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周口店第四纪地质实习教学探讨

2011-12-28万军伟袁晏明

中国地质教育 2011年4期
关键词:周口店路线现象

柴 波,万军伟,袁晏明

1.中国地质大学(武汉)环境学院,湖北 武汉 430074;

2.中国地质大学(武汉)地球科学学院,湖北 武汉 430074

周口店第四纪地质实习教学探讨

柴 波1,万军伟1,袁晏明2

1.中国地质大学(武汉)环境学院,湖北 武汉 430074;

2.中国地质大学(武汉)地球科学学院,湖北 武汉 430074

总结了周口店地区第四纪地质研究成果,分析了传统教学路线中存在的第四纪地质现象,探讨了如何在传统路线教学中融入第四纪地质教学的内容,以补充近几年周口店地质实习中第四纪地质教学的空白。传统的教学路线中第四纪地质现象丰富多样,通过完善传统教学内容和讲义,结合学生专业选择教学方案,可将第四纪地质实习教学很好地融入传统路线教学。

第四纪地质;地质实习;周口店

第四纪地质和地貌研究是资源开发、水文地质及工程地质工作的基础,对地质灾害与地球环境变化预测研究具有重要意义。该学科一直是地质院校的基础地质课程,并且在教学实践环节中设置有第四纪地质教学路线。周口店是古人类发源地,研究第四纪地质和人类活动的关系十分重要,对该区域第四纪地质研究已经有很好的基础。但近些年人类工程活动对我校原有第四纪地质教学路线的观察露头和剖面破坏严重,使得该部分教学内容很长一段时间处于空白状态。通过对周口店地区以往第四纪地质研究的成果的总结,传统教学路线中第四纪地质现象观察,探讨第四纪地质教学的内容,使第四纪地质教学与现有的传统教学路线相结合,对丰富和完善周口店地质实习的内容具有重要意义。

一、周口店地区第四纪地质研究现状

第四系覆盖区通常是人类活动的频繁区,作为建筑地基的承载区、水资源的富集地,一直以来是地质、水文和工程界研究的热点区域。第四纪地质研究对于揭示全球气候变化、人类文化史发展等也具有重要意义。近些年,新技术、新方法得到广泛应用,海洋、冰川和黄土地质等研究均取得了丰硕成果。现代第四纪研究日益向多学科交叉的综合性研究发展,成为近30年来环境和资源领域研究内容最丰富和发展速度最快的地球科学分支学科之一。

对周口店地区第四纪地质的研究成果可以追溯到20世纪20年代,1916年叶良辅等[1]到周口店作地质调查时,涉及少量的第四纪地质内容。早期在该区域开展的第四纪地质工作,多以古脊椎动物化石考察为主,在周口店龙骨山一带发现了古人类化石和大量的石器,对“北京人”的特点、性质和活动有了比较清晰的认识,期间发现的化石涵盖了整个更新世[2]。

1956年帕夫林诺夫带领70多人在周口店地区进行第四纪地质实践教学,任安身等[3]对此次实践教学的成果进行了系统总结,编制了该区域1∶2.5万的地质略图、地貌略图和新构造运动概要图,并且对周口店地区第四纪地质情况进行了系统的总结,分析了区内地貌的特征以及与新构造运动的关系。

早期,有学者即注意到周口店地区第四纪冰川的活动,对冰川地貌开展了研究[4],随着研究的深入,吴锡浩[5]对北京地区第四纪冰期与构造—气候旋回进行了研究。至20世纪80年代,在周口店进行的1∶5万周口店幅区域地质调查中,曹伯勋等[6]在太平山北坡发现的一处更新世地层剖面进行研究,确定了太平山组的地质时代,将该地区第四纪沉积年龄记录向前推移了近20万年。程捷等[7]也根据周口店地区洞穴堆积物,对太平山北坡早更新世地层的划分进行了系统研究,同时,总结了周口店地区第四纪地质研究的进展,分析了环境和人类文化的关系。

周口店地区第四纪地质的研究成果除了对“北京人”的古人类活动具有重要意义外,也提供了多个第四系沉积地层剖面,并且对周口店地区气候特征研究具有重要价值。李炎贤等[9]根据哺乳动物化石探讨了北京猿人洞不同层位的环境和气候特点,揭示了两个较为明显的气候旋回。尤玉柱、徐钦奇等[10-11]对北京猿人洞和山顶洞的堆积物及哺乳动物群的研究发现,与我国的黄土剖面和深海沉积物的氧同位素进行了对比,该地沉积物显示了3次气候旋回,这也和吴锡浩等人对北京地区第四纪冰期和间冰期气候旋回的研究成果相一致。曹伯勋等[12]在太平山的北坡发现了早更新世晚期的古冰楔,程捷等[13-14]推测当时降温幅度达12℃以上,并指出在早更新世至少可以划分出两个冷期和两个暖期。

以往研究的地质剖面以洞穴堆积物为主,具有很高的科学价值,但与实际地质实践教学相结合却很难,这些成果并不能直观地作为教学内容,这就需要在以往研究成果的基础上,探讨适合地质实践教学的内容。

二、周口店地质实习传统教学路线中第四纪地质现象

根据我校地质专业周口店实习的安排,有11条路线是延续至今不可缺少的传统教学路线,这些教学路线侧重于地层、岩体和构造三方面,基本不涉及第四纪地质教学的内容。但很多教学路线都存在不同类型的第四纪地质现象,涉及第四系沉积物、地层和地貌等。表1是传统教学路线中第四纪地质现象的汇总,表中可以看出周口店实习区的传统教学路线存在第四纪地质现象,包括不同成因类型的第四系沉积物和地貌,第四系沉积物涵盖了周口店地区第四纪的地层单元。如何将这些第四纪地质现象融入到传统的路线教学中,并且能够结合所学专业进行讲解,是值得我们思考的问题。表1中针对各路线中第四纪地质现象的特点,初步归纳了第四纪地质教学的要点,在教学中强调对第四纪地质现象的认识,教授观察和分析的方法。

表1 周口店实习区传统地质教学路线中第四纪地质现象

三、周口店地质实习第四纪地质教学的思考

从现代地球科学的发展看,与第四纪地质密切相关的全球气候变化等问题一直备受关注,从区域经济规划看,土地资源的利用和经济可持续发展也离不开第四纪地质。而在传统教学路线中,教学的内容很少涉及第四纪地质现象,这已经不能满足现代科学和社会的需求。通过上述对传统教学路线中第四纪地质现象的整理,我们认为在传统路线教学中增加第四纪地质教学是可行的。需要对传统的教学内容和方法进行改进,引导观察各种第四纪地质现象,讲授与之相关的观察方法,分析其地质成因规律,并且结合专业知识,提出第四纪地质在现实中的作用。

1.重新考察传统教学路线,修改和完善教学内容和要点

近些年周口店地区社会经济发展迅速,很大程度破坏了我校传统的教学路线。在资源开发过程中,露天开采石材等活动挖除了很多观测点的地质现象,如164背斜,也破坏了教学路线的交通,如黄院路线。部分路线由于长期教学且未实施必要的保护和修缮,现有的露头条件较差,教学效果不甚理想,如太平山南坡路线。沿河流修建的护岸工程,覆盖了一些原有的第四纪地质现象,如周口河阶地观察剖面。需要对这些传统的教学路线进行考察,根据现有的露头条件、道路交通修订教学内容。同时,在考察过程中也应该注意与第四纪地质相关的露头,将能够满足教学观察点的露头也编入路线教学的内容。

以上工作不仅需要实习基地负责教师的工作,全体的带队老师也应该积极参与,在备课和教学的同时观察和记录相关内容,并且在教学开始前和教学结束后进行总结。教学内容应该随着现实情况的变化而变化,并非一成不变。

2.总结实习区内第四纪地质研究成果,补充路线教学讲义

周口店地区第四纪地质研究成果颇丰,涉及古人类、气候和地层等方面,这些研究成果有些是学生所熟知的,也有一些是社会都十分关注的,如北京人的发现、冰期和间冰期气候的旋回等。通过这些熟知和关注的内容,传授学生第四纪地质相关的内容,可能更容易被学生接受和掌握。

这就需要教师提前查阅相应的研究成果,在备课阶段,结合前述补充的第四纪地质教学点和内容,将已有的研究成果融入教学讲义。在教学结束后,在学生中调查路线教学内容的效果,进一步地补充和完善自己的教学讲义。

3.明确学生培养目标,选择合适的教学方法

周口店地质实践教学的目标是培养学生实际地质工作的能力,包括地质现象的观察、描述和分析能力,动手实践能力和团队协作能力等。实践教学不同于室内教学,室内教学很多情况是备课起主要作用,学生听讲、记录和思考,而实践教学则更注重路线中引导学生独立观察、测量和思考。需要我们有合适的教学方法,从以教为主逐渐过渡到学生自我工作为主。由于第四纪物质成因多样,分布位置零散,在教学中更应以引导观察和学生独立观察为主。教学中,更多地体现“受之鱼不如授之渔”的教学方法,以观察、测量和分析方法的教授为主。

4.结合学生专业,传授学生学以致用

周口店地质实习面向我校地学、资源、环境和工程专业的学生,各专业以后从事工作的内容不尽相同,有的以地质调查和基础地质研究为主,有的为资源开发、地质环境保护和工程建设服务。在教学实习中,学生都非常迷茫,不知道自己未来的工作是什么,有时候周口店实习中艰苦的实习环境也会使学生对从事地质事业的决心有所动摇。这些问题就需要我们结合学生的专业,让他们知道以后工作的内容,周口店地质实习中所教的内容在工作中有什么作用。

第四纪地质对环境和工程专业的学生相当的重要,它是研究全球气候变化、水资源开发和建筑基础承载的主要内容。在实践教学中,就应该根据学生的专业,使学生掌握第四纪地质的重要性,学到了这些知识如何地应用,如何更好地从事本专业的工作。

通过上述对周口店地质实习中第四纪地质教学的思考,可完善周口店实习教学路线的内容,使学生系统掌握第四纪地质及地貌学知识,并且提高学生对地质现象的观察、测量、描述和分析能力。

[1]叶良辅.北京西山地质志[Z].地质专报,1920,甲种,第1号.

[2]程捷,王海芝,张西娟,等.周口店第四纪地质与环境变迁研究进展与展望[J]. 地质力学学报,2002,8(4):347-353.

[3]任安身,王世棣,杨子赓.周口店第四纪地质概述[J].地球科学—中国地质大学学报,1957,(2):118-130.

[4]王曰伦,贾兰坡.周口店第四纪冰川现象的观察[J].地质学报,1961,32(1):16-25.

[5]吴锡浩. 北京地区第四纪冰期与构造—气候旋回[J].海洋地质与第四纪地质,1983,3(2):111-121.

[6]曹伯勋,田明中,李长安.北京周口店早更新世地层的新发现[J].中国区域地质,1988,(4):374-379.

[8]程捷,曹伯勋,田明中,等.周口店太平山北坡早更新世洞穴地层的划分[J].现代地质,1995,9(4):441-449.

[9]李炎贤,计宏祥.从哺乳动物化石来探讨北京猿人生活环境的变迁[J].科学通报,1980,25(23):1087-1088.

[10]尤玉柱,徐钦奇.中国北方晚更新世哺乳动物群与深海沉积物的对比[J].古脊椎动物与古人类,1981,19(1):77-86.

[11]徐钦奇,北京人时代的三次冰川旋回[C]//童永生,张银运,吴文裕.演化的实证.北京:海洋出版社,1997:209-226.

[12]曹伯勋,田明中,李长安.北京周口店地区新发现距今73~90万年地层与古冰楔遗迹初步研究[J].科学通报,1989,24(7):530-533.

[13]程捷.早更新世发生在华北的一次显著降温和哺乳动物迁移事件[C]//安芷生.第30届国际地质大会论文集-第四纪地质.北京:地质出版社,1999:22-27.

[14]程捷.哺乳动物群指示的气候旋回—以周口店早更新世哺乳动物群为例[J].地学前缘,1997,4(2):275-279.

[15]赵温霞.周口店地质及野外地质工作方法与高新技术应用[M].武汉:中国地质大学出版社,2003.

Quaternary Geology Teaching in the Zhoukoudian Geology Practice

CHAI Bo, WAN Jun-wei, YUAN Yan-ming
China University of Geosciences, Wuhan 430074, China

This paper summarized research fruits about quaternary geology in Zhoukoudian area, analyzed quaternary geological phenomena in the traditional geological teaching routes, and discussed how to teach the quaternary geological knowledge in the traditional geological teaching in order to complement the blank of quaternary geology teaching in this area in recent years. Research results of quaternary geology involve paleoclimate, ancient and strata in the Zhoukoudian area. There are abundant and diverse quaternary geology phenomena in the traditional geological teaching routes, which could be added to the traditional teaching by perfecting teaching materials and choosing appropriate teaching programs.

quaternary geology; geology practice; Zhoukoudian

G642

A

1006-9372 (2011)04-0035-04

2011-09-05。

柴 波,男,讲师,主要从事环境地质和岩土工程的教学和研究工作。

book=97,ebook=97

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