摘要：文章以应用型高校为例，首先说明了工程地质课程“三环一心”工程案例教学模式构建，然后从具体实践、典型案例、效果反馈三个方面论述了工程地质课程“三环一心”工程案例教学模式应用。

　　关键词：“三环一心”工程案例教学模式；工程地质课程；应用型高校

　　应用型高校以培养应用型人才，服务地方发展为根本目标，故理论与实践的有机结合显得尤为重要。工程地质课程是城市地下空间工程专业的学科基础课程，其任务是培养学生阅读工程地质资料、分析工程地质条件及解决工程地质问题的能力。工程地质课程也是一门强调实践性的自然科学课程，课程中的部分概念、原理、现象及措施实践性较强，若教师不将工程案例融入其中进行讲解，学生往往很难真正理解与吸收，教学就难以获得良好的效果。因此，工程地质课程教学应与工程案例紧密结合，使学生可以发现工程问题，并能够瞄准社会需求，明确学习目标，而这恰恰也是应用型人才培养的目标。当前，随着社会信息化程度日益提高，工程地质课程日常教学逐渐向教学内容丰富化、教学手段多样化、教学评价多元化、教学管理全程化的方向发展，使得工程案例融入教学变得越来越容易，取得的教学效果也越来越理想。

　　案例教学法由美国哈佛商学院于20世纪20年代首创和倡导，并广泛应用于经济学、法学、工程学等学科教学[1-21。教师在教学过程中使用案例教学法时，通常会依据教学目的和教学要求，通过展示案例、分析案例、探究案例，进而引导学生发现问题、探究问题并最终解决问题P-41。而本文将结合应用型高校的人才培养目标，构建工程地质课程“三环一心”工程案例教学模式，并将其应用于教学，以促使某些晦涩难懂的理论知识变得通俗易懂，或者更加形象、具体、生动，进而吸引学生的注意力，增强学生自主学习的能力，提高学生学习的兴趣。尤其对于今后要从事工程建设与管理的学生而言，这种教学模式更具有吸引力和影响力，能增强身临其境的感觉，提升学生对所学专业和今后从事工作的整体认识。

　　一、工程地质课程“三环一心”工程案例教学模式构建

　  （一）背景分析

　　目前，工程地质课程的课堂教学中，教师的教学手段依然比较传统，学生对基础知识的掌握不太牢固，教学效果不太理想，其主要原因如下。一是很多教师毕业后就直接进入高校任教，其年轻、富有激情，但工程经验相对缺乏。在教学过程中，这些教师往往偏重理论知识的讲授，而忽视了工程经验的传授。二是工程地质课程包含内容较为广泛，如普通地质学、构造地质学、工程岩土学、不良地质现象及工程地质勘察等，但课时分配相对较少，本科阶段通常只有32个课时，实践环节课时则更少，有的学校甚至不设置野外地质实习环节。三是传统课堂教学对一些基本概念、基本原理、地质现象、处理措施等内容的教学多以理论讲授为主，讲解内容枯燥乏味，课堂气氛不活跃，学生注意力不集中，削弱了学生的学习积极性和主动性，导致教学效果较差。四是传统课堂教学中，教师基本上不注重思政元素的融入，即仅进行知识的传授，忽略了爱国主义教育及社会主义核心价值观的塑造从而难以实现立德树人的根本任务。针对上述教学现状，教师可结合每门专业课程拥有的工程案例进行教学。这些工程案例往往包含很多对相关理论知识的应用、拓展与总结，因而融入工程案例进行课堂教学是改变上述教学现状及提高教学效果的有效途径之一。

       案例教学最大的优势是将教学内容呈现在一个真实复杂的情境中，各个知识点相互联系，这对于学生理解所学内容并构建知识点之间的关系都有积极影响[5]。而工程案例教学模式因具有诸多优点，被广泛应用于专业课程教学，且取得了一定的教学效果，相比传统课堂教学模式，该模式不仅能提高学生的学习积极性，也能弥补实践环节的不足，并充分体现理论与实践的有机结合[6]。常规工程案例教学模式是将工程案例引入课堂内以辅助教学，让学生通过分析案例并展开讨论，或者仅让教师通过工程案例辅助讲解那些难以理解的理论知识。这种模式的教学还存在以下一些问题：一是课堂教学多以教师讲授为主，未突出学生的主导地位，即未能做到以学生为中心；二是尽管有些教师讲解的工程案例生动有趣，但是工程案例本身的特点并未完全展示出来，仅用于辅助理解某些晦涩难懂的理论知识；三是仅在课堂内实施，未涉及全过程、全方位的学习，不能充分锻炼学生的自主学习能力与总结能力等；四是在工程案例的选择方面较为粗略，未充分结合理论知识、学生兴趣等考虑到工程案例应具有正能量、启发性、互动性等选择要求；五是工程案例的融入未充分考虑到学生团结协作能力、独立学习能力、创新思维能力、语言表达能力及发现问题与解决问题的能力的培养。

　　针对应用型高校工程地质课程的课堂教学现状及常规工程案例教学模式存在的突出问题，为提高教学效果，有必要构建一种覆盖全过程、全方位学习，且以学生为中心，不同于以往的工程案例教学模式。

　　（二）“三环一心”工程案例教学模式构建

　　为了使学生更好地理解与吸收理论知识，提高学习积极性和主动性，笔者特将工程案例融入工程地质课堂教学，具体过程如图1所示。通过引入与理论知识相关的工程案例，挖掘工程案例中的关键信息，加强学生对理论知识的理解与吸收，以达到理论知识与工程实践有机结合的目的。此过程可构成一个闭合的过程，其中挖掘的关键信息至关重要。

　　根据上述工程案例融入过程，为加强学生对理论知识的理解与吸收，让学生行动并充实起来，笔者构建了工程地质课程“三环一心”工程案例教学模式，如图2所示。其中，“三环”是指将工程案例融入“课前—课中—课后”三个环节，以突出时间上（课前、课中、课后）和空间上（课内、课外）的全过程、全方位学习；“一心”是指教学要以学生为中心。即在“课前—课中—课后”三个环节中，均要突出学生的主体地位，让学生成为主导角色，挖掘学生的潜力，调动学生的积极性，以便有效培养学生主动学习的能力。

　　课前环节：全体学生对上课内容进行预习，可以引导学生针对预习内容从不同知识点、不同角度及不同细节着手，查找相关的工程案例，并记录1—2条工程案例中的关键信息。

　　课中环节：首先，教师评讲上一堂课内容中工程案例的补充情况与心得体会，并随机检查学生查找的关于本堂课内容的工程案例情况；其次，在课堂教学中融入工程案例进行讲解；最后，提问2—3名学生，让其就工程案例的选择方面，说出自己查找的工程案例与教师融入的工程案例的相同与不同之处。

　　课后环节：为巩固教学内容、强化教学效果，教师要让学生确定一个更加典型的工程案例（可以是教师融入的，也可以是学生查找的），通过广泛查阅资料进行深入补充，之后结合理论知识写出相关的心得体会，并随机抽取2—3名学生的工程案例补充情况与心得体会作为作业上交。

　　概括来说，通过在“课前—课中—课后”三个环节融入工程案例的教学，不仅加强了学生对理论知识的理解与吸收，提升了其学习兴趣，也提高了其自主学习能力、创新思维能力、表达与总结能力等综合能力。

　　二、工程地质课程“三环一心”工程案例教学模式应用

　　（一）具体实践

　　为巩固理论知识，实现理论与实践的有机结合，现结合工程地质课程“断层”一节对“三环一心”工程案例教学模式应用的具体实践加以论述。

　　课前环节：让学生预习新课“断层”的内容，按照布置的学习任务查找工程案例并提取关键信息。学生分别从隧道通过断层的设计要求、施工技术及断层对隧道结构的危害等方面着手，查找相关的工程案例。其中，一名学生查找的工程案例如下：乌尉高速公路天山胜利隧道在穿越地质构造复杂、岩体破碎，且富含水体的最大断层—F6断层的过程中，采用钢筋排改造支护和利用超前物探等关键技术，对前方洞身围岩破碎程度、富水程度进行分析预判，制定科学合理的施工方案，成功穿越了F6断层。为确保工程的安全性和使用功能，在F6断层地段的二衬混凝土与围岩之间设置了泡沫混凝土防震层，采用密布Ф110 mm的PE管，管内注填泡沫混凝土，纵向布设、环向布置[7]。该学生记录了两条关键信息：一是基于断层地段施工过程中易出现坍塌、突泥涌水现象，采用了钢筋排改造支护和利用超前物探等关键技术；二是在F6断层地段设置了泡沫混凝土防震层。

　　课中环节：评讲2—3名学生提交的上一堂课内容中工程案例的补充情况与心得体会，并随机检查2—3名学生查找的关于本堂课内容的工程案例情况。随后教师以成兰铁路茂县隧道为工程案例讲解隧道通过断层的技术措施。具体来说，设计与施工部门从动物脊柱得到启发——“动物脊柱由一段段组成，互相铰接还能错位且还是中空的，保护了脊髓”。因而，将500 m核心段落分成34个短节，在各短节间预留15 cm的变形缝，并用特殊止水带铰接。采用短节段宽接缝，赋予了隧道适应错动及转动的能力，同时能加强结构设计并预留富余空间，实现了“结构安全，经济适用，易于修复”[8]。该工程案例可以让学生学习到在工程中遇到问题时应如何进行思维拓展，进而解决工程问题的思路和方法。另外，课堂中，教师应就学生查找的工程案例与自己融入的工程案例的相同与不同之处，提问2—3名学生，并进行师生交流。

　　课后环节：针对教师融入的工程案例与学生查找的工程案例，让学生选择其中之一，进一步查阅资料，深入了解隧道通过断层的设计与施工关键技术措施，并写出心得体会。其中，一名学生查找了隧道通过活动断裂时结构抗位错设计及相应的措施：改变衬砌轮廓、扩挖设计、铰链设计、减隔震设计、围岩加固设计等，并在心得体会中表明该教学方法特别能够激发自己的学习兴趣，调动积极性，自己收获颇多。

　　工程案例往往是理论知识的载体，恰当的工程案例使得理论知识更加生动、形象、具体，且更具有说服力，因为事实胜于雄辩[9-10]。工程地质课程中有很多理论知识的讲授都可以融入典型工程案例，这样可以将枯燥的理论知识变得生动有趣，极易引起学生的共鸣，进而达到良好的教学效果，且培养了学生自主学习能力，有助于实现应用型人才培养的根本目的。

　　（二）典型案例

　　讲解工程地质课程中的“岩石”时，教师可以峨眉山玄武岩为工程案例，融入峨眉山玄武岩发现过程的课程思政元素。1929年，赵亚曾先生等前往当时尚属地质学空白之地的峨眉山考察，最重要的事迹是发现、划分和命名了峨眉山二叠纪玄武岩，即峨眉山玄武岩。另外，教师在介绍赵亚曾先生的伟大事迹和学术贡献，进行深切缅怀的同时，更需要引导学生学习赵亚曾先生独创的科学思想、科学方法及敬业、奉献、不怕牺牲的科学精神。

　　讲解工程地质课程中的“特殊土”时，教师可以黄土隧道为工程案例，详细介绍湿陷性黄土的特性、湿陷性黄土隧道施工过程中遇到的工程问题、所采取的开挖方法与处治措施等，尤其是可以引入我国近年来在黄土地区修建高速铁路隧道时为确保土体稳定，以及控制工后沉降采取的一系列工程技术措施，诸如黄土隧道开挖方法优化、基底加固技术、防排水措施、地表沉降控制技术等。笔者认为，引入工程案例能够让学生更清晰地了解如何运用理论知识解决工程技术难题，也可使其明确今后的研究目标。

　　讲解工程地质课程中的“地下水”时，教师可首先强调地下水既是一种不可或缺的资源，又会对工程建设带来严重的事故，应用辩证思维看待。然后以隧道透水事故为工程案例，详细介绍隧道透水事故产生的地质原因、技术原因及带来的严重危害，进而讲解隧道施工过程中要采用超前探孔、释能卸压、物探技术、注浆加固等进行地下水灾害防治。工程实践表明，绝大部分工程事故与地下水有关，因而教师可据此提醒学生以后从事勘察、设计、施工等工作时，遇到地下水应引起足够的重视。

　　讲解工程地质课程中的“滑坡”时，教师可以国内外特大滑坡灾害为工程案例，采用图片或视频讲解滑坡的产生原因、形成过程、显著特征、破坏后果及防治措施等，要特别强调地质灾害往往不是孤立的，而是相互联系的，是一个系统，是一个灾害链，据此告诉学生看待问题时要秉持系统观念，全面看待各种社会问题与工程问题。通过融入典型工程案例，能够加强学生对滑坡灾害的基本概念、形成条件、危害程度及防治措施等内容的了解、消化和吸收。

　　讲解工程地质课程中的“地震”时，教师可以国内典型的大地震为工程案例，采用图片或视频讲解地震造成的巨大灾害，以及地震发生之后，全国性投入了抗震救灾工作，促使学生深深地感受到灾难无情人有情，以敦促学生弘扬抗震救灾精神，并努力学习，将来投身结构抗震等问题研究工作。同时，教师还可补充讲解断裂带的基本知识、断裂带附近建筑物选址及铁路选线的具体要求，进而让学生了解地震形成机制、地震波传播规律、造成的直接灾害与次生灾害、地震避险等知识。

　　（三）效果反馈

　　将“三环一心”工程案例教学模式应用到工程地质课程教学之后，学生非常喜欢该教学模式，并希望该教学模式在以后的专业课程教学中能有更多应用。同时，学生的工程地质课程期末考试成绩也大幅提高，全年级116人的卷面成绩中，90分及以上占16.38%，80—89分占40.52%，70—79分占14.65%，60—69分占19.83%，60分以下占8.62%。从答题情况来看，学生基本掌握了工程地质的基本知识，加深了对基本知识的理解与吸收，为学习后续课程奠定了基础，更重要的是有效锻炼了学生的综合能力。其原因如下：一是学生需要主动去查阅资料，主动学习、消化和吸收相关知识，这就锻炼了学生的自主学习能力，使其摆脱了学习过程中对教师的依赖；二是学生通过主动查阅资料，会激发自身很多的思考，产生很多新想法，这就锻炼了学生的创新思维能力，改变了学生思维打不开的局面；三是课堂中设置了提问环节，学生回答问题后，还要深入补充工程案例并写出心得体会，这就锻炼了学生的语言表达能力和总结能力，能激发学生的自信心，改变了学生上课不愿开口的局面；四是学生需要明确目标、事先规划、分类查阅、分析总结等，并能够运用理论知识分析工程问题，这就强化了理论与实践的有机结合，锻炼了学生的团队协作能力、分析并解决问题的能力，也改变了“各自为战”及理论知识与工程实践割裂的现状。概言之，“三环一心”工程案例教学模式充分调动了学生的学习积极性和主动性，提高了学生的学习兴趣，活跃了课堂氛围，提升了教学效果，增进了师生交流，同时强化了学生学习的自主性，锻炼了学生的综合能力。

　　为进一步提高教学质量，教师还应在以下四个方面进行持续改进：一是工程案例的选择应增强与理论知识的紧密性、对学生目光的吸引性及思政元素的导入性；二是课中环节应注意案例融入的时间节点，同时还应使理论知识与工程案例及“课前—课中—课后”三环节均形成一个闭合的循环系统，以增强融合性；三是要了解学生的学习反应，尤其应注重学生的后期评价及教学效果反馈；四是“三环一心”工程案例教学模式的各环节还应继续细化，使其更加具体。

　　三、结语

　　针对目前应用型高校工程地质课程的教学现状，笔者结合国内外典型的工程案例及自身参与的工程案例，构建了“三环一心”工程案例教学模式，并在工程地质课程教学中成功应用，取得了良好的教学效果。“三环一心”工程案例教学模式可以启发学生独立思考，促进理论与实践有机结合，提升课堂教学效果，既提高了学生的学习积极性和主动性，又培养了学生发现、分析和解决问题的能力。“三环一心”工程案例教学模式强调“课前—课中—课后”三个关键环节，突出学生的中心地位，不仅充分体现了专业学习紧密结合工程实践的特色及应用型人才培养的目标，而且也是今后应用型高校工程类学科课程改革的重要方向。

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　　[8]仿动物脊柱“撑”起这个难点工程[EB/OL].(2020-01-13)[2023-05-22].

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