摘 要:工程地质学是在研究人类工程活动与地质环境的相互关联和相互制约的过程中产生的,其学科属性既具有地质特点,也具有工程特点。这种独特的学科属性,决定了在教学过程中,这两种特点都要兼备。在理论教学上,优化教学内容,加强基础地质;利用现代科技手段,改进教学方式方法。在实践教学上,室内实验要丰富充实,野外实习要强化;基础地质的实践要加强,工程地质方面的实践要充实。

关键词:工程地质学科属性教学

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)01(c)-0165-01

1 引言

20世纪初,为了适应兴建各种工厂、水坝、铁路、运河等工程建设的需要,地质学家开始介入解决工程建设中与地质有关的工程问题,不断地进行着艰苦的工程实践和开拓性的理论探索,逐步形成了工程地质学这一地质学的分支学科。

我国工程地质是在建国后应大规模经济建设的需要,从无到有,从小到大,迅速发展起来的。现在已成为一门具有自己的理论体系和中国特色的学科。目前,除了原来的工程地质与水文地质专业经过专业调整后所形成的专业如地质工程、勘察技术等外,还有许多专业开设有工程地质这门课程,如水利水电工程、农业水土工程、港口与航道工程、土木工程、交通工程等。而且工程地质课程多为专业基础课,因此,分析工程地质的学科属性,进一步探讨工程地质教学的特点是非常必要的。

2 工程地质学的学科属性

工程地质学是研究人类工程建设活动与自然环境相互作用和相互影响的一门地质科学,它以地学学科的理论为基础,应用数学、力学的知识与成就和工程学科的技术与方法来解决与工程规划、设计、施工和运营有关的地质问题[1]。因此,工程地质学是地质学与工程的交叉结合,是为工程建设和矿山开采服务的应用学科,具有地质和工程的双重属性属性。

2.1 地质属性

工程地质学是地质学的一个分支,实践证明,脱离地质基础来对工程地质现象进行质量评价不会符合实际情况,而也达不到预期成效。这也就确定了工程地质学的地质属性。

工程地质学的形成始于地质学,一开始就把地质知识应用于工程建设,在工程建设前期摸清影响建筑物安全和经济的地质问题(条件、问题)。其理论在于通过地质体的成因、演化来认识地质体的工程地质特性,为工程建设提供科学支持[2]。因此,可以说地质学是工程地质学的基础。

2.2 工程属性

工程地质学的形成和发展显著地依赖于工程建设的需求和发展。工程地质学开始形成于第一次世界大战结束后整个世界的大规模建设时期。第二次世界大战以后,各国有一个稳定的和平环境,工程建设发展迅速,工程地质学在这个阶段迅速成长起来,成为地质学的一个独立分支学科[3]。

工程地质学的应用性很强,各种工程的规划、设计、施工和运营都要做工程地质研究,才能使工程与地质相互协调。

3 理论教学的思考

3.1 优化教学内容

工程地质学的学科属性决定了其课程内容应包括基础地质、岩土体的工程地质性质、工程地质问题、工程地质勘察四大部分内容。

加强基础地质。工程地质学的地质属性决定了地质学的基础地位。地质基础知识和地质工作基本技能对工程地质工作至关重要。缺乏地质基本概念和地质基本功．就无法解决地质问题和提供有水平的勘察报告。因此,在工程地质教学中应加强地质基础的教学。

详细讲述岩土体的工程地质性质。工程地质问题多种多样,但概括起来主要是两大问题:一是岩土体的稳定问题,二是水(包括地表水和地下水)对工程地基的危害问题[2]。这两个问题主要反应在岩土体的物理力学性质和水理性质,即岩土体的工程地质性质。因此,这一部分是工程地质的核心,应详细全面,尤其是岩土体的结构及结构面的分类分级。

此外,在教学过程中应结合材料力学、土力学、岩石力学、地下水动力学等方面的知识,是课程更加明白易懂,也能帮助学生把已学知识应用到工程地质中。

3.2 改进教学方法

从工程地质学的学科属性来看,工程地质学不单单研究一个机制的力学过程,需要结合区域地质演化史特征,而地质演化的历史是以百万年计的,且不可逆。同时,地质体是巨大的、宏观的和三维的,而人们所观察到的地质现象则常常是局部的、微观的、二维的。工程地质中的一些概念对于大部分学生来说是很难想象的。因此,在授课过程中应利用现代电子技术,包括网络技术、多媒体技术、3D可视化技术等,使学生对工程地质的概念直观化,使内容讲解更加形象具体。例如,在讲解断层、褶皱时,可以利用多媒体技术对它们的形成过程、特征、识别进行展示,使学生更容易理解。

3.3 培养工程地质学的思维方法

在教学过程中将工程地质学思维方法贯穿于整个教学实践中,介绍工程地质学的学科思维方式与特点,把工程地质学概念、理论内容与其思维过程联系起来,启发学生运用已学的其他学科知识,从多角度分析工程地质学的有关问题;使学生养成不为已有理论束缚,善于思维,勇于创新的良好的思维习惯。

4 实践教学的思考

工程地质学的学科属性决定了这是一门实践性很强的课程。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。工程地质实践由室内实验和野外实习两大部分组成。

4.1 丰富室内试验

目前,工程地质的室内实验主要是常见矿物和岩石的鉴别,这对于学生巩固课堂知识是很重要的。然而,工程地质的学科属性决定了仅仅熟悉矿物岩石是远远不够的。即使在基础地质方面,也应该加上一些地质构造的认识实验。然而,实际地质构造的规模一般是巨大的,很难在实验室内实体呈现。为满足实验要求,应该选取一些地质构造的教学模型,如断层、褶皱等,让学生辨别其性质,分析各要素。同时要选取一些典型的工程地质图,使学生学习阅读并能够读懂工程地质图,知道工程地质现象在工程地质图上的表示方法。

4.2 强化野外实习

工程地质的野外实习能够极大地锻炼学生的观察能力、动手能力和思维能力。学生所接触到的都是复杂多样的地质现象,如要透过现象看本质,除了要有扎实的基本知识外,还要有观察、分析和探寻、挖掘典型地质特性的能力。野外实习,不论在基础知识的传授上,还是在学生能力的培养上,都表现了其独特的无可替代的作用。它是工程地质课程教学中的一个重要环节。

参考文献

[1] 陆兆溱主编.工程地质学[M].北京:中国水利水电出版社,2001(2).

[2] 黄鼎成.世纪·国情·科技发展与工程地质学走向[J].工程地质学报,2000.

[3] 王思敬.工程地质学的任务和未来[J].工程地质学报,1999.