学基地。

在这种良好的前提下，可在课堂教学（32学时）之外，将部分课堂教学内容与学院在煤矿现场的科研项目有机结合，相互配合，是一种高效集约的授课模式，既可以加深学生对理论知识的认识，又能提高学生的动手能力。如课堂内的“岩体声波速度测试”与现场巷道松动圈测试，“原岩应力测试”与现场常用的空心包体法测试，“古典地压理论”与支护结构地压实测方法等。在教学过程中应该在确保安全的前提下，采用小班精细化教学模式以适应现场的恶劣条件。

聘请富有工程经验的工程师与授课教师进行交流合作。选择科学的授课方法、制定合理的授课内容是一种有效的培养方式，既可以使学生尽快适应企业要求，又能对青年教师起到帮助作用。比如：参观软岩大变形实例，加深学生对岩石流变的认识；观摩支护施工流程，掌握新奥法施工的原则；通过“沿空留/掘巷”“应力转移维护巷道”等工程措施的学习，深刻理解开挖引起原岩应力重分布机理在现场的应用。

四、结语

工程教育必须“回归工程”， 在“卓越计划”下的岩石力学课程教学改革，要以培养学生的工程实践能力和创新能力为目标，注重行业背景，优化教学内容，丰富教学手段，重视基础概念与机理，深入工程现场，加强实践环节，激发学生兴趣，切实提高教学质量，培养行业需要的优秀工程人才。

参考文献：

[1]陆琦，孙琛辉. 2010中国高等教育十件大事[N].科学时报，2010-12-7（B1大学周刊）.

[2]林健. 面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革 [J]. 高等工程教育研究，2011（5）：1-9.

[3] 张文生，宋克茹.“回归工程”教育理念下实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J]. 西北工业大学学报：社会科学版，2011， 31（1）：77-79.

[4]王家臣，钱鸣高.卓越工程师人才培养的战略思考―科学采矿人才培养[J]. 煤炭高等教育，2011， 29（5）：1-4.

[5]徐营，万志军，柏建彪，等. “矿山岩体力学”课程的教学改革研究[J]. 煤炭高等教育，2013， 31（3）：122-125.

[6]李玮，刘永建，殷代印，等. 石油工程中“岩石力学”课程的教学改革研究[J].科学促进发展，2010（S1）：179.

[7]左昌群，孙金山，罗学东. 面向土木工程专业地下建筑方向的《岩体力学》课程教学改革[J].教育教学论坛，2013，35：49-50.

[8]张广清. 海洋工程《岩石力学》的研讨式教学[J].教育教学论坛，2014（13）：83-84.

[9]王渭明.《岩石力学》教学改革与回顾[J]. 教育教学论坛，2011（14）：221-222.

[10]王迎超，耿凡，张成林. 岩石力学课程的现状与案例教改思路探讨[J]. 高等建筑教育，2013，22（6） ：51-55.

第4篇：地质学的基本概念范文

关键词：工程地质学；教学改革

中图分类号：G451 文献标识码：A

1 引言

工程地质学为地质学的一个应用分支，研究的是人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系。土木工程活动会改变地质环境，从而带来相应的各种工程地质问题，只有对工程建设的地质条件进行深入研究分析，才能避免各类问题的产生，所以工程地质学这门课程在土木工程专业中是至关重要的，是土木工程专业的一门专业基础课，为后续《土力学》、《基础工程》、《道桥工程》、《地下工程》等课程打下基础。

土木工程专业选用的《工程地质学》教材不同于地质专业教材，涵盖内容广泛，课时少，知识不够细致深入是本课程的一个主要特点，课程知识实践性较强，学生学习多停留的知识表面，不能由表及里，加之此课程在土木工程专业多为考查课，不能引起学生足够重视，所以以往的教学手段方法不能满足现行的课程设置，教学改革势在必行。结合自己教学经验谈谈教学中的一些改革方法，实现应用型人才的培养。

2教学中存在的问题

1）课程课时量不够

我校工程地质学课程总学时为32学时，其中含2课时实验室认识实习。笔者走访了多个院校，土木工程专业的工程地质学课时量设置多为32学时，有些院校设置为24学时。对于地质学相关专业课时量设置多为64课时。土木专业的工程地质学主要内容包括地质学基本理论，岩石、岩体和土体的工程性质以及常见的不良地质现象及地质灾害以及工程地质各类勘查方法，因此本课程内容繁杂，涉及面广，抽象难解，学生想在课程上对知识融会贯通是比较困难的。

2）学生兴趣不浓

土木工程专业的学生缺乏地质学方面的基础知识背景，学生对于课程内容理解起来有难度，影响了学生学习的积极性。土木工程专业地质学相关课程只有一门工程地质学，没有 《普通地质学》、《岩石学》、《构造地质学》、《水文地质学》等课程做基础，更加增大了老师教授和学生学习的困难。

学生对于这门课程的重视度不够。工程地质学多被定为考查课，学生多认为考查课不重要，学习中不能引起学生的重视，同时，在土木工程专业课程中，工程地质与其他专业课联系不是很紧密，学生认识不到工程地质学的重要性，认为其在专业中的用途不大。

3）教学实践环节薄弱。

工程地质学实践应包括室内试验和野外实习两部分。通过笔者调查，土木工程专业的室内实验，对于力学实验，土工实验大多高校都比较完善，而对于地质类实验室大部分高校都不太健全。对于野外实践，由于学校师资有限，实习基地不好确定，学生众多不好管理，对于许多高校的土木工程专业工程地质实验是非常欠缺甚至是不存在的。正是由于实践教学的缺乏，导致学生学习只能看到知识的表象以及掌握一些基本概念，不能深入内容的实质，不能由表及里。

3 教学改革探讨

1）教学内容改革

工程地质学课程内容多，涉及范围广，从两方面进行调整：（1）适当增加课程量，学时不低于38课时，保证其教学质量。（2）精简教学内容，根据工程地质课程的内容，结合土木工程专业相关知识之间的联系，对课程内容进行删减和补充。工程地质学内容划分为三部分，第一部分是地质学基础知识，主要讲解地质作用、岩石、地质构造等知识，本专业学生对地质学基础知识相对缺乏，因此，首先要向学生介绍工程地质学基础知识，让学生具备地质思维方式思考工程地质问题。第二部分为工程地质理论，主要讲解岩土层工程地质性质及各种工程地质问题，这部分教学应以宽、泛为主，详、探为辅。第三部分为工程地质勘查，针对专业侧重点，着重讲解相关地质勘察方法。

2）教学方法改革

（1）布置课外作业。

布置课外作业的方式我们并不陌生，但对于工程地质学这门课程作用尤为明显。可以布置一些课本上找不着但又与教学内容相关的问题，那么学生带着疑问就会利用图书馆、网络或者实地参观考察以及其他更有力的手段才能完成，培养了学生自己解决问题的能力。另外，还可以布置以分组形式完成的作业，每个组成员都有自己的任务，这样带着责任大家都会很积极，努力完成自己的部分。甚至组与组之间在完成作业的优劣方面形成竞争，加强了每个学生的团队意识和危机意识。

（2）课堂考核。

对当堂课所学知识，随机抽取几位同学回答即时问题，虽然方法平常，但在一定程度上会使学生时刻保持“警惕”状态，提高学习效率。或者是每次交作业后，在课堂上随机抽取几位同学在讲堂上向大家讲解自己的作业，虽然学生有怨言，但大多数同学认为收益颇丰。

（3）改变现代化的教学手段。

在教学过程中，积极采用多媒体技术使教学内容与表现形式呈现多样化，加大了授课信息量，但也需要注意一些问题。多媒体教学不应只是文字、图像、视频的简单罗列，而是在简单的内容铺垫之后快速进入正题，展示出所应该掌握的内容，然后利用一些有针对性的图像、视频文件加以辅助，即时抓住学生的思维和兴趣，使他们在尽量短的时间内了解并掌握重点知识。因为学生在课堂上不可能每一刻都能全神贯注，如果所讲内容过于枯燥，或者教学时间过长，学生在坚持认真听课一段时间后未免会走神，所以多媒体教学中的内容安排顺序要适当，能够在短时间内吸引学生注意力，让学生在聚精会神的时间段内完成知识的学习，从而大大提高课堂教学的效率和质量。

3）实践教学改革

工程地质学是一门实践性很强的课程，最终能够达到学以致用，才是教学的最终目的。工程地质实践教学应该积极开展室内试验和野外实习。室内试验主要包括室内矿物、岩石鉴定，即用肉眼鉴定主要造岩矿物的特征及鉴定方法，对三大类岩石的成分、结构、构造和产状等方面进行鉴定。学生可以把课本上的知识和实物联系起来，使思维方式立体化。以往矿物和岩石的认识通常是根据已知矿物或岩石来对其特征进行描述，可以通过给学生提供未知的标本，根据学生观察其特征来确定其类别，从而提高了学生的思考和动手能力，加深知识的理解。如果条件允许还应积极开展野外地质实习，通过对自然界的地质结构、构造和工程结构的直接观察和接触，进一步理解和掌握本课程课堂教学所学理论知识。

4）考核方式改革

工程地质考核方式多样化，摒弃以往闭卷考试的考核方式。可以让学生提交读书报告及小论文的形式，培养学生独立学习独立思考的能力。针对学生读书报告内容进行答辩，一方面考察学生对这门课程知识的掌握程度，另一方面让学生对自己的报告进行总结，享受收获，弥补不足。工程地质学采取考查的考核方式，针对学生重视不够，上课积极性不高，缺课请假等现象，在尊重学院教学考核规定的基础上，最大限度地增大平时成绩的考核分值，把平时成绩的比重增加到40％，把学生“限制”在课堂上。

5结论

工程地质学作为一门专业基础课，内容广泛，教学存在难度。通过教学内容、教学方法等方面的改革增强学生的学习兴趣，使学生认识到这门课程的重要性，让学生在多样化的考核方式中加强对知识的认知、理解和掌握，提高学生发现问题、解决问题的能力。

参考文献：

许兆义．工程地质学基础[M]中国铁道出版社，2011

第5篇：地质学的基本概念范文

关键词：晶体学;教学内容;教学手段;研讨式教学;教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）43-0081-02

一、前言

《晶体学基础》课程是为地质学、材料科学、矿物学等专业学生在完成高等数学、普通化学和物理学等公共课程后而开设的一门专业基础课[1-4]。对于材料科学与工程专业的学生而言，《晶体学基础》课程中的晶体结构、晶体对称性、倒易点阵、晶体投影、晶体生长、晶体缺陷等晶体学基本知识，是进一步学习《X射线衍射》、《电子显微分析》、《材料科学基础》、《材料力学性能》以及《材料物理性能》等专业课程的基础[2]。在材料科学领域，调控材料的性能是人们追求的目标。如果一种材料的成分确定，那么它的电学、光学、磁学以及力学等性能将取决于材料的晶体结构类型和晶体中存在的缺陷特征（如杂质原子的浓度、位错密度和晶粒尺寸等）。因此，《晶体学基础》课程的基础知识不仅在材料科学与工程专业各门专业课程的教学中起到重要的作用，而且将对学生们将来的材料科学与工程实践起到重要的指导作用。

开设《晶体学基础》课程以前，北京航空航天大学材料科学与工程专业的晶体学教学计划主要安排在《材料科学基础》课程中，大约讲解4学时。另一方面，在《X射线衍射》和《电子显微分析》等专业课程教学过程中，过去通常要利用2～4学时来讲解布拉斐点阵、倒易点阵等晶体学知识。这使得部分晶体学知识被重复讲授，而一些重要的晶体学知识没有得到无法全面、系统和深入地讲解。基于以上原因，北京航空航天大学自2010年起对材料专业的本科2年级学生开设了《晶体学基础》课程。

通过过去几年的《晶体学基础》课程教学实践，学生们普遍反应对晶体学基础知识的理解更加全面和深入了，同时在学习与晶体学相关的其他材料专业课程时，也更加得心应手。但是，目前的晶体学教学中还存在以下3个主要问题。

1.晶体学涵盖的内容十分广泛，它是多个学科的重要基础课程，不同学科对于晶体学知识的侧重点有所差别。目前，国内《晶体学基础》的教材主要是面向地质和矿物专业而编写的[5]，其包含的内容以及章节编排次序也是为了使地质和矿物专业学生更好地掌握相关晶体学知识而设计的。所以，现有教材的教学内容以及讲授次序并不完全适用于材料专业《晶体学基础》课程的教学。

2.《晶体学基础》课程中包含着很多晶体学基本概念，同时还有非常抽象的宏观和微观对称操作以及晶体的投影操作。在以往的晶体学教学过程中，主要借助一些静态的二维或者三维图片进行讲解，其表现力度有限，无法有效地使学生理解和掌握抽象的晶体学基本概念和理论。

3.在《晶体学基础》的授课形式上，过去主要以教师讲授为主，学生主动参与较少。仅仅通过教师对《晶体学基础》中复杂空间对称变换进行讲解，难以使学生深入理解晶体中对称特点、内部质点的堆积规律以及复杂的空间概念。同时，这样也不利于学生创造性思维和解决实际问题能力的培养。

由以上分析可见，现有的《晶体学基础》教学已经难以满足材料科学与工程专业学生培养目标的要求。因此，我们有必要对该课程的教学内容、教学手段和教学模式进行改革，以充分调动学生的学习积极性和主动性，提高学生的学习兴趣，使学生真正理解和掌握晶体学知识的精髓，为学生在将来的材料科学与工程实践中打下良好基础。

二、教学内容和讲授次序的改革

目前，本校《晶体学基础》的教学课时共32学时，与地质学和矿物学专业相比，总授课时间较少[3，4]。为了在有限的教学时间内讲授材料科学专业学生所必需掌握的晶体学基础知识，有必要将那些与材料科学专业相关性不大的内容进行删减。例如，晶体理想形态和晶体规则连生方面的内容对地质学和矿物学专业十分重要，但是对于材料专业学生来说，只需要在课程绪论中加以概述就能够满足本专业的教学要求了。同时，对于后续材料科学的其他专业课程将详细讲解的知识点，也可以进行适当删减，如晶体相变、晶体物理学等内容。另一方面，对于进一步学习材料专业其他课程而需要用到的一些重要晶体学基础知识，应该增加讲解内容的深度。例如，倒易点阵、吴氏网等基础知识对于分析材料的微观结构特征至关重要，但是，现有教材中的以上相关内容过于简单，无法满足材料专业学生的培养要求，所以，需要增加相关的授课内容。

教学内容的变更促使我们进一步思考授课内容编排的逻辑性。由于晶体学授课内容和侧重点发生了变化，所以，我们就不能按照现有教科书中针对地质和矿物专业的教学目的来安排授课次序，而应该按照材料专业对晶体学教学内容的要求，研究如何安排授课次序才能更有利于本专业学生由浅入深、循序渐进地学习相关晶体学基础知识。例如，在讲解晶体宏观对称性之前，有必要先讲解一些典型晶体结构的实例，以帮助学生形象地理解复杂的空间对称操作;将晶体的微观对称和空间群知识从原教材的第七章提前到第三章[5]，使其与晶体宏观对称合并成晶体宏观和微观对称一章，这样有利于从宏观和微观相互联系的角度进行讲解;另外，倒易点阵知识应该从原教材的第一章后移到第四章，在讲解完晶体定向和晶体学符号之后，学生们熟练掌握了晶体正空间的晶面和晶向指数，此时讲授倒易点阵知识更有利于学生理解复杂的正空间和倒易空间的相互变换。

三、教学手段的改革

《晶体学基础》课程的难点是晶体宏观和微观对称、晶体的投影以及内部质点的堆积。除了采用传统的板书和二维图形对这些晶体学难点知识进行讲解以外，我们应该更加注重利用一些三维模型。例如，在讲解晶体的球面投影和吴氏网过程中，利用地球仪作为三维实物模型，能够更好地说明晶体的各个晶面在进行球面投影过程中的操作次序，以及解释如何利用吴氏网来计算晶面夹角。在讲解晶体的旋转对称时，可以利用一些特制的三维立体模型，形象地显示出不同轴次的旋转对称;另外，在讲解晶体的极射赤平投影时，可以针对一些具有特殊对称特点的宏观晶体，让学生自己动手制作相关的三维实物模型，通过观察各晶面的投影特点，加深对极射赤平投影知识的理解。

同时，为了使学生更加形象地把握各种对称变换特征和晶面投影规律，我们应该进一步利用三维多媒体软件，制作一些三维动画作为辅助教学手段[6]。这样能够通过三维旋转来观察晶体的宏观对称特点以及晶体结构中的质点（原子、分子或离子）位置，满足晶体宏观和微观对称要素及其操作等抽象教学内容的教学目的，使学生能够直观地观察不同宏观和微观对称操作的特点，从而加深对这些抽象晶体学概念的理解。

四、研讨式教学模式的改革

本校《晶体学基础》课程在开课初期的授课形式为大班整体授课，包括所有材料专业大二的学生（约150名）。由于听课学生人数较多，导致教师难以实时掌握学生的听课效果。故而，本校自2013年起对《晶体学基础》课程进行了“小班化”教学实验（每班70～80人），有效地提高了授课效果。但是，目前的教学模式基本上还是以教师的“填鸭式”教学方式为主要授课模式，学生缺乏学习的主动性，没有积极地思考问题。因此，应该实现教师和学生共同主导本课程的教学过程，通过师生之间以及学生之间“研讨式”的教学模式，使学生在研讨过程中理解和掌握《晶体学基础》的基本概念和抽象知识。针对每堂课的重点讲授内容，教师在课堂中提出相关问题，将学生分成若干小组，每组4～6人，在教师的引导下，通过学生之间反复讨论将复杂的晶体学问题进行逐步阐明，这样也有利于检验学生对每堂课知识的掌握情况。同时，将分组讨论的结果纳入平时成绩的考核体系，鼓励学生主动提出问题，并积极地通过讨论来相互启发，进而解决各个难点问题。

另外，师生应该充分利用本校在校园网上建立的晶体学课程中心平台。一方面，鼓励学生在网络上进行自由讨论，另一方面，让学生针对以上问题在课堂上以小组为单位进行发言和讨论。通过以上“研讨式”教学模式及时获得学生学习效果的反馈，从而调整讲课速度，提高学生的学习效果。

五、总结

《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要基础课程，应该按照材料科学专业学生应该掌握的晶体学知识，优化编排授课内容和次序，提高授课效果;利用三维晶体学动画模型，加深学生对晶体对称要素及其操作等复杂晶体学概念和理论的理解;建立“研讨式”教学模式，针对课程的重点和难点，提出学生课堂和课后研讨的主题，检验学生对授课内容的掌握情况，提高学生通过主动提问以及相互讨论而获取知识的能力，最终使学生更好地掌握材料科学专业必需的晶体学基础知识，培养学生分析问题和解决问题的能力。

参考文献：

[1]张恩.关于《结晶学与矿物学》教学模式的探讨[J].中国地质教育，2000，（4）：41-43.

[2]张英.材料大背景下晶体学课程的改革与创新[J].科技文汇，2011，（10）：71-72.

[3]何明跃.《结晶学与矿物学》教学改革探索[J].中国地质教育，2000，（4）：57-58.

[4]秦善，王长秋，鲁安怀.“结晶学与矿物学”教学改革与课程建设[J].中国地质教育，2007，（1）：130-132.

第6篇：地质学的基本概念范文

水文、环境以及工程地质的研究属于公益性、基础性的工作，事关国家生态管护、环境保护、资源安全等经济社会发展。目前，国家正处于经济社会转型的关键时期，我们必须顺应国际大趋势，多学科综合研究，依托高技术，解决、探索人类所面临的一系列科学难题，为此水文地质、环境地质以及工程地质必须要向着科技化方向发展。

一、水文地质、环境地质、工程地质概述

（一）水文地质

水文地质是地理学分支学科，指自然界中地下水各种运动和变化的现象。对于水文地质的研究主要有两个任务：治水、找水。目前在找水方面，主要利用岩溶裂缝水和第四系含水层，取得的效果非常好。对于碎屑沉积岩、深浅变质岩、新老火山岩以及碳酸岩分布的研究，对导水、容水构造方面的寻找都取得不错成绩。例如，利用激发极化衰变场法，确定玄武岩裂缝含水区井位，利用电场选频法找水、确定井位，对全国地区水资源运用起到巨大作用，有效推动了经济发展。

（二）环境地质

环境地质这一词最初起源于20世纪中叶，是为了解决地面沉降、泥石流以及滑坡等方面而提出的。环境地质研究的主要内容和任务是对大面积灾害地质的调查、对国民经济开发区和主要交通干线进行评价分析，采用科学的环境地质探测方法，可以在一定程度上减少自然灾害对人类的威胁。目前来看，我国环境地质研究在地面水源、土壤污染、以及地下污染方面取得了不错成绩，为日后的环境污染治理提供了大量研究资料。

（三）工程地质

对于工程地质的研究主要是为工程应用而服务，主要的研究内容包括，地震、岩体稳定性、地质灾害等等。在建筑中，对于地基土的要求非常严格，因此对于工程地质的研究显得非常有意义。目前来讲，对工程地质的勘察探测方法是多样的，具体包括：地质雷达测量、微震测量、井中和地面测温以及声波法等等。在工程施工中，工程地质学发挥着无可替代的作用，如路基地基压实检测、隧道衬砌检测以及桩基质量无损检测、地质构造检测等等。

二、水文地质环境地质以及工程地质的科技化发展方向

（一）水文地质环境地质以及工程地质科技化发展所要遵循的线索

根据我国经济发展状况以及国情，水文地质环境地质以及工程地质科技化发展应该遵循以下三条线索：

1 科学化发展方向应该以国家重点工程为依据，具体包括，南水北调、西北水资源三峡工程等等。

2 科技化发展应该以为政府职能服务、为履行政府法律作为方向。政府职能服务包括地质环境监测、地下水监督利用等等。政府法律包括，环境保护法、水资源法以及矿产资源法等等。

3 科技化要向多学科延伸。对于水文地质环境地质以及工程地质的研究，实质上就是利用地质学基础知识在环境科学以及土木工程学上的应用，由于在工程建设中所涉及专业领域比较广、比较复杂，这就要求向多学科延伸。

（二）水文地质环境地质以及工程地质科技化具体发展方向

1 隧道工程。军事工程、地下铁道、采矿工程、水利工程、公路以及铁路等等都包含隧道工程，并且是必不可少的。对于铁路建设来说，我国已经有60年余年的历史，其中在隧道建设方面遇到的主要问题就是岩溶地层止水问题，最典型的就是大瑶山隧道建设，其隧道长度为14.925km，通过岩溶区深埋为400m～500m左右，长度在1km左右，曾经在20世纪90年生过一次重大的涌水涌砂事件，造成铁路瘫痪，因此国家提出了关于隧道深层岩溶治水技术相关的研究课题，其中大部分都属于水文地质环境地质以及工程地质相关知识，此课题的提出充分体现了科研为生产服务、生产和科研相结合的科技化发展方向，因此，在今后的发展中应该充分突出这一主题。

2 岩石边坡。边坡问题在水库回水、水利工程坝基、水运航道、公路沿线、铁路工程中表现的非常普遍，影响岩石边坡的主要因素包括，河谷外鼓、河谷卸荷回弹、采煤活动对上覆地层的影响、硬岩地层中软弱夹层的风化以及长河谷下沉对边岸的影响等等。

3 填海造地和围湖造田。为了扩大耕地面积，实施了大量填海造地、围湖造田的项目，由于缩小了胡泊的实际面积，从而促使泥沙积累速度加快，水文地质与环境地质发生变化，水灾严重、洪涝不断，为解决此问题，应该加强这一方向水文地质与环境地质科技化发展。

4 干旱地区地下水开发。我国干旱地区主要集中在西部地区，主要包括：柴达木盆地、河西走廊、鄂尔多斯盆地等等。当前的水资源系统主要模式是，雪山融水进入水库，然后从山前沿着河道向地下渗入，最后从平原地区溢出，最终形成绿洲，在今后发展上要从农业灌溉、地下水与地表水的人工改进上做进一步的调节。

5 为规划服务。近些年来发展起来的水文地质环境地质以及工程地质工作，更多是为规划服务，呈现出多种多样的形式。具体包括，中国地质灾害图、全国环境地质图系以及图文结合的中国重点城市地下水资源开发利用对策等等，为工程的建设与发展提供了科学的依据与资料，在今后的发展中仍然要以此为方向。

第7篇：地质学的基本概念范文

根据土力学课程的特点，就如何发展土力学实验环节，加强土力学教学实践，从而提高土力学教学质量提出一些初步想法。在土力学教学中，一个好的实验实践环节应具有可操作性，基本概念清晰，工程应用背景强，能激发学生兴趣，具有创新和发展性的特点，从而完善理论教学效果，提高学生主观能动性，培养创新思维和综合解决问题的能力。文章结合案例分析得出，一个好的实验实践环节，能使学生对土力学学科有全面宏观的认识，并顺应科学研究过程，这对培养土建类、水利类、交通运输类、地矿类、地质学类等专业学生的思维能力，提高科研素质的综合能力具有重要的意义。

关键词：土力学；实验教学；实践环节；综合素质

中图分类号：G6420；TU43-4文献标志码：A文章编号：

10052909（2017）01014404

土力学作为土木工程、水利工程、交通工程、采矿工程、地质工程等众多专业大学生的专业基础主干课程，是认知土的工程力学性质的一门技术核心课程。由于土力学课程的特殊地位和作用，土力W的教学如何适应新形势，顺应改革发展的要求，是每一位土力学教师必须思考的问题[1]。随着各建设项目向大型化、复杂化发展，建筑行业对相关专业人才的综合素养提出更高的要求。国家提倡进行大土木教学改革，旨在提高本科生的综合专业素养、学习能力和创新思维。

2011年高等学校土木工程教学指导委员会《高等学校土木工程本科指导性专业规范》中指出[2]，以行业企业需求为导向，以工程实际为背景，以工程技术为主线，着力提升学生的工程素质，培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。

但是目前在土力学实践环节教学过程中，出现实践环节和理论教学脱轨的现象，比如实践环节不能很好地激发学生自主学习相关理论知识的兴趣，学生也不懂得如何理论联系实践，从而没能很好地对相关理论知识进行理解，学到的知识形如散沙，学习效果并不理想。

因此，文章结合教育部“卓越工程师计划”，重基础平台、宽口径、突出专业

特色，针对土力学实验环节的拓展、教学实践等方面，结合实际训练谈一些体会和感悟，探讨土力学教学中实践环节指导理论教学的可行性，以求通过实践环节使学生对土力学学科知识有整体宏观的认知，培养学生自主学习和独立思考的能力。

一、土力学的工程特性

土力学是工程力学的一个分支，是以土为研究对象的学科。它是一门实践性、应用性强的课程[3]。土是岩石风化以后，产生崩解、破碎、变质，又经过各种自然力搬运，在新环境堆积或沉降下来的颗粒状松散物质。土力学是以力学和工程地质学知识为基础，运用力学原理和土工试验技术，来研究与工程建设有关的土和土体在荷载、水、温度等外界因素作用下的应力、应变、强度和稳定性等特性的一门学科，是一门实践性很强的工程技术科学。在工程建设中，常会遇到各种有关土的工程问题，包括建筑物地基、路堤、边坡和各种土工构筑物，以及以土作为建筑材料、建筑环境等，都需要应用土力学的理论和方法去解决。同时，为各类建设工程的稳定和安全提供科学的对策，包括土体加固和地基处理等。

土的利用可以追溯至古代，远在古代人们就懂得利用土进行工程建设。如我国西安市半坡村新石器时代遗址，就发现当时人们已经能利用土台阶及石基础为简陋的房屋考虑地基基础的稳定性问题[4]。以后如秦代用压实法修筑驰道，隋朝用木桩，唐代用灰土基础造塔等。我国东汉时的郑玄在注释战国时的《考工记》时，就认知到了作用力和变形之间的弹性定律，这比胡克（Hooke）定律要早1 500多年，但直到18世纪，基本还处于感性认识阶段。欧洲产业革命时期，随着大型建筑物、铁路、公路的兴建和科学的发展，建立了零星的土力学理论。如1773年法国的库伦（C. A. Coulomb）通过试验研究提出了砂土的抗剪强度公式和设计挡土墙的土压力滑楔理论，1857年英国的朗肯（W. J. Rankine）又从不同的途径提出了土压力理论。这两种土压力理论至今仍被广泛应用。1869年卡尔洛维奇（Карлович）发表了世界上第一本地基与基础著作。1885年布西涅斯克（J. Boussinesq）根据弹性理论求出了在集中力作用下地基中的三维应力解析解。1900年莫尔（Mohr）提出了土的强度理论。20世纪初，人们在工程实践中积累了大量的经验和资料，对土的强度、变形和渗透性质进行了理论探讨，土力学逐渐形成了一门独立学科。20世纪20年代普朗特（Prandtl）发表了地基承载力理论，这一时期在边坡理论方面也有很大发展，费伦纽斯（W. Fellenius）完善了边坡圆弧滑动法。经过一个多世纪的实践和理论研究，1925年美国的太沙基（K. Terzaghi）归纳出版了第一本《土力学》专著，1929年又与其他学者共同编写了《工程地质学》。从此，土力学、工程地质学、地基与基础作为独立学科不断发展。1936年在美国召开第一届国际土力学与基础工程会议，到2013年已举办

18次，在会议上，世界各地学者对本学科的研究进行经验交流。

因此，土力学是把土作为建筑物地基、建筑材料或建筑物周围介质（环境）来研究的一门学科，主要研究土的工程性质以及土在荷载作用下的应力、变形和强度问题，为工程设计与施工提供力学指标、评价方法以及分析计算原理，是土木、水利工程等专业重要的技术基础课，具有很强的工程应用背景和工程特性。

二、土力学课程实践环节

由于土力学学科的特殊性和复杂性，知识点广，涉及面宽，从土的基本物理性质和工程分类、土的渗透性、地基土中的应力分布、土的压缩性再到土的抗剪强度、地基承载力、土压力计算、边坡稳定性分析等。从内容来看，主要包含基础理论与基本概念、工程实际运用部分、试验与测试部分[1]。由于各章知识点的相对独立性，笔者将土力学的学习过程比喻为桥梁建设，而各个章节的学习如同各个桥墩的建立过程，只有把每个桥墩都建扎实了，将桥面铺装好，桥梁才能发挥其作用。在这里每章的基础理论就如桥墩，土力学的实践环节就如同桥面铺装过程，将各个知识点贯穿起来。因此，如何设立合理的实践环节充分调动学生自主学习和对学科的宏观把握至关重要。而土压力计算、挡土墙设计和边坡稳定性分析等都可提供实践环节，让学生在学习基本理论后，进行实际操作训练。

目前本科土力学教学实践环节中大多只设立了四个基本的常规试验，测定土的液、塑限，通过击实试验绘制土的击实曲线，还有压缩试验和直剪试验。四个试验代表着土的不同物理力学特性，是测定最基本的参数指标。通过调研，学生普遍反映，如果没有一个工程背景作为支撑，他们较难理解这几个常规试验的意义和重要性，更多的是被动完成，而不是主动设计。故参与试验准备、操作和进行结果分析的主观能动性不强，没能充分达到调动学生积极性并发挥创造力的目的。

加强实验课和适当进行实践性环节的改革对提高教学质量非常有效。对实验现象和结果要进行合理的分析，勤于思考，善于总结，才能有所发现，有所进步[5]。通过实验教学，加深对土力学基础理论知识的理解，这样大大提高了土力学的教学质量和学习效果[6]。因此，在教学环节中，我们尝试了一些开放性的实践环节，在学习土力学的基本知识后，除了完成常规试验，还要参与一些竞赛，开展开放性的设计课题，让学生自主搜集资料，自己设计解决问题的技术路线，自己进行验和优化设计。目前已经开展了加筋挡墙设计、边坡失稳试验等多种趣味性强的实践环节，收获颇丰。下面将结合加筋挡墙设计的课题谈谈学生在这次实践环节中的完成过程和理论联系实践的训练。

三、案例分析

为了实践实验环节对学生所起的作用，通过组织学生参加加筋挡土墙结构设计大赛，为土力学的实践性环节提供了很好的机会。该课题合理之处在于其可以充分利用土力学各章理论知识，提高学生解决实际工程问题的能力，使学生了解土压力计算、挡墙设计和土坡稳定计算等理论知识在解决加筋挡墙设计中的重要性，调动学生自主学习的兴趣。加筋挡墙设计优化作为一个开放的课题，其答案的多样性，可充分引导学生进行大胆想象，充分表达个人想法并愿意为自己的想法付出实践。下面是在设计过程中的体会。

（1）刚开始给学生布置该课题时，学生不知道该如何突破和入手。我的建议是要充分理解挡墙设计的核心，即通过合理的锚杆布置（实验中用筋带进行模拟）平衡挡墙土压力，从而使挡墙处于稳定状态。因此，学生先结合本科土力学中土压力的计算部分，还有挡土墙的设计和土坡稳定分析的相关理论知识，进行自主学习。

（2）接着为了完成相关实验，

根据大赛要求制作模型箱，并为保证模型箱拆卸方便，构思了多种模型箱设计方案

，最后各侧板之间通过锚栓连接，底板上安装固定销钉，各侧板底部打孔，直接插入底板。在模型箱设计过程中，学生充分联想了日常物品的连接方式，从而顺利完成模型箱制作。接着为了完成本次实验，学生也联系了相应砂子生产厂家，了解中粗砂的规格，充分调动了学生自主参与的积极性。

（3）根据设计要求，需要学生自主完成多个常规试验，为进行本次加筋挡墙设计提供材料参数。比如，对砂样进行基本的物理性质参数测定，包括筛分试验、密度测定等。力学强度测定包括砂土的直剪试验、确定内摩擦角，以及筋材的抗拉强度测定等。

（4）在理论计算方面，学生自主查阅TB 100025―2006《铁路路基支挡结构技术设计规范》等多个规范，进行加筋土挡土墙土压力计算、下滑力和抗滑力计算、全墙抗拔稳定验算等，能结合自己提出的布筋方案，建立布筋优化方案的目标函数，从而为整个课题的完成提供扎实的技术路线支持。

（5）在实验方面，为了观察砂样挡墙在不加筋带下的自稳定状况，学生首先做了无筋带下砂土的滑裂面分析和砂土自然休止角的测定，直观上认识了无粘性土滑坡的过程。通过强度较低的纸板作为挡墙，也直观上看到了墙后土体的土压力分布状况，以及不同深度的变形状况。

（6）随着实验的进行，学生兴趣越来越高，查阅了相关加筋土工方面的文献资料，了解了加筋土加固机理。让学生初步尝试布置直线型的筋带进行试验，模拟加筋挡墙过程，不断调整筋带总层数和各层筋带的数目、尺寸等，通过竖向加载直至挡墙破坏，从挡墙后砂土的破坏类型以及筋带的破坏来判断筋带布置的合理性。

（7）通过大胆尝试，学生提出了多种筋带类型和布置方案，比如采用筋带末端弯起成U形或V形，末端采用扩大头的加筋布置等，体会了加筋复合体的作用。在这个过程中，学生能联系工程实际，考虑筋带布置时的经济合理性，培养学生全面理解问题能力，提高其抓住问题症结并各个击破的能力。

（8）最后通过完成一个完整的计算书来表达自己的设计思路和方案，锻炼学生组织整理实验课题报告的能力。在此过程中学生对本科土力学的基本理论知识有了更全面和系统的理解。

在加筋土挡墙设计的基础上，若不考虑筋带，通过设置挡墙面板的位移状态，可以来模拟边坡失稳的主动状态和被动状态，从而使学生结合课本知识，直观了解边坡失稳过程以及滑裂面的形成。

在此开放性试验中采取4人一组，利用的是课外学时，加筋土挡墙设计为4学时（包括计算和操作的整个过程），边坡失稳试验为2个学时（主要是操作环节）。上述结合土力学课程开展的实践环节，学生反映学习效果很好，提高了学生的探索和创新能力，并为本科生的毕业设计和论文研究打下了良好的基础。

四、结语

教学中通过不断尝试和学生的反馈，我们看到实践环节的合理性可以大大促进理论教学部分的成效。更可喜的是，虽然开放实践课题结束了，但是学生总结实验结果的热情不减，仍然能认真分析实验各个环节和数据结果，加深了对土性质的认识，增强了对岩土工程的兴趣，为培养岩土工程专业的研究生和岩土工程的从业者打下了基础。土力学是一门实践性非常强的基础课程，理论知识为主，但通过能力培养，引导学生进行创新思维，对理论知识有整体宏观的认知和运用才是人才培养的根本。教学中重视实践环节课题的设置，使课题具有可操作性、工程性、趣味性和发展性，这样才能真正使学生成为课程学习的主角，充分调动他们对学科理论知识学习的积极性。作为教师，在整个实践环节中，应该起到指导作用，授之以渔，培养学生创新思维方法，这样土力学实践环节的教学才能真正发挥其作用。参考文献：

[1]李广信，吕禾，张建红.土力学课程中的实践教学[J].实验技术与管理，2006，23（12）：13-14.

[2]高等学校土木工程学科专业指导委员会.高等学校土木工程本科指导性专业规范[M].中国建筑工业出版社，2011.

[3]李广信.奇谈怪论土力学[J].岩土工程界，2003，6（8）：24-26.

[4]赵树德，廖红建.土力学[M].2版.北京：高等教育出版社，2010.

[5]李广信.试验与思考[J].华中科技大学学报：社会科学版，2014（S）：118-120.

[6]缪林昌，经绯，邵俐.大土木工程类土力学教学改革思考与实践[J].东南大学学报：哲学社会科学版，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：地质学的基本概念范文

关键词：物理教学改革；基本功训练；创新精神；内容现代化；硬科学

围绕物理课程改革，中国物理学会前两届教学委员会曾举办过一系列研讨会.第一次1992年11月在重庆，主题是基础物理教学的现代化问题；第二次1995年4月在合肥，主题是物理教育与科学素质培养.后来，1997年在无锡、1998年在南昌，又举办过两次会议，物理教学的改革一步步地深化.新情况下有新问题，下面仅就我近来想到的、听到的，和被问到的问题，发表一些个人看法.

1基本功的训练永远不可少

我们曾多次引用杨振宁先生的观点：中美传统教育方法的区别之一是中国教育按部就班、严谨认真，而美国的教育是渗透式的，允许跳跃.物理学是一门严谨的科学，基本概念、基本原理和基本技能等基本功的训练，永远是物理课程的核心，也是我国物理教学的优良传统，舍此谈不上什么科学素质教育.在我国传统的物理教学中适当地引进渗透式的教学方法，作一定程度的跳跃，可使学生不过分地依赖教师，有利于激发他们的独立思考和创新精神.我们赞同杨先生看法：中美双方教育传统的长短是互补的，若能将二者和谐地统一起来，在教育上将是一个有意义的突破.然而，对我国物理教育传统施行伤筋动骨的手术，必须慎重.

2内容现代化不能只是新闻报道

20世纪科学突飞猛进，新技术层出不穷，令人目不暇接，眼花缭乱.物理教学要富有时代感，但不能流于新闻式的报道，而应讲出其中的物理内涵.近代物理的理论基础是相对论和量子力学，物理课中介绍现代科技成果时，应突出它们的近代物理原理.

3科学教育不能“软化”

自然科学都是严谨的“硬科学”，物理学尤其如此.对青少年进行硬科学教育，对他们科学素质的培养，是必不可少的.对于一个社会来说，普通国民受到扎实的硬科学教育，且不说对提高生产率和发展经济有利，对各种迷信和的抵御能力也会大大增强.今年8月在桂林召开的“‘99国际物理教师学术交流会”上日本代表汇报了日本文部省(即教育部)的决定，将中学的物理、化学、生物、地学等科目合并为一门“综合理科”课，总课时大幅度地压缩，因而课程内容也大幅度地删减.例如，物理课程大纲中只保留了“能量”的概念，将“功”和“功率”砍掉.会上各国代表听了为之一震.欧洲物理学会的代表说，这种将科学教育“软化”的趋势在世界上有一定的普通性，其实质是使国民教育廉价化.

4如何看“综合”

据说“综合”有利于培养学生的创新能力.不错，现代的自然科学(物理学、化学、生物学、天文学、地质学、地理学)是从古希腊的自然哲学分化出来的，当前又呈现综合起来的趋势.当初的分化标志着认识的深化，现在的综合标志着进一步的深化，即所谓认识的螺旋式上升.目前许多综合性的学科，如材料科学、环境科学、分子生物学等，培养人才的一般模式，是本科仍按传统学科分科培养，在研究生阶段进行综合.这是有道理的，否则在低层次上“综合”，会造就出一批“万金油”式的毕业生，他们什么都知道一点，但哪门也不精通.这样的人在综合性学科的攻坚战中是很难动“真格”的.其实一门精通，才能触类旁通.

5要不要“破体系”

有人说：生物课过去的体系是“门、纲、目、科、属”，现在改为“器官、细胞、蛋白质、DNA”，体系大变；而物理课的体系过去是“力、热、电、光、原子”，现在仍是“力、热、电、光、原子”，体系该破了.我们认为，“体系”是形式，形式应服从内容.教学改革应以课程内容的改革为核心，“体系”破不破，是教学内容改革的结果，“破体系”不能作为教学改革的目标和出发点.“”、“文化革命”时代的教训，我们这一代人记忆犹新.

第9篇：地质学的基本概念范文

工程水文学是水利类和土木工程类专业的一门必修专业基础课程，是将水文学的基本理论与方法应用于工程建设与管理的一门技术学科。课程涉及水文学原理、水力学、水文地质学等基础知识，概念抽象且应用性较强，土木工程专业学生前期基础知识的了解宽泛笼统，课时安排少，学习难度较大。学生普通反映教学内容枯燥，学习积极性不高，效果差。

因此，对于大土木专业的学生而言，需要教??在教学过程中结合学生的专业情况，从水文知识的需要角度出发，将水文学知识、理论和方法与土木专业知识相结合，旁征博引，通过实际工程案例来说明课程与专业的相关性以及在专业领域的应用前景。课堂教学中既要注重对基本原理、基本概念的描述，又要注重原理、方法在生产实践中的应用，同时，还需要运用现代信息技术手段设计出更具新意的课件以吸引学生，从而提升学生对该课程的认识以及实际应用能力。

一、课程教学中存在的问题

在授课过程中发现，学生对水文学课程的学习普遍感觉难度很大，特别是对于大土木工程专业的学生，由于前期未接触水文学、水文地质学及水力学等基础课程，学生对很多基本概念模糊。只有少数学生能掌握课程的主要内容，一部分学生能听懂课堂内容，但不能灵活运用所学的理论知识解决实际问题，知识迁移能力差，创新性及实际操作能力较弱。面对不同专业的学生，由于基础不同，教学难度较大。因此，教与学的效果存在一定的差异，就当前的教学过程而言，主要存在如下问题。

（一）课程自身的抽象性

该课程涉及面较广、内容多，不仅包含理论推导及试验研究，而且计算复杂、实践性强，与规范和工程实际联系密切，系统性和逻辑性欠佳，对于没有水文学相关前期知识的学生而言，这无疑加大了学习的难度。另一方面，该课程的基本假定多、公式多，设计过程中既要考虑实际数据的可靠性，又要考虑理论方法对这些实际数据处理的可行性，最终还需要结合多种指标来判定结果的实用性。由此可见，水文学的资料统计和预报结果并不唯一，计算分析中需要融入工程经验。如在讲解洪水位的确定涉及的“频率（P）”时可以引入“重现期（T） ”，举例“某水库的设计洪水位千年一遇，设计频率则为P=0.1%；若某城市发生的是五十年一遇洪水，洪水的设计频率则为P=2%”；讲解“各类库容与洪水位的对应关系”时，可结合三峡工程图片来讲解“总库容、兴利库容、防洪库容”与各级水位之间的关系。

（二）教材的同一性

工程水文学作为水利水电工程专业及桥涵专业的必修课，涉及的内容多且繁杂。目前，为了实现大土木专业的宽泛性和拓展性，土木工程专业的课程培养方案中增加了工程水文学课程，但未及时出版针对土木工程专业特点的《工程水文学》相关教材，培养方案、教学大纲也与水利工程专业及桥涵专业大同小异，教学的内容、难点及重点也基本一致，同一化趋势明显。

（三）教学方案的单一化

目前，各专业课程的授课学时不断缩减，在缩减的课时内讲解与以往相同的知识点，教学难度增大，学生处于被动接受状态，依赖性较强，缺乏思考，也没有足够的时间去思考。 工程水文学是一门实践性很强的课程，水利专业的实验课学时约为理论课学时的1/3，11次作业，多次课堂讨论。而对于土木工程专业的学生，教学大纲中未考虑实验课，即使教师在课堂上有实验案例的讲解，也只是纸上谈兵，无法培养学生的动手能力。

（四）学习方法不当

按照惯例，学生一般采用传统方法根据既定的、已知的条件来求解相应的水文学问题。根据水利工程专业及桥涵专业的水文学教学情况可知，学习该课程需要学生有很强的工程背景及工程经验，大多数的公式及方法均是半理论半经验的推导，因此课程的系统性、理论性、逻辑性及严密性相对于一般的专业基础课程要差。土木工程专业的学生前期一般未接触水利、水力等专业课程，且由于当前培养方案设计中缺少相关的实践环节，学生对水文学相关的实际工程了解甚少，很难把握课程的学习节奏，也难以找到适合自己的学习方法。大多数学生认为学习难度大、枯燥、无用，课堂教学死气沉沉，无法形成正常的教学互动，一定程度上影响了教学效果。因此，教师应因材施教，不仅要在课程上讲解水文学的理论知识，还应结合相应的工程背景、通俗易懂且形象生动的工程案例来调动学生学习的积极性，并在教学过程中通过图表法、流程图法、程序设计、动画视频等方式提高学生的理解力及能动性。

二、课程新教学模式初探

工程水文学课程的主要任务是使学生掌握水文学的基本概念、基本理论和相应的水文学计算方法，具备分析和解决实际工程中相关水文学问题的能力。该课程纯理论分析较多，但大多基于经验，如流域产汇流计算中包含了产流和汇流计算，涉及降雨、蒸发、下渗、产汇流等基本概念、原理和变化规律，又十分强调应用方法的掌握，如产流计算的降雨径流相关图法、流域蓄水容量曲线法和初损后损法等，汇流计算的时段单位线法和瞬时单位线法等。

课时的大幅度缩减导致某些教学内容一带而过，课程教学的难点、重点不突出，前后章节内容之间联系不紧密，学生很难把握该课程学习的主线和重点。另外，教师教学中为了保证基本知识点的连贯性，人为增加了一些内容来加强前后章节之间的联系，最终适得其反，增大了学生对该课程的理解难度及学习负担。

因此，针对工程水文学课程教学中存在的问题，结合课程的特征及土木工程专业学生的特点，组织学生查阅涉及水文学问题的相关文献及工程案例，通过分组课堂讨论、视频演示的方式激励学生，提高学习的主动性，让学生真正看到专业的发展前景，感受到课程与专业的相关性以及在实践中的重要地位。

（一）多媒体与传统教学方式相结合

工程水文学课程内容由于包含了较多的抽象概念、时空概念和动态演化过程，教学相对其他专业基础课程难度大。仅仅依靠传统的板书教学很难清晰地展示上述概念及动态演化过程，日益成熟的多媒体为该课程的教学提供了重要的教学手段，可实现抽象概念直观化、时空概念明确化以及动态演化过程透明化，课堂教学效果显著增强。

因此，为了充分展示多媒体教学的优越性，教师需不断提高运用教学软件制作课件的能力，将传统教学无法表达的课程内容生动形象展现出来，以吸引学生的注意力，提高课堂教学的质量。如：讲解产汇流计算中的“降雨径流形成过程”，设计三维动画来模拟蒸发、水汽输送、降雨、下渗、地面径流及地下径流形成的整个过程，以帮助学生形成直观感受，提高学习兴趣，实现课堂教学的良性互动。在此基础上，教师通过对径流形成过程进一步讲解，并请学生就视频演示及理论进行讨论，强化学生对该问题的理解和熟知程度。相对于传统教学模式，该方法能更为生动地展示水文学中的抽象概念及各类时空动态演化过程，学生学习效率提高，课堂教学效果明显增强，达到了事半功倍的效果。

对于一些复杂的需要演算、推导的基本理论和计算公式，仍然需要考虑传统教学模式。如：新安江模型的讲解，由于涉及公式多，推导过程繁琐且长，若一味地用多媒体演示，会出现整篇公式的情况，学生看得眼花缭乱，难以搞清推导过程。因此，可采用板书的形式带着学生一步步推导，这样教学节奏相对较慢、条理性更强，学生有足够的理解和消化时间，对知识点的掌握也更扎实。

（二）教学方案多样化

教师使用多媒体软件进行教学时，在课件准备中需要查阅大量的文献资料，并整理糅合相关信息，然后根据学生的特点进行内容整合，使得理论、试验及工程案例有机组合，形成适用于土木工程专业的、不局限于现有教材的、针对性强的多源信息重组教案。

由于工程水文学涉及大量计算，手算时间长且易出错，可引入数学处理软件如Excel、Matlab等处理计算过程并形成相应的过程图形。新的数据处理方法不仅巩固了课堂教学内容，带动了学生自主学习，拓展了学生的知识面，让学生认识到各类方法的后续有利效应及开放性，增强了学生有效掌握该课程内容的信心。如“适线法”：主要用于推求指定频率的设计年径流量或指定频率的设计时段径流量，适线时需要考虑全部的经验点数据，计算过程中要求学生能将理论与实践有机结合，其操作性非常强。讲解过程中，首先让学生了解“适线法”的基本原理、适线时的数据选择要点：当曲线与数据点拟合不佳，应侧重考虑中下部的数据点，且适当考虑上部的数据点、CsCV的合理取值以及计算结果的合理性验证方法等；然后，应基于Excel、Matlab软件对“适线法”进行详细讲解，让学生尽快认识和熟悉频率格纸、适线法的制作及运用，为后续设计洪水的推求过程打下基础。可通过以下几种方案来增强教学过程的适用性。

（1）Excel表法。通过Excel表格统?各类水文要素的变化：三个统计参数，相关分析，频率，单位线法来推求设计洪水过程线，分析法求时段单位线等，以上均可采用Excel表格来计算。

如下为“设计净雨推求设计洪水”的过程，引入Excel列表，如图1所示。某流域已知地面净雨深（B列）、单位线流量（C列）及地下径流（H列），根据计算公式得到不同时刻的地面径流为单位线流量*地面净雨深*0.1，运用Excel 单元格功能将各段净雨的地面径流过程求解，即可得到地面净雨4 mm、10 mm及30 mm产生的地面径流，分别列于图1中的D列、E列及F列。汇总各时段净雨的地面径流过程即可求出总地面径流过程，运用Excel函数SUM求出各时刻的地面径流G列，得到总地面径流过程。总地面径流加上地下径流得出各时刻的设计洪水H列，即可求出设计洪水过程。

（2）图解法。如“适线法”采用手动配线时，首先将理论频率线与经验频率线均标示于频率格纸上，若理论曲线与点据拟合不好，则根据配线原则调整理论曲线的参数，两者的相关性达到最大即可；采用图解法分析“超渗产流”时，首先要获得累积雨量过程线及下渗能力曲线，在此基础上作图求解；超渗产流的初损后损法包含初损和后损两个阶段，初损值的确定可以根据流域的大小由实测资料分析，建立初损值与流域起始蓄水量、初损期的平均雨强间的关系图；后损是初损的延续，由于与初损量关系密切，需建立后损率与初损量及初期平均降雨强度之间的关系图，然后求得后损率。降雨过程的径流过程流程如图2所示，由暴雨资料推求设计洪水的计算过程如图3所示。

（3）工程实例法。“由暴雨资料推求设计洪水”的工程背景很强，对土木工程专业的学生而言，学习难度较大，为了提高教学效果，采用由简入繁的教学方法，特别是选用合适的实际工程案例，有针对性地讲解由暴雨资料推求洪水位的过程。推求方法及演示完毕后，可安排学生推求某已知实际工程暴雨资料的设计洪水，按照暴雨资料分析产流计算设计净雨流域的产汇流计算设计洪水分析的步骤逐步完成设计洪水的演化计算。

（三）寓教于学的互动教学

工程水文学是一门理论与实践相结合的课程，对前修课程未涉及水力学的土木工程专业的学生而言，学习过程中容易厌学，积极性不高。因此，教学中应充分考虑教学内容、培养目标与学生自主学习之间的关系，使得学生在教师教授的方法、软件的运用中获取自主学习的能力，充分发挥每个学生举一反三的能力和创造性。另外，教学中还可以根据教学要求对学生进行分组，制定相应的任务书，并要求分组学生在课后通过多媒体事先熟悉教学内容和教学要求，下次课堂教学中分组互动探讨任务书的指定内容，各组学生的集思广益将使得课程气氛越发活跃，实现了教师“教”与学生“学”的双向互动，教学效果显著，学生学习兴趣浓厚。

目前，网络教学已成为当前高校教学的一项重要手段，可实现教师与学生实时互动交流答疑，教师可随时掌握学生的学习动向及疑难问题，可在后续教学中针对性地解答或调整课程的教学安排，使得学生对知识的掌握更为全面。

因此，在保证完成教学大纲要求的前提下，适当增加体现水文学研究现状、最新研究成果及工程应用概况的内容，以反映该学科的前沿动态，培养学生的创新意识。由于该课程教学实践环节的缺乏，可要求学生课后针对性地阅读或调研，自行查阅与工程水文学相关的最新研究进展（理论、试验及工程应用等）。与此同时，鼓励学生对调研获得的资料信息进行交流讨论，更进一步了解该课程的理论、技术及最新成果。一般而言，工程类教师大多有相应的工程研究项目，可邀请部分学生参与到科研项目中来，按照甲方的要求完成项目研究任务。该方法可称为科研型教学法，是非常适合不同层次学生的教学方法。鼓励学生创新，将已有的新理论、新思想引入到学生熟悉的领域中，鼓励学生自主创新，而不被教科书或别人的观点所束缚，是课程学习的关键。

（四）启发式与反馈式教学

课程教学均是基于教学大纲，教师教授新课前要明确下次课的教学内容、教学重点及教学难点，鼓励学生根据教师的提纲形成自己的看法和见解，根据教学需要适时设置提问，启发学生积极思考，引?а?生建立详细的思维导图，让学生明确每项内容需要讲解的内容、需要解决的问题以及解决问题的方法，使学生对新课的教授内容更有条理性。

显而易见，在启发式教学中教师只起到引导作用。如产流机制的学习，课堂上可以通过问题的设置来展开，如“降雨为何有时能使河水位上涨，有时河水位却保持不变”。对此，需要从降雨入渗过程开始讲解，引入雨水损失、截留、填洼及蒸发概念，特别是采用图形的方式分析降雨入渗机理，强调入渗到地面的雨水会由于基质（包气带）对水分进行分配；基质（包气带）的饱和程度对水分分配产生较大的影响，需着重了解基质的物理特征即结构、含水率（饱和状态或水分动态）对雨水的再分配原理；重分配过程中由于包气带的赋存状态导致不同类型径流的产生，哪些情况会产生不同形式的径流呢？最终径流的分流使得河水位变化不同表现为不同的形式。接下来讲解产流的基本条件，这就是典型的启发式教学，通过思维导图的方式逐渐剖析知识点要点，提高学生学习的兴趣和自主性。

另外，每次授课都需要基于已有的基础知识，引导学生积极思考，加深对课程内容的理解，以此引出本次教学的重点及难点。通过学生自主思考，充分活跃学生的思维，在新问题的不断提出与解决过程中启发学生接受新的知识点，增强学生的求知欲，让学生觉得学习该课程是有用的。

每次课结束前，需要对当堂教学内容进行精炼总结，让学生对零散信息进行融会贯通，形成整体性知识点，这也是对主要内容的再一次提炼；也可基于图表、框图的思维导图方式引导学生对课堂内容进行总结。思维导图是一种简单却又极其有效的思维工具，即以某关键词为中心以辐射线的形式连接课堂讲解的关键内容，层层相套，呈现一种放射性的立体结构，形成学生个人记忆的数据库，这是知识点从平面到立体的形成过程，也是一种精炼且形象直观的课程教学总结方式，使得零散知识点更有层次感及逻辑性，学生印象更深刻。

三、结语

根据工程水文学的课程特点，传统教学方式与多媒体、网络课程等方式的有机结合是当前最主要的教学模式。由于土木工程专业前期相关理论基础知识不足，需针对性地进行教学，在教学模式、教学方法、教学方案等不断改进的过程中降低课程的难度系数，增强学生学习的信心及兴趣，通过自主学习和启发式学习来提高学习效率，使得土木工程专业的学生能更深层次地掌握和运用工程水文学相关理论及方法。因此，在工程水文学的教学中，还需结合土木工程专业的实际需求进一步完善。

（一）教学方法的优化

对计算较多的部分可采用算例演示的方式加深印象，并鼓励学生提出问题，达到启发学生思维和培养学生解决问题的能力。课堂中可增加实践环节，计算部分可设计1～2个小课题，鼓励学生运用讲授的理论方法及数学软件来实现。因此，优化的教学方法可引导学生自主学习，激发学习动机，形成良好的学习习惯。