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教学体系与教学内容

教学体系与教学内容

1.实验教学体系建设

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地质工程实验教学中心始终依托于地质工程国家重点学科和地质灾害防治国家重点实验室的建设与发展,经过多年的建设,针对我国西部地区人才需求和地质环境的特点,构建出了“一体化、三层次、五训练”的新型实验教学体系。该体系的基本构架如下图所示,简要说明如下:

(1)以西部复杂地质环境条件下大型工程建设和地质灾害防治专业人才实践能力和创新能力的培养为中心,以“重视实验基本技能,强化综合性和创新性实验能力培养”为实验教学理念,构建“基础型、综合设计型和个性化创新型实验”的层次化实验教学体系,以达到加强学生地质基础、工程素养和设计能力以及创新能力培养的目的。

(2)地质工程实验教学中心的基础型实验以验证性实验为主,是结合理论教学对学生基本技能的训练,满足学生“应知应会”实验能力的培养;综合设计型实验是给定学生实验目的或解决实际问题的目标,让学生利用已有理论知识和实验设备以及实验技能自己进行单项或综合性实验设计并完成实验、解决实际问题,是结合生产实际提高学生的综合素质;个性化创新型实验主要是利用科学研究成果转化的实验项目对学生进行创新性实验能力培养,或者学生根据自己的兴趣和爱好针对专业领域的科学技术问题开展个性化创新性实验探索,是结合科研对学生创新性思维的培养。针对各个专业学生,“三层次”实验教学情况要求见下表。

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图1实验教学体系结构图

各专业(专业方向)“三层次”实验教学情况一览表

专业名称

基础型实验

综合设计型实验

个性化创新型实验

工程地质

必修25项;选修1项

必修20项;选修4项

选修17项(必选11项)

岩土钻掘工程

必修15项;选修4项

必修22项;选修1项

选修10项(必修5项)

岩土工程

必修24项;选修1项

必修20项;选修4项

选修17项(必修10项)

道路工程

必修21项;选修1项

必修15项;选修项

选修10项(必修8项)

建筑工程

必修8项;选修1项

必修4项;选修项

选修10项(必修4项)

环境工程

必修19项;选修项

必修21项;选修项

选修项

工程管理

必修8项;选修1项

必修项;选修项

选修10项(必修4项)

石油工程

必修9项;选修1项

必修项;选修项

选修项

材料科学与工程

必修5项;选修1项

必修项;选修项

选修项

机械制造与设计及其自动化

必修5项;选修1项

必修项;选修项

选修项

●为了全面提高学生的实践动手能力,我们制定和实施了“五训练”的实践动手能力培养体系,具体包括:①课程实验训练:这部分实验训练是按照相关专业的教学计划和实验教学大纲学生必须完成的室内实验课程和实验内容,是对学生基本实验技能的训练,满足工程实践中必须的实验能力的培养。②开放性实验训练:实验教学中心不仅为学生提供配合教学计划和实际课程的实验教学,同时全天候对学生开放,让学生根据自己的需要和兴趣自行试验,为实验兴趣浓厚和学有余力的学生提供更多的实验空间。③现场实验训练:根据勘察类、土木类和环境类学科的特点,现场实验是这些学科必需的实验训练环节。④校外基地实验(实习)训练:为了加强实践环节,我们不仅强调室内实验教学,而且针对专业特点还建立了两个长期稳定的室外实习教学基地:峨眉山实习基地和马角坝实习基地。⑤实战性实践训练:在4年级学生中建立指导教师制度,依托于科研项目和工程实践项目,在导师的指导下,学生运用所学习的专业理论知识和实验技能,开展综合设计型和创新型实战训练,使学生得到全方位、综合性的实践锻炼,提高其分析问题和解决问题的能力,为顺利进入社会和适应工作打下良好基础。

1.实验课程、实验项目名称及综合性、设计性、创新性实验所占比例

中心开出基础型、综合设计型以及个性化创新型实验项目共计167项,其中基础性、验证性项目54个,占总数的32%;综合设计性项目95个,占总数的57%;创新性项目18个,占总数的11%。综合设计性及创新性项目占总数的68%。分层次的实验教学情况如下表所示。

分层次课程实验教学情况统计简表

序号

教学层次

实验项目

课程名称

支撑专业

学时数

备注

1

基础性

低碳钢和铸铁的压缩实验

材料力学

实验

岩土工程

工程地质

岩土钻掘工程

建筑工程

工程管理

道路工程

机械制造与设计及其自动化

材料科学与工程

石油工程

2


2

低碳钢和铸铁的拉伸实验

2


3

低碳钢和铸铁的冲击实验

2


4

低碳钢和铸铁的扭转实验

2


5

电测应力实验

6


6

偏心压缩实验

2

选修

7

水泥实验

建筑材料

实验

岩土工程

建筑工程

工程管理

道路工程

2


8

普通混凝土实验

4


9

烧结普通砖实验

2


10

土粒比重

土工实验

岩土工程

工程地质

道路工程

环境水文地质

1


11

土的颗粒分析

1


12

土的界限含水率

2


13

土的含水率

1


14

土的密度

1


15

土的直接剪切实验

2


16

基础性

岩石单轴压缩变形实验

岩石力学

基础实验

岩土工程

工程地质

2


17

岩石抗压实验

1


18

岩石抗拉强度实验

1


19

基础性

AUTOCAD绘图基础与绘图环境设置

工程CAD基础

岩土工程

工程地质

建筑工程

道路工程

环境水文地质

2


20

AUTOCAD二维图形的绘制与编辑

4


21

文字与尺寸标注操作

3


22

图层、线型及颜色建立和设置的相关操作

2


23

图块与外部参照的应用

2


24

三维CAD绘图基础

1


25

基础性

土的无侧限抗压强度实验

土力学

基础实验

工程地质、岩土钻掘工程、岩土工程、道路工程、建筑工程、工程管理、环境水文地质

2


26

基础性

平面线弹性有限单元法

工程地质

数值法

工程地质

8


27

有限差分法简介

1


28

离散单元法简介

1


29

钻探演示参观

工程钻探

4


30

回弹仪的使用

工程地质勘察(二)

岩土钻掘工程

环境水文地质

0.5


31

轻型动探仪的使用

0.5


32

基础型

节流调速性能实验

液压传动

岩土钻掘工程

2


33

定向造斜仪拆装分析

定向钻进原理与工艺

2


34

工艺流程(参观)实验

掘进工程

2


35

柴油机主要部件的拆装

内燃机

4

选修

36

水泥性能测试

水泥与混凝土基础

2

选修

37

普通混凝土性能测试

4

选修

38

潜孔锤结构实验

潜孔锤钻进技术

2


39

基础性

伯诺里能量方程实验

水力学

环境水文地质、石油工程

2


40

文丘里流量计实验

2


41

层流演示实验

2


42

孔口、管嘴出流实验

2


43

PH-Eh值的测定方法

水文地球

化学

水文地球化学

2


44

水中二氧化硅含量的测定

2


45

综合

设计性

土的击实实验

土工实验

岩土工程、工程地质、道路工程、环境水文地质

2


46

土的固结实验

4


47

土的三轴压缩实验

2


48

综合

设计性

岩石抗剪强度实验

岩石力学

基础实验

岩土工程

工程地质

3


49

岩石常规三轴实验

1


50

综合

设计性

土的抗剪强度特性测试及参数取值

土力学综合实验

岩土工程

工程地质

4

选修

51

土的压实特性测试

4

选修

52

土的渗透特性测试

4

选修

53

粘性土的膨胀性测试

4

选修

54

综合

设计性

专业绘图技巧和图形输出

工程CAD基础

岩土工程、工程地质、建筑工程、道路工程、环境水文地质

2


55

图案填充及特殊填充图案的添加和开发

2


56

综合

设计性

土的直接剪切实验及参数取值

土力学基础实验

工程地质、岩土钻掘工程、岩土工程、道路工程、建筑工程、工程管理

2


57

土的三轴压缩实验及参数取值

4


58

综合

设计性

静水压强实验

水文地质学实验

岩土工程

工程地质

环境水文地质

2


59

达西渗流实验

2


60

潜水完整井抽水实验

4


61

综合

设计性

岩石点荷载实验及

参数取值

勘察技术

实验

工程地质

岩土工程

道路工程

2


62

混凝土的回弹值

测试及取值

2


63

携带式剪切仪实验

8


64

岩土力学性多功能试验仪实验

4


65

现场测试土层的密度与含水量及压实填土层

质量检测

4


66

地基土体浅层平板

荷载实验

4


67

软基处理施工方法

岩土工程施工技术(一)

工程地质

2


68

基础工程施工技术

2


69

综合

设计性

静水压强及真空实验

流体力学

岩土钻掘工程

2


70

综合

设计性

岩石点荷载仪的使用

工程地质勘察(二)

岩土钻掘工程

环境水文地质

1.5


71

携带式剪切仪的使用

2


72

螺旋钻勘察实验

1


73

单桥静力触探仪实验

2.5


74

综合

设计性

岩石硬度的测试和岩石按硬度分级

岩土钻进

工艺学

岩土钻掘工程

2


75

钻头结构要素测定和磨损形态分析

2


76

取芯方法及取芯工具

2


77

综合

设计性

油泵性能实验

液压传动

岩土钻掘工程

2


78

普通泥浆的配制

钻井液实验

2


79

泥浆基本性能测试

2


80

泥浆处理剂性能实验

2


81

不分散低固相泥浆的配制

2


82

机具拆装实验

掘进工程

2


83

燃料供给系统以及配气机构的调试

内燃机

2

选修

84

钻具断脱事故处理

钻孔事故

处理技术

4


85

扩套脱落钻头的基本方法

4


86

掏心锥取脱落钻头的基本方法

4


87

水文水井钻探实验

岩土工程施工技术(二)

2


88

软基处理施工方法

2


89

基础工程施工技术

2


90

综合

设计性

潜水平面渗流模拟实验

地下水动

力学实验

环境水文地质

4


91

潜水完整井抽水模拟实验

4


92

承压完整井抽水模拟实验

4


93

地下水二维隐式差分计算机模拟

4


94

地下水二维中心差分计算机模拟

4


95

地下水二维三角形有限元计算机模拟

4


96

水质分析实验

水文地球

化学

4


97

碳酸平衡实验

4


98

Cr6在水土中的迁移转化实验

4


99

个性化创新性

边坡变形破坏模拟分析

物理模拟

实验

岩土工程

工程地质

8

选修

100

降雨对土质边坡稳定性的影响

4

选修

101

人工开挖对岩土体变形破坏的影响

4

选修

102

个性化创新性

岩石单轴压缩应力~应变全过程曲线测试

岩石力学

综合实验

岩土工程

工程地质

4

选修

103

结构面特性对抗剪强度特性的影响测试与分析

4

选修

104

岩石水理性质对其力学特性的影响

4

选修

105

中间主应力对岩石强度的影响测试与分析

4

选修

106

个性化创新性

卸荷三轴岩石力学试验

地质(岩土)工程创新性

实验

岩土工程

工程地质

岩土钻掘工程

建筑工程

工程管理

道路工程

2

选修

107

岩土力学性质的携带式多功能仪实验

2

选修

108

利用岩石Kaiser效应测地应力实验

2

选修

109

软弱夹层强度特性的地应力效应实验

2

选修

110

大型岩石高压渗透实验

2

选修

111

岩爆机制的SEM实验

2

选修

112

岩石边坡生态防护基材性质实验

2

选修

113

斜坡地质灾害的降雨模拟实验

2

选修

114

岩爆倾向性指数测试

2

选修

115

断层带岩石三轴单点实验

2

选修

3.实验教学与科研、工程和社会应用实践结合情况

●根据地质工程的发展,以及基于工程地质、岩土、道路等主要地质工程类专业背景,不断引进具有工程应用背景的综合性、设计性实验项目,充实勘察技术实验、岩石力学综合实验、土力学综合实验、水文地质实验等内容,组建了一批高水平实验室。

●组建开放式“大学生科技创新研究基地”,学校在场地、设备、指导、管理、政策、资金等给予大力支持,营造学生创新设计氛围,通过参与大型科研项目达到培养创新能力的目的。

●将科研成果和科研经验引入实验教学,使学生能充分理解实验项目在科研中的应用背景,引导学生的科技创新精神。例如,地质工程实验教学中心主任李天斌教授根据自己承担的高地应力条件下隧道岩爆机制、预测与防治、高烈度区隧道地震动力效应等一系列省部级科研项目,指导本科生利用实验教学中心的岩石力学综合测试系统开展岩爆倾向性和岩爆机制的实验岩石力学研究、利用物理模拟设备进行岩爆机制的地质力学模型试验、利用扫描电子显微镜开展岩爆的微观机制研究、利用实验教学中心研制的震动台进行隧道地震动力响应模拟。取得了多项创新性的成果。环工学院院长许强教授带领本科生先后参与了国家自然科学基金项目“岩石高边坡失稳破坏的数值预报模拟研究”、国土资源部三峡库区二期地质灾害防治科研项目“三峡库区塌岸预测与防治专题研究”以及四川省多项重大地质灾害防治项目(宣汉天台乡特大型滑坡、丹巴滑坡等),利用实验教学中心的降雨及库水位变动模拟系统、底摩擦试验仪等仪器设备,进行了多项创新性的研究工作。通过参与科研,学生的实践能力得到大大提高。