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二、教师在论文编写过程中的指导作用
“勘查技术与工程”专业需要具有综合素质和先进技术的人才,毕业论文写作期间,要注重培养学生收集信息、应用英语、计算机编程和解释软件使用等能力。①查阅文献的指导。论文题目选定之后,学生需要了解相关地球物理方法的发展、研究现状及应用情况。在查阅科技文献过程中,教师对相关方向的现状及学生存在的疑问进行讲解和指导。②计算机应用的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中,教师要安排一定的计算机编程和学习使用最新地球物理资料解释软件的工作量。将这部分内容和毕业论文有机地结合起来。对于计算机基础好、能力强的学生,鼓励他们独立编程,激发他们的创新精神。对于计算机能力弱的学生,则重点学习现有软件的使用方法和技巧。指导学生灵活运用广泛应用的办公软件对资料进行简单处理,比如运用Grapher、Surfer、Excel等的电子表格计算视电阻率等一些简单的处理。③地球物理资料解释和绘图技术的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中,资料解释和绘制成果图示是论文的核心内容。指导教师要对这部分进行重点指导。指导学生写出明确的解释依据、解释思路、解释结果,并绘制出规范、符合要求并美观的图件。规范的插图和附图是“勘查技术与工程”专业毕业论文的重要组成部分,在论文写作过程中,教师要指导学生学习必要的专业绘图软件,能够熟练地掌握绘图技巧,做出能为毕业论文提供有效证据和支撑的图件。④论文写作的指导。在毕业论文的撰写过程中,指导教师要将资料解释部分作为论文的重点部分。不仅要有解释思路、解释依据,解释理论和解释结果的讨论,还要有规范的写作格式、规范用语、规范地引用图件,以明确各部分的逻辑关系。在论文的写作过程中,提高学生的科技写作能力。
二、目前实践性教学中存在的主要问题
1.师资配置不合理,新老交替与传承欠规范师资力量是教学环节的核心部分,建立合理的师资梯队,是专业得以发展和传承的基石。对于实践性教学而言,师资力量更是直接影响实践性教学效果和质量的关键所在。近年来,随着一大批高学历的人才进入高校,成都理工大学勘查技术与工程专业的师资团队中青年教师的比重显著增长,但相对于扩招的学生而言,师资力量还是略显不足。由于教学任务繁重,刚进校的青年教师尚未完成新老传承,就走上讲台向学生授课,并直接参与到实践性教学中来,甚至构成了实践性教学的主体,青年教师由于科研和生产实践经验不足,在教学中明显存在这样那样的问题,这必然会影响到课程的生动性、形象性和深刻性,进而影响到教学质量和效果。因此,以青年教师为主的实践性教学在师资配置上是不尽合理的。教师的新老交替实质上是对青年教师的培养问题,但现阶段来看,实践性教学中对青年教师的培养力度是不够的,新老交替与传承也欠规范化和细致化。
2.科研与教学关系处理不当随着西部大开发背景条件下大兴土木工程建设的需要以及教育体制的改革,我校教师的职能已经由原来以教学为主转向教学科研并重。适量的科研不仅可以为教学提供实践基地,加强理论与实践的结合,而且可以丰富教学内容、促进教学改革、提高教学水平和质量,它与教学应该是相辅相成的关系。但是近年来,我校教师科研任务的数量和规模远甚从前,这就迫使教师的主要职能由教学向科研偏转,或者说由原来以教学为主的单一职能向教学科研并重的双重职能转变,投入到教学上的时间和精力也相对减少。多数基础性的教学实践任务,特别是认识实习和生产实践几乎都落在科研任务相对较少的青年教师身上。青年教师队伍由于经验不足,是一个尚需加强培养的队伍,还未构成实践性教学的中坚力量,因此完全依赖青年教师的实践性教学,很难保证教学质量和效果,基础性教学实践的不足又必然后影响到毕业实习甚至是工作以后的正常生产实践。近几年来学生毕业论文质量呈下滑趋势,应该说与基础性教学实践质量不高有很大的关系。因此,妥善处理好科研与教学的关系,合理规范教学和科研活动的比例,保证实践性教学中的中、老年教师特别是具有高级职称教师的数量,已经成为教学改革当中刻不容缓的一项任务。
3.教学管理与监督不力我校勘查技术与工程专业的毕业实习是该专业学生的最后一次实践性教学。毕业实习主要服务于毕业论文的撰写,因此实习的内容不可能像认识实习和生产实习那样具有统一性和整体性的规划。实践场所、工程项目、研究主题等的不同使毕业实习更具有个性化特色。特别是实践场所,往往受教师科研项目、学生意愿等多方面因素的致约。近年来,毕业学生人数较多,教师的科研任务往往不能满足所有的毕业生,因此需要一部分学生到生产单位实习。此外,根据毕业生自已的意愿,每年都有部分学生主动要求到生产单位开展毕业论文的设计,还有部分单位强烈要求签约毕业生必须到单位实习。实践场所的分散性为实践性教学管理带来较大的困难,特别是涉及到委托第三方进行代管的问题时,其可操作性较低,在实际执行时也大打折扣,因此学生在单位参与实践的情况,完全取决于学生自身的自觉程度。而生产单位的本质属性决定了“生产任务第一”的处事原则,在对待实习生的管理问题上并不严格,有些单位虽然主动要求学生到单位实习,但并不是刚好有合适的项目作为本科生毕业论文选题,因此多数情况下,学生实际参与的项目与最终作为毕业论文支撑的项目完全不一样,更有甚者,连工程现场都没有去过,就直接将早已完成的生产报告拿来作为论文。即便有些去过工程现场,也仅仅是“走马观花”地了解一下工程的基本情况,并没有开展实质性的野外调研工作。这种现象在其他专业中也是相当普遍的,因此每年到单位实习的学生往往存在较多的问题。资料收集不齐全、收集资料与实际不吻合等是最为常见的问题。这样一来就导致其毕业论文质量一般都低于参与教师科研的学生的论文质量。很显然,对到生产单位开展毕业实习的学生缺乏有效的监督和管理,是影响本次实践性教学效果的主要原因。
4.教学实践与社会需求脱节教学实践是加强学生对理论课程的理解,培养学生基本专业技能和提高学生解决实际工程问题能力的教学环节,也是为将来从事本专业所需要基本技能的奠基阶段。因此勘查工程与技术专业的教学实践必须与社会需求挂钩,实践项目与内容以满足生产需要为基本出发点。而我校勘查技术与工程专业的基础性教学实践仍然沿袭的是传统工程地质学的教学内容,实践项目固然是几十年来不断提炼总结而成的,但是近年来随着学科自身的发展,专业领域的范畴已经有所拓展,诸如地质灾害等已经成为勘查技术与工程专业不可分割的一部分,但凡是工程建设无一不涉及到地质灾害的问题。这里的地质灾害有两重含义,其一是由工程建设导致或诱发的地质灾害;其二是天然地质灾害。前者影响地质和生态环境,后者影响工程建设。地质灾害业已成为勘查技术与工程专业的技术人员必然要面对的一大问题。尽管作为地质灾害主体的崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等问题在传统的工程地质学中都有提及,但作为工程活动与人类环境相互作用过程中的一种必然现象,仅仅对地质灾害的简单认识和了解是远远不够的,需要进行系统的学习和实践。近年来地质灾害频发造成的危害有目共睹,“5•l2”汶川地震诱发的大量崩塌、滑坡;舟曲“8•7”特大泥石流灾害,摧毁公路、桥梁,掩埋良田、家园,噬夺生命、财产,其破坏性和摧毁性都触目惊心。因此,社会对地质灾害防治与治理方面的专业技术人才的需求大大增加,而我校勘查技术与工程专业的本科生,要么对地质灾害一知半解,要么根本就搞不清楚地质灾害的真实内涵,这固然与学生自己小善于、不主动解相关专业的信息有关,但另一方也反映出我校勘查技术与工程专业在教学实践上没有紧跟社会需要,因此需要对现行教学实践内容和项目进行及时更新和补充,将地质灾害等与社会需求密切相关的内容纳入到勘查技术与_l1程专业的教学实践当中,培养出符合时代要求和社会需要的专业技术人才。
5.教学实习与考研深造相冲突我校勘查技术与工程专业的生产实习安排在每年的9月份至10月底约9周的时间,时间长,内容多,任务重。而次年的1月份又是国家研究生统一r•考试的时间,准备深造的学生既要考研,又要花费大量的时问完成课程设计和生产实习任务,在时间上十分仓促和紧张,往往是生产实习做不踏实,研究生考试也准备不充分,每年都有一部分学生凶此放弃了考研的打算。总体来看,勘查技术与工程专业不仅研究生的参考率低,其考取牢也明显较其他专业低。而在N,~lj通过研究生入学考试的部分学生当中,由于在生产实践方面没有投入足够的精力,因此实践环节没有得到有效的锻炼和加强,野外基础不扎实、基本技能不够娴熟、实际工作能力也较为薄弱,这些问题会直接影响到研究生的质量。很显然,生产实习的时间安排与考研时间安排上的冲突不利于研究生人才的选拔和培养,并因此可能流失一批优秀的专业研究人员。
6.教学实践安排欠灵活我校勘查技术与工程专业的毕业实习安排在大学四年级最后一个学期。学期开始一般已到2月底或3月初,毕业生按指配实习导师的要求收集资料准备现场调研,根据学校的统一要求,一般要在4月底结束全部调研工作,5月初着手资料的汇总、整理和论文的编写工作,因此在野外收集资料的时间也不过1月左右。换句话说,指导教师只有在这段时间内恰好有科研任务时,才能安排学生参与野外调研工作。但实际情况是,这个时间段内并非是每个教师都刚好有科研任务,而且由于承担了其他年级的本科教学工作,即便有合适的机会也不一定能抽出时间对学生进行科研实践的现场指导。大多数情况下,教师科研需要学生的时候,学生在完成理论课的学习任务;而学生需要参与科研或生产课题的时候,教师又有理论教学任务在身。这种情况下。通常的解决办法是让研究生进行指导或让学生去拟签约单位收集毕业论文资料。尽管有一部分学生是参与了教师的科研课题,但是由于科研周期长而毕业实习时间短,学生在较短的时间内只能收集有限的资料,这些因素导致的结果是学生论文质量的低下。到单位实习的学生同样面临这样的问题。可见,现有的毕业实习在时间安排上存在明显的不足。
7.重视专业技能而忽视综合素质的培养实践性教学作为特殊的教学手段其最大的特点就是野外实践非常丰富,一直以来实践性教学都以培养学生实际动手操作能力、提高专业技能为主要目标,但从笔者数年来指导本科生毕业论文的实际情况来看,发现尽管有些学生的实际动手能力和独立工作能力都不差,但实践任务却并不一定能很好地完成,这就说明实践性教学中忽略了某些方面的培养。野外实践是一项带有团体性质的工作,实践工作的完成质量不仅仅取决于专业技能的高低,还与团队内部成员的合作程度、与外界的协调能力、沟通能力等有很大的关系,因此实践性教学应该是对包括专业技能、协调能力、沟通能力等在内的综合素质的培养过程,现阶段随着高校队伍的社会化和具体化,以及教师科研任务、学生人数增加等原因,实践性教学中对综合素质的培养显然重视不够,从而导致了学生专业技能强但完成实际任务能力低的畸形现象。
三、加强实践性教学环节的主要措施
1.合理配置师资力量实践性教学中应保证中、老年教师的比例,青年教师可以参加进来,但不应是主体,同时必须加强对年青教师的培养。经验丰富的老教师要做好对青年教师的传、帮、带工作,有序地帮助青年教师尽快适应教学工作的角色,青年教师也要积极主动地参与到包括实践性教学在内的各个环节当中,脚踏实地从助手、助理做起,尽快成为实践教学团队的中坚力量,将老一辈优良的教学风格、深厚的专业积淀传承下去。
2.建立机动性的专项生产实践环节教学实践中的生产实习与考研之间的矛盾主要在于生产实习的周期过长,与考研复习存在时间上的冲突。由于我校勘查技术与工程专业的生产实习实际上是由工程地质测绘、滑坡稳定性分析和地基稳定性评价三部分组成的,它们彼此相对独立,因此可以将其分解成为三个专题进行。根据理论课程的学习情况,工程地质测绘专题可以在大学二年级地质学基础、工程岩土学等课程结束后就进行,滑坡专题、地基专题同样可以按理论课程在大学三年级的学期中、末分别进行,这样就可避免在大学四年级第一学期进行集中实习造成的周期过长、实习时间不易调整等问题,甚至还可以增加其他专题进来,大大增强生产实习的机动性和灵活性。在时间上也可以适当提前,不至于与考研复习有太大的冲突。
3.建立本科教学的导师机制本科教学实践特别是毕业实习,实习时间与教师科研时间不相统一的矛盾已经突显出来,这种矛盾的根本原因,在于分配给指导教师的时间太短,调整空间不足。因此尽早在本科教学中引入“导师机制”,,在大学二年级刚接触专业课程时便分配导师,学生就有较多的机会参与科研实践,教师也有足够长的时间来安排和筹划学生的实习,学生和教师可以更多地沟通,这样不仅能使学生更深入、充分地认识和了解本专业的职能,而且从实践入手再学习理论,可以更好地理解和掌握专业课程的原理和方法。更主要的是可以为本科论好充分的准备,避免了集中在最后一个学期进行实习时,教师所面临的必须及时为学生提供合适实习平台的巨大压力。
4.健全教学实习的奖励机制根据勘查技术与工程专业对毕业实习的要求,学生可以到单位实习,也可跟随指导教师进行实习。由于到单位实习存在难于监管的漏洞,加之单位自身的职能不同,部分生产单位不重视后备技术力量的培养,对学生的实习采取敷衍的态度,因此造成学生的论文资料收集不全、论文质量偏低等不足。而参与教师科研的学生,有较多的机会面对面与指导教师交流,论文资料收集一般较为齐全,最终的论文质量也相对较高。因此,应鼓励学生首选教师科研项目开展毕业实习。但是由于学生的教学实习经费远不足以支持野外调研的开销费用,一般都需要由教师科研课题额外补贴,学生较多时课题需要支付的开销很大,如果没有硬性要求的话,部分教师,特别是科研项目较小或较少的教师,宁愿学生到单位实习。因此,对于利用科研课题为学生提供实习机会的教师应当给予积极鼓励和大力支持,并且根据具体情况进行适当的奖励。
5.完善教学实践的监督机制教学实践的监督主要是针对毕业实习,到生产单位参予实践的最大问题就是存在监管的漏洞。学生究竟做没做实际工作?论文倒底是自己的实际工作成果,还是生产报告的拷贝?有时很难分辨。因此不仅学校要建立相应的监督机制,还应要求生产单位将学生的实习工作具体落实并进行有效的监管,学校与企业或单位共同对学生进行监督和管理,但必须是以学校为主、单位为辅,以学校的主动监督带动单位的被动监督,以防单位出现“放水”现象。必要时,每年可根据依托单位对实习学生监管的重视程度进行排名通报并与毕业生的推荐相挂钩,促使其担负起应有的责任和义务。
0 引言
对于资源勘查工程专业的学生进行培养,主要的教学目标是培养理论知识扎实,具有一定的实践能力和创新能力的综合型人才。进行实践教学是该专业的一个重要教学内容,因此必须不断的完善和改进实践教学体系,以提高学生的专业能力。
1 构建实践教学体系
1.1 以专业特色为基础 在构建资源勘查工程专业实践教学体系之时,必须充分结合其专业实际,立足于特色进行。该专业的专业特色主要有两个方面:第一,充分结合专业和学科,科研和教学两个方面。第二,校企合作,充分发挥企业的作用,保障对学生的培养和之后的岗位需求充分结合。因此在构建该专业的实践教学体系之时,应该通过建设室内实验室、校外实践教学等进行。从而形成从实验课教学到论文设计的,具有全方位综合性强的体系。
1.2 分层次递进式教学 在构建实践教学体系之时要注意,在教学当中需要分层次进行,采取递进式的方式逐次推进,从而提高学生的接受能力和学习效率。针对不同年级进行相应的安排,比如针对一年级学生,可以进行一些相对普通的地质认识实习,然后随着学生掌握的知识不断的提高而增加实习内容的难度。
1.3 进行科研训练 进行科研训练实习,主要是为了提高学生实践能力,培养其创造性思维。该训练主要针对已经完成基础训练的学生,通过有效的考核进而选拔较为优秀的学生参加。通过教师或者学校建立的有关科研基金,以此为学生提供一定的经费保障,同时鼓励学生参加各类针对该专业的比赛。
2 实验室建设
根据专业要求建立相应的实验室,比如建设普通地质实验室、矿物岩石实验室等。同时在实验室配备相应的设备,显微镜、标本等。例如针对矿山的勘察,可以依据其专业方向,在建设实验室之时,将矿山勘探地质以及矿山开发地质,将这两个方面作为重点进行建设。这就需要不断的丰富实验室的样本,矿石品级、类型等。在教学当中引导学生进行观察、鉴定、识别等。而在矿山开发地质有关实验室之上,在教学当中需要分析矿床地质特征、相关技术等。并且通过多样化的项目教学,进而提高学生的理论知识和实践能力。
3 实践教学
3.1 构建校外实践教学基地 在实践教学当中坚持产学研结合,通过校企合作、院校合作等,构建校外的实践教学基地。通过实践教学基地的构建,为学生提供实习场所,确保学生通过不断的实习进而充分的将理论和实践结合,提高专业技能。并且通过实习让学生熟悉日后的工作流程、熟悉岗位技能等,也为之后的发展和面对社会的竞争打下坚实基础。结合专业实际,立足于企业的具体情况建立相应的实习基地。比如认识实习可以开设矿山勘查队等相关企业。在相关的科研院所进行一些相关思路、动态等方法的实习,以培养学生的创新思维,提高实践能力。
3.2 构建校内实践教学基地 构建校内实践教学基地就要求配备有关的设备,图像分析仪、多功能显微镜等。在这些具有先进性的设备基础之上,进而完成校内实践教学基地的构建工作。将教学、科研和生产有机的结合,促进校内实践教学基地朝着现代化方向发展。通过校内实践教学基地的建立,不仅可以保障学生相关专业课程能够有充足的实践机会,而且为学生日常的创新思维和活动、设计等提供条件,拓展学生在教学之外的自主学习空间和提高实践能力。
3.3 开展多方联合 学生在进行最后的毕业论文之时,大部分是建立在教师的科研基础之上。虽然有超过百分之九十的学生在选题设计之上和科研课题结合,然而由于经费、课题限制等,大部分学生无法进行现场实习。加之最近几年以来大部分院校进行了一定程度的扩招,学生的数量增多在毕业之际教师所需要指导的学生也相应增加,在一定程度之上对论文的质量造成了不利影响。这就要求学校开展多方联合,加强和相关企业的联系,为学生的毕业论文提供条件。另外增加和各研究院所的合作,将一些优秀学生推荐入内,进而提高论文设计质量。
4 结语
综上所述,在资源勘查工程专业构建实践教学体系之时,要求要建立在专业的特色之上,并且在实际的教学当中进行分层次的教学,通过递进的方式而逐渐提高学生的理论和实践能力。与此同时也需要进行一定的科研培训,鼓励学生参与专业相关比赛,提高其创新能力和熟练专业技能。最后需要进行实验教室和校内外实践基地的建设,开展多方联合,为学生不断提高综合能力而提供条件和打下基础。
参考文献:
[1]周淑敏,胡夏嵩,夏楚林,胡德旺,胡莹.青海大学资源勘查工程专业实践教学质量评价与监控体系研究[J].资源与产业,2010,02:175-178.
中图分类号: P634 文献标识码: A 文章编号:
1 工程活动在人类社会活动中的地位
科学、技术和工程是3个不同的对象,3种不同的社会活动,它们有本质的区别,同时也有密切的联系。科学活动是以发现为核心的活动,技术活动是以发明为核心的活动,工程活动是以建造为核心的活动。科学活动成果的主要形式是科学概念、科学定律、科学理论,是论文和著作;技术活动成果的主要形式是发明专利、技术诀窍、图纸、配方,当然也可以是技术文献和论文;而工程活动成果的主要形式是物质产品、物质设施。“科学活动的主角”是科学家,“技术活动的主角”是发明家,“工程活动的主角”是企业家、工程师和工人。科学的对象是带有一定普遍性和可重复性的“规律”,技术的对象是带有一定普遍性和可重复性的“方法”,而任何工程项目都是一次性、个体性的项目。三者各有独特的本性,各有特殊的、不能被其他活动所取代的社会地位和作用。强调科学、技术、工程有本质的区别,绝不意味着否认它们之间有密切的联系,相反,科学、技术、工程三者是人类社会活动的统一体。在社会实践中人们往往混淆了这些活动的特征,或者用一种活动代替另一种活动,或者突出强调了某一种活动而有意无意地贬低了另一种活动。例如人们在讲科学技术的时候,往往突出了科学而忽视了技术,在讲工程技术的时候又只注意到技术而忽视了工程。
2 钻探工程技术体系
尽管钻探工程技术在不同的应用领域采用的具体技术方法不同,但是基本的技术体系都是由钻探对象、钻探设备和钻探工具、钻探工艺方法组成的,
如图所示
按技术特征钻探工程可划分为十大钻探技术体系(表1):
(1)科学钻探技术体系;
(2)石油天然气钻进技术体系;
(3)固体矿产地质岩心钻探技术体系;
(4)水文水井钻进技术体系;
(5)工程地质勘察钻探技术体系;
(6)基础工程施工钻进技术体系;
2)科学钻探技术体系
(1)地层——钻遇地层广泛:沉积岩、火山岩、变质岩均能遇到,但以坚硬、破碎、复杂的结晶岩为主(与地质岩心钻探钻遇地层相近);海洋科学钻一般在洋壳中进行,但逐步向地幔层进人。
(2)钻井——深度最大,一般在数千米以上,甚至达到万米以上,环境科学钻探也可能浅一些,一般开孔时达到500~700mm,终孔在160~220mm;海洋科学钻口径还要大。
(3)工艺方法——采用地质岩心钻探取心技术和石油钻井工艺两者相结合的工艺方法,称为组合式钻探技术。
3)基础工程施工钻进技术体系
(1)地层—— 以第四纪地层为主,极少量嵌岩至风化壳,有时会钻遇卵砾石地层。
(2)钻井——很浅,一般仅几十米;桩基础孔口径很大(0.5---2m甚至更大)。
(3)工艺方法——分干式与湿式方法,干式采用旋挖或抓取的取土工艺,湿式靠泥浆正、反循环携带岩土。
(4)钻进系统——干式钻头有螺旋钻、筒装钻、抓斗等,湿式钻头一般为拼装牙轮或滚刀,切削具多为硬质合金;
3 钻探技术现代化是当务之急
由于地质工作体制发生重大变化,一段时间以来我国矿产地质勘查工作出现较大滑坡,影响最大的是勘查技术,尤其以钻探技术最为严重。当前,我国已进入矿产资源消费高增长时期,重要矿产资源供需矛盾日益突出,对外依存度迅速提高,供应不足已成为制约经济可持续发展的重大瓶颈之一,钻探技术与装备的落后则极大地影响了矿产资源勘查的进度和效果。近来随着国外勘查商强势进入我国,引人大量先进装备和技术,对原来地勘单位的探矿队伍和工厂造成强烈冲击。改造队伍、改变机制、开发新技术新装备,使我国钻探工业尽快赶上世界先进水平已成当务之急。中国正在步人经济发展的快车道,在我国有一批行业(如铁路、钢铁、机床、石油钻井)通过技术改造,已经大大缩小了与世界先进水平的差距,但是地质钻探行业的落后面貌尚无大的改观。原因很多,关键问题是钻探技术的重要性没有引起有关决策者的认识,钻探工作者对自身的责任也缺乏认识,对自身的能力也缺乏自信。
4 钻探工业现代化的几个关键问题
我国钻探工业现代化之路有一系列亟待解决的问题,其中关键的影响全局的重大问题有:
(1)战略与决策问题首先是国家的作用。有人认为市场经济下工程技术进步单纯靠市场、靠竞争就能发展起来,钻探技术研究没有必要国家投资,从事这方面研究的科研单位全部轰赶到市场就行,于是积极加入转企的行列。科研院所转企是国家科技体制改革的方向之一,对于市场前景好,条件具备的研究院所应当向这个方向积极努力发展,但是对于服务于整体上尚没有形成市场机制的地质工作的钻探工程来讲,目前不具备这样的条件,或者更准确地说不完全具备条件。为什么市场条件更好的矿产资源研究单位不转企而进入创新体系,同样的从事物探和分析测试的勘查技术研究单位也不转企,唯独只将钻探技术研究所列入转企行列?这充分反映了上层决策的偏颇。实践结果也表明单纯靠市场,严重影响了钻探技术的现代化发展,反过来给地质调查和矿产资源勘查工作拖了后腿。
(2)顶尖科技创新人才和野外施工现场技术人
1)钻探工艺技术水平要与世界先进水平看齐采用世界主流施工技术占大多数(如地质岩心钻探体系中金刚石、绳索取心比率达70 以上),有大量独立开发的新技术(如液动锤)。
2)装备水平具有很强的国际竞争能力衡量指标有技术性能参数、故障率(无故障工作时间)、使用寿命、操纵性能、安全性、运移性等;设计理念的现代化,主传动系统液压化,控制系统电液化和智能化;产品可大量出口。
5 地质岩心钻探技术近期发展方向探讨
钻探技术发展方向是个很大的题目,这里只发表个人对近期应该关注的几个方向的看法。
(1)深部资源勘探用新型钻探技术与装备(液压化、智能化);
(2)绳索取心技术(钻杆、钻具)的提高和推广应用;
(3)贯通式空气潜孔锤取心钻探技术完善与推广;
(4)深孔定向钻探技术(小直径螺杆马达、高精度测斜仪器)的研究;
(5)小直径(H、N级口径)的井底信号传输技术和自动导向钻进技术;
(6)小直径膨胀套管技术研究;
(7)钻探标准化的改进与实施。钻探技术是由工艺方法和装备共同构成的,其中装备是硬件,是新技术的物质载体,具有十分重要的作用。谈到钻探工程技术的现代化不能不对钻探装备的现代化提出一些看法。当前在钻探装备应该关注以下几个方面:
(1)首先是装备设计理念的现代化,要引进工业设计的理念(工业产品造型设计、结构与功能、结构与材料、外形与工艺、视觉传达设计、环境设计、人机工程等);
中图分类号:C35 文章标识码:A
引言
岩土工程勘察项目的主要探查对象都是隐伏于地下的非可见形态,且大多数对地表岩土工程有相应的地质构造都位于无法直观探查的深部岩层中。岩层的发育具有不均衡的特点,表现在不同区域的岩石特性不同,同一区域岩石在不同方向上的力学性质也存在差异,因此很难用统一的方法或是经验公式进行合理外推,必须实地进行分析和考察,这就造成了岩土工程勘察的复杂性、多变性和不确定性。一旦岩土工程勘察过程不能对区域地质构造调查清楚,或是调查结果出现偏差,就会影响地表岩土工程施工,严重的甚至出现地质灾害。岩土工程勘察具有高度的专业性,同时其勘察结果也决定了岩土工程项目的可行性与最终规划,因此必须高度重视岩土勘察中的技术管理和施工规范,如若出现技术性错误,将对岩土工程项目产生巨大的危害。
1岩土工程勘察工作阶段的划分及勘察技术的重要性
岩土勘察工作可划分为可研究勘察、初步勘查及详细勘察几个阶段,岩土工程建设须严格遵守先勘察,后设计,再施工的工作程序,其中勘查是最基础的环节。建设中开展岩土工程勘察,工作人员能够对工程建设地点的水文地质情况以及工程条件进行全面掌握,对施工地所具有的稳定性和适宜性进行准确评估,为工程的开展提供更加准确的施工方案,保证工程的顺利开展。
2岩土工程勘查技术中存在的主要问题
勘察过程中总体上要做好三个方面的工作:收集资料、布置钻孔和现场踏勘定位。由于地质水文情况复杂多样,勘察过程充满了未知性,探明地质水文情况,为岩土工程后续阶段提供勘察数据及结论,是勘察工作的主要任务。
勘察技术对勘察数据及分析结论准确性的重要影响具体体现如下:
2.1岩石界面的划分
对岩土部分和风化区域的界面划分不准确,会导致地质构造面的受力强弱的判定失误,以及可能引发地质问题的地质界面的确定错误。
2.2地质形态的确认
对岩土的组成和地下存在的管道,空洞,暗沟,等不明地下物体影响判定不准确,会影响后续工程的开展,甚至会严重影响工程进度,增加工程预算。
2.3岩土参数的获取和确定
岩土参数一方面受到取样,测试方法及选取的标准值影响,一方面有些在勘探工作中没有对岩土参数精确设计,还有部分土样受技术水平限制测定困难,无法提供准确的数据。
2.4据资料的分析总结
数据资料收集不准确,整理混乱,分析错误,资料不全面,不能满足工程开展的需要。
3岩土工程勘查技术存在问题的原因分析
3.1勘察技术人员的专业素质参差不齐
有些技术人员缺乏相应的专业知识和技能,表现在勘察方法的选择不合理;不能充分合理利用先进的技术和设备,缺少实际勘察过程中处理问题的经验;数据的收集分析和处理能力不足;还有些技术人员存在操作不符合规范,如取样点数量设置不足,随意编造数据等。
3.2勘察技术水平及设备落后
勘察技术不断发展,新的技术设备体现了快速准确便捷的特性,并且能实现以前的勘察技术无法实现的结果,对勘察工作起到很大帮助,先进的技术和设备,可以大大提高勘察技术水平,
3.3业主方不重视及市场竞争制约
现阶段还存在部分业主方对勘察工作不够重视,提供资料不够全面,不能积极组织勘察人员与设计施工人员及时沟通交流,随意压缩勘察费用和时间,使勘察工作无法顺利开展,先进勘查技术手段无法得到发挥,间接导致无法及时准确提供真实有效的勘察数据和结论的情况。一些勘察单位为了承接业务随意降低价格,导致开展工作的过程中,不能正常使用较为先进的设备和手段,导致许多勘察技术问题的出现。
4解决岩土工程勘察技术问题的具体措施
4.1提高人员的专业素质
一方面定期对技术人员进行培训,保证其掌握必备的勘察技术方法,能够正确使用仪器设备,并随着勘察水平的发展不断提高自身的能力;一方面需提升技术人员的沟通交流能力,使其能够准确理解工程背景和设计意图,能够和设计人员及时沟通交流,并能协同各专业人员共同解决复杂的问题;须加强对技术人员的管理,要求技术人员在勘察工作中严格遵守技术规范的操作方法和流程,提高数据有效性和可靠性。
4.2合理选择勘察方法
针对不同地质水文情况,认真选取合理的勘察方法。如软土地基应采用钻探的勘察方法;湿陷性黄土地基则由于坑探对地基扰动小,坑探的准确性高于钻探;膨胀土地基可采用钻探和静探相结合的方法等,合理的勘察方法可避免人力物力的浪费。相同的条件和要求下,如何在保证勘察质量的前提下用最经济的方法得到勘察结果,也是勘察技术水平的高低的体现。
4.3充分利用先进技术和设备
使用先进可靠的勘察设备和技术,做好内业和外业工作的衔接。如可通过物探加密测点获取连续界面,增加界面划分的准确性;利用探地雷达等先进物探技术与钻探相结合,解决地质形态不明确的问题。加强原始资料的科学管理,并利用计算机辅助技术进行制图及分析工作。
4.4加强勘察成果的利用
岩土勘查工程具有地域性,工作中注意进行相同地域类似工程的技术总结归纳,用于往后的工作中,可以起到事半功倍的效果。
4.5实现勘察与设计的有机结合
岩土工程勘察工作的最终目的就是为建设工程提供可靠的实际数据,便于建设单位设计出安全可靠的施工方案,因此岩土工程勘察工作必须要始终与设计保持一体,也就是实现岩土工程勘察设计一体化,运用现代计算机信息处理技术能够较为轻松的实现该要求。利用计算机信息处理技术能够排除设计中的人为主观因素,避免由于工作疏忽产生的数据抄录错误等问题。同时还能提高勘察数据的分析汇总效率,减少勘察设计时间,因此勘察单位在实际工作中要注意引用先进的工程建模技术、数据处理技术等,实现勘察与设计的有机结合。
4.6积极对岩土工程进行分析监测
目前部分勘察单位在勘察报告中依然沿用比较传统的方式,传统方式大部分以文字描述为主,缺乏对问题的定量分析,不能很好的为施工设计提供有价值的意见。比如对于某个地基以及桩基的承载力估计不准确,就会对施工过程中不能很好的制定相关基础性工作,如果对岩土参数的取值理解不正确,就会造成勘察结果分析误差较大,从而影响施工人员对场地的分析,积极对岩土工程进行数据分析检测,不仅能够对勘察数据进行及时的补充和修改,便于施工单位制定出可靠的施工方案,而且勘察单位还可以通过对数据的分析处理不断的积累经验,提高勘察的质量,因此勘察单位要强化对岩土工程的监督工作。
5结论
通过对现阶段岩土工程勘察技术产生的一些问题以及解决措施的探讨可以了解到,在岩土工程勘察过程中,需注意各个阶段和环节,从细节着手,全面正确认识勘察过程中产生的问题,积极的寻求解决方法,这样才能保证勘察技术工作的顺利开展。
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勘查技术与工程专业的实践性很强,工程勘查和施工方法的多样性以及工艺的特殊性等,使得单一的理论教学手段很难满足课程教学的需要,无法达到教学目标和要求。因此,实践性教学在勘查技术与工程专业的学科教育中占有非常重要的地位,它不仅是培养学生实际操作技能、提高解决问题能力的重要环节,而且是促进理论与实践相结合、提高学生创新、创造能力的重要途径。实践性教学要求专业教师不仅具备扎实的理论功底,而且还要具备丰富的工程实践经验,善于将抽象、乏味的理论知识与具体、生动的工程实践相结合,把学生的眼光由课堂引向广阔的工程技术领域,激发学生的学习积极性,从而可以提高本专业的教学质量。然而,刚从学校毕业踏入工作岗位的青年教师,具有学历高、年青富有朝气的优势,但是也存在教师意识不强,工程实践经验不足等问题。因此,培养“双师型”青年教师是勘查技术与工程专业师资队伍建设的重点之一,直接关系到该专业教学质量的提高和学生综合能力的培养。
一、我校勘查技术与工程专业的特点
勘查技术与工程是以地质学、岩土钻掘工程学、应用地球物理学等为基础,系统学习勘查技术与工程学科专业基础知识和实验、实践技能,将其应用于国土资源勘查与评价、各种建设工程勘查、基础工程的设计与施工、工程技术管理和科学研究的学科,它既是地质勘查技术支撑体系的重要组成部分,又是服务国民经济建设不可缺少的重要技术方法。经过多年的改革和实践,我校勘查技术与工程专业确定了以岩土钻掘工程、勘查技术工程、基础工程设计与施工为专业特色, 将钻掘新技术新方法、新型资源(能源)的勘探与开发和基础工程施工新技术作为专业发展方向的。同时,拓宽本专业在石油钻井工程、非开挖施工技术、地质灾害防治、环境监测和治理技术等方面的应用。在人才培养上,根据我校的特色和办学理念,提出“ 重基础、宽口径、加强实践、个性培养及实施‘双师型’教师” 的模式。注重学生工程实践能力、科研创新能力和优良学风的培养,学生通过系统学习和专业实践,具备扎实的理论基础、完整的知识体系以及较强的工程实践能力,以适应勘查技术与工程专业宽广的应用领域。
二、“双师型”教师的内涵
有关专家和学者们从不同的角度对了“双师型”教师进行了分析和总结,主要观点有以下几类:
第一类是“双证”型。认为“双师型”教师就是具有教师资格证和同专业工程师职业资格证。和勘查技术与工程专业相关的执业注册考试就有很多,如注册土木工程师(岩土)、注册建造师等。随着我们国家执业资格考试的深入开展,同时具有教师资格证和土木工程师(岩土)证的人数将会迅速增长。按照这类观点,只要有“双证”,就可以是“双师型”教师。
第二类是“双能”型。认为“双师型”教师是既有教师的职业素质和能力,又有工程师的职业素质和能力。教师的职业素质和能力主要体现在教学的业绩,如教务部门的考核、学生的评价、教学论文以及专注等;而教师的工程师的职业素质和能力主要考查教师的企业委托项目、工程咨询以及各种专家系统等等。按照这个方法,刚刚参加工作的青年教师很少有人能够达到“双师型”教师的要求。
第三类是“证能”型,既要有“证”,又要有“能力”。这类看法是强调教师必须同时具有“双证”和“双能”,认为“双证”是“双师型”教师的外延,“双能”是“双师型”教师的内涵。
总体来说,勘查技术与工程专业的“双师型”青年教师应该满足以下特点:一是熟练掌握本专业的基础理论知识和具有很强的专业科研能力;二是具备较好的工程实践经验,有参加实际工程项目的工作经历,对本领域内的工程设计、施工流程以及机具等都有较好的了解。
三、“双师型” 青年教师队伍建设的意义
随着经济的发展和科技的进步,勘查技术与工程专业整体水平有了很大的提高,新的机械设备不断出现,施工方法和工艺也越来越多样化。对授课教师的要求也越来越高,教师不但应具备扎实的专业理论功底,还必须具备较强的工程实践能力,通过参加生产实践,提高其科研水平和解决实际问题的能力,并在教学中能将知识和技能有效结合和综合应用,提高勘查技术与工程专业教学质量,达到较好的教学效果。
1 建设“双师型”青年教师队伍是提高应用实践型专业教学质量的关键要素之一
刚毕业的青年教师,学历层次高、知识面宽、思想活跃,但是工程实践经验不足,在讲授专业课时,容易导致理论与工程实践脱节,难以指导综合性、设计性实验及生产实践环节,严重影响了教学质量的提高。因此,必须建立一支既有扎实专业理论基础又有丰富工程实践能力的“双师型”青年教师队伍,提高勘查技术与工程专业教学质量,培养具有扎实理论知识和较强实践能力的高素质技术应用人才。
2 建设“双师型”青年教师队伍可以提高学生的工程意识与工程素质
高等工程教育的改革重点之一就是要“加强学生工程意识的培养”。要使学生在校期间,获得较好的工程意识的培养和工程技能的训练,就需要教师的认真引导,因此,只有教师具备了较强的工程意识,才能在课内外、校内外的各个教学环节中,对学生进行现代工程意识的培养,使学生们能够独立思考各种工程问题,锻炼学生们解决实际工程的能力,使他们成为合格的高级工程技术人才。
3 建设“双师型”青年教师队伍是科技迅速发展和生产力水平提高的要求
当今世界科学技术迅猛发展,科技含量高的技术装备已经广泛应用到勘查技术与工程领域。但受教育经费以及其他方面要素的制约,课堂上演示的教具以及实验室的设备还停留在上个世纪五六十年代的水平上,因此,需要青年教师进行工程实践活动,掌握工程上最新的技术装备和工程理念。 “双师型”青年教师队伍建设任重而道远。
四、建设“双师型”教师队伍的途径
根据勘查技术与工程专业的特点,“双师型”青年教师的培养应该重点放在工程实践方面。结合我校勘查技术与工程专业 “双师型”青年教师队伍的建设情况, 进行了如下尝试。
1 提高教师的工程意识与工程素质
近年来,我校勘查技术与工程专业教师队伍中新老教师交替步伐逐渐在加快,青年教师比例增大,且教学任务繁重。对于青年教师来说,学历层次高、知识面宽、思想活跃;但是一般都存在工程实践经验不足的特点,在讲授专业课时,容易导致理论与工程实践脱节,难以胜任指导综合性、设计性实验及生产实践环节的工作。学校通过建立专业教师定期实践制度,有计划的安排教师特别是年青教师走出去,到相关企业挂职锻炼,参加生产、科研实践,参与工程设计、成果转化、市场销售等工程研究、生产、开发、转化的各个环节,从而提高青年教师的综合素质和工程观念,取得一定的工程实际经验。
2 引进工程实践经验丰富的技术人才
不仅要培养与引进学术人才,更要注重培养与引进技术人才。聘请一些大型工程的工程技术人员给学生作专题报告,介绍一些大型工程的设计、施工情况,激发学生学习的热情;聘请技师、高级技师具体指导学生对各施工工种的实际操作。另外聘请工程单位的专家到学校任兼职专业课教师, 与他们进行广泛的交流也是培养专业课程教师的有效途径。
3 校企结合、建立产学研合作基地是培养“双师型”教师的有效途径
以“产学研”为导向来加强“双师型”教师队伍建设,是保证教育质量,落实培养目标,办出专业特色,提高专业教师队伍整体素质的有效途径。产学研相结合的实质是学校与企业建立一种优势互补、互通有无、共同促进的紧密合作关系。以“科研”为结合点,开展产学研合作,高校教师通过参与科研参项目、科技开发和生产实践锻炼,改善了教师的知识、能力、素质结构,提高了教师的实践能力、创新能力和学术水平,同时教学水平也得到较大提高。产学结合,共同培养“双师型”教师队伍。产学合作不仅可以增加学生的专业实习机会,还可以拓宽学生的就业渠道,更重要的是为教师参加实践锻炼、提高技术技能水平创造了条件。通过产学研合作,可使教师了解企业先进的新技术、新知识、新工艺和新方法,充分利用产学研合作的契机,可以获取生产一线先进的技术与管理经验,为提高教育质量、实现教学目标打下良好的基础。同时,教师到企业挂职实践可以将先进的科学理论知识带给企业,加强企业在市场竞争中的实力;教师通过实践可以把握企业所需的应用型人才的知识结构,进而可以促进学校有针对性的对相关专业进行教学改革,达到校企优势互补,这样的双赢是学校和企业都期盼的。
五、结论
培养“双师型”青年教师队伍是勘查技术与工程专业发展的必然要求,直接关系到青年教师本人的发展和教学质量的提高,也是提高学生素质和能力重要途径之一。“双师型”青年教师队伍建设和培养必然会促进勘查技术与工程专业的发展,为国家培养出基础理论扎实、专业素质过硬,敢于实践、善于实践的高级工程技术人才。
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中图分类号:F470.1 文献标识码:A
通常情况下,在进行土木建筑工程设计施工建设过程中,进行岩土工程勘查实施主要是指根据设计施工建设工程的实际需求,在设计与施工建设之前,对于施工建设工程施工现场的地质条件以及环境特征、岩土结构等条件情况进行勘查与评价实施,并通过勘查与评价结果进行相关勘查文件的编制,以为工程的设计与施工建设提供基础性的数据资料与支持,保证工程设计与施工建设质量。下文将在对于岩土工程勘查作业中容易忽视问题分析基础上,重点进行岩土工程勘查技术理论创新以及拓展应用的分析论述。
一、我国民用建筑岩土工程勘察存在的主要技术问题。
目前,在我国民用建筑岩土工程勘察中主要存在如下问题:
1、对于地下地质形态认识不清。目前的技术水平很难达到对于地下不明凸起、地下溶洞和断层带等构造的形态、埋藏位置和大小作出很快准确响应的水平。
2、对于地下各种界面不易划分。在近地表存在各类地质界面,包括岩石分化界面、岩土最深界面以及各类地质构造界面,这些界面的识别对于后续民用建筑工程的设计和施工有着重要的影响。但是,目前缺乏有效的技术手段和方法来识别这些界面。
3、对于一些岩土参数较难确定。主要针对那些难以取到样品的原状岩土,从而不能对其进行室内和室外实验测定其各项参数,影响到建筑工程设计中的一些诸如承载力等的参数的确定。
4、人员技术素质较低。主要指勘察技术人员相关知识广度和深度的欠缺,缺乏系统的理论知识和实践经验,而勘察机构内部有缺乏高效的技术交流和学习。(5)人员综合能力欠缺。主要表现在一些勘察技术人员缺乏综合的采样、分析、总结等多方面的能力,而不能高效伙对干各举讯下地质状态,作出迅速反应。
二、岩土工程勘查技术与勘查中容易忽视问题分析。
在岩土工程勘查作业中,勘查技术不仅是勘查作业开展实施的重要因素,同时勘查技术水平的高低,直接对于岩土工程勘查作业的质量效果有着绝对的作用和影响。首先,在进行岩土工程勘查过程中,注意片面的地基条件只需要与负载力相符合就可以,但是同时要注意避免对于工程建筑物内部的均匀性以及稳定性场区的土层与变形情况的勘查忽视,也就是说在进行岩土工程勘查过程,不仅需要注意进行建筑结构荷载所需要的岩土工程特性指标以及地基基础设计参数等数据资料通过岩土勘查进行获取。其次,在进行岩土工程的勘查实施过程中,还容易进行忽略的问题为,详细的岩土勘查过程中,进行岩土勘探的深度情况应从基础底面部分进行计算,这以要求规定主要是针对工程建筑岩土勘查过程中,工程建筑场地在没有经过平整的情况下,建筑现场的地面标高往往与所设计的地面标高不相符合,如果在进行岩土工程勘查之前没有进行详细标高资料的收集,就容易在济宁岩土勘查的过程中忽视详细勘查作业中的勘查深度应从基础地面进行计算的要求和规定,从而对于岩土勘查结果造成一定的影响。
三、民用建筑岩土工程勘察中新技术的应用。
1、工程物探技术。当前民用建筑岩土工程工程物探上主要采取的新技术有:①钻孔波速测试。采用单孔波速测试手段,以测定各类岩、土体的压缩波、剪切波或瑞利波的波速,并用其确定与波速有关的岩土参数,判别建筑场地类别、划分对建筑抗震有利、不利及危险地段,提供地震反应分析所需的场地土动力参数、评价岩体完整性、估算场地卓越周期,判定砂土液化,评价场地类别。②场地微振动测试。通过对场地进行微振动的测试,确定场地卓越周期及脉动幅度值,为抗震设计及地震区划分等提供参数。③室内、外测试。当前功能静力触探头、标准贯入试验、波速测试、静载荷试验等监测技术的使用,通过其所获得的数据和资料,经过分析,对比,建立它们之间的经验关系,并达到解决那些采用传统勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参数问题。
2、地理信息系统。当前GIS在技术上日趋成熟,已形成了统一的功能结构:①通过标准计算机外设输入、编辑和维护图形和属性数据;②建立文件型的图形数据与关系型的属性数据之间的特定连接,用以实现两类数据库之间的相互访问和操作;③提供一系列有关图形数据的分析功能;④提供用户化的界面设计方法和专业化的二次开发接口。将GIS应用于民用建筑岩土工程勘察,使地理信息系统实现对工程地质资料的输入、存储以及对数据进行可视化综合动态查询、检索等基本功能,可为城市各级勘察管理部门提供科学的结论和更高层次的辅助决策信息,以更好地指导城市岩土工程和工程勘察工作。
3、其他技术。当前,遥感技术因其具有的探测范围大、信息量大、获取数据快以及可实时监测等明显优势而在岩土工程勘察中得到广泛应用。遥感系统主要包括了遥感试验、遥感信息获取、遥感信息处理和遥感信息应用四个部分,在勘查中,可迅速反馈出山地、高山、河流等不同地貌图像,为勘察人员做出方案设计和工程准备提供重要依据。除此之外,当前应用广泛的数字近景拍摄测量技术和激光扫描等技术也在岩土工程勘察中发挥着不可替代的作用,如对一些大型工程设施空间形态的实时监测和记录处理等。这些新技术多是应用目前科技最新成果,反映迅速、准确,多能实现三维可视化操作,对工程勘察和测量发挥着越来越显著的作用。
4、在我国,对于岩土工程的勘查设计,早已经实现了利用地质岩土工程地质勘查系统实现对于岩土工程地质情况的勘查收集。结合我国当前社会经济建设以及发展的需求,所建立实现的工程地质调查系统不仅能够实现对于铁路工程以及公路工程、水电工程、港口建设等工程地质情况的调查收集,以为工程的设计与施工建设提供资料依据,同时对于岩土工程勘查技术的发展提升也有积极作用和意义。
5、在进行该工程的设计与施工建设中,首先,按照相关规范设计以及要求,对于该工程的施工建设可行性进行勘测验证,同时结合工程的设计施工要求与设计施工过程中的技术要求,进行该工程地质情况的勘查实施,最终实现对于该工程地质结构中地层划分情况以及地基土工程性质的确定,并对于工程地基中的饱和砂土地震液化判断、工程桩基础设计等参数进行勘测获得,并在具体实施过程中给予指导。
结语:岩土工程勘察对于民用建筑工程和居民安全健康的意义是毋庸置疑的,因而增强勘察的可靠程度,增加勘察的精准性就显得尤为重要。目前,在我国岩土工程勘察上仍存在很多技术和人员素质上欠缺,比如对于地下特殊构造的识别和一些岩土参数的测定等问题。而目前多项高技术勘察手段的提出,应用了最新科研成果,不仅能很好地解决这类问题,还能使得勘察更精确,更人性化,实现勘察的可视化,数字化和自动化。同时这些高新技术的勘察手段还可保证勘察单位时刻紧跟行业发展步伐,走上健康发展的道路。
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2课程目标定位
煤炭地质勘查是一项复杂的系统工程,它以基础地质学、煤田地质学等当代地质学基础理论为指导,以钻探、物探等先进技术手段为核心,同时还涉及矿产资源评价和矿产资源管理等学科知识。20世纪90年代以来,我国矿产地质勘查体制发生了显著的变化,地质勘查理论和技术方法的发展,资源/储量分类国家标准和矿产地质勘查规范的实施以及矿业权市场的建立,对从事煤炭地质勘查的工程技术人员和工程管理人员提出新的要求。当前,矿产勘查工作的最大特点是呈现多样化和逐步走向市场化,煤炭地质勘查人员不仅需要坚实的地质理论和勘查技术知识,还需要具备一定的技术经济评价和矿产资源管理的知识,从而必然促使煤炭地质勘查学科内容的调整和拓宽。当前,矿产地质勘查工作的基本特征是从技术型发展为技术-经济型,“煤炭地质勘查”课程的培养目标也从原有的纯地质技术人才拓宽到以地质技术为基础、掌握一定的技术经济评价和矿产资源管理的综合性应用型人才。
3课程内容体系
煤炭地质勘查与评价作为一门专业主干课程,涵盖内容较广泛,主要涉及煤田地质学、煤田普查与勘探、矿床技术经济评价和矿产资源管理四门学科,它们各有独立的科学体系,而又是密切联系的一个整体。煤田地质学是研究煤、煤层以及含煤岩系成因、性质和其分布规律的一门科学,是煤炭地质勘查的理论基础。煤炭地质勘查是一门来自生产而又直接为生产服务的学科,其目的是为煤矿设计与建设提供可靠的地质资料,保证煤炭资源合理而顺利的开发。其主要任务是运用煤田地质理论及其相关地质理论,选择相应的技术手段和工作方法,经过一定阶段的工作,寻找和探明煤矿床,对煤田的地质与开采技术条件进行研究;并结合当前我国技术经济政策的有关规定,对煤矿床做出正确的工业评价。可行性研究属于工业技术经济学的范畴,是煤炭资源评价的重要内容之一。可行性研究的核心是煤矿床技术经济评价,其任务是应用经济学的原理,根据煤矿床地质勘查工作所获得的资料,选取合理的技术经济参数,预估煤矿床未来开发利用的经济价值和经济、社会效益,为煤矿床地质勘查项目取舍和矿山开发投资决策提供科学依据。矿产资源管理属于管理学范畴。矿产资源管理是矿产资源主管部门以矿产资源所有权者和国家行政管理者身份,依据有关法律、法规,对矿产资源进行的综合管理,包括矿产资源的储量管理、矿产资源勘查开发的监督管理和矿业权管理等。煤田地质学是煤炭地质勘查与评价工作的理论依据。煤炭地质勘查不仅是一项地质工作,而且又是一项经济活动,勘查工程的实施要符合经济原则,以最小投入获取最大地质成果勘查成果和最佳经济效益,技术经济评价是煤炭地质勘查的重要主要任务之一。矿产资源管理的目的和任务,是体现国家的意志、维护矿产资源所有者权益,保障矿产资源勘查、开发活动依法有序地进行,取得最佳经济效益、社会效益、资源效益和环境效益。因此,在矿产勘查体制改革不断深化的今天,煤田地质学、煤田勘查、煤矿床技术经济评价和矿产资源管理四门学科之间的联系日趋密切,逐步形成与走向市场化进程相适应的煤炭地质勘查与评价的新学科框架体系。
4教学实施
煤炭地质勘查与评价课程是一门综合性和应用性课程,其内容较广泛,所涉及的煤田地质学、煤田普查与勘探、矿床技术经济评价和矿产资源管理等四门学科,在以前都是独立的课程。为了适应专业改革和复合型人才的培养,将它们综合为一门课程。为了保持各分支学科内容的完整性,又突出重点、加强各部分之间的联系,构成统一的学科框架,在本课程的教学中注重突出以下三方面特点:(1)系统性:由基础地质理论、勘查技术手段、可行性研究和矿产资源管理构成的完整工作框架体系;(2)规范性:由相关标准、规范构成的煤炭地质勘查标准体系;(3)实用性:由理论、方法、规范、实例构成煤炭地质勘查教学体系。煤炭地质勘查与评价课程针对其综合性和实践性强的特点,其教学环节包括课堂教学、实验教学、课程设计、毕业生产实习等环节。
4.1课堂教学
课堂教学是课程教学的基础。在课堂教学中,主要对地质勘查相关的基本理论、技术和方法进行讲解。针对煤炭地质勘查与评价课程具有内容广泛、实践性强的特点,课堂教学全部采用多媒体教学手段。以《煤炭地质勘查与评价》教材为基础,以收集的大量地质勘查报告、图件和表格为素材,采用案例教学、互动式和讨论式教学方法。案例教学是一种采用“案例—理论和概念”模式的教学方法。在课堂教学中,一方面采用案例教学方法,通过大量勘查实例分析讲解地质勘查的基本理论;另一方面,实施互动式和讨论式教学,尽可能调动学生主动学习的积极性。每章开始均有本章要点提示,结束时有本章思考题,通过课堂讨论和布置课外作业形式,促使学生积极参与和自我学习。本课程第一章“煤田地质学基础”在前面的课程中已经学过,本门课程安排一次学生以寝室为单位,自己收集资料、制作多媒体课件,上讲台讲授。几年的实践表明,这一安排极大地调动了学生积极性,同时也使同学们在课程学习前对已学知识的巩固,为后续章节的学习奠定了基础。
4.2实验教学
实验教学是课堂教学效果的主要实践环节,也是课程设计和生产实习的基础和前提。在煤炭地质勘查与评价课程的实验教学中,以具体的地质勘查为例,设置了读报告、读图和岩心编录实验,使课程的理论学习和实验的具体实例分析相结合。通过煤炭地质勘查报告和煤炭地质勘查设计报告的阅读,使学生了解勘查设计和地质报告的作用和基本内容,了解矿产资源勘查地质成果的使用,地质勘查报告的组成和煤层综合成果表的基本内容等。通过地层综合柱状图、钻孔柱状图、煤岩层对比图、勘探线剖面图、煤层底板等高线图及储量估算图的阅读,使学生了解煤炭地质勘查工作中有哪些主要地质图件以及这些图件的相互关系,掌握各种主要地质图件的内容和读图方法,以及它们的用途,培养学生对各种主要地质图件的综合分析能力。通过岩心编录实验,使学生熟悉煤炭地质勘查钻孔岩心描述和地质编录的内容,掌握钻探工程地质编录和岩心描述的方法,培养学生钻探工程原始地质编录的能力。
4.3课程设计
课程设计是对课堂教学的综合训练,也是生产实习的基础和前提。课程设计采用手工编图和计算机绘图相结合的教学方式,充分体现了课程设计的基础性和先进性的结合。通过课程设计,培养学生理论联系实际,独立分析问题和解决问题的实践能力,在课程设计中,设置了煤炭地质勘查设计的编制、勘查图件的绘制和资源储量估算,通过煤炭地质勘查设计的编制,使学生掌握煤炭地质勘查设计的主要内容和具体方法。通过地质图件的编制和资源储量估算,使学生掌握地质图件编制的一般步骤与具体方法和资源/储量估算的基本方法,培养了学生从地质角度分析问题和解决问题的思路和方法。
4.4毕业生产实习
毕业生产实习是课程教学和课程设计的实践应用。为了把地质理论学习和生产实践相结合,要充分利用校外资源,积极与煤炭行业的相关单位建立人才联合培养计划,建立实践教学基地。我院已与中国煤炭地质总局、河北煤炭地质局等煤炭行业建立地质工程本科生实践教学基地。在生产实习中,为学生提供了煤炭地质勘查现场实习的平台。在本科毕业设计中,根据学生意愿并结合单位用人需求,直接将学生送到煤炭地质勘查单位进行生产实践学习,为地质工程本科生的生产实习、毕业论文实习提供了条件,同时也为毕业生去煤炭地质部门就业搭建了通畅的桥梁。这些措施一方面有利于学生将理论知识向实践转化,同时也给用人单位提供了新鲜动力及选拔优秀人才的机会,达到了双方共赢的目的。
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《长安大学学报(社会科学版)》是长安大学主办的权威性学术刊物(ISSN 16716248,CN 611391/C),主要刊载长安学研究、交通运输、经济学、管理学、新闻传播学、教育学等领域的学术论文。《长安大学学报(社会科学版)》为季刊,大16开,160页,每期定价50元,全年共200元,国内邮发代号:52272,国外发行代号:Q2291。
《地球科学与环境学报》是长安大学主办的权威性学术刊物(ISSN 16726561,CN 611423/P),主要刊载基础地质、矿产地质、水文地质、工程地质、环境地质(含生态地质和灾害地质)、资源勘查、测绘工程、地球信息科学等地学领域的学术论文。《地球科学与环境学报》为双月刊,大16开,144页,每期定价50元,全年共300元,国内邮发代号:52280,国外发行代号:BM4115。
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一、钻探技术
(一)钻探技术的起源
钻探技术发源于古代中国的四川,首要用途是找水喝,其次作用是找盐吃。堪称是我国四大发明之后的第五大发明。在1700年以前,中国人打了1万多口井,深度都超过500米,目的就是取盐。
所谓地质钻探技术就是对地下进行钻孔来打碎岩石的一种工艺方法,钻探技术也是一种验证、取得地下岩层材料信息、地下实物资料,评估矿石的品味和计算储量的一个技术手段。对于不同钻探的目的,那钻探工艺和装备也就不同,我国现在对钻探技术投进了大量的人力物力财力,这也使我国的钻探技术形成了一种技术体系,如反循环钻探技术,绳索取心技术,定向对接井钻探技术,液动潜孔锤钻技术,还有新型的节水钻探技术等。
(二)钻探技术的一般要求
1.井下安全。井下安全无疑是一切工作的前提和保障;2.可钻性。指定的技术措施对该区块或者地层有较好的适应性或者说适用性;3.成本。任何技术措施的制定都要在保证安全,适用的前提下,尽可能的降低成本,这反面的空间很大很大,一个合格技能高的工程师应有的基本素养。
二、物探技术
(一)物探技术原理
物探――地球物理勘探的简称,它之所以能够解决或查明有关地质和工程问题,是因为所要探测的地质对象与周围介质间存在某种物性差异。而这种物性差异可影响被寻找地质体周围某种天然或人工物理场的分布特征。物探技术就是利用先进的物探仪器来摄取这些物理场的分布并与均质条件下的物理场相比较,找出差异的部分来研究与勘探对象之间的关系,达到解决地质问题或工程问题之目的。在工程地质勘探中常用的物探方法尚有高分辩率浅层地震反射法、折射波法、高分辨率电阻率法、电阻率层析成像技术等
(二)物探方法及其应用
物探技术方法门类众多,它们依据的原理和使用的仪器设备也各有不同,随着科学技术的进步,物探技术的发展日趋成熟,而且新的方法技术不断涌现,几年前还认为无法解决的问题,几年后由于某种新方法、新技术、新仪器的出现迎刃而解的实例是常见的。它是地质科学中一门新兴的、十分活跃、发展很快的学科,它又是工程勘察的重要方法之一,在某种程度上讲,它的应用与发展已成为衡量地质勘察现代化水平的重要标志。物探对探测对象不造成损伤,并具有准确、快速等特点,因而显示出强大的生命力,在工程地质勘察中的应用越来越广泛,在工程、环境、灾害地质调查等方面都发挥着重要的作用。
三、物探方法和钻探方法相结合在工程地质勘查中的效果以及应用
(一)钻探与物探相结合对水害情况进行探测
随着矿井开采深度的延伸,水害对矿井生产的威胁日益增大。为确保矿井的安全生产,避免水灾水故的发生,除了加强水文地质预测预报,矿井采用物探和钻探相结合的探放水技术手段,对工作面前方地质构造及水害情况进行探测和分析,确保巷道安全施工。
(二)钻探与物探相结合开展深部找矿物
开展深部找矿工作是保障全面建设小康社会矿产资源供应的客观要求,对于缓解资源瓶颈压力、促进区域经济发展及社会稳定、推动找矿理论和科技创新、提高矿业竞争力均具有重要意义。而钻探与物探相结合开展深部找矿物却成为最佳的寻找方式。
(三)钻探与物探相结合在煤田火区勘察中的应用
钻探与物探相结合工作方法在煤田火区勘察中的应用有许多真实案例。应用结果表明,综合物探配合钻探方法在煤田活火区勘察方面是一种行之有效的勘察方法。
(四)钻探与物探相结合对采空区探查
随着经济建设的发展,在采空区上新建的高层建筑越来越多,采空区探查作为采空区地基稳定性评价的基础工作尤为重要。采用钻探一物探相结合的方法,对浅部多层采空区的发育、充填现状进行精确探查,为正确进行采空区稳定性评价奠定了坚实的基础。
物探与探方法相结合在工程地质勘查中的应用广泛,效果显著,为我工程勘查带来了希望,带来了福音,物探和钻探相结合,取长补短,从而使工程勘查更准确、更安全、更高效。物探克服了钻探的成本高、效率低、盲目性等缺点,钻探使探测更精准,大大减少安全隐患的发生。
四、结论
实践表明,钻探与物探在工程地质勘查中,都有很重要的意义,单纯利用一种勘探手段,往往不能取得良好的勘查效果,而将多种勘探手段有机地综合利用,却往往可取得事半功倍的收获。钻探与物探相结合的方法,为我们在探测方面解决了许多技术壁垒,同时为我们的安全探测、高效探测奠定了基础。
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