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地质认识实习的实践教学改革

来源:教育教学论坛     2019-3-13 20:51:16      点击:

褚程程 刘文中 翟晓荣

摘要:地质认识实习是地质工程专业本科生步入地质学科的第一次野外实习,其教学效果对学生今后的专业学习和专业发展具有重要的影响。作为国家级特色专业,近年来安徽理工大学地质工程专业教学团队不断探索,开拓创新,从加强教师队伍建设、完善野外实践教材、更新实践教学内容和改进实践教学方法四个方面对地质认识实习进行实践教学改革,旨在提高野外实践教学质量,培养具有创新意识和实践能力的高素质地学人才。

关键词:地质认识实习;实践教学;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)42-0102-03

《普通地质学》是一门介绍地质学概况和基本知识、基本理论的专业基础必修课程。地质认识实习是《普通地质学》课程的实践教学环节,是在学生完成《普通地质学》理论学习及相关实验教学的基础上开展的,也是地质专业本科生步入地质学科的第一次野外实习[1,2]。地质认识实习的目的是为了巩固和加深课堂学习的知识,使学生能够理论联系实际,运用课本知识从地质学的角度认识野外地质现象,训练学生的地质思维方式和实际观察能力,并使学生初步具备野外地质工作的基本技能。综合课程设置和实习目的可以看出,地质认识实习具有授课对象专业基础薄弱和实践性强的特点,其教学效果对学生今后的专业学习和专业发展具有重要的影响。安徽理工大学地质工程专业2006年经教育部批准为国家级特色专业。近年来,我校地质工程专业教学团队不断探索,开拓创新,坚持推进地质认识实习的实践教学改革,在教师队伍、教材编写、教学内容和教学方法上加强管理,不断完善,致力于提高野外地质实践教学质量,培养具备创新意识和实践能力的高素质地学人才。

一、教師队伍建设

目前,高校地质学科的教学模式是以课堂教学为主导,教师往往更加熟悉理论知识并习惯于课堂教学的教学方法,而野外地质实践教学更具灵活性和实践性,需要授课教师具有扎实且广泛的专业知识和丰富的野外实践经验,因而对教师的教学能力提出了更高的要求。我校地质认识实习在贯彻“以学生为主体”的教学理念的同时,加强了野外教学的教师队伍建设,提高教师的实践教学水平,特别是重视对青年教师的指导和培养,形成了“教授带队指导,野外实地备课”的青年教师培养模式,充分发扬老教师“传、帮、带”的精神,逐渐培养出一支专业知识扎实,实践能力较强的青年教师队伍。

二、实践教材完善

教材建设是提高教学质量的重要环节,多年来野外地质实习都面临着缺少野外实践教材的困境。究其原因,一方面是因为野外实践教材的编写是以大量的实地资料为依据,以编者多年的实地调研经验为基础,任务难度大,耗时长;另一方面,不同高校野外地质实习的实习区不尽相同,实践教材适用的区域性显著。野外实践教材的缺失在很大程度上限制了实践教学效果。2013年,安徽理工大学地质工程专业教学团队,结合淮南地区实地地质资料和多年实地研究经验,编写出版了《淮南地区地质认识实习指南》[3]。近年来,该教材一直作为我校地质工程专业地质认识实习的指导用书,并为我校勘查技术与工程、采矿工程、土木工程、测绘工程等专业在淮南地区的野外地质认识实习提供参考。野外实践教材的完善为学生野外实习提供了指导,提高了学生的学习效率及实践教学的效果。

三、教学内容更新

淮南是我国南、北方的分界线,位于华北板块南缘,其地质特征虽属于华北类型,但又有其特殊性。从区域地质构造的角度分析,淮南地区南临秦岭—大别山构造带,东至郯庐断裂。独特的地理位置和漫长的地质历史演化使淮南地区不仅保存了太古代以来不同阶段的地质记录,还形成了丰富多样、典型直观的地质现象。地质认识实习的教学内容主要包括了解淮南地区的地质构造特征,地层、化石和地质作用。中生代的印支、燕山运动使淮南地区地壳隆升,岩层褶皱断裂,形成了淮南复向斜以及北北西向主体构造与北北东向断裂相叠加的构造格局。淮南地区煤炭资源丰富,含煤地层为石炭—二叠系,实习区内的新元古界刘老碑组、四十里长山组、九里桥组、四顶山组、凤台组和古生界底部猴家山组等地层都是淮南地区所特有的。其中,刘老碑组和九里桥组还因为发现了世界最早的后生动物化石“淮南虫”闻名于世。此外,九里桥组和四顶山组中的叠层石,寒武系下统馒头组的三叶虫化石都是实习区内宝贵的教学资源。实习区内的地质作用有风化作用、河流地质作用和地下水地质作用。

根据地质认识实习教学大纲的要求,考虑到淮南地区出露岩层均为沉积岩,经过多次实地调研和多方研讨,为了丰富和优化教学内容,培养学生的地学情感和兴趣,我校地质工程专业地质认识实习由以往的野外4天时间延长为7天时间,逐渐增加了女山地质公园、安徽省地质博物馆和天柱山国家地质公园3条实习线路,弥补了以往实习线路中缺少的实践教学内容。

(一)女山地质公园

女山地质公园位于安徽省明光市,距离淮南市约160公里。女山地质公园是世界上保存最完整的古火山口之一。火山喷发于更新世,公园内有独特的玄武岩火山地貌,岩石特征典型,是了解岩浆作用、火山作用和壳幔相互作用的重要场所[5]。

火山岩为强碱性的碧玄岩、霞石岩和碱性橄榄玄武岩[6],其中见有无色透明、半自行板状宝石级歪长石[7]。气孔构造和火山弹在园区内十分常见(见图1、图2)。火山喷发后,火山口处熔岩冷却下沉,形成凹状,后积水成湖(玉环池)。女山湖因女山而得名,是安徽省第二大淡水湖,其形成与更新世的火山作用或郯庐断裂有关,气孔状玄武岩在湖岸经湖浪掏蚀,形成浮岩滩。

(二)安徽省地质博物馆

安徽省地质博物馆位于省会合肥市。博物馆内设有序厅、地球厅、生命演化厅、恐龙厅、矿物岩石厅、资源与环境厅6个常设展厅。以“地球—生命的摇篮”为主题的地球厅,运用现代化科技手段,以场景的形式模拟火山、风化、冰川等地球的内外力地质作用,展示了大别山的造山运动和中国实时地震带分布。以“生命演化”为主题的生命演化厅以地质时代为主线,采用实体化石标本、模型标本、图文展板、复原场景景观和互动多媒体等形式,按生命演化的各个阶段分别介绍了地球上的生命起源、发展和进程。矿物岩石厅以“精美的石头”为主题,以矿物岩石学基础知识为起点,从不同角度展示了自然界中各种精美的矿物和岩石。

博物馆的各展厅主题突出,结合现代科学技术手段,使趣味性和科学性相得益彰,寓教学于娱乐,既开阔了学生的眼界,又增加了学生的地学兴趣。

(三)天柱山国家地质公园

天柱山地质公园位于华北、扬子两大板块之间大别山超高压变质带的东段,郯庐断裂带的南段,主景区岩石为花岗岩类,岩石类型为石英二长岩和黑云母(二长)花岗岩,形成机制可能与大陆碰撞在早白垩世发生构造垮塌和地幔扰动所引起的部分熔融作用有关[8,9]。特殊的地理位置使天柱山地质公园内保存了丰富的地质遗迹,独特的花岗岩地貌和古生物化石等,其超高压变质带内出露大量超高压岩石组合,以含有金刚石和含有柯石英的榴辉岩最为典型。目前全世界范围内发现柯石英的仅3例,中国为首例,榴辉岩中金刚石的发现是全球范围内变质岩的第二例,榴辉岩中的首例。园区内的地貌属于中生代花岗岩构成的峰林地貌,受构造运动影响,山体节理发育。陈安泽[10]在研究中国花岗岩地貌特征时将天柱山地区的花岗岩地貌命名为“天柱山”型崩塌叠石地貌,该种地貌是判定地壳稳定性的标志之一。目前我校地质专业的地质认识实习已建立了完整的三大岩类及其相关地质作用的实践教学体系,野外教学过程中关于地层、化石、地质构造等重要知识点的教学内容丰富、典型,为学生今后的專业学习奠定了良好的基础。

四、教学方法改进

(一)推行启发式和探讨式的教学方法

传统的地质实习是以教师讲解为主,学生被动笔记,这种教学方式降低了学生的主观能动性,属于“填鸭式”教育。而为了使学生能够由被动学习变为主动学习,近年来的野外地质实习要求每一位带队教师在实习前召开实习动员,其目的一方面是让学生了解实习的内容和注意事项,另一方面是要在实习前向学生提出问题,督促学生对野外实习内容进行预习,使学生带着问题在野外实践中寻找答案。同时,教师在野外实习中的角色也逐渐由“讲解员”转变为“引导员”,引入“问题式教学”方法,引导学生观察地质现象,通过提问和讨论的方式使学生主动思考和分析地质问题。实习结束后,召开实习总结,通过汇报研讨的方式进行成绩考核,真正了解学生的学习效果,解答学生的存疑问题。

(二)加强学生创新能力的培养

所谓创新能力,是指在学习前人知识技能的基础上,通过思考分析,提出自我观点的能力。教师在野外实践中要鼓励学生独立思考,敢于提出自己的观点,培养学生的创新意识,帮助学生分析和解答疑难问题。当学生养成主动思考和分析问题的习惯,并能与老师或同学形成良好的探讨氛围时,将会极大地提高学生的学习兴趣。总之,良好的师生关系,高效的学习方法,饱满的学习热情是学生创新能力形成的基础。

五、结束语

实践是地质学科的重要特点。野外地质教学是提升学生的地质专业技能,培养学生地学情感和兴趣的重要途径,也是地学创新人才培养的关键环节。加强专业教师队伍建设,完善野外实践教材,更新教学内容,改进教学方法是提高野外实践教学的重要途径。

参考文献:

[1]林清茶,程雄卫.普通地质学认识实习中地质思维的培养[J].科技创新导报,2011,(10):228.

[2]杨文涛,朱淑慧,郑德顺.《普通地质学》课内实践教学的建设意义[J].教育教学论坛,2017,(34):86-87.

[3]刘文中.淮南地区地质认识实习指南[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2013.

[4]刘文中,郑建斌,陈健.淮南及邻近地区地质认识实习基地教学资源评述[J].中国地质教育,2015,(2):62-65.

[5]周迎秋.基于不同特征的火山旅游资源开发[J].国土与自然资源研究,2004,(3):64-65.

[6]刘志超,吴福元,储著银,等.安徽女山地幔橄榄岩捕掳体的同位素组成:中国东部新生代岩石圈地幔时期制约制约[J].岩石学报,2010,26(4):1217-1240.

[7]王福泉.安徽女山的宝石级歪长石[J].宝石和宝石学杂志,2003,5(3):34.

[8]吴维平,柏林,郑炎贵,等.安徽天柱山地质公园地质遗迹类型及综合评价[J].上海地质,2010,31(增刊):48-52.

[9]薛怀民,马芳,赵逊,等.大别山造山带东南部天柱山花岗岩类侵入体的特征及其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄[J].岩石矿物学杂志,2011,30(5):935-950.

[10]陈安泽.中国花岗岩地貌景观若干问题讨论[J].地质论评,2007,53(增刊):1-8.


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