黃海峰，宋 琨，盧書強，黨 超，易慶林

三峽大學(xué) 土木與建筑學(xué)院，湖北 宜昌 443002

地質(zhì)工程專業(yè)計算機類課程體系建設(shè)及教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化研究

黃海峰，宋 琨，盧書強，黨 超，易慶林

三峽大學(xué) 土木與建筑學(xué)院，湖北 宜昌 443002

本文通過分析目前主要高校地質(zhì)工程專業(yè)的計算機類課程設(shè)置現(xiàn)狀及問題，以三峽大學(xué)地質(zhì)工程地質(zhì)災(zāi)害防治方向為例，著重討論了基于具體實際需求有針對性地建立計算機類課程體系，并基于課程體系進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，以保障計算機能力培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。

地質(zhì)工程；計算機類課程；課程體系；教學(xué)內(nèi)容

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國步入經(jīng)濟(jì)騰飛的重要時期，大量的工程建設(shè)引發(fā)了高校地質(zhì)工程專業(yè)畢業(yè)生持續(xù)火爆的就業(yè)市場[1]。盡管如此，市場對地質(zhì)工程專業(yè)人才的要求也在發(fā)生變化，正從過去的技術(shù)需求型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗刭|(zhì)需求型，即從所謂的專才變?yōu)橥ú?，或稱復(fù)合型人才[2]。這就要求正在高校接受培養(yǎng)的地質(zhì)工程人才，除了具備扎實的基礎(chǔ)理論知識以外，還要不斷掌握最新的技術(shù)和方法，并具有不斷更新專業(yè)知識的能力[1]。這其中，計算機技術(shù)作為信息時代的大眾化工具，已經(jīng)深深融入并徹底改變了地質(zhì)工程行業(yè)的工作方式，因此為了滿足相關(guān)需求，國內(nèi)開設(shè)地質(zhì)工程專業(yè)的高校紛紛通過增加計算機類選修課或在專業(yè)課中增加計算機軟件知識介紹來促進(jìn)對學(xué)生計算機知識和技能的培養(yǎng)，然而這種手段難以實現(xiàn)讓學(xué)生全面掌握將來所從事專業(yè)方向計算機技能的目標(biāo)。本文擬在分析目前高校地質(zhì)工程專業(yè)計算機類課程設(shè)置現(xiàn)狀及存在問題基礎(chǔ)上，以三峽大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)地質(zhì)災(zāi)害防治方向為例，通過詳細(xì)分析專業(yè)方向的計算機技能需求，系統(tǒng)地建立起計算機類課程體系，并以此為基礎(chǔ)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，保障實現(xiàn)學(xué)生掌握符合地質(zhì)工程專業(yè)相關(guān)方向所需的較為全面的計算機知識和技能的培養(yǎng)目標(biāo)。

一、計算機類課程設(shè)置現(xiàn)狀及問題

通過對目前開設(shè)有地質(zhì)工程專業(yè)的主要高校進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，該專業(yè)的計算機類課程設(shè)置現(xiàn)狀以及存在問題主要包括以下幾方面。

1.培養(yǎng)目標(biāo)針對性不強，課程設(shè)置不合理

1997年，教育部高教司就頒發(fā)了“加強非計算機專業(yè)計算機基礎(chǔ)教學(xué)工作的幾點意見”；進(jìn)入21世紀(jì)，教育部高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會又提出“關(guān)于進(jìn)一步加強高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)教學(xué)的意見暨計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求”。在這種背景下，地質(zhì)工程專業(yè)也確實開始注重對學(xué)生計算機技能的培養(yǎng)，采取的普遍做法就是在保證通識教育中的計算機課程外，增加少量的計算機類專業(yè)選修課或在專業(yè)課中增加計算機軟件知識的介紹[3]。然而，這種做法并沒有真正以當(dāng)前行業(yè)發(fā)展對計算機能力的實際需求為基礎(chǔ)，所以培養(yǎng)目標(biāo)針對性不強，進(jìn)而導(dǎo)致計算機課程設(shè)置不合理，學(xué)生無法掌握一套在地質(zhì)工程行業(yè)當(dāng)中需要應(yīng)用的且較為完整的計算機知識和技能體系。另外，將計算機類課程全部設(shè)置為專業(yè)選修課，就意味著允許該專業(yè)學(xué)生可以不掌握專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的任何計算機技能，這簡直不可想象。

2.課時少，課程內(nèi)容不合理

根據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)高校地質(zhì)工程專業(yè)的計算機類課程學(xué)時一般不超過總學(xué)時的6.5%，而且這是將所有選修課作為必修課全部參與統(tǒng)計的結(jié)果，可見計算機類課程所占比重很低。另外，如果除去通識課程中的計算機類課程（一般包括“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”以及“程序設(shè)計語言”兩門課程），剩下專業(yè)課中的計算機類課程課時就僅占到4%以下?？梢韵胂?，在國家強調(diào)通識素質(zhì)教育而較大幅度壓縮專業(yè)課程學(xué)時的背景下，很難通過這種極少的課時安排就能培養(yǎng)學(xué)生掌握行業(yè)所需的計算機技能。另外，由于計算機類課程設(shè)置不成體系，使得僅有的幾門課程內(nèi)容設(shè)置要么前后脫節(jié)、要么內(nèi)容重復(fù)，或者課程內(nèi)容涉及面窄、內(nèi)容陳舊、針對性不強，根本無法滿足行業(yè)實際需求。

3.以理論為主，忽略上機實踐

課程設(shè)計內(nèi)容面面俱到，常以理論教學(xué)為主，忽略理論聯(lián)系實際的上機實踐訓(xùn)練。作為非計算機專業(yè)，地質(zhì)工程對計算機技能的要求，其核心目的無疑是需要學(xué)生掌握在實際工作中必用或常用的軟件工具和信息化技術(shù)方法等，因此這類課程的教學(xué)重點也應(yīng)該放在結(jié)合行業(yè)實踐案例的大量上機訓(xùn)練當(dāng)中，雖然理論講解必不可少，但絕不應(yīng)作為課程內(nèi)容的重點甚至全部。

二、計算機類課程體系建設(shè)分析

目前我國高校開設(shè)的地質(zhì)工程專業(yè)，主要都是結(jié)合各高校自身優(yōu)勢，進(jìn)一步細(xì)分為工程地質(zhì)、巖土鉆掘、地球探測與信息技術(shù)、煤田油氣勘查、地質(zhì)災(zāi)害防治等諸多方向，而不同方向?qū)τ嬎銠C知識和技能的要求顯然會有所不同，因此要建立地質(zhì)工程專業(yè)的計算機類課程體系，也必然要與具體的專業(yè)方向緊密結(jié)合起來。以下將以三峽大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)地質(zhì)災(zāi)害防治方向為例，探討計算機類課程體系的建設(shè)情況。

三峽大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)從2012年開始招生，結(jié)合大學(xué)長期從事三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治所具備的基礎(chǔ)，確立了該專業(yè)以地質(zhì)災(zāi)害防治為主要方向。在制定培養(yǎng)方案時，注重該專業(yè)方向的實際需求，其中就包括對計算機知識和技能的需求。根據(jù)長期從事地質(zhì)工程防治的相關(guān)工作內(nèi)容，較為全面地梳理出其中需要用到的計算機知識和技能。

1.通識部分

（1）計算機基礎(chǔ)：操作系統(tǒng)，常用Office辦公軟件，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)等。

（2）程序設(shè)計基礎(chǔ)：掌握至少一門程序設(shè)計語言。

2.專業(yè)部分

（1）制圖：繪制平面地質(zhì)圖，包括普通地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)圖、地質(zhì)災(zāi)害平面圖等；繪制剖面圖，包括地質(zhì)剖面圖、工程地質(zhì)剖面圖等；繪制鉆孔柱狀圖；繪制其他山地工程圖件，如槽探、坑探素描圖等。

（2）地質(zhì)工程數(shù)值模擬：有限元、有限差分方法；應(yīng)力-應(yīng)變分析、流/力耦合分析；巖土工程和巖土環(huán)境模擬，包括邊坡穩(wěn)定性分析、地下水滲流分析等。

（3）空間數(shù)據(jù)管理和分析：地質(zhì)災(zāi)害防治工程中涉及的一系列空間數(shù)據(jù)的有效集成管理，例如遙感影像圖、地形圖、地質(zhì)圖等；地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)空間數(shù)據(jù)分析，如數(shù)字高程模型分析、地形地貌特征（坡度、坡向、起伏度等）的提取分析、場地選擇分析評價等。

（4）區(qū)域地質(zhì)環(huán)境分析：區(qū)域地質(zhì)或工程專題信息的提取、監(jiān)測、評價等。

基于以上分析，根據(jù)三峽大學(xué)人才目標(biāo)定位，在參考其他高校地質(zhì)工程專業(yè)計算機類課程的設(shè)置情況基礎(chǔ)上，建立起面向地質(zhì)災(zāi)害防治方向需求的計算機類課程體系（表1）。

表1 地質(zhì)工程專業(yè)地質(zhì)災(zāi)害防治方向計算機類課程體系

表1中的課程體系構(gòu)成有以下主要特點：（1）課程完全涵蓋了該專業(yè)方向所需的計算機知識和技能，保證學(xué)生畢業(yè)進(jìn)入工作單位后能夠馬上利用掌握的相關(guān)知識和技能開展實際工作。（2）計算機類課程學(xué)時占總學(xué)時超過8%，其中專業(yè)課程學(xué)時也超過了5%，即提高了計算機類課程的總學(xué)時，以盡量保證學(xué)生在有限的課時內(nèi)既能學(xué)到理論，更能掌握上機操作技能。（3）根據(jù)培養(yǎng)方案整體要求，所有計算機類課程全部納入專業(yè)拓展課，并未進(jìn)入學(xué)科基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)核心課，這種情況下為保證學(xué)生仍能全面掌握相關(guān)知識技能，將三門最為核心的專業(yè)課設(shè)定為必修課。

三、計算機類課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化分析

合理的教學(xué)內(nèi)容是讓學(xué)生能全面、有效地掌握必備專業(yè)知識和技能的根本保證[4]，尤其是在專業(yè)課程學(xué)時大幅壓縮的情況下，基于課程體系制定和優(yōu)化各門課程的教學(xué)內(nèi)容就顯得更為重要。表2列出了對表1中所有計算機類課程進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化后的相關(guān)情況。

表2中對地質(zhì)工程專業(yè)地質(zhì)災(zāi)害方向計算機類課程內(nèi)容的優(yōu)化主要體現(xiàn)在：（1）教學(xué)目標(biāo)明確，理論講解基礎(chǔ)上注重上機實踐，以此培養(yǎng)學(xué)生通過常用專業(yè)軟件的不斷訓(xùn)練，掌握解決實際工程問題的思路和方法；（2）基于課程體系的綜合角度去設(shè)計和優(yōu)化所有計算機類課程的教學(xué)內(nèi)容，做到不遺漏、不重復(fù)；（3）合理安排開課時間，保證課程之間的內(nèi)容前后銜接緊密、過渡順暢，如將地理信息系統(tǒng)安排在第6學(xué)期，讓學(xué)生在充分掌握空間數(shù)據(jù)、坐標(biāo)系統(tǒng)和ArcGIS這一通用軟件的基礎(chǔ)上，再在第7學(xué)期開設(shè)地質(zhì)工程數(shù)值法，可以自然過渡到利用AutoCAD和MapGIS這些行業(yè)常用軟件直接繪制工程圖件上，避免還需過多講解原理而占用上機時間。

通過以上基于課程體系的教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，可以明顯提升教學(xué)效率，從而為培養(yǎng)學(xué)生全面掌握將來所從事專業(yè)方向的計算機知識和技能提供堅實保障。

四、結(jié)束語

地質(zhì)工程專業(yè)的迅猛需求和快速發(fā)展要求高校大學(xué)生除了具備扎實的基礎(chǔ)理論知識以外，也要不斷掌握行業(yè)內(nèi)最新的計算機知識和技能。只有基于地質(zhì)工程專業(yè)不同培養(yǎng)方向的具體需求分析，才能較好地建立起涵蓋行業(yè)方向所必需知識和技能的計算機類課程體系。再以課程體系為基礎(chǔ)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，才能保障真正實現(xiàn)學(xué)生掌握地質(zhì)工程專業(yè)相關(guān)方向所需的計算機知識和技能培養(yǎng)目標(biāo)。因此，國內(nèi)高校地質(zhì)工程專業(yè)的計算機類課程體系不可能千篇一律，而應(yīng)該根據(jù)具體培養(yǎng)方向針對性地建立和實施。

表2 優(yōu)化后的地質(zhì)工程專業(yè)地質(zhì)災(zāi)害防治方向計算機類課程教學(xué)內(nèi)容

[1] 傅榮華，黃潤秋，王運生，等.地質(zhì)工程專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2009， (1)：98-102.

[2] 陳劍，慎乃齊.地質(zhì)工程專業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)模式研究[J].中國地質(zhì)教育，2011，(1)：18-21.

[3] 宋金星，劉玉芳，林曉英.煤及煤層氣工程專業(yè)計算機類課程設(shè)置研究[J].中國地質(zhì)教育，2009，(1)：121-123.

[4] 謝淑云，鮑征宇，賈先巧.我國地質(zhì)專業(yè)課程體系設(shè)置的合理性與局限性[J].中國地質(zhì)教育，2001，(1)：74-78.

Title: Study on Curriculum Settings and Optimization of Teaching Contents of Computer Courses for Geological Engineering Profession

Author(s): HUANG Hai-feng, SONG Kun, LU Shu-qiang, DANG Cao, YI Qing-lin

geological engineering; computer courses; curriculum settings; teaching contents

G642

A

1006-9372（2014）04-0072-03

2014-10-17。

湖北省高校教學(xué)改革研究項目(2012235)；2013年三峽大學(xué)校級教研項目（J2013005）。

黃海峰，男，副教授，主要從事地質(zhì)工程的教學(xué)和研究工作。