地質學專業論文范文
時間:2023-04-06 20:23:17
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篇1
隨著我國新的地質黃金時代的到來,地質類專業得到了快速發展,同時也使得一些問題變得更加突出。例如,(1)工科教育理科化。具體體現為簡單套用理科教育方法、實驗,實踐教學環節薄弱,畢業論文數量遠超畢業設計等問題,主要存在于兩類高校,一是地質類傳統強校,它們原本走的就是研究型大學的發展道路,且受“重理輕工”思維影響,故出現工科教育理科化的問題也不難理解;二是部分新辦院校,其地質類專業因缺少辦學基礎和辦學經費,實驗教學條件(尤其是儀器設備、巖石和礦石標本等)較匱乏,從而影響了學生實踐動手能力的培養。(2)人才培養模式單一、創新人才培養水平不高。究其根本原因還是高校缺乏辦學自、國際化辦學進程較緩,加上評價體系混亂且名目繁多,各個高校疲于應付,重申報、輕建設,千校一面,反而丟失了地質類高校/專業多年來形成的傳統優勢和特色,忽略了人才培養目標、途徑和模式的多元化。(3)師資整體水平尚待提高。具體體現在師生人數比小于教育部規定的1∶18、部分專業教師缺乏工程背景、不同地區不同高校之間教師水平差距較大、學術大師及教學名師數量較少等問題,這主要是受前些年全國范圍內高校盲目擴招和學術界浮躁之風的影響。
二、幾點思考
1.回歸工科教育,加強地質基本功和實踐動手能力培養地質類專業首先應回歸工科教育,即應該從學校、院系和教師多個層面認真思考地質類專業的定位、特色與學生就業出口等問題,是要消除“重理輕工”思維的影響,做到地質理工科均衡發展,而不是要否定地質基礎理論的重要作用;應該強化工程素養和工程訓練,加強學生地質基本功和實驗/實踐能力培養,增加綜合型和創新型實驗項目,建設高水平產學研基地和野外實習基地,重視相關國家標準、行業規范教育,實施地質工程或找礦勘查案例教學,注重學生創新能力和團隊協作精神培養,逐年提高工科學生畢業設計的比例。值得一提的是,當前一些高校簡單地運用軟件,看似可以抑制學術抄襲現象,但實際上軟件并不能準確判斷不同的文字表達形式是否構成對別人學術觀點的抄襲。對于畢業設計而言,存在著更多的尷尬,所引用的規范和標準以及成熟技術無疑多為“重復”,而設計所得出關鍵成果(如公式、數據等)又不在范圍之列。
2.開展專業認證,推進國際化辦學進程2013年6月19日,在韓國首爾召開的國際工程聯盟大會上中國正式加入《華盛頓協議》,成為其預備成員?!度A盛頓協議》是工程教育本科學歷的國際互認協議,始于1989年,在國際上具有很大影響力,目前擁有美國、俄羅斯、日本、英國等15個正式成員和6個預備成員。2013年下半年,中國地質大學(武漢)資源勘查工程專業作為地質類專業認證工作的試點,標志著我國地質工程教育在積極參與國際交流和實現國際互認方面邁出了重要的一步。2014年中國石油大學(北京)資源勘查專業、吉林大學勘查技術與工程專業和成都理工大學地質工程專業又相繼進行了認證工作。2015年地質類專業認證將全面展開,屆時更多高校的地質工程、勘查技術與工程、資源勘查工程、地下水科學與工程等專業將參加認證。推進地質教育的國際化進程、實行國際評價是發展的必然趨勢。中國地質大學(武漢)一項好的做法是發起成立了“地球科學國際大學聯盟”,其成員包括美國斯坦福大學、勞倫斯•伯克利國家實驗室、法國巴黎第六大學、澳大利亞麥考瑞大學、加拿大滑鐵盧大學、俄羅斯莫斯科大學等10余所世界地學一流大學(學院),通過建立聯盟高校之間聯動協商機制,開展包括地球科學教育發展國際論壇、科技項目合作與共享、本科生交換培養、研究生聯合培養、教師和科研人員互派訪學交流等方面的深化合作,促進世界地球科學教育和科學研究的協同發展。目前,國家大力推進的“一帶一路”(即“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”,簡稱OBOR)建設也為地質工科的國際化辦學帶來新的機遇。礦產資源和能源的開發利用、大型基建項目工程地質勘察、地質災害防治與地質環境保護等在“一帶一路”建設中占有重要地位,因此,對具有國際視野、能參與多元文化背景下合作與競爭的地質工科人才的培養提出了新的要求。
3.保持學校和專業特色,培養創新型人才構建多元化教育模式、培養創新型人才,首先應進一步調整高校治理結構,增強高校自主辦學權,堅持學校和專業特色及辦學多樣性原則。其次,應因材施教,建立分類培養機制,通識教育與專業教育并重、拔尖生培養與普通生培養相互補充,多元化人才培養建議在《地質類專業本科教學質量國家標準》中也有明確體現。再者,應深化教學方法改革,采取多元化的教學手段,包括教學方式的多樣化(課堂教學與課外學習相結合,提倡個性化培養與學生自主學習)、考試方式的多樣化(改變單一的結果考查,提倡過程考查、創新意識和能力考查)、野外實習基地和優質教學資源的整合與共享、網絡教學資源的共享與利用(含視頻公開課、MOOC、精品課程、實驗教學示范中心網站等)。創新型人才的培養還應堅持“一制三化”(即導師制,小班化、個性化、國際化),大力推進大學生創新創業訓練計劃,鼓勵本科生在學好專業基礎知識的前提下,盡早介入導師的科研項目,積極參與學術研討和交流。鄭州大學實行的創新學分值得推廣,即每位學生畢業時必須獲得4個創新學分,這些學分來源于參與科研立項、、申請專利、參加學科競賽、聽學術報告等,并通過一套計算規則折合為學分。
4.促進行業企業深度參與人才培養,構建社會評價體系建立地質卓越工程師培養聯盟、地質科教聯盟,做實產學研基地和工程實踐教育中心等,探索協同創新和育人機制,促進行業企業深度參與人才培養工作。結合本科教學質量國家標準落實、專業認證工作和卓越工程師教育培養計劃要求,定期邀請行業企業專家參與人才培養方案的制訂和修訂,聘請行業企業專家擔任校外導師共同承擔本科生實踐教學和畢業設計(論文)指導任務,聯合用人單位業務主管和人力資源部門長期跟蹤調查人才需求情況和畢業生成長情況,并建立持續改進機制,不斷提高專業人才培養質量。吉林大學關于“卓越工程師教育培養計劃”的一條成功經驗就是將以往到企業去實習改為到企業去學習,即將一些實踐性較強的課程學習和綜合設計連同生產實習都放在企業或產學研基地中進行,這樣既滿足卓越工程師教育培養計劃的要求,又保證了教學任務的高質量完成。中央提出的“辦人民滿意的教育”就是將教育質量的監測和評估權交給社會。隨著教育部轉化政府職能的工作推進,構建以行業企業為主體、多方參與的高校教育質量社會評價體系勢在必行。必須打破管理僵化、評價名目繁多及高校辦學自小和疲于應付的現狀,以中國地質學會組織的地質類專業認證為龍頭,取代原有的本科教學質量評估等活動。
5.建設校園人文環境,提高教師隊伍整體水平搞好地質類專業教學同樣離不開優良的校園人文環境和高水平的師資隊伍。人文環境對于地質工科人才的品格修養樹造尤為重要,地質類專業屬于艱苦專業,從業者常年與深山荒漠打交道,奉獻精神、事業心、樂觀豁達的性格和強健的體格是必備的素質。然而,“地、礦、油”等行業性院校的人文氛圍相對較弱,亟須加強建設。2013年大學生原創話劇《大地之光》的公演就再次說明了行業性院校需要人文環境、也能建設好人文環境。該劇再現了著名地質學家李四光先生熱愛祖國、敢于擔當和嚴謹治學的一生,在武漢、北京等地巡回演出并獲得了巨大成功。
篇2
課題名稱開題報告(宋體,三號,加粗)
簡要描述課題概況,主要描述課題要完成的目標。(宋體,小四,150字以內)
一、課題研究背景(宋體,四號,加粗)
(一)工程概況(宋體,小四號)
主要描述工程的具體名稱,位置建設單位,規模,技術經濟參數等。(宋體,小四,300字左右)
(二)課題研究的意義(宋體,小四號)
主要描述課題研究對工程有何用途,及對本人的知識和技能的獲得有何意義。(宋體,小四,200字左右)
二、課題研究內容(宋體,四號,加粗)
(一)研究的主要內容(宋體,小四號)
主要描述課題研究哪些內容,或進行哪些項目的設計或計算。(宋體,小四,300字左右)
(二)課題的研究目標(宋體,小四號)
本項目的研究目標是:(描述具體目標)(宋體,小四,100字左右)
(三)預期成果形式(宋體,小四號)
施工組織設計文本、計算書、設計說明、或圖紙等,結合課題自選。
三、研究步驟及使用的關鍵技術(宋體,四號,加粗)
(一)研究步驟
研究步驟如下:
200×年×月-200×年×月,具體任務1
200×年×月-200×年×月,具體任務2
200×年×月-200×年×月,具體任務3
(二)關鍵技術
描述完成課題使用的關鍵技術。(宋體,小四,100字左右)
四、課題研究價值(宋體,四號,加粗)
(一)創新點
描述課題的創新點。(宋體,小四,60字左右)
(二)應用價值
描述課題的應用價值。(宋體,小四,100字左右)
五、研究條件(宋體,四號,加粗)
描述課題的具體研究條件,如基礎資料情況,已經掌握了課題研究需要的知識或技能,指導老師的情況等。(宋體,小四,200字左右)
六、參考文獻(宋體,四號,加粗)
1、《××××》,作者名稱,××出版社,***年第*版
2、《××××》,作者名稱,××出版社,***年第*版
3、《××××》,作者名稱,××出版社,***年第*版
4、《××××》,作者名稱,××出版社,***年第*版
5、《××××》,作者名稱,雜志名稱,***年第*期
大學論文開題報告格式范例:
題目:煤礦防治水管理及預防措施
一、本課題的研究目的和意義
1、選題目的:
煤礦水害是威脅煤礦安全生產的五大災害之一,其危害程度僅次于瓦斯,礦井水害問題歷來是制約煤炭資源開發和影響煤炭企業安全的重要因素,一旦發生水害,不但會給生產單位造成巨大的經濟損失,也給職工生命安全造成極大的威脅。隨著泉上煤礦礦井開采范圍的延伸、生產能力的提高及開采深度的增加,其開采地質條件及水文地質條件將變得更為復雜,涌水量進一步增大,水害問題也更為突出,故需要對其地質條件、水文地質條件、防治水措施等重新進行分析研究。同時,通過對理論知識與實際的結合運用提高自己分析問題和解決問題的能力,為以后的學習和工作奠定基礎;
2、選題意義:
本論文著眼于礦井持續快速發展與安全生產的現狀要求,運用水文地質學、、礦井地質學、構造地質學、巖石學等課程的理論和方法,從充水水源、充水通道,礦井涌水量及其變化、水化學特征等方面對煤層底板灰巖承壓水突水危險性進行分析研究。其研究成果,不僅可查明煤層底板水患影響程度,并對礦井制定切實可行的防治水措施,確保安全生產、提升礦井經濟與社會效益均具有一定的參考價值。
二、本課題的主要研究內容(提綱)
(1)研究礦井主要地層、地質構造及其構造演化規律,查明影響礦井生產的各種水害地質因素。
(2)只有建立和形成規范的防治水技術管理秩序,才能有效地開展一系列防治水工作。
三、文獻綜述(國內外研究情況及其發展)
礦井突水嚴重威脅著礦井生產及工人安全,為此國內外專家對影響礦井突水因素和突水機理作了深入研究。這些研究總的來說,可歸納為兩類,
一:以水壓為主要因素,主要考慮承壓含水層地下水力對隔水層的作用,如斯烈薩列夫理論、突水系數等;
二:以礦壓為主要因素,試圖通過研究頂底板隔水層和采動作用下的變形、破壞等特征來認識突水規律。
近年來,對于礦井突水通道,專家、學者從損傷力學、斷裂力學、礦山壓力學、巖體力學及構造地質學等方面做了大量工作,研究結果表明危害最大和難以準確把握的是斷裂構造突水通道;對于突水機理,從“下三帶”理論、礦壓、大中型斷層、小斷層等方面做了大量工作,得出突水以承壓水通過斷裂構造進入礦井為主;對于突水預測,專家建立了遺傳神經網絡模型、GIS模型、尖點突變模型等煤礦突水預測模型但由于不同地區、不同礦區構造、水文地質條件的復雜性和多變性,迄今為止還沒有一種放之四海而皆準的研究方法能對礦井突水進行有效的預測和防治。
四、擬解決的關鍵問題
本課題主要在充分整理研究泉上煤礦區域資料的基礎上,采用地質與水文地質調查、水質分析等當今水文地質研究中行之有效的技術手段,對泉上煤礦的水文地質條件及其影響分析進行綜合分析和評價,并根據分析的成果和結論提出相應的防治水措施。
五、研究思路和方法
結合歷史水文資料,對水文變化、防治水措施存在的不足進行全面總結、根據歷史水文資料和實際情況進行對比,進一步優化泉上煤礦防治水措施方案通過專業技術刊物及相關網站查閱相關資料和書籍依據國家現行的有關規范,包括:《煤、泥炭地質規范》、《煤礦安全規程》、《煤礦井地質工作手冊》、《礦區水文地質工程地質勘探規范》等,確立相應的標準
六、本課題的進度安排
1、第1~4周現場實習調查階段(泉上煤礦實習)
2、第5周確定畢業論文題目及提綱
3、第6周進行相關資料查閱與檢索
4、第7~8周完成畢業論文開題報告
5、第9~12周完成畢業論文初稿撰寫
6、第13~14周交付指導教師審查,修改完善畢業論文
七、參考文獻
1、柴登榜等。礦井地質工作手冊[M].北京:煤炭工業出版社,1986.
2、郭穎、李智陵等。構造地質學簡明教程。中國地質大學出版社,1995.8
3、孫超主編。構造地質學[M].北京:地質出版社,1993.
4、徐星寬。礦井突水機理、水害成因與防治[J],山東科技大學學報,2003.22
5、章至潔等。水文地質學基礎[M]:中國礦業大學出版社1995.9
6、國家安全生產監督管理總局。煤礦防治水規定[S].2009.
篇3
中圖分類號:F407文獻標識碼: A 文章編號:
引言:水工環地質學科與巖土工程兩個專業學科的理論體系核心是通過原始的分散型、局部性水文地質、工程地質理論成果革新,然后隨著生產力與科學技術的發展,形成了普遍性,全局性,集中型科技創新與發展,并得到了高度綜合與集成而形成的當代水工環地質與巖土工程學科。
一、水工環地質的概述
水工環地質調查和研究與人類的生存有著密切的關系,特別是在全球環境變化和被社會經濟環境可持續發展的推崇的大背景之下,各國都將其引入更廣闊的空間。伴隨著不斷變化和發展的全球經濟、資源、環境,各國對地質調查工作的方向和部署都進行了調整,相對的,發生巨大變化的還有水工環地質調查研究的內容。水文地質、工程地質、環境地質的界限在傳統意義上被打破,現在發展的趨勢就是對水工環一體化的研究,它的服務領域越來越廣泛,信息量大、功能多樣的態勢不斷出現,環境地質學日益突顯其重要性。
二、水工環問題的防治對策
深入了解,因地制宜提出具有針對性的防治對策。以下分別從水文地質、工程地質、環境地質三個方面闡述具體的防治對策:
(一)水文地質問題的防治對策
隨著人口的快速增長以及工業活動的日趨頻繁,使用水量不斷上升的同時也在不斷遭受污染,水質惡化破壞地下水的平衡,從而引發一系列水文地質問題,所以必須做好防治工作。根據《中華人民共和國地質礦產行業標準一地下水動態監測規程》地下水可開采量的計算精度應該達ND級以上的儲量要求,并且論證開發利用的條件以及開采后對地質環境的影響預測,在開發利用是還要進行科學合理的規劃,在開采的過程中時刻了解地下水含量變化以及空間變化規律,并且堅持可持續發展的原則,防止過度開采底下水,造成水位下降導致含水層變千形成降落漏斗,對于已經形成降落漏斗的區域應該及時采取人工回灌等補救措施。對于水質污染問題必須要對地下水的污染狀況進行實時監控,查明主要污染源并且了解地下水的補給、徑流、排泄條件與運動規律,掌握地下水動態變化規律,對水質污染進行有效控制。
(二)工程地質問題的防治策略
工程地質問題具有隱蔽性強,危害性大等特點例如泥石流、地震、滑坡、巖溶以及崩塌等,這些都會對工程的安全和使用起到不同程度的影響,所以防治工作的關鍵就是要事先做好地質勘探工作。調查工作區域地質構造,特別是活動構造,地震活動等,對區域地殼的穩定性作出客觀評價。主要的防治對策要圍繞預防為主,防治結合,綜合整治的原則,然后再根據不同的工程地質問題采取適宜的防治方法。
(三)環境地質問題的防治策略
近年來環境的不斷惡化以及自然災害的頻發,使得環境地質研究越來越受人們的關注。在進行防治時首先需要查明自然地質作用與人類工程經濟活動所引起的環境地質問題,進行綜合分析評價。初步調查天然建筑材料,旅游景觀資源的分布,對開發前景作出正確估價。對適宜于生活和工業固體廢物處置場地的地質條件進性客觀評價。另外對區域環境質量作出綜合評價與趨勢預測,對重點防護地區要進行環境地質調查以及脆弱性評價。
三、水文地質理論體系應用與發展
我國水文地質理論體系在20世紀70年代初期就基本形成。核心理論以找水打井應用技術為中心,為工農業、國防現代化建設、國家重點建設項目服務做出了巨大貢獻。目前,全國擁有近400個大中城市以開采地下水作為城市供水水源,在城市生活和工業供水中,北方利用地下水占80%至90%,其中,農業用水中地下水平均占38%,尤其在20世紀70年代至80年代我國水文地質核心理論與應用技術得到飛躍性發展,基礎理論與應用技術指導全國性地下水資源調查、勘查、監測與保護,取得的成就巨大。目前,我國地下水天然資源量大于1984年評價的8716.84億立方米/a,占我國水資源總量的31%,這個比例與世界地下水儲存量的平均值相近似。
隨著科學的發展,水文地質學基礎理論與應用技術開創了若干新領域,例如:中國地質大學環境學院與工程學院及湖南省地礦局第二水文地質大隊等專家、學者在八五期間對國家重點科技項目“洞庭湖區構造沉降一淤積系統分析”進行攻關,對洞庭湖的演變、構造沉降、泥沙淤積與筑堤圍垸三方面作用進行綜合研究。利用多學科、多種技術進行深入研究,由此得出湖區年總構造沉降量為1.88億立方米,大于當年1.61億立方米的年總泥沙淤積量。研究結果表明洞庭湖并沒有縮小,而是擴大了,這一攻關項目的成功,得到中國工程院陳夢熊、謝鑒衡、袁道先等9位專家教授的鑒定認可。對張人權等的研究成果高度評價:“其運用多學科聯合開展湖泊演孌系統研究達到國際先進水平,開創了生態環境水文研究的新途徑和新領域”洞庭湖生態環境水文研究新途徑新領域至今還在延續新內容與新課題,例如2009年湖北省水文地質大隊教授級高工陳國金研究題為“江漢一洞庭湖平原區洪災形成與防治的環境地質研究”在對江漢一洞庭湖平原區地質背景分析的基礎上,論述了構造沉降作用,泥砂淤積作用,人類工程作用及管涌崩岸作用之間有密切關系,對洪災形成的影響和控制,提出了在地質作用條件下正確處理人與自然的關系,調整水沙重新分配的防洪減災思路與對策。水文地質學理論體系應用與發展為多學科交叉滲透成為主流,20世紀90年代中期開始至今水文地質學的理論發展與相關類學科交叉滲透與融合己得到了全面廣泛地應用和發展。2005年由地質出版社出版的林學鈺、廖資生、趙勇勝、蘇小四編著的《現代水文地質學》剛一書問世,標志水文地質學由傳統的理論向現代生態水文地質理論發展標準目標轉型?,F代水文地質學與現代科學緊密結合,如系統論、信息論、控制論及相應產生的系統科學、環境科學等,對水文地質學的發展產生了一系列重大影響。現代應用數學與水文地質學的結合,特別是數值模擬方法得到普遍應用,模型研究成為水資源研究的主要內容,使水文地質學從定性研究發展到定量研究的新階段。許多新的分支學科的產生與發展,如巖溶水文地質學、遙感水文地質學、環境水文地質學、醫學環境地球化學、污染水文地質學以及數學水文地質學、水資源水文地質學。新技術、新方法都得到普遍應用,推動了水文地質學的發展。
結束語:
水工環地質與巖土工程兩個專業學科都是地球地質大學科的支學科,兩個支學科的共同持點與目標相互一致,為地球的永生及人類與大自然生命的存在,用自身的科學理論與工程實際相結合去了解自然與改造自然。水工環與巖土學科的理論體系一脈相承,互為一體,誰也離不開誰,同屬自然科學。用學科過硬知識與技術解決工程建設中的實際問題,學科的理論體系還得依靠多支學科合作,進一步發展,技術創新,理論創新,水工環與巖土工程技術工作的理論與實踐水平都將有新的重要突破。
參考文獻:
[1]蔣江丹 論水工環地質勘察中GPS RTK的技術應用[期刊論文]-城市建設理論研究(電子版)2011(26)
篇4
【關鍵詞】普通地質學;教學改革;主要方向
0引言
《普通地質學》課程(該課程還有其他一些名稱,例如《地球科學概論》、《物理地質學》、《動力地質學》)是地質類專業的學生最早接觸到的專業基礎課,是專業啟蒙課程[1]。因此,該課程的教學質量和效果很可能會對后續多門專業課程的教學產生很大影響。鑒于此,教師們應該高度重視這門課程,應該確保其有很高的教學質量和很好的教學效果。
1主要內容和特點
1.1主要內容
《普通地質學》課程的主要內容包括地質學的研究對象、地質學的任務、地質學的研究內容、地質作用及其特點和研究方法、礦物、巖漿作用與火成巖、外力地質作用與沉積巖、變質作用與變質巖、地質年代、地震及地球內部構造、構造運動與地質構造、海底擴張與板塊構造、風化作用、河流及其地質作用、冰川及其地質作用、地下水及其地質作用、海水的地質作用、湖泊及沼澤的地質作用、風的地質作用、塊體運動、行星地質概述、地球的演化、人類社會與地質環境[2]。
1.2特點
《普通地質學》課程介紹了地球的物質組成、內力地質作用、外力地質作用、地球的歷史等,內容很多,幾乎涉及到了地質學所有的領域,因此,該課程是一門綜合性和總括性的課程。通過這門課程,學生可以對地質學的幾乎所有領域都有一定的了解。此外,作為地質類專業的入門課程,《普通地質學》可以看作其他專業課的基礎,因此,基礎性是該課程另一重要特征。再者,地質學是實踐性很強的一門學科,《普通地質學》課程涉及到地質學的幾乎所有領域,是一門實踐性很強的課程。
2教學改革的主要方向
2.1教學內容和學時
《普通地質學》課程幾乎涉及到了地質學的所有領域,內容很多,因此,在教學過程中要突出重點,合理安排學時。
該課程是地質類專業的入門課程,課程的重中之重是地質學的概念、研究內容和研究方法,這些內容可以讓學生對地質學有一個初步的認識,為后續學習打下基礎。因此,雖然這些內容在教材中所占篇幅很少,但應安排足夠多的學時[2]。在這些內容當中,尤其重要的是地質學的研究方法,例如“將今論古”、“以古論今、論未來”等,要向學生詳細講述,還要舉例說明,盡可能讓所有的學生都能很好地理解和掌握,因為這些內容有助于培養學生的地質學思維和基本的地質能力[2-3]。
該課程中的地球的物質組成、內力地質作用、外力地質作用、地球的歷史四個方面的內容在后續的專業課程中幾乎都會有更詳細的介紹,因此,在該課程中只需要對最關鍵的內容進行詳細講述,其他內容概述一下即可,沒必要面面俱到。例如,在講解地球的歷史這方面的內容時,需要詳細講述地質年代的確定方法,即地層層序律、生物層序律、切割律、同位素年齡,而對于地球演化的整個過程,只需要概述一下即可。
對于這門實踐性很強的地質入門課程來說,要重視實踐教學,確保充足的實踐學時數,而且應該是室內和野外實踐教學相結合,這樣一方面可以讓學生對一些概念或原理有直觀的認識,另一方面也能激發他們的專業興趣。
2.2教學目標
《普通地質學》課程的教學目標之一是向學生傳授地質學的入門知識,但更重要的目標是培養學生的地質學思維、基本的地質能力以及對地質學的興趣[2-3]。如上文所述,該課程中的很多內容在后續課程中會有更詳細的介紹,但是學生的地質學思維和基本的地質能力卻主要是在這門課程中培養的[2-3]。另外,“興趣是最好的老師”,如果一個學生對地質學感興趣,那么他專業課的學習效果可能就會非常好,因此,如何培養大學生對地質學的興趣是在學生剛進入專業課學習時就應該被探索的重要問題,該課程是地質類專業大學生第一門專業基礎課,對激發大學生對地質學的興趣起到了很重要的作用[3]。
2.3教學方法
不管是理論教學還是實踐教學,都應該想方設法激發學生的興趣、調動學生的積極性、讓更多的學生參與課堂教學活動,還要采取一些措施讓學生更容易地理解一些概念和原理,以改善教學效果。首先,課堂上教師可以經常提問或者組織學生進行討論。再者,在教學過程中,教師要注意合理使用多媒體,例如,在講到巖漿作用與火成巖時,可以放一些巖漿活動的照片或者視頻,這樣可以使學生更容易理解和掌握相關的概念和原理,也有助于學生專業興趣的激發。此外,教師還要注意合理使用教學模具和計算機軟件。例如,在講到海底擴張和板塊構造這部分內容時,教師可以用計算機軟件制作一些動畫,這樣比單純的講述更直觀,學生也更容易理解和掌握。
在課外,教師可以鼓勵學生多讀一些地質科普類或者啟蒙類的讀物,例如萊伊爾的《地質學原理》,還可以鼓勵學生多讀一些外文的普通地質學方面的著作。這樣可以使他們開闊視野,增強對地質學的興趣。當然,還可以鼓勵學生根據自己的興趣讀一些專業性較強的文獻。此外,可以讓學生根據所讀文獻撰寫讀書報告,還可以讓部分學生就所讀內容進行課堂匯報。另外,教師可以鼓勵學生根據《普通地質學》課程中所學知識就他們感興趣的內容在課外開展地質方面的小型科研活動,并撰寫研究報告或者論文,這樣的活動有助于培養學生的地質學思維和基本的地質能力[2-3]。
2.4考核
這門課程的考核應該基于學生的平時表現和期末考試成績,應該適當減少期末考試成績所占比重,以鼓勵學生平時積極參與教學活動。平時成績的來源可以有多個方面,實踐課成績是很重要的一個方面,另外還可以包括讀書報告、課堂匯報、課堂討論、課外研究等。期末考試試題應能夠很好地反映學生對重要概念和原理理解和掌握的情況。
3總結
《普通地質學》課程內容狠多,教學過程中要重點突出,合理安排學時。地質學的概念、研究內容和研究方法是非常重要的內容,應安排足夠多的學時。此外,還要確保充足的實踐學時數。該課程的教學目標之一是向學生傳授地質學的入門知識,但更重要的目標是培養學生的地質學思維、基本的地質能力以及對地質學的興趣[2-3]。不管是理論教學還是實踐教學,都應該想方設法激發學生的興趣、調動學生的積極性、讓更多的學生參與課堂教學活動,還要采取一些措施讓學生更容易地理解一些概念和原理,以改善教學效果。在課外,教師可以鼓勵學生多讀文獻,還可以鼓勵學生開展地質方面的小型科研活動。該課程的考核應該基于學生的平時表現和期末考試成績,應該適當減少期末考試成績所占比重,以鼓勵學生平時積極參與教學活動,期末考試試題應能夠很好地反映學生對重要概念和原理理解和掌握的情況。
【參考文獻】
[1]舒良樹,解國愛,王博,等. 新形勢下普通地質學教學內容和課程體系建設的思考[J].高等理科教育,2012,(4):143-147.
[2]夏邦棟.普通地質學[M].北京:地質出版社,1995.
篇5
關鍵詞:非地質類專業;峨眉山;地質認識實習;野外實踐課
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)03-0185-02
《地質學》是一門研究地球的物質組成、內部構造、各層圈之間相互作用和演變歷史的自然科學[1]?!兜刭|學》的產生和發展與人類社會對傳統礦產資源(石油、天然氣、煤炭、金屬、非金屬等)的需求密切相關,在現代社會的重要性越來越為大家所了解和重視。由于《地質學》不僅是一門綜合性很強的學科(涉及諸多內容:礦物、巖石、構造、古生物、地層、地貌、地球演化等),而且也是一門實踐性很強的學科(需要在實驗課、實習課中不斷加以實踐運用)。野外地質認識實習是《普通地質學》、《地質學基礎》或《地球科學概論》等課程理論知識進一步實踐運用的一個非常重要的環節,因而絕大多數高校都會安排一次系統的野外地質認識實習,以鞏固學生前面課堂所學知識基礎,拓展學生理論知識的應用能力。峨眉山地區具有得天獨厚的地質認識實習條件,不僅地質現象豐富多樣,而且長期以來不少學者對峨眉山地質地貌研究積累了眾多成果,因而峨眉山非常適合開展地質認識實習野外教學。目前,眾多高校已經將峨眉山地區作為主要的地質地理認識實習區域[2]。成都理工大學(原成都地質學院)早在1981年便已經開始進行峨眉山野外實習,并在1984年建成了峨眉山實習基地,并在近年將其建成為“國家級大學校外實踐教育基地”、“國家級地質學實踐教學示范中心”的重要組成部分。自2010年以來,筆者先后參與了十余次成都理工大學峨眉山地質認識實習,其中部分學生即為非地質類專業(包括地球物理學、土木工程、測繪工程、土地管理、工程管理、環境工程等)。在多年峨眉山地質認識實習教學實踐過程中,筆者有針對性地探索非地質類專業地質認識實習的教學方法,不斷嘗試在優化教學內容、改進教學方法、強化實踐能力等方面做一些積極有益的工作,以期獲得更好的教學效果。
一、改進教學方法
盡管非地質類專業學生已經完成了《地質學基礎》、《地球科學概論》或《地球科學基礎》等課程的學習,但鑒于目前不同專業相關課程存在理論講授學時少、實踐教學課時少、使用教材不統一等問題[3],學生具備的知識水平和實踐能力參差不齊,如何在有限的時間內讓學生更迅速有效地進入野外地質認識實習的角色是帶隊老師不得不面對的重要問題。往年,全面講授(野外講、室內講、“滿堂灌”)的教學方法在峨眉山地質認識實習教學實踐中取得了一定效果,但隨著授課對象變更和現代科技的發展,“滿堂灌”的全面講授法似乎并不適合更加感性的“90后”學生,他們往往更加容易接受直觀鮮活的教學內容,因而為了更好地讓非地質類不同專業學生理解抽象復雜的地質過程,帶隊老師需要采用更加主動的教學方法。在多年的教學實踐中,筆者積極調動學生的主動參與性,采用了“啟發式”、“討論式”教學方法,啟發與引導學生積極參與到教學活動中。例如,在講授川主鄉上白堊統灌口組與古近系古新統――始新統名山組界線(K/T界線)時,引導學生回憶進入到熟悉的《侏羅紀公園》電影的有關場景,進一步激發學生豐富的想象力,讓學生身臨其境地感受經歷“恐龍滅絕”前后的地球表層環境大轉折,并適時拋出一些學生感興趣的問題,如“恐龍是否真的全部滅絕了?”“為什么恐龍會滅絕?”“恐龍滅絕的其他可能原因?”“恐龍會復活嗎?”等問題。
二、優化教學內容
經過30余年的課程建設,成都理工大學峨眉山地質實習隊已經對《峨眉山地質認識實習》教學大綱進行了多次大幅修訂。目前,成都理工大學《峨眉山地質認識實習》教學大綱堅持以野外教學內容為主,室內教學內容為輔,野外教學內容主要涉及了6條野外教學路線、1條野外自主學習路線、1條地質旅游考察路線以及其他若干不同專業備選野外教學路線[4],包含了豐富的巖性、地層界線、構造、水文、地貌等地質現象,完全可以滿足學生對野外地質現象的觀察、測量、記錄、分析等實習內容的要求。然而,筆者在近幾年參與非地質類專業峨眉山地質認識實習過程中發現,如果完全按照《峨眉山地質認識實習》教學大綱簡單地切入野外教學內容,很多非地質類專業學生會因為知識水平低、實踐能力差以及專業偏好明顯而產生較強的抗拒情緒,無法很好地融入到實際野外教學過程中。因而筆者必須要在教學大綱要求的教學內容的基礎上,有針對性地適當加以拓展和滲透部分與學生專業聯系密切的教學內容,以激發學生的學習興趣。例如,筆者在給地球物理學專業學生講授清音電站附近的牛背山背斜與挖斷山斷層時,適時地將這些野外地表構造地質現象與地下構造地震響應聯系起來,引導學生通過學習觀察這些野外地表構造地質現象,更好地理解地下構造的形態特征與形成過程,分析地下構造在人工地震勘探過程中如何產生地震波響應以及不同地下構造地震波響應的特征及其差異等方面問題。而在為土木工程學專業學生講授同一個地質現象(牛背山背斜與挖斷山斷層)時,適時將這些野外地表構造地質現象與工程地質、災害地質聯系起來,突出背斜核部張性應力、斷層兩側破裂應力等工程力學環境下對巖體工程的強烈影響,引導學生更好地將所學習觀察的這些野外地表構造地質現象應用到實際工程選址、防災減災工作中。
三、強化實踐能力
大學實踐課程不僅是為了鞏固學生前面課堂所學知識,更重要的是為了提高學生的實踐能力[5]。在峨眉山地質認識實習野外教學過程中,筆者以培養野外實踐能力作為教學的核心內容,不斷有針對性地強化培養學生多方面的綜合實踐能力,具體包括如下。
1.野外地質裝備熟練使用能力。在實習前期重點講解地質羅盤、地形圖的實驗方法,每一個地質點的野外教學都是首先從地質羅盤、地形圖的使用開始,并抽出部分時間對學生加以考核。
2.野外地質現象的觀察描述能力。從巖性、地層、構造、水文、地貌等地質現象的觀察描述入手,由簡單到復雜,前期老師可先示范如何觀察、描述,然后逐漸引導學生自主觀察、描述。
3.野外地質資料的記錄整理能力。從地形圖標注、記錄本記錄、路線信手剖面圖繪制、地質素描圖繪制、地質素描圖繪制等方面進行教學,培養學生嚴格使用標準記錄格式的主觀意識。
4.野外地質過程的歸納分析能力。有意識地引導學生歸納分析峨眉山豐富地質現象背后的地質過程,尤其是一些典型地質過程的形成、演化以及影響,如新構造運動在峨眉山地區的具體響應。
5.野外地質成果的綜合表達能力。主要是對學生的野外實習路線實際資料、實習小論文(或實習報告)的書面表達能力和語言表達能力進行培養,在啟發性教學中鼓勵學生積極參與回答、分析有關問題。
四、結語
人才培養是大學的根本任務,實踐能力是地質教育的核心任務。地質認識實習在許多非地質類專業課程學習中有著非常重要的作用,如何有效提高非地質類專業地質認識實習的教學質量是很多大學需要面對的一個重要問題。經過多年的非地質類專業峨眉山地質認識實習教學實踐,筆者總結了三個方面的建議:改進教學方法、優化教學內容、強化實踐能力。
參考文獻:
[1]陶曉風,超.普通地質學[M].北京:科學出版社,2007.
[2]張燕,鄧江紅.峨眉山地質實習基地“質量工程”建設的問題與對策[J].中國地質教育,2012,21(2):47-51.
[3]李云,胡作維.“宇宙與地球”課程建設實踐淺析[J].教育教學論壇,2016,8(29):72-73.
[4]鄧江紅,張燕,鄧斌,等.峨眉山地質認識實習教程[M].北京:地質出版社,2013.
[5]胡作維,李云.“沉積巖石學”實驗教學規律探析[J].佳木斯教育學院學報,2012,28(6):149-150,152.
Teaching Practice of the Field Course in the Emei Mountain for the Non-Geological Specialties
HU Zuo-wei,LI Yun
(Institute of Sedimentary Geology,Chengdu University of Technology,Chengdu,Sichuan 610059,China)
篇6
1.1水文地質學科涵義與研究對象
地下水即是賦存于地面以下巖石空隙中的水。地下水的功能主要包括:資源、生態環境因子、災害因子、地質營力與信息載體。地下水及賦存地下水的介質還具有一些另外的功能。水文地質學在國民經濟發展中的作用是與地下水及其賦存介質的功能相聯系的。
1.2水文地質學的定義
地下水這一名詞有廣義與狹義之分。廣義的地下水是指賦存于地面以下巖土空隙中的水;包氣帶及飽水帶中所有含于巖石空隙中的水均屬之。狹義的地下水僅指賦存于飽水帶巖土空隙中的水。
水文地質學(hydrogeology)是研究地下水的數量和質量隨空間和時間變化的規律,以及合理利用地下水或防治其危害的學科。它研究在與巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動相互作用下地下水水量和水質的時空變化規律以及如何運用這些規律興利除害。
1.3水文地質學研究的范疇及任務
水文地質學是研究地下水的科學,主要研究地下水的分布、運動和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源評價、開發及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開采的不利影響及其防治等。在不同環境中,地下水的埋藏、分布、運動和組成成分均不相同。查明上述各方面狀況,可為科學地利用或防治地下水提供根據。水文地質學對地下水的研究,著重自然歷史和地質環境的影響,同主要用水文循環和水量平衡原理研究地下水的地下水水文學關系密切,只是研究的側重點稍有不同。
1.4水文地質學及分支
隨著科學的發展和生產建設的需要,水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。近年來,水文地質學與地熱、地震、環境地質等方面的研究相互滲透,又形成了若干新領域,如環境水文地質學、地下水資源管理、同位素水文地質學等。隨著生產力和科學技術的高速發展,人類對生態環境的影響到了舉足輕重的地步,與環境生態有關的水文地質問題迅速增長。
水文地質學是從尋找和利用地下水源開始發展的,圍繞實際應用,逐漸開展了理論研究,目前已形成了一系列分支。
1.4.1地下水動力學
地下水動力學是研究地下水的運動規律,探討地下水量、水質和溫度傳輸的計算方法,進行水文地質定量模擬。這是水文地質學的重要基礎。
1.4.2水文地球化學
水文地球化學是水文地質學的另一個重要基礎。研究各種元素在地下水中的遷移和富集規律,利用這些規律探討地下水的形成和起源、地下水污染形成的機制和污染物在地下水中的遷移和變化、地下水與礦產形成和分布的關系,尋找金屬礦床、放射性礦床、石油和天然氣,研究礦水的形成和分布等。
1.4.3供水水文地質學
供水水文地質學是為了確定供水水源而尋找地下水,通過勘察,查明含水層的分布規律、埋藏條件,進行水質與水量評價。合理開發利用并保護地下水資源,按含水系統進行科學管理。
1.4.4礦床水文地質學
礦床水文地質學是研究采礦時地下水涌入礦坑的條件,預測礦坑涌水量以及其它與采礦有關的水文地質問題。
1.4.5農業水文地質學
農業水文地質學的內容主要包括兩方面,一是為農田提供灌溉水源進行水文地質研究;二是為沼澤地和鹽堿地的土壤改良,防治次生土壤鹽堿化等問題進行水文地質論證。
1.4.6水文地熱學
地熱是一種新的能源,如何利用由地下熱水或熱蒸汽攜至地表的地熱能,用來取暖、溫室栽培或地熱發電等,以及地下熱水的形成、分布規律,以及勘察與開發方法等,是水文地熱學的研究內容。
1.4.7區域水文地質學
區域水文地質學是研究地下水區域性分布和形成規律,以指導進一步水文地質勘察研究,為各種目的的經濟區劃提供水文地質依據。
1.4.8古水文地質學
古水文地質學是研究地質歷史時期地下水的形成、埋藏分布、循環和化學成分的變化等。據此,可以分析古代地下水的起源與形成機制,闡明與地下水有關的各種礦產的形成、保存與破壞條件。
地下水的形成和分布與地質環境有密切聯系。水文地質學以地質學為基礎,同時又與巖石學、構造地質學、地史學、地貌學、第四紀地質學、地球化學等學科關系密切。工程地質學是與水文地質學是同時相應發展起來的,因此兩者有不少內容相互交叉。
地下水積極參與水文循環,一個地區水循環的強度與頻率,往往決定著地下水的補給狀況。因此,水文地質學與水文學、氣象學、氣候學有密切關系,水文學的許多方法也可應用于水文地質學。地下水運動的研究,是以水力學、流體力學理論為基礎的,并應用各種數學方法和計算技術。
2 水文地質學演化歷史與發展現狀
2.1水文地質學發展簡史
人們早在遠古時代就已打井取水。中國已知最古老的水井是距今約5700年的浙江余姚河姆渡古文化遺址水井。古波斯時期在德黑蘭附近修建了坎兒井,最長達26公里,最深達150米。約公元前250年,在中國四川,為采地下鹵水開鑿了深達百米以上的自流井。中國漢代鑿龍首渠,是一種井、渠結合的取水建筑物。在利用井泉的過程中,人們也探索了地下水的來源。法國帕利西、中國徐光啟和法國馬略特,先后指出了井泉水來源于大氣降水或河水入滲。馬略特還提出了含水層與隔水層的概念。
1855年,法國水力工程師達西,進行了水通過砂的滲透試驗,得出線性滲透定律,即著名的達西定律,奠定了水文地質學的基礎。1863年,法國裘布依以達西定律為基礎,提出計算潛水流的假設和地下水流向井的穩定流公式。1885年。英國的張伯倫確定了自流井出現的地質條件。奧地利福希海默在1885年制出了流網圖并開始應用映射法。
19世紀末20世紀初,對地下水起源又提出了一些新的學說。奧地利修斯于1902年提出了初生說。美國萊恩、戈登和俄國安德魯索夫在1908年分別提出在自然界中存在與沉積巖同時生成的沉積水。1912年,德國凱爾哈克提出地下水和泉的分類,總結了地下水的埋藏特征和排泄條件。美國邁因策爾于1928年提出了承壓含水層的壓縮性和彈性。他們為水文地質學的形成作出了重要貢獻。
泰斯于1935年利用地下水非穩定流與熱傳導的相似性,得出了地下水流向水井的非穩定流公式即泰斯公式,把地下水定量計算推進到了一個新階段。20世紀中葉,蘇聯奧弗琴尼科夫和美國的懷特在水文地球化學方面作出了許多貢獻。到第二次世界大戰結束時,在地下水的賦存、運動、補給、排泄、起源以至化學成分變化、水量評價等方面,均有了較為系統的理論和研究方法。水文地質學已經發展成為一門成熟的學科。
20世紀中葉以來,合理開發、科學管理與保護地下水資源的迫切性和有關的環境問題,越來越引起人們的重視。同時,人們對某些地下水運動過程有了新的認識。1946年起,雅可布和漢圖什等論述了孔隙承壓含水層的越流現象。英國博爾頓和美國的紐曼分別導出了潛水完整井非穩定流方程。
由于預測地下水運動過程的需要,促進了水文地質模擬技術的發展,20世紀30年代開展了實驗室物理模擬,40年代末發展起來的電網絡模擬,到50—60年代在解決水文地質問題中得到應用。
由于電子計算機技術的發展,70~80年代,地下水數學模擬成為處理復雜水文地質問題的主要手段。同時,同位素方法在確定地下水平均貯留時間,追蹤地下水流動等研究中得到應用。遙感技術及數學地質方法也被引進,用以解決水文地質問題。對于地下水中污染物的運移和開采地下水引起的環境變化,引起廣泛的重視。20世紀60年代以來,加拿大的托特提出了地下水流動系統理論,為水文地質學的發展開拓了新的發展前景。
2.2國外水文地質學發展現狀
水文地質學是一門年輕的學科,它是基于地下水在地質單元內運移時所發生的物理和化學變化而發展起來的,水文地質學是研究地下水的數量和質量隨空間和時間變化的規律,以及合理利用地下水或防治其危害的學科。水文地質學誕生于19世紀中期,在20世紀初,依據法國水文地質學理論原則(A.Hazen,C.Slichter,F.King,O.Mainzer等),美國水文地質科學家發展了實用水文地質學的應用。與此同時,德國和奧地利的水文地質學家(F.Forchheimer,A.Thiem,O.Smreker,J.Kozeny等)詳細解釋了水文地質,尤其是關于地下水流域和水力工程方面調查的方法。俄國人對水文地質學發展有著重大的貢獻(W.Dokutchaev,A.F.Lebedev等)。水文地質學成為地質科學中一門比較完整、系統的獨立學科,是在20世紀30—40年代。水文地質學已被公認為是地球科學的一個分支,是跨越于地質科學和水文學之問的一門獨立科學。水文地質學在二戰以后有了深入的發展,特別是在地下水動力學、水文地質編圖、水文地質采礦、模型和同位素方法、水文地球化學和地下水監控這些領域。人類活動對包括地下水在內的自然環境的改造異常強烈,產生了一系列生態環境問題,當代水文地質學進入了生態環境水文地質學的新階段。
在過去的幾十年中,國際水文地質學發生了翻天覆地的變化,從專業期刊的發展中就可以看出。1963年,《地下水》(Ground Water)和《水文學雜志》(Journal of Hydrology)創刊;1965年,開始出版《水資源研究》。此后,陸續創刊的歐美主流學術期刊有:1976年,《水資源進展》(Advances in Water Resources)和《污染水文學雜志》(Joumalof Contaminant Hydrology);1986年,《水文過程》(Hydrologic Processes);1993年,《水文地質學雜志》;1995年,《水文工程學雜志》(Joumalof Hydrologic Engineering)。期刊的數目大幅增加的同時,每種期刊上論文的數量和內容也顯著增加。
國際水文地質大會是公認的比較權威的世界級水文地質會議,至今已經召開了39屆(2011年在泰國舉行)。其中2006年10月9日在我國北京舉行的第34屆國際水文地質大會是繼1988年在廣西桂林舉辦的第21屆國際水文地質大會之后,再次在中國舉辦。此次大會又恰逢國際水文地質學家協會成立50周年慶典,是國際水文地質發展史上的重要里程碑。此次會議以“地下水的現狀與未來”為主題,圍繞全球地下水問題與需求、中國地下水的現狀與未來等開展交流與研討,展示全球、亞洲和中國水文地質成果及新一輪國土資源大調查的水文地質工作進展。
在國際上,美國水文地質調查研究經歷了100多年的發展,在該領域長期居于國際領先地位,影響和引導了國際水文地質學的發展方向。從20世紀80年代開始,美國地質調查局啟動了多個項目,開始對有害物質水文過程和地質隔離技術進行深入研究。其水文地質資料有90%向普通大眾公布,實現了水文地質調查成果全國共享;在法國,各種公共管理部門、盆地基金機構和地質調查部門,通過各種媒介向公眾宣傳有關水資源的重要情況,回答提出的特殊技術問題。目的是讓大家了解各種生產活動給自然資源帶來的嚴重影響,提高對地下水和當前共同利益的認識,解釋那些按公眾意愿制定的政策和收費規定。在總體研究結果基礎上對地下水變化情況進行監測和計算,以有利于管理機構的決策。日本的東京灣將地下溫度場應用于研究地下水循環,而這是我國學者地下水循環研究中一直忽視的一個主要因素。在歐洲,生態水文學的研究已經形成一個網絡,各國之間的聯系及對比研究較多。冰島是世界上地熱資源開發利用率較高的國家之一,地熱發電站裝機容量總計200 MWe,排名世界第8位,87%的家庭使用地熱取暖。由于經濟發展所處的階段不同,國外目前研究礦山水文地質工作的比較少。
總之,目前水文地質在各個不同的領域都有發展,例如地下水文學、土壤力學、經濟地質、石油采鉆工程、構造地質學、地球化學、地球物理學、海洋地質學和生態學。這個領域由于以上所有領域研究人員的杰出貢獻而豐富起來。目前,水文地質處于轉折時期,由發現并最大程度的開發利用新資源轉變為合理地管理它們,這對于人類和其它生物來說是至關重要的。
2.3國內水文地質學發展現狀
我國人民早在4000年前的龍山文化時期就已經鑿井開發利用地下水了,但直到建國前,從事水文地質工作的人員極少,幾乎沒有設備,只零星地進行一些地下水調查工作。直到建國后,水文地質事業才得到了較大發展。
我國水文地質事業的發展經歷了坎坷曲折的道路。20世紀50年代,是我國水文地質事業創建、發展的重要年代,而后的“”,曾使正處在興旺發達的水文地質工程地質事業受到挫折。60年代前期,經過重新調整,水文地質工程地質戰線再次出現大好形勢???966年開始的10年動亂再次使水文地質工作受到了損害,到70年代前期,水文地質工程地質工作逐步有了好轉,并組建了基建工程兵水文地質部隊,加強了水文地質普查工作。直到1978年12月黨的以后,水文地質工程地質事業才走向了健康發展的道路,進入了振興開拓的新時期。
解放前,在水文地質方面,地質人員最先介入的是城市供水水文地質勘查。上海、北京、天津等大城市由于需要開鑿深井取用地下水。地質學家謝家榮,曾在《地理雜志》第二卷第一期上發表過《鐘山地質與南京井水供給的關系》一文,這是我國早期的重要水文地質文獻之一。同時。西安、蘭州等城市也相繼完成了部分水文地質調查報告。濟南、福建等地完成了泉水水文地質調查等工作。
解放后,中華人民共和國的成立,為水文地質工程地質事業開辟了廣闊的前景。1956年3月,地質部召開了第一屆全國水文地質工程地質協作會議。50年代的中后期,地質部已在各地區建立了23個水文地質工程地質隊,職工已達11000人,包括地質、鉆探、化驗等各個兵種,并開始應用物探手段。在此期間基本完成了我國主要平原地區1:20萬水文地質普查近100×104km2;編制了一些全國性水文地質圖件;進行了30多個城市和工業基地的供水水文地質勘探;建立了40多個地下長期觀測站;在近1000個礦區開展了水文地質工作,并在北京、山東、河北、福建等省市進行了礦泉水勘察。20世紀60年代前期,由于自然災害和“”所造成的后果,使我國國民經濟陷入嚴重困難境地,整個地質工作的發展,也同樣受到嚴重影響。地質部門專業隊伍經過調整,重新組建了個直屬大隊,分別承擔北京市城市建設、上海地面沉降、長江三峽、湖北丹江口、黃河治理、西南鐵路及巖溶研究等方面的任務。但1966年編制出版了黃淮海平原和松遼平原的水文地質圖系,是我國第一批正式出版的跨省圖系,在編圖技術和編圖方法等方面,都有所創新。20世紀70年代,我國水文地質在地熱、農業水文地質等方面都取得了較大進展。70年代后期,在一些重要城市開展了環境水文地質工作。各省廣泛開展區域地下水資源的評價,比較普遍地應用了電子計算機,并推廣數值法建立數學模型。工程地質向定量評價方向發展,逐步采用先進的測試技術,在巖、土體特性,區域穩定性的巖體力學研究等方面,初步形成了自己的理論體系和技術系統。物探、遙感及同位素技術在水文地質工程地質工作中得到了初步應用,取得了較好的效果。同期舉辦了若干次全國性的水文地質工作會議,且國際交流日益增多。
1978年,黨的勝利召開,從此我國的水文地質事業發展邁入了一個嶄新的時期。至1996年,我國以1/20萬為主的區域水文地質普查工作全面完成。據不完全統計,從1978年以來,中國地質學會、中國建筑學會、中國水利學會、中國地理學會等部門,先后組織召開了“地下水資源概念和評價方法”、“全國地下水資源評價學術會議”、“西北干旱地區地下水資源學術討論會”、“全國水文專業會議”等會議。重點討論了地下水資源的概念、分類、評價方法、開發利用及其它水文地質問題,并出版了相應的學術會議論文集?;鶐r山區裂隙水與巖溶水的開發利用,也日益受到重視。在全國性的巖溶水和裂隙水學術會議上,著重討論了巖溶地區巖溶發育規律,巖溶水和裂隙水的運移機制及其評價方法。在環境地質方面,召開了全國性的環境水文地質經驗交流會、水文地球化學學術討論會、地質災害研究與防治學術討論會等。探討了我國不同地區地下水污染現狀、評價方法,地質災害的成因、特征及防治措施,出版了相應的學術會議論文集。此外,還召開了地下水人工補給、地面沉降學術研討會。所有這些不僅反映了我國水文地質研究的新方向,同時也可看出水文地質研究已進入一個新的發展階段。
2.4福建省水文地質學發展現狀
福建省的水文地質基礎調查資料雖然較全面,但局限于當時的技術方法和條件,調查深度及廣度有限,而且隨著國民經濟與社會發展及人類經濟工程活動的不斷加強,水文地質條件已發生了較大的變化,新的情況未能及時查清。
環境地質調查資料相當欠缺。環境地質調查評價工作,滯后于國民經濟建設和社會發展的需要。如在生態環境保護、城市規劃、土地綜合利用、土壤改良、地質環境的合理開發利用、地質災害防治等方面,有的已開展工作、但還很不全面,有的則剛剛起步。
水文地質環境地質調查的技術與思路,基本上仍依托傳統思路和技術為主,在跨學科聚集、綜合和開發研究,在應用高新技術于調查上,同先進省區相比,存在一些差距。如以往水文地質工作重點放在地下水資源較豐富的地區,以找到多少地下水資源儲量為榮,而忽視了貧水地區水文地質調查工作的重要性。
水文地質環境地質調查成果的信息化、網絡化、社會化程度低,不能滿足政府和社會性公益成果的實用性、時效性需求,改變成果表達形式,改革服務方式并提供社會化服務已是一個重要問題。
3 福建省水文地質學為國民經濟發展服務的內容及主要成果
3.1背景材料
3.1.1上世紀60年代及以前完成的全省性水文地質方面的工作主要成果
(1)提交1/20萬區域性地質—水文地質綜合測量中間報告及普查報告和農田供水水文地質勘察中間報告;
(2)各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告(上世紀60年代及以前具體項目的工作):1960年1月,福建省地質局水文地質工程地質隊童永福、程登科《福建省永安寧洋舊城幅綜合水文地質測量普查報告書》等10余份城市水文地質測量普查報告。
3.1.2上世紀70年代
(1)1970年~1979年提交《福建省沿海地區1/20萬水文地質工程地質調查報告》等;
(2)提交完成了1/20萬福州、福安、三沙、浮鷹島、福清幅、泉州幅、南日島、廈門、漳州、東山等區域水文地質普查報告;
(3)各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告(上世紀70年代具體項目的工作):1974年1月,福建省地質局水文工程地質隊《漳州幅、東山幅1/20萬區域地質報告:地貌、第四系地質、水文地質部分》等10余份城市1/20萬區域地質報告(包括水文地質調查部分)。
3.1.3上世紀80年代
(1)1980年一1989年,完成1/50萬福建省水文地質圖、福建省1/50萬農業水文地質區劃圖說明書島嶼水文地質調查項目;
(2)分別完成了福建省多幅1/20萬和1/5萬區域水文地質工程地質調查報告;
(3)各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告:1980年10月,福建省水文工程地質隊童永?!陡=ㄊ∷牡刭|圖1/50萬》;1980年8月,江西省地質局水文地質大隊萬益民、鄧健如、趙維良等《廣昌幅G-50-9 1/20萬區域水文地質普查報告》;福建省水文地質工程地質隊完成《連城盆地水文地質勘探報告》;福建省第一水文隊完成《漳州盆地水文地質勘探報告》;1985年9月,福建省第二水文工程地質隊福州綜合地質組李文曲、黃宏灃、趙欽銘等完成《福建省福州市福州盆地水文地質勘探報告》等20余份1/20萬區域水文地質普查報告,尚有單點供水簡報672份。
3.1.4上世紀90年代
(1)1990年一1999年,提交了閩東、閩南沿海缺水地區供水水文地質調查報告;
(2)提交1/2.5萬同安縣新店埔園—劉五店規劃區水文地質工程地質調查報告;
(3)各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告:1990年8月,福建省廈門水文地質工程地質公司林恢亮、陳強、鄭英才等《福建省同安縣新店埔園—劉五店規劃區水文地質工程地質調查報告1/2.5萬》等近30份水文地質調查報告,尚有單點供水簡報495份。
3.1.5 2000年以來地市城鎮供水、水文地質地質勘查
三明地區:2000年3月,閩西地質礦產開發公司林昌威、林昭麗、吳開化等《福建省大田縣區域水文地質調查報告》;
龍巖地區:2000年8月,福建省水文地質工程地質勘察研究院李文祥、鄭藝貞、白振炎《福建省長汀縣區域水文地質調查報告》等各地區均有展開;
廈門地質工程勘察院進行廈門地下熱水調查。
3.2已進行和正在進行為社會服務方面的專門水文地質工作
福建省主要對地熱、礦泉水等資源進行了專項保護和為社會服務工作,并專門發文。如:閩地發[1999]85號《關于委托地(市)、縣地礦主管部門對部分地熱、礦泉水采礦權進行審批、發證的通知》等。
3.2.1福建省礦泉水水源保護
至2004年統計,福建省經省或原地礦部全國儲委評審鑒定和儲量審批的飲用天然礦泉水水源地勘探報告235處,批準允許開采資源量(B級或C級)28990m3/d。礦泉水類型主要為偏硅酸型233處,其中偏硅酸鍶復合型45處,碳酸偏硅酸型4處,到目前為止尚未發現鋰、硒、溴、碘、鋅等類型礦泉水。礦泉水點勘探報告211項,其中,單礦泉水點專項的勘探報告209項。
至2008年,我省現同時具有采礦許可證和注冊登記證的礦泉水水源有40處,包括福州市6處、莆田市1處、泉州市7處、廈門市7處、漳州市7處、龍巖市3處、三明市4處、南平市2處、寧德市3處;僅有注冊登記證的礦泉水水源7處;僅有采礦許可證的礦泉水水源6處。尚有10余處有開采未申報或正在申報等工作。
3.2.2福建省地熱水資源保護
地熱是一種寶貴的能源礦產,開發利用地熱資源首先是從開發溫泉起始的,根據志書記載,福建溫泉利用已有1000多年歷史,進入20世紀70年代以后,福建省開始進入有計劃的勘查開發。在此之前僅對溫泉點進行零星記載和研究。1971年,福建省水文地質工程地質隊開展了南靖湯坑的地熱勘探工作。1982年,童永福等編制1:50萬福建省地熱區劃圖時,統計各類溫泉點190余處(其中包括部分20℃的)。至2000年為止,福建省已查明的地下熱水分布共196處。
由于趨利原因,近些年地熱工作調查和水源地的勘查有了長足的開展,但進行系統研究的極少。
已在多個領域運用地熱資源,如城鎮地下熱水集中供熱、水產養殖與研究、農業利用與研究、溫泉醫療保健、地震觀測等。
3.3福建省礦區水文地質調查工作
礦區水文地質工作始于上世紀50年代,主要是為礦山開采設計提供水文工程地質依據。如:1960年4月,福建省地質局第一地質大隊郭樹春完成《福建邵武楓林硫鐵礦區水文地質初步普查報告》;1959年3月。1962年3月,福建省地質局第五地質大隊五〇七分隊提交了《福建省龍巖馬坑鐵礦地質勘探中間報告》;1971年1月~1976年3月,福建省地質一團三中隊提交了《福建省龍巖馬坑鐵礦詳細勘探報告》;1979年12月,冶金工業部冶金地質會戰指揮部第五地質勘探桂世芳完成《福建省德化縣陽山鐵礦西礦段礦床水文地質勘探報告》等,礦山多數已經或正在進行水文地質調查工作。
3.4福建省地下水水源地工作
全省已探明C級地下水可開采資源量1萬m3/d以上的水源地有:龍巖盆地巖溶水水源地、連城城郊盆地巖溶水水源地、永安市大湖—蝦蛤水源地、長汀盆地巖溶水水源地、東山島松散巖類孔隙水水源地、平潭島松散巖類孔隙水水源地。
4 水文地質學發展趨勢及預測
對于地下水的區域研究,可以擴展到整個流域或完整水文地質單元來研究。進一步研究典型生態環境區域的地下水動力學特征,如荒漠、巖溶和黃土高原區域地下水運動規律,特別是淺層地下水變化的地表生態效應及深層地下水賦存規律,可為地下水合理利用提供新的途徑。并且在已積累大量實際資料基礎上,做好對資料的二次開發,編制相應成果,以供生產部門應用。在我國,由于地域面積較大,生態水文學研究也必需實行區際間的配合與協作,同時也必須與國際研究相同步,謀求更大范圍內的合作。我國應加強地下水的監測,掌握地下水的動態,在已有監測站網監測的基礎上,逐步完善地下水監測技術、方法和新的監測網站的建設,提高全國地下水動態變化監測水平和預測能力。
地下水資源評價方面,在地表水、地下水綜合考慮的原則下,按照地下水系統進行評價。
地下水動力學與計算技術方面,要加強基本理論的研究,研究建立在各種復雜條件下的水文地質模型及其相對應的數學模型,研究建立水文地質數據庫及相應的儲存系統,運用計算機技術進行地下水評價、預測、預報等。
對裂隙介質、巖溶介質中地下水系統數值模擬的關鍵技術尚未解決,地下水水質模擬的可靠性問題有待深入分析,地下水系統不同模擬方法的結合應用具有更大的價值。
對環境水文地質問題的研究、人工補給的理論和方法的研究、遙感技術、同位素技術的應用、裂隙水和巖溶水的研究以及目前所存在的城市供水不足、地面沉降、海水入浸、水質污染等各種復雜的水文地質問題都是水文地質工作者當前或將來所面臨的重要研究課題。
我國礦山研究得較多,油田的水文地質問題僅是泛泛而談,未深入討論,還涉及一些關于隧道、高速公路等的工程地質問題;且國內對工程中的水文地質問題和水巖相互作用造成的地質災害問題研究較少。今后要加強礦山環境問題的研究工作,水文地質專業學者要與采礦人員合作。進行多學科多方法研究;水資源與礦產資源要綜合開發利用,例如把水資源作為伴生的礦產資源,建立煤水雙資源礦井。在涵養、保護地下水資源方面,需要加強與生態建設相協調的應用基礎研究,挖掘潛力,節約用水、探索深層承壓地下水如何科學利用,有關地下水形成、運動等基礎性問題的科學研究也應成為重要的戰略措施。
人類活動對地下水資源的影響亦需要進一步深入探索。土壤水研究理論及檢測技術尚需發展,尤其在溶質運移方面的研究欠缺很多。地熱的研究基本上都屬于區域現狀的評價,目前基本無實際創新性成果,如地熱棄水回灌技術、沉積盆地地熱資源勘探技術、地熱資源綜合利用技術、熱儲工程等的研究。其它特殊類型水,如礦泉水、凝結水、微咸水、咸水、鹵水等亦需進一步研究。
縱觀水文地質學的發展,初期實質上是找水水文地質學,到本世紀70年代,資源成為水文地質學的主要課題,現在與環境生態有關的水文地質問題迅速增多。從某種意義上講,環境水文地質已成為水文地質學研究的核心課題。
5 福建省水文地質學科發展中存在的問題及研究對策
5.1福建省水文地質學科發展中存在的一些問題
歷史的原因,福建省在上世紀90年代后,水文地質學科的發展基本開始處于停滯狀態,一方面,供水多依賴于地表水,僅局部地區是地下水為主(如福建龍巖地區),另一方面,國家投入減少,使得水文地質學科的發展研究也沒有大的進展。2010年后,國家已經開始重視水文地質學科的發展。
工程引發的地下水問題。如:(1)礦山開采過程因為地下水造成礦山涌水、突水;(2)隧道掘進過程造成問題。龍廈鐵路象山隧道;(3)地下水超采引起的地面沉降等。
巖溶塌陷:三明、龍巖等覆蓋型巖溶區。
采空塌陷:主要發生于礦山地下開采范圍大、持續歷史長的區域。
地面沉降:東部沿海港灣河口平原區(福州溫泉開采區)。
突發性、季節性特大雨造成地質災害,地表水和地下水互相溝通、連成一體,水源地成為一項迫切要去解決的問題。
這些問題的出現都會造成人民生命、財產的重大損失,國家也開始進行水文地質學科與相關學科結合的發展。
5.2水文地質學的發展趨勢
由主要研究天然狀態下的地下水,轉向更重視研究人類活動影響下的地下水;由局限于飽水帶的含水層,擴展到包氣帶及“隔水層”;由只研究地殼表層地下水,擴展到地球深層的水。
預計今后的水文地質研究,在下列方面將有突破:裂隙水與巖溶水運動機制和計算方法;地下水中污染物和溫度運移機制和計算方法;粘性土的滲透機制;包氣帶水鹽運移機制;水文地球化學和同位素水文地質學,地下水數學模型;地球深層水文地質。
5.3福建省水文地質學科發展趨勢
近年來,水文地質學科迎來了發展契機。2011年6月1日,中華人民共和國國家環境保護標準《環境影響評價技術導則地下水環境》(HJ610-2011)在全國范圍內實施。導則的實施對地下水工作者是一個新的開端,特別是對于一級項目的地下水評價工作有了更高的要求,也使得社會發展環境中開始重視地下水的工作,地下水成為社會發展中環境的一個不可或缺的重要因素。福建省在這個大環境下也從2011年開始進行了多流域、地區項目的地下水評價工作。
隨著人民生活水平的提高,社會開始關注和參與地熱開發租研究工作。一方面,民間投資者的熱情,使得原有地熱資源開發利用不斷提升;另一方面,當前我國正在努力實現節能減排的工作目標,發展低碳經濟。福建省在地熱利用、開發已有逾百年的歷史,開發利用地熱特別是淺層地熱資源不僅對于緩解我省能源緊張的形勢,對實現節能減排的工作目標將起到積極的推進作用,依靠科技進步,提高地熱資源勘查開發利用水平;加強地熱資源特別是淺層地熱資源的規劃工作,同時也能提供福建獨特的旅游資源和民生資源。
5.4福建省水文地質學科發展的對策建設
地下水是水資源的組成部分,是生態與環境的重要要素,是我國經濟社會發展的重要水源之一。在我省大部特別是沿海平原和海島地區,地下水在生活飲水、農田灌溉、工業生產、城市發展和維系良好生態與環境方面發揮了重要作用。近年來,一些地區由于過量開采地下水,導致地下水水位持續下降,地下含水層被疏干,引發了地面沉降、海水入侵、土地沙化;一些地區由于廢污水過量排放和面源污染的不斷加劇,造成地下水水質惡化,地下水資源開發利用中存在的諸多問題已嚴重危及水資源的可持續利用,對經濟社會可持續發展和生態安全構成威脅,加強對地下水資源的管理和保護刻不容緩。
水資源屬國家所有,加強水資源的合理分配、管理和保護事關國家經濟安全與公共安全。根據地下水的資源與環境屬性,經濟社會發展以及生態與環境保護對地下水的要求,統籌考慮水資源的合理配置和公共資源的使用和保護準則,合理劃分地下水功能區,協調地下水不同使用功能之間的關系,是政府加強公共管理和社會服務的重要體現,是履行《水法》賦予水行政主管部門依法管理地下水資源職責的客觀要求。
地下水賦存于地質介質中,具有運動緩慢、補給周期長、循環更新慢、自我修復能力差、地下水系統遭到破壞后難以治理和修復等特點,必須采取嚴格的措施加以有效保護。以水文地質單元為基礎、結合區域地下水主導功能劃分地下水功能區,制訂開發利用和保護目標及標準,為地下水合理開發、保護、治理與管理提供科學依據,以保障供水安全、生態與環境安全和地下水資源的可持續利用。
針對福建省的上述特點和福建省現狀:最好按區域性(1:50萬、1:20萬、1:5萬)、城鎮供水(如龍巖市、永安市……)、農業供水(如連城)、工礦供水(洪寬工業區、永安造紙廠……)、專題性研究(如福建省地下水污染調查……)、地下水治理(如航站樓工程降水、鐵礦采空區降水)、地方病、地下熱水等。將有地下水可作為供水水源地區,以及沿海半島、島嶼缺水地區,進行多手段、全方位地下水找水的工作;同時應對地下水水源地進行劃分,利于不同層級的保護;將地下水作為福建省水源地的應急水源和儲備資源。
1999年,福建省地表水資源總量1215.39×108m3,多年平均值為1201×108m3。全省水資源總量1216.11×108m3,約占全國水資源總量的4.2%;人均水資源3665m3,高于全國平均水平,但其空間分配不均。缺水地區主要為沿海島嶼、半島岬角區及紅土臺地區。沿海四地市人口和工業產值占全省總量的70%,而水資源只占全省水資源的36%。特別是近年開發港灣島嶼為開發區、投資區,水資源供需矛盾突出。缺水者主要為農灌用水和重點投資開發區用水。這就需要福建省應對沿海半島、島嶼缺水地區進行多手段、全方位地下水找水的工作。
福建省地貌最大特點是平原分散,分水嶺分割面積小,地下水的匯水面積普遍較小。地貌形態受構造控制,分水嶺及主干河谷常以北東、北西及北北東方向為主,海岸線總體方向和主要干河呈交叉狀分布。這就要求按流域進行系統性水文地質、環境污染等綜合調查與研究。同時城市周邊1/5萬區域水文地質調查較欠缺,應盡快完善該部分的工作。
加強地熱資源勘查評價,同時勘查新的地熱水源區、評價不同地區地熱資源開發利用的適宜性、科學統一管理全省地下熱水資源、研究開發新的地熱資源形式等,提供一個成熟的技術流程、堅實的科學基礎和可靠的工作示范。
5.5今后工作建議
(1)開展縣市范圍內的主要地下水供水地域調查,以應對極端氣象條件下的工程取水目標。
(2)開展地下水分散供水的水文地質條件研究,解決廣大分散居住生活工作人員的地下水水源地。
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關鍵詞:大學英語教學目標;教學手段;畢業論文
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)22-0196-03
長期以來英語教學的目標和方法一直是我國大學英語,尤其是專業英語教學所探討的一個問題。多年以來的應試教育已經給受教育者留下了難以學以致用的問題。不少人拿到四、六級證書依然不能跟外國人交流,不能用英文寫作,成了一個語言的拿證者卻無法動筆動嘴的“人才”(林莉蘭,2006)!已有一些從事英語教學與教育的工作者專門討論過這方面的問題(田強等,2006;王曉軍,2005;張翼翼,2006;賈國棟,2006;周爽等2006)。本文根據我院這幾年來在專業英語和專業課雙語教學的教學實踐,尤其是讓工科本科生用英語進行畢業論文寫作和進行論文答辯的實踐教學嘗試,從英語教學延伸和應用的實效性角度探討了如何檢驗大學英語教學的效果,如何確定英語教學目標,以及實現這種目標的方法。我們中國地質大學(北京)能源學院一直在專業英語和雙語教學的手段和實效性方面進行著探討。2004年我院獲得了學校在“工科教學基地”項目上的資助。為配合國家在石油領域“走出去”的可持續發展戰略、培養具有英語實用水平的工科本科畢業生也成了我院教學工作的一個重要任務和目標。我們利用我院大部分教師都有在國外留學、進修和培訓方面的經歷這個優勢,積極開展了密切結合專業的專業英語和雙語教學的教學實踐。我們鼓勵用先進的教學理念進行大膽實踐,積累教學經驗。在2006屆部分工科畢業生中讓部分同學用英語進行論文寫作和答辯,通過導師的指導,試圖將其作為專業英語和雙語教學在專業實踐方面的延伸。這樣做,一方面是希望通過用英語進行論文的撰寫和答辯提高同學們英文應用水平,另一方面也為同學們畢業后進入企業或科研崗位、甚至走出國門打下良好的基礎。在這次試點中我們在我院資源勘查工程和石油工程兩個專業選取了幾名優秀學生,從畢業論文寫作到答辯全程采用英語。這對學生提出了比較高的要求,要求學生比較熟練或基本掌握專業英語的語法、專業詞匯、寫作技巧和寫作規范等多方面的知識。當然,表達能力也能在答辯的過程中得到充實和提高,對話能力在提問過程中也能實踐、發揮和檢驗。從論文寫作和答辯的結果來看,這次嘗試是成功的。這幾名同學論文的寫作用詞和語法正確,論文宣讀及回答問題都比較清晰流利。同學們和指導教師都從中受到了鼓舞,說明我院的專業英語和雙語教學取得了明顯的成效。歸納起來,這幾年來我們在專業英語和雙語教學實踐中做法、嘗試以及同學們的反饋包括以下幾個方面。
一、專業英語和雙語課教材
在我院的專業英語和專業課“雙語教學”實踐中,學院要求在國際通用性的專業課方面應盡量使用外文原版教材,采取多種方式使用外文教材。如專業英語課在教材選用上的做法是從國外的原版教科書上找到適合同學英文能力的相關文章進行講授;環境地質學和現代試井分析雙語課使用了原版的英文教材。
二、授課方法
專業英語授課過程中不是滿堂灌,而是讓同學自己閱讀翻譯和講解,一方面可以檢測同學是否預習,另一方面發現同學們在哪些方面存在理解有誤的地方,再有重點、有針對性地進行講解。這種方法效果較好,既激發了同學們學習專業英語的興趣,同時也在實踐中提升和改進了我們的專業英語教學法。在環境地質學和油藏工程這兩門課雙語教學中,老師以中文和英文交叉、結合進行綜合講解,讓所有同學參與到教學中來。讓同學們上臺用英語講解自己的觀點和見解,大家對一些有爭議的問題共同用英語討論,共同學習。在實踐過程中幫助同學們克服了在眾人面前講英語的恐懼心理。在交流溝通過程中英語聽說能力得到了提高。這種教學過程是實踐“課堂教學應以學生為中心”的教學理念的有效形式。
三、雙語課在提高學生學習英語興趣和水平中的作用
有的同學說,起初對雙語教學就有幾分好奇,而在剛接觸到雙語教學課程時,沒想到卻有些不適應,在經過一段時間的學習之后,發現雙語教學比一般的外語教學更能激發興趣,至少與普通外語教學相比是這樣的。雙語教學在我院還正在全面展開,可以說現階段還是處在嘗試階段,但我們確實能體會到它的可行性、有效性和必要性。有的同學還說,大學四年的學業已結束,總感覺以前的外語課還沒能使我們的聽說讀寫能力加強多少,反倒是在接受過雙語教學之后,發現自己的外語水平有很大提高,課堂上的師生互動使我們敢于用英語和他人進行交流。
四、用英文進行畢業論文寫作的作用
用英文進行畢業論文寫作能讓學生更多的掌握英語的實用知識,可以提高學生學習英語的積極性。與普通的英語學習不同,畢業設計關乎學生的學士學位,學生對它的重視程度會大大提高,特別是專業英語知識。用英文進行畢業論文寫作涉及到英語知識的方方面面,從單詞的詞義到句法的運用,再到成篇構思甚至語言的概括表達。寫作的過程就是英語知識的再現和學習效果的過程,也就是提高英語水平的實踐過程。同學們說在畢業論文的外國文獻翻譯過程中,深刻地感受到了專業英語的重要性。盡管我國的科技水平提高得很快,但是在石油工程領域,我國的科技水平仍與國外的先進水平有一定的差距,所以,客觀上要求同學們現在和以后不得不有直接閱讀外文專業文獻的能力,從國外先進的技術中找到我們需要的知識,為我們的國家服務。
五、用英語進行畢業論文答辯的作用
答辯材料的準備和臺上的演講,這些都需要較高的口語能力,經歷了這次答辯,不僅提高了口語的表達能力,最重要的是同學們有了勇氣去說出英語,這是最大的收獲,也是同學們學習語言的最終目的――交流。用英語進行答辯的目標和過程對于提高學生交際能力和綜合應用語言能力有重要意義。
六、專業英語與就業的關系
隨著我國改革開放程度的不斷加深,以及中國加入了世界貿易組織,大量的國外企業涌入中國投資,設立公司,而英語是國際公認的通用語言,因此需要大量雙語人才。同學們已注意到在這一屆的畢業生找工作的時間段內,越來越多的外國或外資企業也來到我們學校召開宣講會,希望可以招聘到合適的有能力的畢業生加入他們的公司。招聘的第一道門檻就是英語能力,這恰恰是我們過去的軟肋。還有石油領域的國有企業進軍海外的石油開發項目越來越多,同樣需要大量懂英語的大學畢業生。同學們說“既然這方面的缺口這么大,我們更應該提高我們的英語能力,這既是對市場需求的響應,同時使我們以后的就業前景更光明更廣闊”。我們認為大學英語教學目標,不是過四、六級英語考試,而是“可以用英文進行畢業論文寫作和答辯”。這個目標里面自然包含了“聽、說”能力,并且體現了學生綜合應用英語的能力。專業英語和專業課雙語教學是實現這個教學目的的有效手段。實踐中可對低年級同學較早提出這個目標來引起他們在思想上的重視,從而通過綜合效應實現大學英語教學水平的提高。當然,目前還只是少數同學具備這樣培養的條件。
鳴謝:本文在成文過程中得到了我校長宣教授的指點和幫助,深表謝意。
參考文獻:
[1]林莉蘭.大學英語口語教學芻議[J].中國高等教育,2006,(5).
[2]田強,李潔紅,李小紅.略論英語教育與幾種基本教育概念的關系[J].科教論壇,2006,(1).
[3]田強.關于我國英語教育的“應試教育”模式的反思[J].科教論壇,2006,(1).
[4]王曉軍.貫徹“大學英語課程教學要求”提高英語教學質量[J].中國地質教育,2005,(1).
[5]張翼翼.關于目前雙語教學和專業英語教學的思考[J].中國地質教育,2006,(1).
篇8
關鍵詞:通識教育;地震;地震災害;抗震防震
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)35-0058-03
地震是地殼表層因彈性波傳播所引起的振動作用或現象。地震也可以簡明扼要地表達為是地殼的快速振動。地球上每天都在發生地震,有感地震全球每年約5萬次以上。一次強烈地震能導致較大區域內地面變形和位移,不僅直接使房屋建筑、道路、橋梁、水利水電設施遭受嚴重破壞,還會次生水災、火災、滑坡、核泄漏等嚴重災害,造成生命財產和環境生態的重大損毀。在具有地學優勢的文、理、工、藝、體等的綜合性中國地質大學,把《地震與地震災害》作為全校通選課進行通識教育也是中國地質大學向世界一流大學學習的實踐。通識教育的英文為“General Education”?!兜卣鹋c地震災害》通識教育課程屬于非專業教育,是非功利性的,能使人受益終生。能讓不同專業的學生了解地震、認識地震,從而拓寬知識面,使學生從地震地質、地震工程、工程抗震減災幾方面了解和認識地震與地震災害知識,提高抗震防震減災意識,達到避免和減輕地震災害損失的目的。
一、選課要求
考慮各院系專業學生的主業課程設置與基礎知識現實以及選課人數限制,為了不浪費選課資源,目前還是主要是針對有地質學基礎的學生開設,隨著以后本課程的不斷實踐與總結完善會逐步向全校學生開放選課。2012年春季選課學生院系專業統計見表1,2012年秋季選課學生院系專業統計見表2。
二、教學內容的組織
通識教育在教學內容上,有別于專業課的專業教育,重在“育”而非“教”,在教學內容組織上切近實際,使“博學與精專相統一”,地震與地震災害的“通識”與“專業”相融合,滿足地質類專業和非地質類專業學生的學習興趣和個性化素質培養需求。所以,教學內容組織以教學目的、教學目標為主線,著重傳授學生地震與地震災害基礎知識、抗震防震的法規措施,提高和增強抗震防震減災的意識。具體教學內容的組織和課時安排見表3。
三、教學方式的選擇
充分利用現代化教育手段,使地震與地震災害理論與現實地震事件結合,理性認識與視覺感性相結合。
1.理論教學與案例結合。對于課程中涉及到的重點、難點內容都力爭聯系實際地震事件和地震災害講解。在聯系具體事件或實際案例的過程中,引導學生對知識點的正確理解。
2.地震實例講解。圖片、錄像片段、三維動畫相結合,從視覺與聲音方面讓學生感受地震,感受地震災害,突出防震抗震的現實意義。以日本宮城地震、印度尼西亞蘇門答臘島地震、美國加州地震、印度古吉拉特邦地震為代表介紹世界上板緣地震發生特點以及地震后火災、海嘯等次生地震災害。以我國唐山地震、汶川地震、臺灣集集地震、玉樹地震等近現期發生的地震為代表介紹中國內陸的板內地震發生特點及其地震的直接災害和水災、泥石流等次生地震災害。播放有關唐山大地震的視頻,如近萬名開灤煤礦工人“生死大營救”;日本阪神地震視頻……通過大量圖片讓學生了解我國大陸活動斷裂(構造)的分布及其活動性,總結破壞性地震發生的地質條件、震源機制類型,并進行具體數據對比說明抗震設防的重要性、我國最新抗震設防標準及其在抗震設防方面取得的成果。同時,也讓學生了解日本、美國抗震措施、建筑抗震結構等抗震防震領域的國際先進水準。
3.課堂討論。就一些敏感的、有爭議的、易于混淆的、各地抗震設防標準等問題展開課堂討論。討論涉及問題廣泛具體,如建筑抗震設防的意義、地震預測預報、抗震防震對策、各地抗震防震的標準、地震前兆與民間預測、地震謠言、汶川地震中最堅固的教學樓、中小學地震逃生演習等問題。同學們自主提問、回答,教師給予引導,課堂氣氛活躍,并對于是非題目給出正確答案,對于正確的分析建議給予肯定。有學生介紹自己家鄉的地震發生情況、抗震設防烈度、抗震防震狀況,并提出自己憂慮,表示有機會一定給家鄉的抗震減災作宣傳。也有同學參加過抗震防震社會實踐活動,形象生動地介紹了地震發生后如何正確避險、逃生、自救、互救或等待救援的基本常識。在課堂討論中,有學生自主介紹,也有學生自問自答和老師提問學生解答,老師掌控課堂秩序,鼓勵學生踴躍發言,引導學生科學思維、發散思維、創造性思維,鍛煉了溝通能力,強化了抗震防震減災的意識和社會責任。
四、教學效果的考核
文字報告。由于學生來源于不同的院系專業,基礎知識掌握的程度有差異,可以視具體情況選擇幾個題目范圍。主要分為兩種:讀書報告。把所學的知識點串起來,以讀書報告的形式反映出來;科技論文。查閱信息資料、文獻,就地震監測、預報、抗震防震等涉及某個專業性比較強的問題進行分析論證,得出結論??梢援斪魇强萍颊撐牡木毩暎徽n堂筆試。開卷,可以帶筆記參考書,但必須獨立完成。平時聽課記錄。最后課程成績由文字報告成績(40%)、課堂考試成績(40%)、平時聽課成績(20%)綜合構成。
通過書面調查,同學們普遍反映良好,掌握了許多有關地震和地震災害方面的基礎知識,了解了許多抗震防震減災的對策,開拓了思路,提高了抗震防震減災意識。同時也反饋了一些具體問題,如:有些地質學知識比較薄弱或不具備的學生聽課比較吃力;節假日調課使通選課與專業課、實驗課、社會活動沖突。有些問題教師可以自行解決,有些問題需要學校教務、學生、教師共同協調解決?!兜卣鹋c地震災害》通識教育課,目前還處于探索階段,既要體現通識教育的特點又區別于概論類課,基礎內容與專業性內容有合理比例切分,要具有一定的學術標準,隨著課程的繼續與總結,一定會更有特點。
參考文獻:
[1]楊叔子,余東升.高等學校文化素質教育的今日審視[J].中國高教研究,2008,(03).
[2]周曉輝,等.通識教育的理論與實踐探索[J].高教探索,2007,(03).
[3]鄭旭輝.通識教育與專業教育的融合[J].高校教育管理,2012,6(3).
篇9
根據中科院成都山地所發展戰略規劃和學科建設,面向國內外招聘2009年度優秀畢業生。
一、應聘材料接收截止時間:2009年2月15日
二、專業方向及要求
研究領域專業學歷要求人數崗位類別備注
山地災害流體力學博士2科研本科要求力學
地質學/工程地質學/沉積學博士2科研
水利水電工程博士1科研本科要求水利水電工程
儀器儀表本科及以上1支撐有工作經驗者優先
氣象學碩士及以上2科研本科要求氣象學
山地環境植物學/植物分類博士1科研植物分類要求碩士及以上
林學博士1科研
農作物栽培博士2科研本科要求農作物栽培
山區發展戰略與規劃博士1科研本科要求人文地理學
實驗室分析化學/土壤化學本科及以上2支撐
管理科技管理碩士及以上2管理具地學知識背景
注:原則上在所外招聘。
三、應聘基本條件
1.年齡原則上不超過35歲;
2.應聘專業的學歷要求按上表對應執行;
3.身體健康;
4.通過大學英語六級考試,且外語口語熟練。
四、招聘程序
1、提交個人材料,內容應包括:個人簡介;身份證、學歷、學位及有關技能證書復印件;獲獎證書復印件;論文、專利、專著目錄及代表性論著。
2、研究所組織專家評議,篩選出招聘候選人;
3、電話或email通知面試的時間、地點和要求;
4、面試后一周內告知聘用情況。
五、基本待遇
1、新聘用的博士畢業生實行協議工資(不含項目績效津貼),同時匹配科研啟動經費3萬元。
2、新聘用的碩士畢業生按照我所現行有關規定,根據所聘崗位執行基本工資、崗位津貼和績效津貼等相關待遇;同時匹配科研啟動經費2萬元。
六、聯系方式
通信地址:四川省成都市人民南路四段9號
中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所人事教育處
郵政編碼:610041
電話:028-85287055
篇10
基金項目:教育部新世紀優秀人才支持計劃項目(ncet-11- 0406)
作者簡介:榮冠( 1971- ),男,武漢大學水利水電學院副教授,博士,主要從事巖體穩定性研究及工程地質教學工作,(e-mail)rg_mail@163.com。
摘要:工程地質是水利類本科生的一門重要專業基礎課,課程教學內容和環節豐富,難點較多,實踐性強。如何在課堂教學和野外實踐教學中有效提高教學質量是一個值得探討的問題。文章詳細分析了水利工程課程中的難點及教學中存在的問題,從課堂教學、實踐教學、英文教學及課程考核等方面全面介紹了課程教學經驗及改革探索。提出課堂教學應注重理論緊密聯系工程實際,實踐教學應注重培養學生動手技能和發現、分析、解決工程地質問題的能力,開展英文教學是培養國際人才的必然趨勢,考核機制應全面反映學生的綜合能力等觀點。
關鍵詞:工程地質; 水利專業; 教學研究; 理論教學; 實踐教學
中圖分類號:tv135;g642421文獻標志碼:a文章編號:10052909(2013)05011007工程地質是研究工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地質科學,是以地學學科的理論為基礎,應用數學與力學理論和工程技術及方法解決與工程規劃、設計、施工和運營有關的地質問題[1]。工程地質課程是水利類本科專業的一門重要專業基礎課程。水利水電工程建設是人類在認識自然的基礎上改造自然并為經濟建設服務的活動,進行水利水電工程建設首先必須了解自然環境和工程條件,而環境地質條件是與水利水電工程關系最密切、最重要的自然條件。
當前,中國工科高等教育人才培養主要目標是:培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才[2]。工程地質課程作為水利類專業中一門實踐性強的課程在凸顯人才培養目標方面,更加突出工程地質理論和實踐教學的必要性與重要意義[3-4]。
工程地質課程的教學分為課堂理論教學部分與野外地質實習部分。課堂理論部分主要講授礦物巖石、地質構造、地質作用、地下水、巖體工程特性,邊坡、壩基、洞室圍壓穩定性評價,工程地質勘察等知識。野外地質實習部分主要進行巖石及地質構造認識,風化、卸荷及河流地質作用研究,地下水及其作用研究,水利樞紐工程地質條件與問題分析評價等。
由于工程地質課程涉及的相關課程較多(礦物學、巖石學、構造地質學、地史學、地貌學、水文地質學、材料力學、巖石力學、土力學等),且這些課程多為地質專業課程。同時,工程地質課程實踐性很強,但學生又缺乏實踐經驗和實踐機會。因此,在有限的理論教學和實踐教學時間內,如何合理安排教學環節,使學生扎實掌握工程地質相關概念及基本原理,并使學生初步具備分析工程地質條件及解決工程地質問題的能力,是一個很值得探討的問題。根據筆者多年從事工程地質教學的經驗,針對水利類本科專業工程地質教學,首先介紹學校工程地質課程的設置,然后分析課程教學的重點及難點,再從課堂教學、實踐教學、英文教學、考核方式4個部分探討理論與實踐教學的改革思路,以期在提高教學效果、培養學生分析工程地質條件和解決工程地質問題能力方面有所收獲。
一、水利類工程地質課程介紹
(一)水利工程地質課程設置
武漢大學水利水電學院最早可追溯至1928年創建的國立武漢大學工學院土木系水利組,學院現已成為國內水利水電高級人才培養的搖籃和科學研究的重要基地。一直以來,工程地質課程為水利各專業(農田水利、水電工程、河流泥沙、水文水資源)的重要專業基礎課程。工程地質課一般在第五學期或第六學期開設,包括48 學時課堂教學和1 周的野外實習。課堂教材主要使用天津大學主編的《水利工程地質》(第四版)[1],實驗及野外實習采用武漢大學編寫出版的實習教材[5]。
(二)水利工程地質課程內容
水利工程地質主要是研究水利水電工程建設中的工程地質問題。主要內容包括巖石及其工程性質,地質構造及區域穩定性,地表水流的地質作用及河谷地貌,地下水、巖溶及庫壩區滲漏地質條件分析,巖體工程特性,壩基、邊坡及洞室圍巖穩定性分析,水利水電工程地質勘察等。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
榮冠,等水利類專業工程地質課程教學研究與改革探索
課程的教學分為課堂教學與實踐教
兩部分。課堂教學主要講授地質學基礎知識和水利三大類巖體(邊坡、壩基及洞室圍巖)穩定性分析基本理論。通過課堂教學力求使學生掌握工程地質學基本概念、工程地質分析基本原理和巖體穩定性評價基本方法。實踐教學通過野外現場典型巖體、地質構造、地質作用等的直接觀察和分析來增強感性認識、理解并深化工程地質理論知識,使學生初步具備分析工程地質條件和解決工程地質問題的能力。水利類工程地質課程教學基本內容可總結為地質學基礎知識和巖體穩定性分析兩方面,核心主線則是工程地質條件及工程地質問題的分析研究。課程室內外教學均是圍繞該主線開展的。
二、水利工程地質課程中的難點及問題
(一)工程地質相關概念不易理解和掌握
對于水利專業的學生來說,工程地質課是他們第一次接觸地質學知識。多數學生,尤其是來自平原地區的學生,缺少對地質現象的感性認識,這使他們更不易理解相關地質現象和地質作用。水利工程地質課程的開始部分主要講述地質學基本概念,包括礦物和巖石的成因、成分及分類,內外力地質作用概念,產狀、節理、斷層、褶皺等地質構造,地層地史,地質圖分析,區域穩定等。這些內容涉及礦物學、巖石學、地層古生物學、構造地質學等知識。這些概念和相關課程知識對于初學者來說完全是陌生的。例如:在分析沉積巖的石英砂巖與變質巖的石英巖區別時,一般學生很難從沉積作用和變質作用的成因角度深刻理解其礦物結晶程度、顆粒大小、礦物純度、孔隙率等方面的差異。在現場分析褶皺構造時,不少學生容易把現代地形與褶皺形態混為一談。實際上起伏的山脊為背斜,剝蝕的山谷為向斜往往是不對的,反過來,背斜核部易形成河谷低地,向斜核部則可能形成山脊。準確定位褶皺應根據現場垂直巖層走向觀察結果,若有巖層按新老次序有規律地對稱出現時,則可肯定有褶皺。然后根據巖層新老組合關系的分析確定褶皺的基本類型(背斜或向斜),進一步依據兩翼巖層產狀、軸面產狀以及地層層序判斷褶皺的剖面類型和平面類型。但現場地層及其年代的劃分,對于水利專業初學者而言是難以掌握的,況且巖層的產狀及地層的劃分往往又具有隱蔽性,因此,地質學基礎概念往往是水利工程地質課程開始階段學習的難點。(二)工程地質條件難以全面和深刻理解
工程地質條件指的是與工程建設有關的地質因素的綜合,是自然歷史發展演變的產物。對大型水利工程而言主要包括地形地貌、地層巖性、地質構造、水文地質條件、物理地質現象(滑坡、崩塌、泥石流、風化、卸荷、侵蝕、巖溶、地震等)及天然建筑材料等6個方面。工程地質條件直接影響工程建筑物的安全、經濟和運營管理。興建大型水利水電工程,首先都要查明樞紐及庫區的工程地質條件。不同地區的地質環境差異及水工建筑物類型的不同,對水利工程的影響也不同。教學中發現,學生對工程地質條件的復雜性認識不足,難以全面理解工程地質條件的內涵,這樣自然導致對工程地質問題的把握不準。例如:西南水電工程主要集中在川、藏、滇、青等省區河流的深切河谷地區。該區域的自然地質環境十分復雜,相應地在此建高壩大庫的工程地質條件也十分復雜。深切河谷往往首選高拱壩方案,此時地形地貌就是關鍵的地質條件,將直接影響工程高邊坡的穩定與安全,同時影響并制約水工建筑物的布置、施工安排等。在西南深切河谷且為深覆蓋層壩區,從壩基防滲及擋水建筑物安全的角度考慮多采用當地材料壩型,壩體防滲多為混凝土面板而非粘土心墻方案,這主要就是從天然建筑材料經濟合理的角度考慮。
(三)對工程地質問題缺乏認識和實踐經驗
工程地質問題指的是工程地質條件與工程建筑物之間存在的矛盾或問題。對大型水利工程而言主要包括壩基和壩肩抗滑穩定問題,壩基滲漏和滲透穩定問題,邊坡穩定性問題,地下洞室圍巖穩定性問題,水庫滲漏、水庫淤積、庫周浸沒、庫岸再造,水庫誘發地震等問題。工程地質學簡單說就是分析工程地質條件,解決工程地質問題。因此,工程地質問題是課程的最終落腳點。不同水工建筑物由于對場地條件要求存在差別,其相應的工程地質問題也存在差異。實際工程中,全面揭示工程地質問題是有難度的,尤其是深層隱伏的地質問題,更是從淺表很難觀察確認。目前對水利專業,工程地質課程一般在水工建筑物等專業課之前開設,許多學生對水工建筑物知之甚少,對水工建筑及樞
紐區可能會出現哪些地質問題更是難知一二。
例如:對水利工程三大壩型工程地質問題的分析。土石壩主要由粘土、碎石、塊石等散體堆積而成,壩體允許產生較大的變形,它對壩基工程地質的要求較低,可以在軟基和工程地質條件復雜的壩基上興建。由于壩基河床地質條件多變,易出現過大沉降引起壩體裂縫、壩基滲漏和滲透變形問題,以及粉細沙層震動液化等問題。重力壩主要依靠壩身自重與地基間摩阻力來保持穩定。重力壩對壩基要求高,一般要求修在弱風化下部的巖基上。該類壩型最主要的問題就是過大變形或不均勻變形導致壩體裂開,軟弱結構面組合形成深層滑移塊體。拱壩主要通過拱作用傳遞荷載到壩肩,所以拱壩對兩岸巖體的要求較高,而對河床壩基巖體要求相對要低。兩岸拱座巖體應新鮮完整、無大斷層,狹窄對稱的“v”字形河谷是首選地形條件。此時應特別關注順河向軟弱結構面切割形成的滑移塊體。由于學生在這一階段對水工建筑物不熟悉,同時缺乏對三大壩型的現場感性認識,導致他們較難在合理評價相應工程地質條件的基礎上深入分析潛在的工程地質問題。
(四)工程地質分析方法不易理解和熟練運用
由于工程巖體結構特征及力學特性的復雜性和不確定性,針對巖體變形與穩定性的工程地質分析方法主要是定性與定量結合,總體上是半經驗半理論性的。針對實際工程,在較大程度上是以現場經驗為前提,然后通過工程地質定性分析結合定量計算綜合確定。工程地質的分析方法主要有工程地質類比法、圖表法、室內外實驗方法、力學模型定量計算法等。各方法都有一定條件和適用范圍,即存在各自的優缺點。實際應用中宜將幾種方法結合,互相補充。針對不同的工程地質問題,剛學習課程的學生對怎樣合理選擇分析方法缺乏經驗,熟練掌握困難更大。
現以巖質高邊坡穩定性評價為例,簡要討論工程邊坡穩定性評價的基本思路。總體上邊坡穩定性的影響因素包括地形地貌、巖體結構、地質構造、風化卸荷、水的作用、地震及構造運動和人類工程活動等。首先從經驗上判斷其穩定性主要從坡形坡高、巖體強度、坡體結構等直觀判斷,此時工程地質定性方法(如赤平投影)就是較好的方法。對于邊坡淺表的變形及破壞情況,則主要考慮巖體的風化和卸荷程度,及其卸荷裂隙等的組合情況。對于邊坡的整體及長期穩定性,則需通過詳細的地質勘探,確定潛在的破壞模式和滑移邊界,采用如三維極限平衡方法、有限元應力應變方法等計算其變形和穩定性。邊坡變形模式及邊界、結構面和巖體力學參數的確定是關鍵,同時還應合理考慮地下水及地震等因素的影響。所以對巖石邊坡采用工程地質方法合理評價其穩定性是一項較復雜的工作,對于初學者來說是不易全面和熟練掌握的。
(五)工程地質實習和工程實踐時間不足
工程地質教學來源于實踐并回歸于實踐,其最鮮明的特點就是實踐性強。教學實習和工程實踐是鞏固和加深地質理論知識的有效途徑,是理論聯系實際培養學生掌握科學方法和獨立能力的重要渠道。地質實踐教學的任務主要是讓學生親自接觸各種真實的地質現象及工程問題,用已學到的理論知識觀察分析現象,提出解決問題的方法與措施。例如:斷層是工程地質學中的基本概念,但學生要理解斷層的規模與工程特性、現場鑒別方法及其對工程的影響是較困難的。通過現場露頭可以較直觀地了解斷層的三種形態類型及其基本特征,對較大規模的斷層可引導學生從地形地貌不協調、地層的重復或缺失、伴生構造及構造巖、地表地下水的異常分布等方面來認識。在此基礎上分析斷層的級別、特征及其對工程的影響學生就容易理解和熟悉,然而由于教學時間及經費的限制,學生在實習和實踐方面的機會相對較少。在有限的實習和實踐時間內,如何合理安排教學實習路線及教學內容,讓學生能夠較好地掌握基本概念和原理,并初步具備分析和解決問題的能力,是目前水利工程地質實踐教學中的一大難題。
三、水利工程地質課程改革探索
(一)課堂教學改革 1.突出重點分解難點
由于水利工程地質課程涉及較多概念和方法,同時關聯較多課程,是一門綜合性很強的課程。由于教學課時有限,要將所有內容都面面俱到地深入講解,顯然是不可取的。這就要求在講授時有的放矢,合理安排教學內容,做到突出重點、解剖難點,始終把握地質學基本概念和巖體穩定評價兩個主要內容,抓住工程地質條
和工程地質問題兩條主線。這樣可以使學生從較多的概念和方法中理清思路,把握課程主體框架。例如:在地質構造部分,閱讀和分析平面地質圖是重點,同時也是難點。平面地質圖的閱讀要求熟悉地層年代、產狀、褶皺、斷裂、地史等理論知識,同時需要結合具體工程分析不利條件及可能存在的問題。為此需要結合教學圖件,詳細分析褶皺、斷裂等存在的依據,并討論作為壩基或洞室的地質條件可能存在的不良地質問題。這樣學生才能較快掌握地質圖的分析方法及工程應用。
2. 理論聯系實際
工程地質學的理論性較強,各種概念及分析方法較多。這些內容均源于地質作用和工程實踐,在講授課程時如只照本宣科,學生很難對一些抽象的概念及方法感興趣,這樣教與學的效果均較差。在教學過程中注重理論聯系實際將是提高教學效果、提高學生學習興趣的最好手段。例如:在講授巖石和地質構造內容之后,學生對三大類巖石的特性及現場鑒別、具體的斷層和褶皺構造的理解和分析仍是模糊的。筆者則以珞珈山為例,該地質體即為學生大學生活的環境,引導學生探尋珞珈山的巖石類型,以及是否存在斷裂和褶皺。幾乎所有學生都對此感興趣,并樂于了解校園的地質情況。由此對珞珈山地層巖性進行介紹,在此基礎上分析褶皺、逆斷層及平移斷層分布等。學生驚嘆常在身邊出露的巖石就是典型的石英砂巖,而校園內的櫻花大道竟是一條逆斷層。通過這個實例很好地將基本地質概念與周邊的實際環境聯系起來。
3. 傳統與現代教學結合
水利工程地質課程內容較多、實踐性強,而且課時有限,因此要求將傳統教學與現代教學相結合,這樣可以很好地發揮各自的優勢。重要的概念及分析方法以黑板演繹并詳細講解,使學生的注意力集中,有利于學生對重點難點內容的深入理解和掌握。例如:在介紹層狀巖層產狀時,宜采用教學圖件分步講解,使學生切實理解走向、傾向、傾角的真實含義及實際意義。在講解赤平投影原理時,則需按投影方法介紹點、線、面等的投影過程,使學生理解空間點、線、面與赤道平面投影的關系,這樣結構面的空間產狀與赤平投影圖間的關系也就清楚了,后續運用其分析邊坡穩定性也就簡單易懂。水利工程地質課程涉及許多地質作用、地質現象及工程實例。此時多媒體演示則顯示其優勢,多媒體課件可提供大量信息,形象生動地展現自然現象及復雜事物,其效果是口頭表達難以達到的,同時也可提高學生學習興趣,節省講解時間。課余時間鼓勵學生通過國內外各種網絡資源(特別是高校工程地質課教學資源)了解和學習相關工程地質知識,也可以用即時通訊方式解答學生的不同問題,利用現代網絡資源最大限度地開展教學互動,讓學生扎扎實實學好工程地質課程。
(二)實踐教學改革
實踐教學環節是保證和檢驗水利工程地質課程教學效果和質量的關鍵。要真正熟悉和掌握水利工程地質的知識及方法,各種不同類型的實習實踐教學是必不可少的。以下從室內實驗、校內現場教學及水利樞紐地質實習3個環節來介紹實踐教學。
1.強化室內實驗教學
武漢大學水利水電學院較早建成工程地質實驗室。實驗室主要有各種礦物、三大類巖石、古生物化石、構造模型、典型水利樞紐巖石、各種地質圖件及影像資料。同時還配有偏光顯微鏡、gps 、電子羅盤、gis等設備和工具軟件。目前實驗室可以滿足水利類專業本科教學要求。室內實驗教學主要安排造巖礦物、巖漿巖、沉積巖及變質巖的認識。同時還講授地質圖閱讀、羅盤及gps使用等教學內容。
以三大巖石的認識為例,這對于學生來說是難點,僅通過課堂講解學生很難掌握巖石的特征和鑒別方法。在課堂講授造巖礦物及三大巖類后,需要進行三大巖類認識的室內實驗教學:學生按5人一組進行分組,每組學生提供三大類巖石標本各一盒。教師先復習巖石的成因、礦物組成、結構構造及分類等,然后以3種典型巖石為例分析礦物及結構特征,再分析其成因和類別。在此基礎上讓學生仔細觀察各種巖石標本,由各組學生相互討論以尋找鑒定礦物和巖石的規律和技巧。對學生的具體問題教師現場答疑,對相似礦物的鑒別、結構的理解等共性問題由教師總結分析。通過室內實驗課教學環節基本可以使學生掌握常見巖石特征和鑒別方法,對后續現場實習具有重要意義。
2. 重視校內現場教學
武漢大學地處東湖之濱,校園內有珞珈山和獅子山,存在不少良
好的地質露頭、各類地質構造較豐富。為配合基本地質理論知識講授,筆者充分利用武漢大學校園內的珞珈山地區進行現場教學。該地區發育有志留系、泥盆系、石炭系、二疊系及第四系等沉積巖,地層呈有規律的東西向條帶狀分布,呈現節理、斷層、褶皺等地質構造。武漢大學水利水電學院從20世紀50年代開始,在珞珈山地區安排校內地質現場教學,實習路線從北向南橫跨珞珈山,要求學生現場觀察珞珈山地區巖石巖性、產狀、風化、卸荷、隱伏巖溶、地下水露頭、節理、斷層、褶皺等現象。通過現場地質調查,學生可以理解地層劃分及年代概念,熟悉產狀的概念及測量方法,節理、斷層及褶皺的鑒別和分析方法,最后獨立完成簡要的珞珈山地質調查報告。通過該單元的校內現場地質教學,可以進一步深化學生對基礎地質概念和理論理解,培養學生獨立分析和解決問題的能力。
3. 完善野外地質實習
(1) 水利樞紐地質實習目的與安排。工程地質野外教學實習是課程教學實踐的最重要環節,目的在于鞏固課堂所學的理論知識,使理論與實踐緊密結合。通過對水利樞紐區地層、巖性、地質構造、地下水及外動力地質作用等的調查研究,使學生初步掌握野外地質工作的一般方法,了解水利樞紐工程地質條件及主要工程地質問題,熟悉地質報告編寫及地質圖件繪制的方法。實習教學包括路線教學、專題調研、現場討論、內業整理等環節。通過現場調查、專題問題討論、面試考查、實習報告編寫等過程,培養學生野外地質工作能力和分析解決工程地質問題的能力。 (2) 野外實習區域及路線的選擇。良好的實習區域與路線是滿足工程地質野外實踐教學要求的基礎。實習區域應選擇巖石類型及地層較豐富,河流地貌及水文地質現象發育良好,具備地質構造發育和風化、卸荷及邊坡變形等外動力地質作用發育的地帶。同時應具備典型的水利樞紐工程以便進行水利水電專業工程問題的分析討論。在此基礎上根據地層巖性及地質構造、河流地貌與地下水、邊坡變形及穩定性分析、水利樞紐地質條件及工程問題等選擇4~5條典型路線作為教學單元。路線選擇注意地質現象的典型性及易識別性等特點,同時注意地質現象與工程實踐的密切聯系。
以武漢大學為例,從20世紀50年代開始,陸續建立了陸水實習基地、丹江口實習基地、韶山灌區實習基地等。2010年三峽工程建成后,又建立了湖北秭歸三峽庫區實習基地,選擇茅坪至鏈子崖(郭家壩)、高家溪、泗溪、副壩大壩及永船等線路進行教學。三峽庫區具有大量典型意義的地質露頭,同時能夠結合具體的水利工程建筑物(如大壩、副壩、高邊坡等)進行工程地質條件與問題的分析。主要路線地層出露及地質構造較為齊全,風化、卸荷等動力地質作用和河流地質作用,以及地下水、巖溶等地質現象均有出露,能夠滿足水利類專業野外工程地質實習的要求。
(3) 野外實習環節及質量控制。整個實習期間每個教學單元要求有明確的教學內容??傮w上要求完成:①典型剖面地層野外觀察和描述,包括巖性、接觸關系、產狀及測量、巖漿巖和沉積巖及變質巖小構造觀察、風化作用、地形圖的使用等。②河流地貌及水文地質調查,包括河流侵蝕、堆積,河床、河漫灘及階地觀察,河谷邊坡卸荷及變形,潛水露頭,巖溶水,巖溶地貌等。③邊坡變形及穩定性分析,包括典型卸荷拉裂體、崩塌體、滑坡體的現場調查,變形及破壞特征,邊界條件,穩定性影響因素及評價,變形破壞成因,工程防護及治理方案等。④水利樞紐教學單元,主要側重水利樞紐主要建筑物的組成及功能,大壩、副壩、高邊坡、水工隧洞等主要工程地質問題分析。⑤資料整理及報告編寫,主要是對現場觀察的內容進行分析整理,按要求編寫實習報告。
野外地質實習以小組為單位進行,實習過程要求分工明確、團結合作,現場特別強調紀律和安全。實習成績評定綜合考慮思想表現、組織紀律、操作技能、野外紀錄、面試討論及實習報告等。
(三) 英文教學探索
1. 工程地質英文教學意義
英語教學或中英文雙語教學是目前本科教學改革的重要內容?;诟叩葘W校培養具有國際視野和國際競爭力、面向未來的新型高素質人才的要求,高校對主要課程實行英文教學十分必要[6]。隨著中國基礎建設及能源等領域大規模工程的開展,在相應學科進行學術和業務交流已是基本要求。水利行業早已走出國門,承接或合作國際科研和工程項目。這就
求學生不僅有較高專業造詣,而且需要具備較好的英文文獻閱讀能力、語言表達和交流能力。
2. 工程地質課程英文教學實施
(1) 選定英文教材。工程地質英語教學,首先應選擇合適的英文原版教材。國外出版的工程地質書籍較多,但適合國內水利專業使用的工程地質英文教材較少。這主要是國外很少有專門針對水利類的工程地質教材,多數教材是針對工程地質專業編寫的??紤]到初學及課時情況,筆者建議采用tony waltham編著的《foundations of engineering geology》 (third edition)[7],這本教材包括巖石、地質構造、物理地質作用、地下水、巖土力學特性、邊坡、隧洞及采空區等,內容簡潔,通俗易懂。其次,推薦f. g. bell編著的《engineering geology》(second edition)[8]作為主要參考書。這本教材內容較全面,包括巖石、地質構造、物理地質作用、地下水、巖土工程特性、地質勘查及洞室、邊坡、壩基等內容。在工程地質英文教學過程,建議學生使用網絡資源,國外知名大學有不少工程地質課程資料[9]可供參考,同時從《engineering geology》和《rock mechanics and rock engineering》等國際學術刊物學習有關論文及知識。由于專業需要,學生還需使用中文版的水利工程地質教材作為對照讀物。
(2) 英文課件及教學。英語課堂教學主要采用多媒體方式,可提高講授速度和效率。在制作英文教學ppt時,應盡量簡潔明了、圖文結合,英文一定要規范。對一些專業性強的知識(如專業術語)可適當加中文注釋。授課語言主要為英語,對不易理解的內容可用中文解釋。為了保證教學效率,要求學生課前進行適當預習。課堂上采取師生互動形式,提高學生英語表達能力。平時作業、小測驗及期末考核均要求采用英文進行。授課教師自身英文必須熟練,首先是專業概念及術語的準確表達,其次是發音的準確。
(四) 課程考核方式
為更好開展工程地質教學工作,其中一個重要環節是課程考核。課程考核目的是考察學生掌握知識的情況及分析問題的能力,科學有效的考核方式可以充分發揮學生的主動性和能動性,從而提高教學效果和質量。目前水利工程地質課程包括室內教學和野外實習兩個部分,一般是獨立考核。其中室內教學部分主要考察地質基本知識及水利工程相關巖體穩定性評價方法的掌握情況,成績主要由平時作業、課堂小測驗、專題討論及期末閉卷考試組成,要求學生以掌握地質知識和工程問題分析方法為主,鼓勵平時交流討論,避免考試突擊的學習方式。野外實習考核主要考察學生基本技能的掌握情況,側重考核問題的分析理解能力,從現場主動性、操作技能、綜合分析、面試討論、實習報告及組織紀律等方面綜合評定。
文章總結筆者多年教學實踐經驗及課程改革探索供高校同行參考,以期在提高水利工程地質教學質量,提高學生學習積極性和培養學生創新能力方面發揮積極作用。
參考文獻:
[1]崔冠英, 朱濟祥. 水利工程地質[m]. 4版. 北京: 中國水利水電出版社, 2008[2]中華人民共和國教育部. 關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見(教高[2011]1號) [eb/ol].(2011-01-08).
[3]王哲, 陳東瑞, 張勇. 土木工程專業工程地質課程實踐教學方法探討[j]. 高等建筑教育, 2010,19(4): 125-127.
[4]程建軍, 王海娟. 水利類本科專業工程地質課程教學探索[j]. 高等建筑教育, 2012, 21(3): 98-100.
[5]楊連生, 王濤, 李宏明. 水利水電工程地質實習指導書[m]. 北京: 中國水利水電出版社, 2008.
[6]黃雨, 卞國強, 葉為民. 土木工程專業工程地質學雙語教學改革探討[j]. 高等建筑教育, 2009, 18(2): 97-101.
[7]tony waltham. foundations of engineering geology[m]. third edition, spon press, 2009.
[8]f g bell. engineering geology[m]. second edition, butterworth-heinemann press, 2007.
[9]missouri university of science and technology courses[eb/ol]. http://web.mst.edu/~rogersda/
research and reform exploration on teaching methods of engineering
geology for water conservancy specialty
rong guan, zhou chuangbing, chen yifeng
(school of water resources and hydropower, wuhan uni
iversity, wuhan 430072, p. r. china)
abstract: engineering geology, with rich teaching content and strong practicality, is one of the fundamental courses for students majoring in water conservancy. it is worthy to be deeply discussed on how to effectively improve the quality of teaching in the classroom and the field geological practice. difficulties of the course and practical problems in teaching were analyzed in detail. meanwhile, teaching experience and reform exploration were comprehensively introduced from the point view of classroom teaching, practical teaching, bilingual teaching and course assessment, respectively. it is proposed that in classroom teaching, theory should be closely tied to the engineering practice. in practical teaching, the ability of students on how to discover, analyze and solve engineering geological problems should be emphasized. carrying out bilingual teaching is an inevitable trend to train international talent and students’ comprehensive ability should be fully disclosed in assessment system.