高正夏

河海大学　地球科学与工程学院，江苏　南京　210098

“钻探与掘探”课程体系与教学方法研究

高正夏

河海大学地球科学与工程学院，江苏南京210098

摘 要：“钻探与掘探”是河海大学地质工程专业的专业必修课，本文针对该课程内容散杂、定性描述多等特点，设计了不同的教学方法。同时强调，只有密切与其他课程的联系，并加强与人文素质教育的有机结合，才能使课堂教学从有效向高效转化。

关键词：钻探与掘探；课程体系；教学方法

河海大学地质工程专业1978年开始招收第一届本科生，当时的专业名是水文地质与工程地质，而专业课的名称和教学内容都在不断地变化发展之中。以本课程为例，专业创办之初，课程名称是“水利水电工程地质钻探”，主要为适应当时创办专业的宗旨，即为我国水利水电工程培养地质人才。后来，课程名又改为“勘探技术”，该名称并不是很合适，因为勘探技术包含的范围很广，除钻探与掘探外，至少还有物探、化探等。所以最新的课程改革，把课程名称改为“钻探与掘探”，与“物探与化探”“工程地质原位测试”等课程并列为专业必修课。

一、“钻探与掘探”教学内容与课程体系

“钻探与掘探”是地质工程专业的一门重要专业课。该课程的主要任务是使学生系统了解各种勘探方法及其相关技术，掌握勘探孔布置的原则、基岩中钻探的三大方法、土层中的钻进特别是原状土的取样技术以及与钻探紧密相关的三大试验（注水试验、抽水试验、压水试验）。课程还对探井、探槽、探硐的有关知识、勘探现场的野外描述和内业资料整理以及计算机技术的应用作了介绍。通过该课程的学习，为今后继续学习工程地质勘察、水文地质勘察、岩土工程勘察等建立必要的知识准备，同时还可以培养学生的专业意识，了解地质工程专业对国民经济建设的重要性。同时地质工程专业也是一个十分辛苦的行业，要求学生具备吃苦耐劳的素质、较强的野外动手能力，灵活运用所学知识解决实际问题的能力等（表1）。

表1　“钻探与掘探”课程教学体系及学生能力培养

一项工程建设会动用各种勘探手段，而钻探与掘探是最核心的手段，与其他勘探手段有非常紧密的关系（图1）。

图1　钻探与掘探与其他常见勘探手段的关系

二、“钻探与掘探”课程特点与教学方法

“钻探与掘探”课程有以下几个显著的特点：（1）内容散杂，大多为定性的描述，没有严密的数学推导和逻辑推理；（2）涉及机械设备、冶金工艺等本专业学生不太熟悉的内容；（3）实践性较强，光靠课堂讲授，学生无法掌握将来工作必需的实用技能。

教学方法从宏观上讲主要包括：以语言形式获得间接经验的教学方法，以直观形式获得直接经验的教学方法和以实训形式获得技能、技巧的教学方法等。这些教学方法都有极其重要的实用价值，对提高教学质量具有特定的功效。但任何教学方法都不是万能的，它需要教师切实把握各种教学方法的特点、作用、适用范围和条件以及课程的特点，使其在教学实践中真正有效和高效。

针对“钻探与掘探”课程的特点，笔者在教学方法的选择上主要考虑了以下几方面。

（1）针对课程散杂枯燥的特点，加强课堂设计。人的大脑分左右两半球，它们各有不同的功能。大脑左半球主要功能是进行逻辑推理和语言表达，右半球的主要功能是进行空间和形象的思维，具体体现在直觉、节奏、形象、想象、空间感、整体性等方面的能力。课堂设计时要充分考虑左右脑的功能分工，把一些抽象的问题通过形象表现出来，如讲授“中国古代钻探史”卓筒井部分时，可充分采用文学、历史、旅游等元素，涉及李冰、苏东坡、李约瑟，自贡盐井、燊海井以及西方同时期钻井技术和矿产资源的开采历史。利用图片动画让同学加深卓筒井钻进工艺的理解，讲解科技的同时，兼顾了文学、历史、艺术，使学生接受科技教育的同时还接受了人文素质教育。关键是两节课90分钟的时间让学生的左右大脑功能交替得到发挥，无形中提高了课堂效率（图2）。

图2　课程知识点与人类大脑左右半球的功能分工

（2）合理使用多媒体。很多学生在上这门课之前连钻机是什么样都没印象，更谈不上对钻头、钻杆、钻进过程的认识。这部分内容涉及许多机械冶金常识，单纯用语言叙述，效果不佳。多媒体手段在这儿就派上了用场，例如讲钻进过程时，先放一段半小时左右典型工地的真实钻探视频，然后再就视频中出现的知识点提出若干问题，组织学生通过录像回忆讨论，最后再将视频重复看一遍，学生可以掌握该部分关键的名词术语，同时，对钻机钻孔的真实情况又有了比较强烈的感性认识。又例如，讲到钻孔弯曲时，因钻孔弯曲是在三维空间变化的，很难想象钻孔的真实轨迹，这时，通过一段典型的动画，问题就变得很清晰。目前，多媒体手段已很普遍，但很容易走向另一个极端，好多教师离开了PPT，课就无法讲，从头到尾，幻灯片一张接一张放，学生眼睛非常疲劳，实际上，一些传统的教学手段如适当的板书不能抛弃，多媒体手段一定要用得恰到好处。

（3）抓好实践性教学。针对课程实践性强的特点，在教学中也做了充分考虑，基本上从三个环节来弥补纯课堂讲授的不足。第一，引入课内实训环节，即在课堂讲授时采用真实的工程案例和工程图纸。如讲授工程的钻孔与探硐布置时，首先将真实的水利工程水工建筑物布置图展示给大家，让同学们充分讨论在不同的工程勘探阶段钻探与掘探工作如何布置，然后再将设计院的布置方案与同学们讨论的方案进行比较，使学生能更紧密地与工程实际接轨。第二，利用兄弟课程的野外实习机会。如我校同期开设了一门“工程地质原位测试”，安排了半个学分的实习，原位测试很多工作离不开钻机和钻孔，所以在原位测试实习的同时，让学生有意识地结合“钻探与掘探”课程相关知识进行实习，既为学校节省了实习经费，同时也提高了“钻探与掘探”课的教学质量。第三，充分利用我校地质专业的生产实习。“钻探与掘探”课程中有一个很重要的内容，就是钻孔的野外编录和掘探工程的野外编录，这部分内容如果光依靠讲授和看书，基本上没有什么效果，必须采用单兵实训的方法才能见效，一门课学时有限，实训的现场条件也不具备，所以在生产实习中专门安排了地质编录环节，极大地弥补了课堂教学的不足。

三、 几个问题的探讨

儒家经典《礼记》中有一段话：“虽有佳肴，弗食，不知其旨也；虽有至道，弗学，不知其善也。是故学然后知不足，教然后知困。知不足，然后能自反；知困，然后能自强也。故曰：教学相长也。”教学是科学也是艺术，教学无止境，在今后的教学中，笔者认为以下两方面值得进一步探讨。

（1）有效教学源于20世纪上半叶西方的教学科学化运动，其核心是以学生有无进步与发展作为衡量教学效益的唯一标准。在一切教学活动中，学生永远是主体，一个教师口才再好，多媒体课件做得再漂亮，如果学生没有学到任何东西，教学效果仍然为零，所以，一切教学方法和教学手段的采用，都必须使教学有效，也就是让学生掌握所讲课程的必备知识。教学有效是底线，我们还必须努力使教学高效，关于如何使教学从有效变高效，目前没有统一的标准。笔者认为所谓高效应该体现在花最少的钱和最少的课时完成了课程的教学任务。我们现在一门课的学时数往往都是相差不多的整数，常见的为2个学分即32个课时，但课与课的信息量往往很难科学界定，所以目前的这种课程学分制应该存在一定的学时浪费。另外学校的实习经费往往也非常有限，如何把钱花在刀刃上也值得深入研究。

（2）科技教育与人文教育的有机结合是很多有识之士的共识，专业课课程体系设置不够宽泛，以至很多大学专业课老师非常强调教学内容的专业性和前沿性，而忽视了教育是培养人的综合素质这一根本目的。笔者认为应该在一门课中尽可能有意识地把科技教育和人文教育统一起来。其实，大学教育与中小学教育甚于幼儿园教育并没有本质上的区别，很多的教学理念和教学方法是相通的。

通过多年的“钻探与掘探”课教学实践，笔者深切感到要想上好这门课，必须时刻树立以学生为中心的思想，对学生要充满爱心，要尽其所能了解所教每个学生的特点。教学效果的唯一评判标准就是学生通过学习掌握了多少知识和技能，尤其是技能的培养更应放到传授知识的前面，而能力不仅仅是专业能力，而应包括人文在内的综合能力。教师的境界应该有三重，第一境界为解惑，满足学生的好奇心；第二境界为授业，解决学生的职业需求；第三境界为传道，使学生的身心全面健康地发展。

参考文献：

[1] 杨叔子.求学的方法[M].西安：陕西师范大学出版社，2002：181-198.

[2] 卢予北.钻探技术研究与实践[M].郑州：黄河水利出版社，2008.

[3] 刘广志.中国钻探科学技术史[M].北京：地质出版社，1998.

[4] 陆忠花.“技能导向”教学法研究[J].素质教育论坛，2010，(10)：44-46.

[5] 王国忠，金丽，林岩，等.问题归纳教学法的研究与探讨[J].齐齐哈尔医学院学报，2010，(13)：2139-2140.

中图分类号：G642

文献标识码：A

文章编号：1006-9372 （2013）04-0075-03

收稿日期：2013-08-07。

作者简介：高正夏，副教授，主要从事地下水资源及工程勘探的教学和研究工作。

Study On Curriculum System and Teaching Methods of the Course of Drilling and Mining Exploration

GAO Zheng-xia
Hohai University, Nanjing 210098, China

Abstract：Drilling and mining exploration is a professional required course of geological engineering of Hohai University. The paper designed different teaching methods against the characteristics of the course such as scattered content and more qualitative description.In addition, it is possible that the classroom teaching is transformed from effectiveness to efficiency only through close contact with other courses and humanistic quality education.

Key words：drilling and mining exploration; curriculum system; teaching method