《农业地质学原理》案例库建设探索与教学实践——以河北工程大学为例

刘 剑，王学文，朱兆群，沈文超，许 云

（河北工程大学地球科学与工程学院，河北 邯郸 056038）

1 案例库建设背景与意义

《农业地质学原理》作为河北工程大学资源与环境（地质工程）领域专业学位硕士研究生的主干课程，主要涉及废弃矿山土地破坏与隐患治理、矿山土地修复技术、矿山土地复垦设计、矿山土地发展演化农业诱导等方面，重视基本原理和方法的教学，以及工程设计、构思创新等理论指导实践能力的培养，是一门与工程实践结合性很强的专业课。目前形式单一的理论教学由于其感性认识程度浅、与工程实践结合程度差，学生缺乏学习兴趣，理论方法机械套用，难以学以致用，创新性更无从谈起。为解决上述教学难题，满足该领域专业学位硕士研究生工程实践能力全面提高的要求，探索和引进新的教学理论和方法十分必要。

案例教学是以学生为中心，以案例为基础，通过呈现案例情境，将理论与实践紧密结合，引导学生发现问题、分析问题、解决问题，从而掌握理论、形成观点、提高能力的一种教学方式。加强案例教学，是强化专业学位研究生实践能力培养，推进教学改革，促进教学与实践有机融合的重要途径，是推动专业学位研究生培养模式改革的重要手段[1]。

2 案例教学研究现状

案例教学法于1870年由美国哈佛大学法学院提出和系统化，一经推出就风靡全世界。20世纪80年代，随着改革开放的步伐，案例教学法被引入我国，相较传统的以教师为中心的重理论教学模式，引导学生独立思考、重视师生双向交流的案例教学模式引起广大教育工作者的强烈反响。

在专业教育案例教学方面。由于社会科学理论知识比较晦涩难懂，案例教学早期多应用于思想政治、经济学、社会学、管理学、法学等多个社会学科。如郭崇岳（1994）将案例教学应用于思想政治教育理论课中，改变了单纯传授书本知识的教学方式，强化了能力的训练与培养，教学效果良好[2]。郝举（1998）和李图仁（2004）法律基础课程与案例教学相结合，使抽象的法律知识形象化和具体化，活跃了课程气氛，便于学生理解和掌握基本理论和观点[3-4]。朱尔茜（2013）对我国金融学科案例教学的现状和问题进行了深入研究，发现案例库质和量的不足，以及教学双方的能力与案例教学需求的不匹配，是造成金融学科案例教学发展不成熟的主要原因[5]。吴银玲等（2018）结合专业建设和教学需求，建立了基于河北省社会工作实践的教学案例库，并探索了社会工作专业学位硕士研究生案例教学模式[6]。地质学对实践教学的要求远远超过其他学科，但案例教学在该学科领域的研究目前较少。如冶雪艳（2019）和闫佰忠（2022）就水文地质相关课程的教学案例建设方案和教学模式进行了探讨，以期提高教学质量，并推动课程教学改革[7-8]。陈守余等（2020）在“矿产综合勘查技术”教学中，通过典型找矿案例将课程知识点贯穿起来，实现了理论性与实践性的紧密结合，取得了较好的教学效果[9]。

综上所述，不难发现，地质学案例教学研究目前主要集中在水文地质学、勘查技术与工程等领域，而关于农业地质学原理等交叉学科的案例库研究鲜见报道。

3 案例库建设内容

为了激发学习兴趣，培养学生分析和解决实际问题的能力，结合《农业地质学原理》课程主要教学内容，重点从废弃矿山土地破坏与隐患治理、矿山土地修复技术、矿山土地农业复垦、矿山土地发展演化农业诱导等4个方面，按照单一知识点案例和综合性案例相结合的方式，编写了《农业地质学原理》典型工程案例库。主要包括如下典型案例：

3.1 工程案例一：XX市东部矿区矿山地质环境恢复治理示范工程

治理区原为露天采石场，生产期间没有采取任何治理措施，使得矿山地质环境和生态环境遭到了极大的破坏。区内地貌和植被破坏严重，仅保存26.7%的原始地貌和自然景观，现有采坑59个，采矿平台200个，残山94个，陡壁36条，崩塌隐患点22处，渣堆65个。

该治理工程方案的制定原则是消除地质灾害隐患，增加土地的可利用性。主要考虑两个方面，一方面是对地质灾害隐患点进行治理，另一方面是地形平整修复。即在矿山地质环境治理的基础上对适合作为建设用地的地段进行适当的土地平整，所采取的措施主要为土石方工程施工。

通过本案例的学习，让学生对露天开采方式形成的废弃矿山形成震撼性的初步感官认识，掌握开采后形成采坑、残山、陡壁、采矿平台、渣堆等新型人工地貌特征的典型特征，掌握矿山地质环境的调查和评价方法，了解矿山恢复治理工程的常规设计原则和手段。

3.2 工程案例二：黄土庄—段甲岭一线矿山地质环境恢复治理工程

XX市东部矿区周边皆为自然山体，一到春夏秋季呈现一片绿色，而治理区的露天采石场却基岩裸露、采坑遍布，废渣堆积，土地资源浪费严重。治理区内共有大小采坑33个，采矿平台71个，陡壁43处，残山18个，渣堆55个。治理区内植被几乎破坏殆尽，与周边山区植被茂盛的生态环境格格不入。

在恢复治理设计方案中，将矿区规划为矿山公园。整个公园项目布局为“一核两带六区”，以凤凰涅槃为主线，由“前世”“今生”两条线组成“凤凰浴火重生”的形态，最终实现整个矿区的“涅槃”。确定治理内容主要为清除残山、滑坡体、崩塌体等地灾隐患，以及绿化工程。总体方案如下：（1）沿滑动面清除滑坡体；（2）清除崩塌体、浮石等危岩；（3）根据标高现状，设计成高低不一的平台，相邻平台之间为45°坡面连接，将高于治理标高的部分削挖回填于采坑及低洼地带；（4）在保护区外侧及采坑坑底适当部位进行绿化；（5）各平台设置截排水沟；（6）区内适当位置设置基岩井及相关配套设施。

通过本案例的学习，加深学生对矿山地质环境的认识，进一步掌握废弃矿山恢复治理的方法和手段，理解和掌握因地制宜地布置地质隐患点治理和地形整治方案，能够在案例基础上提出补充性措施。培养学生具备和推崇“将矿山文化与地质环境有机融合的绿色矿山恢复治理”优秀设计理念，并在今后的工作中努力践行。

3.3 工程案例三：五里台村采石场地质环境恢复治理项目

该治理区原为露天开采矿山，多年来，在无序的开采过程中破坏了原有的地貌和植被，渣堆、陡壁、采矿平台等分布于区内。主要的环境地质问题有：土地资源的挖损占压，地形地貌的破坏。在实地勘查基础上，提出治理工程设计，主要采取台阶式放坡、渣堆就地整平层工程措施，使地质灾害隐患得以消除；修建蓄水池和灌溉管网，布置绿化种植等生物措施。使治理区与外环路两侧绿化工程相衔接，矿山地质环境得以改善和恢复。

通过本案例的学习，在进一步掌握废弃矿山环境地质问题工程治理方法的基础上，理解和初步掌握与生态环境息息相关的绿化种植和水土保持设计，能在就环境地质问题进行治理工程设计时，考虑和结合后期绿化需求，突出恢复矿山生态环境的重要性。理解和掌握坑穴换土种植、覆土种植、喷播等常规技术方法。

3.4 工程案例四：东望山铁矿矿山地质环境恢复治理工程

东望山矿山经过长期无序开采，不仅严重破坏了矿区地质环境，而且占用了大量宝贵的土地资源，制约了当地经济发展。矿山开采形成的渣堆、陡壁、采坑等，与周围原生地貌形态格格不入，观感极其恶劣。治理方案设计指导思想和原则如下：（1）“以人为本”的原则，消除地灾隐患，保护人民生命财产安全。（2）“宜农则农，宜林则林、宜建则建”的原则。根据矿山地质环境现状，实事求是，因地制宜，制定科学合理的矿山环境恢复和治理措施。（3）“多种措施并用，综合治理”的原则。针对不同地段的实际情况，采取不同的工程措施与生物措施。（4）“污染物减少、资源再利用和循环利用”技术原则。基于上述原则，该矿山恢复治理工程最终采用“土石方工程+绿化工程”的措施进行综合治理。

通过本案例的学习，重点理解和掌握“以人为本”的地灾隐患点治理理念、“宜农则农，宜林则林、宜建则建、因地制宜”的矿山环境恢复治理理念、“多种措施、分段治理”的综合治理原则、“资源循环利用”的技术原则，培养学生开展废弃矿山恢复治理设计工作所应具备的设计理念、工程伦理和职业操守。

3.5 工程案例五：大杨庄铁矿土地复垦方案

大杨庄矿区开采后形成了5个露天采坑，3个排土场、2座工业场地及4条矿山道路，各区域土地破坏严重，损毁土地类型为果园、有林地、其他林地、其他草地等。该方案的复垦目标是复垦率达到100%，且复垦土地复垦后生产能力和生产状况除特殊情况外要达到或超过土地破坏前水平。整个治理区分为露天采场、工业广场、矿山道路、取土区4个复垦单元，根据开采前土体复垦类型，结合现状，确定各复垦单元土地修复类型，采用覆土、施肥、浆砌石挡土墙、建筑物拆除、井口封堵、废弃物清运、深松、覆土、施肥、深松、覆土、施肥、表土剥离覆盖、翻耕等工程措施，以及穴植、撒播等生物措施，使破坏地面林草植被有序恢复，使矿区脆弱的生态环境得到有效的改善。

通过本案例的学习，要求学生在熟悉废弃矿山地质灾害隐患点工程治理方法和设计的基础上，进一步熟悉废弃矿山土地复垦的全流程设计，涵盖了矿山土地损毁现状、土地复垦目标分区、复垦技术措施（工程措施、生物和农业措施）、土地复垦工程分区设计、工作量汇总统计，掌握对生产矿山进行分期治理（生产治理期和规划闭坑治理期）的工作要点，能够用图表表述工作量，培养学生具备工程师应有的严谨工作态度，是对学生所学《农业地质学原理》知识理论的全方位实践。

4 案例教学实践效果

随着课程案例教学元素的融入，学生课堂教学反映普遍良好，主讲教师教学评价也都在优秀以上。《农业地质学原理》课程及教学案例库内容紧贴绿色矿山恢复治理工程实践，为加强资源与环境（地质工程领域）硕士专业学位研究生专业应用能力和拓展就业范围奠定了扎实基础，在专业年度例行回访中，毕业生专业素养受到用人单位一致好评和肯定。

从近三年53名学生教学评价调查问卷结果，可以发现：

（1）“教学设计有利于调动研究生学习与研究的积极性，能有效地采取课堂讨论、工程案例分析等形式多样的教学活动，引导研究生主动学习与研究，开展教与学的双向交流”评价结果中，“优秀”占比92%，“良好”占比8%，“合格”占比0%。

（2）“注重理论联系实际，融知识传授、能力培养、素质教育于一体；注重培养研究生获取知识、自主学习与研究的能力，注重培养研究生敢于质疑、发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力，注重培养研究生的思维创新、方法创新和技术创新能力”评价结果中，“优秀”占比91%，“良好”占比9%，“合格”占比0%。

（3）“通过本课程的学习，对课程相关学科的基本理论、学科的研究方法、学科的学术思想等方面的认识与知识积累效果显著；运用知识、理论、技术和经验解决问题的能力显著提高”评价结果中，“优秀”占比89%，“良好”占比11%，“合格”占比0%。

综合评价结果：“优秀”占比90.67%，“良好”占比9.33%，“合格”占比0%。

在学生课堂表现和成绩方面，案例教学图文并茂，有现场照片，有分析过程，有治理效果，《农业地质学原理》课堂氛围提升明显，互动过程中学生积极思考，勇于发言和提出疑问，结课论文质量和深度均有长足进步，较好地达到了学以致用的教学效果，实现了教学目标。近三年期末成绩均未出现不及格现象，出勤率更是达到100%。

5 结语

为激发学生兴趣，解决理论联系实际教学难题，实现预定教学目标，基于案例教学法，建立了《农业地质学原理》典型案例库，主要涉及废弃矿山土地破坏与隐患治理、矿山土地修复技术、矿山土地农业复垦、矿山土地发展演化农业诱导等知识点。工程案例教学实践表明，案例库与方法理论的有机结合，可极大地激发学生对《农业地质学原理》的学习兴趣和热情，加深对理论知识的理解，在应用所学知识解决实际工程问题的过程中，培养和锻炼了学生实践创新能力，有效地促进了教学目标的达成，教学效果良好。

《农业地质学原理》案例教学初战告捷，在今后的教学中，仍需持续深入研究案例教学方法，将工程案例更好地融入农业地质学原理相关基础知识的理论教学中，努力实现工程实践与理论知识的有效衔接。此外，作为专业教师应该清醒地认识到，随着科技的进步，工程所采用的方法和技术在不断地推陈出新，为使教学内容紧跟时代步伐，同步体现学科发展和工程现场情况，《农业地质学原理》案例库应不断更新、优化和调整。