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[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)11-0146-03
一、引言
“水文地质学基础”是水文与水资源工程、地下水科学与工程本科专业的一门重要主干基础专业课程,同时也是地质工程、勘查技术与工程等工科专业的重要基础课程,但国内理科地质学专业开设该课程的高校较少。
安徽大学立足安徽,服务区域经济社会发展,在环境科学与工程、生态学、地理信息科学等相关专业基础上,于2011年开设地质学专业。在我校地质学本科人才培养方案中,“水文地质学基础”作为专业基础课程开设,以培养学生具有地下水方面的知识和意识。本文就两年来我校地质学专业“水文地质学基础”课程教学过程中的探索和实践进行归纳和总结,以便更好的指导今后的教学工作。
二、教学探索与实践
(一)使用教材优中选优
在教学活动和教学改革中,教材占有重要的地位,是提高教学质量的重要保证。一本好的教材不仅要内容丰富、知识点全面,更要通俗易懂、深入浅出,使学生容易接受,而且要反映学科最近进展。[2]因此,需精心挑选教材。
目前,国内水文地质学基础方面的教材主要有以下几本。①张人权等编著,地质出版社出版的《水文地质学基础》(第六版,2011年),该书是在我国水文地质学重要奠基人王大纯先生主编的《水文地质学基础》(前5版)基础上修订出版,是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。[1]②崔可锐主编,合肥工业大学出版社出版的《水文地质学基础》(2010年),该书是安徽省高等教育岩土工程和工程地质专业系列规划教材。[3]③陈南祥主编,中国水利水电出版社出版的《水文地质学》(2008年),该书是普通高等教育“十一五”规划教材。[4]④肖长来等编著,清华大学出版社出版的《水文地质学》(2010年)。[5]⑤高宗军等编著,中国矿业大学出版社出版的《水文地质学》(2011年),该书是普通高等教育“十二五”规划教材。[6]③④⑤三本教材针对非水文地质专业方向,不仅包含“水文地质学基础”课程的相关内容,还包括地下水运动、水文地质参数计算、水文地质勘察、地下水资源评价等内容。
考虑到:①我校地质学专业有地下水动力学、专门水文地质学等后续选修课程,因此在基础课程教学中宜使用《水文地质学基础》教材。②调研发现,国内多数高校在水文地质学入门课程使用张人权等编著的《水文地质学基础》教材。该书着重阐明水文地质学的基本概念、基本原理及基本分析方法,广泛吸收国内外最新研究成果,深入探讨地下水资源及地下含水系统概念,引入地下水流系统理论,强调与地下水有关的生态环境问题。[1]因此,我们选用该书作为我校地质学专业本科教材。实践表明,选用该教材是合适的,学生普遍反映该教材通俗易懂,概念清晰,内容丰富且新颖。
(二)教学手段四位一体
心理学研究表明,人通过不同器官获取知识的能力不一样。通过听觉获得的知识一般能记住15%,通过视觉获得的知识能记住25%,同时使用这两种器官能记住获得知识的65%,在交流过程中对自己所说的内容能记住70%。而且,人通过不同媒介认识事物所需的时间也不同,通过实物、图形图像认识事物所需时间最短,通过语言描述认识事物的时间约是上述的2倍。[7]基于这一认识,本门课程采用课堂讲授、随堂讨论与练习、实验实习、上机操作等四位一体式教学手段,以增加知识的保持度,同时缩短学生对新事物认识所需时间。
1.课堂讲授
随着计算机技术的快速发展,多媒体技术已经被广泛地运用到该课程的教学中。[8]因此,课堂讲授主要采用现代化的多媒体数字课件,辅以板书。本门课程的多媒体课件图文并茂,文字简洁精炼,图片(照片)经典丰富,不但配有水文循环、潜水承压水示意图等经典图片(彩色),而且还有黏性土的微观扫描电镜照片、淮南地区猴家山组灰岩(含裂隙)、巢湖地区南陵湖组板状灰岩照片(含裂隙)等任课教师科研中积累的照片及我校学生实习照片,全部课件有照片近200张。给文字、图片配以教师讲解,使讲授内容既丰富多样,又提高了学生的兴趣,吸引了学生的注意力。
2.随堂讨论与练习
随堂讨论与练习主要是为了给予学生思考、联想、创新的启迪,以及调动学生情绪,活跃课堂气氛。在详细了解学生以往所学过的地质学基础课的基础上,教师以实际问题为例,以启发式的方法引导学生根据已有的知识来理解新的概念和专业术语。通过教师和学生互提问题,大家共同讨论的方式,使同学们试图为解决该问题提供思路以加深对概念的理解,而不只是对书本上的知识死记硬背。
比如在地下水运动的基本规律这一部分内容讲授完之后,把学生分成10个小组,随堂讨论达西公式的应用条件、岩土介质渗透系数的测试方法等问题;并进行8个题目的练习,涉及实际流速与渗透流速的关系、地下水流向的判断、水力梯度与单宽流量的计算、地下水水位线的绘制等达西定律的理解与应用问题。通过讨论和练习,增加了学生对达西定律的认识和理解,并提出一些岩土介质渗透系数测试有意义的想法,更重要的是创造了一个轻松愉快的学习氛围。
3.实验实习
由于初学者缺乏对地下水的感性认识,同时,地下水科学具有综合性,只有结合具体问题进行分析才能掌握理解。因此,实验和实习显得尤为重要,通过该环节的训练,有利于提高学生分析和解决问题的能力,有利于培养学生的创新思维。[9]
我校根据中国地质大学(武汉)等知名高校教学实验情况,从上海江科实验设备有限公司定制水文地质实验仪器28台,开设了雷诺实验、孔隙与水、达西渗流实验、砂土中水的毛细运动、潜水模拟演示、承压水模拟演示共6个实验,进行编制潜水等水位线图、达西定律的物理实质及其应用、地下水化学成分形成作用实例分析、读水文地质图等4个实习。
通过开设的实验实习项目,促进了学生创新精神和实践能力的培养,强化了学生对基本知识的掌握和基本技能的训练,提高了我校复合型和应用型高素质人才的培养质量。
4.上机操作
数值模拟可视化是新兴发展的计算机技术,以实时动态模拟可视化教学手段将抽象的公式和概念表达具体化和形象化,以加强学生对计算模拟结果的感官认识,加深对知识的理解,从而提高学生的动手实践能力,提高教学效果。[10] [11]
使用GMS软件,对学生进行了4个学时的上机操作训练,采用直接建模法演练了有降雨入渗、河流排泄、人工取水等条件下的地下水流问题。多数学生在练习之后的报告中直接谈到“通过上机模拟,直观地观察到地下水的运动状态,同时,也将该课程的基础理论与现代技术相结合,把研究问题可视化的呈现在我们面前”。
(三)任课教师团队化
在教学过程中,组建教学科研团队,将“一课一人上”变为“一课多人上”的教学模式,每个教师发挥自己科研领域的独特优势,将精力集中于自己擅长的一个或几个部分,相比传统教学模式,学生可领略不同教师的不同教学风格,丰富模块的知识结构。
同时,任课教师把各自近几年相关科研成果实施到教学工作中来,提前让学生接触科研,打破他们对于科研的“敬畏”,并组建创新团队,对他们的新想法进行创新实验。比如,2013级地质学5位学生在进行砂土中水的毛细运动实验之后,积极思考,主动查找文献,设计并进行了粉煤灰及其改良砂质土壤的毛细上升试验,获取了粉煤灰中毛细水上升规律和过程。
(四)考核方式多样化
在课程教学中,考核方式具备检验和激励双重功能。一方面要全面、客观、公平的检验学生学习情况,另一方面要充分利用它的激励功能,特别是在课外拓展学习中的激励性。在该课程的考核方式中,细化考核因子,采用三级指标体系(图1)进行考核。
图1 考核指标体系及权重
1.增加平时考核的适用性
平时成绩是考核学生学习知识的重要方面,要客观公平、全面,且要有实际可操作性。具体做法是把平时成绩分成三个部分,包括出勤率(30%)、课堂知识回顾与提问以及小组讨论情况(30%)、课后作业练习及文献阅读等(40%)。这种平时成绩考核方式,不仅仅是要学生来到课堂,更重要的是激发学生自主思考,使学生由原来的被动“接受性”学习变为主动的“发现性”学习或“探究性”学习,从而真正成为学习的主体。
2.提高试卷考核的开放性
“水文地质学基础”这门课程注重基本概念、基本原理的教学,但试卷考核题型应避免让学生“死记硬背”,避免出现试卷分数很高,但只记住概念,不理解概念的现象,要提高试卷考核的开放性,把基本概念的考核融入图件的绘制、实际问题的分析中。
比如,在考查含水层、隔水层、潜水、承压水等基本概念时,比较简单的做法是以名词解释或简答题来考查学生。笔者考查的题型则是绘图分析题,具体题目是“绘制一水文地质剖面图,使之反映并表示出含水层、隔水层、潜水、承压水、上层滞水,潜水含水层厚度、潜水埋深、承压高度、承压含水层厚度,以及潜水位、测压水位。”该题型具有以下几个特点:①既考查基本概念,又灵活开放,重点是考查学生对基本概念的理解,而不是简单的背记概念;②综合程度较高,该题目把地下水赋存的基本知识点包括在内,而且构成一个有机的整体,增加学生对地下含水系统概念的理解,而不是基本概念简单机械的叠加;③该题目外延要求较高,而不但要求学生掌握地下水赋存的基本概念,而且要求学生对水文地质剖面图的绘制有一定掌握,从另一个方面加强了学生的基本能力锻炼,这在平时练习中也是重点锻炼的。
三、结束语
通过优秀教材的比选,课堂讲授、随堂讨论与练习、实验实习、上机操作四位一体教学手段的构建,一课多人上的教学团队化建设,三级考核指标的细化等措施的探索与实践,有效提高了地质学专业“水文地质学基础”课程的教学质量,为今后教学质量的进一步提高打下基础,也为其他课程教学模式的探索提供了参考借鉴。
[ 注 释 ]
[1] 张人权,梁杏,靳孟贵,等.水文地质学基础(第六版)[M].北京:地质出版社,2011.
[2] 杨治东.对高校优秀教材研发要素的思考[J].教育探索,2013(10):19-20.
[3] 崔可锐,赵川,查甫生,等.水文地质学基础[M].合肥:合肥工业大学出版社,2011.
[4] 陈南祥.水文地质学[M].北京:中国水利水电出版社,2008.
[5] 肖长来,梁秀娟,王彪.水文地质学[M].北京:清华大学出版社,2010.
[6] 高宗军,魏久传,王敏.水文地质学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2011.
[7] 徐慧,章国安,严燕.现代化教学手段下教学模式研究[J].南通大学学报(教育科学版),2005(1):77-80.
[8] 郭会荣,梁杏,孙蓉琳,等.《水文地质学基础》课程多媒体教学改革与实践[J].湖南环境生物职业技术学院学报,2007(4):74-77.
中图分类号:G642 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.01.041
1 前言
独立学院的培养是介于普通本科与大专技校之间的新生教育。培养人才要求既有基本理论,又要有较强的应用能力,基础与应用并重。前几年本科教育的课时都在压缩,独立学院同样也受到了波及,又因为测量学对非测绘专业来说,是非主流专业课[1],因此,在学分制背景下,为加设其它课程,有一些开设学院会对测量学课程学时进行压缩[2]。
2 课程设置
2.1 理论课设置
地质学专业对测量知识的要求主要体现在对地形图的应用以及地形图成图的基本理论,因此结合测量学的基本理论和基本概念,在24个学时的理论教学中,就要分清主次,近而合理分配学时。教材选用本科规划教材,第一章是测量学概述,主要介绍测量学的定义、内容、任务、分类等。该章包括了高斯投影和投影带的计算,这部分内容是地质学学生今后要使用到的,故该章安排4个学时。第二三四章是测量学中的三个基本内容:高差测量、角度测量和距离测量。这是测量学最基本的测量内容,要讲清楚水准仪和经纬仪的使用方法,重点讲述水准测量和测回法水平角观测以及观测误差的来源,省略仪器的检验与校正。三章共安排6个学时。第五章是误差的基本知识,是测量学知识的重点部分,但对于地质学专业来说,要求掌握系统误差和偶然误差的特性、中误差的求取的两种方式以及误差传播定律,故要安排4个学时。第六章是小地区控制测量,控制测量是测量工作的基础,是重点内容。对于地质学专业要求掌握控制测量的原则及分类、导线测量的外业观测和内业计算、三四等水准测量的观测与计算、三角高程的观测和计算等。因此,该章要安排4个学时。第七章是地形图的基本知识,对于地质学专业学生以后所使用的地形图都是标准图幅,因此本章主要讲述地形图的基本的内容,重点要讲述地形图的分幅与编号以及地形符号的识读,本章安排2个学时。第八章是大比例尺地形图的绘制和第九章是地形图的应用,而地质学专业对于地形图重在应用而不是绘制,因此,第八章简单讲述,安排1个学时。第九章要重点讲述地形图的应用的方向和使用方法,安排2个学时。第十章是施工放样,安排1个学时,介绍一下极坐标放样的方法和过程。在理论课讲述过程中要突出测量学的应用型强的特点,结合地质学知识,进而突出基础课的重要性。
2.2 实践课设置
测量学是一门应用性极强的学科,教学效果的好坏很大程度取决于实践教学质量的高低,所以,独立学院更加重视测量学的实践教学。在有限的8个学时内,既要掌握测量的基本技能,还要满足地质学生以后工作的需要,故安排了4个实验,每个实验2个学时。分别为:第一,等外水准路线的观测,该实验要求认识水准仪并掌握水准仪的使用,能够完成等外闭合水准路线的观测和内业计算。第二,水平角的观测,水平角的观测方法有测回法和方向观测法,该实验要求分别使用两种方法对水平角进行两个测回的观测。第三,导线测量。导线测量是小地区常用的平面控制测量的方法,故掌握导线测量的观测和内业计算是非常必要的。该实验建议使用全站仪进行,这样既能在2个学时内完成实验,同时也掌握的全站仪的基本操作。第四,极坐标法点位的放样,在地质工作中经常会根据点位的坐标找到其具体的实际位置,进行地质勘探,故掌握一种放样的方法,对地质专业的学生是必不可少的。同时极坐标法放样比较简单、方便,学时容易掌握。这4次实验内容偏大的,要在2个学时完成每个实验,这就要求理论课的质量,实践课是理论课的验证,实验课能否完成或质量如何很大一部分取决于理论课的讲述的好坏。
3 教学方法与教学手段
为了提高教学质量,在教学中注意综合使用多种教学方法和教学手段,包括板书讲授、多媒体讲授、示范教学等不同教学手段的综合运用。传统板书讲授,主要是针对课程中的重点、难点、涉及较多计算和理论推导等内容,包括坐标正算、坐标反算、导线计算、水准路线计算、测量误差基本知识等,通过公式推导、计算实例等,循序渐进。多媒体讲授,主要是针对仪器构造与使用、地形图测绘及其应用等内容,为使学生能够在短时间内接触较多的信息量,应用PPT为主制作教学课件,形式灵活,使用方便。在讲授过程中,注意将多媒体讲授与板书讲授有机结合,通过二者的优势互补,实现有关知识的融合与最佳传授。示范教学,主要是针对仪器介绍和仪器使用方面,通过课堂实物介绍、实习前的操作示范等,使学生能够较快地了解仪器操作与使用方法,加强实践能力和动手能力。
4 考核方案
考核作为衡量是否达到测量学教学目标的一种手段是非常必要的。但对于大学,特别是以培养应用型为目的的独立学院,不能仅仅以最后的期末考试来反映学生应试情况。而是要客观综合地去考核学生,使最后的分数更加真实地反映每个学生对测量学基本知识和基本技能的掌握。因此我们在考核学生的时候,除了必要的期末考试以外,还要结合实习课成绩和平时表现成绩,最终成绩以期末考试的60%,实验成绩的30%和平时成绩的10%比例的方法计算,这样才合理才最能反映学生对测量学掌握的情况。
5 结束语
测量学作为众多专业的基础课,又因为不同专业对测量知识的要求各异,特别是以培养应用型人才为目标的独立学院,测量学的课程设置的探讨就更不可少。尽管独立学院还比较年轻,许多地方需要建设与提高,但是合理的课程设置是教学改革重中之重。在目前的情况下,应该积极努力地投入课程教学的改革中,从而更好地培养高级应用型人才。
参考文献:
[1]帅菲,邹莉.高校规模化发展中的测量学改革[J].北京测绘,2007,(2):59-61.
[2]张俊,张鹏飞,李屹旭.非测绘专业测量学教学改革实践与探讨[J].地矿测绘,2011,27(1):44-46.
一、独立学院地质学专业设置及就业情况概述
地学经过20多年的低谷,专业人才出现了严重的断层。自1992年以来我国在人才战略规划方面存在问题,对地质专业人才培养和地质工作认识不到位,“八五”、“九五”期间国内地质类大专院校招生规模减少,有的学校改名,学地质专业的毕业大学生没干本专业,从而造成人才供给不足。随着我国社会经济建设的高速发展面临着资源、能源和环境问题的巨大压力,这就更需要大量的地学人才奋战在该领域。而目前在我国的独立学院中只有十几所开设了地质学本科专业,人才的需求远远大于人才的供给,由此可见,地质学专业的就业前景很好。以武汉工程科技学院为例,该院2013届、2014届毕业生截止到当年6月30日的一次就业率均为100%(含考研出国学生),从就业单位分布来看,2013届、2014届毕业生在除国有、三资企业以外的企业就职的人数分别占到毕业生总人数的61%、77 %。
二、独立学院地质专业毕业生优劣势分析
(一)优势分析
1.实践能力更强。与本科院校非地质专业毕业生相比,独立学院的地质专业毕业生实践能力更为扎实。以江城学院为例,该院十分重视地质的野外实习,从大二开始就会安排地质认识实习的课程,暑期更会有二个月的秭归地质实习。从2013届、2014届地质专业毕业生来看,在与用人单位接触中,我们多次听闻用人单位评价我们地质专业毕业生上手能力快
2.学生情商更高。与一些211、985的本科生相比,独立学院地质的学生的情商更高,他们的社交能力更强,不仅仅拘泥于专业知识的学习,以武汉工程科技学院,2014届地质专业毕业生为例,企业评价他们年纪轻、干劲足、能迅速融入企业文化,可塑性强的优势尤为突出。
3.学历优势明显。根据智联招聘的调查分析,在每周人才市场提供的几万个新职位中,专门提出招聘研究生学历的单位很少,而要求本科以上学历的达58%,要求大专以上的是22%,还有一部分没有明确学历要求。据北京大学2009年对高校毕业生起薪调查资料显示,不同学历层次毕业生的起薪有显著差异,其中专科毕业生为1307.4元,本科毕业生为1501.7元,硕士、博士分别为2995.9元和2983.9元。
(二)劣势分析
1.就业期望过高,就业观念有待转变。我校招就处曾针对武汉工程科技学院2012届、2013届、2014届毕业生进行过一次就业意向问卷调查。从问卷调查中看出,毕业生在就业中考虑得最多的是薪酬待遇,大多愿意去事业单位、国有企业,期待的薪金大多在3000左右,就业意向城市只有少数人选择中西部地区。由此可见,独立学院外语专业毕业生对薪酬待遇、工作地域的期望值仍居高不下,就业观念有待进一步转变。
2.学生选择地质学专业并非自愿,对地质行业缺乏兴趣,存在偏见。通过对武汉工程科技学院10级地质学专业学生进行调查,发现许多学生选择地质学专业并非是自己的真实意向,而是受家庭影响。父母或亲戚朋友从事地质行业,因此为他们选择了学校、专业。由于是非本人意愿,加之对地质学这个专业知之甚少,所以有很多学生对该专业并不感兴趣。
三、独立学院地质专业学生就业核心竞争力培养途径探析
基于以上分析,笔者认为要进一步培养独立学院地质专业毕业生的就业核心竞争力,需要政府、高校、学生、企业和其他社会机构的协同合作,共同努力。下面从高校的角度作一点探析。
(一)高校要切实帮助大学生转变就业观念
降低就业期望近几年,我国的高等教育已由原来的精英教育进入到了大众教育,大学生再不能把自己定位为社会精英,而应该定位为普通劳动者了。高校要进一步做好毕业生就业动员工作,要明确、坚定、反复地向毕业生传达这样一个信息:社会给每一个人的就业机会是均等的,关键在于大学生自身具备了哪些素质,做好了哪些准备。要引导大学生目光下移,扎根基层,走出盲目攀比的误区,踏实工作,持之以恒。
(二)激发学生的学习兴趣,更新传统的错误观念,营造浓厚的学习氛围
经过四年的学习、生活和工作,在各个方面都取得了较大的成绩。这些,为自己取得了自信,养成了严谨务实、积级肯干、耐心负责的敬业精神,锻炼出较强的实践能力和组织管理能力,有信心胜任将来的工作。社会,迎接挑战,本人将在学习和工作中继续进行自我提升!
在这即将挥手告别美好大学生活,踏上社会征途的时候,我整军待发,将以饱满的热情、坚定的信心、高度的责任感投入到新的生活环境中,去迎接新的挑战,攀登新的高峰。
在大学四年的学习中,熟练掌握了人文地理学、地图与测量、水文水资源、气象与气候学、经济地理学、环境质量评价与规划、地质地貌学等课程,并将所学的知识应用于实际生活中,从本质层次去看待大气、水文、土壤等和专业相关的事物。同时,为提高视野和素质,利用课余时间自学和选修了法律,国际贸易、中西道德论比较、人际关系心理学等非专业的知识。能使用office、photoshop、visualbasic、mapinfoarcviewgis等各种计算机软件进行电脑操作。
第一,职业教育对学生的培养方向是,能在生产一线从事为社会创造直接利益的技术型人才和技能型人才,这就要求学生需要更多的动手和实践时间;同时,职业学校学生的自身素质、学习积极性、理解能力及基础知识都存在不足,因而在培育、教学手段上更加迫切需要一种全新的、高效率的教学手段与之适应。多媒体技术制作的课件以其鲜明的特征满足了这一培养目标与教学效果的客观需求。
第二,再从教学方式上来分析,在传统的课堂教学过程中,教
师面向学生传授知识技能,从教学内容、教程、方法、步骤,都是教师事先安排好的,学生只能被动地参与这个过程,这种方式以教师的主观意识(教)为主,而学生完全处于被动地位,处于被灌输的状态。按认知学习理论的观点,人的认知不是外界刺激直接结予的,而是外界刺激与人的内部心理工程相互作用产生的,因此发挥学生的主动性、积极性学习,才是使学生对知识获得有效的认知并掌握知识的有效途径。在制作中,我们将科研成果向教学转化,将科研、以往教学中积累的大量的、典型的宏观、微观照片、地质模型等融入课件中,对这些内容的表达要真实、清晰、观察方便。
第三,从地质专业课程的特点来分析,
地质学专业的课程特点是空间广阔、时间漫长、现象复杂、无法再现。我们现在只能看到地质现象,而无法体验、经历在漫长地质历史过程中的种种宏观和微观的变化,这种特点造成了地质学专业各学科的学习难度。
然而利用多媒体工具可以通过图像、动画、动态模拟过程、虚
拟现实等手段,突破视觉及思维局限,再现事物本质及地质现象的形成过程,将大跨度的时间与空间及多种复杂因素的变迁与融合清楚的展示出来,效果不错。这极大的帮助了学生对各专业学科的主动认知理解,得到了学生们的广泛认可。
下面结合教学实践,浅谈多媒体在地质学教学中应用的几点体会。
例如岩石的接触关系,通过多媒体动态模拟过程的手段,可以方便的演示不同接触关系的形成机制,及其间的构造发展。分析讨论并帮助学生对三种不同的接触关系,整合接触、平行不整合、角度不整合所形成的地质环境及构造演变进行深刻认识,掌握形成机制中的不同与相同点。
再如,在《岩石学》课程的教学中,使用传统的教学方式,对矿物、岩石、岩体的认识往往是抽象的,而采用多媒体教学则可以对不同的矿物、岩石、岩体进行实物图片展示,使学生对矿物、岩石、岩体的认识更为直观。通过多媒体模拟动画分析对沉积岩构造中的粒级变化的形成及命名建立清晰的认识。
还有,对不良地质现象及其对工程的影响,在教学中可以播放
不良地质现象及其所引发的灾害,可以使学生对不良地质现象对工程的影响有一个直观的认识。制作有关5.12汶川地震灾害资料与地震有关概念的多媒体,很容易让学生了解地震类型、形成原因、灾害情况等,并对地震震级、地震烈度、地震波等相关概念及其地震力效应、地震破坏效应(滑坡、崩塌、泥石流)、地震场地效应(场地的液化、地基的失稳)、地震次生灾害效应(如堰塞湖等)内容有清楚的认识。
再有,《矿床学》中的各种矿床矿石的矿物组成、矿石的结构及工作、矿体顺走向与倾向的延伸与变化特征、矿体顶、底板的岩性及变化特征、围岩蚀变发育及分带特征等等,再如地质图的绘制,等高线、等值线图的绘制原理,通过多媒体配以大量的实物照片与相关插图进行讲解,制作原理就容易理解了
安全科学与工程作为一级学科始,前人在学科发展[1][2]、课程建设[3][4]、教学方法[5]、人才培养[6-8]等方面进行了卓有成效的研究,工程地质学是安全工程专业一门重要的基础课程,四川师范大学在构建安全工程卓越工程师教育教学体系过程中,工程地质学课程结构、教学方法及教学模式相对滞后,本文结合工程地质学课程及安全工程专业特点,探讨安全工程专业工程地质学课程存在的问题,提出课程改革的思路和措施。
1.工程地质学的特点
工程地质学以地质问题为研究对象,是工程科学、地质科学及环境科学相互渗透、交叉形成的一门边缘科学[9]。我校安全工程专业开设的工程地质学涉及建筑、矿山两大学科领域,涉及内容包括基础地质学、岩土工程性质、地质勘察与评价等,具有鲜明的专业特色。
1.1基础地质学特点。基础地质学是研究地球及其演变的一门自然科学[10],涉及内容包括矿物岩石学、构造地质学、资源、环境学等多门学科。当前很难为学生传授一种统一的思想来解决今后可能遇到的地质问题,因此在讲授基础地质学基本理论的同时,重点启发学生应用地质学基本原理具体问题具体分析,为培养能分析、解决实际问题,具有创新能力的卓越工程师奠定基础。
1.2岩土工程性质特点。岩土工程性质是讨论岩土的成因类型、岩石矿物学特征、组成成分、结构和构造,他们的物理性质和力学性质,岩土工程分类以及不良性质的改善和处理等。不同矿物形成的岩体或土体其性质不同。岩土的物理、力学性质影响岩、土体的强度、变形及其渗流构成了岩土工程地质性质的理论基础,是教学的核心内容。
1.3地质勘察与评价特点。工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作[9]。主要是对地质灾害、工业与民用建筑物、地下建筑工程、水利水电及矿山地质的勘察。在教学过程中,不仅要讲授工程地质勘察的通用方法,还要让学生了解不同方法的适用性、工程地质勘察与评价的研究进展及发展趋势。
1.4工程地质学课程特点。工程地质学课程涉及基础地质学、岩土工程学、地质勘察学、土木工程学及煤矿地质学等相关学科领域内容,其研究对象具有复杂性,研究方法具有多样性,课程内容广泛、知识点多、理论性强等特点,内容相对抽象、难以理解,在教学过程中应充分研究内容特点,综合应用不同的教学方法,引导学生对知识进行理解掌握,以达到教学目的。
2.工程地质教学存在的问题
大规模工程建设、煤炭资源开发带来众多新的复杂的工程地质问题(如高边坡工程、深基坑工程、长隧道工程、深部煤炭开发、高温高压矿井等),安全生产存在众多隐患。如何在有限的学时内,让学生既能夯实理论基础,又具备能解决实际问题的能力是摆在本课程教学面前重要的问题。当前教学过程中还存在着教学内容不合理、教学方法单一、教学模式落后等问题影响课程教学质量。
2.1教学内容不合理。安全工程专业目前使用的教材为赵法锁教授等编写的“工程地质学”[11] ,主要参考书为李智毅教授编写的“工程地质学概论”[9]、李隽蓬教授编写的“土木工程地质”[12] 和胡绍祥教授编写的“矿山地质学”[13],使用教材重点突出基础地质、岩土及地质灾害内容。但未包含矿山工程中常见的工程地质问题,缺少与本校安全工程相适应的知识结构,很难让学生全面了解矿山工程地质的特点和问题。而“矿山地质学”则缺少与建筑安全相适应的知识构架。
2.2教学方法单一。目前,工程地质学的教学依然采用课堂讲授辅以ppt演示的传统方式。且ppt未经过合理的开发,造成一些具体讲解的基本原理和公式的推导过程被忽略[14],教学效果不理想。
2.3教学模式落后。以往的工程地质学教学以“教师书本讲解――学生接受学习”为主。缺少对实际问题的分析及不确定问题的探讨;教学以教师为主体,忽略了学生的主体地位;缺少与学生的有效交流和沟通,学生的主观能动性得不到发挥。
3.工程地质学课程改革
由于“工程地质学”课程对安全工程本科生的培养立足于掌握基础地质、岩土工程性质及工程勘察的基础知识,初步具备分析建筑工程、矿山工程实际地质问题的能力。因此,针对目前课程存在的问题,从课程结构、教学手段、教学模式三个方面提出了课程改革思路和措施。
3.1优化教学模块,调整课程结构。将“工程地质学”课程内容分为基础理论模块和专业特色模块。基础理论模块包括基础地质学、岩土工程性质、工程地质勘察三篇内容,重在强化理论基础。专业特色模块兼有建筑、矿山特色,其中建筑特色选取地基工程、边坡工程及地下工程中与工程地质相关知识内容,重在面向建筑安全;矿山特色选取煤炭资源、煤矿工程与工程地质相关内容,重在面向矿山,培养学生初步分析实际问题的能力,各模块的具体内容见表1。
表1 “工程地质学”课程模块分配表
3.2丰富教学手段,夯实基础知识。基础知识是进行生产和科研的基础,考虑到工程地质学课程特点,传统的单一教学方式讲解不便,学生听讲积极性不高,教学效果不理想。图文并茂的多媒体课件调动课堂情绪;典型案例分析提高学生学习主动性及自主分析实际问题的能力;引导式教学引导学生主动思考,思维发散;讨论式教学让学生进行思想碰撞,总结归纳;实验教学提高学生的专业素质及科研思维。通过多种教学方法的结合达到夯实基础知识,提升专业素质,提高科研思维的效果。
3.3 “课上思考学习、线上交流学习”教学模式充分发挥学生的“主体”地位,教师作为“客体”在教学课程中起到引导及监督作用。课堂上主要通过图片、视频等引出问题,学生分析基础知识,引导学生学习思路,由学生自主思路完成基本知识的学习,实现“课上思考学习”。如在讲解土的三相介质物质组成时,首先展示建筑倾倒照片,引出地基失稳工程地质问题,使学生带着问题去思考,然后通过讲解抽取地下水引起地面沉降引导学生去发现、理解土是由固相、液相、气相组成的三相介质。
【基金项目】本文受重庆市教学研究改革项目“应用技术型高校资源勘查工程实践创新能力培养研究与实践”(153149)和重庆科技学院重点教学研究改革项目(201506、201705)资助。
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2018)01-0220-02
近年来,国内各大高专院校迎来创办“应用型”大学的热潮,学生的实践能力培养受到空前的重视,但任何教学理念和方法均是一个逐步完善的过程,在这过程中难免会存在或多或少的困惑[1-4]。目前,地质学专业就业形势不乐观,如何在困难的条件下让高校培养的学生脱颖而出变得尤为重要,地质学专业是一门应用性较强的专业,学生不仅要具有扎实的地质理论知识,丰富的实践经验更是不可或缺,高质量的生产实了有助于提升学生的实践能力、动手能力外,重要的是能够帮助学生更好更快的适应社会[5]。本文以重庆科技学院地质学专业湖南水口山铅锌矿生产实习教学改革为例,探讨地质学专业生产实习存在的一些问题教学改革,以便更好的服务于地质学专业人才培养。
一、生产实习的现状与不足
按照既定的人才培养方案,在第四学年上学期或第三学年下学期,学生跟随老师赴实习基地进行跟班实习,在老师的指导下进行地质调查、矿产资源评价及矿山地质勘查等环节。实习期间,有来自企业相关领导和经验丰富的技术工人对各个生产环节做专题讲座和现场操作,让学生在了解企业文化和生产流程的同时,增加感性认识,巩固对专业知识的理解,在实习环节中企业的专业技术人员成为教学的主体,该模式对生产实习起到了积极的作用,但仍然存在以下不足:
1.实习质量难以达到预期的效果。
生产实习与传统的教学和实践学习不同,教师不再是教学的主角,现场的技术工人成为学生实习的导师。往往由于缺乏学生现场的动手操作,学生只能现场观摩,以及文化差异、语言沟通等相关困难的存在,随着学生新鲜感的降低,逐渐出现厌学等现象,学生的实践应用能力不能得到充分锻炼的同时,实习质量普遍较低。
2.矿山生产的新工艺、新设备、生产模式不能与时俱进。
湖南水口山铅锌矿是曾经的“世界铅都”,有着120年的生产历史,由于其矿资源的枯竭、地下产水等问题,企业产量进入瓶颈期,矿山的生产设备普遍较老,生产模式及工艺很难与新型企业相提并论。因此,实习过程中学生很难接触到课本中学到的先进设备和生产线。
3.单位对学生的生产实习比较排斥。
单次实习的学生人数一般为50人左右,无论是安全还是生产方面,学生的实习均会给企业带来一定的影响和麻烦。但基于校企双方的产学研合作关系,及实习后的学生赴企业保持着良性的循环关系,实习仍然得以维持。
4.学生很难亲自操作生产设备。
矿山工作具有一定的危险性和特殊性,生产过程中涉及到380伏的高压线、放炮及下井等高危作业环境,企业不可能让学生完成某些生产环节的实践学习。
5.实习考核模式不完善。
受制于学生不能操控设备和下井作业的限制,老师和企业技术人员只能通过问卷或现场问答的形式来进行学生实践考核,实习成绩不能有效的反映学生实践动手操作能力,存在一定的片面性。
二、实践教学改革探索
在学校实践教学改革的背景下,随着实践教学体系的合理构建,实践教学条件的不断完善,如何让生产实习具有更好的效果,让学生做好工作前的预热工作变得尤为重要。通过认真分析矿山生产五大能力要求,梳理了各个能力要求对应的教学实现环节,最终通过不同形式的考核指标,达到对学生矿山生产实践能力的培养(图1),让生产实习教学更符合企业要求的同时,全面提升了学生实习质量,为学生在学校和企业间的衔接环节中搭建了桥梁作用。
1.加强实习前准备环节。
以往生产实习准备主要备齐实习工具及实习动员,而仅有这些是远远不够的。学生的生产实习所涉及知识面较广,需要将本科阶段学习的专业课程与企业生产高度融合,因此在实习前需要学生做好实习的常规准备外,还需要他们对实习区地质背景、矿产类型、成矿模式、矿物特征等进行充分的调研,才能真正意义上的实现实习前准备。
2.推行虚拟实践教学。
由于专业性质、安全等原因,学生对诸多实习环节仅能观摩,但随着信息技术的快速发展,虚拟实践教学慢慢走近高校的课堂。学生可以在虚拟实验室内进行在企业实习所不能完成的实验环节,有效的弥补了实习过程中不能实际操作的不足。
3.开展企业技术人员教学培训。
深入校企开展科学研究、平台建设是推进“产学研”合作的核心,为了让现场企业技术人员更好的将其现场工作经验分享和融入到生产实习环节中,学校定期与相关合作企业技术人员开展交流,让技术人员能够把握科学研究前沿,明确学生真正需要的是什么,缺乏的是什么,让生产实习環节中除了学到某一单位的地质问题,更能促进学生们对地质问题和现场问题的深入学习,这样也不会觉得实习的乏味。
4.推行校企双方考核。
学生实习成绩考核是督促学生认真实习的有力推手,往往学生实习成绩由带队老师针对学生实习表现进行测评,这个成绩缺乏技术人员对学生实习质量的把控和评价,不能更好的反应学生真实实习表现和好坏,也给技术人员对学生缺乏有力的约束。通常学生知道技术人员不参与实习考核和成绩评阅,他们往往会出现对实习的懈怠心理的同时,还会伴随安全等一系列连锁问题。
三、实施效果
通过不断的创新和完善(图1),师生在实施系统的实习环节之后,学生能够更好的将书本知识融入到矿山实践当中的同时,对矿山生产实习的兴趣日趋浓烈;实习单位越发愿意接纳我校地质类学生的生产实习,带队老师在生产实习教学环节中作用更加明显,教学效果得到大幅度提升。
问卷调查和招聘单位意见反馈发现,学生生产实习的经历和锻炼作用在后续工作中得到较好的体现,促使我校地质类专业毕业生质量评价及就业率参数逐年攀升,有效确保了我校地球科学系教学良好运行的同时,为学校强抓应用型能力培养坚定了方向。在现今矿山生产实习教学环节过程中,已经彻底改变了“推动式”的教学局面,学生成为教学环节中的主体,目前师生间“互动式”教学有效的促进了生产实习教学质量。
四、结语
生产实习是地质学专业人才培养环节中重要的一环,如何打好学生走上独立工作前的“准备战”是本科教学承上启下的一步。本文以重庆科技学院地质学专业生产实习改革实践为例,探讨了在提升生产实习质量的道路上存在的种种问题,以及解决该类问题的办法,以期为应用型高校地质类学生生产实习提供借鉴。
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张国伟院士在会上作了题为“深化地学教改,提高质量,加强教育技术改革发展”的中心发言。他指出,资源、能源、环境、灾害与社会可持续发展给我国发展带来了双重需求与压力;全球变化、地球系统科学、人与自然的关系等地学新观念、新理论的孕育,需要更新地学新知识体系与方法,对复合型、创新型地学人才的培养提出了更高要求,地学教育要抓住机遇,迎接挑战,适应国家与地学发展需求,培养创新型地学人才。张国伟院士还指出,科学技术发展迅速,地学教学面临整体学时短、知识更迭加快、教学内容多而新的情况,因此数字化、信息化教学改革显得尤为重要。国内各高校进行了许多有益地探索,对于新世纪创新型人才培养已经产生了重要的推动作用。所以,广泛交流并推广数字化、信息化教学改革成果与经验,已成为教学指导委员会当前面临的重要任务之一。以互联网为基础,促进了师生间、校际间、学科间和国际间的沟通和互动,深化了教学改革。同时,现代教育技术虽然有着明显的优势,但如果使用不当,也存在明显的缺陷,简单化、表面化、负诱导作用,不利于学生深化思维、钻研思考等。如果要深刻地认识某种复杂事物的本质或过程,只靠快速浏览和表层理解是远远不够的,它需要深入的逻辑性和推理性的思维。这一点与教师的面授和板书相比,恰恰是多媒体课件的劣势。教育技术和教育方法毕竟只是教学的辅助手段,在教学中起主导作用的仍然是教师,教育技术的应用并没有改变教师的基本功能。如何真正重视、调动教师根本作用,正确发挥先进技术方法的效益,从而提高学生的学习主观能动性与志趣,培养其创造性智能,才是深化教改的真正目标。
郑卓、刘家铎、岑况、宋传中、杨树峰等也先后在会上发言。
通过讨论和交流,会议达成了以下共识:
1,国家的需求、学科的发展,给地球科学带来了前所未有的机遇和挑战,也给地学人才培养提出了更高要求。人才培养是头等大事,教学指导委员会一定要认真履行好教育部赋予的职责,努力完成这项历史使命。
2,科学技术的迅猛发展,数字化、信息化的不断进步,推动了地学教育改革的发展。国内各高校在地学教育的数字化、信息化方而做了大量工作和有益的探索,在解决知识更新快、教学内容多等矛盾中发挥了很大的作用,提高了教学效率,促进了沟通交流,缩小了时空限制,增进了资源共享,在复合型、创新型地学人才培养方面显示出较强的生命力。
一、煤炭院校水文与水资源工程专业工程地质学课程教学存在的问题
(一)课程内容多,授课学时少
根据国家高等教育对人才培养的要求,近些年来,多数院校在培养方案的制定上存在着向公共课倾斜的现象,这使得专业课学时被不断压缩。主要表现在课程学时少,尤其是实践教学环节。过去动辄几十学时乃至上百学时的课程,现在多为32~48学时。在多数煤炭院校中,水文与水资源工程专业开设有基础地质学、矿物岩石学、构造地质学等课程,具有一定的地学背景。即便如此,工程地质学课程仍涉及工程岩土学、工程动力地质作用、岩土工程勘察等方面的内容,这使得该课程教学内容繁杂,教师上课难度增大。在此情况下,如不进行课程教学改革,教师就无法很好地完成相关内容的讲授;同时学生对专业领域知识的学习也将停留在较浅的感性认知阶段,不能理解机理性的问题,更不能深刻地认识该课程在国民经济建设中的作用,这势必对学生未来就业产生不利的影响。
(二)教学方法单调
工程地质学课程基本概念和基本原理较多,同时该课程又具有很强的实践性,因此,单一的多媒体或板书授课模式很难调动学生的积极性。加之个别教师实践经验不足,存在照本宣科的现象;而个别教师授课又完全脱离指定教材,这些都容易使学生产生厌学心理。此外,课程中涉及的一些教学内容,诸如崩塌、滑坡等灾害的形成机理及演化过程等比较抽象,单纯在PPT中以图片形式展示,不能很好地呈现,学生缺少感性的认识,这在一定程度上挫伤了学生学习的积极性和主动性。
(三)实践环节薄弱
近些年来,随着高校的不断扩张,教学资源的投入问题已经成为高校普遍面临的问题。具体到实践教学环节,主要体现两个方面:一方面野外实践场地或基地功能缺失,满足不了野外实践教学的需求;另一方面学生人数与设备台套数不成比例,同时也存在部分试验仪器无场地安放的尴尬局面,导致部分试验无法开出,学生动手能力得不到培养。此外,还存在实验教学方式和时间不灵活等问题。目前多数院校的室内实验都是教师准备好试验后,学生在制定的条件下按照实验指导书进行,学生真正思考的较少,部分学生既不动脑也不动手,而是依靠同组其他同学来完成实验,这不利于学生实践能力的培养,容易导致学生实践能力不足或丧失。
(四)考核方式单一
考核成绩比例分配不合理,多数院校该课程考核成绩都是由期末考试成绩(约占70%~80%)和平时成绩(占20%~30%)组成,而平时成绩又多以上课出勤率、课外作业以及实践环节表现等形式存在,其中上课出勤率占主导地位。这样难免会存在一些学生到课不听课,考前突击且考分很高的现象。此外,考核的内容也不够全面,多侧重于理论知识,往往忽视学生动手能力的考核,最终导致校内所学知识与实际工作脱节,不利于综合人才的培养。
二、课程教学改革探索
针对当前教学过程中存在的问题,结合近年来的教学和实践经验,提出从教学内容、教学手段和教学环节等几方面对课程教学进行改革。
(一)合理优化教学内容,改专业通识教学为行业特色教学
在教学内容的选择上,要突出院校的特色优势。针对煤炭院校水文与水资源工程专业具有地学背景这一特点,工程地质学课程教学可主要讲解三部分的内容,即岩土体工程地质性质研究、工程动力地质作用研究以及工程地质勘察等。岩土体工程地质性质研究是该课程的基础,该部分主要讲授土的物质组成、物理力学性质以及岩土体的工程地质特性;工程动力地质作用研究是该课程的核心内容,讲授学时应占总学时的一半以上。该部分主要讲授活断层和地震、斜坡、岩溶、泥石流及地下硐室的工程地质研究;工程地质勘察部分主要讲授工程地质测绘、勘探、试验以及长期观测等几种工程地质勘察方法。课程教学要确保在有限的学时内突出重点,同时也要注意前后所学课程内容上的衔接,避免重复。
(二)丰富教学方法和手段,改单一的满堂灌为交互式教学
工程地质学具有较强的实践性,其教学目标是要培养学生对于工程地质现象的认识、判断能力和工程地质问题的分析、处理能力,这需要在传统教学模式的基础上,紧扣学科的发展前沿和热点问题,丰富教学方法和手段,灵活组织课堂教学。
传统课堂教学方式使学生获取的知识较多地局限在抽象的经验上,而现代化的教学手段不仅可以使学生获取抽象的理论知识,还可以提供丰富的观察经验,在一定程度上将理论与实践相结合,因此要充分利用现代化的教学手段。如在讲授滑坡、泥石流等内容时可采用flash动画或影像资料展示灾害的形成过程、危害以及其防治措施;在讲授地震的工程地质研究内容时可结合典型的地震(512汶川大地震),讲解地震发生的机理及预警预防措施;在讲解地下硐室位置的工程地质论证时,可借助物理模型来分析地形、地质构造、岩性特征等对硐室位置的影响等等。这些方法和手段的引入不仅可增强教学的直观性、主动性,同时也可节省一定的时间,扩大课堂教学的信息量,提高教学效果。
鉴于该课程内容多,课时少,可采取学生自学、教师课堂讲解和课外辅导答疑相结合的教学方法,以锻炼学生的自学能力。还可就工程地质学领域的热点问题,设置课堂辩论。通过教师布置论题学生收集资料学生课堂辩论教师讲解剖析的教学过程,改过去教学单行道(教师到学生)为双行道(教师到学生,学生到教师),引导学生分析问题和解决问题。例如,针对近期发生的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,可设置地质灾害的主要诱因?人类活动or自然条件的论题,让学生通过查阅与崩塌、滑坡、泥石流等灾害相关的资料,展开讨论与辩论,从而达到牢固掌握崩塌、滑坡、泥石流等相关知识的目的。此外,还可增加一些工程实例课,让学生尝试用所学知识去解决实际问题。例如利用最新发生的地震、滑坡及泥石流等地质灾害的工程实例,探讨这些灾害的发生机理及防治措施,从而锻炼学生发现问题和分析问题的能力。
(三)加强实践环节教学,改被动式接受为主动式探索
在实施实践教学活动时,要强调以学生为主体,培养学生的动手能力,充分发挥实验教师的引导作用。在进行实验之前,指导教师可提出实验要求及注意事项,并给出参考意见,让学生自行设计实验方案,将原来的验证性实验改为设计性实验。尽量创造条件让学生开拓思维,发挥想象力和创造力,激发学生学习的主动性和积极性,提高洞察力,培养严肃认真和实事求是的工作作风,提高学生的综合素质。
野外实践应有效地将理论与实际相结合。因此,在进行野外实践教学时地点应尽可能选择工程地质现象丰富的地方。对河南理工大学而言,可在市区北部的缝山针公园进行为期半天的实践教学活动。结合园区内原有采石场开挖形成的人工边坡讲解边坡的应力分布状态及变化特征,边坡变形破坏类型及稳定性的影响因素,同时还可结合该园区的生态恢复治理工程讲解边坡变形破坏的防治原则和措施。此外,可结合水文与水资源工程专业学生未来就业意愿和方向,在毕业设计(论文)环节安排一些与工程地质有关的实践内容,例如岩土工程勘察设计或岩土工程分析与评价、边坡稳定性分析与评价以及煤矸石堆积体稳定性分析等。在毕业设计(论文)过程中要充分发挥学生的主观能动性,让学生多动手、多动脑,多方位培养学生获取知识的能力和创新能力。
(四)完善考核内容与方式,改重视理论考核为突出实践性考核
关键词:石油高校;野外实习;教学质量;影响因素
中图分类号:G646 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)13-0208-03
大量的野外地质实践教学是培养合格地学人才的关键,也是地学教学最具特色的内容[1]。这是因为野外地质实践不仅可以增加学生的感性认识,并可以提高学生发现、观察、分析和解决地质问题的能力。因而,野外地质实践教学历来被国内外地学院校所高度重视[2-4],历史上知名地质学家和地质学教育家无一例外均高度重视野外地质调查工作[5]。
地球科学与工程学院是西安石油大学的一个以培养石油地质类专业人才为目的的二级教学单位,学院目前有资源勘查工程、勘查技术与工程、地质学和地质工程四个地学本科专业。作为一个培养石油地学专业人才的二级教学单位,如何保证野外地质实践教学质量和提高野外地质实际教学效果,一直是我院本科教学高度重视的核心问题,因为其直接关系着培养的学生质量和学校的长远发展。鉴于野外地质实践教学在地学专业学生培养中的重要地位,搞清影响教学质量的因素就成了院系和实习指导教师首要考虑的问题。
一、野外地质实习环节和内容
作为培养石油地学人才的教学单位,培养能够在油气勘探开发领域从事研究或管理工作的创新型专业技术人才是我院本科生教育的主旋律。因我院地学专业野外地质实践教学方案是以西北大学地质系的野外实践教学为蓝本建立起来的,因而其与国内众多地矿院校或院系的野外地质实践教学方案也基本一致[6-8],其主要包括一年级的野外地质认识实习和二年级的野外地质填图实习。
野外地质认识实习是学生学完普通地质学或地球科学概论后进行的一次野外地质实践教学[6-8],其目的是使学生通过对丰富多彩的野外典型地质现象的观察、描述,使学生建立地质现象的感性认识,以加深学生对室内所学地质知识的了解,激发学生对地质学的兴趣,并为学生后续课程的学习奠定良好的基础。
野外地质填图实习是学生在学完“构造地质学”、“地层学”、“古生物学”、“结晶学与矿物学”、“岩浆岩与变质岩”、“沉积岩石学”和“沉积相”等地学专业基础课程的基础上,进行的一项综合性的野外地质调查训练[6-8]。其中,野外地质填图是对研究区地质情况的全面勘察,是进行基础地质、矿产地质、环境地质、城市地质、农业地质、灾害地质和水文地质等一切区域地质调查的基础。野外地质填图实践教学主要包括路线地质观察(踏勘)、实测剖面和野外地质填图等3个教学阶段,其通过地质调查将研究区内的各种地质要素投影在平面地形图上,为图区范围内的地质发展史及资源预测和环境地质研究奠定基础,其不仅可以使学生加深对所学地质知识和地质理论的理解与掌握,还可以使学生掌握野外地质工作的基本方法,并可在潜移默化中培养学生发现、观察、分析、解决地质问题的能力和创新能力。
二、影响教学质量的因素与问题
近十多年来,随着社会经济的发展,高等教育日益大众化,各地学院校在校学生人数急剧增加,致使实践教学资源紧缺、实习经费投入不足和教师数量相对不足的矛盾日渐彰显[9],以致学生野外地质实践教学工作首当其冲受到冲击和影响,并造成野外地质实践教学工作较为薄弱的现状日趋恶化。要改变学生野外地质工作能力和创新能力较差的F状,首先必须搞清影响野外地质实践教学质量提高的因素。
1.野外实践教学中石油地质内容缺乏。野外地质实习环节与内容不仅关系学生专业综合素质培养,还直接影响学生就业的质量。我校野外地质实习教学,如:一年级地质认识实习和二年级的野外地质填图实习,其实习教学内容与流程同地矿院校和综合类院校一致,均以区域地质调查工作程序、方法的掌握为教学任务,而对石油地质中油气成藏要素和油气成藏过程的认识与分析较少涉及,对油气成盆、成烃、成藏、后期调整与改造的系统思维的建立更无从谈起。野外地质教学中石油地质内容的缺乏,导致学生无法建立对石油地质和油气勘探开发的感性认识,更难以培养其对野外地质实习的兴趣,以致学生普遍认为野外地质实习内容与以后从事的石油勘探开发工作关系不大。当然这与石油类高校野外地质教学直接硬搬地矿或综合类院校实践教学模式和石油地质学、油气成藏地质学、含油气盆地分析等课程开课较晚有关。
2.以教师为主导的野外实践教学模式。提高野外地质教学质量是地学院校永恒的主题,而改进野外地质实践教学方法是提高野外实践教学质量的基础。学生只有通过对野外地质现象的观察,才能获取有关岩石、地层、构造及油气成藏要素等方面的感性认识,才能达到巩固和深化课堂理论教学的目的[10]。因而,学生能否在野外现场对地质现象进行认真的观察,将直接影响其能否获得对地质现象的感性认识,进而影响野外地质教学质量的提高。然而,目前限于师生比例失调的原因,在野外地质实习中,指导老师多采用“灌输式”、“讲解―接受”的教学模式[11]。在野外地质现象观察点,指导教师就把同学召集起来像讲解员、导游员那样简单地告诉学生“是什么”或者“不是什么”,学生被动记笔录,学生成了老师所授知识的记录仪。在野外地质实习教学过程中,学生应是实践教学的主体,以教师为主导的“填鸭式”教学方法,不但背离了野外地质实习的初衷和根本目标,也大大降低了野外地质实践教学的效果,不利于野外地质实习初衷的实现[12-14]。
3.部分指导教师的野外地质实践经验和能力亟需提高。在学生野外地质实践能力培养和训练的过程中,指导教师是实施野外地质实践教学的主体。师资力量建设是野外地质实际教学的重中之重。野外地质实习效果的好坏,很大程度上取决于实习指导老师的能力和素质[9]。也就是说,实习指导教师野外地质实践经验的多少以及能力的高低,将直接关系大学生野外实践能力的培养效果。由于我校地学各专业建立较晚,缺乏专职野外地质实习指导教师,尤其是缺乏具有丰富野外地质工作经验的教师,加之部分具有丰富野外实践经验的教师忙于管理和科研工作,以致承担野外地质实践教学任务的指导教师多是刚毕业的博士。野外地质实习指导老师年轻化的优点是精力充沛,易与学生沟通;但缺点也较为明显,尤其是部分博士野外地质实践经验较少,以致难以给学生传授正确的知识,从而严重影响了野外地质教学的质量[15-17]。
4.部分学生实习积极性不高。自地学专业招生大规模增加后,学生数量急剧增加,生源质量也随之降低。生源质量的降低直接导致学生对知识,尤其是专业知识的渴求大不如以前,加之实习队伍规模过大,野外地质实习指导老师无法对所有学生进行一一指导,以致学生野外实习的积极性难以有效提高,终使野外地质教学的效果下滑明显。此外,学生择业多元化也使部分感觉毕业后不从事地学专业工作学生对专业失去兴趣,这些学生又影响了其他学生。总之,种种因素共同造成很多学生对野外地质实习的积极性不高、参与度不够,终使部分立场不坚的学生也丧失了专业热情。
5.野外地质实习考核需科学化。野外地质实习的目的在于使学生学会野外地质工作的方法和技能,建立地质的意识,培养地质的思维。地质实习考核中,一般采用各院校普遍采用的以实习报告和实习图件为主的考核制度。很明显,这种以实习报告为主的考核方式存在一定局限性,难以全面反映学生参与野外地质实习的积极性和主动性,也难以对学生的综合能力进行准确的评价,这无形中影响了部分学生对野外地质实习的态度,影响了其对野外地质实习投入的时间与精力,以致其互相抄袭实习报告,最终导致野外地质实践教学的质量难以保证。
三、结论
地学专业人才培养需要大量的野外地质实践教学,野外地质实践教学在保证地学专业教学质量和提高地学专业教学效果中具有不可替代的作用。根据多年来的野外地质实践教学的经历,探讨了影响我校石油地质类专业学生野外地质实践教学质量的因素,指出了缺乏石油地质教学内容、以教师为主导的实习教学方式、部分实习指导教师经验能力欠缺、部分学生实习积极性不高和实习考核不科学问题等影响实习质量的因素。本研究对于相关部门采取措施提高野外地质教学质量具有重要意义。
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中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)03-0185-02
《地质学》是一门研究地球的物质组成、内部构造、各层圈之间相互作用和演变历史的自然科学[1]。《地质学》的产生和发展与人类社会对传统矿产资源(石油、天然气、煤炭、金属、非金属等)的需求密切相关,在现代社会的重要性越来越为大家所了解和重视。由于《地质学》不仅是一门综合性很强的学科(涉及诸多内容:矿物、岩石、构造、古生物、地层、地貌、地球演化等),而且也是一门实践性很强的学科(需要在实验课、实习课中不断加以实践运用)。野外地质认识实习是《普通地质学》、《地质学基础》或《地球科学概论》等课程理论知识进一步实践运用的一个非常重要的环节,因而绝大多数高校都会安排一次系统的野外地质认识实习,以巩固学生前面课堂所学知识基础,拓展学生理论知识的应用能力。峨眉山地区具有得天独厚的地质认识实习条件,不仅地质现象丰富多样,而且长期以来不少学者对峨眉山地质地貌研究积累了众多成果,因而峨眉山非常适合开展地质认识实习野外教学。目前,众多高校已经将峨眉山地区作为主要的地质地理认识实习区域[2]。成都理工大学(原成都地质学院)早在1981年便已经开始进行峨眉山野外实习,并在1984年建成了峨眉山实习基地,并在近年将其建成为“国家级大学校外实践教育基地”、“国家级地质学实践教学示范中心”的重要组成部分。自2010年以来,笔者先后参与了十余次成都理工大学峨眉山地质认识实习,其中部分学生即为非地质类专业(包括地球物理学、土木工程、测绘工程、土地管理、工程管理、环境工程等)。在多年峨眉山地质认识实习教学实践过程中,笔者有针对性地探索非地质类专业地质认识实习的教学方法,不断尝试在优化教学内容、改进教学方法、强化实践能力等方面做一些积极有益的工作,以期获得更好的教学效果。
一、改进教学方法
尽管非地质类专业学生已经完成了《地质学基础》、《地球科学概论》或《地球科学基础》等课程的学习,但鉴于目前不同专业相关课程存在理论讲授学时少、实践教学课时少、使用教材不统一等问题[3],学生具备的知识水平和实践能力参差不齐,如何在有限的时间内让学生更迅速有效地进入野外地质认识实习的角色是带队老师不得不面对的重要问题。往年,全面讲授(野外讲、室内讲、“满堂灌”)的教学方法在峨眉山地质认识实习教学实践中取得了一定效果,但随着授课对象变更和现代科技的发展,“满堂灌”的全面讲授法似乎并不适合更加感性的“90后”学生,他们往往更加容易接受直观鲜活的教学内容,因而为了更好地让非地质类不同专业学生理解抽象复杂的地质过程,带队老师需要采用更加主动的教学方法。在多年的教学实践中,笔者积极调动学生的主动参与性,采用了“启发式”、“讨论式”教学方法,启发与引导学生积极参与到教学活动中。例如,在讲授川主乡上白垩统灌口组与古近系古新统――始新统名山组界线(K/T界线)时,引导学生回忆进入到熟悉的《侏罗纪公园》电影的有关场景,进一步激发学生丰富的想象力,让学生身临其境地感受经历“恐龙灭绝”前后的地球表层环境大转折,并适时抛出一些学生感兴趣的问题,如“恐龙是否真的全部灭绝了?”“为什么恐龙会灭绝?”“恐龙灭绝的其他可能原因?”“恐龙会复活吗?”等问题。
二、优化教学内容
经过30余年的课程建设,成都理工大学峨眉山地质实习队已经对《峨眉山地质认识实习》教学大纲进行了多次大幅修订。目前,成都理工大学《峨眉山地质认识实习》教学大纲坚持以野外教学内容为主,室内教学内容为辅,野外教学内容主要涉及了6条野外教学路线、1条野外自主学习路线、1条地质旅游考察路线以及其他若干不同专业备选野外教学路线[4],包含了丰富的岩性、地层界线、构造、水文、地貌等地质现象,完全可以满足学生对野外地质现象的观察、测量、记录、分析等实习内容的要求。然而,笔者在近几年参与非地质类专业峨眉山地质认识实习过程中发现,如果完全按照《峨眉山地质认识实习》教学大纲简单地切入野外教学内容,很多非地质类专业学生会因为知识水平低、实践能力差以及专业偏好明显而产生较强的抗拒情绪,无法很好地融入到实际野外教学过程中。因而笔者必须要在教学大纲要求的教学内容的基础上,有针对性地适当加以拓展和渗透部分与学生专业联系密切的教学内容,以激发学生的学习兴趣。例如,笔者在给地球物理学专业学生讲授清音电站附近的牛背山背斜与挖断山断层时,适时地将这些野外地表构造地质现象与地下构造地震响应联系起来,引导学生通过学习观察这些野外地表构造地质现象,更好地理解地下构造的形态特征与形成过程,分析地下构造在人工地震勘探过程中如何产生地震波响应以及不同地下构造地震波响应的特征及其差异等方面问题。而在为土木工程学专业学生讲授同一个地质现象(牛背山背斜与挖断山断层)时,适时将这些野外地表构造地质现象与工程地质、灾害地质联系起来,突出背斜核部张性应力、断层两侧破裂应力等工程力学环境下对岩体工程的强烈影响,引导学生更好地将所学习观察的这些野外地表构造地质现象应用到实际工程选址、防灾减灾工作中。
三、强化实践能力
大学实践课程不仅是为了巩固学生前面课堂所学知识,更重要的是为了提高学生的实践能力[5]。在峨眉山地质认识实习野外教学过程中,笔者以培养野外实践能力作为教学的核心内容,不断有针对性地强化培养学生多方面的综合实践能力,具体包括如下。
1.野外地质装备熟练使用能力。在实习前期重点讲解地质罗盘、地形图的实验方法,每一个地质点的野外教学都是首先从地质罗盘、地形图的使用开始,并抽出部分时间对学生加以考核。
2.野外地质现象的观察描述能力。从岩性、地层、构造、水文、地貌等地质现象的观察描述入手,由简单到复杂,前期老师可先示范如何观察、描述,然后逐渐引导学生自主观察、描述。
3.野外地质资料的记录整理能力。从地形图标注、记录本记录、路线信手剖面图绘制、地质素描图绘制、地质素描图绘制等方面进行教学,培养学生严格使用标准记录格式的主观意识。
4.野外地质过程的归纳分析能力。有意识地引导学生归纳分析峨眉山丰富地质现象背后的地质过程,尤其是一些典型地质过程的形成、演化以及影响,如新构造运动在峨眉山地区的具体响应。
5.野外地质成果的综合表达能力。主要是对学生的野外实习路线实际资料、实习小论文(或实习报告)的书面表达能力和语言表达能力进行培养,在启发性教学中鼓励学生积极参与回答、分析有关问题。
四、结语
人才培养是大学的根本任务,实践能力是地质教育的核心任务。地质认识实习在许多非地质类专业课程学习中有着非常重要的作用,如何有效提高非地质类专业地质认识实习的教学质量是很多大学需要面对的一个重要问题。经过多年的非地质类专业峨眉山地质认识实习教学实践,笔者总结了三个方面的建议:改进教学方法、优化教学内容、强化实践能力。
参考文献:
[1]陶晓风,超.普通地质学[M].北京:科学出版社,2007.
[2]张燕,邓江红.峨眉山地质实习基地“质量工程”建设的问题与对策[J].中国地质教育,2012,21(2):47-51.
[3]李云,胡作维.“宇宙与地球”课程建设实践浅析[J].教育教学论坛,2016,8(29):72-73.
[4]邓江红,张燕,邓斌,等.峨眉山地质认识实习教程[M].北京:地质出版社,2013.
[5]胡作维,李云.“沉积岩石学”实验教学规律探析[J].佳木斯教育学院学报,2012,28(6):149-150,152.
Teaching Practice of the Field Course in the Emei Mountain for the Non-Geological Specialties
HU Zuo-wei,LI Yun