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立足核特色资源勘查工程专业构建“构造地质学”课程教学新体系

2011-02-20谢焱石涂彩蓉谭凯旋冯志刚王正庆

中国地质教育 2011年1期
关键词:南华大学铀矿床勘查

谢焱石,涂彩蓉,谭凯旋,冯志刚,黄 伟,刘 江,王正庆,陈 亮

1.南华大学 核资源与核燃料工程学院,湖南 衡阳 421001;2.南华大学 设计与艺术学院,湖南 衡阳 421001

立足核特色资源勘查工程专业构建“构造地质学”课程教学新体系

谢焱石1,涂彩蓉2,谭凯旋1,冯志刚1,黄 伟1,刘 江1,王正庆1,陈 亮1

1.南华大学 核资源与核燃料工程学院,湖南 衡阳 421001;2.南华大学 设计与艺术学院,湖南 衡阳 421001

为了适应21世纪核工业人才的社会需求,本文立足南华大学资源勘查工程专业,分析了“构造地质学”课程突出核特色的必要性,并对该课程教学体系中的教学内容、教学方法及考核方式等的改革进行了探索,提出了增加铀矿成矿构造等教学内容,加强实践教学、建立特色的野外实践教学基地以及在课程考核中提高实验课等实践教学环节的比例等设想。

构造地质学;资源勘查工程;核特色;教学体系

南华大学是国防科学技术工业委员会与湖南省人民政府共建的大学,学校学科专业特色与优势鲜明。现有8个核专业和18个涉核专业,是我国核类本科专业齐全、本科生培养规模大、核类人才培养层次较完整的高校之一。资源勘查工程专业是我校核特色专业之一,“构造地质学”课程是该专业核心基础课程,该课程不仅是一门比较抽象的基础理论课程,也是一门实践性非常强的课程,有许多的教学工作者对“构造地质学”课程的教学措施及其实施方法与规律开展了大量的研究,获得了丰富的教研成果。这些教学措施的使用,给该课程的教学带来一些改变,促进了“构造地质学”教学水平的提高。然而,根据笔者近年来的教学经验和本课程的特点,认为在本课程的教学过程中除了要进一步落实常规的教学措施之外,还应针对本专业的核特色,并结合科研和生产实际,加强野外实践教学,适当地加入一些与本课程相关的科研实例,讲授一些与生产实践密切相关的铀矿山构造地质学内容,一方面有助于学生正确地理解构造地质学的有关原理和方法,提高学生学习构造地质学的兴趣;另一方面也有助于学生在以后的学习与工作中充分地运用本课程的教学内容去解决实际工作中遇到的地质构造学问题,从而达到提高教学效果,深化构造地质学课程教学改革的目的。

一、核特色是本专业发展之需要

我国自1955年创建核工业以来,从科研到生产逐步建立了较完整的工业和科学技术体系,至今已跻身世界核先进国家的行列,是当今世界少数几个拥有核武器和比较完整核科技工业体系的国家之一。特别最近我国对进一步推动核电发展做出新的决策,将加快核能发展,逐步提高核能在能源供应总量中的比例,预计2020年前,将新建27个以上的百万千瓦级核电机组。随着核电建设,将推动整个核工业发展。核工业的迅速发展带来了对铀资源的迫切需求。来自世界核协会(WNA)最新公布的一份市场报告《2009—2030年的全球核燃料市场的供应与需求》指出:“在2020年之后,全球需要在整个核燃料循环领域内大力提升燃料基础设施的产能。”在国内,现有铀资源仅能满足不到1/3的需要,铀资源供需之间的巨大差距带来了新一轮的铀矿床成矿规律与找矿勘探及开采技术研究的热潮。然而,由于前些年地质行业的不景气,大多数地质院校缩减资源勘查工程专业的招生规模,曾经以培养铀矿资源勘查人才为主的相关院校几乎放弃了该领域的教学科研工作。同时大量的人才流失到其他行业,为此,国家急需大量的资源勘查工程专业人才充实到科研院所和厂矿企业,尤其是铀矿资源勘查领域需要大量的核特色资源勘查工程专业人才。作为核特色十分显著的省部共建的南华大学,理当承担起办好核特色源勘查工程工程专业的重任[1]。

二、加强铀成矿构造教学,形成核特色“构造地质学”课程教学内容

1.“构造地质学”课程的特点与内容

“构造地质学”的教学目标是培养学生对各种地质构造(如断层、褶皱、劈理、节理和线理等)几何学、运动学和动力学的分析方法,让学生学会编制与阅读相关构造地质图件,了解构造解析的基本工作方法。根据曾佐勋教授主编的《构造地质学》(第3版)精品课程教材,其主要内容有地质体的基本产状及沉积岩层构造,构造研究中的应力应变分析,劈理、线理、节理等线状构造,褶皱的几何分析与成因分析和各种断层构造分析等,主要培养学生从几何学、运动学和动力学的角度对各类构造现象进行描述和分析,逐步提高解决实际构造地质问题的能力。

2.核特色“构造地质学”课程教学内容设计

组织好教学内容是搞好教学工作的首要条件,“构造地质学”这门课的教学内容可分为三大部分,即几何学、运动学和动力学,并以几何学部分为主[3]。几何学部分主要培养学生对各类构造现象的观察、分析和描述,并通过图件和文字进行表达的能力。“构造地质学”课程作为资源勘查工程专业的主干课程,其教学内容既要反映出该课程的主要研究内容和发展方向,又要考虑学生今后实际的就业领域。南华大学资源勘查工程专业作为核特色专业之一,首先应从教学内容上体现核特色,以上常规的教学内容难以满足核特色的资源勘查工程专业人才培养的需要,因此急需补充相关的铀矿成矿与控矿构造的教学内容。笔者结合近年来教学实践,在紧密结合教材的同时,适当穿插了大量的各类型铀矿成矿与控矿构造实例,取得了较为满意的教学效果。

花岗岩型等岩浆岩型铀矿床主要受岩浆岩构造控制,在第二章地质体的基本产状中补充了岩浆岩构造及其与沉积岩的各类接触关系的内容,使得学生对各类岩浆岩型铀矿床的控矿构造有了较为明确的认识。

各类沉积型或沉积改造型铀矿床多与各类层型构造密切相关,如沉积岩的层理构造、各类不整合面构造以及各种改造的层内构造(如顺层断层等)往往是不整合型铀矿床、砂岩型铀矿床、碳硅泥岩型铀矿床的主要控矿构造。在讲到不整合接触关系或断层时补充了各种铀矿控矿构造实例,让学生对这些构造现象在铀矿成矿中的意义有了深刻认识。

热液型铀矿床是最广泛,也是最复杂的一类型铀矿床,其成矿控矿构造也表现得最为丰富,几乎和所有的构造现象密切相关,尤其是各类断裂构造,从大型的走滑断层、韧性剪切带到小规模的正断层、逆冲断层,都不同程度地对热液铀矿床有十分明显的控制作用,大量的铀矿床控矿构造实例强化了学生对断裂构造控矿作用的理解。

三、强化实践教学,建立核特色“构造地质学”课程教学方式

1.实践教学在“构造地质学”教学中的地位

“构造地质学”以地质构造为研究对象,“构造地质学”的教学离不开阅读和分析地质图。由于地质图是平面图,学生在最初接触时难以建立空间概念,加上地质构造具有立体感强、实践性强和空间效应变化复杂等特点。在教学中,除课堂理论知识讲授外,必须加强实践教学,从地质图的根本出发,采取从立体模型—立体图形—地质图分析的步骤,才有可能使学生对地质构造的解读有一个整体把握,实现从立体到平面、由形象到抽象的过渡,架起理论与实际相联系的桥梁。

由此可见,“构造地质学”具有较强的理论性和实践性[4-5],实践教学是保证地学教育质量的关键[6]。为了加强学生运用所学知识分析问题和解决实际问题的能力培养、科学研究的素质培养以及创新意识的培养等,各院校几乎都为本课程安排了近1/3学时的实习教学课时[7],有些院校还建立了地质构造园地[8],开展了相关课程设计的教学内容[9],实践环节的重要性可见一斑。

2017年河北省共有非油气持证矿山企业数量3 066个,位列全国第8位。其中,大型225个,中型385个,小型2 166个及小矿(生产能力小于小型矿山规模上限1/10的矿山企业)290个。

2.建立核特色“构造地质学”教学实习基地,促进“构造地质学”教学方式改革

我国多数高校“构造地质学”实践教学仅包括室内实验,而美国许多高校还开展了野外实习环节[10],至少进行一次课间野外实习。实际上,除了室内的阅读和分析地质图,学生必须深入现场,学习如何获取第一手资料,如何描述和分析地质构造现象,从而逐步培养应用理论知识解决实际构造地质学问题的能力,这就需要建立合适的野外构造地质学教学实习基地。

众多研究成果表明,铀矿床的类型十分丰富,成矿环境多种多样,控矿构造亦变化万千[11]。因此,要想建立一个能全面包含各类铀矿床控矿构造的实习基地显然并不现实。同时,课间野外实习不同于集中性的认识实习、填图教学实习、生产实习和毕业实习,这些实习都属于系统性的实习[12],是对学生能力的全面提升,课间实习则是针对性较强野外教学,往往就某一个专题、或者某一类构造现象进行现场教学,使学生对某一类问题有较为深入的认识和理解。如美国加州大学的脆性变形及韧性变形实习,华盛顿大学糜棱岩与韧性剪切带实习[10]等。

鉴于此,结合我校建设核特色“构造地质学”课程教学的需要,开展了华南铀矿省典型的铀矿山的调查研究,先选择一些具有普遍规律的铀矿控矿构造作为课间野外教学场地,由点到面地逐步建立更多、覆盖范围更广的铀矿成矿控矿构野外造教学点。比如选择江西相山铀矿田建立火山盆地控矿构造实习基地、选择湖南383铀矿床建立花岗岩接触带控矿构造实习基地等,获得了较好的教学效果,为学生毕业后从事铀矿冶领域的地质勘查工作打下了坚实的基础。

四、注重实践环节,构建“构造地质学”课程考核新体系

在素质教育的推行过程中,教师是主导,学生是主体,培养的目标是全面发展、有个性、有特长,又会解决实际问题的学生。然而素质教育不是口号,而是要实实在在地在各个教学环节上下工夫,尤其是课程考核方式,传统的考核方式弊端重重,难以满足素质教育的需要,急需建立新的考核方式,培养高素质的人才。

1.现有考核方式及其存在的弊端

“构造地质学”属于专业核心课程,目前大多数院校都采用“试卷+实践”的考核形式,其中笔试(期末理论考试)成绩占70%,平时成绩(包括考勤、作业等教学过程和实习、课程设计等实践环节)占30%。这种沿用多年的考核方式存在的弊端日益突出,严重降低了教育教学质量。其弊端主要表现在以下3个方面:一是缺乏对教学过程和实践环节的关注,只注重期末考试,使学生有“胜者为王”的心态,对人才培养不利;其次是不利于学风建设,容易造成学生平时学习不认真,考前宿舍“挑灯夜读”,自习室、图书馆“占座位”等现象的出现;第三,给高校的考风建设带来严重隐患,可能招致学生考试时作弊或考后攻关,给考试组织和管理带来难度,处分的话(留校察看或开除学籍)又很重,不处分或轻罚的话,又会助长考风日下,反过来引起学风的恶化。

2.注重实践教学,构建考核新体系

“构造地质学”课程的实践性决定了课程考核首先要关注教学过程[13],构建平时考核体系;其次是要突出实践环节,提高实践教学内容所占课程成绩的比例,培养高质量的地学人才。

“构造地质学”课程的教学过程由各个理论教学阶段及各个实践教学环节组成,其中的实践环节主要包括课间实习环节、课后的课程设计以及野外的现场教学等。考核要尽可能全面反映学生对本课程知识的掌握情况,最终的成绩不仅仅是期末笔试成绩,还要充分体现学生在各教学环节的表现,如出勤情况、学习积极性和主动性、课堂纪律等,以及课堂作业、实验报告、课程设计、野外教学实习情况等方面。特别要指出的是,要强调实践环节的重要性,必须弱化期末笔试成绩,突出实践环节在考核成绩中的比例,才能避免学生在期末考试上花大力气,想尽办法提高笔试成绩,而忽视对平时学习过程的关注。

因此,在成绩评定时,平时教学过程考核占30%,实践环节占40%的比例,期末考试只占30%,如此一来,学生“求学就是求分数”之说就不攻自破;“大考大玩,小考小玩,不考光玩”的说法也会逐渐销声匿迹。

在教学过程考核中,将可量化的出勤、课堂作业和实验报告各占30%,不可量化的学习积极性和主动性、课堂纪律等占10%,由于其比例小,保证了考核结果的客观性。

实践环节的考核重点是考查学生参与的积极程度和自己动手的能力,同时考虑学生的综合分析和解决问题的能力。参考邹和平教授提出的方案[14],采取野外实习态度和认真程度占35%,实习图件占35%,实习报告占30%的权重方案。其中野外实习态度和认真程度包括野外实习的考勤和纪律(30%)、敬业精神和学习的自主性(30%)和野外观察、记录和素描情况(40%);实习图件主要是实习中绘制的剖面图,构造纲要图等,具体权重取决于实习的具体内容;实习报告包括所学知识的应用能力(30%)、解决问题的能力和创新思维(40%)和语言表达能力(30%)。

这种以关注教学过程、注重实践环节作为主要评分标准的考核体系有效地调动了学生积极参与整个教学过程和各实践教学环节的主动性和能动性,该考核模式为“构造地质学”教学模式的改革作出了有益的探索。事实上,21世纪知识经济时代的到来,给传统的教学模式提出了挑战,同时也带来了机遇,只有不断地探索出适应时代发展的教学模式,才能做到教学相长,实现真正的素质教育。

[1]谢焱石,李向阳,周星火,等.立足核安全建设好南华大学安全工程专业[C]//第十九届全国高校安全工程学术年会论文汇编,哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2007:215-220.

[2]张长厚.“构造地质学”课程与教学改革的一些想法[J].中国地质教育,1999,(4):19-22.

[3]罗金海,于在平,周鼎武.理论联系实际,深化“构造地质学”教学改革[J].高等理科教育,2004,(3):75-77.

[4]周鼎武,赖绍聪,张成立,等.地质学实践教学新体系[J]. 中国地质教育,2006,(4):47-53.

[5]陈骏,胡文瑄,李成.地质学实践教学现状分析与对策[J].中国地质教育,2007,(1):133-139.

[6]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.

[7]李理,戴俊生,钟建华,等.构造地质学课程教改的探索和实践[J].石油教育,2006,(5):70-71.

[8]孙爱群,牛树银,杨秋荣,等.创建地质构造园地 架设科研教学桥梁[J].中国地质教育,2007,(4):44-46.

[9]宋立军,吴少波. “构造地质学课程设计”的开发与实践[J].中国地质教育,2008,(3):37-40.

[10]张长厚.“构造地质学”课程与教学改革的一些想法[J].中国地质教育,1999,(4):19-22.

[11]余达淦,吴仁贵,陈培荣.铀资源地质学教程[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2007.

[12]李虎杰,高德政.加强实习基地建设,提高野外实践教学质量[J].中国地质教育,2005,(4):52-53.

[13]陈艳山,李玉华,鲍烈.注重教学过程,重建考核体系[J].广西轻工业,2007,(7):115-116.

[14]邹和平.野外地质填图教学实习课程考核的一些做法[J].中山大学学报论丛,2001,(1):205-206.

Based on Resource Exploration Engineering with Nuclear Characteristics to Construct New Teaching System of the Course of Structural Geology

XIE Yan-shi, TU Cai-rong, TAN Kai-xuan, FENG Zhi-gang, HUANG Wei, LIU Jiang, WANG Zheng-qing,CHEN Liang
University of South China, Hengyang 421001, China

In order to adapt to the social needs of nuclear industry professionals in the 21st century and based on the resource exploration engineering of University of South China, an analysis of the need for nuclear characteristics for structural geology and an exploration on the teaching content, teaching methods and evaluation methods of the teaching system are given. Some ideas about the teaching content of uranium ore-forming structures, the construction of the especial field practice teaching base for strengthen the practice teaching and the enhancement of the practices teaching proportion in course assessment are proposed.

structural geology; resource exploration engineering; nuclear characteristics; teaching system

G642

A

1006-9372 (2011)01-0030-04

2010-12-10。

2007年湖南省普通高等学校教学改革研究项目(湘教通[2007]230号-61);南华大学高等教育研究与改革项目(2009ZZ049,2010ZZ014)资助。

谢焱石,男,副教授,主要从事构造地质学的教学和研究工作。

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