关键职业能力视域下工程地质学模块化课程体系研究
时间：2023-04-17 13:20:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
张海龙 汤 杨
(重庆文理学院 土木工程学院，重庆 402160)
毕业生职业生涯发展的后劲主要取决于职业基础能力的培养。以土建类毕业生职业发展谱为轨迹，从入职岗、发展岗和潜力岗三层级职业发展路径角度出发，重点培养学生的工程识图，工程测量、勘察，工程结构、施工组织设计，施工操作、设施建造，工程项目管理、施工管理，工程结构检测、材料检测以及团队协作等关键职业能力，培养“懂设计、精施工、会管理、敢创新、重责任”的现场工程师[1，2]。
霍尔三维模型为解决土建工程的前期规划，施工组织和全寿命周期的管理提供了思路和方法，从三个维度(知识维、逻辑维和时间维)将工程分为七个阶段和七个步骤[3]，在大型在建工程中得到了广泛应用。以工程地质课程为例，通过霍尔三维模型对课程内容进行模块化设计，强化实践知识体系，提高工程应用能力，能够全面协调各个关键职业能力之间的相互关系，从而对多岗位三层级职业发展路径进行有效分析，促进土木工程专业学生职业发展具有重要的指导意义[4]。
本文以“线上+线下”方式对工程地质课程内容进行模块化设计，分析关键核心职业能力及模块化知识体系，通过课程鱼刺图，可视化展示关键职业能力矩阵，构建工程地质课程的霍尔三维模型结构，从知识维度进行了模块化设计，从逻辑维度进行了教学改革与实践，从时间维度推进与实施。
工程地质学主要解决工程活动与地质环境的关系，工程学主要解决工程建设(规划—设计—施工—运营)问题。
图1 工程地质学课程体系
施工对象主要为房屋建筑工程、地下及隧道、桥梁铁路、水利矿山工程等工程；
地质学主要解决地质环境问题，对象为岩土特性、地形地貌、地质构造、水文地质、不良地质作用及天然建筑材料。综合考虑造价、质量、工期和地质灾害，形成工程地质学[3]，如图1所示。
2.1 课程内容方面
现有工程地质教材内容冗杂，既涉及到地质学又设计到工程学，包括矿物与岩石、地层与地质构造及年代、地貌及第四纪地质、地下水及其工程影响、不良地质及其防治，以及工程地质勘察，课程内容知识点及逻辑体系不强[5]。
2.2 课程实验实训方面
工程地质室内试验主要有岩土物理性质试验、岩石力学性质试验、土体变形试验与土体力学性质试验(压缩、无侧限压缩、直剪、三轴、土的动力强度等试验和击实试验)；
工程地质现场试验主要有静力荷载试验、标准贯入试验、静力触探试验、十字板剪切试验、圆锥动力触探试验、扁铲侧账试验、旁压试验及现场剪切试验等[6]。在本科教学中，工程地质室内试验部分学校试验条件较好，学生能完成基本的力学性质试验，但由于考虑到学生安全方面等因素，现场原位试验开展的较少[7，8]。
2.3 课程现场实践方面
工程地质学课程现场实践需具有识别常见的矿物和岩石、使用地质罗盘能够判断岩层走向倾向、并且能够较好、较快速地阅读工程地质剖面图、纵向图和水文图等，通过赤平投影法判断岩体工程中裂隙及断裂对工程施工方法的影响，且在以后的选址和施工中做出正确的选择。同时能够进行现场勘探和现场地质试验，撰写基本的岩土工程勘查报告。因此，这门课程具有实践性强特点[9，10]。
2.4 课程学时方面
工程地质课程教学任务安排在大二第一学期，该课程的前期先行课是土木工程概论，专业的地质学知识为零，基础薄弱。由于本科生工程地质课程学时一般为32学时，课时少，因此对于教师在有限的时间内全面系统地讲授知识点有一定的难度[11，12]。
2.5 学生学习方面
学生前期课程基础比较薄弱，既没有学习工程方面的专业知识，也没有学习地质学方面的知识，尤其对工程地质勘察方面更是知之甚少。学生获取知识较单一，主要通过教材和课堂教学获取知识点。学生在学习过程中，理论知识掌握较好，但现场感知和现场勘查方面知之甚少。学生主要完成教师布置的作业和完成期末考试，多数学生靠死记硬背，考前突击复习，独立思考较少，学习兴趣不浓，自主学习意识较差[13]。
2.6 教师授课方面
教师教学手段单一，主要通过课堂多媒体讲授，缺少翻转课堂教学，课堂教学中学生参与度少，讨论不充分，案例教学不彻底。另外，教师自身工程实践缺乏，工程现场地质勘探勘查和现场原位试验几乎没有，缺乏理论联系实际[14，15]。
根据土建类专业学生关键职业能力，提出了“七字诀”模块化知识体系(“识”、“测”、“设”、“施”、“管”、“检”、“协”)，构建土木类课程鱼刺结构图，如图2所示。工程地质学与土木工程概论处于课程的最前端，学生的地质方面知识为零基础，从而对后续课程具有重要的铺垫和引导作用，如果工程地质学课程内容学生没有深入掌握，则影响后续课程的深度学习。因此，通过霍尔三维结构模型，从关键职业能力视角下进行模块化课程设计及教学改革实践。
图2 土建类课程鱼刺结构图
基于课程鱼刺结构图，对工程地质学进行霍尔三维建模，如图3所示。从知识维度进行课程内容模块化设计，从逻辑维度进行课程改革与实践，与从时间维度进行课前—课中—课后全过程的推进与实施。
4.1 知识维—模块化设计
(1)类型
地质作用及类型，地质年代的概念、相对年代与绝对年代的确定方法；
常见矿物的性质；
三大岩类的形成、结构和构造，常见岩石的鉴别；
岩石的工程地质性质及影响因素、岩石的工程类型、风化岩的概念及工程地质性质、风化作用类型以及风化带划分；
土体分类及其工程地质性质、特殊土的主要工程地质性质。
(2)构造
岩层产状及其测定和表述方法、褶皱、褶皱对工程的影响；
断裂构造、裂隙、裂隙工程地质评价、断层、断层的工程地质评价、断裂构造对工程的影响；
地质图的阅读、岩体结构特征以及结构面的极射赤平投影图示方法。
(3)地貌
各种地貌形态的特征和成因；
第四纪分期、第四纪堆积物主要成因类型及其工程地质性质。
(4)水文
地下水储水条件、埋藏分类、地下水循环；
渗透定律、地下水流向集水构筑物运动的计算；
典型地貌区地下水分布特征、地下水对工程的各种作用和影响。
(5)不良
地震震级、烈度及传播等知识点；
岩溶、土洞、塌陷、崩塌、滑坡、泥石流，采空区、地面沉降等对工程的影响，以及断裂活动、分类识别和地震的关系以及对工程的影响。
(6)勘察
场地等级、地基等级、勘察等级、勘察阶段的划分；
工程地质勘察方法主要类型、工程地质测绘、工程地质勘探、物探；
常见工程地质原位试验，掌握原位试验的原理。
4.2 逻辑维——改革与实践
从逻辑维对工程地质学课程进行改革，运用“线上+线下”资源，融入现代教学理念和信息交互技术，引入超星“学习通”APP，从课程内容、教学活动、课程资源、作业统计、班级通知、作业布置、线上测试及考试、线上讨论和班级管理等几个模块进行教学设计，如图4所示。基于知觉重组理论进行课堂教学改革与实践，从课堂讲授、案例教学、慕课、翻转课堂、作业反馈、讨论学习、移动学习、沉浸式学习、程设计、实践训练、技术服务、知识片段及记忆痕迹知识重组等逻辑维度进行教学改革与实践。
4.3 时间维——推进与实施
基于知识维模块化设计，逻辑维改革与实践，时间维以课程学时为单位推进。工程地质课程总共32学时，每个学时分为课前预习、课堂教学和课后温故知新三个阶段。课前预习进行任务驱动、线上课程资源上传；
课堂教学侧重于知觉，唤醒和重组，创新案例教学、实施翻转课堂、进行基于移动终端的讨论学习、沉浸式学习和移动学习；
课后进行新任务的下达，作业布置和线上测试及考试。
图3 工程地质课程霍尔三维模型图
图4 基于“学习通”的工程地质学线上信息化教学平台
本文基于“懂设计、精施工、会管理、敢创新、重责任”的现场工程师培养要求，在“七字诀”模块化知识体系的基础上，构建了工程地质学课程霍尔三维模型，从知识维进行了模块化设计，从逻辑维进行了教学改革与实践，从时间维进行推进与实施，结果表明：
(1)通过实施翻转课堂教学方式以来，参与“线上+线下”讨论的学生比例明显提升，“线上”讨论参与度提高了20%，“线下”讨论参与度提高了40%；
(2)构建的“七字诀”核心职业能力矩阵和工程地质学霍尔三维结构，使教学设计有效度和流畅度明显提高，知识传达度得到了拓宽；
(3)超星“学习通”APP线上作业提交及无纸化测试考试，使作业成果形式多样，作业质量得到了提高，无纸化线上考试节约了成本，提高了效率；
(4)本文进一步强化了工程地质学课程的知识体系，提高了课程教学质量，对提高学生工程应用能力具有重要的意义。
猜你喜欢工程地质课程内容模块化基于“课程内容六要素”的绘本文本解读路径探析小学教学研究(2022年21期)2022-07-28模块化自主水下机器人开发与应用海洋信息技术与应用(2022年1期)2022-06-05继往开来 守正创新——河北省水文工程地质勘查院河北地质(2021年3期)2021-11-05继往开来 守正创新——河北省水文工程地质勘查院河北地质(2021年2期)2021-08-21水彩画课程内容与教学体系改革的必要性河北画报(2021年2期)2021-05-25模块化住宅现代装饰(2020年5期)2020-05-30水文地质在工程地质勘察中的有效应用中国资源综合利用(2017年4期)2018-01-22ACP100模块化小型堆研发进展中国核电(2017年2期)2017-08-11模块化VS大型工厂流程工业(2017年4期)2017-06-21学前教育专业体育课程内容的构建体育世界(学术版)(2015年9期)2015-07-01
