土木工程专业工程地质课程群建设探讨

陈祥军

（石家庄铁道大学土木工程学院 河北·石家庄 050043）

1 工程地质课程群建设的意义

课程群是若干单一课程的集合，是大课程，是课程模块。[1]课程群建设的核心是根据课程群教学目标，对群内各课程教学内容进行整合优化，克服各课程自成体系、彼此孤立、缺乏与其相关课程的横向与纵向联系，造成课程间内容重复过多、课程内容过时等弊端。[2]

工程地质学是土木工程教学指导委员会指定的专业基础课。工程地质课程教学内容繁多，又必须通过大量的实践教学环节来巩固课堂理论教学。如果只安排一门30 学时左右的“工程地质学”课程，时间会非常紧张，讲授完岩石、地质构造、地质作用等基本的地质学概念后，没有足够的时间讲授地质灾害、工程勘查、各类土木工程的地质问题等内容，更没有时间讲授一些具体的工程案例，教学效果不理想。

另一方面，目前各高校的土木工程专业一般都分为几个专业方向，我校“大土木”专业包含铁道工程、道路工程、桥梁工程、地下工程、建筑工程、岩土工程、市政工程、涉外工程等方向。由于不同种类的工程活动对地质环境的依赖程度有区别，所以不同专业方向对从业人员地质学知识的要求不同。例如地下工程的施工安全和建筑物的稳定运营对地质环境的依赖性强，需要从业人员掌握丰厚的地质学知识；而相比较而言，市政工程从业人员地质学知识的要求没有那么高。

基于以上两个原因，目前，我们将工程地质学的内容合理分解，区别对待不同专业方向，开设了“工程地质学基础”“工程地质实习”“地质灾害防治”“工程地质力学”四门课程，组成一个课程群。四门课程的授课内容由基础向专业层次递进，都集中在解决土木工程中的地质问题这个基本点上。以下对四门课程的情况进行描述，主要描述各课程的教学目标、内容和对应的教学方法。

2 各课程的教学目标、教学内容和对应的教学方法

2.1 “工程地质学基础”

本课程为土木专业必修课，安排在大二秋季学期，土木工程专业所有专业方向的学生都必须选。本课程的教学目标是使学生掌握地质学的基本概念和基本理论，初步掌握工程地质工作方法并能阅读地质资料，初步掌握各类工程活动中有关地质问题的分析与处理方法。

本课程共40 学时，其中32 时理论课。理论教学基本内容包括：矿物与岩石（6 学时）、地质构造、与工程活动有关的地质作用（6 学时）、岩土体的工程性质（6 学时）、各类岩体的工程地质问题（4 学时）、工程地质勘察（2 学时）。教学方式是板书结合多媒体课件教学。由于课程教学内容以定性描述为主，必须精心制作多媒体课件，增加图片、Flash 动画、小视频等形象化的内容，可以加深理解，激发学生的学习兴趣。同时，鼓励学生在课下充分利用开放式网络课程进行自主学习，近几年，在教育部积极倡导和组织下，已建成大量优秀课程，例如爱课程平台上西南交通大学郭永春老师主持的“土木工程地质”在线开放课程以及中国地质大学（武汉）唐辉明老师主持的“工程地质学基础”精品资源共享课。

矿物岩石研究是工程地质学最基础的内容，本课程安排8学时室内实验，练习矿物和常见岩石的肉眼鉴定实验方法，要求学生熟记相应的鉴定特征。在课程开始之前，组织学生参观地质标本陈列馆，初步认识各种各样的岩矿标本，增强学生学习工程地质的兴趣。实验课上鼓励同学们仔细观察、大胆实验，全部室内实验结束后进行岩矿鉴定面试，面试成绩占总评成绩的15%。

2.2 “工程地质野外实习”

本课程为土木专业必修课，安排在大二暑假短学期，土木工程专业所有专业方向的学生都必须选。全部实习时间约1.5周。实习教学的目的是巩固课堂所学的基本理论，同时使学生初步掌握工程地质野外工作方法，提高学生的野外工作能力，加深对工程建设与地质环境关系的认识，培养学生吃苦耐劳、团结协作等优良品质。

石家庄西倚太行山，山区出露各种岩石、构造等地质现象，公路、铁路等工程的建设揭示出很多的工程地质现象。课程组教师经过十几年的努力，建立了一个包含九条实习路线的实习基地。课程的教学内容：（1）练习工程地质野外工作方法，包括地质罗盘使用方法、GPS 定位系统使用方法、野外规范记录方法、节理调查统计方法、实测剖面图制作方法等。（2）观察常见岩石的野外特征。实习区涉及到的岩石种类众多，基本上囊括了各种常见的沉积岩，也有一些典型的岩浆岩和变质岩。（3）学习褶皱、断层、节理等地质构造的野外识别，练习地质构造的野外观测与描述方法。断层构造对工程影响巨大，在野外较难识别，实习区见到三处展布范围不同、表现特征不同的断层构造。（4）学习常见地质作用的形成特征、工程问题、防治措施。实习区可以见到风化作用造成岩石工程性质劣化、河流地质作用形成的河谷地貌、岩溶作用形成的地表与地下岩溶地貌、地下水形成的泉、崩塌等防护措施、泥石流的防护措施等内容。

在实习教学过程中采用“启发式”教学，在每一个实习点上尽量让同学们自己先观察，然后引导学生进行讲解，最后再全面总结。实习过程中尽量结合工程建设，分析地质条件对工程建设的影响。同时把地质实习与课程思政结合起来，在欣赏祖国大好河山的同时进行爱国主义教育。

2.3 “工程地质灾害防治”

本课程是为土木工程专业本科生开设的一门专业选修课，重点介绍与工程建设活动有密切关系的地质灾害知识。课程安排在三年级春季学期，这时候学生已经选好专业方向，进入专业学习阶段。所有土木工程专业本科生都可以选修，特别建议岩土工程、地下工程、铁道工程、道路工程方向的学生选修。课程32 学时，主要教学内容包括：地质灾害防治概述（6 学时）、地震地质灾害防治（6 课时）、斜坡地质灾害（4 课时）、地面变形地质灾害（4 课时）、其它工程致灾地质作用（4 课时）、工程岩土体地质灾害（4 课时）、矿区、库区与城市地质灾害（4 课时）。在本课程的授课中主要采用“案例法”。先引入典型工程案例，引导学生思考如何解决问题，使学生主动提出解决方案；然后逐渐引入教学内容，结合课程中有关内容进行具体的程案例分析；最后总结强调本次课学习内容的意义并提出课后思考问题，进一步加强学生对授课内容的理解。

2.4 “岩体工程地质力学”

从本科到硕士研究生，人才培养具有继承性和延续性，同时又具有层次性。[3]人才培养的这种阶梯式特点要求在人才培养中要将“本- 硕”两个阶段进行一体化的考虑，尤其是在课程体系上，要遵循人才培养的规律，建立具有系统性、继承性和层次性的课程体系。[4]

我校土木工程学院的本科生毕业后，有一大批学生进入本校攻读硕士研究生。无论是在校学习阶段还是在以后的工作过程中，他们经常需要做地下工程岩体或边坡岩体的稳定性分析。本科阶段“工程地质学”课程的学习内容，与解决实际地质问题还有差距。这在一定程度上导致学生们在做岩体稳定性分析时，重视数值模拟分析而轻视地质调查分析，数值分析结果与工程需求差距较大。因此，我们为这些专业的研究生开设“工程地质力学”课程。

本课程是桥梁与隧道工程、岩土工程、土木水利、资源与环境等培养方向的学位课，安排在研究生第二学期，共48 课时。课程的主要内容包括：工程地质力学的基本原理与方法、岩石组合的工程地质力学分析、构造体系的地质力学分析、初始地应力场及其地质力学分析、岩体结构面及其力学属性、岩体结构类型及其特性、水文地质结构与渗流分析、工程地质力学的稳定性分析。

3 结语

结合近十几年来学院参加土木工程专业评估和全国工程教育专业认证工作的需要，为了提高土木工程专业人才培养质量，使毕业生更加适应社会需求，近些年来，我们持续对土木工程专业的工程地质课程群进行建设，取得了一定的成效。

我们建立的工程地质课程群主要有以下三个特点：（1）系列课程具有系统性。四门课程前后连贯、逐层深入，由浅入深介绍了工程地质学这一学科的主要内容。（2）区别对待土木工程专业不同的专业方向的学生。不同专业方向的学生就业去向不同，对工程地质知识需求的程度不一样，可以选择是否选修“地质灾害防治课程”。（3）系列课程具有层次性，授课对象包括从本科生到硕士研究生不同层次的学生。土木工程专业本科生就业去向多数是施工一线，工作中需要的是定性分析地质问题，一般没有定量稳定性分析计算的需求；硕士研究生毕业后多数去设计院，进行定量稳定性分析计算，必须学习“工程地质力学”课程课程。