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工程地質學研究:論工程地質學對工程建設的重要性
【摘 要】工程地質學是研究與工程建設有關的地質問題的科學。它的任務是為各類工程建筑的規劃、設計、施工提供地質依據，以便從地質上保障工程建筑的安全、經濟合理、使用方便、運行順利。簡要回顧了我國工程地質學的成就，并對未來的發展作以展望。
【關鍵詞】工程地質學；工程建筑；成就；發展
工程地質學是研究與工程建設有關的地質問題的科學。它的研究對象是地質環境與工程建筑二者相互制約、相互作用的關系，以及由此而產生的地質問題，包括對工程建筑有影響的工程地質問題，和對地質環境有影響的環境地質問題。它的任務是為各類工程建筑的規劃、設計、施工提供地質依據，以便從地質上保障工程建筑的安全、經濟合理、使用方便、運行順利。
我國工程地質學是在新中國成立以后才發展起來的一門新的學科。它經歷了從無到有，從知之甚少到內容豐富多彩、獨具特色、躋身于國際先進水平的過程，成為一門有著自己的理論體系和一套技術方法，能夠較好地解決工程建設與環境地質實際問題的應用科學。
1 我國工程地質學的發展歷程
20世紀60年代，工程地質的實踐，積累了大量資料和一定的實際經驗，學科進入獨立發展階段，各建設部門制定自己的勘察規范，以山區工程建設為主，對工程地質提出更高的要求，巖土測試技術提高，定量評價有所發展。到了以經濟建設為中心和改革開放的年代，各方面的建設蓬勃發展，工程地質在已往在基礎上取得了重大發展。
勘察質量提高，新的勘察規范制定，向著工程領域拓展，承擔勘測、工程處理的系統工作。新型、巨型工程向工程地質勘察提出了新的要求?？茖W研究工作取得豐碩成果，創立了自己的新的理論，引入有關科學的新理論、新方法。
2 工程地質勘察對工程建設的重要性
工程地質的任務就在于為工程建筑進行工程地質勘察，認識擬建工程所在地區的工程地質條件，為建筑的位址選擇和設計、施工提供地質依據。國家規定的基建程序是：任何工程建設不進行勘察工作就不準設計，沒有設計不準施工。這就賦予了工程地質重大而光榮的職責，避免了不顧地質條件是否適宜而盲目興建工程給國家造成的損失。建筑設計分為可行性研究、初步設計、技（術）施（工）設計等階段，工程地質勘察也隨之分階段進行，對工程地質條件的了解愈來愈深入，這是符合認識規律的。建筑位址的選擇具有戰略意義，起著充分利用有利的地質條件、避開不利條件的作用。位址選得好，不但能保障工程的安全，而且工程處理也較簡單，經濟上合理。位址的地質選擇只是一個方面，還要看政治、經濟等方面的因素，綜合考慮選定。
工程地質學為工程建設服務，是通過工程地質勘查來實現的，通過勘察和分析研究，闡明建筑地區的丁程地質條件，指出并解決所存在的工程地質間題，為建筑物的設、施工以至使用提供所需的地質資料。它的主要任務是：（1）闡明建筑地區的工程地質條件，并指出對建筑物有利的和不利的岡京；（2）論證建筑物所存在的工程地質問題，進行定性和定計的評價，作出確切的結論；（3）選擇地質條件優良的建筑場址，并根據場址的地質條件合職配段各個注筑物；（4）根據建筑場址的具體地質條件，提出有關建筑物類型、規模、糾構和施工力法的合理建議，以及保障建筑物正常使用所應注意的地質要求；（5）研究工程建筑物興建后對地質環境的影響，預測義發展演化趨勢，并提山對地質環境合理利用和保護的建議；（6）為擬定改善和防治不良地頂作用的措施方案提供地質依據。
工程建筑的類型很多，如工業民用建筑物、鐵路、公路、水運建筑、水利水電建筑、礦山建筑、海港工程和近海石油開采以及國防工程等。每一類型建筑又有一系列建筑物群體組成，如高樓大廈、工業廠房、道路、橋梁、隧道、地鐵、運河、海港、堤壩、電站、礦井、巷道、油庫、飛機場等。這些建筑物有些位于地面上，有的埋于地下，都脫離不開地殼，無不與地質環境息息相關。他們的形式不同、規模各異，對地質環境的適應性以及對地質環境的相互作用也越來越強烈，越來越復雜。
我國的各類工程、鐵路公路、水利水電、城鄉建設、工業、國防、礦山、港口等建筑，尤其是大型建筑，都是先做了反復的工程地質勘察工作才進行設計、施工、修建完成的，因而基本上沒有因為地質問題而失敗。
3 我國工程地質學理論體系的形成
工程地質問題和環境地質問題是可以預測的，只要查清工程地質條件，又有了規劃設計部門所提供的有關工程建筑的類型和規模，尤其是建筑物作用力的大小和性質，就可以建立二者相互作用的物理模型，進而建立計算模型，做出問題的定性分析和定量分析，對建筑場地給予工程地質評價，指出問題的嚴重，哪些地質因素不利，不能滿足工程建筑的要求。應當采取何種措施予以補救，是減小建筑物的規模以適應地質條件，還是采取工程處理措施，改善條件，以滿足建筑物的要求、消除不良影響。這要從技術條件上和經濟合理性上進行比較才能確定。由上述可知，工程地質學研究的目標在于協調工程建筑與工程地質條件之間的矛盾關系，既保障工程建筑造福人類，又避免它對環境造成不良影響。
4 工程地質的科研成就
4.1 巖體工程地質力學的建立與巖體力學研究
與土力學相比，巖體力學直到20世紀60年代還是知之甚少。在治淮工程、武漢和南京長江大橋以及三峽工程等一系列工程地質勘察中發現巖體中的裂隙發育情況不同對巖體的力學性質與行為影響很大，而巖體的變形破壞實際上是受其中的軟弱結構面的控制，包括層面、斷層面、裂隙、片理、劈理等，也稱不連續面，使巖體成為非均質、各向異性的不聯系介質。結構面之間的巖石體稱為結構體?？傮w上來說巖體就是由結構面和結構體組合而成的。結構面按其延續的長短可以分級，但其形成則受巖石成因和后期地質構造變動的控制，因而其分布規律和形狀、寬度等可以通過地質力學加以分析。這樣他們就把地質力學與巖石力學結合起來對巖體結構加以分析，創立了一門新的分支學科：巖體工程地質力學。把巖體結構分為塊狀結構、鑲嵌結構、碎裂結構、層狀結構、層狀碎裂結構、散體結構等類型。不同結構類型的巖體其力學性質和變形破壞規律也不同。
我國在軟弱、破碎巖體的研究方面也取得較大進展，例如斷層巖的分類及其物理力學特性和穩定性評價的研究；泥化夾層的物質與結構特征及其力學性質的研究；膨脹巖的膨脹機理和處理措施的研究等。
4.2 環境工程地質與地質災害研究
20世紀80年代以來，環境問題日益嚴重。為了合理利用和保護地質環境，我國開展了環境工程地質的研究。幾十年來在一些重點地區和大型工程地區做了不少研究工作，以工程建筑所引起的閃生地質環境研究為主，包括對人類生存和生產造成損失和威脅的各種地質災害，諸如地面沉降、地面塌陷、地裂縫、滑坡、崩塌、泥石流、水庫誘發地震、沙漠化、水土流失等。
5 總結
20世紀50年代以來，中國工程地質學從建國初期的一片空白，發展到今天成為一門內容豐富、理論體系嚴謹、具有中國特色的綜合性學科，發展之迅速是驚人的。當前我國改革開放形勢大好，新世紀的到來，經濟建設任務更為艱巨，新型城鎮、新型鐵路、高速公路的建設、黃河的治理、西南水電資源的開發、南水北調工程、海峽通道等等，為工程地質學研究開拓了美好前景。讓我們加倍努力，把我國工程地質學推向世界高峰。
工程地質學研究:土木工程專業工程地質學教學改革探討
摘要：針對土木工程專業工程地質學教學過程中存在的各種問題，結合筆者教學經驗，從教學內容、教學方法、實踐教學、考核方式等方面進行了探討，以期達到培養綜合應用性人才的目的。
關鍵詞：工程地質學；教學改革
1 引言
工程地質學為地質學的一個應用分支，研究的是人類工程活動與地質環境之間的相互制約關系。土木工程活動會改變地質環境，從而帶來相應的各種工程地質問題，只有對工程建設的地質條件進行深入研究分析，才能避免各類問題的產生，所以工程地質學這門課程在土木工程專業中是至關重要的，是土木工程專業的一門專業基礎課，為后續《土力學》、《基礎工程》、《道橋工程》、《地下工程》等課程打下基礎。
土木工程專業選用的《工程地質學》教材不同于地質專業教材，涵蓋內容廣泛，課時少，知識不夠細致深入是本課程的一個主要特點，課程知識實踐性較強，學生學習多停留的知識表面，不能由表及里，加之此課程在土木工程專業多為考查課，不能引起學生足夠重視，所以以往的教學手段方法不能滿足現行的課程設置，教學改革勢在必行。結合自己教學經驗談談教學中的一些改革方法，實現應用型人才的培養。
2教學中存在的問題
1）課程課時量不夠
我校工程地質學課程總學時為32學時，其中含2課時實驗室認識實習。筆者走訪了多個院校，土木工程專業的工程地質學課時量設置多為32學時，有些院校設置為24學時。對于地質學相關專業課時量設置多為64課時。土木專業的工程地質學主要內容包括地質學基本理論，巖石、巖體和土體的工程性質以及常見的不良地質現象及地質災害以及工程地質各類勘查方法，因此本課程內容繁雜，涉及面廣，抽象難解，學生想在課程上對知識融會貫通是比較困難的。
2）學生興趣不濃
土木工程專業的學生缺乏地質學方面的基礎知識背景，學生對于課程內容理解起來有難度，影響了學生學習的積極性。土木工程專業地質學相關課程只有一門工程地質學，沒有 《普通地質學》、《巖石學》、《構造地質學》、《水文地質學》等課程做基礎，更加增大了老師教授和學生學習的困難。
學生對于這門課程的重視度不夠。工程地質學多被定為考查課，學生多認為考查課不重要，學習中不能引起學生的重視，同時，在土木工程專業課程中，工程地質與其他專業課聯系不是很緊密，學生認識不到工程地質學的重要性，認為其在專業中的用途不大。
3）教學實踐環節薄弱。
工程地質學實踐應包括室內試驗和野外實習兩部分。通過筆者調查，土木工程專業的室內實驗，對于力學實驗，土工實驗大多高校都比較完善，而對于地質類實驗室大部分高校都不太健全。對于野外實踐，由于學校師資有限，實習基地不好確定，學生眾多不好管理，對于許多高校的土木工程專業工程地質實驗是非常欠缺甚至是不存在的。正是由于實踐教學的缺乏，導致學生學習只能看到知識的表象以及掌握一些基本概念，不能深入內容的實質，不能由表及里。
3 教學改革探討
1）教學內容改革
工程地質學課程內容多，涉及范圍廣，從兩方面進行調整：（1）適當增加課程量，學時不低于38課時，保障其教學質量。（2）精簡教學內容，根據工程地質課程的內容，結合土木工程專業相關知識之間的聯系，對課程內容進行刪減和補充。工程地質學內容劃分為三部分，及時部分是地質學基礎知識，主要講解地質作用、巖石、地質構造等知識，本專業學生對地質學基礎知識相對缺乏，因此，首先要向學生介紹工程地質學基礎知識，讓學生具備地質思維方式思考工程地質問題。第二部分為工程地質理論，主要講解巖土層工程地質性質及各種工程地質問題，這部分教學應以寬、泛為主，詳、探為輔。第三部分為工程地質勘查，針對專業側重點，著重講解相關地質勘察方法。
2）教學方法改革
（1）布置課外作業。
布置課外作業的方式我們并不陌生，但對于工程地質學這門課程作用尤為明顯?？梢圆贾靡恍┱n本上找不著但又與教學內容相關的問題，那么學生帶著疑問就會利用圖書館、網絡或者實地參觀考察以及其他更有力的手段才能完成，培養了學生自己解決問題的能力。另外，還可以布置以分組形式完成的作業，每個組成員都有自己的任務，這樣帶著責任大家都會很積極，努力完成自己的部分。甚至組與組之間在完成作業的優劣方面形成競爭，加強了每個學生的團隊意識和危機意識。
（2）課堂考核。
對當堂課所學知識，隨機抽取幾位同學回答即時問題，雖然方法平常，但在一定程度上會使學生時刻保持“警惕”狀態，提高學習效率。或者是每次交作業后，在課堂上隨機抽取幾位同學在講堂上向大家講解自己的作業，雖然學生有怨言，但大多數同學認為收益頗豐。
（3）改變現代化的教學手段。
在教學過程中，積極采用多媒體技術使教學內容與表現形式呈現多樣化，加大了授課信息量，但也需要注意一些問題。多媒體教學不應只是文字、圖像、視頻的簡單羅列，而是在簡單的內容鋪墊之后快速進入正題，展示出所應該掌握的內容，然后利用一些有針對性的圖像、視頻文件加以輔助，即時抓住學生的思維和興趣，使他們在盡量短的時間內了解并掌握重點知識。因為學生在課堂上不可能每一刻都能全神貫注，如果所講內容過于枯燥，或者教學時間過長，學生在堅持認真聽課一段時間后未免會走神，所以多媒體教學中的內容安排順序要適當，能夠在短時間內吸引學生注意力，讓學生在聚精會神的時間段內完成知識的學習，從而大大提高課堂教學的效率和質量。
3）實踐教學改革
工程地質學是一門實踐性很強的課程，最終能夠達到學以致用，才是教學的最終目的。工程地質實踐教學應該積極開展室內試驗和野外實習。室內試驗主要包括室內礦物、巖石鑒定，即用肉眼鑒定主要造巖礦物的特征及鑒定方法，對三大類巖石的成分、結構、構造和產狀等方面進行鑒定。學生可以把課本上的知識和實物聯系起來，使思維方式立體化。以往礦物和巖石的認識通常是根據已知礦物或巖石來對其特征進行描述，可以通過給學生提供未知的標本，根據學生觀察其特征來確定其類別，從而提高了學生的思考和動手能力，加深知識的理解。如果條件允許還應積極開展野外地質實習，通過對自然界的地質結構、構造和工程結構的直接觀察和接觸，進一步理解和掌握本課程課堂教學所學理論知識。
4）考核方式改革
工程地質考核方式多樣化，摒棄以往閉卷考試的考核方式?？梢宰寣W生提交讀書報告及小論文的形式，培養學生獨立學習獨立思考的能力。針對學生讀書報告內容進行答辯，一方面考察學生對這門課程知識的掌握程度，另一方面讓學生對自己的報告進行總結，享受收獲，彌補不足。工程地質學采取考查的考核方式，針對學生重視不夠，上課積極性不高，缺課請假等現象，在尊重學院教學考核規定的基礎上，較大限度地增大平時成績的考核分值，把平時成績的比重增加到40％，把學生“限制”在課堂上。
5結論
工程地質學作為一門專業基礎課，內容廣泛，教學存在難度。通過教學內容、教學方法等方面的改革增強學生的學習興趣，使學生認識到這門課程的重要性，讓學生在多樣化的考核方式中加強對知識的認知、理解和掌握，提高學生發現問題、解決問題的能力。
工程地質學研究:工程地質學的教學改革研究
摘要：工程地質學在土木工程專業中具有至關重要的學科地位。針對目前工程地質學課程存在的主要問題，對工程地質學課程建設及教學方法提出切實可行的改革措施。多方位培養學生理論聯系實際能力、分析問題和解決問題的能力、創新能力和工程意識，培養具有較高素質的高級技術人才。
土木工程專業人才培養方案提出的培養目標是：畢業生能在房屋建筑、工程勘察、地基基礎、地下建筑、道路、橋梁等設計、研究、施工、教育、管理、投資開發部門從事技術或管理工作。工程地質學是土木工程專業一門必修的專業基礎課，一方面為土力學與基礎工程學等專業課程的學習奠定基礎，另一方面擔負著與工程地質勘察有關的應用地質學基礎理論知識學習及實踐實習的重要任務，培養學生的實踐能力及創新精神。工程地質學通過巖土工程勘察為工程建設服務。在工程建設中首先要查明建設地區或建筑場地的工程地質條件，分析、預測和評價可能存在和發生的工程地質問題，及其對建筑物和地質環境的影響和危害，提出防治不良地質作用的措施?？梢姳仨氁性鷮嵉墓こ痰刭|學知識才能在實際工程建設中完成工程地質勘察任務。
工程地質問題，是涉及生命和財產安全的大問題，稍有疏忽即可釀成大禍。西安建筑科技大學舊圖書館、鐵一局幼兒園教學樓以及西安化工六院某家屬樓等，都是由于建筑場地地質條件沒勘察清楚，剛好建在地裂縫上而遭到破壞。1976年7月28日唐山7.8級大地震，造成65萬多間房屋坍塌，24萬多人死亡，主要是建筑結構防震措施缺失及地基液化造成的房屋倒塌，原唐山礦冶學院的圖書館樓因地基液化下陷了一層半。委內瑞拉曾發生6.4級地震，致使樓房地基土液化下陷（圖1），也屬于地基處理方案不合理造成的工程地質問題。2009年6月27日上?！暗箻恰惫こ淌鹿?， 13層樓房（7號樓）整體倒覆（圖2），事故原因是施工方將樓房南側開挖4.6 m深的地下室挖出的土方堆置在樓北側，高度達10 m左右，加上雨水滲入誘發土體失穩，致使基礎樁折斷樓房失去支撐而倒覆。該工程事故屬人工改變地質環境及雨水滲入誘發土體失穩的工程地質問題。從以上工程事故案例可以看出，天災固然不可抗拒，但人禍可以避免，這就要求土木工程師熟練掌握工程地質學知識?？梢姽こ痰刭|學課程設置，在土木工程建設中具有舉足輕重的學科地位。
圖1 地基土液化樓房下陷
圖2 上海倒樓事故現場
二、工程地質學課程存在的主要問題
據調查了解及結合學院的實際情況，目前土木工程專業工程地質學教學在師資、實踐教學方面存在許多問題[1]，而最突出的問題主要有以下兩方面。
首先是課程授課學時少。土木工程專業工程地質學為30學時，實際授課課時為26學時。其他多數院校的課時設置為36學時[2]。而按新專業設置，工程地質學教學內容多，在教學內容安排上除了滿足主要的工業與民用建筑專業方向外，還要兼顧道路與橋梁工程、巖土工程、地下工程等專業方向。地質基礎知識是學科基礎，必須牢固掌握，而工程巖土學、水文地質學基礎、工程地質分析及巖土工程勘察是分析和解決工程地質問題的專業應用部分，這些知識更加重要。課時設置太少，教學深度難以達到人才培養方案中的培養目標。
其次，室內實驗及野外實習少，個別院校沒有開設實驗實習。 因課時少，在課程設計中往往是首先減少實驗實習，致使實踐教學環節薄弱或缺失。同時，非地質院校開設的土木工程專業，基本上都沒有地質基礎方面的實驗室，如礦物巖石實驗室、地質構造模型室，以及野外地質實習基地。野外地質實習的師資力量也不足，一般非地質院校僅有1～2位工程地質學任課教師，不具備帶領野外實習的條件，所以基本上都沒有開設野外實習。學生在學習中缺少感性認識，紙上談兵使這門實踐性很強的課程教學大打折扣。
三、教學改革措施
基于工程地質學課程目前存在的主要問題及課程設置的重要性，在適當增加教學課時及工程地質實驗實習資金投入的同時，依據多年教學經驗，應從以下兩方面著手改革。
（一）課程建設方面的改革
（1）相關課程的任課教師組成教學科研團隊，開展相關的教學科研活動。由于工程地質學課程教學課時少，所以從事工程地質學教學的教師相對較少，不能形成強大的師資隊伍。但工程地質學、土力學及基礎工程學課程知識相關性較大，可以組成一個教學科研團隊，開展相關的教學科研活動及設計性、綜合性實驗研究。對這些課程中相互交叉、重復的部分內容進行協商調整。如工程地質學中土的工程地質特性，包括土的物質組成、土的物理力學性質、土的分類與分級，以及地下水的徑流狀態等，在土力學中屬于重點內容。房屋建筑工程地質問題及深基坑開挖工程地質問題，在基礎工程學中有較詳細講授。這些內容在工程地質學中不宜重復授課。
（2） 充分利用實驗室教學資源。 據調查了解，許多理工科院校在開辦土木工程專業的同時，也開設有地理科學類專業，廣東石油化工學院也開設了這兩個專業。地理科學類專業開設的地質學也都需要進行地質基礎實驗。為充分利用實驗室教學資源，節約實驗室重復建設的資金投入，建議兩個專業共同建設使用礦物巖石實驗室、地質構造模型室，完善地質基礎實驗教學。開展常見造巖礦物及三大類巖石的認識、鑒定實驗，增強學生對礦物、巖石的感性認識，開展地質構造模型實驗，使學生理解并掌握地質構造的立體空間展布。
（3）開設巖土工程勘察綜合性實驗。在土木工程專業人才培養目標中可見，畢業生應能在工程勘察部門從事技術及管理工作。因此，在加強巖土工程勘察理論知識講授的同時，有必要開設巖土工程勘察綜合性實驗。把工程地質學、土力學、基礎工程學與工程測量等課程中簡單、分散、獨立的相關實驗統一起來，組合成為巖土工程勘察綜合性實驗。實驗內容包括對某一建筑場地測量定位、鉆探、原位測試、采取巖土試樣、鑒定描述、室內土工試驗，綜合分析評價，確定土巖層承載力特征值，建議建筑物的基礎持力層及基礎類型，提出與建筑場地、環境相關的巖土工程綜合治理建議。綜合性實驗旨在把實驗項目與生產實際聯系起來，培養學生的動手能力、綜合運用能力、創新能力。巖土工程勘察綜合性實驗應連續進行，獨立設置課程，時間具有連續性，可以培養學生連續工作的毅力和能力，利于學生提前熟悉就業環境，增強工程意識，形成嚴謹的科學態度。巖土工程勘察綜合性實驗更貼近土木工程專業實際，體現大工程觀的教育思想。
（4） 開設工程地質相關的專題講座。 定期開設工程地質相關專題講座，介紹工程地質與工程建設的依附關系，介紹工程建設、巖土工程治理等方面有關工程地質的典型案例和近期研究成果，提高學生對工程地質學的學習興趣和日后工程建設設計施工時對工程地質條件的重視。介紹工程地質的新理論、新技術和新方法，拓寬學生的知識面，開闊視野，使學生更多地了解、接受近期的前沿科技成果，使學生能站在更高、更廣的角度分析問題，為學生將來成為的土木工程師打下扎實的基礎。
（二） 教學方法改革
（1）首先要教會學生獲取知識及創新的能力。 大學本科教學的核心并不是讓學生去掌握某一種實驗方法或某一個專業知識，而是讓學生學會發現問題、解決問題的思路及方法，培養學生獲取知識及創新的能力[3]，實現青出于藍而勝于藍。根據專業特點，掌握地質學“將今論古、以古證今”的思維方式和研究方法，養成從地質演化角度分析工程地質條件的思維習慣。地球的內外力地質作用是永不停息的，無時無刻都在按地質演化規律發生著變化，特定的建筑工程與場地地質環境之間是有條件的、動態的平衡，一旦某一因素的變化超越了平衡極限，平衡被打破，工程地質條件就要發生變化，甚至危害建設工程，引發建設工程事故。學會分類、總結、歸納及演繹的邏輯思維方法，將復雜的地質現象（問題）簡單化，將特殊的地質現象（問題）典型化，將一般的地質現象（問題）規律化[4]。提高學生自主獲取知識的能力，拓展思維，使學生能在課堂授課時間以外，通過自學獲得更多有關工程地質的知識，為日后的拓展學習奠定基礎，增強創新意識，提升創新能力。
（2）重視學生對實物標本的接觸觀摩鑒定，實施全開放實驗。為學生認識、鑒定常見造巖礦物及常見巖石創造條件，實施全開放實驗。也就是在相應的內容講授及實物標本鑒定演示后，把多套常見礦物巖石標本分組留給學生長時間保管。如圖3所示，學生在宿舍利用課余時間做常見礦物巖石鑒定實驗，學生在做鑒定實驗時允許其刻劃、敲打標本，讓學生有較多機會接觸、認識、鑒定實物標本，并相互交流討論鑒定體會，反復識記常見造巖礦物及巖石的主要特征。填補部分院校沒有地質基礎實驗室的缺陷，可以收到在實驗室實驗異曲同工的效果。在實際工作中常見的礦物主要有石英、長石、云母、方解石等，常見的巖石主要有花崗巖、閃長巖、玄武巖、礫巖、砂巖、泥巖、頁巖、石灰巖、片麻巖、千枚巖等，這些礦物巖石標本比較容易采集?？衫靡巴鈱嵙坎杉@些常見的礦物巖石標本，或到地質勘察及地質礦產生產單位收集這些標本，個別難采集的標本應投入資金購買。正由于這些標本容易采集，可當作易耗品借給學生保管，課程結束后才回收標本，提高實驗標本的利用率。
圖3 學生利用課余時間鑒定礦物巖石標本
（3）重視地質理論與工程實踐的密切聯系。 地質是工程地質，不能脫離工程建設而單純講授地質理論。如講授三大類巖石時，應結合工程實例分析其工程性質，介紹其作為建筑材料、地基、邊坡與周圍環境的工程性質。在講授地下水對工程建設的影響、常見不良地質作用及其防治、不同工程類型常見工程地質問題等內容時，緊密結合較典型的實際工程案例講授。如茂名市某單位辦公樓建筑基礎工程案例，建筑物設計有一層地下室，設計采用天然地基箱型基礎，由于設計人員對地下水設防水位不重視，沒有抗浮設計，在樓房建到地面時回填了基坑邊坡，平整了室外地面。當建到第二層時，一場暴雨使整棟建筑物上浮，升高了38 cm，造成工程事故。通過具體工程案例，與學生共同分析、討論，找出工程事故的工程地質原因，提出有關工程地質問題的防治措施，培養學生理論聯系實際的能力，及分析問題、解決問題的能力。
（4）充分利用多媒體技術教學。 多媒體教學不僅可以擴大課堂教學的信息量，而更主要的是增強教學直觀性，提高教學質量。如將各種地質現象、工程地質問題、不良地質作用及其防治措施，特別是由于地質原因造成的工程事故及處理措施，以圖片的形式給學生演示，輔助教學。把地質構造、地層接觸關系等地質演化形成過程制作成動畫，使學生更容易理解并增強記憶。如背斜、向斜構造的形成過程及在地面出露的巖層新老關系特征，以動畫展示各階段的過程：地殼下降的同時沉積一套從下至上、由老到新的地層層序地層受水平運動擠壓形成背斜、向斜褶皺構造顯示背斜核部為老巖層，兩翼為新巖層，向斜核部為新巖層，兩翼為老巖層地殼上升的同時背斜、向斜上部地層被風化剝蝕削平或背斜成谷向斜成山從地表面顯示中間為老巖層，兩側新巖層對稱重復出現的為背斜；中間為新巖層，兩側老巖層對稱重復出現的為向斜。利用錄像設備將野外地質實習、巖土工程勘察施工（包括各種測試、鉆探等）制作成電視錄像片，在講授相應的內容時播放，或放在網絡教學平臺，讓學生隨時下載觀看。增強感性認識，為實踐實習打好基礎，也可以節省實踐實習時間，或代替部分實踐實習，填補部分院校沒有開設實踐實習教學的不足。生動、形象、直觀的教學使學生更容易理解。
四、結語
工程地質學是土木工程專業必修的專業基礎課，是一門學時不多、內容豐富、教學難度較大、富有挑戰性的課程。要培養基礎理論知識充實，具有較強的實踐能力和創新精神，綜合素質高的土木工程師，學校必須要加大對專業建設的投入：完善基礎地質實驗室并定期補充足夠數量的實驗標本，建立野外地質實習基地，確保相應的實踐實習，包括工程地質勘察實習。任課教師更要加強學習，不斷總結、改革教學方法，更新工程地質新技術、新方法，收集積累工程實踐案例，從工程建設實際出發培養具有綜合素質的高級工程技術人才。
工程地質學研究:土木工程專業“工程地質學”教學探索
摘要：針對土木工程專業需要，通過分析工程地質學課程特點和教學現狀，本文從結合專業需要優化教學內容、合理精選整編教材以及運用現代多媒體、網絡技術提高教學效果等方面闡述了利用多種教學方法及教學手段相結合以提高教學質量的探索。
關鍵詞：工程地質;教學內容;教學方法;土木工程
改革開放三十多年來，各行各業大興土木，城市建設日新月異。要保障項目建設安全，需要對建設場地進行工程地質條件勘察，才能進入設計、施工、建設階段?？v觀世界各國的建筑工程事故，以地基基礎事故為主。地基基礎是建筑物的地下隱蔽工程，費用約占總造價的20%～25%，一旦出現事故不易覺察，修補處理較為困難，所需費用較高。實踐證明，地基基礎問題在相當程度上與工程地質問題相關，是涉及人的生命和財產安全的大問題。而土木工程專業的畢業生大多從事工程設計、施工、監理等工作，也有人進入相關領域從事工程地質勘察設計、規劃和管理工作?？梢?，具有良好的工程地質知識對他們以后所從事的工作意義重大。
工程地質學課程的特點
工程地質學是研究人類的工程活動與地質環境相互關系的學科。它的任務是為各類工程建筑的規劃、設計、施工提供地質依據，以便從地質條件上保障工程建筑的安全、經濟合理、使用方便、運行順利。為大型項目工程建設提供可行性研究報告，對擬建工程場地進行工程地質條件評價，為地基基礎設計提供合理建議，對于場地存在的地質問題在深入分析的基礎上提出處理措施，為地基加固工程的設計和施工提供依據。同時，還要研究評價由于工程興建引起的環境地質問題，以及可能誘發的地質災害對工程建筑本身及周圍環境的影響、如何及時消除安全隱患等問題。
對于土木工程專業而言，工程地質學是一門專業基礎課程，主要培養學生閱讀地質資料、查明和分析工程地質條件、解決工程地質問題的能力，工程技術人員必須能夠看懂地質資料，必須清楚建設范圍內的地質條件，了解可能出現的地質問題及應該采取的防治措施。只有這樣，才能進行正確的設計和施工，才能有效保障建筑物的安全和穩定。為后續的土力學、基礎工程等專業課程的學習奠定基礎，為以后所從事的工程建設工作提供相關專業知識。課程特點表現為：（1）教學內容多，涉及多個學科。僅就土木工程專業而言，工程地質學講授的主要內容包括礦物與巖石、地質作用和地質年代，地質構造，巖、土體的工程地質性質，地下水，地貌及第四紀松散堆積物，不良地質條件下的工程地質問題，巖體工程穩定性問題，巖土的工程地質分級分類，工程地質勘察等。該課程涉及礦物學、巖石學、構造地質學、土質學、土力學、巖石力學、動力工程地質學、區域工程地質學、工程地質勘察、地基處理等相關內容。（2）概念多，實踐性強。工程地質學涉及許多名詞概念及專業術語，許多理論知識比較抽象，直接理解往往有一些困難，需要通過實驗、實習、實訓的途徑加以解決，表現出較強的實踐性。（3）學時不多。一般土木工程專業只有30~40個課時。由于教學內容豐富、教學難度大，要上好這門課具有挑戰性。
土木工程專業工程地質學教學現狀
重視不夠 工程地質學作為土木工程專業的基礎性學科，學生還沒有感覺到它的重要性，以為不是主要專業課程，在專業中的作用不大，導致學生不具備工程地質方面的專業技能和專業素質，對以后所從事的工作造成不良影響。
部分內容比較枯燥 初次接觸本課程的學生感覺比較陌生，由于工程地質基礎知識理論性較強，概念多，與工程實際聯系較少，學生會感覺乏味，學習興趣降低。
野外地質實習基地缺乏 工程地質學實踐教學包括室內實驗和野外實踐實訓教學。室內實驗涉及土工方面的實驗及各類礦物、巖石標本實驗室、地質構造模型室等，大部分高校都有。一般地質類的工科高校都有野外固定的地質實習基地，而對于大部分土木工程專業的高校來說，野外實習基地相對比較匱乏。由于實踐教學條件不足，使大部分土木工程專業的學生在短時間內具有地質學方面的感性知識往往是很困難的。
綜合利用多種教學
方法和手段提高教學質量
隨著社會的發展和科學技術的不斷進步，多媒體、網絡技術已成為人們日常學習、生活、工作交流的工具之一。傳統的授課方式也在逐漸發生改變，充分利用各種教學資源，采取多種教學方法和手段提高學習興趣和教學質量成為關鍵。筆者通過多年教學實踐總結出以下幾點。
結合專業需要優化教學內容、精選整編教材 首先，應結合土木工程專業方向和專業需要，以及土木工程專業的學生以前從未接觸或很少接觸過工程地質的有關知識的特點，通過本課程的學習，使學生能讀懂地質資料，能夠利用地質資料完成工程項目的設計、施工、監理等工作。教學內容不僅應包括工程地質的基本理論知識，同時要重點突出實踐性教學環節， 要在知識覆蓋面、深度、廣度上下工夫，不斷完善工程地質學的教學內容，保障學生在工程地質學方面的專業素質，構建優良的教學體系結構。任課教師可以根據教學內容設計挑選教材。教材是教學的基礎，是教育思想、教學觀念、教學內容、教學方法與手段的載體，是人才培養的依據，只有使用高質量的教材才能培養出高素質的人才。由于工程地質學教材很多，且各有特點，從中選出適合土木工程專業的理想教材至關重要。一本好的工程地質學教材，不僅要涵蓋工程地質領域的基礎知識，還要通俗易懂、重點突出，將整個工程地質領域眾多基本理論和方法濃縮成系統性和專業性兼顧的知識體系。由于土木工程專業教學計劃的限制，適合自身專業特色的工程地質學教材不多，因此，授課內容不能僅僅局限于教材。優化教學的方法是在查閱大量參考文獻基礎上，對教材內容進行重新組織、加工精練、補充提高，及時汲取近期的研究成果和工程實例，加入工程地質勘察新技術、新規范，積極整合教改成果，做到理論知識恰如其分地與具體工程實際緊密結合，使學生不出課堂就能夠把主要知識點與實際工程無縫對接，在有限的時間內獲取盡可能多的知識。堅持以提高學生整體素質為基礎，以培養學生綜合能力，特別是創新能力和實踐能力為主線，對教學內容進行整合。
合理運用現代多媒體、網絡技術提高教學效果 應用多媒體技術可以大大提高學生的學習興趣與效率，增加信息量。比如，在講“礦物與巖石”這一章節時，若僅采用傳統板書教學，很難講清楚，而且學生也難以理解、想象出各種礦物與巖石的特征，而利用多媒體將常見的礦物和巖石的真實圖片放在大屏幕上講解后，再進行室內實習，學生很容易就能識別出常見礦物與巖石標本。同理，把地質圖的閱讀、地質災害的形成、預防與處理、地形地貌、地質構造、常見工程事故及處理措施、工程地質現場勘察技術等內容采用圖片、聲音、動畫、文字、錄像的形式展現出來，可使學生有身臨其境的感覺。可見多媒體教學不僅可以擴大課堂教學的信息量，而且還能增強教學的直觀性、主動性，提高教學質量。應構建課程教學網站，將教學內容、教學大綱、教學方法、教學課件、錄像、實綱、作業練習、在線測試、交流、答疑等掛在校園網上供學生隨時查閱，為學生提供一個交互、開放式的理論與實踐結合的教學環境。同時，也為學生自主學習提供良好的教學平臺，彌補課堂教學課時少的缺點。
將理論教學與案例教學相結合 單純理論教學不能充分調動學生學習的積極性，因為聽課時間稍長，學生就容易疲憊，導致精神不集中。只有理論與案例教學結合，才能調動學生思維能動性，使學生在不知不覺中由傳統教學中的被動接受知識變為積極運用知識，有效提高學生的理論水平和實踐能力。將理論知識實踐化，其捷徑是采用工程實例分析，即案例教學。在教學中有針對性地運用適宜的工程實例資料，通過學生的獨立思考與集體協作，對具體實例進行分析、研究和討論。案例教學具有參與性、啟發性和時效性的特點。如對于常見的地震等地質災害，先采用多媒體課件講授地震等地質災害的成因、發生、發展以及結果和危害等，再通過如“5.12汶川地震”等地質災害進行案例教學，學生會對授課內容產生強烈的共鳴，并在短時間內銘記于心。
創建完善的教學實習基地，加強實踐性教學環節 工程地質學是一門實踐性比較強的課程，實踐性教學環節是該課程的重要組成部分，良好的實習條件是教學質量的重要保障。實踐教學的基本任務就是讓學生親自接觸各種真實的地質現象及工程地質問題，并利用已學到的理論知識來考察、辨析它們，進而加深對課堂教學內容的理解。可根據實綱要求，安排校內實驗與野外實習。校內實驗主要包括實驗室礦物與巖石標本觀察和地質圖的閱讀等，是為了培養學生對常見礦物和巖石的識別能力，訓練學生地質圖的讀圖能力。實驗內容為：觀察標本、鑒別區分常見的造巖礦物與常見三大類巖石（巖漿巖、沉積巖和變質巖）；通過閱讀地質圖，要求學生講述圖上所表示的地形、地貌、地質構造、地層巖性及其產狀、接觸關系等。每次實驗前根據實綱要求，教師制定實習任務，讓學生做預習，設計實驗方案。實習時以教師現場指導、教學示范、學生自主探究方式進行。比如，對礦物、巖石的鑒定及描述等方面，通過實物介紹、實習操作示范等，使學生在短時間掌握要領，順利完成實習任務。野外實習也是必不可少的教學環節。野外實習的內容主要是進行各種地質構造的野外觀察、地質繪圖、工程地質勘察，地質資料的現場記錄整理等。教師在野外現場對實習內容要點反復講解，示范操作要領、步驟；要求學生必須做到勤思考、勤動手、勤問、勤記錄，即勤于動手考察地質現象、勤于思考產生這種地質現象的內外因素、勤于對某些問題進行較深入探索和研究。通過野外實踐環節鍛煉學生對自然地質現象的觀察識別、動手能力、分析問題和解決問題的能力以及對原始數據資料的收集和編錄的能力，能夠讓學生懂得野外地質工作的基本方法，在加深理解的基礎上學會分析土木工程與地質的密切關系，熟悉土木工程建設中常見的地質問題及處理方法，及時消化和鞏固所學的基本理論知識。此外，走出校門進行野外地質實習，還可以培養土木工程專業學生吃苦耐勞、遵守紀律、團結協作等優良品質，有利于增強學生體魄和意志力。
改變現有成績考核辦法 工程地質成績分為兩個部分，即理論教學與實習、實訓成績。理論教學成績考核應多方面考核評定學生成績。其中，考試成績占60%（理論知識的考核應結合工程地質學課本，以閉卷的形式考核基本知識、基本理論，要求學生在規定的時間內完成）；平時成績占40%，其中，課堂教學成績考核占平時成績的15%（主要考查上課表現）；課后作業及論文等占平時成績的25%。這種考核方式注重學習過程的考核，可避免學生考前突擊記憶，考完后很快忘記的弊端，提高學習效果。在實習成績考核中，實習紀律占20%（考察學生實習是否缺席、遲到、早退等），集中實習占60%（其中原始記錄及實習表現占20%，實習報告占40%），同學之間相互考評成績占20%。這種考核方式有利于對實習全過程進行考評，促進學生的學習積極性。
多年來的教學實踐證明，在教學過程中不斷完善教學內容，改進教學方法與手段，充分利用現代科技成果服務于教學，針對專業需要進行課程教學設計，堅持理論聯系實際，加強實踐性教學環節，改革考核辦法有利于增強學生學習的興趣，有利于培養學生的動手能力和工程地質方面，專業素質，為土木工程專業學生從事工程建設工作奠定良好的基礎。
