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土木工程教学(1): 注重培养学生的思维方法和创新能力

已有 2527 次阅读 2015-6-1 08:20 |系统分类:教学心得

中国工程地质学经历了半个多世纪的研究实践, 构造了科学的理论、方法和学科体系,以其适应自然过程的惊人成就而赢得国际地位。正是这种大量的实践与丰厚的科学积累,使中国工程地质学具备解决现代大型复杂工程建设问题和持续创新的能力。

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学者们勤于实践、传承文明, 始终坚持理论研究与工程实践的紧密结合,成功地服务于工程建设。发展了SEM、CT 技术、发射定位测试等岩土力学试验与微观研究。另一方面数值分析表现在多种模型的建立和多种计算方法的开发,将非线性理论与工程地质学相结合,深入研究各种失稳过程的本质及其规律,系统论和控制论的引入,进一步发展综合集成方法。

作为地质学的一门分支学科,工程地质学研究的对象是地壳表层的地质体,在物质成分、结构、构造、形态特征、分布规律,决定了工程地质问题的不确定性、未可知性、灰色性和模糊性,及对其认识过程的复杂性和系统性等。因此,工程地质及形成演化的动力学过程具备高度的非线性特征。熊孝波(2011-2014)结合自己的教学与科研实践,运用系统工程方法、灰色理论、模糊数学、神经网络等方法,结合自己的国家自然科学基金项目(40962005)和(2011-k3-36)等省部级课题进行了个人经验式的人才培养,使得受到培养的学生具备了一定的分析复杂工程地质问题的能力。指导学生先后写作发表了10余篇科研论文,有10余人进入985和211等高校进入研究生阶段的学习。

因此,在教学工作中,我们应站在开放的、复杂的、巨系统的角度,并全面深入地认识这些联系,对学生深入地了解各种工程地质结构、现象和发展规律,为正确对待和解决工程实践中的各种工程地质问题提供科学的世界观和方法论。

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工程地质学教学的两项基本任务,一是使学生掌握工程地质基本理论,二是培养学生掌握科学的思维方法和分析能力。

自然界各类土木工程的地质条件是极其复杂的,而对于工程建设来讲,不管工程场地的工程地质条件如何复杂,只要对其予以充分的认识,对存在的工程地质问题作出正确的评价,就可以避免工程事故,能够提出科学合理的解决方案,所以,工程地质学课程的教学方法应着眼于基本原理和科学研究方法的有机结合。

在以往的工程地质学教学过程中,任课教师根据课程建设的基本思路,一方面在课堂教学中除讲授基本地质理论外,也有针对性地介绍国内外重大工程地质事故实例,对其发生的原因、条件及过程进行理论分析,使学生对工程地质问题获得系统全面的认识;另一方面,通过课程设计和毕业设计(论文)等教学环节,有针对性地结合生产、科研实际提出工程地质研究课题,让学生对工程地质条件进行分析,对存在的工程地质问题作出评价,并独立地提出施工设计和解决方案。多年的教学实践表明,这对于提高学生实际工作能力、培养科学的思维方法,效果十分明显。

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