工程地质野外实习教学改革浅析

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摘要：工程地质野外实习作为土木工程专业实践环节的重要组成部分，是提高学生综合分析工程地质条件及工程地质问题等方面创新能力的重要手段。本文分析了工程地质野外实习存在的主要问题，分别从结合课堂教学内容与野外实习、丰富实习资源、录制指导教师现场教学视频和拓展新的教学手段等方面探讨了野外实习教学改革的具体措施，为工程地质实践教学提供参考。通过改革完善实习教学环节，达到让学生将工程地质的基本理论与工程实践相结合，提高专业技能和创新实践能力的目的。

关键词：工程地质；野外实习；实习教学资源；技术手段

一、概述

工程地质学作为土木工程专业的专业基础课，主要讲授建筑场地的工程地质条件、可能存在的工程地质问题及其处理方法，其目的在于培养学生发现问题、分析问题及解决问题的能力。一般情况下，工程地质包括理论教学、室内试验及野外实习三个教学环节。其中，野外实习主要是对各种地质现象及地质作用的实地观察分析，是课堂教学的延伸和拓展，具有很强的实践性，是促使学生理论联系实际、对理论知识进行验证和巩固的重要环节，是提高学生综合分析工程地质条件及工程地质问题等方面创新能力的重要手段。在工程教育专业认证发展的背景下，土木工程专业的实践教学环节也相应地进行了调整和改革（如教学内容、教学方法、教学素质及能力目标等），以顺应市场化需求［1⁃2］。作为土木工程专业的专业基础课，工程地质的实践教学环节也应进行对应的调整和改革。从目前来看，已有部分教育从业者积极响应，并积累了一定的教学成果和经验。如宋盛渊等基于工程教育专业认证理念，从以学生为中心、以产出为导向等方面对工程地质教学改革进行了探讨［3］。龙慧等在新工科背景下讨论了利用互联网＋和VR等信息化手段对工程地质教学内容、教学方法及教学资源建设等方面的改革［4］。刘勇健等基于OBE⁃CDIO模式提出了“四层阶梯式”的工程地质实践教学模式［5］。王盛年等探讨了在工程地质野外教学中引入虚拟仿真技术实现虚拟地质实习的应用前景及优点，分别从实习内容、模块构建、技术框架及教学方法等四个方面进行了探索［6］。由上述研究可以看出，在工程地质野外实习教学中，互联网＋、大数据、信息化及其他智能手段被引入教学改革中，充分体现了当前智慧教育的发展优势及课程教学改革的趋势。

二、工程地质野外实习存在的问题

根据工程地质课程的主要内容，野外实习主要涉及造岩矿物和岩石的野外识别、各种地质构造现象的野外识别与分析、第四系地层勘察、水文地质现象、不良地质作用（如风化、斜坡灾害、岩溶及地震效应等）、地质图的识读与绘制、工程勘察技术手段训练等内容。就目前大部分高校开设的工程地质野外实习教学内容来看，很难覆盖所有内容，传统的野外实习主要存在以下问题：

（一）实习场地有限，不能全面涵盖实习教学内容

工程地质野外实习内容涵盖面很广，受实习经费及学时等因素的限制，一般仅能选取一个或几个实习场地，从中确定几条实习路线，能考察的地质现象及地质作用等有限，难以全面涵盖实习教学内容。在有限的场地条件下，不能让学生全部将课堂教学内容向野外延伸，学生将课堂知识与野外现象认知结合有限，这必然影响实践环节的教学效果。

（二）实习过程中难以兼顾每个学生的实际操作需求

在野外实习过程中，常以4～5人的小组为单位进行野外观察教学，各组成员或有具体分工。这也容易引发一些问题，如部分学生更喜欢野外游玩，心思不在野外实习上，在小组队伍里浑水摸鱼。另一方面，针对具体的地质现象，受场地和时间的制约，难以允许每个学生近距离实地观察、记录和分析，并进行产状测量等相关实训操作。这限制了学生的实际动手能力的发挥，也降低了实习的趣味性，不利于激发学生的学习积极性。

（三）指导教师不能时时关注每一个学生，影响实习教学效果

一个专业班级的人数通常在30人左右，甚至更多。受野外环境的限制，指导教师既要完成实习讲解，又要关注学生反应，通常只能对距离身边较近的学生关注较多，进行类似“一对一”的指导。外围学生不能靠近指导教师，在教学过程中感受有限，影响实习教学效果。

（四）野外安全保障及管理难度较大

工程地质的野外实习多为人迹较少的荒郊野外，道路不平坦，悬崖峭壁常见，山中蚊虫较多，不利于保障师生安全。学生从课堂到野外，难免兴奋，嬉戏打闹，易引起安全事故。加之实习时间安排在室内课堂教学完成后，此时正值炎热夏季，师生长时间暴露在太阳底下，也容易中暑。另外，白天从实习场地回来后，部分学生也可能不听指导老师要求，利用夜间进行各种娱乐活动，如出去聚餐、游玩等，增加了管理难度。

（五）实习花费较高

实习场地一般较远，且偏离城市市区，多为人迹较少的野外，学生从学校出发到实习所在城市，以及从住宿地到实习场地均需长途坐车，上述情况累积的各种交通费用、食宿费用及保险等费用均增加了实习成本，不利于拓展野外实习。由上述问题可知，工程地质的野外教学必然会受到较大影响，传统的野外实习应做出适当调整［7⁃8］。在当前智慧教育大力发展的情形下，将部分新的技术手段引入工程地质野外实习教学，或可为该课程教学改革提供新的思路。本文从课堂教学改革及引入新的技术手段等方面对工程地质的野外实习教学改革进行了探讨。

三、工程地质野外实习的教学改革与探索

在当前智慧教育发展情形下，各院校专业老师结合雨课堂、腾讯会议及腾讯课堂等平台与各种网络资源（如慕课、各种网络视频等）进行工程地质线上线下教学。就其教学效果来看，其与传统教学模式相差不大，因而得到了广泛推广［9］。然而对于野外实习而言，大部分教学常以典型的地质现象图片和视频进行讲解，与学生亲临现场观察分析的实习教学效果仍具有一定差异。为此，本文从如下几个方面进行了野外实习教学改革探讨。

（一）理论联系实际，课堂教学与野外实习相结合

工程地质野外实习是课堂教学的延伸，两者并非独立模块。首先，教师可提前对野外实习场地进行教学考察，准备教学资源。在备课时，根据教学内容引入相应的野外实习内容，合理安排。其次，教师在进行课堂教学时，可实时引入相关实习场地的地质现象等内容，引导学生进行观察分析，总结知识点。由于目前工程地质教学时数普遍较少，这就要求教师在不改变教学大纲等要求的前提下，尽量发掘野外实习与课堂教学的切入点，做到有机结合。再次，可考虑以布置作业或小组讨论的形式，要求学生对一些典型的野外地质现象根据所学内容进行分析总结，达到课堂教学与野外实习相结合的目的。最后，实时收集学生反馈信息，总结分析学生作业或讨论中存在的问题，不断修改完善教学内容，调整教学方式。

（二）结合校区周边，丰富实习教学资源

考虑到实习场地一般距离较远，大量学生集中的长途旅行及住宿等不利于拓展实习教学。教师可充分考察调研学校周边，发掘实习教学资源，尽量减少长途跋涉及聚集。以笔者单位所在的地区为例，当地位于郯庐断裂构造带，发育有多条继承性活动断裂；水系资源丰富，有骆马湖、废黄河及京杭运河等水系，河流地质作用显著；对于不良地质作用，发育有宿迁闸滑坡、韩山堆填土滑坡等，可就近取材补充实习教学资源。根据调研考察资料进行归纳总结，提炼出可用于实习教学的资源，以兴趣小组的形式进行野外观察分析。另外，也可鼓励同学对自己家乡的地质现象进行观察分析，活用课堂教学知识，拓展实习层面。

（三）减少人员聚集，指导教师现场教学

考虑到长途跋涉成本较高，可以录制视频的形式组织经验丰富的实习指导教师进行现场教学，具体如下：首先，确定实习场地及路线，选派经验丰富的指导老师及专业的视频录制摄像人员及安全人员，确定野外实习小组和校内多媒体调度组；其次，指导老师开展野外调查，进行野外实习内容讲解，录制人员录制视频，安全员进行现场协调，确保各人员人身安全；再次，对录像视频进行后期加工处理，并在校内通过协调小组组织学生观看学习，做好记录。同时，校内协调小组收集学生问题、建议及意见等反馈信息，及时传达给野外实习小组，根据教学需要进行补充完善；最后，以随堂测验或答辩的形式对学生实习情况进行考核，并要求学生提交实习报告，掌握学生的实习情况。根据实习记录、出勤情况、实习期参与讨论的积极性、考核成绩及实习报告完成情况等学生数据进行综合评定。

（四）利用信息化技术，拓展教学手段

近年来信息化技术大力发展，不断被用于高校教学科研中，并已取得一定成果。其中，虚拟仿真技术虽创建的是虚拟世界，但可使现实场景再现，具有实景化、重复性、拓展性和易操作等优点。考虑到工程地质野外实习的一系列问题，可根据实际情况引入虚拟仿真技术模拟构建现场实习场景，营造“沉浸式观察和体验式数字测量”等仿真环境，将实习现场场景虚拟化，实习实训等测量操作真实化。后续可扩展至VR平台，编写配套教材，实现工程地质虚拟野外实习。综上所述，针对工程地质野外实习存在的问题，本文探讨了部分野外实习的改革措施，其中第一条和第四条主要针对室内课堂教学，第二条和第三条主要为室外实际场地教学，教师在实施过程中要不断收集反馈信息，不断总结修改并完善，不断优化教学设计，最终使工程地质野外实习与课堂教学有机结合，达到让学生将工程地质的基本理论与工程实践相结合，提高专业技能和创新实践能力的目的。

四、结语

工程地质野外实习作为土木工程专业实践环节的重要组成部分，对于培养具有创新实践能力的专业人才具有重要作用。本文分析了工程地质野外实习存在的主要问题，从教师课堂教学创新出发，将课堂教学与野外实习相结合、丰富实习资源、录制指导教师现场教学视频和拓展新的教学手段等方面提出了教学改革措施。通过改革完善野外实习教学，能够让学生将工程地质的基本理论与工程实践相结合，在专业技能和专业素质方面的能力显著提高，具备在土木工程中初步分析解决常见工程地质问题的能力。

作者:徐朝霞 单位:宿迁学院建筑工程学院