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摘要:礦山工程地質與水文地質作為礦業類學科的基礎學科,其應用在礦山建設的各個方面。其內容涉及高等數學、流體力學、材料力學、地質學等多方面知識,具有理論性、綜合性和實踐性強的特點。目前課程教學出現教材資源落后、物資力量不足、實踐教學匱乏以及數學建模困難等問題,建議在教學過程中深化數學建模課程學習,積極尋找實踐地點,加深理論學習,開展多元化開放式教育,培養具有創新性、綜合性與實踐性的人才。
關鍵詞:礦山;工程地質;水文地質;教學改革
0引言
礦山工程地質與水文地質是一門新興的應用地質學科,它是地質學的一個重要的分支學科,也是一門地質學與采礦學緊密結合的邊緣學科。運用地質學的視角和理論,其研究旨在調查礦山或礦井地區內詳盡工程地質條件,并予以科學分析,對于有可能存在的工程地質問題,以及這些潛在問題對于建構筑物和周邊地質環境的影響做出預測和評估,針對這些不良地質現象提出相應措施,為工程實踐提供可靠地質科學依據,從而保證工程建設規劃的合理以及建構筑物的正確設計,順利施工和正常使用。學習礦山工程地質與水文地質,可以使學生正確理解巖體、地質構造以及水文地質條件;認識不良地質條件對礦山工程的危害;能夠正確布置勘察任務,順利閱讀地質勘探報告;了解利用不同的地質條件又好又快的完成工程。
1教學內容
礦山工程地質與水文地質的教學目的是使學生在熟悉工程建設流程的前提之下,從地質學的角度了解工程建設中可能遇到的各種問題和一些主要的不良地質現象,并通過生動的舉例,圖示等方式認識到這些現象對于工程設計施工,乃至工程項目日后的運行和維護存在的危害和影響;準確分析并針對不同的地質問題或現象選擇正確的應對處理方式,利用所學礦山工程與水文地質知識指導具體工程設計和施工,并掌握一定的實踐內容,如地質勘查的流程,要求與方式等;熟練掌握工程地質勘察報告(包括相關圖表)的閱讀,并能合理利用勘察資料進行工程設計,解決設計中遇到的工程地質問題。礦山工程地質與水文地質的主要內容包括一般工程地質的研究對象、研究內容、研究任務、研究方法;礦物、巖體的認識;掌握地質年代表、地質構造的主要內容與地質圖的基本知識;掌握一定邊坡知識,以及滑坡的原理以及治理;了解關于地下水的基礎知識,認識地下水的分類和各種性質,針對礦井充水及其治理進行重點學習。復習加深對于地質圖件的認識和應用,并學習水文地質相關圖件,使學生熟練使用工程地質資料,根據資料進行或改變工程設計。不僅要注重工程地質知識學習的全面,同時要突出重點,構成完善而專業的知識體系,此外還可以培養學生觀察,分析和解決問題的能力,并提升邏輯思維能力,這也是本科生教學的核心內容。
2教學現狀
礦山工程地質與水文地質作為礦業類學科的基礎學科,在極其受到重視的同時,也存在著很多教學方面的問題。(1)教材資源落后。礦山工程地質與水文地質教學一般分為兩個部分,一部分為基礎地質學教學,另一部分為煤礦地質教學。基礎地質教學與煤礦地質教學所占比重應當適應于教學規劃。例如,已經學過地質學以及相關課程學生,應當將教學重點放在煤礦地質學部分。教師需要針對學生的具體學習進度進行了解,靈活調整自己的教育教學進度和側重點。另外,教材本身更新的速度遠遠無法做到和科研以及工程實際應用同步,導致教材內容嚴重滯后于學科本身的發展。(2)教學人員匱乏。礦山工程地質與水文地質教學工作因為其理論性、綜合性和實踐性強的特點,又因為其作為基礎學科的重要性。所以要求教師必須有極高的科學素養以及豐富的實踐經驗。但是由于師資力量分布不均,所以授課效果也千差萬別。(3)物資力量不足。礦山地質與水文地質是一門綜合性和實踐性要求都很高的課程。相應的學習過程中會有諸如礦物,巖石的辨認的課程。但現時的教育過程中,實驗室的建設和理論教學進度嚴重不符,除了示范和實驗設備的短缺之外,礦物,巖體標本種類的限制也可能給教學造成很大的困難。(4)不注重實踐教學。礦山地質工程與水文地質的因為其實踐性強的特點,需要在教學中加入多課時的實踐教學。但是在現時的教學中,實踐教學課時嚴重不足,理論教學和實踐教學脫節的情況時有發生,學生無法將理論知識和實踐應用聯系起來,甚至導致對于理論的理解出現偏差,出現這種情況的原因是復雜的,其中一大問題在于可選的實踐教學地點不足。(5)數學建模困難。在制作地質勘探報告這一環節時,數據選擇模糊不清,可選參量不統一,對于同一對象的建模過程中會有不同的模型,以至于地質勘探報告圖表部分千差萬別,甚至有錯誤的地方。
3教學改革
隨著我國現代化進程的不斷推進,礦山工程地質與水文地質作為工程項目的基礎學科也在不斷的改進。傳統的教育教學方式已經不能滿足時展——信息化,快餐化的方向。為了向社會輸出更多的工程技術人才,作為高校應該不斷改革自己的教學能力、教學方式、教學模式、培養學生的創新意識與實踐能力,以適應時代和社會的需要。所以教學改革應包括以下幾個方面:(1)應著力于加強教學投資。工程地質教學應著眼提高素質教師的培養,應該加大對教師實踐能力的培養,教師應該全面掌握礦山工程地質與水文地質相關學科知識,了解最新礦山工程地質與水文地質理論成果以及經典地質學知識,加強教師與地質一線工作者的聯系,切勿“本本主義”。教師在選擇教材時,應當結合實際教學情況,酌情考慮增加或者刪減一些教學內容,如學生已經學習地質學,教師可以適當將礦山工程地質與水文地質部分中普通地質學的部分給予適當的刪減。應加大對教學實踐環節的教學力度,室內實驗室的建設急待推進,應根據學科本身的發展和教育教學的需要購進和更新成系統的礦物,巖石標本,建設先進的教學模型,并兼顧教學和科研用設備的引進和使用,如工程地質儀,巖石聲波儀與探地雷達等先進設備。在加強鞏固室內實驗室建設同時,積極尋找具有代表性,全面性的室外實踐地點,擴充實踐地點選擇。(2)應著眼于教育方式改革,教育方式改革的關鍵內容則是認識到大學生本科教育的核心任務并不是讓學生去進行機械式的記憶和練習,掌握特定某一方面的知識,而是通過教授知識的過程,引導學生掌握發現和解決問題的思路以及方法,培養學生自主學習,獲取知識和做出創新的能力。在教學過程中,應采取開放式互動教學,教師主動與學生交流學習,使學生全面掌握理論知識的同時從實踐出發用已學的理論知識解決實際問題。傳統的教學方式中,學生總是提不起興趣,一方面因為理論知識的枯燥,另一方面是傳統的教學方式諸如“填鴨式”教學已經不能滿足學生們的需要。所以,在教學中,我們應該在讓學生發現問題,提出問題上下足功夫。激發學生興趣,從興趣出發,變“填鴨式”教學為興趣教學。(3)應更充分利用科技新成果。隨著社會進步和科技創新,教學也應該跟隨時代的進步而變得更加具有時代氣息。在教學時,應當充分利用多媒體教學,提高課堂的教學信息量的同時,也可以增強教學的直觀性,彌補理論教學與實踐教學相脫節的不足,提高教學質量和學生學習興趣。讓學生參與科技創新實驗課題,不僅可以讓學生了解最新的科學創新成果,并且在參與過程中學生提出的問題給予正確的回答,可以給學生樹立正確的科學創新實驗觀。從學生從大學本科時期就有意識的加以啟發,嘗試接觸,提出甚至制作一些科技創新項目,逐步提高學生的創新性和綜合性。(4)應更重視理論與實踐相結合。在普通的教學模式下,在進行工程地質教學前會有巖石力學,高等數學等相關學科的學習。但是這些基礎學科都是當作公共課進行學習。所以在進行工程地質課程學習時,學生很難聯系這些基礎學科,在建模過程中無法建立精確的數學模型,并且因為基礎知識的缺失,在選擇參量時會及其模糊,對與同一對象的建立,會有不同的數學模型。所以在教學中,應該安排礦山工程地質與水文地質相關的力學與數學的“學前教育”。這種教學模式不僅解決了學生理論知識的欠缺,更加要求老師有更高的素質,積極的備課。主動引導學生回憶曾經學習過的基礎學科,構建學科之間的聯系,學生在學習中更游刃有余,提升基礎學科掌握的同時更好的學習礦山工程地質與水文地質這門課程。(5)應在教育教學過程中著重加強對于學生創新能力的培養,本科教育只教授專業知識是遠遠不夠的,更要培養學生獨立思考的能力,讓他們能夠自主面對問題,研究問題,找出解決問題的最佳方法,才能在以后的學習生活中保持自身的進步和先進性。應該積極開展與礦山工程地質與水文地質相關的活動,如巖石的辨認,工程地質模型建設,進行一些帶有趣味性的活動和比賽,培養學生對于地質學的興趣,鼓勵學生在學習過程中提出新的問題,找到解決問題的思路,拓展思維,鼓勵學生自主獲得知識,通過自學來掌握所學知識,和拓展礦山工程地質與水文地質相關知識,為日后的學習提供更多的便利,增強實踐能力,提高創新意識。
4結語
教學改革是現代教育文化對傳統文化的排斥與否定,應然的課堂教學改革實踐應該是對矛盾的多樣化沖突的揚棄、和諧、改革的實踐,將克服一切偏頗、片面、極端、失和的狀態,最終走向和諧的境界。礦山工程地質與水文地質作為一門工程基礎學科,在教學的過程中應該不斷進行完善,使課程更加具有現代氣息,適應時代和社會的需要。為學生的就業打下堅實的基礎,努力形成礦山工程地質與水文地質學科良好的學術氣氛,為國家現代化事業輸送更多兼理論與創新性于一身的人才。
參考文獻
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作者:孫書偉 單位:中國礦業大學(北京)能源與礦業學院