孫 強(qiáng)，朱術(shù)云，曹麗文

中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116

教學(xué)方法

綜攝教學(xué)法在工程地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用

孫 強(qiáng)，朱術(shù)云，曹麗文

中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116

本文結(jié)合工程地質(zhì)學(xué)特點(diǎn)分析了工程地質(zhì)教學(xué)的主體內(nèi)涵，提出了在相關(guān)教學(xué)中運(yùn)用綜攝法的重要性及其主要措施，培養(yǎng)學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識(shí)之上能合理有效地運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，并探討了在綜攝法教學(xué)中需要注意的思維訓(xùn)練方式和要點(diǎn)。

綜攝法；工程地質(zhì)學(xué) ；教學(xué)改革

我國(guó)工程地質(zhì)教育已經(jīng)走過(guò)了60多年歷程，期間從教學(xué)內(nèi)容和理念的創(chuàng)立與發(fā)展是伴隨著眾多工程實(shí)踐成長(zhǎng)的，從無(wú)到有、從小到大、從少數(shù)領(lǐng)域的簡(jiǎn)單分析評(píng)價(jià)到多個(gè)部門、多領(lǐng)域的工程地質(zhì)研究，從而到現(xiàn)在凝聚成為具有鮮明中國(guó)特色的研究與教學(xué)體系[1-8]。工程地質(zhì)的核心內(nèi)容可概括為：以工程地質(zhì)條件研究為基礎(chǔ)、以工程地質(zhì)問(wèn)題分析為核心、以工程地質(zhì)評(píng)價(jià)為目的、以工程地質(zhì)勘察為手段[3-4]，首先研究工程地質(zhì)條件的各個(gè)方面—地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地應(yīng)力、巖土類型及其工程地質(zhì)性質(zhì)、物理（自然）地質(zhì)現(xiàn)象、水文地質(zhì)條件、建筑材料，在獲得這些信息后，再分析存在的工程地質(zhì)問(wèn)題，在這個(gè)過(guò)程中涵蓋了地質(zhì)體與工程建筑的各個(gè)基本方面[3]。

隨著工程活動(dòng)范圍和領(lǐng)域的擴(kuò)大，工程技術(shù)日新月異的發(fā)展，不同學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的交叉和爆炸式增長(zhǎng)，對(duì)工程地質(zhì)教學(xué)的手段和理念提出了新的挑戰(zhàn)：如何在有限的課堂時(shí)間內(nèi)使學(xué)生把握工程地質(zhì)學(xué)科的核心內(nèi)涵。當(dāng)前的工程地質(zhì)教學(xué)實(shí)際情況是多在48學(xué)時(shí)以內(nèi)，這種情況下很難使得學(xué)生掌握所有的相關(guān)知識(shí)，特別是面臨地質(zhì)條件復(fù)雜、環(huán)境多變的具體工程問(wèn)題的分析時(shí)。因此，如何在教學(xué)活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)師生雙方的創(chuàng)造性交流是當(dāng)前的一個(gè)教學(xué)趨勢(shì)和要求[9-10]。

本文將通過(guò)探討綜攝法在工程地質(zhì)教學(xué)活動(dòng)的應(yīng)用，為相關(guān)的教學(xué)改革提供一些新的思路。

一、工程地質(zhì)教學(xué)的主體內(nèi)涵

為了順利完成工程地質(zhì)教學(xué)活動(dòng)，有必要使學(xué)生明確工程地質(zhì)學(xué)習(xí)的主要對(duì)象、基本任務(wù)和主體內(nèi)容。

首先，工程地質(zhì)學(xué)是評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和改造與工程建筑等有關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題的一門科學(xué)，以工程建筑及建設(shè)項(xiàng)目為服務(wù)對(duì)象，以地質(zhì)學(xué)為研究基礎(chǔ)；以數(shù)學(xué)力學(xué)為計(jì)算工具的學(xué)科。因此，工程地質(zhì)的教學(xué)與學(xué)習(xí)都是在研究和討論人類在工程活動(dòng)中行為與地質(zhì)環(huán)境的相互作用與相互適應(yīng)性，

其次，工程地質(zhì)學(xué)習(xí)的基本任務(wù)就是掌握工程地質(zhì)條件與工程活動(dòng)的地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)，明確人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境（工程地質(zhì)條件）之間的相互作用，以便正確評(píng)價(jià)、合理利用、有效改造和完善保護(hù)地質(zhì)環(huán)境。

最后，學(xué)生通過(guò)工程地質(zhì)課程學(xué)習(xí)需要重點(diǎn)掌握的內(nèi)容包括：巖石和土體的物理-力學(xué)性質(zhì)及其工程性質(zhì)，如巖石與土的礦物組成及其排列形成的微觀結(jié)構(gòu)等對(duì)建筑工程穩(wěn)定性的影響，弄清巖土體的不同的分類要求和指標(biāo)，了解不良地質(zhì)條件下的巖土體的改良方法；建立起人與環(huán)境和諧發(fā)展的工程地質(zhì)觀念，形成關(guān)于自然環(huán)境對(duì)工程活動(dòng)的制約與人類工程活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響的雙向作用機(jī)制的基本認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上，掌握崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質(zhì)作用對(duì)工程建筑的危害及其預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)和防治措施；熟悉工程常見(jiàn)的地基、硐室等工程地質(zhì)問(wèn)題，以及地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其對(duì)工程活動(dòng)的影響；掌握主要勘察程序、方法和手段。

通過(guò)上面的對(duì)工程地質(zhì)教學(xué)主體內(nèi)涵的論述可以看出，在教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生需要領(lǐng)悟和掌握的內(nèi)容很多，如果沒(méi)有好的教學(xué)思路，往往會(huì)導(dǎo)致教學(xué)活動(dòng)成為就事論事，事倍而功半，很難使學(xué)生把握這門學(xué)科的精髓。同時(shí)，工程地質(zhì)會(huì)涉及眾多的相關(guān)學(xué)科知識(shí)（圖1），如與地球科學(xué)相關(guān)的巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地層學(xué)、地貌學(xué)等，與工程學(xué)和基礎(chǔ)學(xué)科相關(guān)的物理力學(xué)、數(shù)學(xué)等。

圖1 工程地質(zhì)相關(guān)學(xué)科知識(shí)

二、綜攝教學(xué)法的運(yùn)用

綜攝法又稱類比思考法，其源自在我們對(duì)外部事物的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)過(guò)程中，常常是在某些帶有啟發(fā)暗示的“指揮下”進(jìn)行的，而這種“指揮”與我們的思考方法和意識(shí)關(guān)系不大，卻是我們?nèi)粘Ｉ钪械乃?jiàn)所聞密切相關(guān)[11]。因此，可以利用外物來(lái)啟發(fā)思考、激發(fā)靈感解決問(wèn)題。

工程地質(zhì)教學(xué)中，我們可以借助于學(xué)生已有的相關(guān)學(xué)科知識(shí)和日常生活經(jīng)歷，在此基礎(chǔ)上開(kāi)綜攝法教學(xué)。在教學(xué)中鍛煉學(xué)生對(duì)所面對(duì)事物的異質(zhì)同化和同質(zhì)異化兩種思維方式。

當(dāng)我們面臨未知的或者不熟悉的事物時(shí)，常常會(huì)采取拿性質(zhì)不同的現(xiàn)有事物的分析和模擬方式去與之相對(duì)比，在此基礎(chǔ)上提出設(shè)想。這種方式稱之為異質(zhì)同化，即根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)來(lái)分析比較所面對(duì)的問(wèn)題。例如，當(dāng)開(kāi)展某項(xiàng)工程的地質(zhì)問(wèn)題調(diào)查時(shí)，可以與醫(yī)生全面診斷病人一樣，先逐項(xiàng)檢查，然后根據(jù)檢查結(jié)果分析存在的病癥，這樣會(huì)使得技術(shù)（研究）路線明晰，而且有很強(qiáng)的可操作性與指導(dǎo)性。

如何擺脫固有的思維方式和問(wèn)題分析方法的桎梏，進(jìn)行創(chuàng)造性分析和解決問(wèn)題是我們需要面對(duì)的難題。因此，如何運(yùn)用新的知識(shí)或從新視角進(jìn)行審視、分析、研究和處理原有的資料和技術(shù)手段顯得十分必要，在此基礎(chǔ)上使得認(rèn)識(shí)有新的突破，這過(guò)程即為同質(zhì)異化思考方法。例如，在狹窄的海邊場(chǎng)地進(jìn)行海底隧道掘進(jìn)時(shí)，一方面需要的很大的場(chǎng)地存放施工材料（如做襯砌），另一方面又需要相關(guān)場(chǎng)地堆放掘進(jìn)所產(chǎn)生的大量巖屑廢渣，那么可以通過(guò)同質(zhì)異化思維，我們可以考慮在不影響地質(zhì)環(huán)境的情況下，用掘進(jìn)產(chǎn)生的廢料進(jìn)行人為營(yíng)造陸地，同時(shí)解決了材料堆放和廢料處理的問(wèn)題。

為了在教學(xué)中可以使學(xué)生的創(chuàng)造力的潛能得到進(jìn)一步鍛煉，可以進(jìn)行以下4種模式的訓(xùn)練。

（1）人格性的模擬，充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生主體感官認(rèn)識(shí)。例如，在邊坡相關(guān)知識(shí)的講授中，可以讓學(xué)生假設(shè)自己是邊坡，針對(duì)坡腳、坡肩、坡體等不同位置的特點(diǎn)與自己身體做對(duì)比，如果邊坡發(fā)生失穩(wěn)可以采取什么手段，如何去處理，然后再尋找解決問(wèn)題的方案，最終歸結(jié)為削肩、捆腰、壓腳三個(gè)主體內(nèi)容。

（2）直接性的模擬，根據(jù)所要關(guān)注的對(duì)象與模擬事物之間的關(guān)聯(lián)性，將模擬對(duì)象視為范本，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行論證思考，提出處理問(wèn)題的方案。例如，邊坡災(zāi)害的問(wèn)題，很多學(xué)生的家鄉(xiāng)或?qū)W校周邊有生活的例子，可以直接作為例子講授，既直接，又有生活氣息。

（3）象征性的模擬，通過(guò)把問(wèn)題構(gòu)想成為直接的物質(zhì)對(duì)象，使學(xué)生形成形象化的物質(zhì)對(duì)象，進(jìn)而激勵(lì)其腦力活動(dòng)，開(kāi)發(fā)其創(chuàng)造潛力。例如，在學(xué)習(xí)巖石風(fēng)化時(shí)，可以將植物的根劈破壞直接視為巖石的拉裂破壞。

（4）想象性的模擬，利用人大腦的自由想象能力，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)幻想和聯(lián)想等為工程地質(zhì)問(wèn)題的分析和解決尋找靈感，提出創(chuàng)造性方案。 例如，在某處發(fā)生地震，可以讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，分析可能出現(xiàn)的次生災(zāi)害問(wèn)題，進(jìn)而擴(kuò)展成地質(zhì)災(zāi)害鏈和立體防災(zāi)減災(zāi)教學(xué)。

總之，綜攝教學(xué)法在工程地質(zhì)中的應(yīng)用就是以生活中的實(shí)例或?qū)W生已有知識(shí)為媒介，將學(xué)習(xí)內(nèi)容分成若干要素，針對(duì)具體的要素進(jìn)行分析討論，并組織構(gòu)建各要素之間的綜合關(guān)聯(lián)性，在此基礎(chǔ)上激發(fā)學(xué)生的潛在靈感，形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)，進(jìn)而掌握工程地質(zhì)的內(nèi)涵要素（圖2）。

三、結(jié)語(yǔ)

在應(yīng)用綜攝教學(xué)法時(shí)要注意充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使能夠集中注意力。同時(shí)，要貫徹同質(zhì)異化和異質(zhì)同化兩個(gè)原則，引導(dǎo)學(xué)生分析對(duì)比事物異同，建立形象而豐富的思考空間，通過(guò)新思考方式的訓(xùn)練，激發(fā)創(chuàng)造性設(shè)想，提出創(chuàng)造性解決方案。綜攝教學(xué)法的運(yùn)用對(duì)于學(xué)生認(rèn)知能力會(huì)有很大幫助，體現(xiàn)為對(duì)問(wèn)題的洞察、思考和解決能力的綜合提高。通過(guò)綜合訓(xùn)練、全面發(fā)展、擴(kuò)展思維，加強(qiáng)交流，達(dá)到教書育人的目的。

圖2 綜攝教學(xué)運(yùn)用步驟

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Synectics M ethod and its App lication in Engineering Geology Teaching

SUN Qiang, ZHU Shu-yun, CAO Li-wen
China university of M ining and Technology, Xuzhou, 221116, China

The importance of synectics method and main measures were put forward based on characteristics and main connotation of geological engineering practice. The teaching purpose of engineering geology is to cultivate students to solve problems effectively based on the maser of basic know ledge. Meanwhile, thinking training and key points needed to be emphasized in synectics method was discussed in this paper.

synectics method; engineering geology; teaching reform

G 642

A

1006-9372 （2012）03-0083-03

2012-04-20。

國(guó)家自然科學(xué)基金（41102201）；中國(guó)礦業(yè)大學(xué)青年教師教學(xué)改革資助計(jì)劃、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教學(xué)改革計(jì)劃資助。

孫 強(qiáng)，男，副教授，主要從事工程地質(zhì)、巖土工程的教學(xué)與研究。