［摘 要］隨著工程地質學科的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的教學方法已難以滿足人才培養(yǎng)需求。文章探討了科教融合育人理念在高等工程地質學課程教學中的實踐應用，提出了課程改革應聚焦于更新教學內容、強化實踐教學、創(chuàng)新教學方法以及調整課程評估體系。通過整合前沿科研成果與實際工程案例，著力強化項目制實踐及虛擬仿真實驗，并推行問題導向式學習方法與研究型教學模式，從而促進學生在學術研究與實際應用中的綜合競爭力，使其能夠更好地適應未來復雜多變的科研與工作環(huán)境。此外，課程評估方式的多元化和雙向反饋機制，在一定程度上有效促進了學生學習自主性和綜合素質的提升。科教融合教學模式不僅促進了學術與實踐的結合，還提高了學生的創(chuàng)新思維能力、實踐能力和科研素養(yǎng)，為培養(yǎng)高素質的工程地質專業(yè)人才提供有益的參考和借鑒。

［關鍵詞］科教融合；研究生教育；高等工程地質學；教學模式改革；實踐能力

［中圖分類號］G642 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2025）11-0005-05

一、研究背景

2020年印發(fā)的《關于加快新時代研究生教育改革發(fā)展的意見》提出，要完善科教融合育人機制，加強學術學位研究生知識創(chuàng)新能力培養(yǎng)；要強化產(chǎn)教融合育人機制，加強研究生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)?？梢哉f，探索科教融合育人理念下的研究生課程教學模式，具有重要的現(xiàn)實意義。

研究生課程高等工程地質學是在本科課程工程地質學基礎上開設的課程，旨在加深和提高學生對工程建設中常見的工程地質現(xiàn)象與問題的理解，并能利用所學知識分析、評價和解決工程地質問題。課程主要圍繞各類復雜地質環(huán)境下的工程問題展開，如斜坡巖土體穩(wěn)定性、地下洞室圍巖穩(wěn)定性、地基巖體穩(wěn)定性、滲透變形等。該課程內容復雜，具有獨立性、規(guī)范性強以及理論與實踐結合密切的特點。同時，處理復雜工程地質問題的新技術、新方法也在飛速發(fā)展，涉及遙感技術、地理信息系統(tǒng)、人工智能等領域。面對龐大的理論知識體系與日新月異的新技術手段，傳統(tǒng)的教學方法已難以達到理想的授課效果。為了解決傳統(tǒng)教學中存在的問題，許多國內外學者對高等工程地質學這類理論與實踐緊密結合的專業(yè)課程進行了深入研究和探討。

在研究生課程建設方面，研究者普遍認為應轉變傳統(tǒng)師生角色，并倡導采用以能力培養(yǎng)為導向的教學方法[1-2]。例如，基于CDIO理念，魏玉靜等[3]提出了“三螺旋模式”教學，強調實踐和實驗的重要性。俞縉等[4]則注重激發(fā)研究生的專業(yè)興趣，提出應開展現(xiàn)場調研和實驗教學。穆文平等[5]構建了以課程目標為核心的“五位一體”課程體系。郭振威等[6]關注交叉思維和多元評價體系的構建對地球物理課程教學改革的借鑒意義。而高崗等[7]則針對油氣勘探地質工程與評價課程，建議從課程目標和內容出發(fā)，采用多樣化的教學方法，以提升學生的實踐能力。

在研究生培養(yǎng)體系方面，許多學者從不同角度探討了培養(yǎng)機制的改革。唐益群等[8]對以往教學模式進行了反思，并提出了多主體協(xié)同和產(chǎn)學研融合的培養(yǎng)理念，強調專業(yè)基礎、實踐能力和國際視野的均衡發(fā)展。陳橋[9]聚焦地球化學課程的教學改革，重視科技平臺的建設。王賢敏等[10]則討論了自主創(chuàng)新和多學科交叉對研究生能力培養(yǎng)的重要性。

總的來看，國內外學者在研究生課程建設和培養(yǎng)體系等研究方面取得了顯著成果[11-14]，但在高等工程地質學等理論與實踐結合的課程中，科研成果的應用仍顯不足。因此，開展科教融合育人理念下的高等工程地質學課程教學模式研究與實踐迫在眉睫。

二、科教融合育人理念的核心內涵

科教融合育人是指將科研資源轉化為教學優(yōu)質資源，以促進教學科研協(xié)同培養(yǎng)創(chuàng)新人才，提升人才培養(yǎng)質量，主要包括兩個方面：一是把最新科研成果轉化為教學內容，優(yōu)化課程結構、拓展授課內容；二是將研究方法滲透到教學方法中，培養(yǎng)研究生從事科學研究的思維和意識，進行研究性學習。錢偉長院士在20世紀80年代就提出：“不上課就不是老師，不搞科研就不是好老師?！盵15]研究生教育必須拆除教學與科研之間的“高墻”，教學沒有科研的底蘊，就是一種沒有觀點的教育、沒有靈魂的教育。教學與科研的結合，能夠充分發(fā)揮教學與科研相互促進的作用，實現(xiàn)教學過程科研化、科研過程教學化，最終形成二者相互推動、相互促進的良性循環(huán)。將最新科研成果引入研究生課堂教學環(huán)節(jié)中，以科研方法和內容輔助工程地質專業(yè)課程教學，將課程內容與各類工程地質問題相聯(lián)系，促使研究生在學習專業(yè)課程時發(fā)生學習遷移，加深對基本原理、基本概念和計算方法的掌握。這一教學模式不僅可以使抽象的問題通俗化、形象化，還可以培養(yǎng)研究生解決問題的思維能力，提高研究生學習的積極性。

三、基于科教融合育人理念的教學模式改革設計

教學團隊以“融研于教、以研促教”為導向，廣泛搜集整理高等工程地質學課程科研素材，將科研成果轉化為教學內容，將研究方法滲透到教學方法中。通過對比分析國內外研究生教學模式，研究科教融合育人理念下的高等工程地質學研究生專業(yè)課程科研案例教學模式，提出具體的課堂教學實施方案。培養(yǎng)研究生的自我探索、自主研究意識，激發(fā)學生的學習興趣，實現(xiàn)由“注入式教學”向“啟發(fā)式教學”的轉變。圖1為基于科教融合育人理念的教學模式改革設計基本框架。

（一）更新教學內容

在科教融合育人理念的指導下，更新教學內容是教學改革的核心任務之一。為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和實踐能力的高層次人才，必須將最新的科研成果和工程實踐融入課程教學。教學團隊對高等工程地質學的教學大綱進行了全面審視和調整。

1.教師應主動將自身的科研成果融入教學內容。例如，增加了關于人工智能在工程地質中的應用、新型地質災害監(jiān)測技術等專題，將最新的數(shù)值模擬方法、監(jiān)測技術和預警模型等內容納入課程。這不僅能使學生了解學科前沿動態(tài)，還能激發(fā)他們的科研興趣。

2.引入國內外重大工程案例。例如，將某大型水電站壩基滲透變形治理的成功經(jīng)驗作為教學案例，引導學生分析其中的工程地質問題和解決方案。通過真實案例，學生能夠更直觀地理解理論知識的實際應用，提高學習的針對性和實效性。

3.更新教學資料和教材。由于工程地質學科發(fā)展迅速，傳統(tǒng)教材可能無法涵蓋最新的研究成果和技術方法。教師可以編寫具有前沿性的講義、案例集或參考文獻清單，供學生學習。同時，鼓勵學生查閱最新的學術期刊和會議論文，培養(yǎng)他們自主獲取知識的能力。

4.建立校企合作機制。邀請行業(yè)專家、工程技術人員來校參加講座，分享最新的工程實踐經(jīng)驗和技術創(chuàng)新。通過這種方式，學生不僅能了解學科發(fā)展的最新動態(tài)，還能拓寬視野，了解行業(yè)需求。

（二）強化實踐教學

實踐教學是培養(yǎng)學生綜合能力的重要環(huán)節(jié)。為了實現(xiàn)理論與實踐的深度融合，需要在教學中強化實踐環(huán)節(jié)。

1.豐富實驗教學內容。為了更好地培養(yǎng)研究生的科研能力和創(chuàng)新思維，課程改革應側重于設計更具挑戰(zhàn)性和科研性質的實驗項目，如物理模型試驗、數(shù)值模擬實驗、復雜系統(tǒng)的多尺度建模與驗證等。此外，結合最新的科研前沿，學生可以進行跨學科的實驗設計與模擬研究，如利用計算機輔助設計與有限元分析等方法，驗證和優(yōu)化基于實際工程問題的理論模型。

2.推進實習和現(xiàn)場教學。組織學生前往實際工程現(xiàn)場，如隧道施工、邊坡治理等項目現(xiàn)場，進行實地考察和實踐操作。通過親身參與工程實踐，學生能夠直觀地感受工程地質問題的復雜性和解決方案的多樣性，從而提高實際問題解決能力。

3.實施項目制教學。以真實的工程問題為背景，設立課程項目，組織學生以團隊形式開展研究。例如，針對某一滑坡災害，要求學生從地質調查、數(shù)據(jù)分析到治理方案設計，完整地進行一次工程項目模擬。這種教學方式培養(yǎng)了學生的團隊合作精神和項目管理能力。

4.利用虛擬仿真技術強化實踐教學。開發(fā)工程地質虛擬實驗平臺，模擬復雜的地質環(huán)境和工程條件，使學生在安全可控的環(huán)境中進行實踐操作。這不僅提高了教學的效率，還突破了時間和空間的限制。

（三）創(chuàng)新教學方法

教學方法的創(chuàng)新是提升教學效果的重要途徑，能夠激發(fā)學生的主動性和創(chuàng)造力。

1.實施研究型學習模式。教師應為學生提供開放性的研究課題，引導他們自主探索。例如，在課程中提出尚未解決的工程地質問題，鼓勵學生組成研究小組，共同查閱文獻、設計實驗、提出解決方案，通過這種方式培養(yǎng)學生的科研思維和創(chuàng)新能力。

2.采用問題導向教學方法。在課堂教學中，以實際工程問題為切入點，引導學生思考和討論。例如，在講解滲透變形理論時，先提出一個實際工程中遇到的滲流問題，鼓勵學生提出可能的解決思路，再結合理論知識進行分析。這種方法能夠提高學生的參與度和學習效果。

3.實施翻轉課堂模式。將部分理論知識的學習放在課外，學生通過自主學習完成，課堂上則重點進行討論、答疑和實踐活動。例如，學生在課前預習相關內容，課堂上針對疑難問題進行深入探討。這種模式能夠培養(yǎng)學生的自主學習能力。

4.利用信息技術手段輔助教學。借助多媒體、在線互動平臺等豐富教學形式。例如，通過動畫演示、三維建模等手段，直觀展示復雜的地質結構和工程過程，增強教學的生動性和趣味性。

（四）調整課程評估體系

課程評估體系的調整是教學改革的重要環(huán)節(jié)。為了全面評價學生的科研能力和實際問題解決能力，需要構建多元化的評估體系。

1.豐富評價方式。除了傳統(tǒng)的筆試，還增加了課程論文、項目報告、口頭匯報等多種形式。例如，要求學生提交一份工程地質分析報告，評估其在資料收集、數(shù)據(jù)分析、方案設計等方面的能力。同時，通過口頭匯報和答辯的方式，考查學生的表達能力和應變能力。

2.強調過程評價。關注學生在學習過程中的表現(xiàn)，如課堂參與度、團隊合作情況、平時作業(yè)質量等。例如，記錄學生在項目中的貢獻度、合作態(tài)度等，將其作為評估的重要依據(jù)。這有助于培養(yǎng)學生的責任心和團隊精神。

3.引入自我評價和互評機制。鼓勵學生對自己的學習情況進行反思，總結經(jīng)驗和不足。同時，通過同學之間的互評，促進交流和學習。例如，在小組項目實施中，組員之間互相評價，促進團隊的良性合作。

4.設置科研能力評價指標。針對學生在研究型學習中的表現(xiàn)，如創(chuàng)新性思維、科研方法應用、問題解決能力等，給予相應的評價和反饋。例如，評估學生研究課題的創(chuàng)新點、實驗設計的合理性、結果分析的深度等。

5.建立教師與學生的雙向反饋機制。教師及時向學生反饋評估結果，提出改進建議。學生也可以對教學內容和方法提出意見，促進教學的持續(xù)改進。

通過上述評估體系的調整，能夠全面客觀地評價學生的學習成果，激勵他們不斷提升科研能力和實際問題解決能力。

四、 教學效果評估與分析

為驗證高等工程地質學課程的教學改革效果，教學團隊從定量與定性兩個維度開展了教學效果評估，并對學生能力的提升進行了深入分析。

（一）教學效果的定量與定性評估

1.課堂參與度顯著提高。在科教融合理念下，教學方法的轉變（如啟發(fā)式教學、問題導向教學及翻轉課堂）激發(fā)了學生的學習興趣，課堂上學生的主動性明顯增強。教師反饋表明，學生參與討論、提出問題的頻率提高，表現(xiàn)出更強的自主學習意識。

2.實驗報告與項目作業(yè)的質量有了顯著提升。通過引入更具挑戰(zhàn)性的實驗內容和工程案例，學生的綜合能力得到了鍛煉。實驗報告和項目作業(yè)的內容更具創(chuàng)新性、分析更為深入，且能有效結合最新的科研成果和工程實踐，展示出了學生更強的科研思維和實踐能力。

課程評估方式的多元化也起到了重要作用。除傳統(tǒng)的筆試外，還增加了項目報告、口頭匯報和團隊評估等方式。通過提交工程地質分析報告、參與項目設計等，學生的科研能力和實際問題解決能力得到了提高。教師與學生的雙向反饋機制使得教學過程更加靈活有效，學生能及時根據(jù)反饋調整學習策略。

（二）學生能力提升分析

通過開展基于科教融合育人理念的教學改革，學生在多個方面的能力得到了明顯提升。

1.科研能力的進階。學生在課程中不僅能學習理論知識，還能通過項目研究、實驗設計等環(huán)節(jié)，深入探討實際工程地質問題。通過自主研究，學生能夠將最新科研成果與工程實踐相結合，提升了解決復雜問題的能力。2023級地質工程系有碩士研究生26人，其中11人于2023年9月選修了本課程，15人未選修本課程。通過統(tǒng)計2023年9月至2024年9月學生的學業(yè)成績發(fā)現(xiàn)，選修了本課程的學生整體排名優(yōu)于未選修本課程的學生（見表1）。

2.實踐能力增強。通過現(xiàn)場考察、虛擬仿真實驗等方式，學生能夠在實際工程環(huán)境中應用所學理論，解決如邊坡穩(wěn)定性、地下洞室圍巖穩(wěn)定性等實際問題。此類實踐環(huán)節(jié)使學生的綜合應用能力得到了強化，能夠更好地適應未來的工程地質工作要求。

3.跨學科素養(yǎng)培養(yǎng)。學生不僅能掌握工程地質學的核心知識，還能結合計算機模擬、遙感技術等學科工具，進行復雜問題的分析和預測。這種跨學科的學習方式拓寬了學生的知識面，并增強了他們在多學科團隊中的工作能力。

4.團隊協(xié)作能力提升。在項目制教學中，學生通過團隊合作完成工程任務，不僅提高了溝通協(xié)作的能力，而且鍛煉了項目管理和解決問題的綜合能力。評估結果顯示，學生在團隊中的協(xié)作能力、溝通能力得到了明顯提升。

五、 結論與展望

基于科教融合育人理念的高等工程地質學課程教學改革取得了顯著的成果。改革的關鍵在于將最新科研成果融入教學內容，創(chuàng)新教學方法，強化實踐教學，并在評估體系上進行多元化設計。通過這些改進，課程教學質量得到了提升，有效促進了學生的科研能力、創(chuàng)新思維能力及實踐能力的全面發(fā)展。

盡管取得了一定的成績，但改革仍有提升空間。未來，仍需要更加注重與行業(yè)的緊密合作，進一步優(yōu)化實踐教學內容和形式，以適應快速發(fā)展的行業(yè)需求。此外，隨著科技的進步，要進一步結合新興技術，如生成式人工智能等，為學生提供更加前沿和全面的學習平臺。

科教融合育人理念將繼續(xù)推動教學模式的創(chuàng)新。隨著學科技術的不斷發(fā)展，未來的課程將更加注重跨學科知識的融合，提升學生解決復雜工程問題的綜合能力和創(chuàng)新能力。這不僅有助于提升課程教學質量，還能為社會培養(yǎng)出更多具有國際視野、創(chuàng)新能力的高層次專業(yè)人才。

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［責任編輯：蘇祎穎］