工程地質野外實習教學改革淺析

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摘要：工程地質野外實習作為土木工程專業實踐環節的重要組成部分，是提高學生綜合分析工程地質條件及工程地質問題等方面創新能力的重要手段。本文分析了工程地質野外實習存在的主要問題，分別從結合課堂教學內容與野外實習、豐富實習資源、錄制指導教師現場教學視頻和拓展新的教學手段等方面探討了野外實習教學改革的具體措施，為工程地質實踐教學提供參考。通過改革完善實習教學環節，達到讓學生將工程地質的基本理論與工程實踐相結合，提高專業技能和創新實踐能力的目的。

關鍵詞：工程地質；野外實習；實習教學資源；技術手段

一、概述

工程地質學作為土木工程專業的專業基礎課，主要講授建筑場地的工程地質條件、可能存在的工程地質問題及其處理方法，其目的在于培養學生發現問題、分析問題及解決問題的能力。一般情況下，工程地質包括理論教學、室內試驗及野外實習三個教學環節。其中，野外實習主要是對各種地質現象及地質作用的實地觀察分析，是課堂教學的延伸和拓展，具有很強的實踐性，是促使學生理論聯系實際、對理論知識進行驗證和鞏固的重要環節，是提高學生綜合分析工程地質條件及工程地質問題等方面創新能力的重要手段。在工程教育專業認證發展的背景下，土木工程專業的實踐教學環節也相應地進行了調整和改革（如教學內容、教學方法、教學素質及能力目標等），以順應市場化需求［1⁃2］。作為土木工程專業的專業基礎課，工程地質的實踐教學環節也應進行對應的調整和改革。從目前來看，已有部分教育從業者積極響應，并積累了一定的教學成果和經驗。如宋盛淵等基于工程教育專業認證理念，從以學生為中心、以產出為導向等方面對工程地質教學改革進行了探討［3］。龍慧等在新工科背景下討論了利用互聯網＋和VR等信息化手段對工程地質教學內容、教學方法及教學資源建設等方面的改革［4］。劉勇健等基于OBE⁃CDIO模式提出了“四層階梯式”的工程地質實踐教學模式［5］。王盛年等探討了在工程地質野外教學中引入虛擬仿真技術實現虛擬地質實習的應用前景及優點，分別從實習內容、模塊構建、技術框架及教學方法等四個方面進行了探索［6］。由上述研究可以看出，在工程地質野外實習教學中，互聯網＋、大數據、信息化及其他智能手段被引入教學改革中，充分體現了當前智慧教育的發展優勢及課程教學改革的趨勢。

二、工程地質野外實習存在的問題

根據工程地質課程的主要內容，野外實習主要涉及造巖礦物和巖石的野外識別、各種地質構造現象的野外識別與分析、第四系地層勘察、水文地質現象、不良地質作用（如風化、斜坡災害、巖溶及地震效應等）、地質圖的識讀與繪制、工程勘察技術手段訓練等內容。就目前大部分高校開設的工程地質野外實習教學內容來看，很難覆蓋所有內容，傳統的野外實習主要存在以下問題：

（一）實習場地有限，不能全面涵蓋實習教學內容

工程地質野外實習內容涵蓋面很廣，受實習經費及學時等因素的限制，一般僅能選取一個或幾個實習場地，從中確定幾條實習路線，能考察的地質現象及地質作用等有限，難以全面涵蓋實習教學內容。在有限的場地條件下，不能讓學生全部將課堂教學內容向野外延伸，學生將課堂知識與野外現象認知結合有限，這必然影響實踐環節的教學效果。

（二）實習過程中難以兼顧每個學生的實際操作需求

在野外實習過程中，常以4～5人的小組為單位進行野外觀察教學，各組成員或有具體分工。這也容易引發一些問題，如部分學生更喜歡野外游玩，心思不在野外實習上，在小組隊伍里渾水摸魚。另一方面，針對具體的地質現象，受場地和時間的制約，難以允許每個學生近距離實地觀察、記錄和分析，并進行產狀測量等相關實訓操作。這限制了學生的實際動手能力的發揮，也降低了實習的趣味性，不利于激發學生的學習積極性。

（三）指導教師不能時時關注每一個學生，影響實習教學效果

一個專業班級的人數通常在30人左右，甚至更多。受野外環境的限制，指導教師既要完成實習講解，又要關注學生反應，通常只能對距離身邊較近的學生關注較多，進行類似“一對一”的指導。外圍學生不能靠近指導教師，在教學過程中感受有限，影響實習教學效果。

（四）野外安全保障及管理難度較大

工程地質的野外實習多為人跡較少的荒郊野外，道路不平坦，懸崖峭壁常見，山中蚊蟲較多，不利于保障師生安全。學生從課堂到野外，難免興奮，嬉戲打鬧，易引起安全事故。加之實習時間安排在室內課堂教學完成后，此時正值炎熱夏季，師生長時間暴露在太陽底下，也容易中暑。另外，白天從實習場地回來后，部分學生也可能不聽指導老師要求，利用夜間進行各種娛樂活動，如出去聚餐、游玩等，增加了管理難度。

（五）實習花費較高

實習場地一般較遠，且偏離城市市區，多為人跡較少的野外，學生從學校出發到實習所在城市，以及從住宿地到實習場地均需長途坐車，上述情況累積的各種交通費用、食宿費用及保險等費用均增加了實習成本，不利于拓展野外實習。由上述問題可知，工程地質的野外教學必然會受到較大影響，傳統的野外實習應做出適當調整［7⁃8］。在當前智慧教育大力發展的情形下，將部分新的技術手段引入工程地質野外實習教學，或可為該課程教學改革提供新的思路。本文從課堂教學改革及引入新的技術手段等方面對工程地質的野外實習教學改革進行了探討。

三、工程地質野外實習的教學改革與探索

在當前智慧教育發展情形下，各院校專業老師結合雨課堂、騰訊會議及騰訊課堂等平臺與各種網絡資源（如慕課、各種網絡視頻等）進行工程地質線上線下教學。就其教學效果來看，其與傳統教學模式相差不大，因而得到了廣泛推廣［9］。然而對于野外實習而言，大部分教學常以典型的地質現象圖片和視頻進行講解，與學生親臨現場觀察分析的實習教學效果仍具有一定差異。為此，本文從如下幾個方面進行了野外實習教學改革探討。

（一）理論聯系實際，課堂教學與野外實習相結合

工程地質野外實習是課堂教學的延伸，兩者并非獨立模塊。首先，教師可提前對野外實習場地進行教學考察，準備教學資源。在備課時，根據教學內容引入相應的野外實習內容，合理安排。其次，教師在進行課堂教學時，可實時引入相關實習場地的地質現象等內容，引導學生進行觀察分析，總結知識點。由于目前工程地質教學時數普遍較少，這就要求教師在不改變教學大綱等要求的前提下，盡量發掘野外實習與課堂教學的切入點，做到有機結合。再次，可考慮以布置作業或小組討論的形式，要求學生對一些典型的野外地質現象根據所學內容進行分析總結，達到課堂教學與野外實習相結合的目的。最后，實時收集學生反饋信息，總結分析學生作業或討論中存在的問題，不斷修改完善教學內容，調整教學方式。

（二）結合校區周邊，豐富實習教學資源

考慮到實習場地一般距離較遠，大量學生集中的長途旅行及住宿等不利于拓展實習教學。教師可充分考察調研學校周邊，發掘實習教學資源，盡量減少長途跋涉及聚集。以筆者單位所在的地區為例，當地位于郯廬斷裂構造帶，發育有多條繼承性活動斷裂；水系資源豐富，有駱馬湖、廢黃河及京杭運河等水系，河流地質作用顯著；對于不良地質作用，發育有宿遷閘滑坡、韓山堆填土滑坡等，可就近取材補充實習教學資源。根據調研考察資料進行歸納總結，提煉出可用于實習教學的資源，以興趣小組的形式進行野外觀察分析。另外，也可鼓勵同學對自己家鄉的地質現象進行觀察分析，活用課堂教學知識，拓展實習層面。

（三）減少人員聚集，指導教師現場教學

考慮到長途跋涉成本較高，可以錄制視頻的形式組織經驗豐富的實習指導教師進行現場教學，具體如下：首先，確定實習場地及路線，選派經驗豐富的指導老師及專業的視頻錄制攝像人員及安全人員，確定野外實習小組和校內多媒體調度組；其次，指導老師開展野外調查，進行野外實習內容講解，錄制人員錄制視頻，安全員進行現場協調，確保各人員人身安全；再次，對錄像視頻進行后期加工處理，并在校內通過協調小組組織學生觀看學習，做好記錄。同時，校內協調小組收集學生問題、建議及意見等反饋信息，及時傳達給野外實習小組，根據教學需要進行補充完善；最后，以隨堂測驗或答辯的形式對學生實習情況進行考核，并要求學生提交實習報告，掌握學生的實習情況。根據實習記錄、出勤情況、實習期參與討論的積極性、考核成績及實習報告完成情況等學生數據進行綜合評定。

（四）利用信息化技術，拓展教學手段

近年來信息化技術大力發展，不斷被用于高校教學科研中，并已取得一定成果。其中，虛擬仿真技術雖創建的是虛擬世界，但可使現實場景再現，具有實景化、重復性、拓展性和易操作等優點。考慮到工程地質野外實習的一系列問題，可根據實際情況引入虛擬仿真技術模擬構建現場實習場景，營造“沉浸式觀察和體驗式數字測量”等仿真環境，將實習現場場景虛擬化，實習實訓等測量操作真實化。后續可擴展至VR平臺，編寫配套教材，實現工程地質虛擬野外實習。綜上所述，針對工程地質野外實習存在的問題，本文探討了部分野外實習的改革措施，其中第一條和第四條主要針對室內課堂教學，第二條和第三條主要為室外實際場地教學，教師在實施過程中要不斷收集反饋信息，不斷總結修改并完善，不斷優化教學設計，最終使工程地質野外實習與課堂教學有機結合，達到讓學生將工程地質的基本理論與工程實踐相結合，提高專業技能和創新實踐能力的目的。

四、結語

工程地質野外實習作為土木工程專業實踐環節的重要組成部分，對于培養具有創新實踐能力的專業人才具有重要作用。本文分析了工程地質野外實習存在的主要問題，從教師課堂教學創新出發，將課堂教學與野外實習相結合、豐富實習資源、錄制指導教師現場教學視頻和拓展新的教學手段等方面提出了教學改革措施。通過改革完善野外實習教學，能夠讓學生將工程地質的基本理論與工程實踐相結合，在專業技能和專業素質方面的能力顯著提高，具備在土木工程中初步分析解決常見工程地質問題的能力。

作者:徐朝霞 單位:宿遷學院建筑工程學院