对土木工程地质的认识范文

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篇1

土木工程地质是土木工程专业的专业基础课，工程实践性很强，课程内容重点在于工程地质基础常识的学习以及分析和解决常见的土木工程地质问题。这门课程的教学目标不但要求学生对众多地质名词和对各类工程地质现象有基本的理解与感性认识，还要对各类工程地质问题的分析与防治技术手段有初步的了解，重点是培养学生发现问题、解决问题的能力。传统的教学模式存在诸多问题，要提高土木工程地质课程的教学效果，则需要对传统土木工程地质教学方法进行改革。[4]

1传统教学中存在的问题

1.1教学课时短、教学模式单一

在授课课时受限制、章节内容多等客观条件下，教师为了完成教学任务，需要对教学内容做出一定的压缩与调整，突出重点知识部分。此外，由于教学课时有限，诸如案例式教学和启发式教学模式难以开展。大部分教师在教学时采用传统的讲授教学模式，只注重教学内容，而忽视了教学方法，导致教学内容抽象化，容易使学生进陷入那些枯燥而又难以理解的名词概念中，从而使学生丧失对学习的兴趣，严重影响课程教学质量，无法实现教学目标。

1.2教学资源缺乏和陈旧

对于大多数非地质类高校缺乏教学模型和工程地质校内实习基地，对于课程里的各类矿物、岩石、地质现象的知识仅在多媒体课件里面进行有限的展示，学生缺乏对实物的感性认识。此外，教材上的案例时间比较久远，缺乏新的典型工程地质事件的教学素材，教材上相应的工程地质问题防治技术手段也亟待补充和更新。

1.3理论与实践教学脱节

土木工程地质课程的实践性强，理论教学与实践教学是相辅相承、缺一不可的，一旦缺少了实践教学这一环节，课堂理论教学就如纸上谈兵。但传统的教学却主要侧重于理论知识的讲解，即使是教材中对常见的土木工程地质问题章节的讲解也很难引入对具体工程实践的分析，这势必会导致学生对土木工程地质的认识仅停留在理论知识层面，对今后工程地质问题实践可能遇到的各种问题缺乏足够的认识与重视。理论学习内容与工程实践脱节，这不符合土木工程地质课程理论与实践兼备的特点，学生就不能正真正的理解、吃透相关知识，教学效果就会大打折扣，就达不到培养和锻炼学生的工程实践应用能力的效果。

2土木工程地质教学中引入PBL模式的优势

土木工程地质课程内容主要分为工程地质基础理论知识教学模块和工程地质问题教学模块。地质基础理论知识教学应重点讲授矿物和岩石、地层与地质构造、水的地质作用和岩石及特殊土的工程地质内容。工程地质问题教学也是课程的重点，教师应重点讲解各类工程地质现象与问题的成因、影响因素、诱发机制、稳定性评价和防治技术方法，使学生能将所学知识能直接应用于实际工程建设中。

工程地质问题内容可以来自书本，也可以来自实际的工程项目，整个教学内容是基于项目问题的学习，在以往的教学经验中，学生往往对实际工程案例更加感兴趣，学生可以带着兴趣和问题通过具体的工程教学环节来进一步消化理解所学知识。常见的土木工程地质问题教学常以相应的地质问题为起点，其教学方法可以设计成为让学生主动学习、主动参与、积极分析问题、解决问题，既注重师生间的互动交流又注重学习成效的教学模式，与PBL模式的特点一致。

3基于PBL模式的教学课程设计

边坡工程地质问题是土木工程行业和本课程章节安排的重要工程性问题，本节以边坡工程地质问题为例来进行PBL教学模式设计。

传统讲授边坡工程地质问题一般要分为以下四个环节来分析：（1）边坡变形破坏的类型分析；（2）分析影响边坡稳定性的因素；（3）选择边坡稳定分析方法；（4）选择技术可行、经济合理的防治措施。分析边坡工程地质问题的前三个环节需要学生融会贯通土木工程地质的基础理论知识，后一个环节需要学生通过自主查阅文献资料，在教师的引导下总结出合理的防治措施。

采用基于PBL模式的教学设计，通过实践教学的设计思想，整个授课过程以“问题”为中心开展边坡工程地质问题的分析和解决环节。在教学过程中，通过问题的设计引导学生自己主动学习，查找相关资料来分析和解决问题，在教师与学生、学生与学生的交流中实现“做中学”。从教学效果上看，这种方式能激发学生的学习兴趣，培养学生专业思维和工程实践应用能力，举一反三，不仅能掌握理论知识还能掌握分析和解决问题的方法。

通过PBL教学模式分析和引导之后，学生对分析和解决边坡工程地质问题有了浓厚的兴趣，思路清晰，也掌握了各个环节所要注意的问题，同时会迫切地希望将这种学习方法对其它具体的工程案例进行思考和分析。在这种兴趣和教学方法的驱动下，学生学习的主动性和工程应用实践能力得到极大地提高，教学目标也较容易达成，还能使学生逐渐形成终身学习的能力。

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一、《工程地质》教学改革的必要性

（1）教学内容单一性不利于技术人才的培养。现代教学应以综合实践能力的培养为中心，应以实践能力培养的系统性代替知识培养的系统性。围绕这个中心教学中应注意让学生掌握与工程紧密联系的知识，例如斜坡的稳定性问题。传统的教学非常注重理论内容，忽略了社会需求，易造成所学知识与社会脱节的现象。（2）《工程地质》教学发展本身的需要。现代教育的发展，教育体制的不断改革，要求学生在基础教育上不断拓宽知识面，不可避免的会有一些课时的缩减。但是《工程地质》的内容并没有减少，相反有时还需要增加一些与时代相适应的新内容，这就需要注意教学方法，明晰重点，掌握关键内容。

二、深化《工程地质》教学改革的几点想法

1．明确课程的定位与目标。土木工程专业以工程地质为专业基础课程，其目的是培养土木、铁道、环境等领域一线的技术与管理人才。该课程的两个主要定位：一是为后续专业课的学习奠定基础；二是使学生具备在交通施工技术与管理工作中分析和解决一般结构问题的能力。通过该课程的学习，培养学生运用地质的基本理论，解决土木工程施工中的常见问题；通过实习，则着重培养学生的感性认识、观察能力和论证知识的能力。

2．明晰重点、难点，掌握解决办法。《工程地质》课程信息量大、覆盖面广。本课程的重点体现在岩石的不同成因类型及其地质构造；地下水的地质作用；不良地质现象的工程地质作用；原位测试。难点主要有课程的新概念太多，学生理解较困难。可以通过结合课程试验及相应的多媒体教学，增加学生感性认识。可利用的课堂教学学时非常有限，在有限的学时数内，讲授工程地质、水文地质知识，学生很难理解、领会。设置更多学时的课外实验环节，加强感性认识，同时设置工程地质野外实习的实践环节，合理利用野外的教学资源，做到理论结合实际，实际验证、弥补理论的效果。

3．合理分配教学学时数，加强实践教学的设计思想。本课程的实践教学主要是配合课堂教学，解决课程难点。通过实践教学，不但使学生的专业素质得到提高，另外学生的意志品质、创新能力、协作精神等都有所提升。主要包括课程试验和工程地质实习两部分。（1）课程实验：主要帮助学生掌握常见造岩矿物的肉眼鉴定方法，并能肉眼鉴定常见矿物；掌握三大类岩石的肉眼的鉴定方法；掌握地质图的作图原理、读图方法，并能分析简单地质图；能阅读工程地质勘测资料，并能应用于土木工程的设计和施工之中。（2）工程地质实习：主要帮助学生深化课堂学习内容，重点掌握野外工作方法、基本地质地貌、地质构造、水文地质调查、崩塌滑坡等各种不良地质现象及对工程影响等内容。野外实习过程中，以老师指导、讲解和学生自主观察、实习为主，作到了教与学的完美结合，使学生能在较短的教学时间内在地质科学的基本知识、基本理论、基本技能方面都能得到更好地训练与提高，为他们今后独立工作打下了较为扎实的基础。

4．发挥课程特色。随着我国经济的发展，工程建设向着深、大、高方向发展。近年来由于工程地质条件或者地质环境不良，导致的工程地质问题愈来愈多，引发的工程事故不断，《工程地质》课程的重要性愈显突出，工程地质课程的教学内容也在不断扩展。因此，本课程对于加强土木工程专业与国际接轨，宽大学生的知识面，有着极其重要的意义。有效的教学方法和手段可以增强学生的学习兴趣，同时，现代化教育技术的发展，为教学方法、教学手段的改革创造了机遇。由于培养计划的改变，总学时减少，也要求提高课堂授课效率。在课堂教学中，不断改进教学方法，注重学生学习能力、实践能力和创新精神的培养，使学生成为学习研究型、复合型、实用型的高素质人才。

教育理念的改革、专业内涵的扩展和学生数量的剧增，促使我们在教学中要与时代接轨，教学改革势在必行。经过探索与研究，可以认识到《工程地质》教改应有明确的课程定位与目标。在教学过程中首先在明晰重点难点的基础上，做到与实际工程相结合，讲授内容要实际实用实效；其次掌握理论的同时加强实践教学，让学生从实践教学中提升感性认识，达到良好的教学效果；最后发挥课程特色，通过实验、野外实习等教学手段提高学生的职业能力。

参考文献

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Abstract: Engineering geology is one of the important specialized courses for civil engineering. In order to adapt to the rapid-speed development of the civil engineering, satisfy thesociety higher and higher ability request for the students of civil engineering major, and combining with the educational reform of civil engineering major, we have carried out the reform to teaching of this course. Practice has proved that the results of educational reform are satisfied, and is helpful for training students’ project consciousness and the ability of analysing and solving problems.

Keywords：engineering geology; educational reform; practice teaching

中图分类号: H319.1文献标识码：A文章编号：

引言

《工程地质》是一门实践性非常强的专业课程, 是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。近年来,随着大规模工程建设的发展，其研究领域也日益扩大。为了适应这种发展,满足社会对土木工程专业学生综合应用能力越来越高的要求,结合我校土木工程专业的教学改革试点工作,根据该课程的特点,进行了改革探索,取得较好效果。

1教学内容的改革

我们以“立足教材，跟踪发展”为指导思想,在讲授教材基本内容的同时,补充介绍了工程地质学科有关的刊物及最新的技术参考书中涉及到的工程地质新型检测方法等内容[1]。如我们介绍了随着大规模工程建设的发展，其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外，一些新的分支学科正在逐渐形成，如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。从而使学生能够了解工程地质学科当前新的应用及发展方向。

2实验教学内容的改革

为使学生对地质现象和地质作用有初步的感性认识，我们在加强工程地质常规实验室建设的同时，引进和购置一批先进的教学科研设备，如地质雷达、工程地震仪、直剪仪、数显电子荷载仪、孔隙水压力监测仪、大型多功能泥石流模拟系统、岩石流变仪、土体流变仪等。这些仪器对学生的动手能力和实际能力的提高有很大的促进作用。实验教学为理论教学和野外实习奠定基础。实验教学时丰富的标本模型能够激发学生的识别兴趣，提高学习积极性。但此时，学生很容易把注意力和时间花费在标本的色彩和外形上，忽视对矿物、岩石本质的认识。因此我们对传统实验内容教学方法进行改进，将矿物岩石辨识实验教学内容分四步进行[3]。第一步：给学生一定的时间任其观察各类标本模型，以满足学生的好奇心；第二步：对每一种矿物、岩石标本进行特征分析，此时最好是结合显微镜观察其内部结构，让学生了解矿物、岩石的结构构造特征；第三步：给出典型的、常见的矿物、岩石标本，要求学生在规定时间内完成其特征描述，以验证实验效果；第四步：让学生相互讨论，提出问题，以此加深对工程地质理论内容的理解，提高认识问题分析问题的能力。

不良地质现象形成过程及地质作用过程比较抽象，若采用大量的动画来模拟地质现象和地质作用的实际发生过程，让学生更能了解其发生的原理及本质，这样既提高了教学效率，也增加了学生获得的信息量.

最后为了培养学生的综合能力以及创新思维能力，我们根据工程地质课程内容的要求，结合实验设备仪器及实物。增加了综合性、研究性实验项目，事先由工程地质课堂教学教师和实验指导教师共同设计好不同的实验项目，学生根据自己的兴趣自行选择一个或几个题目进行实验。培养他们解决问题的能力，从而达到学生对科学研究方法进行一定的训练目的，同时也达到了对基本技能的训练。

3 实习教学的改革

工程地质学是一门实践性很强的科学,仅通过书本上的概念理论,而不配合一定的实习,是收不到良好的教学效果的。通过实习让学生直接观察, 增强感性认识.

3.1 做好室内实习中的思想教育, 提升实习教学的作用

室内实习主要是矿物、岩石、土的观察鉴定。有的同学认为:每次实习只是跟几十块岩土标本打交道,枯燥无味, 缺乏新奇感。有的学生来上实验课只是为了考试及格,以为走马观花就能完成实习,有的学生在实习过程中心不在焉,做实习不按实验步骤和要求进行, 应付式填写实习报告,少数学生对实验极不认真的态度和不理想的实验效果令人担忧。针对这些问题, 指导教师必须在实验前作好思想教育工作, 对实验有轻视情绪的学生,动之以情、晓之以理, 进行说服教育。抓好思想教育工作,提升实践性教学的作用和地位[2]。

3.2 做好室外实习前的准备工作, 改进实验方法, 调整实验内容

实习前的准备工作是地质实习不能忽略的环节。首先，做好实习动员工作，让学生们明确实习目的和要求。其次，应准备足够的实习中需要用到的仪器设备, 如地质标本、地质模型、地质图件、罗盘仪、地质锤、放大镜等。改进实验方法，调整实验内容，充分调动学生学习的主动性和积极性,让学生变被动的学为主动的学,达到提高实习教学的质量[4]。在野外的地质实习过程中,让学生多看多听多写多想,注重基本功的训练, 并结合工程实例,加强理论联系实践, 提高分析问题和解决问题的综合能力。教学是一个双向交流、互动的过程。针对地质实习过程中出现的问题,可以由已知物的鉴定改为部分已知物和部分未知物的鉴别。每次实习前指导教师提出实习要求及参考意见，让学生做预习,自行设计实习方案。让他们在实习中充当主角,创造条件让他们发挥想象力和创造力。有利于激发学生学习的主动性和积极性，也有利于老师及时发现实习中存在的问题,进行因材施教,提高教学质量。

3.3 启发学生思维, 建立科学的考核体系

在实习过程中, 老师与学生朝夕相处，是培养学生各种能力的一个好时期。在实习过程中学生们会提出不少问题。对于简单的概念问题, 问什么，答什么；对于比较复杂的问题,先让学生掌握分析问题的方法、弄清问题的分析思路和关键之所在，引导学生充分思考,最后找出问题的正确答案；对于难度较大的问题、模棱两可或具有多难性的问题, 可师生共同研究，找出最合理的答案(方案)。合理的评定实习成绩, 能有效调动学生的积极性, 是直接影响教学质量好坏的一个不容忽视的重要因素。过去，往往是实习报告或凭印象给分,成绩的可信度和区分度均不高,学与不学成绩相差不大。因此，建立科学实习成绩的评定体系十分必要。量化考核指标，我们将实习成绩由三部分组成：第一部分(占30% ),根据学生在实验中的态度、纪律、设计方案、操作能力和实验结果评定；第二部分(占40%)根据学生所完成的实习报告的质量评定; 第三部分(占30% )，根据考试情况决定。采用这种办法评定实习成绩能较客观反映学生对实习的态度和动手、动脑能力，能有效调动学生对实习的积极性。

4 结论

工程地质教学应该课堂讲授与实验室以及野外实习紧密联系。课堂教学是进行知识传授过程，而实验室以及实习教学对于培养学生创新能力，独立工作能力和实践能力能发挥不可替代的作用；也是教学、科研学科建设的结合点。工程地质教学改革是一个复杂的系统工程，只有坚持改革，才能紧跟时展需要，从而培养出更多适合社会需要的高素质创新人才。

参考文献

[1]肖武权.土木工程专业《工程地质》课程实践教学探讨[J]．长沙铁道学院学报，2006，7(3)

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中图分类号：P642 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）13-0176-01

1.岩土工程与工程地质之间的关系

虽然岩土工程与工程地质分别属于土木工程和地质学，但二者具有非常密切的关系。有专家概括岩土工程作为工程地质的基础，是工程地质的进一步延伸。工程地质学是源于土木工程的需要而产生。

岩土工程的基础理论是传统的力学理论，但仅仅依靠力学计算难以解决工程中出现的实际问题，与工程地质在发生之初就具有密切的关系。结构工程研究的是钢材、混凝土等人工生产制造的材料，具有均匀的材质，由于是工程师设计或选定的结构和材料，所以具有很强的可控性，具有十分明确的计算条件，所以说建立在结构力学和材料力学基础上进行计算可信度非常高。但对于岩土材料而言，不管是结构还是性能，都是经过漫长的地质时期在自然中形成，是复杂地质条件相互作用的产物，工程师不能控制结构和材质，必须通过仔细勘察，但是在实际工作中难以做到勘察清楚。因为工程地质条件的不确定性和地下岩土体的区域性和不确定性，岩土工程师对工程的计算就会存在信息不全面和计算条件的模糊，不能仅仅依靠计算的结果，对工程经验要求较高。因此，尽管岩石力学、土力学和计算技术都取得了非常大的进步，也在岩土工程设计施工中起到了很大的作用，但因为存在计算参数、计算假定、计算方法等与工程的实际有一定的误差，就会导致计算结果与工程实际之间存在不同程度的误差，这就需要对岩土工程进行综合判断。

对工程地质的正确认识和研判，对岩土工程设计和施工有着关键的前期引导作用。岩土工程设计和施工过程中，首先遇到的研究对象是岩土体，对其工程特性以及在地质演化过程中产生的一些地质规律进行研究和推测，就当前我国工程建设中的分工而言，必须依靠相关的工程地质工程师。比如隧道工程，由于土木工程师缺乏对工程地质的深入了解，对在工程设计和施工过程中遇到的工程地质问题的预测就会存在一些困难。在进行隧道钻探施工过程中，虽然土木工程师可以分辨岩芯的软硬状态，但是不能全面掌握在何种岩土体情况下使用何种钻进方法，对其中可能出现的工程地质问题采取何种应对措施就存在欠缺。但对于经验丰富的的工程地质工程师而言，通过工程地质勘察手段，运用工程地质经验，就能够对岩土体的工程性质进行初步的判断，预测隧道施工过程中可能遇到的工程地质问题，作出预案建议。岩土工程需要工程地质方面知识来服务，工程地质研判出的地质问题、岩土特性及其它问题需要对岩土工程发挥科学的指导作用，根据工程条件和地质条件，为设计师提供合理的岩土参数和建议，为工程施工选择合适的施工机械、施工方法以及预测施工过程中可能遇到的地质工程问题，提出处理建议。

2.岩土工程与工程地质的共同发展

2.1力学与地质学的互相结合

力学和地质学共同支撑着岩土工程的发展，力学是岩土工程是发展的基础。力学的出发点是力学的基本理论，与具体条件相互结合，构建模型，然后进行求解，注重在条件设定情况下的定量计算，是演绎推理。地质学的研究方法比较独特，主要是通过调查，收集较多的数据信息，然后进行综合对比分析，找出内在的科学规律，注重成因演化，对问题进行宏观把握，最后进行综合的判断，是归纳推理。对于工程地质学家来讲，假如力学理论掌握的不够精通，就难以对工程地质问题进行定量分析，从而做出有深度的评价，就不能科学处理工程中出现的问题；对于岩土工程师来讲，假如地质学知识掌握较少，就不能把握好工程与地质之间的作用，难以提出科学的解决方案。演绎推理和归纳推理具有良好的互补性，综合应用才能很好的解决岩土工程问题，促进学科发展。

2.2岩土工程和工程地质相互依托发展

近几十年来，不管是岩土工程还是工程地质，在我国都得到了长足的发展和不断的创新。我国建筑行业正处于较快的发展阶段，向着高空和地下同时追求最大化空间利用，深基坑越来越深，高层建筑也在追逐或者超越世界水平。城镇化、工业化发展与环境改善共同存在。但我国幅员辽阔，各项工程建设中涉及的工程地质条件有其独特性，给岩土工程和工程地质带来了非常突出的问题，但是也给岩土工程技术和工程地质技术的发展与创新提供了良好的机遇与广阔的发展空间。比如在软土地区，进行深基坑开挖和隧道掘进的同时，如何很好的保护好周边环境条件，特别是在城市中心的工程，周边环境复杂，既要保证工程进度的顺利，也要保证地面建筑、已有道路和纷繁复杂的地下管线及其他构筑物的安全。这就需要工程地质人员对地下土层的分布，岩土工程性质进行科学、合理的研判，充分发挥土质土力学理论知识和工程实践经验相结合的利用能力。同岩土工程设计师进行相互沟通和交流，进行反复假设和论证，选择合适的设计方案和施工方案。岩土工程设计及施工以地质工程为基础前提，而地质工程又以岩土工程为服务对象，在地质工程师掌握项目工程条件时，其目的性就更明确，更加经济合理的开展地质工程工作。

在岩土工程技术不断创新的同时，地质工程的勘探技术和分析技术也在发展。岩土工程技术的发展，对地质资料的准确性要求就会越高。只有地质工程勘探技术和分析技术发展起来了，才能提供更精确、更多的地质条件，多种勘探方法的同时利用，对地质条件的解读也更加准确。比如地质数值模型的建立，将有利于岩土工程技术数值模拟的比较和选型。这需要两个领域的相互穿插和知识的相互融合，依托发展，两者共同构成工程建设的重要组成部分。对工程技术的创新，创造高质量精品工程是工程领域共同追求的目标。这就要求岩土工程师和工程地质工程师克服各种困难，抓住机遇，在工程建设和生产中不断创新，探究更加科学、更加先进的实用技术和方法。只有不断的创新，才能在国际竞争中领先，才能推动我国岩土工程和工程地质的科技进步。

2.3人才培养

当前，很多高等院校都将工程地质学科与岩土工程学科进行合并，培养具有综合素质和综合应用能力的人才。但在这过程中也存在不少问题，高等院校在培养人才时，注重理论知识的培养，缺少理论与工程实践的结合，而此过程中容易造成学员缺乏对所学学科的认识，容易造成学员认为配置的教材与所学专业缺少直接联系，以至于我们的学员在学习期间或者毕业后总觉得所学内容无所用处。我认为在高校期间的人才培养，需要利用工程实例，特别是一些失败的工程案例结合理论知识进行解析，培养学员对学科重要性的认识，培养其分析能力，充分调动学员的学习兴趣和探索能力。在高校外，学员进入各工作单位后，工作单位应根据学员所学专业配置情况，结合工程实际进行经验传授，让学员学会应用规范、规程等工具书。对于人才的培养，是一个长期过程，既需要学校的科学文化知识教育，也需要社会工程实践的锻炼。作为一个合格或优秀的工程师，在实际工程中，如何很好利用理论知识，什么样的工程问题需要寻求什么样的理论分析，什么样的技术在工程实际中可以得到创新，这是一个长期理论知识的积累和丰富工程实践经验的总结结果。

3.结语

岩土工程和地质工程的发展，为工程建设提供了更加科学、可靠、经济的工程技术，两者之间互为依托，岩土工程技术的发展促使地质工程勘探技术和解析方法的发展，地质工程提供的高精度、高准确性的地质解读，为岩土工程技术的发展提供了岩土数据基础，两者共同组成工程建设的重要组成部分。对两者的发展和探索一直是工程建设领域不断追求的目标，同时，对具有综合素质和综合应用能力人才的培养也势在必行。