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摘要:地球物理学专业是我校地球科学领域的老牌优势专业,为办好该专业,野外地质实践教学是其必不可少的重要实践教学环节。实践教学的效果,最终直接关系到学生毕业后的就业情况。本文从中国地质大学秭归实践教学基地的资源条件、教学内容等入手,结合地球物理专业教学经验及基础地质野外教学经验,探讨了地球物理学专业本科基础地质野外实践教学课程内容改革的一些想法与教学体会。
关键词:地球物理专业;本科基础地质实践教学;湖北秭归
本文引用格式:汪利民.基于地球物理学专业特色的野外基础地质实践教学方法探讨[J].教育现代化,2019,6(82):141-142.
一 我校地球物理学专业基础地质野外实践教学概况
地球科学是一实践性极强的学科门类。地质学野外实践教学,是培养地学人才实践能力、创新能力的重要途径,是保证地球科学相关学科教育质量的关键一环[1]。地球物理学作为地球科学的主要学科之一,是利用地球介质的某些性质(如介质的弹性、密度、磁性、导电性、介电性),通过定量的物理方法研究地球及寻找地球内部矿产资源的一门综合性学科,是一门对实践教学要求极高的应用研究型学科。中国地质大学(武汉)地球物理学专业发展历史悠久,学科种类齐全。在国内外固体矿产、油气勘探、水文与工程、环境监测、海洋勘查、地球内部结构研究等领域,具有较高的知名度和影响力。为突出我校与其他同类高校在专业上的差别与特色,在专业培养方案制定中,专业基础课程更加突出了地学课程的地位。在主干地质学课程以外,另增加若干地质学专业选修课,如“岩石学”“构造地质学”“矿物学”等。突出野外实践教学环节,将实习时间设置为4周。作者通过近年来参与地球物理学专业课课堂教学、秭归地质实践教学和北戴河地球物理专业实践教学过程中收获的一些认识,认为本专业在秭归地质实践教学上有一些问题需要探讨。地球物理学专业秭归基础地质教学实践教学在内容和方法上应注意与其他地学类专业有所区分。
二 基础地质野外实践教学资源
秭归野外地质教学实践基地是中国地质大学(武汉)于2005年开始在湖北秭归新建的一个集教学科研于一体的多功能、综合型实践教学基地。实习区整体位于扬子地台黄陵背斜内,区域范围涉及整个清江流域。区内构造复杂,所处大地构造位置较为特殊:大地构造学上该区居于扬子地台鄂黔台褶带与四川台向斜两个二级构造单元的分界过渡地段;地质力学上该区位于新华夏系第三隆起带,淮阳山字型西反射弧和区域东西向构造带的汇交复合部位;板块构造上本区地处扬子板块的中上扬子地块内。区内结晶基底和盖层均有着较为广泛的出露,且构造发育齐全,岩石类型丰富,因此区内基础地质教学内容丰富且齐全。实习区内有着从古元古代(距今约18亿年)到新生代(距今约百万年)之间的各个地质时代的地层发育,且均较为完整齐全地出露于地表。因此实习区内具备多条不同年代地层、岩石类型齐全,及路线尺度和露头尺度的各类构造现象丰富的教学路线[2,3]。
三地球物理学专业基础地质实践教学内容设计
地球物理学专业为期一个月的秭归基础地质野外实践教学,目的在于使学生能具备以下基本技能:学会野外辨认沉积岩、变质岩、岩浆岩等三大类岩,并掌握其野外观察与描述方法;掌握地层系统的建立原则;学会并掌握褶皱、断层等构造现象的野外识别方法、观察与描述步骤;掌握相关地质图件的绘制与要求;具备一定独立整理和分析资料的能力,能独立完成相关地质图件的编绘及实习报告的编写。
岩浆岩路线:岩浆岩观察路线主要有两条。其一为三峡大坝修建时主要石料供给场地的江北下岸溪石料场,为黄陵岩基茅坪复式单元岩浆岩观察路线。其二为银杏沱滚装码头至兰陵溪木材检查站,为黄陵岩基黄陵庙复式单元岩浆岩观察路线。预期达到的实习目标:使学生掌握花岗岩的野外识别与命名方法;学会描述岩浆岩中各类包体特征,能识别出多期次岩脉间穿插关系;掌握节理分析相关经验及技能。
变质岩路线:主要观察路线从兰陵溪木材检查站至九曲脑中桥东桥头,观察太平溪岩体与崆岭群小以村组的侵入接触关系,了解崆岭群区域变质岩岩性特点。预期目标为:使学生认识区域变质作用和混合岩化作用的主要特点,学会并能对花岗岩与围岩(变质岩)接触带主要构造进行分析;掌握变质岩岩性观察与描述分析方法,学会测量片麻理产状;观察并分析崆岭群小以村组变质岩中放射状阳起石集合体和石榴子石特征。
沉积岩路线(地层路线):区内沉积岩地层发育完全,从古元古代到新生代的地层均有发育与出露。实地教学安排了5条观察路线,涵盖了从南华系至二叠系的地层内容。
实地路线教学结束后,选择高家溪—花鸡坡村—滴水岩村—雾河村-红水坪村一带黄陵花岗岩体及南华系和震旦系地层作为填图单元,在老师的带领下完成填图区部分地层界线点的确定,让学生掌握野外地质填图的基本方法并分组练习。之后进入学生独立填图阶段,对所选择填图单元未完成的地层界线点,由学生分组独立确定,并完成测区的整体填图工作。最后,根据前期室内授课阶段所制定的报告编写及图件绘制要求,在规定时间内由学生独立完成报告的编写。
四 实践教学效果
(一)加深学生对课堂知识的理解层次
学生们实习前虽有学习过地质学相关的知识,但对于知识的理解层次大多停留于书本和课堂,缺乏具体直观的理解与认识。而通过野外实践教学课程的学习,学生们对前期课堂上所学的地质学知识进行巩固的同时,也在脑海中初步建立起野外地质调查工作的整体步骤与流程,并进一步学习到野外地调工作的相关规范和工作流程。实践过程中收获的知识、经验、分析问题与处理问题的方式方法,将令学生们受益终生。
(二)加深对本专业的认知,加深地球物理学知识与地质学知识的相互联系
由于地质学课程教学和本专业地球物理相关课程教学是完全独立进行,因此学生们在学习时,难以很好地将地质学知识与地球物理知识融会贯通,这极不利于学科的可持续发展及学生毕业后的就业。为改善此种不良状况,从2018年开始,本专业秭归地质野外实践教学已基本上完全由本专业专任教师独立承担,学校仅派少量地质学专业教师配合指导。随着专业教师的加入,学生们经过地质野外实践后,普遍感觉实习的收获不仅仅在地质学知识和野外填图工作经验上,更多的是地质学与地球物理学知识的交叉融合。
(三)学生自我能力锻炼
实习区整体位于山高路险的山区,实习过程中遇到难以通过的路段,行动上存在困难时,小组同学之间能互帮互助,将实习小组凝聚成一个强有力的团队。整个实习期结束后,学生们普遍反映,野外地质实践,收获的不仅仅有知识,更有一种勇于担当、敢于挑战的勇气与精神。
五 对基础地质实践教学工作的建议
(一)实习内容安排上的建议
目前的秭归地质实践教学较为充分地考虑了地质学各方面内容的合理安排,实习内容较为全面,但缺少专业上的区分度。建议今后的地质认识实践,注意考虑按照不同的专业方向,进行教学内容的适度区分。地球物理专业,更多地关注的是地球深部的结构构造及地球的演化过程。因此,在地质认识实习时,可以将侧重点放在岩浆岩、变质岩的教学路线上,以此让该专业学生更清楚地认识地球深部的物质组成、结构等。另外,地球物理学基本的着眼点是地下介质的基本物理性质。因此,在对地球物理专业学生在进行地质认识实践教学时,应注重分析各类地层(或岩体)的成因及其物理性质。在条件允许的情况下,应将部分轻便易于携带的物性测试仪器(如磁化率仪)配备进实习站。教师在野外现场讲解地层岩性时,将岩性与物性适时结合,使学生能更好地将所学地质学知识与地球物理专业知识联系起来。
(二)实践教学方法上的建议
教学方法上,开展线上线下混合式教学。中国地质大学(武汉)地空学院已于2018年暑期开始在袁晏明教授的带领下进行秭归基础地质实践教学MOOC课程建设。课程于2019年6月建设完成并上线。建议在今后的教学上,采取线上线下轻量级混合式教学模式。以最小的时间成本达成实践教学要求为设计目标。以教师实地路线讲解为基础,在线课程为延伸,适度开展翻转课堂教学,建立恰当的教学平衡。最后,建议在传统野外地质填图方法教学上,逐步全面普及数字化填图教学工作。让原本枯燥无序的基础地质野外实践教学过程信息化、数据化、科学化,提高野外实践教学的效率,改善实践教学效果[4]。
参考文献
[1]刘建朝,薛春纪.实践教学是保证地学教育质量的关键[J].中国地质教育,2004,(1):24-25.
[2]樊光明,张先进,余英,等.秭归实习基地教学资源和教学条件评述[J].中国地质教育,2010,(1):56-61.
[3]陈丽霞,张先进.关于地球信息科学与技术专业野外地质实践教学的工作经验与体会[J].高教研究,2012,(3):30-32.
[4]李忠建,周丽霞.基于创新能力培养的工程地质实践教学方法探讨[J].教育现代化,2015,5(11):108-110.
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