新工科背景下“构造地质学”课程教学改革——以西南交通大学地质工程专业为例

王 虎，裴秋明，覃礼貌，梁 翼，赵晓彦

（西南交通大学 地球科学与环境工程学院，四川 成都 611756）

构造地质学的研究对象为地壳或岩石圈的地质构造，侧重于地质体的形成、形态和变形作用及其相互影响、时空分布、演化规律和成因机制等方面。根据国务院学位委员会和中华人民共和国教育部《学位授予和人才培养学科目录设置与管理办法》（学位〔2009〕10号）规定，该学科属于理学范畴（分类号：070904）。然而随着我国西部地区近年来大型基建项目的开工，如“川藏”“滇藏”“中巴”“中尼”等为代表的国家重大工程项目的实施，该学科在新工科建设背景下的针对解决具体工程地质问题的应用性和需求性随之持续增长，从而导致以往侧重于理学的教学模式可能会存在一定的局限性。

因此，本文以西南交通大学地质工程专业为例，提出一套因地制宜的教学改革设想并融入“构造地质学”课程教学中，并逐步转换到新工科建设背景下的教学模式，由此取得的一些教学改革成效可为其他相关院校地质工程方向的构造地质学类课程建设提供一定的参考与借鉴。

一、面向地质工程专业的“构造地质学”课程存在的问题

西南交通大学地质工程专业创设于1958年，以轨道交通工程地质为特色，紧密结合国家和区域经济社会发展需求，建设轨道交通领域国内一流、国际知名的应用与创新复合型专业。该“地质工程”专业在2003年获博士学位授予权，并于2005年被评为“国家级特色专业”及“国家卓越工程师培养计划专业”。于2019年入选首批国家级“双万计划”本科专业。该专业现有4个教学班，年级平均人数达到约90人。“构造地质学”授课教材为《构造地质学（第三版）》（李忠权主编），尽管教学章节覆盖面广泛，如主要涵盖沉积岩的原生构造、地质构造分析的力学基础、褶皱构造、节理、断层、劈理及线理、岩浆岩体构造、变质岩区构造、新构造及活动构造等知识点，但这些内容仍旧主要以概念和基础理论进行重点阐述，特别是在面对具体的工程地质问题时可能会束手无策，提供的解决方案缺乏较好的实用性，对于工程实际应用显得能力不足，出现上述现象的一个重要原因是学生在学习过程中容易死记硬背基本概念，对各种理论知识难以透彻掌握。

大部分学生在该课程学习时明显表现出学习兴趣不浓、学习动力不足的特征，一方面是大部分学生填报志愿专业缺乏了解，或第一志愿专业并非地质工程类，对该专业不太感兴趣甚至还存在抵触情绪；与此同时，学生对于“构造地质学”课程与如何应对和解决复杂工程地质问题缺乏有效链接，理论学习与实践应用存在脱节现象；此外，部分学生认为该专业面临较艰辛的工作环境，存在从事该行业的畏难情绪。

如果在“构造地质学”教学过程中仍采用传统的理学教学方式，即更多地侧重于基本概念与理论的讲授，将很难有效调动学生的学习动力和积极性，这对学生的专业能力培养将带来更多负面的效果，也会在学生的职业操守和科学素养培养方面大打折扣。由此可见，将“构造地质学”从传统的理学教学模式合理的切换到新工科建设背景下的教学模式刻不容缓。一是可以更好地提升学生对构造地质学的深度理解和应用能力；二是可以满足更多地质相关企事业单位对学生专业工作能力的殷切期盼；三是能进一步有助于深化地质院校在面临国家重大基础建设需求背景下的教学改革。

因此，如何在课程教学上提出更好、更有效的改进措施，探索基于国家战略发展需求的新工科建设背景下的教学新模式是本次教学改革的研究重点。

二、基于OBE教育理念的人才培养目标重新定位

OBE（Outcomes-Based Education）即成果导向教育，是当前国际高等教育界所广泛认同的一种先进且新颖的教育理念，强调相应的课程体系建设以学生为中心。以该理论为基础，明确毕业生应当具备的各种能力，以此为重要基础反向设计科学有效的人才培养方案。通过分析发现，应以提高学生解决复杂工程地质问题能力为目标导向，这与提倡的“构造地质学”从理学教学向新工科建设背景下教学模式的切换具有相似之处。

特别是在西南交通大学地质工程专业入选教育部“双万计划”首批建设行列平台时，我们需要更进一步深化“面向未来、适应需求、引领发展、理念先进、保障有力”的建设目标。基于此，地质工程系通过集中研讨的方式对本科培养方案进行顶层设计优化，完成了地质工程人才的培养方案修订，最终明确了“地质过程—力学机理—工程技术”三位一体的学术理念，培养具有深厚地质学、数理、力学基础，并能在土木工程、轨道交通、国土规划等行业中独立从事勘察、设计、施工、管理工作，且具有健全人格、职业操守、社会担当、科学素养、全球视野、创新精神的地质工程专业高素质人才。以上培养目标的重新定位，对构造地质学类课程教育改革具有重要的指导意义。

三、课程改革探索

（一）凝练概念与理论讲解，增加互动式案例分析

对学生而言，首先掌握概念的含义是最基本的要求，其次能深入理解相关原理和理论则是进一步提升科学逻辑能力的关键，这也是“构造地质学”理学教学模式的核心所在。然而，在面临新工科建设的背景下，教师还需要更进一步凝练上述内容的教学思路。如针对“构造地质学”，需要更为明确的梳理出每个章节的关键词和疑难点，并要用有限的时间阐述这些要点；对于简单的、重复性的易于学习和理解的章节内容，则可以留给学生课后复习与预习，这样能够将教学期间大量的碎片化时间进行有机整合，为课堂上开展针对具体案例的互动式教学提供了保障。例如针对该课程的新构造及活动构造章节，我们在教学时会提出真实的“川藏”铁路地质选线问题，让学生组成不同小组分别基于所学知识对局部线路的选择开展辩论式讨论，教师最后再给予点评和专业引导，让学生加深对断层、褶皱、节理及应力分析的理解。这些互动式案例教学能有助于学生建立起更为系统的地学知识体系，并能增加学习动力和积极性，更能有助于学生真正地认识到构造地质学的价值所在。

（二）提升课堂实验技能，强化实践基地平台

“构造地质学”的理学教学模式往往更多侧重于理论部分而忽略了实验教学内容，教师有针对性地在理论学习基础上专门增加1学分的课时用于培养学生的实验动手能力，如有针对性地开展地质图的判读和图切剖面实验课。通过这1学分对应的16学时的训练，能明显地感受到学生在完成设定实验内容后，对各个章节的基础理论理解更加深入。同时，该项实验课内容也为高年级阶段的野外地质实习做好了铺垫，起到了更好的衔接作用。

在实践环节方面，我们进一步强化野外工作能力，通过区域地质填图的方式全面提升学生的地质素养，培养学生野外观察和思考能力、独立工作与协作能力、报告撰写与制图能力等；与此同时，依托陆地交通地质灾害防治技术国家工程实验室、中铁二院国家级工程实践教育中心等平台，并积极与国家川藏铁路技术创新中心，中铁第一、第二、第三、第四勘察设计院等单位探讨校企实践及科创教育新模式，以期实现理论认知与工程实践的有机统一，为社会培养基础理论扎实、动手能力强、具有创新能力的复合型工程地质人才。

（三）引入新技术、新方法，提供专业英语学习窗口

如果仅仅局限教材内容，可能会让学生误解“构造地质学”为一门落后的、缺乏进展的学科，因此，需要教师适当的引入新技术、新方法和新应用。这样有助于学生能够接触到最新的科技成果，认识到“构造地质学”学科的持续发展状态，更能够解决各种复杂的地质问题并优化学生的专业技能。例如，实验教学环节引入Stereonet开源软件，通过现场教授学生做极射赤平投影、玫瑰花图等，这大大提高了地质作图效率，并能让学生深刻理解该作图的基本原理和方法。

另外，适当引入“构造地质学”的专业英语内容在当前教育国际化背景下显得非常重要。首先，能够引导学生接触学科发展的最前沿，开拓学生的国际视野；其次，还能提高学生的听说读写英语实用化技能，特别是随着我国基础建设行业迅速发展，现在已经有越来越多地质方面的企业在国际上承接各种大型项目，这就要求学生具备较高的专业英语能力，而从本科阶段就逐步培养学生专业英语能力能够提高学生的核心竞争力。对此，教师尝试引入新版Structural Geology（Haakon Fossen主编），该教材具备纸质版和网络版动态图解析内容，内容全面且实用性强，通过该教材的辅助教学，进一步提高了学生的国际视野。

（四）设立校友工作室，增加学生与企事业单位面对面的交流机会

学生的被认可度最终由市场决定，即各类地质企事业单位将会对学生的专业能力给予评价，这也会直接决定学生未来的就业趋势。在此背景下，学院设立专门的校友工作室，邀请优秀校友担任企业导师、学业/就业指导教师，提供更多与企事业单位的接触交流机会，让学生提前了解到企事业单位对学生专业能力的需求性和未来就业发展方向。例如，高校多次举办企业与学生面对面活动，通过邀请企业的相关领导和学生开展座谈会交流，交流内容从企业文化、待遇、工作环境、成长空间诸多方面深入交流，取得了较好的效果。

结语

为适应和满足企事业单位对地质工程专业人才培养的新要求，提高新工科建设背景下学生应对各种复杂工程地质问题的专业能力和科学素养。本文以西南交通大学地质工程专业“构造地质学”课程教学改革为例，探讨了一系列探索性举措和面临的问题。首先，我们根据专业方向的顶层设计理念优化了教学方案，旨在突出重新定位人才的培育；其次，在教学内容方面，通过进一步凝练理论讲解、突出实践环节、引入新技术和新方法、推广穿插式专业英语、构建企业与学生面对面平台等教学模块，以此充分提高学生的专业综合能力；最后，要求教师积极学习国内外先进教学思想与管理经验并深化交流合作方式，提升整个师资水平。上述教学改革对课堂教学的提升效果较为明显，后期将进一步总结和反思，在实践中不断优化完善和持续改进，形成一套可推广的、实践基地能辐射的新工科建设背景下的教改模式。