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工程地质学研究:论工程地质学对工程建设的重要性
【摘 要】工程地质学是研究与工程建设有关的地质问题的科学。它的任务是为各类工程建筑的规划、设计、施工提供地质依据，以便从地质上保障工程建筑的安全、经济合理、使用方便、运行顺利。简要回顾了我国工程地质学的成就，并对未来的发展作以展望。
【关键词】工程地质学；工程建筑；成就；发展
工程地质学是研究与工程建设有关的地质问题的科学。它的研究对象是地质环境与工程建筑二者相互制约、相互作用的关系，以及由此而产生的地质问题，包括对工程建筑有影响的工程地质问题，和对地质环境有影响的环境地质问题。它的任务是为各类工程建筑的规划、设计、施工提供地质依据，以便从地质上保障工程建筑的安全、经济合理、使用方便、运行顺利。
我国工程地质学是在新中国成立以后才发展起来的一门新的学科。它经历了从无到有，从知之甚少到内容丰富多彩、独具特色、跻身于国际先进水平的过程，成为一门有着自己的理论体系和一套技术方法，能够较好地解决工程建设与环境地质实际问题的应用科学。
1 我国工程地质学的发展历程
20世纪60年代，工程地质的实践，积累了大量资料和一定的实际经验，学科进入独立发展阶段，各建设部门制定自己的勘察规范，以山区工程建设为主，对工程地质提出更高的要求，岩土测试技术提高，定量评价有所发展。到了以经济建设为中心和改革开放的年代，各方面的建设蓬勃发展，工程地质在已往在基础上取得了重大发展。
勘察质量提高，新的勘察规范制定，向着工程领域拓展，承担勘测、工程处理的系统工作。新型、巨型工程向工程地质勘察提出了新的要求。科学研究工作取得丰硕成果，创立了自己的新的理论，引入有关科学的新理论、新方法。
2 工程地质勘察对工程建设的重要性
工程地质的任务就在于为工程建筑进行工程地质勘察，认识拟建工程所在地区的工程地质条件，为建筑的位址选择和设计、施工提供地质依据。国家规定的基建程序是：任何工程建设不进行勘察工作就不准设计，没有设计不准施工。这就赋予了工程地质重大而光荣的职责，避免了不顾地质条件是否适宜而盲目兴建工程给国家造成的损失。建筑设计分为可行性研究、初步设计、技（术）施（工）设计等阶段，工程地质勘察也随之分阶段进行，对工程地质条件的了解愈来愈深入，这是符合认识规律的。建筑位址的选择具有战略意义，起着充分利用有利的地质条件、避开不利条件的作用。位址选得好，不但能保障工程的安全，而且工程处理也较简单，经济上合理。位址的地质选择只是一个方面，还要看政治、经济等方面的因素，综合考虑选定。
工程地质学为工程建设服务，是通过工程地质勘查来实现的，通过勘察和分析研究，阐明建筑地区的丁程地质条件，指出并解决所存在的工程地质间题，为建筑物的设、施工以至使用提供所需的地质资料。它的主要任务是：（1）阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利的和不利的冈京；（2）论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定计的评价，作出确切的结论；（3）选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合职配段各个注筑物；（4）根据建筑场址的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、纠构和施工力法的合理建议，以及保障建筑物正常使用所应注意的地质要求；（5）研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测义发展演化趋势，并提山对地质环境合理利用和保护的建议；（6）为拟定改善和防治不良地顶作用的措施方案提供地质依据。
工程建筑的类型很多，如工业民用建筑物、铁路、公路、水运建筑、水利水电建筑、矿山建筑、海港工程和近海石油开采以及国防工程等。每一类型建筑又有一系列建筑物群体组成，如高楼大厦、工业厂房、道路、桥梁、隧道、地铁、运河、海港、堤坝、电站、矿井、巷道、油库、飞机场等。这些建筑物有些位于地面上，有的埋于地下，都脱离不开地壳，无不与地质环境息息相关。他们的形式不同、规模各异，对地质环境的适应性以及对地质环境的相互作用也越来越强烈，越来越复杂。
我国的各类工程、铁路公路、水利水电、城乡建设、工业、国防、矿山、港口等建筑，尤其是大型建筑，都是先做了反复的工程地质勘察工作才进行设计、施工、修建完成的，因而基本上没有因为地质问题而失败。
3 我国工程地质学理论体系的形成
工程地质问题和环境地质问题是可以预测的，只要查清工程地质条件，又有了规划设计部门所提供的有关工程建筑的类型和规模，尤其是建筑物作用力的大小和性质，就可以建立二者相互作用的物理模型，进而建立计算模型，做出问题的定性分析和定量分析，对建筑场地给予工程地质评价，指出问题的严重，哪些地质因素不利，不能满足工程建筑的要求。应当采取何种措施予以补救，是减小建筑物的规模以适应地质条件，还是采取工程处理措施，改善条件，以满足建筑物的要求、消除不良影响。这要从技术条件上和经济合理性上进行比较才能确定。由上述可知，工程地质学研究的目标在于协调工程建筑与工程地质条件之间的矛盾关系，既保障工程建筑造福人类，又避免它对环境造成不良影响。
4 工程地质的科研成就
4.1 岩体工程地质力学的建立与岩体力学研究
与土力学相比，岩体力学直到20世纪60年代还是知之甚少。在治淮工程、武汉和南京长江大桥以及三峡工程等一系列工程地质勘察中发现岩体中的裂隙发育情况不同对岩体的力学性质与行为影响很大，而岩体的变形破坏实际上是受其中的软弱结构面的控制，包括层面、断层面、裂隙、片理、劈理等，也称不连续面，使岩体成为非均质、各向异性的不联系介质。结构面之间的岩石体称为结构体。总体上来说岩体就是由结构面和结构体组合而成的。结构面按其延续的长短可以分级，但其形成则受岩石成因和后期地质构造变动的控制，因而其分布规律和形状、宽度等可以通过地质力学加以分析。这样他们就把地质力学与岩石力学结合起来对岩体结构加以分析，创立了一门新的分支学科：岩体工程地质力学。把岩体结构分为块状结构、镶嵌结构、碎裂结构、层状结构、层状碎裂结构、散体结构等类型。不同结构类型的岩体其力学性质和变形破坏规律也不同。
我国在软弱、破碎岩体的研究方面也取得较大进展，例如断层岩的分类及其物理力学特性和稳定性评价的研究；泥化夹层的物质与结构特征及其力学性质的研究；膨胀岩的膨胀机理和处理措施的研究等。
4.2 环境工程地质与地质灾害研究
20世纪80年代以来，环境问题日益严重。为了合理利用和保护地质环境，我国开展了环境工程地质的研究。几十年来在一些重点地区和大型工程地区做了不少研究工作，以工程建筑所引起的闪生地质环境研究为主，包括对人类生存和生产造成损失和威胁的各种地质灾害，诸如地面沉降、地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流、水库诱发地震、沙漠化、水土流失等。
5 总结
20世纪50年代以来，中国工程地质学从建国初期的一片空白，发展到今天成为一门内容丰富、理论体系严谨、具有中国特色的综合性学科，发展之迅速是惊人的。当前我国改革开放形势大好，新世纪的到来，经济建设任务更为艰巨，新型城镇、新型铁路、高速公路的建设、黄河的治理、西南水电资源的开发、南水北调工程、海峡通道等等，为工程地质学研究开拓了美好前景。让我们加倍努力，把我国工程地质学推向世界高峰。
工程地质学研究:土木工程专业工程地质学教学改革探讨
摘要：针对土木工程专业工程地质学教学过程中存在的各种问题，结合笔者教学经验，从教学内容、教学方法、实践教学、考核方式等方面进行了探讨，以期达到培养综合应用性人才的目的。
关键词：工程地质学；教学改革
1 引言
工程地质学为地质学的一个应用分支，研究的是人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系。土木工程活动会改变地质环境，从而带来相应的各种工程地质问题，只有对工程建设的地质条件进行深入研究分析，才能避免各类问题的产生，所以工程地质学这门课程在土木工程专业中是至关重要的，是土木工程专业的一门专业基础课，为后续《土力学》、《基础工程》、《道桥工程》、《地下工程》等课程打下基础。
土木工程专业选用的《工程地质学》教材不同于地质专业教材，涵盖内容广泛，课时少，知识不够细致深入是本课程的一个主要特点，课程知识实践性较强，学生学习多停留的知识表面，不能由表及里，加之此课程在土木工程专业多为考查课，不能引起学生足够重视，所以以往的教学手段方法不能满足现行的课程设置，教学改革势在必行。结合自己教学经验谈谈教学中的一些改革方法，实现应用型人才的培养。
2教学中存在的问题
1）课程课时量不够
我校工程地质学课程总学时为32学时，其中含2课时实验室认识实习。笔者走访了多个院校，土木工程专业的工程地质学课时量设置多为32学时，有些院校设置为24学时。对于地质学相关专业课时量设置多为64课时。土木专业的工程地质学主要内容包括地质学基本理论，岩石、岩体和土体的工程性质以及常见的不良地质现象及地质灾害以及工程地质各类勘查方法，因此本课程内容繁杂，涉及面广，抽象难解，学生想在课程上对知识融会贯通是比较困难的。
2）学生兴趣不浓
土木工程专业的学生缺乏地质学方面的基础知识背景，学生对于课程内容理解起来有难度，影响了学生学习的积极性。土木工程专业地质学相关课程只有一门工程地质学，没有 《普通地质学》、《岩石学》、《构造地质学》、《水文地质学》等课程做基础，更加增大了老师教授和学生学习的困难。
学生对于这门课程的重视度不够。工程地质学多被定为考查课，学生多认为考查课不重要，学习中不能引起学生的重视，同时，在土木工程专业课程中，工程地质与其他专业课联系不是很紧密，学生认识不到工程地质学的重要性，认为其在专业中的用途不大。
3）教学实践环节薄弱。
工程地质学实践应包括室内试验和野外实习两部分。通过笔者调查，土木工程专业的室内实验，对于力学实验，土工实验大多高校都比较完善，而对于地质类实验室大部分高校都不太健全。对于野外实践，由于学校师资有限，实习基地不好确定，学生众多不好管理，对于许多高校的土木工程专业工程地质实验是非常欠缺甚至是不存在的。正是由于实践教学的缺乏，导致学生学习只能看到知识的表象以及掌握一些基本概念，不能深入内容的实质，不能由表及里。
3 教学改革探讨
1）教学内容改革
工程地质学课程内容多，涉及范围广，从两方面进行调整：（1）适当增加课程量，学时不低于38课时，保障其教学质量。（2）精简教学内容，根据工程地质课程的内容，结合土木工程专业相关知识之间的联系，对课程内容进行删减和补充。工程地质学内容划分为三部分，及时部分是地质学基础知识，主要讲解地质作用、岩石、地质构造等知识，本专业学生对地质学基础知识相对缺乏，因此，首先要向学生介绍工程地质学基础知识，让学生具备地质思维方式思考工程地质问题。第二部分为工程地质理论，主要讲解岩土层工程地质性质及各种工程地质问题，这部分教学应以宽、泛为主，详、探为辅。第三部分为工程地质勘查，针对专业侧重点，着重讲解相关地质勘察方法。
2）教学方法改革
（1）布置课外作业。
布置课外作业的方式我们并不陌生，但对于工程地质学这门课程作用尤为明显。可以布置一些课本上找不着但又与教学内容相关的问题，那么学生带着疑问就会利用图书馆、网络或者实地参观考察以及其他更有力的手段才能完成，培养了学生自己解决问题的能力。另外，还可以布置以分组形式完成的作业，每个组成员都有自己的任务，这样带着责任大家都会很积极，努力完成自己的部分。甚至组与组之间在完成作业的优劣方面形成竞争，加强了每个学生的团队意识和危机意识。
（2）课堂考核。
对当堂课所学知识，随机抽取几位同学回答即时问题，虽然方法平常，但在一定程度上会使学生时刻保持“警惕”状态，提高学习效率。或者是每次交作业后，在课堂上随机抽取几位同学在讲堂上向大家讲解自己的作业，虽然学生有怨言，但大多数同学认为收益颇丰。
（3）改变现代化的教学手段。
在教学过程中，积极采用多媒体技术使教学内容与表现形式呈现多样化，加大了授课信息量，但也需要注意一些问题。多媒体教学不应只是文字、图像、视频的简单罗列，而是在简单的内容铺垫之后快速进入正题，展示出所应该掌握的内容，然后利用一些有针对性的图像、视频文件加以辅助，即时抓住学生的思维和兴趣，使他们在尽量短的时间内了解并掌握重点知识。因为学生在课堂上不可能每一刻都能全神贯注，如果所讲内容过于枯燥，或者教学时间过长，学生在坚持认真听课一段时间后未免会走神，所以多媒体教学中的内容安排顺序要适当，能够在短时间内吸引学生注意力，让学生在聚精会神的时间段内完成知识的学习，从而大大提高课堂教学的效率和质量。
3）实践教学改革
工程地质学是一门实践性很强的课程，最终能够达到学以致用，才是教学的最终目的。工程地质实践教学应该积极开展室内试验和野外实习。室内试验主要包括室内矿物、岩石鉴定，即用肉眼鉴定主要造岩矿物的特征及鉴定方法，对三大类岩石的成分、结构、构造和产状等方面进行鉴定。学生可以把课本上的知识和实物联系起来，使思维方式立体化。以往矿物和岩石的认识通常是根据已知矿物或岩石来对其特征进行描述，可以通过给学生提供未知的标本，根据学生观察其特征来确定其类别，从而提高了学生的思考和动手能力，加深知识的理解。如果条件允许还应积极开展野外地质实习，通过对自然界的地质结构、构造和工程结构的直接观察和接触，进一步理解和掌握本课程课堂教学所学理论知识。
4）考核方式改革
工程地质考核方式多样化，摒弃以往闭卷考试的考核方式。可以让学生提交读书报告及小论文的形式，培养学生独立学习独立思考的能力。针对学生读书报告内容进行答辩，一方面考察学生对这门课程知识的掌握程度，另一方面让学生对自己的报告进行总结，享受收获，弥补不足。工程地质学采取考查的考核方式，针对学生重视不够，上课积极性不高，缺课请假等现象，在尊重学院教学考核规定的基础上，较大限度地增大平时成绩的考核分值，把平时成绩的比重增加到40％，把学生“限制”在课堂上。
5结论
工程地质学作为一门专业基础课，内容广泛，教学存在难度。通过教学内容、教学方法等方面的改革增强学生的学习兴趣，使学生认识到这门课程的重要性，让学生在多样化的考核方式中加强对知识的认知、理解和掌握，提高学生发现问题、解决问题的能力。
工程地质学研究:工程地质学的教学改革研究
摘要：工程地质学在土木工程专业中具有至关重要的学科地位。针对目前工程地质学课程存在的主要问题，对工程地质学课程建设及教学方法提出切实可行的改革措施。多方位培养学生理论联系实际能力、分析问题和解决问题的能力、创新能力和工程意识，培养具有较高素质的高级技术人才。
土木工程专业人才培养方案提出的培养目标是：毕业生能在房屋建筑、工程勘察、地基基础、地下建筑、道路、桥梁等设计、研究、施工、教育、管理、投资开发部门从事技术或管理工作。工程地质学是土木工程专业一门必修的专业基础课，一方面为土力学与基础工程学等专业课程的学习奠定基础，另一方面担负着与工程地质勘察有关的应用地质学基础理论知识学习及实践实习的重要任务，培养学生的实践能力及创新精神。工程地质学通过岩土工程勘察为工程建设服务。在工程建设中首先要查明建设地区或建筑场地的工程地质条件，分析、预测和评价可能存在和发生的工程地质问题，及其对建筑物和地质环境的影响和危害，提出防治不良地质作用的措施。可见必须要有扎实的工程地质学知识才能在实际工程建设中完成工程地质勘察任务。
工程地质问题，是涉及生命和财产安全的大问题，稍有疏忽即可酿成大祸。西安建筑科技大学旧图书馆、铁一局幼儿园教学楼以及西安化工六院某家属楼等，都是由于建筑场地地质条件没勘察清楚，刚好建在地裂缝上而遭到破坏。1976年7月28日唐山7.8级大地震，造成65万多间房屋坍塌，24万多人死亡，主要是建筑结构防震措施缺失及地基液化造成的房屋倒塌，原唐山矿冶学院的图书馆楼因地基液化下陷了一层半。委内瑞拉曾发生6.4级地震，致使楼房地基土液化下陷（图1），也属于地基处理方案不合理造成的工程地质问题。2009年6月27日上海“倒楼”工程事故， 13层楼房（7号楼）整体倒覆（图2），事故原因是施工方将楼房南侧开挖4.6 m深的地下室挖出的土方堆置在楼北侧，高度达10 m左右，加上雨水渗入诱发土体失稳，致使基础桩折断楼房失去支撑而倒覆。该工程事故属人工改变地质环境及雨水渗入诱发土体失稳的工程地质问题。从以上工程事故案例可以看出，天灾固然不可抗拒，但人祸可以避免，这就要求土木工程师熟练掌握工程地质学知识。可见工程地质学课程设置，在土木工程建设中具有举足轻重的学科地位。
图1 地基土液化楼房下陷
图2 上海倒楼事故现场
二、工程地质学课程存在的主要问题
据调查了解及结合学院的实际情况，目前土木工程专业工程地质学教学在师资、实践教学方面存在许多问题[1]，而最突出的问题主要有以下两方面。
首先是课程授课学时少。土木工程专业工程地质学为30学时，实际授课课时为26学时。其他多数院校的课时设置为36学时[2]。而按新专业设置，工程地质学教学内容多，在教学内容安排上除了满足主要的工业与民用建筑专业方向外，还要兼顾道路与桥梁工程、岩土工程、地下工程等专业方向。地质基础知识是学科基础，必须牢固掌握，而工程岩土学、水文地质学基础、工程地质分析及岩土工程勘察是分析和解决工程地质问题的专业应用部分，这些知识更加重要。课时设置太少，教学深度难以达到人才培养方案中的培养目标。
其次，室内实验及野外实习少，个别院校没有开设实验实习。 因课时少，在课程设计中往往是首先减少实验实习，致使实践教学环节薄弱或缺失。同时，非地质院校开设的土木工程专业，基本上都没有地质基础方面的实验室，如矿物岩石实验室、地质构造模型室，以及野外地质实习基地。野外地质实习的师资力量也不足，一般非地质院校仅有1～2位工程地质学任课教师，不具备带领野外实习的条件，所以基本上都没有开设野外实习。学生在学习中缺少感性认识，纸上谈兵使这门实践性很强的课程教学大打折扣。
三、教学改革措施
基于工程地质学课程目前存在的主要问题及课程设置的重要性，在适当增加教学课时及工程地质实验实习资金投入的同时，依据多年教学经验，应从以下两方面着手改革。
（一）课程建设方面的改革
（1）相关课程的任课教师组成教学科研团队，开展相关的教学科研活动。由于工程地质学课程教学课时少，所以从事工程地质学教学的教师相对较少，不能形成强大的师资队伍。但工程地质学、土力学及基础工程学课程知识相关性较大，可以组成一个教学科研团队，开展相关的教学科研活动及设计性、综合性实验研究。对这些课程中相互交叉、重复的部分内容进行协商调整。如工程地质学中土的工程地质特性，包括土的物质组成、土的物理力学性质、土的分类与分级，以及地下水的径流状态等，在土力学中属于重点内容。房屋建筑工程地质问题及深基坑开挖工程地质问题，在基础工程学中有较详细讲授。这些内容在工程地质学中不宜重复授课。
（2） 充分利用实验室教学资源。 据调查了解，许多理工科院校在开办土木工程专业的同时，也开设有地理科学类专业，广东石油化工学院也开设了这两个专业。地理科学类专业开设的地质学也都需要进行地质基础实验。为充分利用实验室教学资源，节约实验室重复建设的资金投入，建议两个专业共同建设使用矿物岩石实验室、地质构造模型室，完善地质基础实验教学。开展常见造岩矿物及三大类岩石的认识、鉴定实验，增强学生对矿物、岩石的感性认识，开展地质构造模型实验，使学生理解并掌握地质构造的立体空间展布。
（3）开设岩土工程勘察综合性实验。在土木工程专业人才培养目标中可见，毕业生应能在工程勘察部门从事技术及管理工作。因此，在加强岩土工程勘察理论知识讲授的同时，有必要开设岩土工程勘察综合性实验。把工程地质学、土力学、基础工程学与工程测量等课程中简单、分散、独立的相关实验统一起来，组合成为岩土工程勘察综合性实验。实验内容包括对某一建筑场地测量定位、钻探、原位测试、采取岩土试样、鉴定描述、室内土工试验，综合分析评价，确定土岩层承载力特征值，建议建筑物的基础持力层及基础类型，提出与建筑场地、环境相关的岩土工程综合治理建议。综合性实验旨在把实验项目与生产实际联系起来，培养学生的动手能力、综合运用能力、创新能力。岩土工程勘察综合性实验应连续进行，独立设置课程，时间具有连续性，可以培养学生连续工作的毅力和能力，利于学生提前熟悉就业环境，增强工程意识，形成严谨的科学态度。岩土工程勘察综合性实验更贴近土木工程专业实际，体现大工程观的教育思想。
（4） 开设工程地质相关的专题讲座。 定期开设工程地质相关专题讲座，介绍工程地质与工程建设的依附关系，介绍工程建设、岩土工程治理等方面有关工程地质的典型案例和近期研究成果，提高学生对工程地质学的学习兴趣和日后工程建设设计施工时对工程地质条件的重视。介绍工程地质的新理论、新技术和新方法，拓宽学生的知识面，开阔视野，使学生更多地了解、接受近期的前沿科技成果，使学生能站在更高、更广的角度分析问题，为学生将来成为的土木工程师打下扎实的基础。
（二） 教学方法改革
（1）首先要教会学生获取知识及创新的能力。 大学本科教学的核心并不是让学生去掌握某一种实验方法或某一个专业知识，而是让学生学会发现问题、解决问题的思路及方法，培养学生获取知识及创新的能力[3]，实现青出于蓝而胜于蓝。根据专业特点，掌握地质学“将今论古、以古证今”的思维方式和研究方法，养成从地质演化角度分析工程地质条件的思维习惯。地球的内外力地质作用是永不停息的，无时无刻都在按地质演化规律发生着变化，特定的建筑工程与场地地质环境之间是有条件的、动态的平衡，一旦某一因素的变化超越了平衡极限，平衡被打破，工程地质条件就要发生变化，甚至危害建设工程，引发建设工程事故。学会分类、总结、归纳及演绎的逻辑思维方法，将复杂的地质现象（问题）简单化，将特殊的地质现象（问题）典型化，将一般的地质现象（问题）规律化[4]。提高学生自主获取知识的能力，拓展思维，使学生能在课堂授课时间以外，通过自学获得更多有关工程地质的知识，为日后的拓展学习奠定基础，增强创新意识，提升创新能力。
（2）重视学生对实物标本的接触观摩鉴定，实施全开放实验。为学生认识、鉴定常见造岩矿物及常见岩石创造条件，实施全开放实验。也就是在相应的内容讲授及实物标本鉴定演示后，把多套常见矿物岩石标本分组留给学生长时间保管。如图3所示，学生在宿舍利用课余时间做常见矿物岩石鉴定实验，学生在做鉴定实验时允许其刻划、敲打标本，让学生有较多机会接触、认识、鉴定实物标本，并相互交流讨论鉴定体会，反复识记常见造岩矿物及岩石的主要特征。填补部分院校没有地质基础实验室的缺陷，可以收到在实验室实验异曲同工的效果。在实际工作中常见的矿物主要有石英、长石、云母、方解石等，常见的岩石主要有花岗岩、闪长岩、玄武岩、砾岩、砂岩、泥岩、页岩、石灰岩、片麻岩、千枚岩等，这些矿物岩石标本比较容易采集。可利用野外实量采集这些常见的矿物岩石标本，或到地质勘察及地质矿产生产单位收集这些标本，个别难采集的标本应投入资金购买。正由于这些标本容易采集，可当作易耗品借给学生保管，课程结束后才回收标本，提高实验标本的利用率。
图3 学生利用课余时间鉴定矿物岩石标本
（3）重视地质理论与工程实践的密切联系。 地质是工程地质，不能脱离工程建设而单纯讲授地质理论。如讲授三大类岩石时，应结合工程实例分析其工程性质，介绍其作为建筑材料、地基、边坡与周围环境的工程性质。在讲授地下水对工程建设的影响、常见不良地质作用及其防治、不同工程类型常见工程地质问题等内容时，紧密结合较典型的实际工程案例讲授。如茂名市某单位办公楼建筑基础工程案例，建筑物设计有一层地下室，设计采用天然地基箱型基础，由于设计人员对地下水设防水位不重视，没有抗浮设计，在楼房建到地面时回填了基坑边坡，平整了室外地面。当建到第二层时，一场暴雨使整栋建筑物上浮，升高了38 cm，造成工程事故。通过具体工程案例，与学生共同分析、讨论，找出工程事故的工程地质原因，提出有关工程地质问题的防治措施，培养学生理论联系实际的能力，及分析问题、解决问题的能力。
（4）充分利用多媒体技术教学。 多媒体教学不仅可以扩大课堂教学的信息量，而更主要的是增强教学直观性，提高教学质量。如将各种地质现象、工程地质问题、不良地质作用及其防治措施，特别是由于地质原因造成的工程事故及处理措施，以图片的形式给学生演示，辅助教学。把地质构造、地层接触关系等地质演化形成过程制作成动画，使学生更容易理解并增强记忆。如背斜、向斜构造的形成过程及在地面出露的岩层新老关系特征，以动画展示各阶段的过程：地壳下降的同时沉积一套从下至上、由老到新的地层层序地层受水平运动挤压形成背斜、向斜褶皱构造显示背斜核部为老岩层，两翼为新岩层，向斜核部为新岩层，两翼为老岩层地壳上升的同时背斜、向斜上部地层被风化剥蚀削平或背斜成谷向斜成山从地表面显示中间为老岩层，两侧新岩层对称重复出现的为背斜；中间为新岩层，两侧老岩层对称重复出现的为向斜。利用录像设备将野外地质实习、岩土工程勘察施工（包括各种测试、钻探等）制作成电视录像片，在讲授相应的内容时播放，或放在网络教学平台，让学生随时下载观看。增强感性认识，为实践实习打好基础，也可以节省实践实习时间，或代替部分实践实习，填补部分院校没有开设实践实习教学的不足。生动、形象、直观的教学使学生更容易理解。
四、结语
工程地质学是土木工程专业必修的专业基础课，是一门学时不多、内容丰富、教学难度较大、富有挑战性的课程。要培养基础理论知识充实，具有较强的实践能力和创新精神，综合素质高的土木工程师，学校必须要加大对专业建设的投入：完善基础地质实验室并定期补充足够数量的实验标本，建立野外地质实习基地，确保相应的实践实习，包括工程地质勘察实习。任课教师更要加强学习，不断总结、改革教学方法，更新工程地质新技术、新方法，收集积累工程实践案例，从工程建设实际出发培养具有综合素质的高级工程技术人才。
工程地质学研究:土木工程专业“工程地质学”教学探索
摘要：针对土木工程专业需要，通过分析工程地质学课程特点和教学现状，本文从结合专业需要优化教学内容、合理精选整编教材以及运用现代多媒体、网络技术提高教学效果等方面阐述了利用多种教学方法及教学手段相结合以提高教学质量的探索。
关键词：工程地质;教学内容;教学方法;土木工程
改革开放三十多年来，各行各业大兴土木，城市建设日新月异。要保障项目建设安全，需要对建设场地进行工程地质条件勘察，才能进入设计、施工、建设阶段。纵观世界各国的建筑工程事故，以地基基础事故为主。地基基础是建筑物的地下隐蔽工程，费用约占总造价的20%～25%，一旦出现事故不易觉察，修补处理较为困难，所需费用较高。实践证明，地基基础问题在相当程度上与工程地质问题相关，是涉及人的生命和财产安全的大问题。而土木工程专业的毕业生大多从事工程设计、施工、监理等工作，也有人进入相关领域从事工程地质勘察设计、规划和管理工作。可见，具有良好的工程地质知识对他们以后所从事的工作意义重大。
工程地质学课程的特点
工程地质学是研究人类的工程活动与地质环境相互关系的学科。它的任务是为各类工程建筑的规划、设计、施工提供地质依据，以便从地质条件上保障工程建筑的安全、经济合理、使用方便、运行顺利。为大型项目工程建设提供可行性研究报告，对拟建工程场地进行工程地质条件评价，为地基基础设计提供合理建议，对于场地存在的地质问题在深入分析的基础上提出处理措施，为地基加固工程的设计和施工提供依据。同时，还要研究评价由于工程兴建引起的环境地质问题，以及可能诱发的地质灾害对工程建筑本身及周围环境的影响、如何及时消除安全隐患等问题。
对于土木工程专业而言，工程地质学是一门专业基础课程，主要培养学生阅读地质资料、查明和分析工程地质条件、解决工程地质问题的能力，工程技术人员必须能够看懂地质资料，必须清楚建设范围内的地质条件，了解可能出现的地质问题及应该采取的防治措施。只有这样，才能进行正确的设计和施工，才能有效保障建筑物的安全和稳定。为后续的土力学、基础工程等专业课程的学习奠定基础，为以后所从事的工程建设工作提供相关专业知识。课程特点表现为：（1）教学内容多，涉及多个学科。仅就土木工程专业而言，工程地质学讲授的主要内容包括矿物与岩石、地质作用和地质年代，地质构造，岩、土体的工程地质性质，地下水，地貌及第四纪松散堆积物，不良地质条件下的工程地质问题，岩体工程稳定性问题，岩土的工程地质分级分类，工程地质勘察等。该课程涉及矿物学、岩石学、构造地质学、土质学、土力学、岩石力学、动力工程地质学、区域工程地质学、工程地质勘察、地基处理等相关内容。（2）概念多，实践性强。工程地质学涉及许多名词概念及专业术语，许多理论知识比较抽象，直接理解往往有一些困难，需要通过实验、实习、实训的途径加以解决，表现出较强的实践性。（3）学时不多。一般土木工程专业只有30~40个课时。由于教学内容丰富、教学难度大，要上好这门课具有挑战性。
土木工程专业工程地质学教学现状
重视不够 工程地质学作为土木工程专业的基础性学科，学生还没有感觉到它的重要性，以为不是主要专业课程，在专业中的作用不大，导致学生不具备工程地质方面的专业技能和专业素质，对以后所从事的工作造成不良影响。
部分内容比较枯燥 初次接触本课程的学生感觉比较陌生，由于工程地质基础知识理论性较强，概念多，与工程实际联系较少，学生会感觉乏味，学习兴趣降低。
野外地质实习基地缺乏 工程地质学实践教学包括室内实验和野外实践实训教学。室内实验涉及土工方面的实验及各类矿物、岩石标本实验室、地质构造模型室等，大部分高校都有。一般地质类的工科高校都有野外固定的地质实习基地，而对于大部分土木工程专业的高校来说，野外实习基地相对比较匮乏。由于实践教学条件不足，使大部分土木工程专业的学生在短时间内具有地质学方面的感性知识往往是很困难的。
综合利用多种教学
方法和手段提高教学质量
随着社会的发展和科学技术的不断进步，多媒体、网络技术已成为人们日常学习、生活、工作交流的工具之一。传统的授课方式也在逐渐发生改变，充分利用各种教学资源，采取多种教学方法和手段提高学习兴趣和教学质量成为关键。笔者通过多年教学实践总结出以下几点。
结合专业需要优化教学内容、精选整编教材 首先，应结合土木工程专业方向和专业需要，以及土木工程专业的学生以前从未接触或很少接触过工程地质的有关知识的特点，通过本课程的学习，使学生能读懂地质资料，能够利用地质资料完成工程项目的设计、施工、监理等工作。教学内容不仅应包括工程地质的基本理论知识，同时要重点突出实践性教学环节， 要在知识覆盖面、深度、广度上下工夫，不断完善工程地质学的教学内容，保障学生在工程地质学方面的专业素质，构建优良的教学体系结构。任课教师可以根据教学内容设计挑选教材。教材是教学的基础，是教育思想、教学观念、教学内容、教学方法与手段的载体，是人才培养的依据，只有使用高质量的教材才能培养出高素质的人才。由于工程地质学教材很多，且各有特点，从中选出适合土木工程专业的理想教材至关重要。一本好的工程地质学教材，不仅要涵盖工程地质领域的基础知识，还要通俗易懂、重点突出，将整个工程地质领域众多基本理论和方法浓缩成系统性和专业性兼顾的知识体系。由于土木工程专业教学计划的限制，适合自身专业特色的工程地质学教材不多，因此，授课内容不能仅仅局限于教材。优化教学的方法是在查阅大量参考文献基础上，对教材内容进行重新组织、加工精练、补充提高，及时汲取近期的研究成果和工程实例，加入工程地质勘察新技术、新规范，积极整合教改成果，做到理论知识恰如其分地与具体工程实际紧密结合，使学生不出课堂就能够把主要知识点与实际工程无缝对接，在有限的时间内获取尽可能多的知识。坚持以提高学生整体素质为基础，以培养学生综合能力，特别是创新能力和实践能力为主线，对教学内容进行整合。
合理运用现代多媒体、网络技术提高教学效果 应用多媒体技术可以大大提高学生的学习兴趣与效率，增加信息量。比如，在讲“矿物与岩石”这一章节时，若仅采用传统板书教学，很难讲清楚，而且学生也难以理解、想象出各种矿物与岩石的特征，而利用多媒体将常见的矿物和岩石的真实图片放在大屏幕上讲解后，再进行室内实习，学生很容易就能识别出常见矿物与岩石标本。同理，把地质图的阅读、地质灾害的形成、预防与处理、地形地貌、地质构造、常见工程事故及处理措施、工程地质现场勘察技术等内容采用图片、声音、动画、文字、录像的形式展现出来，可使学生有身临其境的感觉。可见多媒体教学不仅可以扩大课堂教学的信息量，而且还能增强教学的直观性、主动性，提高教学质量。应构建课程教学网站，将教学内容、教学大纲、教学方法、教学课件、录像、实纲、作业练习、在线测试、交流、答疑等挂在校园网上供学生随时查阅，为学生提供一个交互、开放式的理论与实践结合的教学环境。同时，也为学生自主学习提供良好的教学平台，弥补课堂教学课时少的缺点。
将理论教学与案例教学相结合 单纯理论教学不能充分调动学生学习的积极性，因为听课时间稍长，学生就容易疲惫，导致精神不集中。只有理论与案例教学结合，才能调动学生思维能动性，使学生在不知不觉中由传统教学中的被动接受知识变为积极运用知识，有效提高学生的理论水平和实践能力。将理论知识实践化，其捷径是采用工程实例分析，即案例教学。在教学中有针对性地运用适宜的工程实例资料，通过学生的独立思考与集体协作，对具体实例进行分析、研究和讨论。案例教学具有参与性、启发性和时效性的特点。如对于常见的地震等地质灾害，先采用多媒体课件讲授地震等地质灾害的成因、发生、发展以及结果和危害等，再通过如“5.12汶川地震”等地质灾害进行案例教学，学生会对授课内容产生强烈的共鸣，并在短时间内铭记于心。
创建完善的教学实习基地，加强实践性教学环节 工程地质学是一门实践性比较强的课程，实践性教学环节是该课程的重要组成部分，良好的实习条件是教学质量的重要保障。实践教学的基本任务就是让学生亲自接触各种真实的地质现象及工程地质问题，并利用已学到的理论知识来考察、辨析它们，进而加深对课堂教学内容的理解。可根据实纲要求，安排校内实验与野外实习。校内实验主要包括实验室矿物与岩石标本观察和地质图的阅读等，是为了培养学生对常见矿物和岩石的识别能力，训练学生地质图的读图能力。实验内容为：观察标本、鉴别区分常见的造岩矿物与常见三大类岩石（岩浆岩、沉积岩和变质岩）；通过阅读地质图，要求学生讲述图上所表示的地形、地貌、地质构造、地层岩性及其产状、接触关系等。每次实验前根据实纲要求，教师制定实习任务，让学生做预习，设计实验方案。实习时以教师现场指导、教学示范、学生自主探究方式进行。比如，对矿物、岩石的鉴定及描述等方面，通过实物介绍、实习操作示范等，使学生在短时间掌握要领，顺利完成实习任务。野外实习也是必不可少的教学环节。野外实习的内容主要是进行各种地质构造的野外观察、地质绘图、工程地质勘察，地质资料的现场记录整理等。教师在野外现场对实习内容要点反复讲解，示范操作要领、步骤；要求学生必须做到勤思考、勤动手、勤问、勤记录，即勤于动手考察地质现象、勤于思考产生这种地质现象的内外因素、勤于对某些问题进行较深入探索和研究。通过野外实践环节锻炼学生对自然地质现象的观察识别、动手能力、分析问题和解决问题的能力以及对原始数据资料的收集和编录的能力，能够让学生懂得野外地质工作的基本方法，在加深理解的基础上学会分析土木工程与地质的密切关系，熟悉土木工程建设中常见的地质问题及处理方法，及时消化和巩固所学的基本理论知识。此外，走出校门进行野外地质实习，还可以培养土木工程专业学生吃苦耐劳、遵守纪律、团结协作等优良品质，有利于增强学生体魄和意志力。
改变现有成绩考核办法 工程地质成绩分为两个部分，即理论教学与实习、实训成绩。理论教学成绩考核应多方面考核评定学生成绩。其中，考试成绩占60%（理论知识的考核应结合工程地质学课本，以闭卷的形式考核基本知识、基本理论，要求学生在规定的时间内完成）；平时成绩占40%，其中，课堂教学成绩考核占平时成绩的15%（主要考查上课表现）；课后作业及论文等占平时成绩的25%。这种考核方式注重学习过程的考核，可避免学生考前突击记忆，考完后很快忘记的弊端，提高学习效果。在实习成绩考核中，实习纪律占20%（考察学生实习是否缺席、迟到、早退等），集中实习占60%（其中原始记录及实习表现占20%，实习报告占40%），同学之间相互考评成绩占20%。这种考核方式有利于对实习全过程进行考评，促进学生的学习积极性。
多年来的教学实践证明，在教学过程中不断完善教学内容，改进教学方法与手段，充分利用现代科技成果服务于教学，针对专业需要进行课程教学设计，坚持理论联系实际，加强实践性教学环节，改革考核办法有利于增强学生学习的兴趣，有利于培养学生的动手能力和工程地质方面，专业素质，为土木工程专业学生从事工程建设工作奠定良好的基础。
